Auf den Spuren der Mathematik in Schwäbisch Gmünd. Alles ist Zahl!



Ähnliche Dokumente
Fibonacci-Zahlen. Geschichte. Definition. Quotienten

Rechnen mit Brüchen (1) 6

Kreis und Gerade oder:... Wozu benötigt man rechte Winkel?

Die Goldene Spirale Der Goldene Schnitt Das Goldene Rechteck Gruppenarbeit... 8

Berechnung von Strecken und Winkeln. Hier alle Beispiele aus Teil 5 und 6. als Aufgabensammlung. Datei Nr Stand 22.

Download. Mathematik Üben Klasse 5 Geometrie. Differenzierte Materialien für das ganze Schuljahr. Martin Gehstein

Material: Festes Tonpapier (2 unterschiedliche Farben) Musterklammern oder Papierösen

Exponentialgleichungen und Logarithmen

Lösungen zum Aufgabenblatt Nr. 1: Konstruktion der reellen Zahlen

H. Gruber, R. Neumann. Erfolg im Mathe-Abi. Basiswissen Niedersachsen. Übungsbuch für den Grundkurs mit Tipps und Lösungen

M 5.1. Natürliche Zahlen und Zahlenstrahl. Welche Zahlen gehören zur Menge der natürlichen Zahlen?

2.5. Aufgaben zu Dreieckskonstruktionen

Achsensymmetrie. Konstruktionen M 7.1

Abschlussprüfung 2011 an den Realschulen in Bayern

Übungsaufgaben zur Linearen Funktion

Arbeitszeit Teil A 40 Minuten Teil B 40 Minuten

Musteraufgaben Jahrgang 10 Hauptschule

Trigonometrie - Sinussatz, Kosinussatz

Training in Vorbereitung der Nachklausur Tipps gibt es über der Fußzeile

Kern- und Schulcurriculum am Hans und Sophie Scholl-Gymnasium für die Jahrgangsstufe 9 im Fach Mathematik

Tag der Mathematik 2010

Geometrie-Dossier Vierecke

Geheimnisse eines alten Zirkelkastens

Kongruenz und Symmetrie

Mecklenburg-Vorpommern

Zentrale Abschlüsse Mathematik HSA

Institut für Mathematik Geometrie und Lineare Algebra J. Schönenberger-Deuel

Vom Rechteck, das ein Quadrat werden wollte

Forschungsdossier Künstlerinnen/Künstler

Einfache Parkettierungen

Teste dein Grundwissen

Körper- und Galoistheorie

2 Rationale und reelle Zahlen

Grundwissenskatalog der 6. Jahrgangsstufe G8 - Mathematik Friedrich-Koenig-Gymnasium Würzburg

Grundlegende Geometrie - Vorlesung mit integriertem Praxiskurs Klausur (08-10 Uhr Audimax, HS 1)

I. Lehrplanauszug. Beispielaufgaben. Grundwissen Mathematik 6. Jahrgangsstufe. In der Jahrgangsstufe 6 erwerben die Schüler folgendes Grundwissen:

Begriffe zur Gliederung von Termen, Potenzen 5

Lineare Algebra II 5. Übungsblatt

2.6 Stetigkeit und Grenzwerte

Lineare Gleichungen Lineare Gleichungssysteme. Lineare Algebra 5. Ein Trainingsheft für Schüler

6.1.2 Bem.: Für Vierecke ist der Begriff Innenwinkel im allgemeinen nicht sinnvoll. Skizze.

Geometrie Modul 4b WS 2015/16 Mi HS 1

Grundwissen Jahrgangsstufe 6

Demoseiten für

Aufgaben zum Basiswissen 7. Klasse

10 - Elementare Funktionen

TECHNISCHE UNIVERSITÄT BERLIN STUDIENKOLLEG MATHEMATIK

Fach : Mathematik Klasse 5/6. Kerncurriculum Schulcurriculum Hinweise

Grundwissen 8 - Lösungen

Orientierungsmodul Oberstufe OS 1. Zahlen auf dem Zahlenstrahl darstellen und interpretieren. natürliche Zahlen bis 2 Millionen lesen und schreiben

Berufs-/Fachmittelschulen Aufnahmeprüfung Aufgabe Nr. 1 Nr. 2 Nr. 3 Nr. 4 Nr. 5 Total Maximale Punktzahl Erreichte Punktzahl

SCHRIFTLICHE ABSCHLUSSPRÜFUNG 2008 REALSCHULABSCHLUSS. Mathematik. Arbeitszeit: 180 Minuten

Suche nach einer dezimalen Darstellung von d

Parallelogramm. Simone Alvarenga, Klaus Baderschneider, Mathias Volz Mathematikunterricht in der Sekundarstufe I: Geometrie

Mathematik I Prüfung für den Übertritt aus der 8. Klasse

Expertenpuzzle Quadratische Funktionen

Corinne Schenka Vorkurs Mathematik WiSe 2012/13. ausmultiplizieren. Anwenden von Potenzgesetzen, Wurzelgesetzen, Logarithmengesetzen

Berufsmaturitätsprüfung 2009 Mathematik

Papierfalten und Algebra

M 3.1. Seite 1. Modul 3.1 Geometrie: Umgang mit dem Geodreieck. Thema. 1. Umgang mit dem Geodreieck. Datum

Unterrichtsmaterialien in digitaler und in gedruckter Form. Auszug aus: Binomialverteilung und Bernoulli- Experiment

Geometrie Modul 4b WS 2015/16 Mi HS 1

Elementare Geometrie. Inhaltsverzeichnis. Fragen und Antworten. (bitte nur für den Eigengebrauch verwenden)

6.1.2 Bem.: Für Vierecke ist der Begriff Innenwinkel im allgemeinen nicht sinnvoll. Skizze.

Erforderliche Kenntnisse: Grundlagen der Geometrie. Der Goldene Schnitt

Tag der Mathematik 2007

Unterrichtsreihe zur Parabel

Prüfungsnummer «Kan_Nr» «Name» «Vorname» Punkte: Note:

Tellerrock Rosi - für Groß und Klein

Fachcurriculum Mathematik Klasse 9/10

Teil 1 Grundlagen. Für moderne Geometrie-Kurse am Gymnasium. und für Realschulen in Bayern! (Prüfungsstoff!)

LAF Mathematik. Näherungsweises Berechnen von Nullstellen von Funktionen

2 Eulersche Polyederformel und reguläre Polyeder

Mathematik I Prüfung für den Übertritt aus der 9. Klasse

Rechnen mit Vektoren

Natürliche Zahlen und. Zahlenstrahl

Minimalziele Mathematik

Analytische Geometrie

4. Beispielitems aus der Standardüberprüfung Mathematik 2012 für die 8. Schulstufe

Repetitionsaufgaben Zentrische Streckung/Strahlensätze/Ähnlichkeit

Mathematik Name: Klassenarbeit Nr. 2 Klasse 9a Punkte: /30 Note: Schnitt:

Der Goldene Schnitt. III. Der Goldene Schnitt in der Mathematik

geometrische Betrachtungen

Die Strahlensätze machen eine Aussage über Streckenverhältnisse, nämlich:

Inhaltsverzeichnis. Inhaltsverzeichnis

y x x y ( 2x 3y + z x + z

TECHNISCHE UNIVERSITÄT MÜNCHEN

6. Rechnen mit Matrizen.

ZENTRALE KLASSENARBEIT 2013 GYMNASIUM. Mathematik. Schuljahrgang 6

Geordnetes Durcheinander

f : x y = mx + t Der Graph einer linearen Funktion ist eine Gerade, welche die y-achse im Punkt S schneidet. = m 2 x 2 m x 1

Kursarbeit Nr.1 LK Mathematik NAME :

Aufgabe 1: Definieren

ZENTRALE KLASSENARBEIT 2011 SEKUNDARSCHULE. Mathematik. Schuljahrgang 6

Trigonometrie - Funktionale Abhängigkeiten an Dreiecken

Flächeninhalt von Dreiecken

Matura2016-Lösung. Problemstellung 1

Grundlagen der Geometrie

Mathematikarbeit Klasse

5 Kontinuierliches Wachstum

Transkript:

Auf den Spuren der Mathematik in Schwäbisch Gmünd Alles ist Zahl!

Wie geht das? Für euren Spaziergang durch Schwäbisch Gmünd erhaltet ihr verschiedene n, die ihr in eurer Gruppe bearbeiten müsst. Ihr könnt die n in einer beliebigen Reihenfolge bearbeiten und seid dabei nicht auf bestimmte Orte festgelegt sondern könnt selbst geeignete Plätze ausfindig machen. Zusätzlich habt ihr im Laufe des Tages Zeit um eine ausführliche Lösung für die n auszuarbeiten. Ihr findet in dieser Mappe einen weiteren Fragebogen für jeden von euch, den ihr bitte zusammen mit den Lösungen in der Mappe wieder abgebt. Habt ihr alles bearbeitet? Super! Gebt eure Lösungen zusammen mit den Fragebögen und dem Meterstab in der Mappe ab. Hilfsmittel Stadtplan, Geodreieck, Meterstab, Taschenrechner, Rechenschieber

Schöne Bauten, schöne Künste und schöne Bücher Der goldene Schnitt ist bekannt mehr oder weniger. In diesem Zusammenhang fallen Stichwörter wie Leonardo Davinci oder ein berühmtes Größenverhältnis. Der goldene Schnitt ist Gegenstand vieler unterschiedlicher Bereiche unseres Lebens - Mathematik, Biologie, Architektur, Kunst. Eine Strecke ist demnach genau dann im Verhältnis des goldenen Schnittes geteilt, wenn ein Punkt S eine Strecke AB so teilt, dass sich die größere Teilstrecke zur kleineren Teilstrecke verhält wie die Gesamtstrecke zur größeren. Dabei ist die Zahl, die als der goldene Schnitt bekannt ist, was schnell bewiesen werden kann. a) Findet auf eurem Weg durch die Stadt Blumen, Blätter, Kunstgegenstände oder Strecken am menschlichen Körper, die im Verhältnis des goldenen Schnittes geteilt werden! Für jedes Teilverhältnis, das ihr findet, wird eine Ortsangabe gefordert, an der ihr den Gegenstand gefunden habt und eine Skizze zum gesuchten Teilverhältnis, Vielleicht kennt ihr ja sogar die Namen einiger Pflanzen? b) In Teilaufgabe a) habt ihr sicher gemerkt, dass das ständige Abmessen von Teilstrecken sehr aufwendig ist. Entwerft daher eine Art Zirkel, mit dessen Hilfe man sofort bestimmen kann, ob ein Punkt eine bestimmte Strecke im goldenen Schnitt teilt. Fertigt eine entsprechende Skizze oder ein Modell an (mit der Lösung zusammen abgeben!) und begründet dessen Funktionsweise! Tipp: Nehmt die Grundform eines normalen Zirkels und baut einen beweglichen Einsatz, der euch den Teilpunkt zeigt.

Vermessungskunst Oft können Strecken nicht direkt gemessen werden. In diesen Fällen gelingt es jedoch dennoch mit Hilfe von Methoden der indirekten Streckenmessung die jeweilige Entfernung zu bestimmen. Man macht sich dabei verschiedene Lehrsätze der Mathematik zu Nutzen, wie den Satz des Pythagoras, die Strahlensätze oder auch die Ähnlichkeit von Dreiecken. Die folgende Skizze kann dabei helfen die Breite eines Flusses, Blumenbeetes, zu bestimmen, indem in Punkt B ein rechter Winkel abgesteckt wird um den Punkt C (frei bestimmbar) zu erlangen, Anschließend wird die Strecke von B nach C beliebig verlängert (-> Punkt D). Erneut wird ein rechter Winkel in Punkt D so abgesteckt, dass der neue Punkt E in der Flucht von A und C liegt Auch in Schwäbisch Gmünd könnt ihr viele Gewässer, Blumenbeete oder Brunnen finden, deren Breite nicht direkt bestimmt werden kann. Sucht euch einen Fluss oder ein Blumenbeet oder Brunnen, (Gebt den Ort, den ihr gewählt habt, auch in der Lösung an!) a) Welcher Lehrsatz steckt hinter dieser Methode der indirekten Streckenmessung? b) Formuliert den Lehrsatz verbal und mathematisch korrekt! c) Wie kann nun unter Verwendung von a) die Länge s theoretisch bestimmt werden? Stellt eine entsprechende algebraische Gleichung auf! d) Nehmt die Maße eurer gesuchten Strecke und berechnet damit deren Länge!

Routenplanung Stellt euch vor ihr seid Touristen in Schwäbisch Gmünd und möchtet 5 Sehenswürdigkeiten besuchen. Natürlich möchtet ihr Zeit sparen und eine möglichst kurze Strecke finden, wobei ihr an jeder dieser Sehenswürdigkeit nur genau einmal vorbei kommen möchtet. a) Sucht euch 5 beliebige Sehenswürdigkeiten, inklusive des Marktplatzes, in Schwäbisch Gmünd und zeichnet einen zugehörigen gewerteten Graphen. Ihr müsst dabei selbst entscheiden, welche Verbindungsstraßen zwischen den Sehenswürdigkeiten ihr nutzt und diese in eurer Lösung kenntlich machen. Ausgangsund Zielpunkt sind dabei der Marktplatz. b) Versucht den kürzesten Weg in Form eines Rundgangs zu finden, wobei ihr am Marktplatz beginnt und wieder am Marktplatz endet. Entwickelt dabei unterschiedliche Strategien und vergleicht die Ergebnisse. (z.b. Es wird immer der Ort aufgesucht der der derzeitigen Sehenswürdigkeit am nächsten liegt) Welche Strategie ist die Beste? Kurzer Einblick in die Graphentheorie Definition: Ein Bild aus Punkten und Linien heißt Graph, wenn jede Linie genau zwei Punkte miteinander verbindet. Wir nennen die Linien auch Kanten und die Punkte Ecken. Definition: Ein Graph, der Längenangaben enthält, heißt gewerteter Graph. 25 12 10 18 20

Rechnen wie die Großeltern Ein bisschen Entspannung notwendig? Los geht s! 1. Sucht euch einen Baum, der euch besonders gut gefällt J (Vergesst nicht in eurer Lösung anzugeben welchen Baum ihr euch ausgesucht habt!) 2. Berechnet die Höhe des Baumes mit Hilfe eines Geodreiecks und der Strahlensätze. Beschreibt dabei euer Vorgehen in der Lösung mit Hilfe einer Skizze! 3. Bestimmt das Volumen des Stammes (Zylinder)! ACHTUNG: Leider hatten eure Großeltern noch keine Taschenrechner, sodass sie sich mit einem logarithmischen Rechenschieber helfen mussten. Das heißt, auch ihr müsst euer Ergebnis damit berechnen! Wie das funktioniert? Lest einfach die Anleitung (Einen Rechenschieber und die Anleitung findet ihr in der Mappe.) 1. Warum kann die Multiplikationsaufgabe mit Hilfe einer Streckenaddition gelöst werden? Welche Idee/ welches Gesetz über Logarithmen verbirgt sich dahinter? 2. Formuliert eine Anleitung zur Division zweier Zahlen mit Hilfe des Rechenschiebers und benennt das Gesetz, das eurer Anleitung zu Grunde liegt!

Rechenschieber Die Bestandteile Der Rechenstab, besteht aus einem festen Grundkörper, einer beweglichen Zunge und einem Läufer. Die herkömmlichen Rechenschieber bestehen aus diversen Skalen K für Kubikzahlen, A für Quadratzahlen,. Wichtig für die Multiplikation und Division zweier Zahlen sind jedoch hauptsächlich die Grundskalen C und D. Die Skalen Die Skalen des Rechenschiebers sind logarithmische Skalen, die durch die Funktion y= lg x beschrieben werden. Das bedeutet, dass der Zahlenwert 6 die Streckenlänge lg 6 0,7782 hat. Logarithmen wachsen nicht proportional und somit sind auch logarithmische Skalen nicht proportional, d.h. die Abstände zwischen zwei benachbarten größer werdenden natürlichen Zahlen werden immer kleiner. Das Komma Die Grundskalen C und D sind eingeteilt von 1-10. Das bedeutet aber nicht, dass nur Rechnungen in diesem Intervall durchführbar sind. Diese Annahme ist falsch, da bei Rechnungen das Komma nicht miteinbezogen wird. Liest man beispielsweise den Wert 3 ab, so kann dieser auch 0,3; 300; 3000; bedeuten. Es müssen also zunächst Überschlagsrechnungen angestellt werden, um die entsprechende Kommasetzung ausfindig zu machen. 2 3=6 Die Multiplikation Durch die geometrische Addition zweier Zahlen mit Hilfe der Skalen C und D erhält man das Produkt der beiden Zahlen, dank des Rechengesetzes für Logarithmen. Zuerst wird die Anfangsmarkierung 1 der Skala C über den ersten Faktor auf der Skala D geschoben. Der Läufer wird nun über den zweiten Faktor auf der Skala C geschoben. Das Ergebnis wird an dieser Stelle auf der Skala D abgelesen. Übersteigt das Produkt den Wert 10, lässt sich das Ergebnis nicht auf diesem Wege berechnen, da das Ergebnis nicht mehr abgelesen werden kann. In diesem Fall wird nicht der Skalenanfang sondern der Endwert 10 von Skala C über den ersten Faktor auf der Skala D geschoben. Wie immer wird nun der Läufer über den zweiten Faktor geschoben und das Ergebnis auf der Skala D abgelesen.

Knobelei für unterwegs Dies ist eine, mit der ihr Zusatzpunkte sammeln könnt, falls ihr mit den restlichen n bereits fertig seid. Auf einer Strecke AB wird eine Strecke AC im rechten Winkel errichtet, rechts eine gleich lange Strecke BD im Winkel von 89 Grad. Es entsteht das etwas schiefe Viereck ABCD. Ein Beweis dafür, dass 90 Grad gleich 89 Grad sind. Nun werden auf AB und CD jeweils die Mittelsenkrechten errichtet. Weil AB und CD nicht parallel sind, sind auch diese Mittelsenkrechten nicht parallel, sie schneiden sich irgendwo in einem Punkt S. Der Punkt S wird mit A, B, C und D verbunden, wie in der (nicht maßstabsgerechten) Zeichnung zu sehen ist. Wo liegt der Fehler? Nun wird mit Kongruenzen argumentiert. 1. AS=BS, weil S auf der Mittelsenkrechten von AB liegt. 2. CS=DS, weil S auf der Mittelsenkrechten von CD liegt 3. Also ist das Dreieck ASC kongruent zu BSD, weil die beiden in allen drei Seiten übereinstimmen. 4. Also ist der Winkel CAS gleich dem Winkel DBS. Außerdem ist der Winkel SAM 1 gleich Winkel SBM 1, weil S auf der Mittelsenkrechten von AB liegt. Zusammengenommen gilt: 90 = CAS + SAM 1 = DBS + SBM 1 = 89