Zentrische Streckung/Abbildung durch zentrische Streckung: Unterschied zwischen den Versionen

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Main>Leonie Porzelt
(Tabellen eingefügt)
Main>Leonie Porzelt
(Quiz eingefügt)
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:Die Werte, die sich aus der Änderung von k ergeben, wurden in zwei Tabellen zusammengefasst.
:Die Werte, die sich aus der Änderung von k ergeben, wurden in zwei Tabellen zusammengefasst.
:In der einen sind die Werte für k von 2 bis 0, in der anderen für k von -2 bis 0.
:In der linken sind die Werte für k von 2 bis 0, in der rechten für k von -2 bis 0.
:'''Vergleiche die Zeilen mit der selben Hintergrundfarbe! Was haben sie gemeinsam? Was sind die Unterschiede?'''
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:'''Arbeitsauftrag:'''
:''1. Betrachte zunächst nur die linke Tabelle und stelle eine Vermutung auf, wie sich die Länge von <span style="text-decoration: overline;">ZB'</span> ändert im Vergleich zur Länge von <span style="text-decoration: overline;">ZB</span>?
:(Tipp: Betrachte auch den Wert von k!)
:''2. Vergleiche die Zeilen mit der selben Hintergrundfarbe! Was haben sie gemeinsam? Was sind die Unterschiede?''
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:Hier kannst du deine Vermutung mit der von Dia vergleichen:
:Hier kannst du deine Vermutung mit der von Dia vergleichen:
:{{Lösung versteckt|Die Längen der Strecken <math>\overline{ZB}</math> und <math>\overline{ZB'}</math> sind gleich. Das Vorzeichen von k ändert sich. Es ist einmal positiv und einmal negativ.}}
:{{Versteckt|
1. <math>\overline{ZB'}</math> ist k-mal so lang wie <math>\overline{ZB}</math>.
2. Die Längen der Strecken <math>\overline{ZB}</math> und <math>\overline{ZB'}</math> bleiben gleich, wenn sich das Vorzeichen von k ändert.}}
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<div style="border: 2px solid #00CD00; background-color:#ffffff; padding:7px;">
:'''Dia ist nach ihren Vermutungen total verwirrt. Sie versteht nicht warum die Länge von <span style="text-decoration: overline;">ZB'</span> gleich bleibt, wenn sich das Vorzeichen von k ändert.'''
:'''Vielleicht kannst du ihr helfen, indem du ihre Fragen beantwortest:'''
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<quiz display="simple">
 
{Kann eine Streckenlänge ein negatives Vorzeichen haben?}
+nein
-ja
 
{Wie kann man eine negative Zahl in eine positive Zahl umwandeln, sodass der Wert '''gleich''' bleibt,
sich jedoch aber eine positive Zahl '''nicht''' in eine negative Zahl umwandelt?}
-durch Quadrieren
+mit Hilfe von Betragsstrichen
-durch Multiplikation mit -1
 
</quiz>
</div>
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<div style="border: 2px solid #ffd700; background-color:#ffffff; padding:7px;">
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:'''k''' bezeichnet man als den '''Streckungsfaktor'''. Er gibt den Maßstab an, in dem das Bild vergrößert wurde.
:'''k''' bezeichnet man als den '''Streckungsfaktor'''. Er gibt den Maßstab an, in dem das Bild vergrößert wurde.
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==3. Station: Berechnung der Streckenlängen und des Streckungsfaktors==
==3. Station: Berechnung der Streckenlängen und des Streckungsfaktors==
:Wie ihr in der 2. Station schon herausgefunden habt ist die Bildstrecke |k|-mal so lang wie die Urbildstrecke.
:Wie ihr in der 2. Station schon herausgefunden habt ist die Bildstrecke |k|-mal so lang wie die Urbildstrecke
:Geometrisch bedeutet dies: <span style="text-decoration: overline;">ZP'</span> = |k| ∙ <span style="text-decoration: overline;">ZP</span>
:Geometrisch bedeutet dies: <span style="text-decoration: overline;">ZP'</span> = |k| ∙ <span style="text-decoration: overline;">ZP</span>
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Version vom 1. Juli 2009, 10:03 Uhr

Vorlage:Lernpfad-M

Porzelt Zentrische Streckung.jpg


1. Station: Ähnlichkeitsabbildung

Hier siehst du Panto mit einer Taschenlampe. Schalte die Taschenlampe ein, dann leuchtet
sie direkt auf einen grünen Strohhalm. An der Wand entsteht dabei ein Schatten.
Verschiebe Panto näher an den Strohhalm heran, oder weiter von dem Strohhalm weg.



Die Datei [INVALID] wurde nicht gefunden.


Lies die folgenden Beobachtungen konzentriert durch und hake die richtigen Aussagen ab:


Wie ändert sich der Schatten durch das Verschieben? (Je näher Panto mit der Taschenlampe auf den Strohhalm leuchtet, desto größer ist der Schatten.) (!Je näher Panto mit der Taschenlampe auf den Strohhalm leuchtet, desto kleiner ist der Schatten.) (Je weiter Panto mit der Taschenlampe von dem Strohhalm entfernt ist, desto kleiner ist der Schatten.) (!Je weiter Panto mit der Taschenlampe von dem Strohhalm entfernt ist, desto größer ist der Schatten.)


Lies den Text genau durch. Am Ende wirst du darüber abgefragt.
Der Strohhalm wird als Urbild und der Schatten als Bild bezeichnet.
Wie man sieht haben der Strohhalm und der Schatten verschiedene Größen, doch sie sind sich ähnlich.
Deshalb spricht man von einer Ähnlichkeitsabbildung.
Die Vergrößerung geht von einem Zentrum, in unserem Beispiel der Taschenlampe, aus. Man spricht hierbei von
einer zentrischen Streckung. Das Streckungszentrum wird mit Z bezeichnet.
Urbild, Bild und Streckungszentrum liegen auf den Lichtstrahlen, die von der Taschenlampe ausgehen. Diese
Lichtstrahlen sind Halbgeraden.


Hier kannst du weitere Beispiele einer zentrischen Streckung sehen


2. Station: Streckungsfaktor

In dem nächsten Fall ist das Urbild ein Dreieck, dass du zentrisch strecken kannst, indem du an dem Schieberegler ziehst.
Der Schieberegler durchläuft die positiven Zahlen von k=0 bis k=3.
Die Datei [INVALID] wurde nicht gefunden. Was verändert sich? Orientiere dich dabei an diesen Fragen:

1 Auf welcher Seite von Z liegen das Urbild und das Bild?

auf derselben Seite
auf verschiedenen Seiten

2 Was liegt bei k>1 vor?

eine Vergrößerung
eine Verkleinerung
die Identität

3 Was liegt bei 0<k<1 vor?

eine Vergrößerung
eine Verkleinerung
die Identität

4 Was liegt bei k=1 vor?

eine Vergrößerung
eine Verkleinerung
die Identität

5 Was passiert wenn k=0 ist?

es erfolgt keine zentrische Streckung
es erfolgt eine zentrische Streckung



Was sind die Unterschiede, wenn du dieses Dreieck zentrisch streckst? Dieses mal durchläuft der
Schieberegler die negativen Zahlen von k=-3 bis k=0.


Die Datei [INVALID] wurde nicht gefunden. Was verändert sich? Orientiere dich dabei an diesen Fragen:

1 Auf welcher Seite von Z liegen das Urbild und das Bild?

auf derselben Seite
auf verschiedenen Seiten

2 Was liegt bei k< -1 vor?

eine Vergrößerung
eine Verkleinerung
die Identität
eine Spiegelung

3 Was liegt bei 0>k> -1 vor?

eine Vergrößerung
eine Verkleinerung
die Identität
eine Spiegelun)

4 Was liegt bei k= -1 vor?

eine Vergrößerung
eine Verkleinerung
die Identität
eine Spiegelung



Um herauszufinden was das k bedeutet, musst du dir jetzt bei dieser zentrischen Streckung anschauen, wie
sich die Streckenlängen verändern, wenn du k veränderst. Dazu musst du dir die Streckenlängen anzeigen lassen.


Die Datei [INVALID] wurde nicht gefunden. Was verändert sich? Orientiere dich dabei an diesen Fragen:

1 Wie verändert sich die Streckenlänge ZB?

Sie bleibt immer gleich.
Sie ist variabel.

2 Wie verändert sich die Streckenlänge ZB'?

Sie bleibt immer gleich.
Sie ist variabel.

3 Wie verhält sich k?

Es bleibt immer gleich.
Es ist variabel.


Die Werte, die sich aus der Änderung von k ergeben, wurden in zwei Tabellen zusammengefasst.
In der linken sind die Werte für k von 2 bis 0, in der rechten für k von -2 bis 0.


Arbeitsauftrag:
1. Betrachte zunächst nur die linke Tabelle und stelle eine Vermutung auf, wie sich die Länge von ZB' ändert im Vergleich zur Länge von ZB?
(Tipp: Betrachte auch den Wert von k!)
2. Vergleiche die Zeilen mit der selben Hintergrundfarbe! Was haben sie gemeinsam? Was sind die Unterschiede?
k ZB ZB'
2 4 8
1.5 4 6
1 4 4
0.5 4 2
0 4 0
k ZB ZB'
-2 4 8
-1.5 4 6
-1 4 4
-0.5 4 2
0 4 0


Hier kannst du deine Vermutung mit der von Dia vergleichen:
Vorlage:Versteckt


Dia ist nach ihren Vermutungen total verwirrt. Sie versteht nicht warum die Länge von ZB' gleich bleibt, wenn sich das Vorzeichen von k ändert.
Vielleicht kannst du ihr helfen, indem du ihre Fragen beantwortest:


1 Kann eine Streckenlänge ein negatives Vorzeichen haben?

nein
ja

2 Wie kann man eine negative Zahl in eine positive Zahl umwandeln, sodass der Wert gleich bleibt, sich jedoch aber eine positive Zahl nicht in eine negative Zahl umwandelt?

durch Quadrieren
mit Hilfe von Betragsstrichen
durch Multiplikation mit -1


k bezeichnet man als den Streckungsfaktor. Er gibt den Maßstab an, in dem das Bild vergrößert wurde.


3. Station: Berechnung der Streckenlängen und des Streckungsfaktors

Wie ihr in der 2. Station schon herausgefunden habt ist die Bildstrecke |k|-mal so lang wie die Urbildstrecke
Geometrisch bedeutet dies: ZP' = |k| ∙ ZP


P'Q' = |k| ∙ PQ
P'Q' = |k|ZQ - |k| ∙ ZP
P'Q' = |k| ∙ (ZQ - ZP)
P'Q' = |k| ∙ PQ

4. Station: Zusammenfassung

Schreibe dir diese Zusammenfassung in dein Heft.

Abbildungsvorschrift der zentrischen Streckung
Wenn eine Vergrößerung von einem Zentrum ausgeht, dann spricht man von einer zentrischen Streckung.
Sie wird festgelegt durch Angabe eines Streckungszentrums Z und eines Streckungsfaktors k. (Kurz: )
Der Urpunkt P, der Bildpunkt P' und das Streckungszentrum Z liegen auf einer Geraden.
Es gilt: ZP' = |k| ∙ ZP
Bei |k|>1 liegt eine Vergrößerung, bei 0<|k|<1 eine Verkleinerung vor.
Wenn k=1 ist liegt die Identität vor, bei k= -1 eine Spiegelung.
Für k>0 gilt: Urpunkt und Bildpunkt liegen auf der gleichen Seite von Z.
Für k<0 gilt: Urpunkt und Bildpunkt liegen auf verschiedenen Seiten von Z.


5. Station: Übung

Das Bild zeigt eine zentrische Streckung.
Porzelt Taschenlampe Quiz.jpg
Streckungsfaktor Was kann man mit Hilfe des Schiebereglers (A) einstellen?
Streckungszentrum Was stellt die Taschenlampe (B) dar?
Halbgerade Was ist der Lichtstrahl (C)?
Urbild Als was kann man den Strohhalm (D) noch bezeichnen?
Bild Als was kann man den Schatten (E) noch bezeichnen?