Punkte,Vektoren,Geraden

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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

Punkte im Raum (3D)

Was Sie hier lernen können:

  • wie man einen Punkt mit zwei Koordinaten in einem rechtwinkligen Koordinatensystem zeichnen kann (Wiederholung)
  • wie man einen Punkt mit drei Koordinaten in einem rechtwinkligen Koordinatensystem zeichnen kann
  • wie man den Abstand eines Punktes P zum Ursprung 0 eines rechtwinkligen Koordinatensystems rechnerisch bestimmen kann.

Im Lernvideo wird die Lage eines Raumpunktes P in einem x-y-z-Koordinatensystem beschrieben. Zusätzlich zu den Erläuterungen im Lehrbuch zum Zeichnen von Punkten mit drei Koordinaten auf Papier unterstützt dieses Video die 3D-Darstellung von Punkten und Strecken im Raum durch verschiedenartige Perspektivwechsel in GeoGebra. Es folgen Hinweise zur Lösung der Frage: Wie bestimmt man den Abstand eines Raumpunktes P zum Ursprung O des x-y-z-Koordinatensystems?

Vektor

Was Sie hier lernen können:

  • wie man Vektoren mittels Pfeildarstellung eindeutig beschreiben kann
  • wie man Vektoren durch Zahlen darstellen kann und was die Zahlen bedeuten können
  • was man unter einem Ortsvektor versteht
  • wie man einen Verbindungsvektor aus zwei Punkten berechnen kann.

Im Lernvideo werden die Grundlagen für einen anschaulichen Vektorbegriff gelegt und gefestigt, wie: die Menge von Pfeilen mit gleicher Länge, gleicher Richtung und gleichem Richtungssinn … (in der Ebene), dem Ortsvektor, der Spaltenschreibweise und dem Verbindungsvektor aus zwei Punkten.

Vektoraddition

Was Sie hier lernen können:

  • wie man Vektoren aus der Ebene zeichnerisch addiert
  • wie man Vektorspalten aus R hoch 2 (bzw. R hoch 3) rechnerisch addiert
  • was man unter einem Nullvektor versteht
  • welche Rechengesetze für die Vektoraddition gelten.

Im Lernvideo werden die Definitionen: Vektoraddition und Nullvektor gegeben. Rechengesetze für die Vektoraddition werden durch animierte Übungen illustriert und symbolisch formuliert.

S-Multiplikation

Was Sie hier lernen können:

  • wie man einen Vektorpfeil zentrisch strecken kann und wie daraus eine neue Rechenoperation entsteht
  • Definition und Rechengesetze für die S-Multiplikation
  • welchen Einfluss der Skalar auf den Richtungssinn eines Vektorpfeils hat
  • was man unter einer Linearkombination aus zwei Vektoren versteht.

Im Lernvideo wird eine Definition für die S-Multiplikation eines Vektors mit einem Skalar formuliert. Es werden Rechengesetze genannt, der Begriff Linearkombination wird eingeführt und in Animationen illustriert.

Geradengleichung in Parameterform

Was Sie hier lernen können:

  • wie man eine Gerade in der Ebene bzw. im Anschauungsraum durch eine vektorielle Gleichung und einen skalaren Parameter beschreiben kann
  • was man unter einem Stützvektor und einem Richtungsvektor einer Geraden versteht.

Im Lernvideo wird zu Beginn an einem Beispiel wiederholt, wie man eine Gleichung für eine Gerade, die in einem ebenen rechtwinkligen Koordinatensystem liegt, mittels Steigung m und Ordinatenabschnitt n bestimmt. Das bekannte Konzept versagt, wenn die Gerade sich in einem räumlichen Koordinatensystem befindet. Es werden die Begriffe Stütz- und Richtungsvektor einer Geraden eingeführt. Mittels einer Linearkombination aus Stütz- und Richtungsvektor wird eine vektorielle Gleichung entwickelt, die einen skalaren Parameter enthält. Es entsteht eine Parameterform für eine Gerade in der Ebene oder im Anschauungsraum.

Lagebeziehung von Geraden im Anschauungsraum

Was Sie hier lernen können:

  • wie man einen Schnittpunkt von zwei sich schneidenden Geraden berechnen kann
  • wie man Parallelität von Geraden im Anschauungsraum nachweisen kann
  • wie man rechnerisch zeigen kann, dass zwei Geraden im Anschauungsraum windschief zueinander sind.

Im Lernvideo werden Geraden im Anschauungsraum betrachtet, um ihre Lagebeziehung zu untersuchen. Dabei werden rechnerische Lösungsverfahren vorgestellt.