Johannes: Difference between revisions
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Revision as of 12:39, 8 November 2023
Aufgaben am 08.11.2023
Quadratische Gleichungen lösen
https://www.hhs.karlsruhe.de/wp-content/uploads/2015/11/quadratische_gln_ag_01.pdf
Zahlen und Reihen
Dezimalsystem und Hexagesimalsystem
Einführung ins Hexagesimalsystem
Wahrscheinlichkeitsrechnung und Statistik
Die Binomialverteilung
- Einfache Einführung ins Thema
- Einführung mit Verweis auf das zugrundeliegende Urnenmodel (Ziehen mit Zurücklegen)
- Erwartungswert und Standardabweichung einer Binomialverteilung
Aufgaben am 24.05.2023
- Wahrscheinlichkeitsrechnung, mehrstufige Zufallsexperimente
- Aufgaben unten
- Wahrscheinlichkeitsrechnung - Aufgaben als PDF
- Binomialverteilung, 2017-2, Teilaufgabe d)
- 3.1) Fläche unter Kurve, 2017-1, Teilaufgabe a)
- Liegen zwei Vektoren auf einer Geraden?, Teilaufgabe c)
1. Aufgabe:
In einer Urne befinden sich 8 Kugeln:
6 weiße und 2 schwarze.
Es wird nacheinander je eine Kugel gezogen.
Unterscheide:
a) mit Zurücklegen der gezogenen Kugel
b) ohne Zurücklegen der gezogenen Kugel
1. Zeichne den Ereignisbaum für die zwei Fälle.
2. Mit welcher Wahrscheinlichkeit wird zweimal eine schwarze Kugel gezogen?
3. Mit welcher Wahrscheinlichkeit wird keine schwarze Kugel gezogen?
4. Mit welcher Wahrscheinlichkeit wird mindestens einmal eine schwarze Kugel gezogen?
5. Für welchen Fall ist die Wahrscheinlichkeit größer, zweimal eine schwarze Kugel zu ziehen: mit
Zurücklegen oder ohne Zurücklegen?
2. Aufgabe
Du würfelst mit einem Würfel zweimal hintereinander.
1. Wie hoch ist die Wahrscheinlichkeit, jedes Mal die
gleiche Zahl zu würfeln?
2. Wie viele Äste gibt es in dem Ereignisbaum?
3. Wie hoch ist Wahrscheinlichkeit, als Augensumme
mindestens 10 zu würfeln?
4. Du möchtest für ein Gewinnspiel eine Gewinn-Wahrscheinlichkeit von maximal 20%. Wir
würfeln 2x auf maximale Augensumme. Bei welcher Augensumme werden die 20%
Gewinnwahrscheinlichkeit nicht überschritten?
Baumdiagramme zeichnen und als SVG-Graphik speichern
Aufgaben am 14.06.2023
- Ähnlichkeitsbetrachtungen an Dreiecken
- Verdeutlichung Ähnlichkeitsbeziehungen innerhalb eines rechtwinkligen Dreiecks mit Geogebra Wenn man die Strecke B'-C' des blauen Dreiecks der Strecke B-C gleichmacht, dann kann man beide Seiten aneinaderlegen um bekommt ein neues rechtwinkliges Dreieck. Das hat dann die Ähnlichkeitsbetrachtungen in sich!
- Beweis der Ähnlichkeitsbeziehungen im rechtwinkligen Dreieck, Arndt Brunner
- Beweis des Pythagoras durch Ähnlichkeitsbetrachtungen, gute Übung zu 1)
- Erklärungen SSS, WSW, SWS,SsW
- Aufgaben 1, Dreiecke sind ähnlich, berechne fehlende Seitenlängen
- Aufgaben 2, Verbindung von Strahlensätzen und Ahnlichkeiten, Aufgaben, die Johannes im Unterricht hatte
- Aufgaben 3, schwerere Aufgaben aus Mathe und Physik
- Aufgaben 4, Maßstab bei Abbildungen, gute Übungen dazu
Cornelsen:
- Zugangslink Zahlen und Größen 9 - Herausgegeben von Udo Wennekers
- Oder über Cornelsen und dann mit Zugangsdaten: Benutzername: EBochenek - Passwort: 12Paselaken1951
Aufgaben 05.07.2023
- Differentialgleichungssysteme lösen:
Grundsätzliches zur Addition und Multiplikation
Unterschied zwischen Addition und Multiplikation
Verdeutlichung des Unterschieds zwischen Addition und Multiplikation
Allgemeine Beziehungen zwischen Addition und Multiplikation
Erklärungsmodelle zur Multiplikation und!!!! Division
Erklärungsmodelle zur Multiplikation und!!! Division
Addition und Multiplikation von Brüchen
- Geogebra - geometrische Erklärung der Addition von Brüchen - Geogebra - geometrische Erklärung der Multiplikation von Brüchen
Schriftliche Addition, Subtraktion, Multiplikation und Division
- Mathe-Lernen.net
Gleichungen umstellen
Regeln / Hinweise zum Umstellen von Gleichungen
Beim Umstellen von Gleichungen muss auf beiden Seiten der gleiche Rechenschritt durchgeführt werden (zum Beispiel beide Seiten durch 3 teilen).
1) Durch die Zahl 0 (Null) darf nicht geteilt werden.
2) Die Umkehrung der Addition ist die Subtraktion.
3) Die Umkehrung der Subtraktion ist die Addition.
4) Die Umkehrung der Multiplikation ist die Division.
5) Die Umkehrung der Division ist die Multiplikation.
6) Die Regel Punkt vor Strich muss beachtet werden.
Starke und schwache Verknüpfungen
In der Gleichung 2*x +5 = 11 sind:
2*x als Multiplikation eine starke,
+ 5 als Addition eine schwache Verknüpfung.
Regel zur Reihenfolge von Verknüpfungen: Schwache werden in der Regel vor starken Verknüpfungen umgestellt.
Geogebra - Hilfsmittel zum Umstellen von Gleichungen
- Gleichsetzungsverfahren
Geogebra - Aufgaben zum Umstellen von Gleichungen
- Seitenlängen bei Flächen usw. berechnen
Geogebra - Aufgabe: Geraden nach Geradengleichungen zeichnen!! - Schwierig wegen Faktoren vor x
- Eine Gerade - Zwei Geraden
Quadratische Gleichungen
- Python Interpreter Online
Source code, der zeigt, dass eine quadratische Gleichung der Form y = a*x^2 + b*x + c bezüglich symmetrischer Grenzen von x in y unsymmetrisch ist. Dieser Online-Compiler ist für Matplotlib zu verwenden!
- Für den folgenden Quellcode #Three lines to make our compiler able to draw:
import sys
import matplotlib
#matplotlib.use('Agg')
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
a=2
b=3
c=4
x = np.array([-10, 10])
x = np.linspace(-10,10,100)
ypoints = a*x**2 + b * x +c
plt.plot(x, ypoints)
plt.show()
#Two lines to make our compiler able to draw:
plt.savefig(sys.stdout.buffer)
sys.stdout.flush()
- Tutorium Python - Leitfaden des Unterrichts zu quadratischen Gleichungen
Eigenschaften von charakteristischen quadratischen Gleichungen
- Normalparabel, Normal- und Scheitelform quadr. Gleichungen Seite 190 von Mathematik 5. bis 10. Klasse ISBN: 978-3-411-71505-3
Zum Vergrößern auf das Bild klicken
Binomische Formeln und ihr Einsatz bei quadratischen Gleichungen
- Wikipediaeintrag
Übungen zu Binomischen Formeln, Gesamtschule, 8. Klasse
- Binomische Formel finden, Ausdrücke vereinfachen - Übungen zu binomischen Formeln - Aufgabenfuchs
Die binomischen Formeln sind:
1) Erste binomische Formel - Plus-Formel
2) Zweite binomische Formel - Minus-Formel
3) Dritte binomische Formel - Plus-Minus-Formel
Überführung der Normalform in die Scheitelform
Man kann von der 1. Binomischen Formel ausgehen:
Wahl von p/2, weil dann auf der rechten Seite x^2 + p*x auftaucht
Vertauschen der beiden Seiten:
Wenn man also eine Gleichung mit
hat, dann kann auf der linken Seite
addiert werden, um die binomische Vereinfachung zu bekommen:
Das ist dann:
- Zu dieser Gleichung kann man gleich kommen
q - (p/2)^2 ist eine Konstante, kann also als d geschrieben werden:
- Das ist die Scheitelform einer quadratischen Gleichung
Der Scheitel S ist sofort abzulesen als: S=(-p/2|d)
Ausgeschriebene Formel:
Überführung der allgemeinen Form in die Scheitelform
Man hat die allgemeine Form einer quadratischen Gleichung mit Faktor a vor dem x^2 zu nehmen:
Man vergleicht sie mit der Zielgleichung, in der andere Koeffizienten auftreten.
Es wird also ein Koeffizientenvergleich vorgenommen:
Wenn diese Gleichung durch Auflösen:
vereinfacht wird, dann kann man leicht die Zugehörigkeit der Koeffizienten sehen.
Nach den gesuchten Koeffizienten m,n und z umstellen:
Von links nachts rechts wird jetzt die jeweils vorhergehende Relation eingesetzt:
Die gesuchte Scheitelform ist dann:
Gleichung 1)
Zu den Scheitelkoordinaten kommt man:
, der x-Wert des Scheitels, liegt innerhalb der ()^2-Form:
Umstellen nach ergibt:
Der y-Wert des Scheitels kann direkt an Gleichung 1) abgelesen werden:
Der Scheitel hat also die Koordinaten:
Überführung der allgemeinen Form, gute und einfache Erklärung
- Sehr gute schematische Erklärung - PDF zur quadr. Ergänzung - Übung mit GeoGebra - Faktor vor x^2 ungleich 1 - Übung mit GeoGebra - Faktor vor x^2 gleich 1 - Übungen zu Scheitelpunkts- und Normalform
- Übungen zu quadratischen Gleichungen - Aufgabenfuchs
Python-Code für die allgemeine quadratische Gleichung
Dieser Online-Compiler ist für Matplotlib zu verwenden!
- Für den folgenden Quellcode - Hauptseite Python von W3Schools - Erweiterter Code mit Unterteilung in Normparabel, Ursprungsgerade und horizontaler Gerade
import sys
import matplotlib
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
#Ausgangsgleichung: y=a*x^2 + px + q
a = 1
p = 2/2
q = 2
#Zwei Punkte im gleichen Abstand links und rechts vom Scheitel werden ausgerechnet und gezeichnet:
Wichtig für die beiden Punkte im Abstand vom Scheitelpunkt
AbstandVomScheitel = 10
#Die Grenzen links und rechts des Graphen:
GrenzeGraph = 100
xpoints = np.linspace(-GrenzeGraph,GrenzeGraph,2*GrenzeGraph)
#{\displaystyle y=({\sqrt {a}}*x+p/(2*{\sqrt {a}}))^{2}\ +q-p^{2}\ /(4*a)\!}
ypoints = (np.sqrt(a) * xpoints + p/(2*np.sqrt(a)))**2 + q - p**2/(4*a)
#x-Wert des Scheitels: {\displaystyle s_{x}\ =-p/(2*a)\!}
xs = -p/(2*a)
print("x-Wert des Scheitels: {}".format(xs))
ys = q - p**2/(4*a)
print("y-Wert des Scheitels: {}".format(ys))
#Einzelne Werte: Hier xpoints = 1
xpointsEins = np.asarray([xs-AbstandVomScheitel,xs,xs+AbstandVomScheitel])
ypointsEins = (np.sqrt(a) * xpointsEins + p/(2*np.sqrt(a)))**2 + q - p**2/(4*a)
print("y-Werte bei xs{} = {}, xs als der Scheitel: {}, xs+{} = {} sind: {}".format(-GrenzeGraph, AbstandVomScheitel, xs, GrenzeGraph,
AbstandVomScheitel,ypointsEins))
#plt.plot(xpoints, ypoints)
#plt.show()
#Two lines to make our compiler able to draw:
#plt.savefig(sys.stdout.buffer)
#sys.stdout.flush()
fig, ax = plt.subplots(2, 1, figsize=(8, 10), tight_layout=True)
label1 = 'Scheitelpunkt xs: '+ str(xs) + ' ys: ' + str(ys)
labelXLinks = 'Punkt x: ' + str(xs-AbstandVomScheitel) + ' y: ' + str(ypointsEins[0])
labelXRechts = 'Punkt x: ' + str(xs+AbstandVomScheitel) + ' y: ' + str(ypointsEins[2])
#single point
ax[0].plot(xpoints, ypoints)
ax[0].plot(xs, ys, '-ro', label=label1)
ax[0].plot(xs-AbstandVomScheitel, ypointsEins[0], 'go', label=labelXLinks) # use this to plot a single point
ax[0].plot(xs+AbstandVomScheitel, ypointsEins[2], 'go', label=labelXRechts) # use this to plot a single point
ax[0].set(title='Markers - 1 point')
ax[0].legend()
#plt.show()
#Two lines to make our compiler able to draw:
plt.savefig(sys.stdout.buffer)
sys.stdout.flush()
Geogebra - Aufgabe zum Zeichnen von Graphen der Form y = a*x^2 + b*x + c
- Diese Aufgabe übt die quadratische Ergänzung des vorigen Abschnittes
Geometrie
Flächen- und Volumenberechnungen bei Pyramide und Kegel
Aufgabenfuchs
- Oberflächen und Volumen bei Pyramiden und Kegeln
Aufgaben aus Lambacher Schweizer (6-13)
- Unterschiedliche Schweirigkeitsgrade
Geometrische Begründung, warum Volumina von schiefen und geraden Pyramiden gleich sind
- Aufgabe 5
Wurzelberechnungen als Umkehrung des Potenzierens
Python-Code
- Ohne Math.sqrt() - zu besprechen, was ist falsch?
In der Mathematik versteht man unter Wurzelziehen oder Radizieren die Bestimmung der Unbekannten in der Potenz
Hierbei ist eine natürliche Zahl (meist größer als 1) und ein Element aus einem Körper (häufig eine nichtnegative reelle Zahl). Das Ergebnis des Wurzelziehens bezeichnet man als Wurzel oder Radikal (von lat. radix „Wurzel“). Das Radizieren ist eine Umkehrung des Potenzierens.Die andere Umkehrung ist das Logarithmieren.T. Arens, F. Hettlich et al.: Mathematik. 2008, S. 46–47. Im Fall spricht man von Quadratwurzeln, bei von Kubikwurzeln. Wurzeln werden mit Hilfe des Wurzelzeichens notiert, im Beispiel ist die Wurzel bzw. das Radikal.
Zum zweiten obigen Verweis - der richtige Code
# input number number = 9.0
# initializing minimum value as 0 minimum = 0.0
# initializing maximum value with input number maximum =number
# repeating the loop 10 times using for loop for i in range(10):
# getting the middle value middle =(minimum+maximum)/2.0 # getting the square of the middle value squareValue=middle**2.0 # checking whether the square value of the middle value is equal to the number if squareValue ==number: # break the code if the condition is true break # checking whether the square value of the middle value is more than the number if squareValue > number: # taking max value as the middle value if the condition is true maximum=middle if squareValue < number: # else if the square value of the middle value is less than the number # taking the min value as a middle minimum=middle
# printing the middle value which is the resultant square root print("The resultant square root of", number, "=", middle)
Definition, Sprech- und Schreibweisen
Es sei eine natürliche Zahl. Ist eine nichtnegative reelle Zahl, so besitzt die Gleichung
genau eine nichtnegative reelle Lösung. Diese wird als -te Wurzel aus bezeichnet. Man schreibt dafür:
Hierbei bezeichnet man
- als Wurzel, Radikal oder Radix,
- als Wurzelzeichen,
- als Wurzelexponent,
- als Radikand.<ref>Der Wurzelexponent beim Radizieren entspricht dem Logarithmus beim Logarithmieren und dem Exponenten beim Potenzieren. Der Radikand entspricht dem Numerus (Logarithmand) beim Logarithmieren und dem Ergebnis des Potenzierens</ref><ref>Lothar Kusch: Mathematik. Band 1: Arithmetik. Algebra, Reihenlehre, Nomographie. W. Girardet, Essen 1975, ISBN 3-7736-2755-6, S. 162 f.</ref>
Im Spezialfall erhält man .
Rechengesetze für Wurzeln
Die Wurzelgesetze
Die Rechenregeln für Wurzeln ergeben sich aus jenen für Potenzen.
Für positive Zahlen und und gelten die folgenden Rechengesetze:
- Produktregel:
- Quotientenregel:
- „Verschachtelungsregel“ oder Iterationsregel:
- Definition für gebrochenen Exponenten:
- Definition für negativen Exponenten:
- Bei gleichem Radikand gilt:
Bei negativen Zahlen und dürfen diese Rechengesetze nur angewendet werden, wenn und ungerade Zahlen sind. Bei komplexen Zahlen sind sie gänzlich zu vermeiden, bzw. gilt die Gleichheit nur bei geeigneter Wahl der Nebenwerte. Anders gesagt: werden in einem Beispiel auf der linken Seite irgendwelche Wurzeln (bspw. nur Hauptwerte) ausgewählt, so gibt es für die rechte Seite geeignete Nebenwerte, die die Gleichheit erfüllen – linke und rechte Seite unterscheiden sich um eine Einheitswurzel.
Übungen zum Wurzelziehen
- - Einfache Übungen - Aufgabenfuchs