[size=150]Der obere Halbkreis ist als [u]Linie[/u] gesehen der Graph der Funktion [math]f1\left(x\right)=\sqrt{1-x^2}[/math] über dem Intervall [-1, 1].[br]Bei der [u]Fläche[/u] geht es dann um den Bereich zwischen diesem Graphen und der x-Achse. [br][br]Der untere Halbkreis wird entsprechend durch [math]f2\left(x\right)=-\sqrt{1-x^2}[/math] beschrieben.[br]Wir unterteilen nun das Intervall [-1, 1] in k gleichgroße Teile und erhalten für den Vollkreis [b]n = 2k[/b] Sehnentrapeze (k Sehnentrapeze für den oberen Halbkreis, etwas hervorgehoben, und k für den unteren). [br]Mit dem Schieberegler k kann nun die Anzahl dieser Streifen verändert werden. [br][list=a][*]Notieren Sie in einer Tabelle die Flächeninhalte für k = 2, 10, 50, 250, 500, 1000 (also n = 4, 20, 100, …) und beobachten Sie, wie sich die Werte stabilisieren. Wie lautet der auf den ersten drei Dezimalstellen stabile Wert? [/*][*][table][tr][td]k[/td][td] 2 [/td][td] 10[/td][td] 50[/td][td] 250[/td][td] 500 [/td][td] 1000[/td][/tr][tr][td]n[/td][td] 4 [/td][td] 20 [/td][td] 100 [/td][td] 500 [/td][td] 1000 [/td][td] 2000 [/td][/tr][tr][td]Flächeninhalt Trapezsumme [/td][td] [br][/td][td][/td][td][/td][td][/td][td][/td][td][/td][/tr][/table]Vergleichen Sie dies mit den Ergebnissen aus Aufgabe 3a. [/*][/list][/size]
[size=150] [br]Mögliche Antwort:[list=a][*][br][table][tr][td]k[/td][td]4[/td][td]10[/td][td]50[/td][td]250[/td][td]500 [/td][td]1000[/td][/tr][tr][td]n[/td][td]8[/td][td]20[/td][td]100[/td][td]500[/td][td]1000[/td][td]2000[/td][/tr][tr][td]Flächeninhalt Trapezsumme[/td][td] 2.73205 [/td][td]3.03705 [/td][td] [br]3.13220 [/td][td] 3.14075 [/td][td] 3.14130 [/td][td] 3.14149 [/td][/tr][/table][/*][*]Hier haben wir ab n = 1000 erst eine Stabilisierung auf drei Dezimalstellen. Die einbeschriebenen Polygone nach Archimedes (Aufgabe 3a) liefern für den Flächeninhalt also schneller stabile Werte als die Sehnentrapeze.[/*][/list][/size]
[size=150]Hinweis: Dieser Ansatz mit Trapezsummen (oder mit Rechtecksummen) erfüllt die Forderung nach Durchgängigkeit und Fortsetzbarkeit von Vorstellungen und ist eine Vorbereitung für die Ideen der Integralrechnung. [/size]