Der Einheitskreis

Zeichne einen Kreis in ein Koordinatensystem mit dem Radius 1 und dem Mittelpunkt im Ursprung des Systems.

Festlegung:

Dieser Kreis hat den Radius r=1.

Sein Umfang beträgt u= pi * d = 2pi

Der Umfang des halben Kreises beträgt somit pi.

Die Länge der Peripherielinie (b), die zu einem Winkel gehört, wird Bogenmaß (b) genannt.

Bezogen auf den Umfang des Kreises bilden sich Wertepaare (\( \alpha \) , b)

Winkel \( \alpha \) Bogenmaß b
0*pi=0
30°pi/6
60°pi/3
90°pi/2
180°pi
270°3pi/2
360°2pi

VIDEO Winkelmaß – Bogenmaß

Die Umrechnung Winkel – Bogenmaß

Mit Hilfe der unten stehenden Formel, die man auch in jedem guten Tafelwerk findet, kann man Winkelmaß in Bogenmaße umwandeln und umgekehrt.

$$b= \frac {\alpha}{360°} *2\pi $$

Winkel und Bogenmaß im Taschenrechner

Unser Taschenrechner rechnet in der Voreinstellung mit Winkeln im Vollkreis von 360° DEG (..von Degree)

Mit dem Bogenmaß kann unser Taschenrechner auch rechnen. Dazu stellt man im Setup auf RAD (…Radiant) um.

Damit ist es nun auch möglich, die Sinus-Funktion unabhängig von der Winkelangabe im Koordinatensystem aufzutragen. Man erstellt eine Wertetabelle für y = f(b) = sin(b) , wobei nur noch reelle Zahlen benötigt werden. Das b wird durch x ersetzt und wir
können wie bei Funktionen gewohnt schreiben:

$$ y = f(x) = sin (x) ; x\in R $$

Nun sind jedoch Werte der x-Achse wie 1 oder 2 oder 3 uninteressant, denn die Teile und Vielfachen von pi bestimmen das Aussehen und die Eigenschaften von y = sin (x)

[weiterarbeiten…]

Damit wird die sehr unübersichtliche Darstellung von Winkeln auf der x-Achse überflüssig!

VIDEO Sinus-Funktion im Koordinatensystem

Sehr schöne Animation zur Darstellung Winkel –> sin(Winkel)

https://www.matheretter.de/do/loadprog?id=115

Mit der Hypotenuse r=1 ergeben sich die Längen der Katheten als \( cos \alpha \) und \( sin \alpha \) .

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Der Sinussatz

Erklärung im Selbstversuch…

  1. Zeichne ein beliebiges Dreieck und miss seine Seiten und die 3 Innenwinkel.
  2. Bilde nun jeweils die Quotienten $$\frac{Seite} {sin(zugehöriger Winkel)} $$
  3. Du solltest feststellen, dass die Quotienten gleich groß sind!
  4. Damit kann man diese Quotienten gleichsetzen.
  5. Es entstehen 3 Verhältnisgleichungen!
  6. Die 3 Sinussätze:

\( \frac{a}{sin \alpha} =\frac{b}{sin \beta} oder \frac{a}{sin \alpha} =\frac{c}{sin \gamma} oder \frac{b}{sin \beta} =\frac{c}{sin \gamma} \)

Experiment zum Sinus-Satz (Variante 2)

Es gilt:

\( \frac{a}{sin \alpha} =\frac{b}{sin \beta} oder \frac{a}{sin \alpha} =\frac{c}{sin \gamma} oder \frac{b}{sin \beta} =\frac{c}{sin \gamma} \)

Mit 3 gegebenen Werten zu einem Dreieck, von denen 2 Werte ein Seite-Winkel-Paar darstellen, kann man eine 4. Größe errechnen und danach die restlichen beiden Größen des Dreiecks ermitteln!

Tipp: Erarbeite Dir ein Beispiel einer „Seitenberechnung“ und eine Beispiel für eine „Winkelberechnung“!


Beispielrechnung:

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Grundwissen – Oberschule Sachsen

Dieser Beitrag ist unvollständig und wird ständig bearbeitet und ergänzt.
Sollten Sie Ideen und Anregungen haben, freue ich mich sehr auf Ihre Nachricht!

Grundrechnen

Die Zahlenbereiche
Kopfrechnen , das 1×1 , Vorgänger und Nachfolger, Lesen großer Zahlen , Runden auf 100–er, 1000–er ..,
Teilbarkeit, (Teiler, Teilbarkeitsregeln)
► Quadratzahlen ( und deren Wurzeln, 1 bis 20)
schriftliches Rechnen (natürliche Zahlen, Dezimalzahlen, Potenzen)
Exponentialschreibweise (scientific Notation) ,
rationale / ganze Zahlen (Grundrechenarten und Vorrangregeln)
Terme aufstellen und Termwerte(Funktionswerte) berechnen

Brüche, gebrochene Zahlen, Größen

Grundrechnen mit Dezimalzahlen und gemeinen Brüchen ( echten und unechten) –> Add., Subtr. Mult., Div.
Arten von Brüchen, Umwandeln von Bruchdarstellungen ( dezimal – gemischt – gemein, Prozentzahl )
Erweitern und Kürzen, Ordnen von Brüchen (in allen Schreibweisen)
Anteile von Größen ( in der Art von : „2 Drittel von 180m sind …“ )

Einheiten

► benachbarte Einheiten , Das Schema
Umwandlungszahlen – in kleinere und größere Einheiten, „Wird die Einheit kleiner, wird die Zahl größer“
► Angaben und Größen umschreiben , Zeitspannen, ungleiche Einheiten vereinen
Große und kleine Zahlen umschreiben ( scientific Notation)

Flächen

geometrische Begriffe und Grundformen ( Benennung, Bewegungen –Spiegeln und Verschieben– auch im KS)
Grundwissen zu Winkeln
Dreiecke (Arten nach Winkeln und Seiten , Kenngrößen – Linien, Winkel– , IWS, Dreiecksungleichungen )
► Ähnlichkeit (zentrische Streckung an Flächen und Körpern, Anwendung: Strahlensätze)
Pythagoras(Artikel) und erweiterte Trigonometrie (SINUS und KOSINUSSATZ mit Voraussetzungen) auch im KS
Viereckarten, (Eigenschaften, Kennlinien und Kenngrößen an Vierecken, Winkel– und Seitenverhältnisse)
Kreis und Kreisteile (Linien , Bogenmaß, Flächen, Schnittflächen)
Vielecke und nicht geradlinig zusammengesetzte Flächen (Eigenschaften, typische Zerteilungen)
Systematisierung Flächen, Strategie Flächenberechnung

Körper

Darstellung von Körpern (Einzelansichten, Netz, Schrägbild, Seitenansichten, das „2–Tafel–Bild“ aka 2-Tafel-Projektion)
Berechnung: Volumen(Volumen als \( V= A_G \cdot h \) , gerade und \( V= \frac{1}{3} \cdot A_G \cdot h \) für spitze Körper,)
Berechnung: Oberfläche (immer mit Hilfsskizze Netz!) (auch die Vereinfachung von Oberflächenformeln zu Sonderformen) (Halbkörper und Schnitte)
Masseberechnungen (auch Rückschlussrechnung: Masse -Volumen, Volumen- Masse)
zusammengesetzte Körper , (Volumenaddition oder –subtraktion, Oberflächenänderung bei zus.ges. Kö.)
Kennlinien an Körpern ( Trigonometrie, wichtige Linien und Winkel an und in Körpern)

Prozent und Zins

Dreisatz, Anteile von Größen
Prozentzahl als Bruch und Dezimalzahl (Umwandlungen, Darstellung)
► bequeme Prozentsätze (50%, 20%, 10%, 25%, 75%, 33,3% (Kopfrechnen)
Grundaufgaben der Prozentrechnung (Erkennen von G,W,p ) , (auch: erhöhte sich „um“ … , erhöhte sich „auf“ …)
erhöhter und verminderter Grundwert (Rabatt, Skonto, Mehrwertsteuer)
Diagramme lesen/auswerten , erstellen, kritisch betrachten (Regeln für gute Diagramme)
(Balken-, Linien-, Kreisdiagramm, Streifendiagramm(Prozentstreifen), weitere Arten,)
Zinsrechnung (Kapital, Zins, Zinssatz, Monats- und Tageszins, Zinseszins, Kredit, Rückzahlung, Ratenzahlung)

Funktionen

Zuordnungen ( z.B. Stückzahl \( \rightarrow \) Preis, Fahrstrecke \( \rightarrow \) Spritverbrauch,
Proportionalitäten als Zuordnungen (direkt und indirekt)
Das Koordinatensystem (4 Quadranten)
Grundaufgaben zu allen Funktionen
(Wertetabelle(WT) auch mit TR , Wertepaare ergänzen, Zeichnen, Wertebereich u. Definitionsbereich benennen)
lineare Funktionen
( Zeichnen , Nullstelle, WT–ergänzen, Schnittpunkte errechnen – Gleichungssystem , Parallelität erzeugen)
quadratische Funktion ( Scheitelpunktform, Normalform, Scheitelpunkt, Graph zeichnen, Nullstellen, Schnittpunkt)
quadratische Funktionen Unterarten- Parallelvergleich
Potenzfunktionen \( y=x^n \) ,
Exponentialfunktion \( y = c \cdot a^x \)
Winkelfunktionen y = a\( \cdot \) sin bx , y=sin x ,(Eigenschaften), y=a sin bx
Parallelvergleich aller Arten von Funktionen der Oberschule

Terme und Gleichungen

Zusammenfassen, Ausklammern, Ausmultiplizieren von a(b+c)…auch Binome (x+y)² oder (a+b)(c+d)
Lösen von linearen Gleichungen ( Begriff: Gleichung, Lösen linearer Gleichungen ,
Lösen von linearen Bruchgleichung, Gleichungen mit \( x^n\) – Potenzen, auch aus Texten)
Lösen linearer Gleichungssysteme
Lösen von quadratischen Gleichungen (Schema)(Umwandlung in Normalform, Lösungsformel, auch aus Texten)
Formeln
Aufstellen von Formeln, Arbeiten mit Formeln (Einsetzen von Größen, resultierende Einheit bestimmen),
Umstellen ( auch Kosinus – Satz)
Lösen von Gleichungen (Strategie, mit Übungen)

Lösen von Gleichungen Systematisierung (alle Arten)

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