Variante 3
Bist du darauf gekommen, dass man zuerst ein Minus, genauer gesagt die Zahl -1, ausklammern und dann die dritte binomische Formelanwenden muss?
Ausklammern von -1 im Zähler ergibt:

Anwendung der dritten binomischen Formel: 

Nun kann der Faktor
gekürzt werden.

Als letztes führen wir den Grenzübergang durch, d.h. wir setzen nun
für x ein:

Vorsicht an dieser Stelle:Wirklich
für x einsetzen und nicht andersherum!
steht ja für eine feste Zahl und x für die variable x-Koordinate des Hilfspunktes H. Es soll schließlich der Hilfspunkt (
immer näher an den festen Punkt (
herangeschoben werden. Die x-Koordinate x des Hilfspunktes H soll sich also beliebig nah an die feste Stelle
annähern. In anderen Worten:x geht gegen
und nicht umgekehrt.
Der Term
entspricht der Steigung der Funktion
in einem allgemeinen festen Kurvenpunkt (
.
Nun lässt sich jeweils die Steigung der Funktion in den angegebenen Punkten P(2|f(2)), Q(3|f(3)) und R(4|f(4)) berechnen, indem wir für
nacheinander die Werte 2, 3 und 4 einsetzen:
Das ist die Steigung der Funktion im Punkt P(2|f(2)).
Das ist die Steigung der Funktion im Punkt P(3|f(3)).
Das ist die Steigung der Funktion im Punkt P(4|f(4)).
Die Aufgabe ist damit gelöst.
Betrachte trotzdem noch einmal den Ausdruck
!
Wenn man dabei statt
einfach x schreibt, erhalten wir die sogenannte Ableitungsfunktion
der Funktion
.
Für die Funktion
gilt also:

Die Ableitungsfunktion
beschreibt die relative Veränderung der Funktionswerte von
.
Je stärker sich die Funktionswerte von
im Vergleich zu x ändern, desto steiler verläuft der Graph der Funktion
. Umgekehrt verläuft der Graph von
umso flacher, je weniger sich die Funktionswerte relativ zu x ändern. Die relative Veränderung
der Funktionswerte entspricht daher dem Steigungs- bzw. Monotonieverhalten der Funktion
. Das Berechnen der Ableitungsfunktion
bezeichnet man als globales Differenzieren.
Um mit Hilfe von
die Steigung von
in einem bestimmten Kurvenpunkt
zu berechnen, muss dann bloßnoch die gegebene x-Koordinate
des Kurvenpunktes in die Ableitungsfunktion eingesetzt werden und schon hat man die Steigung
der Funktion
in diesem Kurvenpunkt. Das Berechnen der Ableitung
an einer bestimmten Stelle
nennt man lokales Differenzieren.
Wenn wir einen Weg finden, wie wir die Ableitungsfunktion
schnell und einfach ermitteln könnten, also auch ohne Differenzialquotient, wäre es ganz einfach, die Tangentensteigung bzw.
