Lineare Approximation:

Wir haben gesehen, dass der Differentialquotient einer Funktion math formula am Punkt math formula eine schöne anschauliche Bedeutung hat: Er gibt die Steigung der Tangenten an den Graph der Funktion im Punkt math formula an. Man kann diese Tangenteneigenschaft auch noch folgendermaßen verstehen:

Wir stellen uns die Aufgabe, eine durch eine Funktion math formula beschriebene ebene Kurve in der Umgebung eines Punktes math formula möglichst gut durch eine Gerade math formula zu approximieren: Wir fordern dazu:

1) Am Punkt math formula gelte math formula , woraus das absolute Glied math formula bestimmt werden kann. Eingesetzt ergibt das: math formula. Damit erhalten wir für die Abweichung der Näherungsgeraden math formula von der Kurve math formula:

math formula
mit der Entfernung der unabhängigen Variablen vom Approximationspunkt math formula.

2) Diese Abweichung der Näherungsgeraden math formula von der Kurve math formula, gemessen in math formula

math formula


soll bei bester Approximation möglichst verschwinden bei Annäherung von math formula an math formula, d.h. math formula. Das bedeutet aber gerade:

math formula und folglich math formula.


Wir erhalten also genau dann die beste lineare Approximation des Graphen der Funktion math formula in der Umgebung des Punktes math formula, wenn wir eine Gerade mit dem Differentialquotienten als Steigung wählen, und das ist natürlich gerade die Definition der Tangente.


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