Berechne dieTaschenLösungen sin x = - 1 von sinx2 = –½ rechner: im sin–1 x1 =Bereich -p 6 ϖ/2] [– ϖ/2; y Veranschauliche sin x -p 2 = –½ sinx x p graphisch! 2 1 f ( x) = 2x +1 Gradmaß Æ Bogenmaß Bogenmaß Æ Gradmaß Gib einea Formel zur Umrechnung Gib eine Formel zur Umrechnung vom 45 ∞ p p fi a = 180∞◊ p / 4 = 180∞ = 45∞ x = p Gradmaß ◊ a = 45 x = p◊ = vom ins∞ fi Bogenmaß a = 180∞◊ x ins x = Gradmaß an!p 180∞ 180∞ an! 4 Bogenmaß p 4 4 y zur ExponentialSkizziere die Graphen sms der Funktionen! y = loga x funktion für a >1 log2 x f(x) = log (x) 2 loge x g(x) = log (x) , e=2,718… e 1 log10 x h(x) = log (x) x 10 1 2 e Der Logarithmus zur Basis e = 2,718… (Eulerzahl) wird loga 1 = 0 Gib Eigenschaften der Graphen an! natürlicher Logarithmus D = + genannt und als ln x beW = zeichnet. 2 1 3 5 2 x = f -1( y ) Wurzelfunktionen i(x) = j(x) = x x1/10 rÆ0 x x1/2 x1/5 k(x) = x1/10 1 y = n x = xn sind die auf +0 eingeschränkten Umkehrfunktionen der Potenzfunktionen y = xn. g x x + 2 erst x Gib der -1Eigenschaften 1 Graphen an! Punktsym-1 metrie zum Ursprung + Typ 2 2 = x +2 +5 x - 1 2( x 2 - 1) a3 = –1 a2 = 2 an x + an-1x 2x dann x 2 ?x +2 ? sin(2x ) ?x 2 allg. Form? y = a x2 f : y = - 1 x2 - x + 1 2 2 1 aEntscheide, =b = -1 c = 1 2 2 welche der Diskriminante nebenstehenden D = b2 - 4 ac = = 2 > 0 Graphen zur Funkfi f hat 2 Nullstellen tion f(x)=–½x²–x+½ passt! a=-1<0 2 fi f nach unten offen D > 0 D = 0 Polynom : (x – Lösung) y y Skizziere die x Funktionsgraphen ( x 3 - 2 x 2 - x + 2) x3 - x2 - x2 - x - x2 + x - 2x + 2 -2 x + 2 ➂ Faktorzerlegung y x x x - 1 x2 2 -2 x 2 Verschiebung nach rechts: x0 > 0 links: x0 < 0 f ( - x ) = -f ( x ) speziell: an = 1; a0 π 0 ; a > 0 a < 0 Pfeildiagramm für f ( x ) = x Quadratische Lösungsformel Gib die allgemeine Lösungsformel 2 ?0 2 2 „Das ist der Topf, aus dem die x-Werte genommen werden.“ 2 Gib die drei c sind …sind Zuordnungen, die jedem Element x einer Menge D (Definitionsmenge) genau ein Element y einer Menge W (Wertemenge) zuordnen. en hn n von Fu en ktionsgraph reelle Lösung x f (x) –2 –1 0 1 Vervollständige! 3 0 –1 0 2 3 Ungleichungen enthalten anstelle des Gleichheitszeichens < , £ , >, ≥ , π . Termbaum Vereinfachen Gib allgemein (Umformungen auf eidie einzelnen ner Seite der Gleichung) Schritte zur einer Sortieren mit + – ➁Lösung linearen Gleichung an! ➂ ➃ 3 (2 x +➃x )Summe/Differenz +1 5 3 3 3 (2 x + x ) + 1 = (3 x ) + 1 = 27 x + 1 = 27 x 3 + 1 5 ausgeführt der5 Reihe➀nach ➁ 5 ➂5 werden müssen! Punkt vor Strich! (5x–3)(5x+3)=? ( x - 1)( x + 1) = x 2 - 1 (5 x - 3)(5 x + 3) = (5 x )2 - 32 = 25 x 2 - 9 ! Vereinfachen TERME Summen oder Differenzen werden vereinfacht, inden Term demVereinfache zunächst alle Klammern aufgelöst werden und dann gleichartige Terme zusammengefasst werden. 6–(x+2)(x+3)-4x² 6 - ( x + 5 x + 6) - 4 x = | Minusklammer auflösen 6 - x2 - 5x - 6 - 4 x2 = | Zusammenfassen Rechnen mit KlamKlammern mern auflö- ( x + 1) ; Schachtelklammer x + 1; x ; x ; 2ab ; 3a b ; Vereinfache (ax )die ◊ (byTerme! ) = ab ◊ xy ax --cx ==((a ax++bx bxwie cxsich a++bTerm b--cc))xx Erkläre, der 2 x ◊ ( x - 1) 2 x = 2 x ◊ ( x - 1) = 2x xWie + 1 (lässt x + 1) ◊sich ( x - 1)der (Bruchterm x + 1) ◊ ( x - 1) x + 1 2 x = 2 x ◊ ( x - 1) x + 1Erweitern ( x + 1) ◊ ( xmit - 1)( x -1) Kürzen mit ( x -1) weiter vereinfachen? In Summen/Differenzen 3 x +5 x = { 1, 2, 3, } 0 = { 0 , 1, 2, } Jede natürliche Zahl hat einen Nachfolger. x +3=2 ist nicht lösbar in . wissenschaft-design.de amm � ann = ? m+n 2 2 unendlich viele (Äquivalenzumformungen Von jeder Seite den Kehrwert bilden ändern (falls πdie 0 ). Lösungsmenge einer Gleichung nicht.) Auf beiden Seiten dieselbe streng monotone Funktion anwenden (siehe Umkehrfunktionen). 1 - 5 + 3 = 3 - 5 = -2 Gib an, inder welcher Im Bereich ganzen Zahlenmenge Zahlen sind durch die Gleichung Hinzunahme der „x+3=2“ negativen lösbar Zahlen ist! alle Differenzen ausführbar: x + 3 = 2 fi x = 2 + ( -3) = 2 - 3 = -1 2 2 2+3 3 –0,5 = - 1 2 3 –1 Multiplikation/Division – + 5 = x3 – + (–3)·(–3)=+9 (–3)·(+3)=–9 Formuliere eine Regel (–3):(–3)=+1 (–3):(+3)=–1 für die Multiplikation und Division ganzer (+3)·(–3)=–9 (+3)·(+3)=+9 Zahlen! (+3):(–3)=–1 (+3):(+3)=+1 x ◊3 = 2 ist nicht lösbar in . a0 = 1 mal 3 45 = 4 ◊ 4 ◊ 4 ◊ 4 ◊ 4 42 4◊4 3x5 = 3 x5 = 3x x4 x4 ab == n? a ◊ n b n a n a = = ? n b b m n m a == ?◊n a a + a nicht ! Gib an, was bei zusammenfassen der Anwendung Æ gleichartige Terme der Potenzgesetze + b )n π an +ist! bn zu(abeachten 3 3 ( 2 + 1 ) π 2 + 13 Zähler Nenner 2 m Potenzen mit negativer Basis sind nur für ganzzahlige Exponenten definiert! n 27 Veranschauliche die Lösungen grafisch! x5 = 2 x= 2 -x = 5 2 L = { 2} L = {- 5 2 } 5 Wurzelziehen aus n x2 = x -1 negativen Zahlen ist nicht 2 erlaubt. Gib an, was bei der Umformung des Terms x = x 2 ( -3)2 zu = 3beachten = 3 = -3 ist! Für Interessierte: Die Definition 2 n+1 -1 = -1 ist für Worauf bei Wurzeln achten? 2 n 2 n muss man ungerade Ordnungnoch möglich, aber nicht üblich. allgemein: x = x ;b = 0 Reinquadratische Gleichung Reinquadratische Gleichung? schneidet die Normalparabel y = x x 2 = d Wo die Gerade y = d ? d > 0 p-q-Formel Gib die p-q-Formel p p Diskriminante p2 D= -q 4 d = 0 2 x² = 2, x²=0 x = 2 an! y Wurzelziehen nicht Wie lassen sich die Lösungen mithilfe erlaubt! x x der Normalparabel interpretieren? entscheidet über die Anzahl der Lösungen im Bereich der reellen Zahlen. { } L = {0} L= ± 2 4 x = 2 x - 12 ULöse +U1 2 = R ◊ I - U1 2 ◊ x = -12 x = -6 ➀GibVereinfachen allgemein die :2 L = {-6} 4 x +8 > 2 x - 4 ➂ Isolieren mit • : 2 ◊ x > -12 4 x > 2 x - 12 keine x > -6 8 +1 5 3 Gleichungen und Ungleichungen, die Variablen enthalten, sind Aussageformen. Aussageformen können mit den logischen Operationen „und“, „oder“ und „nicht“ verknüpft werden. 3( x + 4 ) = 3 5 x + 4 Gx =Œ ] [ A11 := {xx ≥ŒM G1mit x ≥ -1} x < 5Intervallschreibweise? ] - •; 5 [ x > -5 Intervallschreibweise? ] - 5; + •[ A2 := {xx £Œ1G mit x £ 1} M 2 „oder“ „nicht“ „und“ Konjunktion Schnittmenge „und“ -1 Bilde £ x £ 1für die obengenannten M1 « M2 –1 1 –1 1 –1 1 Stelle die Mengen Beispiele die Verknüpfungen M1 M1 M1 M „und“M , M „oder“M , „nicht“M Disjunktion Vereinigungsmenge 2 M2 1 2 2 M2 1 „und“A , A1„oder“A2, „oder“ x A am Zahlenstrahl dar! ≥ 1-1 ⁄ x £ 12 M1 » M2 „nicht“A1! Wie nennt man M1 « M2 = [-1; 1] M1 » M2 = M1 =] - • ; -1[ die verknüpften Mengen? Komplement Negation „nicht“ M M 1 1 ÿ( x ≥ -1) = x < -1 n gerade 2 3 100 == ?100 = 10 = 2 25 5 25 = ?+1 ( -1)3 = = ?-1 ( -1)2 = 4 16 == ? 16 = 4 = 2 8 == ?4 ◊ 2 = 4 ◊ 2 = 2 2 72 x 2 y = =36 36 ◊ x2 ◊ 2y ? ◊2◊ x2 y = ! x == x? 6 x 2 Nenner rational machen 1 = =1 ?◊ 2 = 2 2 2 2 2 Die reellen Zahlen umfassen die rationalen und die irrationalen a Brüche: = { | a Œ ; b Œ ; b π 0} b Zahlen Dezimalbrüche: endlich oder periodisch Addition/Subtraktion gleichnamige Brüche Formuliere eine Regel für3 ◊13die von Brüchen! aMultiplikation c a ± c 4 + 35 = 39 = 13 ± = 60 60 60 20 b b b 3◊20 ungleichnamige Brüche Hauptnenner bilden: 1 + 7 = 1 + 7 = 1 ◊4 + 7 ◊5 = 15 12 3 ◊ 5 3 ◊ 4 3 ◊ 5 4 3 ◊ 4 5 4 + 35 weiter wie oben 60 60 Gib an, inder welcher Zahlenmenge Im Bereich rationalen Zahlen sind alle Dividie Gleichung „x•3=2“ lösbar sionen ausführbar (Ausnahme: Teilenist! durch Null!): x ◊ 3 = 2 fi x = 2 ◊ 31 = 2 : 3 Jeder Quotient a : b zweier ganzer Zahlen mit b π 0 läßt sich als Bruch a darstellen. b Multiplikation/Division 3 ◊ 2 = 3◊2 = 6 a ◊ c = a◊c Formuliere eine Regel 7 für 5 ◊ 7die35 b Multiplikation d b ◊ d von 5Brüchen! 3 a Formuliere 3 : 2 =für 3 ◊ 7 = 21 5 =die : c = a ◊ deine Regel 5 7 2 5 2 10 b Division d b von c Brüchen! 7 3 :2= 3 = 3 5 5 ◊ 2 10 Erweitern/Kürzen c π 0Beispiels die Kürzen mit Erkläre mithilfe eines a ◊ c = a„Erweitern“ 15 = 3 ◊ 5 = 3und 3„Kürzen“! Begriffe = 3 ◊ 5 = 15 10 2 ◊ 5 2 2 2 ◊ 5 10 b◊c b Erweitern mit c π 0 Die Lösungen eines LineGibGleichungssystems allgemein aren die einzelnen ändern sich nicht bei Schritte beim ➀AdditionsMultiplikation einer Gleichung mit einer verfahren an! Zahl π 0 oder Algebra im Alltag Direkte Proportionalität Beispiel: Handyrechnung 7 Minuten kosten 1,40 €. Wieviel kosten 20 Minuten? 7 min 1,40 € :7 : 7 Indirekte Proportionalität Löse die Aufgabe mithilfe 1 min 0,20 € ·20 · 20 Beispiel: Maurerarbeiten einer Schlussrechnung 20 min 4,00 € 8 Maurer brauchen 10 Tage. (Dreisatz)! Wie viele Tage brauchen 5 Maurer? 8 Maurer 10 Tage ·8 : 8Löse die Aufgabe mithilfe 1 Maurer 80 Tage · 5einer Schlussrechnung :5 (umgekehrter 5 Maurer Dreisatz)! 16 Tage Rechengesetze für die Addition + Multiplikation • Kommutativgesetz (Vertauschungsgesetz) Gib für die Add. und a + bdas = b +Gesetz a a ◊ b =Mult. b ◊ a an! Erkläre mithilfe 5zweier ( -3) + 4 = 4die + ( -Gesetze 3) = 1 ◊ ( -3) = (Beispiele! -3) ◊ 5 = -15 Assoziativgesetz (Verbindungsgesetz) Gib Gesetz und (a ◊ b ) ◊Mult. c = a ◊ (ban! ◊c) = a ◊b ◊c (a + bdas )+c = a + (b +für c ) = adie + b Add. +c Erkläre die Gesetze mithilfe (zweier Beispiele! 3 ◊ 2) ◊ 4 = 3 ◊ (2 ◊ 4 ) = 24 (2 + ( - 5)) + 6 = 2 + (( -5) + 6 ) = 3 8 -3 6 1 ➁Addition eines beliebigen Vielfachen der einen Gleichung zur anderen Gleichung. x2 = 2 ist nicht lösbar in : Die Annahme a2 = 2 kann b2 zu einem Widerspruch geführt werden! L = ] - 6 ; + •[ 1,43 [1,41; 1,42] [1,412; 1,422] [1,414; 1,415] [1,4142; 1,4152] : ( -1) L = ] - • ; 12[ 2 Gleichungen mit 2 Unbekannten unendlich viele Lösungen keine Lösung Löse das lineare Löse das lineare Gleichung I ist Gleichungssystem Gleichungssystem I) 2 x - y = 1 ◊2 I) 2 x - y = 1 ◊2 Die linken Seiten Vielfaches von sind Vielfache II)I)4 2x-y=1 x - 2y = 2 II)I)42x-y=1 x - 2y = 1 Gleichung II voneinander, die II) 4x–2y=1 Gleichungen nicht! II) 4x–2y=2 I) 4 x - 2 y = 2 I) 4 x - 2 y = 2 mit dem Additionsmit dem AdditionsII)verfahren! 4 x - 2y = 2 II)verfahren! 4 x - 2y = 1 g g, h h 0=0 0 =1 g und h liegen aufeinander! g und h sind parallel und g πh! L = {( x | y )| x , y Œ Ÿ 4 x - 2 y = 2} L={ } Ein Kühlschrank kostet 550 € (Grundwert G). Bei Barzahlung verspricht der Händler 3% Preisnachlass (Skonto). Um wie viel verringert sich der Rechnungsbetrag (Prozentwert W)? Wie groß ist der verminderte Rechnungsbetrag G–? BestimmeWden Prozentwert WGrundwert: und den G+ Prozentwert Vermehrter W = 19 % · 79,79 € = G+ = G + W vermehrten Grundwert G ! = 79,79 € + 15,16 € + 0,19 · 79,79 € = 15,16 € = 94,95€ W = p % · G ( ) 1,42 1,41 1,414 1,415 12 Prozentualer Abschlag Gib an, wie die Zahl a unter der Wurzel a wirdgeRadikant wird! genannt. Allgemeine Wurzel n a nannt Quadratwurzel a 2 dieWurzel n-te aus Wurzel Die Gleichung ≥ 0 ist die n.te Für jedes aallgemein a diejenige = 2 hat zwei reelle Definiere Definiere diex Quadratwurzel einer Zahl a!Zahl, die zur n. ten Potenz genomnichtnegative Lösungen: x1,2 = ± 2 .— Die positive am Beispiel von √2 ! die n Lösung der Gleichung wird men, a ergibt: n a =a „Quadratwurzel aus 2“ genannt. [1,42; 1,52] x < Graphische Interpretation G+ = G + W = (100 + p)% · G Bestimme den Prozentwert W und den G Prozentwert W Verminderter Grundwert: – vermehrten ! = 550 € – 16,50 € = W = 3 % · 550 € Grundwert = G– = G G – W – 0,03 · 550 € = 16,50 € 533,50 € W = p % · G Irrationale Zahlen Gib an, welchenichtsind unendliche Dezimalbruchdarperiodische Dezimalstellung brüche: irrationale Zahlen haben! 2 = 1, 41421356… G– = G – W = (100 – p)% · G alternativ: 100 % G 97 % G– alternativ: 100 % G 119 % G+ [1,4; 1,5] - x > - 12 :2 -2 x 20 Liter Farbe kosten im Großhandel ohne Mwst. 79,79€ (Grundwert G). Im Einzelhandel werden 19% von 79,79€ auf den Preis aufgeschlagen. Wie viel Euro muss der Einzelhändler aufschlagen (Prozentwert W)? Welchen Preis G+ verlangt der Einzelhändler? Die Malpunkte Gib an! a ◊ (b das + c ) =Distributivgesetz a ◊b + a ◊c können auch wegErkläre Beispiels! ( -2) ◊ (3 + ( -das 5)) =Gesetz ( - 2) ◊ 3 +mithilfe ( - 2 ) ◊ ( - 5) =eines 4 gelassen werden: -2 -6 +10 a ◊ b = ab Quadrieren x > 2 x - 12 Prozentualer Zuschlag Distributivgesetz (Verteilungsgesetz) 1,999396 2,002225 Konstruiere eine „Intervallschachtelung“ der Intervallschachtelung ( 2 )2 = 2 — 2,0164 1,9881 √2 ! 2Œ 2Œ irrationalen Zahl -2 x Prozentrechnung Irrationale Zahlen Zähler mal Zähler; Nenner mal Nenner mit dem „Kehrbruch“ multiplizieren Dreisatz Auflösen nach y -8 g In welchem Punkt (x| y) schneiden sich y die Geraden g : y = 2 x - 1 und Gib an, wie sich das lineare Gleichungssystem y = - 43 x + 23 ? Einsetzverfahren hI): 2x-y=1 x die beiden GleiII)Liegen 4x+3y=2 ➀ Auflösen einer I)Löse h 2 x -das y = 1lineare +y chungen in aufgelöster Gib allgemein Gleichung nach Form graphisch lässt! vor, eignetinterpretieren sich 2 x = 1 + y 1 Gleichungssystem die einzelnen einer Unbekannten zur Lösung das Schritte beim I) 2x-y=1 I¢ ) y = 2 x - 1 EinsetzungsII) 4x+3y=2 Gleichsetzungsverfahren an! Einsetzen in die ➁verfahren II) 4dem x + 3 y Ein=2 mit zweite Gleichung ➀ Gleichsetzen und 2Löse x - 1 =das - 43 xlineare + 23 + 43 x 4setzungsverfahren! x + 3(2 x - 1) = 2 Gib allgemein und auflösen auflösen nach x 10Gleichungssystem 2 die einzelnen +1 4 x + 6 x - 3 = 2 +3 3 x - 1= 3 Schritte beim 10y=2x–1 5 I) 10 x = 5 :10 ◊ 103 Kehrbruch 3 x = 3 Gleichsetzungs1 II) 3y=2–4x x = 0, 5 x=2 verfahren an! mit dem Gleich➂ Einsetzen in die I¢) y = 2 x - 1= 2 ◊ 0, 5 - 1= 0 ➁ Einsetzen in die ysetzungsverfahren! = 2 x - 1 = 2 ◊ 21 - 1 = 0 erste Gleichung einfachere der beiden L = {(0 , 5 | 0 )} L = {( 21 | 0 )} Gleichungen Additionsverfahren n ungerade Teilweise Wurzel ziehen ?4 ◊ 36 = 4 ◊ 9 == 9 =6 [ ] x £ 5 Intervallschreibweise? ] - • ; 5] x ≥ -5 Intervallschreibweise? [-5; + •[ Mengen x Œ A1 : x ≥ -1 A2 : x £ 1 Rechnen mit Wurzeln 1 5 Intervallschreibweise Logische Verknüpfungen 4 „unter die Wurzel“ I) 2 x - y = 1 II) 4 x + 3 y = 2 Einsetzen aller Zahlen der Grundmenge (meist ) führt auf eine wahre Aussage! Logik Aussageform Lineare G } xLöse + 8 > die 2 ( x -lineare 3) + 2 xUngleichung + 8 > 2x - 6 + 2 x+8>2(x-3)+2! x +8 > 2 x - 4 -8 4x+8>2(x-3)+2! Sortieren mit + – ➁linearen Ungleichung an! x ! 4Löse x + 8 >die 2 ( xlineare - 3) + 2 4Ungleichung x + 8 > 2x - 6 + 2 (Umformungen auf einer einzelnen Schritte Seite Ungleichung) zurder Lösung einer U2 + U1 = R ◊ I : R nach I auf! U + U1 I= 2 R y Bei Multiplikati Gib an, worauf on oder Division man beim Lömit negativen sen einer Ungleichung Zahlen dreht sich das Unachten muss! gleichheitszeichen um! 4 x - 5 > 3x +1 U2 = R ◊ I - U1 L={ 2 und x²=-1 x1,2 = 0 y Lineare Ungleichu ngen Formeln auflösen d < 0 Gib –falls möglich– die Lösungen 2 x 2 = 0 Gleichungen xder = 2reinquadratischen x2 = -1 zur x1,2 Lösung = - ±einer quadratischen -q 4 Gleichung2 an! -2 x ◊( -1) ( - x )5 = 2 für x < 0 ist Wurzelziehen erlaubt! 5 Normalform Normalform x 2 + px +einer q =quadr. 0 Gl.? x 5 = -2 5 ! a = 1 4 Gleichung x + 8 = 2x - 6 + 2 4x+8=2(x-3)+2! 4 x +8 = 2 x - 4 -8 Ändere Ändere 4 x + 8 = 4die ( x + 2) 4 x + 8 = 4 die ( x - 3) rechte Seite von rechte Seite von 4 x + 8 = 4 x + 8 -4 x 4 x + 8 = 4 x - 12 -4 x 4x+8=2(x-3)+2 4x+8=2(x-3)+2 8=8 8 = 12 so um, dass die so um, dass die allgemeingültig Gleichung unen- unerfüllbar Gleichung keine dlich hat! L = viele LöLLösung ={} sungen hat! Ein Produkt wird Null, wenn einer der beiden Faktoren Null wird: T1( x ) ◊ T2 ( x ) = 0 ¤ T1( x ) = 0 ⁄ T2 ( x ) = 0 Berechne Æ Pascalsches Dreieck √9 + 16 ! 9 + 16 9+ 16 π n 5 1 0, 3 = 3 4 0 1 negative Basis 6 mal Rationale Zahlen -2 = 2 oder 3 = 3 . : ,a≥0 x 2 ◊ x = x 3 ◊ x?1 = Definiere denan, a einer Zahl gibt Der Betrag anschaulich Betrag wie weit einer die ZahlZahl! vom Ursprung 0 des Zahlenstrahls entfernt ist: • a m- n a 5 4 3�x /x = ? 2 a 45n/4= = ? gebrochene Exponenten 3 positive Zahlen 0 amm/ an = ? 62 = ( 6 )2 = 22 32 3 2 5 a 2 = 5( a )2 bc (bc ) a = a am (a ) = a 5 mal 3x3 ◊ x5 = 3x 8 a =2( a )n 62n/3 =? b b 5 � a2/(bc)2 = ? 1 n = n? n mal 4 � 4 = ? (42)3 = ? 4 3 ◊34 2� =x54 ◊= 4 ◊ ?4 ◊ 4 ◊ 4 ( 4 2 )3 = 4 ◊ 4 ◊ 4 ◊ 4 ◊ 4 ◊ 4 3x 2 –10 –30 –10 –30 (amm)n n = ? m◊n a3 ◊ a2 = a ann/ bn = ? 2 +1 –1 n 4 a ◊ b = 4(ab ) x3 = x3 3 + 5; - 3 - 5 gleiches Vorzeichen Addiere die Beträge! Die Summe erhält Formuliere Regel das gemeinsameeine Vorzeichen: für die Addition und 3 + 5 = +8 ; - 3 - 5 = ( -3) + ( -5) = -8 Subtraktion ganzer Zahlen! verschiedenes Vorzeichen 5 - 3; - 5 + 3 Unterscheide die Subtrahiere den kleineren Betrag vom Fälle „gleiches Vorzeichen“ größeren! Die Differenz erhält das und Vorzeichen der betragsmäßig größeren „unterschiedliches Vorzeichen“! Zahl: 5 - 3 = +2; gleiche Basis ann � bnn = ? 5 �3 =? 2 52 ◊232�=b(2 5◊3 4a =) ? 1m² = ? 1m3 = (10 dm)3 = 103 dm3 Rauminhalt: 1m³ = ? negative Zahlen 0 0 n gleicher Exponent a2 ◊ b 2 = (ab ) 4 Ganze Zahlen = { - 2, - 1, 0, 1, 2, } iche Zahhlleenn l r ü t Addition/Subtraktion Na Za 0 0 a = a◊ ◊a Potenzgesetze π 3+5 –2 T1 (x) T2 (x) Potenzen 38000 = 3, 8 ◊10 Komma-3 verschiebung 0 0 ,0038 m 10 m = 3, 8 ◊10 Schreibe als Zehnerpotenz! · 10 -1 Taschenrechner 38000 =dm ? 10 m · 10 3, 8 ◊10 4 = 3, 8 EXP 4 0,0038 cm = ? 10 -2 m · 10 Forme um dm, -3 dm² bzw. dm³! 1m = 10 dm fi mmin 10 m 2 2 2 2 1m = ? Fläche: 1m = (10 dm) = 10 dm · 1000 5 x - 2 x ( x - 1) … im Nenner steht die ( x + 1)( x - 1) Variable x. Gegeben ist der Bruchterm: Definitionsmenge 5 x 2 - 2 x ( x - 1) Alle x-Werte für die der ( x + 1)( x -ausschließen, 1) Nenner Null wird (hier: D = \ {-1; + 1} ). Erweitern Gib die Definitionsmenge Kürzen an! ist Kürzen nicht erlaubt! 103 m 2 Die Terme T1( x ) und T2 ( x ) heißen äquivalent, falls für alle zulässigen Werte x stets T1( x ) = T2 ( x ) gilt: x –1 0 1 2 gleichartige Terme Zehnerpotenzen km 1 (3x)�(5y); –(7/3)x²�3xy; (3 x ) ◊ (5 y ) = 3 x ◊ 5 y = 15 xy –5(x–1)�(–8). - 7 x 2 ◊ 3 xy = - 7 ◊ 3 x 3 y = -7 x 3 y 3 3eine Regel! Formuliere -5( x - 1) ◊ ( -8 ) = 40( x - 1) „in den Nenner“ Was versteht man a–n ? 1 ,unter -n a π 0 a = –2 3( x + 4 )-2 = 3 2 Forme 3(x+4)a n um! ( x + 4) 2 sich umformen Komplizierte Terme werden durch Anwenden der Gesetze für reelle Zahlen in einfachere äquivalente Terme umgewandelt: Beschreibe mithilfe eines Beispiels, 6- (man x + 2 )( xunter + 3) - 4äquivalenten x2 = = x ( x +Termen 1) was 5 T (x) versteht!T ( x ) • + negative Exponenten Bruchterme lassen Termumformungen Zusammenfassen | Ergänze „1mal“ Multipliziere aus! werden von innen nach außen aufgelöst! –(3–x)·(3+5·(1–x)) - (3 - x ) ◊ (3 + 5 ◊ (1- x ) ) = | Ausmultiplizieren 2 2 2 25ab2 ; 25ab ; 25ab 2+a 2+a Gleichartige werden addiert (subx³ + 2x³ + Terme x² vereinfachen lässt. trahiert), indem ihre Koeffizienten addiert (subtrahiert) werden: 2x 2 + 3x 2 = 5x 2 . Gib eine allgemeine Regel für das Gleichartige Terme sind Potenzen mit gleicher Basis Zusammenfassen Termen an! und gleichem Exponenten,von gleiche Wurzelausdrücke oder gleiche Kombinationen mehrerer Variablen: ( x - 5)( x + 1) = x + x - 5 x - 5 = x - 4 x - 5 Gib eine allgemeine Regel zum Aus( xmultiplizieren - 5)( x + 1)( x + y ) =von ( x 2 -(a+b)(c+d) 4 x - 5)( x + yan! )= 3 3 2 x - 4 x - 5 x + x y - 4 xy - 5 y 3 2 -3 2 3 3 1◊ x 3 + 2 ◊ x 3 + x 2 = | 1 Paket +2 Pakete = Potenzen x ; 3 x Brüche 3 Pakete 3◊ x3 + x2 3 = 3◊ 1 ; - 1 ; 3 = 3 ◊ 1 x x x 5x 5 x Verschiedenartige Terme z. B. 3 x 3 und x 2 können nicht weiter Wurzeln x + 1; 3 x + 1 zusammengefasst werden! Verlag wissenschaft-design Christian Kornherr Gleichungen an!bzw. durch dieselbe Zahl multiplizieren π 0 teilen. BA 2 -5 x 2 - 5 x „Was noch nicht zum Rechnen dran, schreibt man unverändert an!“ 2 6 ➂ Isolieren mit • : Äquivalenzumformungen Beide Seiten mit derselbenvon Zahl π 0 Ree l 2 x3 + 2◊ x3 + x2 = e h c i l r ü t Na Auf beiden Seiten dieselbe Zahl Gib addieren. mindestens vier 4 Löse x + 8 =die 2 ( xlineare - 3) + 2 M U 2 3 4 (x–5)·(x+1)(x+y)=? „Die natürlichen Zahlen sind von Gott gemacht. Alles andere ist Menschenwerk.“ Kronecker le Zahlen …können Platzhalter (x, a, b …), Potenzen, Wurzeln, Brüche etc. enthalten. Durch Ineinanderschachteln können Terme beliebig kompliziert werden: | Ausmultiplizieren - ( xan, + 2)(wie x + 3man ) - 4 x die = einzelnen und 6gib Umformungen nennt! 6 - ( x 2 + 3 x + 2 x + 6 ) - 4 x 2 = | Zusammenfassen (a(x–5)·(x+1)=? + b )(c + d ) =und ac+ad + bc + bd ! Welche Termart Differenz beschreibt der angegebene 6 - ( x + 3)( x +Term– 2) - 4 x 2 und warum? Die letzte Rechenart gibt dem Term seinen Namen, z. B. hier Differenz. 3 + 4 ◊ 3 - 4 = 3 + 12 - 4 rch Äquivalenzumformungen L i g n .d e A s e d R t f DE ©wissenscha (a(x–1)(x+1)=? + b )(a - b ) = a2 - b2 ls Summe Summe x +2 x +3 Gib einen • Produkt Termbaum zum Term Potenz 6 6–(x+2)(x+3)-4x² ( x + 3) ◊ ( x + 2 ) x2 4 • Produkt Differenz an! 6 - ( x + 3) ◊ ( x + 2 ) 4 ◊ x2 a (2(2x+1)²=? x - 3)2 = (2 x )2 - 2 ◊ 2 x ◊ 3 + 32 = 4 x 2 - 12 x + 9 (2x-3)²=? e x4 = { } unter} sollte man Lallgemein L = {±44 2Fälle Welche -2 scheiden? Die Unbekannte steht nicht in einer Potenz, im Nenner, unter der Wurzel etc. w … sind mathematische Ausdrücke, in denen zwei Terme durch „=“ miteinander verbunden sind. u ➀ Klammer ➀ ➁ Gib an, 3 ➁ Potenz welche Rechenarten beim(2 x + x ) + 1 5 Term➂ Produkt/Quotient fäll keine reelle Lösung für f ( x ) = x 2 - 1 d st el ö ng (a(x+1)²=? - b )2 = a2 - 2ab + b2 Klammern (x–2)·3=? 5 ◊5·(x+1)=? ( x + 1) = 5 x + 5 ( x - 2) ◊ 3 = 3 x - 6 auflösen x·(x²+1)=? (–1)·(x+1)=? ( -1) ◊ ( x + 1) = - x - 1 = -( x + 1) siehe Minusx ◊ ( x 2 + y ) = x 3 + xy klammern 2 1 Multipliziere aus! zial GibNullstellenan, welche Fragestellungen bestimmung, zu Funktionen auf SchnittpunktGleichungen bestimmung führen! de er ( xBinomischen + 1)2 = x 2 + 2 x + 1Formeln an (2und x + 1)2multipliziere = (2 x )2 + 2 ◊ 2 x ◊1+aus! 12 = 4 x 2 + 4 x + 1 aaMultipliziere ◊◊((cc ++dd)) == ac ++ad ac ad aus! beim Ausmul- Beschreibe, (3 - x ) ◊ (3 + 5 -was 5 x ) =man| Zusammenfassen tiplizieren von ineinander geschach- telten (3 - x ) ◊ Klammertermen (8 - 5 x ) = | Ausmultiplizieren beachten - muss! (24 - 15 x - 8 x + 5 x 2 ) = | Zusammenfassen Spe Die Lösungen stehen im Zerlegungssatz mit entgegengesetzten Vorzeichen! Gleichungen 2 x 2 + x + 1= 0 2 x 2 + x - 1= 0 4 x 2 + 4 x - 1= 0 2x² + x -1 = 0, 2 -1± 1 - 4 ◊ 2 ◊ ( -1) -1± 4 2 - 4 ◊ 4 ◊ ( -1) x = -1± 12 - 4 ◊ 2 ◊1 x2x² 1,2 1,2 = + x -1 = 0 und x1,2 = 2◊2 2◊2 2◊4 2x² + x +1 = 0 -1± -8 -1± 9 -1± 0 x1,2 = x1,2 = x1,2 = =-1 4 4 8 8 und gib –falls möglich– die Lösung(en) an!Wurzelziehen nicht 1 fi x1 = ; x 2 = -1 2 erlaubt! reelle Lösungen d > 0 –falls möglich–d < 0 Bestimme die Lösungen der reinen Potenzgleichungen 4 4 x =2 x 4 = -2 4 x4=2, x4=–2, x =42 Wurzelziehen x5=2, x5=–2! nicht erlaubt! x = ±4 2 2 x 2 + x - 1 = 2 ◊ ( x - 0, 5 ) ◊ ( x + 1 ) D > 0 D = 0 der quadratischen D < 0 Bestimme die Diskriminante 1}x 2an! R ={0; {( x ;–1; y ) mit + y 2 = 1} x W= Beschreibe, worin der Die Relation R ist die Menge aller Zahlen2 2 Unterschied zwischen x + y = 1 paare (x; y), die erfüllen. einer Relation und einer können Funktion besteht! ! Bei Relationen einem x-Wert mehrere y-Werte zugeordnet werden! spe y Relationen ge D Wertem en R Gib eine beliebige –1 0 Relation zwischen den 1 1 Mengen 0 –1 D = {0; –1; 1} und y le ?3 -b ± b - 4 ac x(Mitternachtsformel) 1,2 = 2a einer quadratischen Gleichung an! Diskriminante entscheidet über die Anzahl der Lösungen D = b2 - 4 ac im Bereich der Löse d = 0die Gleichung n xxn == 00¤ x = 0 n-fache Lösung (n=1,2,3,…)! x =d Unter welchen Bedingungen lässt sich „Ein Produkt wird eine quadratischer in ein ax 2 + bx + c Funktionsterm = Null, wenn einer der Produkt zerlegen? a( x - x1)( x - x 2 ) Faktoren Null wird!“ Gib eine Zerlegung des Funktionsterms f(x) = 2ax² +bx +c an! 2 x + x - 1 = 0 fi x1 = 0 , 5; x 2 = -1 reellen Zahlen. Definitionsm x f – L={} L={} -1 Wertem ?–1 ziel Definitionsm ge D en 0 –1 1 –2 2 2 – Reine Potenzgleichung leichungssysteme START … ein Produkt in eine Summe/Differenz umwandeln. 5 c Definitionsmenge D = n Ausmultiplizieren ist die Umkehrung vom Ausklammern! Plusklammern –(x+1)(x–1)=? können weggelassen werden: Erkläre, was zu tun ist, (a + b ) =Pluszeichen a+b + wenn ein vor 3der Klammer + ( 4 x - 1) = 3 + 4 x stehet! - 1= 2 + 4 x u li ha g h un L =] x1 ; x 2 [ – – A R GEB Parallele zur x-Achse: m = 0 2 Gemeinsamen Faktor a ausklammern Klammere aus und ! ◊ c + a ◊ dden = agemeinsamen ◊ (c + d ) amarkiere Faktor! Zur Sicherheit die 3x + 8x² = ? Ausmultiplizieren Probe machen! 2x + 8x² = ? 5 xy ◊ ( x - 3 y ) = 3 x + 8 x 2 = x ◊ 3 + x ◊ 8 x = x ◊ (3 + 8 x ) 5x²y–15xy² = ? 5 x 2 y - 15 xy 2 + 8 x 2 = 2 x ◊1eine + 2 x allgemeine ◊ 4 x = 2 x ◊ (1+Regel! 4x) 2 xFormuliere 5 x 2 y - 15 xy 2 = 5 xy ◊ x - 5 xy ◊ 3 y = 5 xy ◊ ( x - 3 y ) -( x - x + 1) = - x + x - 1 -Löse ( x + 1)(die x - 1Klammern ) = -( x 2 - 1) = 1auf! - x2 –(x²–x+1)=? – ➂ Untere Zelle = obere Zeile + mittlere Zeile; weiter mit ➁ alle anderen Wo schneidet die n Potenzgleichung? Koeffizienten = 0 Reine Parabel y = x n die Gerade y = d ? Sind x1 und x2 Lösungen von ax 2 + bx + c = 0 , kann ax 2 + bx + c in Faktoren zerlegt werden: Fa b0 ➁ Untere Zelle mit x0 multiplizieren; Ergebnis nach rechts in mittlere Zelle. en Funktion atisch ad r FUNKTIONEN 2 1 0 Zur Verwendung im Unterricht für nicht kommerzielle Zwecke freigegeben. Die Datei darf an Dritte (insbesondere Schüler, Lehrer und Dozenten) weiter- y = f (x) Lausschnittsweise inear Binomische gegeben werden. Jede Vervielfältigung des Werkes auch e Gleic Formeln hungen (a+ b) =muss in gut lesbarer Schriftgröße Wertetabelle a + 2ab + b den Quellenhinweis wissenschaft-design.de GLEICHUNGEN 4 x + 8 = 2( x - 3) + 2 enthalten. Eine Veränderung der Datei ist nicht zulässig. ➀ Vorrangregeln Ursprungsgerade: t = 0 … eine Summe/Differenz in ein Produkt umwandeln. 2 c f („achsensymmetrisch -x) = f (x) zur y-Achse“ und „punktsymmetrisch Eine Funktion f ist punktsymmetrisch zum Ursprung, zum Ursprung“! falls Zur Ver ansc Gegeben ist beispielsweise die h au li c h Funktionsgleichung f ( x ) = x 2 - 1. un Gib an, g Derman Funktionsgraph Gf istdie Menge v was unter einem aller Punkte (x|y) mit der Eigenschaft, Funktionsgraphen dass x alle Elemente der Definitions versteht! menge D durchläuft und y = f (x ) ist. Skizziere den Graphen der Funktion f(x) = x²–1. Wertemenge W = [-1; + •[ Gib die maximale Gf Definitions- menge D der Funktion f an! „Das ist der Topf, deran! alle Funktions Gib die Wertemenge werte enthält.“ h: y=1! 4 x - 4 x + 1 = (?2 x ) - 2 ◊ 2 x ◊1+ 1 = (2 x - 1)2 Alle Erkläre, wie man Summanden in der Klammer wechseln ihr Minusklammern auflöst! Vorzeichen. i : y = x -2 achsensymmetrisch zur Funktion f die Eigeny-Achse, falls schaften x ? S(0; –2) 2 Funktionsgraph Gf Skizziere h: y =1 den Graphen von g: y=½·x! ? S(–2; 0) h : y = ( x + 2)2 zur Verans g: y = 1x Skizziere 2 den Graphen von 2 --((aa--bb++cc))== --aa++bb--cc Ungleichung an! + – – 0 2 Allgemeine Form einer quadr. Gl.? b1 iell: n = 2 f : y = - 2 x + 23 nach 3 rechts Erläutere dein Vor-2 nach unten gehen! x b 2 Minusklammer + + + + Gib– in+den 6+verschiedenen 0 + L =Fällen ] - • ; x{a>0, D>0}; …; {a<0, D<0} 1[ L = \ {0 } L= » ]Lösungsmenge x 2 ; + •[ die der b0 spez f ( x1 ) > f ( x 2 ) D < 0 qu 0 ➃ Nächsten Term (–x) nach unten holen. a = 1 Definiere Eine Funktion ist für fdie D = 0 c = –1 b = 1 a = 2 Allgemeine Form unten offen y Skizziere den Graphen : y = -2 x +2 der linearenf Funktion! 3 na b -5 x 2 + 23 x - 24 f : y = - 1 ( x + 1)2 + 1 2 y Skizziere den Scheitel: Graphen von S(–1; 1) f(x)=–½(x+1)²+1! ? g : y = 3( x - 2)2 - 1 S(2; –1) EsDefiniere sei x1 < x 2 :für die Funktion f die Eigen Eine Funktion f heißt streng schaften monoton steigend sms , falls f („monoton x1 ) < f ( x 2 ) steigend“ und fallend“! „monoton Eine Funktion f heißt streng monoton fallend smf , falls Für welche x-Werte liegt der Graph Gf über der x-Achse? D > 0 Scheitel: S(x0 | y0) Scheitelkoordinaten x0, y0 Symmetrie ax 2 + bx + c > 0 - 21 ( x + 1)2 + 1 Scheitelform fGib : ydie = aScheitelform ( x - x 0 )2 +an! y0 Monotonie 2 b1 b2 Falls die quadratische Gleichung in der Form x - 1 = -2 x 2 gegeben ist, alle Terme auf eine Seite bringen, nach absteigenden Potenzen sortieren, ggf. ausmultiplizieren und zusammenfassen. Weitere kreative Mathematik-Lernmaterialien finden Sie auf www.wissenschaft-design.de. n-1 | Minusklammer f(x)=–½x²–x+½ - [ x + 2 x - 1] = durch quadratische - 21 ÈÎ x 2 + 2 x + 12 - 12 - 1˘˚ = Ergänzung auf 2 1 -Scheitelform! 2 [( x + 1) - 2] = b2 a1+ (a2 + a3 x0) x0 ➀ In die 1. Zeile die Koeffizienten eintragen; a3 in die untere Zelle ziehen. An der Faktorzerlegung lassen sich die Lösungen samt Vielfachheit gut ablesen. 2 1 2 a2 + a3 x0 ➂ x ² mit ( x– 1) multiplizieren und von der ersten Zeile abziehen. 2 ➄ Weiter wie in ➁ mit - x - x verfahren: –x ² : x = –x f ( x ) = x 2 ◊ ( x - 1) ◊ ( x - 2) ◊ ( x + 1) = 0 a3 Bsp.: ( x 3 - 2 x 2 - x + 2) : ( x - 1) = x 2 - x - 2 Führe die Polynomdivision 1 –2 –1 2 (x3–2x2–x +2) : (x–1) 1 1·1 (–1) · 1 –2 mit Hilfe des Horner-Schemas aus! 1 –2 + 1= –1 –1+ (–1) = –2 0 ➁ Quotienten der führenden Potenzen bestimmen, hier: x ³ : x = x ² 1± ( -1)2 - 4 ◊1◊ ( -2) 1± 3 = 2 2 fi x4 = 2 x 5 = -1 ( ) ©Christian Kornherr � wissenschaft-design.de () Ausmultiplizieren a < 0 Bringe - 21 x 2 - die x + 21Funktion = 3 2 (aBeschreibe x + a0Horner-Schema ) : ( x - x 0 ) = b2 x 2 + b1xfür + b0 3 x + a2 x + a1das die Polynomdivision a3 a2 a1 a0 (a3x3 + a2x2 + a1x + a0) : (x–x0) x0 a3 x0 (a2 + a3 x0) x0 ➀ Nach absteigenden Potenzen sortieren, für fehlende Potenzen Platz lassen. x 4 ,5 = ne r 0 unten: y0 < 0 Spiegelung an der xAchse y Horner-Schema für die Polynomdivision ren e i y Da z1 < 0, keine weiteren Lösungen ➁ ➄ ➀ ( x 3 - 2 x 2 -die Beschreibe x + allgemeinen 2) : ( x - 1) = x 2 - x - 2 ➂ 3 Schritte -( x - x 2einer ) ➃ Polynomdivision! 2 -x -x - (die - x 2 Polynomdivision + x) Führe 2 x +:2(x–1) aus! 3 2 (x –2x –x +2) -( -2 x + 2) Ein praktisches Verfahren zur Polynomdivision ist das „Horner-Schema“. risie Skizziere den2 y x -1ver) Graphen (für schiedene Werte Verschiebung nach von x0! oben: y > 0 x smf a > 0 x x in den 6 verschiedenen y y y Fällen {a>0, D>0}; …; {a<0, D<0}! x x x mit Hilfe einer Substitution! ➂ Rücksubstitution: x = ± z z1 = 4 fi x1,2 = ±2 Polynomdivision : ( x - 1) = x 2 - x - 2 kto y = ( x - x 0 )2 x x a < 0 x Streckung Stauchung den Skizziere |a| < 1 Graphen für |a| > 1 verschiedeney Werte von ya! 1 x2 2x2 2 a > 0 -1 g(x) = x–3 smf h(x) = x–5 x Skizziere den 2 +1 Graphenx für y verschiedene Werte von y0! Löse die biquadratische z = x 2 fi z 2 -Gleichung 3z - 4 = 0 ➀ Substitution: ➁ Lösungsformel: z1 = 4 ; z 2 = -1 x4Quadratische –3x2–4 = 0 an=1, so ist jede rationale Lösung ganzzahlig und ein Teiler von a0. Bsp.: Für x 3 - 10 x + 3 = 0 kommen als ganzzahlige Lösungen nur ±1, ± 3 in Frage! i ◊( p + p ) 4 2 x 4 - 3x2 - 4 = 0 x ausklammern (x = 0 ist Lösung) Beschreibe, wie man vorgeht, um zu „erraten“! Lösungen Sind alle Koeffizienten ganzzahlig und ist fi f ( x ) = x 2 ◊ ( x - 1) ◊ ( x 2 - x - 2) = 0 ➂ Falls der Polynom- 2 2 1 - 2 ◊1 - 1+ 2 ◊1 = 0 ➁ Polynomdivision 2 xGib - 1den = ( x -Haupt1) ◊ ( x + 1) nenner fi HN = 2an! ◊ ( x - 1) ◊ ( x + 1) 2 p 2 Biquadratische Gleichungen Erraten von Lösungen Koeffizienten i 2 Streckung auf das Doppelte p Drehung um 2 ( 90∞). höherer Ordnung Ausprobieren: x3 = 1 grad 2 ist, Quadratische Lösungsformel anwenden. D < 0 ip x5–2x4–x3+2x2 = 0! x1,2 = 0 ⁄ x 3 - 2 x 2 - x + 2 = 0 3 1 e 3e 4 æ◊2æ Æ 6e 5 xLöse - 2 x 4die - x 3algebraische + 2x2 = 0 2 xGleichung ◊ ( x 3 - 2 x 2 -5. x +Grades 2) = 0 ersten Lösung durch die einzelnen Ausprobieren. Schritte zur Wenn möglich, Lösung einerx ausklammern. algebraischen Gleichung an! ➁ Mit Nenner multi- ➁ Mit Hauptnenner (HN) multiplizieren Gib in den beiden Beispielen den nächsten Schritt zur plizieren 2) + 5ˆ ◊ 2( x - 1)( x + 1) 2 ◊ 2 ( x - 1)an! Lösung der Bruchgleichung ( x + 1) = ÊÁ ( x + 2 = 5 x + 1 ◊( x - 1) x - 1 Ë 2( x 2 - 1) ¯˜ x -1 ( x + 2) ◊ 2( x - 1)( x + 1) 2 = (5 x + 1) ◊ ( x - 1) 4( x + 1) = + 5 ◊ 2( x - 1)( x + 1) 2( x 2 - 1) 2 2 a1 = a0 = 0 + + a1x + a0 = 0 Auffinden der ➀Gib allgemein Eine Bruchgleichung enthält mindestens einen Term, in dem die Unbekannte im Nenner steht. oben offen n ex ind () n 4 sin() Typ 1 2 = 5x +1 x -1 a4 = –2 n n-1 algebraischen Gleichung? Allgemeine Form einer 2 = x +2 x -1 x2 -1 eW n ile Ze () 3 x +2 x +2 2 y Skizziere den Graphen der Normalparabel! 2 y = x 2 + y0 = x der Skizziere n ungeradedie yGraphen Funktionen! -1 -3 -5 y x x x f(x) = x–1 1 4 06 41 12 … Wienlässt sich dieser ZusammenBinomischer Satz hang verallgemeinern? Spaltenn n 0 n n-1 1 n n ( a + b ) = 0 a b + 1 a b + + n a 0b n index k 2 f () 3 Die Gleichung 3. Ordnung x 2 +Bereich 9 x - 9 = 0 hat eine Zerlege die Funktionx f-im reelle Lösung: x = 1. Über läßt sich der Linearfaktor der komplexen Zahlen vollständig in Linear-(x–1) abspalten: x 3 - x 2 + 9 x - 9 = ( x - 1)( x 2 + 9 ) = 0 . faktoren! Über die Gleichung vollständig in Linearfakf(x) = x³ – x²läßt +9xsich –9 toren zerlegen: x 3 - x 2 + 9 x - 9 = ( x - 1)( x - 3i)( x + 3i) = 0 und die drei Lösungen sind x1 = 1; x 2 = 3i; x 3 = -3i. Allgemeine Form wahr: 1 = ( -1) en g () Ausklammern f (g( x )) g( x ) 2 D = ; W= (a + b )3 = a3 + 3a2b + 3ab2 + b3 Binomialkoeffizienten Mit Hilfe des „Pascalschen Dreiecks“ sprich: „n über k“ (a - b )3 = a3 - 3a2b + 3ab2 - b3 lassen sich Terme der Form (a+b)3, (a+b)4,… k Faktoren ausmultiplizieren. abwechselndes n ◊ ( n 1) ◊ ( n - 2 ) n erhält man Einträge Vorzeichen 1Wie k = die 1◊ 2 ◊ k 0 des Pascalschen Dreiecks? k Faktoren 1 1 1 Welcher Zusammenhang besteht „3 über 2“ 2 (a +1b )2 1 2 1 zwischen den Summanden im 3 3 3 ◊ Term 2 3 (a +1b ) 1 1 3 3 1ausmultiplizierten 2 = 1◊ 2 = 3 3 und den 1 Einträgen? 4 (a +1 b )42 11 4 6 4 (a+b) 1 3 … 3 …1 … … … … © 2014 f eW Wo schneidet f die xAchse? ie GeraSetze y = 0 ein ddie m on m i dengleichung und löse v t en Bes xeauf. nach t ll s l l Nu 2 x +2 0 = :-y2=x-+ 32 fi 2 x = 2 3 f 3 fi x =3 a f verknüpft mit f –1 führt wieder zum Ausgangspunkt zurück. „f nach g“ () 2 Bruchgleichungen Definitionsmenge ➀ Gib an, was bei der Lösung einer BruchAlle x-Werte, für die der Nengleichung erstes zu ner Null wird,als ausschließen! tun ist! Beispiel 2 x +2 D = \ {1; –1} für x - 1 = 2 x -1 Jede Gleichung n-ter Ordnung besitzt Gib algebraische den Fundamentalsatz der Algebra an!im Bereich der reellen Zahlen höchstens, im Bereich der komplexen Zahlen genau n Lösungen. nd u ng we An unten offen y = mx + t allg. Form? Pascalsches Dreieck 2 -1 2 a5 = 1 2 falsch: 1 = -1 Fundamentalsatz der Algebra x5 - 2x4 - x3 + 2x2 = 0 Beispiel: links : 1- 1 + 1 = 1 links : 2 - 1 + 1 = 2 rechts : 1 rechts : 1 fi L = {1} en g x sätzliche Lösungen entstehen! ➃ Probe machen; Lösungsmenge x2 = 2 x1 = 1 on Wie verläuft der Grax ph für x<0 bzw. x>0? smf sms fi x - 3 x + 2 = 0 fi x1 = 1; x 2 = 2 g y 2 z 3und = -4 der - i Betrag von z1 graphisch deuten? Polarform Im( z) komplexe Eine Zahl z = r (cos j + ilässt ◊ sinj ) sich durch den Winkel bzgl. der reellen Achse und Im(z) Euler-Formel p ihrem Betrag r darstellen i◊ 2 Euler-Formel an! Gibi =die e :r (Polarkoordinatenz r ◊sinj ag etr darstellung). B ij die komplexen Bestimme e = cos j + i ◊ sinj Zahlen Gibjdie zugehörige Formel e0, eiϖ/2, eiϖ, ei3ϖ/2, ei2ϖ! Re(z) Re(z) an! i◊0 i◊ p 1= e -1 = e r ◊cosj Stelle diese komplexen Die Lösungen von 4 Zahlen in der zGaußschen = 1 sind: Exponentialform Zahlenebene dar! 3p Erläutere die Bedeutung i◊ 2 {1, i, –1, –i} Multiplikation -i = e der Formel ij kp z1 ◊ z 2 = r1 r2 ◊ ei( j +j ) z = r ◊e i◊ 2 4 i ◊2 k p (eZu )welcher =e = 1Gleichung ; k = 0 , 1, 2, 3sind Streckung diese Zahlenvon Lösungen? z = r � eiφ auf Potenz z 4 = 1 erhält man Die 4 Lösungen Drehung n n i nj z = r ◊e durch Viertelung des Einheitskreises. r2-faches um j2 3 + 4i ==(3?+ 4i) ◊ (5 - 2i) 5 + 2i 52 + 22 (3+4i)�(5+2i) (3 + 4i) ◊ (5 + 2i) = (=3 ◊ ?5 - 4 ◊ 2) + (3 ◊ 2 + 5 ◊ 4 ) ◊ i = 12 + 26 i (x–3i)�(x+3i) ( x - 3i) ◊ ( x + 3i) = =x 2?- (3i)2 = x 2 - 32 ◊ i2 = x 2 + 9 ebraische Gleich g l ungen A ! x - 1) = (1- x )2 fi x - 1 = 1- 2 x + x 2 2 un { ( Beschreibe, Quadrieren ist keine worauf man beim LösenÄquivalenzumformung einer Wurzelgleichung aufpassen muss! Beim Quadrieren können zu- (a1 ◊ a2 - b1 ◊ b2 ) + (a1 ◊ b2 + a2 ◊ b2 ) ◊ i oben offen x–6 Betragsfunktion Nullstellen x falls x ≥ 0 Skizziere y = x = den Graphen - x falls x < 0 der Betragsfunktion! x - 1 + und x =Lösen 1 ! der entstan➂ Quadrieren denen algebraischen Gleichung zz11 / zz12◊ z 2 = =z 2 ? z 2 Schalten Sie im Acrobat Reader™ die Seitenminiatur-Ansicht Quad ratische G leichungen auf der linken Randspalte ein (ab Version XI). 2 x + x - 1= 0 Quadratische Ungleichungen Wenn das „Hand-Werkzeug“ aktiv ist, erhalten Sie durch Zerlegungssatz Klicken auf die blaue Schrift die Antwort auf die ax + bxWissensfragen. +c =0 y-Abschnitt Steigungsfaktor Welche Bedeutu2ng Einheiten Welche Bet = 2: G schneiDy -2 ¨ hat mdie /3nach für unten den deutungf hat die = Zahl–2 = det die y-Achse ¨ D x 3 3 Einheiten Graphen? 2 für den bei y = 2 nach rechts Zahl Graphen? 1 Wf = Df = Funktionseigenschaften f : y = -2 x +2 3 0 1 2 Verkettung von Funktionen Lineare Funktionen – Geraden - (5 x 2 - 23 x + 24 ) = 1 2 -1 smf 1 1 x Gib Eigenschaften der Gib Eigenschaften 1 der Grax PunktsymGraphen-1an! 1 phen an! metrie zum Ursprung Achsensymmetrie zur y-Achse D = \ {0} D = \ {0} ; W = ]0 ; + •[ W= \ {0} x VZW von g ! au f S z gän cheitelf orm bringen: Quadratische Er h(x) = Wann ist eine Funktion entstehen Mehrdeutigkeiten NICHT umkehrbar? beim Umkehren nicht monotoner Funktionen! Welche Funktionen sind in ihrem gesamten Definitionsbereich Wird der Definitionsbereich auf +0 eingeschränkt, ist die Umkehrfunktion von NICHT umkehrbar? f ( x ) = x 2 die Wurzelfunktion f1-1( x ) = + x . h(x) sms= 1 -2 Skizziere n gerade die Graphen y = xder Funktionen! y f(x) = x–2 x-2 x-4 x-6 sms g(x) = x–4 Nicht kürzbare NennernullBeschreibe, welchen stellen führen auf Pole. Einfluss der Nenner x = 1 den einfach VZW auf Graphen hat! f : y= xDf = Wf = Hyperbeln allg. y =Form? x -n y Skizziere den Polstelle Graphen von mitg!VZW Eine Wurzelgleichung enthält mindestens eine Wurzel, unter der die Unbekannte steht. Division (a (a11++b1ib ◊ i)1◊)(a�2 (a + b22 + ◊ i) ib = 2) = ? Erforschen Sie die Zweige des Algebrabaumes! Quadratische Funktionen – Parabeln Ideal geignet zur Wiederholung des Grundwissens mit interaktiven Whiteboards zu Allgemeine Quadratische Funktion oder Normalparabel y = x f : y = ax + bx + c Hause am PC. Achsensymmetrie zur y-Achse; D = ; W = [0 ; + •[ 2 g( x ) = ( x + 2) ( x - 2) x -1 x -1+ x = 1 x -1+ x = 1 - x Löse x - 1 = die 1- x Gleichung x7 smf sms 1 Gib Eigenschaften der Graphen an! x 1 -1 Gebrochen rationale Funktionen ➀ Definitionsmenge Gib die einzelnen Schritte Radikant ≥ 0 ; x - 1≥ 0 fi x ≥ 1 zur Lösung einer Wurzelan! ➁ gleichung Wurzel isolieren g(x) = x5 x6 h(x) = Vertauschen von x und y -1 Skizziere y = x3 n ungeradedie Graphen der Funktionen! y x7 x5 x3 f(x) = x3 g(x) = x4 An der Faktorzerlegung Zerlege f in Fakliest man die Nullstellen toren! mit ihrer Vielfachheit ab: Beschreibe, f ( x ) = ( x + 2)2 ( wie x - 2) man mit Hilfe der x = –2 doppelt kein Faktorzerlegung vonVZW f x = 2 den Graphen von f einfach VZW erhält! VZW: Vorzeichenwechsel 2 ➁ 4 Skizziere y=x n gerade die Graphen der Funktionen! y x8 x6 x4 x2 f(x) = x2 x (Zerlege dazu f f in Faktoren, siehe VZW kein VZW unten) von f von f 3 1 y f ( x ) = x 2 Spiegelung an der Beschreibe, wie man graphisch die Winkelhalbierenden des Umkehrfunktion einer Funktion f I. und III. Quadranten erhält! f1-1( x ) = + x 2 streng monoton Konstruiere die Umkehrfunktion steigenderzu Ast f(x) = x² ! x 4 f2-1( x ) = - x streng monoton -2 fallender Ast die zu y = 2Umkehrfunktion x + 1 -1 Hier ist ggf. eine Fallunf(x) = 22x+1! y - 1= x :2 terscheidung x = 21 y - 21 nötig! Multiplikation 3log x = x BAUM DER ALGEBRA 1/5 Die Funktionen y =Form? xn allgemeine Parabeln allg. Skizziere yden Graphen von f! log10 (103 ) = 3 ◊ log10 10 = 3 4 Zum Ze i f ( x) = x3 + 2x2 - 4 x - 8 f(x)=|x|. Bestimmung von f -1 Auflösen nach x ➀ Ermittle rechnerisch Potenzfunktionen Polynome loga ( x ) = n ◊ loga x Rechnen mit komplexen Zahlen Gaußsche Zahlenebene 3() ist die Umkehrfunktion von log3 ( x ) : Löse die Logarithlog 3() 3 x =2 musgleichung log x =3(x) 32 = 2! log10(10³) n = ? este ll t x r < 0 Logarithmusgleichungen log10 ( ) = log10 1000 - log10 100 100 log (1 000/100) =? 3 2 10 Wurzelgleichungen –2 werden da rg smf kein VZW von g Wurzelfunktionen sind Potenzfunktionen mit gebrochenen Exponenten. y Skizziere x1 y =die x r Graphen der r Æ1 Funktionen! x4/5 f(x) = 0 < r < 1 x1 x2/3 g(x) = x4/5 x1/2 h(x)sms = x2/3 y Skizziere die Graphen derx -1/2 Funktionen! x3/2 x1 r > 1 3/2 f(x) = x sms –1/2 g(x) = x loga ( ) = loga x - loga y y 1000 log10(10 � 1 000) = ? log10 (10 ◊1000 ) = log10 10 + log10 1000 1 3 Berechne mit ihrer Hilfe die x folgenden Terme! Reduktion des Polynomgrads y=x Für r < 0 bzw. r > 1 ähneln die Wurzelfunktionen den positiven Ästen der Hyperbeln bzw. Parabeln. 2 3 y=x r log10 (27) =3 log10 (3) log ( x ◊Logarithmusgesetze y ) = loga x + logaan! y Gib adie ? Beschreibe, welchen BedinEine Funktionunter f ist umkehrbar, wenn gungen eine Funktion umkehrbar 2 verschiedene x-Werte stets auf 2 verist! schiedene y-Werte abgebildet werden. Gib ein Kriterium für die UmInsbesondere sind streng monotone kehrbarkeit einer Funktion an! Funktionen umkehrbar. ➁ 27 als Potenz 3 x = 27 Gib weitere Lösungsmöglichvon 3 schreiben keiten von Exponentialglei3 x = 33 chungen an! ➂ Exponenten 3 x = 33 ¤ x = 3 gleichsetzen Der Logarithmus von x zur Basis a lässt sich Basisumrechnung auf eine andere Basis b „umrechnen“: logc x Im Taschenrechner wird log3 27 Gib an: logadie x =Basisumrechnungsformel logc a eingetippt als: lg ist die Abkürzung für loga(x) = ? lg 27 : lg 3 den Zehnerlogarithmus log10 . y = f (x) f ( x) = x2 y = f (x) x = log3 (27) = Logarithmusgesetze Umkehrfunktion f -1 0 alternative Lösungsmöglichkeit: 3 x = 27 x log3 () 2 � 3 – 54 = 0! x = log3 (27) i = -1 n gerade 0 2 ◊Löse 3 - 54die = 0Exponen+ 54 : 2 3 xtialgleichung = 27 x = -d n ungerade Exp h Trigonometrische Gleichungen y = log2 x log3 (3 x ) = x x Die imaginäre Einheit i 2 ist definiert durch … hat für d > 0 im Bereich der reellen Zahlen keine verWas Jede komplexe Zahl z lässt sich als Summe aus stLösung. eht einer reellen Zahl a und einer imaginären Zahl b ◊i Um diese Lücke zu schließen, werden die reellen Zahlen um die Ve schreiben: (d > 0 ) erweitert. imaginären Zahlen -d komz = a + b ◊i (a Œ; b Œ) ra man ns c Realteil von z Imaginärteil von z plexen Die reellen und die imaginären Zahlen zusammen bilden den ha unter uli b = Im(z) a = Re(z) Bereich der komplexen Zahlen. Zahlen? ch u ng k omple xer Zahlen Jeder Punkt (a|b) der Zahlenebene entspricht genau Im(z) Addition / Multiplikation mit c Œ z1 + z 2 = 2 + 4i 2 ◊ z 2 die = -2komplexen + 4i einer komStelle Zahlen plexen Zahl Skalar(a ) (+a (a + ib ) = ? Vektoraddition (a11++b1ib ◊ i)1+ + b ◊ i ) = ( a + a ) + ( b + b ) ◊ i 4 (3 + 4i) + (5 - i) = =8 +?3i 22 2 1 (3+4i)+(5–i) z1 = 3 +2i, 2 2 1 2 z = a + b ◊i multiplikation cc ◊�(a(a+ b+◊ iib) = +?cb ◊ i 5�(3+4i) = ? ) = ca 5 ◊ (3 + 4i)=15+20i z2 = –1 +2i, 3 2 z 2 =+i -1+ 2i z3 = –4 2 z1 = 3 + 2i Betrag Komplexkonjugation 2 + 2 3 in der Gaußschen Zahlenebene dar! z 3 = -4 + i : |a + ib| rag z =+ aib+ b=◊ i =? a - b ◊ i a t z= z ◊ z==? a2 + b2 e 1 B Wie Spiegelung lässt sich die Summe z1 + z2, Re(z) |3+5i| 3+5i 3 + 5 ◊ i == ? 9 + 25 = 34 3 + 5 ◊ i ==3 ?- 5 ◊ i 2 1 3 4 anProdukt reeller Achse das 2 � z1 2 leic hun gen Wie hängen Sinus cos(90 ∞ - a ) = sin a und Kosinus zusammen? cos 60∞ = sin 30∞ 360° ari t Symmetrie sin(– ?a sin( -a ) =) -=sin sin( -60∞)) ==-?sin 60∞ cos(– cos( -a ) = cos a cos( -60∞) = cos 60∞ Log Komplementbeziehungen Komplementwinkel sin(90∞ - a ) = cos a ergänzen sin 60∞ = cossich 30∞ zu 90°. on po the nu se ±sina +cosa m nktionen u f us Basis ➀ Potenz isolieren Gib allgemein die einzelnen Schritte zur ➁ Logarithmieren Lösung einer Exponentialgleichung an! ➂ ggf. auf eine im Rechner gespeicherte Basis umrechnen g Tra nsz en de nte G cos() ∓ sina -cosa 2p Winkel 0° die30° 45°im Gradmaß 60° 90° an! 180° a (DEG) Gib 1 1 1 2die Wertetabelle! Vervollständige 3 sin 0 1 0 2 2 ✘ ✘2 ✘ 1 3 1 1 2 cos 1 0 –1 2 2 ✘ ✘ 2 ✘ 1 3 tan 0 1 –– 0 3 3 Hy Vervollständige die -sina sin() +cosa ∓ sina -cosa Umrechnungstabelle! x e Gib der Graphen an! a0 =Eigenschaften 1 2 D = zur Logarithmus1 W = + funktion x 1 Trigonometrischer Pythagoras 2 Gib an, was a = ± 1dem - cos2 a sin2 a + cos a =man 1 sinunter „Trigonometrischen Satz cos a = ± 1-des sin2 a Pythagoras“ versteht! -a 90∞ ± a 180∞ ± a 270∞ ± a sms für a >1 i(x) = (1/2) Eulerzahl: e = 2,718… a ª 56 , 31∞ (Taschenrechner ) 3 = 27 un log3 () ist die Umkehrfunktion von 3 x : Imaginäre Einheit i , be r ei de i hr r sc te eit Be un inh an E m en är as w gin ! t a il , h te im te al ärrs Re in ve r ag en de Im plex ist er om d k as W ist er as in w il e te hl? Za p IV x g(x) e 0 < a <1 , e=2,718… smf= für x h(x) = 10 x 3Löse = die 27 ¤ Exponentialgleichung x x= log3 27 3 =27! Ergebnis x s hmu arit p 2 270° III x f(x) = 2 den 3 Ermittle tana = 3 fi Winkel 2 ! a 2 sin – cos + y = ax * KOMPLEXE ZAHLEN og p 3 p 4 sin – cos – Exponent L nd p 6 cosa y Skizziere die x Graphen e x 2 x der 10 x Funktionen! -x =2 1 2 Exponentialgle ic h y = 2x u en sina 0° 90° 180° 270° 360° y Skizziere cos den x Graphen der Kosinusfunktion Periode: 2p im Bereich [0; 2ϖ]! 1 ✘ ✘ p p Werte 2 Gib die charakteristischen x ✘ 0 2p cos(0), cos(ϖ/3), cos(ϖ/2), cos(ϖ) 3an! p 2 –1 0° 90° 180° 270° 360° y sin x Skizziere den Graphen der Tangensfunktion Periode: p y = tan x = cos x im Bereich [–2ϖ; 2ϖ]! p 3p -p -3p 2 2 2 2 Gib die Nullstellen und die Definitionslücken x 0 p -2p tan(x) an! -p von 2p 0 (d.h. definierecosa Sinus, Kosinus = Ankathete Hypothenuse und Tangens als Streckenvera hältnisse im rechtwinkligen Gegenkathete tana = Ankathete Dreieck!) Ankathete dranten der Sinus bzw. Kosinus positiv oder negativ a 0° 180° ✘ ist! 360° –1 x (RAD) Gib die Beziehungen im Gegenkathete sina = Hypothenuse rechtwinkligen Dreieck an en Funktion und Umkehrfunktion I Veranschauliche II ✘ die Winkel90°und✘ Kosinus sin + sin + funktionen Sinus cos cos + am– Einheitskreis! 1 QuaGib an, in welchen Gegenkathete y Skizziere Periode: 2p sin xden Graphen der Sinusfunktion ✘ 2ϖ]! im [0; 1 Bereich ✘ 3p 2p p Gib x ✘ die charakteristischen Werte 2 0 p sin(0), sin(ϖ/3), sin(ϖ/2), sin(ϖ) an! 2 en Trigonometrische Funktionen tion k n u f it a( l) Zinsrechnung Ohne Zinseszins Das Kapital K = 10 000 € wird auf einem Sparbuch mit einem Zinssatz von p % (derzeit: 3%) angelegt. Die jährlichen Zinsen werden nicht weiter verzinst. Pro Jahr erhält der Anleger den Jahreszins: Z Bestimme = p % · K = 3 % · 10 000 € = 0,03 · 10 000 € = 300 € den Jahreszins! Tageszins: Wird das Kapital nur t = 120 Tage angelegt, vermindern sich die Zinsen auf: die ◊Zinsen nach 120 Tagen! hat 360 Tage) ZBestimme ¢ = t ◊ Z = 120 300 € = 100 € . (Das Bankjahr 360 360 Mit Zinseszins nach dem Kapital Gib eine Formel für das Kapital nach Start K0 10 000 n Jahren an! p K 1 = K 0 ◊ (1+ 100 ) 1. Jahr 10 000 · 1,03 Das Kapital K0 = 10 000 € wird auf einem Sparbuch mit einem Zinssatz von p% (z.B.: 3 %) 2. Jahr angelegt. Die jährlichen Zinsen … werden weiter verzinst. n. Jahr p p 2 K 2 = K 1 ◊ (1+ 100 ) = K 0 ◊ (1+ 100 ) 10 000 · 1,032 p n K n = K 0 ◊ (1+ 100 ) 10 000 · 1,03n