Lineare und quadratische Funktionen

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Lernvideos für den Einsatz im Mathematikunterricht von Frank Schumann (Benutzer:FSchumannCOM)
Die Videos unterliegen der Standard-YouTube-Lizenz, die GeoGebra-Dateien der CC BY-SA 3.0.

Inhaltsverzeichnis

Proportionalität von Masse und Volumen eines Körpers

Im Lernvideo wird eine Aufgabe aus dem Anfangsunterricht Physik besprochen. Es geht dabei um den proportionalen Zusammenhang zwischen Masse und Volumen eines Körpers (homogene Masseverteilung sei vorausgesetzt). Es wird einerseits eine Prüffrage gestellt: Ob ein gemessener Körper aus Aluminium besteht oder nicht und zum anderen um die Erzeugung von Wertepaaren deren Punkte auf dem Graphen einer proportionalen Funktion und somit Körper aus Aluminium repräsentieren. Dabei wird der Aufbau der Funktionsgleichung einer proportionalen Funktion allgemein formal beschrieben. Hierzu wird von mir die Mathematiksoftware Geogebra genutzt.

Parameter einer linearen Funktion

Im Lernvideo werden die beiden Parameter: „Steigung“ und „Ordinatenabschnitt“ linearer Funktionen sowie der Begriff „allgemeine Form linearer Funktionsgleichungen“ eingeführt. Es folgen zwei Aufgaben zur Untersuchung des Einflusses der beiden Parameter m und n auf den Graphen der jeweiligen linearen Funktionen. GeoGebra-Arbeitsblätter unterstützen mit ihren interaktiven Anwendungsmöglichkeiten die Lösungen der beiden experimentellen Aufgaben.

Zuordnung f: f(x) = x²

Was Du hier lernen kannst:

  • wie man eine Wertetabelle für eine Funktion f anlegt
  • wie man auf einem Blatt Papier den Graphen einer Funktion f zeichnet.

Im Lernvideo soll der Graph einer einfachen quadratischen Funktion in ein rechtwinkliges Koordinatensystem gezeichnet werden. Die Graphenpunkte werden aus einer Wertetabelle entnommen. Es folgen Tipps zum freihändigen Zeichnen des Graphen. Hierzu wird von mir die Mathematiksoftware Geogebra genutzt.

Normalparabel im kartesischen Koordinatensystem

Was Du hier lernen kannst:

  • was man unter einer Normalparabel versteht und wie man sie zeichnen kann
  • welche Eigenschaften die Normalparabel hat
  • welche Punkte auf der Normalparabel liegen.

Im Lernvideo (ohne Ton) soll ein kleiner mathematischer Aufsatz in Anlehnung zum Thema: „Normalparabel zeichnen“ verfasst werden. Zwei Aufgaben und drei Animationssequenzen unterstützen den Aufbau des Aufsatzes. Hierzu wird von mir die Mathematiksoftware Geogebra genutzt.

Eine spezielle quadratische Funktion

Was Du hier lernen kannst:

  • wie man die Form einer Parabel verändern kann
  • was man unter einer speziellen quadratischen Funktion versteht
  • welche Eigenschaften spezielle quadratische Funktionen haben.

Im Lernvideo wird die quadratische Funktion mit der Gleichung y = a* x^2 behandelt. Es werden 4 Eigenschaften der Funktion genannt. Hierzu wird von mir die Mathematiksoftware Geogebra genutzt.

Normalparabel verschieben

Was Du hier lernen kannst:

  • wie durch Verschieben der Normalparabel eine neue Funktion entsteht
  • wie sich die Koordinaten des Scheitelpunktes und die Funktionsgleichung ändern, wenn der Graph verschoben wird.

Im Lernvideo wird die Normalparabel mit der Gleichung y=x^2 in einem rechtwinkligen Koordinatensystem in x- und y-Richtung verschoben. Es wird der Zusammenhang zwischen den Koordinaten des Scheitelpunktes der verschobenen Normalparabel und der zugehörigen Funktionsgleichung in Scheitelpunktsform induktiv verallgemeinert.

Scheitelform und Normalform

Was Du hier lernen kannst:

  • was man unter einer quadratischen Funktion in Normalform versteht
  • wie man eine Normalform in eine Scheitelform rechnerisch umwandeln kann

Im Lernvideo wird an zwei Beispielen erläutert, wie man vorgehen kann, um aus der Normalform y = x^2+px+q die Scheitelform y = (x+d)^2+e (auch Scheitelpunktsform genannt) zu berechnen. Dabei wird die Normalform auf die Scheitelform zurückgeführt.

Optimierungsaufgabe

Was Du hier lernen kannst:

  • wie man eine Optimierungsaufgabe lösen kann..

Im Lernvideo wird eine Optimierungsaufgabe exemplarisch vorgestellt. Durch Berechnung des Scheitelpunktes S einer quadratischen Funktion wird die Problemaufgabe (ohne Ableiten) gelöst.

Drei Punkte auf einer Parabel

Was Du hier lernen kannst:

  • wie man aus drei Punkten, die auf dem Graphen einer quadratischen Funktion g liegen, die Funktionsgleichung für g berechnen kann.

Im Lernvideo wird gezeigt, wie man eine Gleichung einer quadratischen Funktion in Allgemeiner Form berechnen kann, wenn drei Parabelpunkte bekannt sind.


Nullstellen quadratischer Funktionen

Was Du hier lernen kannst:

  • was man unter einer Nullstelle einer quadratischen Funktion versteht
  • wie man Nullstellen einer quadratischen Funktion zeichnerisch (approximativ) bestimmen kann
  • wie man Nullstellen einer quadratischen Funktion rechnerisch (exakt) bestimmen kann.

Im Lernvideo wird der Begriff Nullstelle einer quadratischen Funktion exemplarisch eingeführt. Die Bestimmung von Nullstellen erfolgt sowohl graphisch als auch rechnerisch (ohne Lösungsformel).

Herleiten der p-q-Lösungsformel

Was Du hier lernen kannst:

  • wie man die exakten Nullstellen einer quadratische Funktion in Normalform berechnen kann
  • wie man die p-q-Lösungsformel aus der Scheitelform herleiten kann.

In diesem Lernvideo wird die p-q-Lösungsformel zur Bestimmung exakter Nullstellen quadratischer Funktionen mit Funktionsgleichungen in der Normalform hergeleitet.

Quadratische Gleichungen lösen

Was Du hier lernen kannst:

  • wie man eine einfache quadratische Gleichung mit der p-q-Formel rechnerisch lösen kann
  • wie man eine einfache quadratische Gleichung graphisch lösen kann.

In diesem Lernvideo werden zwei Verfahren für das Lösen einfacher quadratischer Gleichungen vorgestellt und illustriert. Dabei wird für das exakte Lösungsverfahren die p-q-Formel vorgestellt und angewendet. Beim approximierten Lösungsverfahren wird die Normalparabel mit der Geraden aus dem linearen Rest-Term geschnitten. Auf die Verwendung der Schülerschablone wird hingewiesen.