Elemente der Mathematik 8 Niedersachsen ISBN 978-3-507-87208-0 Inhaltsverzeichnis Zum Aufbau des Buches ................................................................................................................. 1. Terme und Gleichungen mit Klammern ........................................................................ 7 Lernfeld: Klammern gewähren Vorrang ........................................................................................ 8 1.1 Auflösen einer Klammer................................................................................................... 10 1.2 Minuszeichen vor einer Klammer – Subtrahieren einer Klammer ................................... 17 1.3 Ausklammern ................................................................................................................... 19 1.4 Auflösen von zwei Klammern in einem Produkt .............................................................. 22 1.5 Binomische Formeln Zum Selbstlernen .......................................................... 25 1.6 Faktorisieren einer Summe .............................................................................................. 28 1.7 Vermischte Übungen........................................................................................................ 30 Im Blickpunkt: Pascal’sches Dreieck – Potenzieren von Summen.................................. 32 1.8 Mischungsaufgaben ......................................................................................................... 34 Auf den Punkt gebracht: Öffne den Blick – löse Probleme.............................................. 36 . 1.9 Gleichungen vom Typ T1 T2=0 ......................................................................................... 38 1.10 Formeln – Gleichungen mit Parametern .......................................................................... 40 1.10.1 Umformen von Formeln ................................................................................................... 40 1.10.2 Lösen von Gleichungen mit Parametern.......................................................................... 42 1.11 Aufgaben zur Vertiefung .................................................................................................. 43 Bist du fit?.................................................................................................................................... 44 Bleib fit im Umgang mit linearen Funktionen............................................................................... 45 2. Lineare Gleichungen mit zwei Variablen – Systeme linearer Gleichungen ............. 47 Lernfeld: Geraden mit System..................................................................................................... 48 2.1 Lineare Gleichungen der Form ax+by=c.......................................................................... 49 2.1.1 Lösungen einer linearen Gleichung mit zwei Variablen – Graph..................................... 49 2.1.2 Sonderfälle bei linearen Gleichungen mit zwei Variablen................................................ 53 2.2 Systeme linearer Gleichungen – Grafisches Lösungsverfahren...................................... 56 2.3 Gleichsetzungsverfahren ................................................................................................. 61 2.4 Einsetzungsverfahren Zum Selbstlernen .................................................................... 63 2.5 Additionsverfahren ........................................................................................................... 64 2.5.1 Subtraktion zweier Gleichungen eines Systems.............................................................. 64 2.5.2 Lösen eines Gleichungssystems mit dem Additionsverfahren ........................................ 65 2.5.3 Sonderfälle beim rechnerischen Lösen............................................................................ 67 2.5.4 Vermischte Übungen........................................................................................................ 69 2.6 Modellieren mithilfe linearer Gleichungssysteme ............................................................ 71 Im Blickpunkt: Lösen linearer Gleichungssysteme mithilfe des GTR .............................. 78 2.7 Aufgaben zur Vertiefung .................................................................................................. 80 Bist du fit?.................................................................................................................................... 82 3. Quadratwurzeln – Reelle Zahlen................................................................................... 83 Lernfeld: Entdeckungen an Zahlen ............................................................................................. 84 3.1 Quadratwurzeln................................................................................................................ 86 3.1.1 Einführung der Quadratwurzeln ....................................................................................... 86 3.1.2 Näherungsweises Berechnen von Quadratwurzeln......................................................... 88 3.1.3 Intervallhalbierungsverfahren........................................................................................... 91 3.1.4 Irrationale Wurzeln ........................................................................................................... 93 Im Blickpunkt: Das Heronverfahren – Schnelle Wurzelberechnung mit dem Computer . 96 3.2 Reelle Zahlen ................................................................................................................... 98 3.3 Zusammenhang zwischen Wurzelziehen und Quadrieren ............................................ 100 3.4 Rechenregeln für Quadratwurzeln und ihre Anwendung............................................... 104 3.5 Umformen von Wurzeltermen Zum Selbstlernen..................................................... 109 3.6 Überblick über die reellen Zahlen .................................................................................. 112 3.6.1 Rechnen mit reellen Zahlen ........................................................................................... 112 3.6.2 Vergleich der Zahlbereiche IN, + , − , und IR ............................................................. 113 3.7 Wurzelgleichungen......................................................................................................... 115 3.8 Aufgaben zur Vertiefung ................................................................................................ 117 Im Blickpunkt: Wie viele rationale Zahlen gibt es? ........................................................ 118 Bist du fit?.................................................................................................................................. 120 Bleib fit im Umgang mit Prozenten ............................................................................................ 121 4. 4.1 4.2 4.3 4.4 Satz des Pythagoras .................................................................................................... 123 Satz des Pythagoras ...................................................................................................... 124 Berechnen von Streckenlängen..................................................................................... 129 Umkehrung des Satzes des Pythagoras........................................................................ 139 Höhensatz und Kathetensatz des Euklid ....................................................................... 141 Auf den Punkt gebracht: Direkter und indirekter Beweis ............................................... 145 4.5 Aufgaben zur Vertiefung ................................................................................................ 147 Bist du fit?.................................................................................................................................. 148 5. Parabeln – Quadratische Funktionen und Gleichungen......................................... 149 Lernfeld: Nicht gerade, aber symmetrisch ................................................................................ 150 5.1 Quadratfunktion – Eigenschaften der Normalparabel.................................................... 154 5.2 Quadratische Gleichungen – Grafisches Lösungsverfahren ......................................... 156 5.2.1 Lösen einer quadratischen Gleichung durch planmäßiges Probieren........................... 156 5.2.2 Grafisches Lösen bei quadratischen Gleichungen ........................................................ 158 5.3 Verschieben der Normalparabel .................................................................................... 161 5.3.1 Verschieben der Normalparabel in Richtung der y-Achse............................................. 161 5.3.2 Verschieben der Normalparabel in Richtung der x-Achse............................................. 164 5.3.3 Verschieben der Normalparabel in beliebiger Richtung ................................................ 168 5.4 Strecken und Spiegeln der Normalparabel .................................................................... 175 5.5 Strecken und Verschieben der Normalparabel.............................................................. 182 Im Blickpunkt: Bremsen und Anhalten von Fahrzeugen................................................ 189 5.6 Optimierungsprobleme mit quadratischen Funktionen .................................................. 191 5.7 Lösen quadratischer Gleichungen – Verschiedene Wege............................................. 195 5.8 Modellieren – Anwenden von quadratischen Gleichungen Zum Selbstlernen ........ 199 Auf den Punkt gebracht: Näherungslösungen und exakte Lösungen ........................... 202 5.9 Methode der Substitution – Biquadratische Gleichungen.............................................. 204 5.10 Satz von Vieta und seine Anwendungen ....................................................................... 206 5.11 Regression ..................................................................................................................... 209 Im Blickpunkt: Parabeln im Sport................................................................................... 212 5.12 Quadratwurzelfunktion ................................................................................................... 214 5.13 Geometrisches Erzeugen von Parabeln ........................................................................ 217 5.14 Aufgaben zur Vertiefung ................................................................................................ 220 Bist du fit?.................................................................................................................................. 221 Projekte Pythagoras ................................................................................................................................ 222 Quadratisch, parablisch, gut!..................................................................................................... 224 Teste dich – Vermischte Übungen......................................................................................... 226 Anhang Lösungen zu Bist du fit? ............................................................................................................ 234 Lösungen zu Teste dich - Vermischte Übungen ....................................................................... 239 Verzeichnis mathematischer Symbole ...................................................................................... 247 Stichwortverzeichnis.................................................................................................................. 248