Unterrichtsmaterialien Mathematik: Ganze Werke
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Mathematik
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RAABE
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Simulation von Urnenmodellen
Die Analyse von Urnenmodellen stellt ein wesentliches Konzept innerhalb der Stochastik dar. Dieser Beitrag ermöglicht Ihren Schülerinnen und Schülern zum einen, auf klassische Weise anhand von Baumdiagrammen die Wahrscheinlichkeit eines Ereignisses zu bestimmen und aus Beispielen eine Formel zu entwickeln. Darüber hinaus simulieren die Lernenden für bestimmte Belegungen der Urnen mithilfe eines Tabellenkalkulationsprogramms die Wahrscheinlichkeit für ein Ereignis. Dadurch ermöglichen Sie Ihren Schülerinnen und Schülern einen alternativen, entdeckenden Zugang zu dieser wichtigen Thematik.
Gesamtwerk
Normalverteilung und Binomialverteilung
Welche Rolle spielt Glück eigentlich im Fußball? Dieser Frage gehen Ihre Schülerinnen und Schüler im vorliegenden Beitrag unter Einbeziehung von Wahrscheinlichkeitsrechnung nach. In dieser Einheit wenden die Lernenden kombinatorische Überlegungen, die Binomialverteilung und die Annäherung an die Normalverteilung an und bessern gleichzeitig ihre Fußballkenntnisse auf.
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Anwendung von Hypothesentests
Wer kauft unter welchen Umständen das neue Smartphonestativ? Mit wie vielen Verkäufen ist zu rechnen und lohnt es sich, für das Produkt nochmals Werbung zu schalten? Mit solchen und weiteren Fragen setzen sich die Schülerinnen und Schüler in diesem Beitrag auseinander. Die Lernenden lösen Problemstellungen aus der Wirtschaft unter Zuhilfenahme von bedingten Wahrscheinlichkeiten, der Binomialverteilung und Hypothesentests.
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Übungen zur Binomialverteilung
Die Binomialverteilung versteckt sich in verschiedenen Vorgängen unserer Umwelt, wie etwa bei der Blütenbestäubung. In diesem Beitrag lernen Ihre Schülerinnen und Schüler, realitätsnahe Problemstellungen mit der Binomialverteilung zu modellieren und zu lösen. Anhand zahlreicher Übungsaufgaben festigen die Lernenden ihre Kenntnisse im stochastischen Bereich und sind in der Lage, alltäglichen Situationen eine konkrete Wahrscheinlichkeit zuzuordnen.
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Untersuchungen an einer ganzrationalen Funktionenschar
In diesem Beitrag erkennen die Jugendlichen, dass sie Funktionsterme geschickt umformen können, sodass sie Extrempunkte bzw. Nullstellen einfach bestimmen können, für die sie sonst einen GTR/CAS benötigt hätten. Bei der Funktionenschar werden Eigenschaften wie Flächeninhalt oder Rechtwinkligkeit eines Dreiecks vorgegeben. Die Lernenden bestimmen daraufhin die zugehörigen Parameter. Diese bestimmen sie ebenso bei Extremalwertaufgaben. Im Weiteren finden die Schülerinnen und Schüler eine Parabel, die in einem Intervall den Graph einer ganzrationalen Funktion annähert. Die Parabel rotiert um eine Strecke und die Lernenden berechnen abschließend das Volumen des Rotationskörpers.
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Jetzt geht's rund
Bei Extremwertaufgaben geht es bekanntlich darum, aus der Menge aller Lösungen diejenige für ein bestimmtes Problem zu ermitteln, die bei Berücksichtigung vorgegebener Bedingungen (Nebenbedingungen) die bestmögliche darstellt. Dabei bietet die Differentialrechnung Untersuchungsmethoden für eine exakte, umfassende und schnelle Analyse solcher Funktionen. Somit spielt sie nicht nur bei der Kurvendiskussion und der Rekonstruktion von Funktionsgleichungen, sondern auch im Rahmen der Extremalproblematik bei der Lösung von Alltags- und innermathematischen Problemen eine wesentliche Rolle. In diesem Beitrag befassen sich die Schülerinnen und Schüler mit einer Reihe von Extremwertaufgaben, bei denen sich alles um die Berechnung von Volumen und Oberflächen von Zylindern und Kugeln dreht.
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Übungstests
Dieser Beitrag bietet Ihnen eine Reihe von Übungstests zum Thema Integrieren und Differenzieren, mit denen Sie das Wissen Ihrer Schülerinnen und Schüler überprüfen können. Dabei steht in jedem Test eine andere Art von Funktion oder Funktionenschar im Mittelpunkt. So arbeiten die Lernenden entweder mit ganz- oder gebrochenrationalen Funktionen, mit Logarithmus- oder Exponentialfunktionen, und auch die Wurzelfunktion wird behandelt. Für jeden der Tests gibt es auch eine Zeitvorgabe, und eine Lernerfolgskontrolle hilft Ihnen bei der Beurteilung.
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Das Atoll
Anhand des anschaulichen Beispiels einer kegelförmigen Insel lernen die Jugendlichen, die Werkzeuge, die ihnen die Mathematik in die Hand gibt, anzuwenden. Das Interpretieren und Ergänzen einer Skizze ist ebenso Teil der Aufgaben wie verschiedene Berechnungen. Die Jugendlichen wenden den Satz des Pythagoras an, berechnen die Oberfläche der Insel und machen sich Gedanken darüber, wie ein Tunnel quer durch ihr Inneres verlaufen kann. Anhand der Aufgabe erkennen die Schülerinnen und Schüler, dass sich mit den Mitteln der Mathematik die Wirklichkeit abbilden lässt.
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Vermischte Übungen
Diese Aufgabensammlung beschäftigt sich intensiv mit Geraden und Ebenen und der Lage, die sie zueinander einnehmen können, aber auch mit Kugeln und Pyramiden. In einer Vielzahl von Aufgaben wiederholen und festigen die Lernenden den Stoff und schulen dabei ihr räumliches Vorstellungsvermögen. Insbesondere eine Übungsaufgabe, in der ein Sonnensegel am Strand modelliert wird, bietet ein anschauliches Beispiel für die praktische Anwendung des Gelernten. Eine Lernerfolgskontrolle bietet die Möglichkeit, die Aufgaben in Form von Übungstests zur Überprüfung der Kenntnisse zu verwenden.
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Gegenseitige Lage von Geraden
Zwei Geraden können im Raum grundsätzlich drei verschiedene Lagen zueinander haben: parallel, schneidend oder windschief. In diesem Beitrag wird vorgestellt, wie sich diese drei Möglichkeiten in der Analytischen Geometrie unterscheiden und rechnerisch untersuchen lassen. Die Jugendlichen haben die Gelegenheit, sich im Selbststudium oder als Wiederholung mit dieser Thematik vertraut zu machen. An zahlreichen Aufgaben wenden sie ihr neues Wissen an und testen sich in einer Lernerfolgskontrolle.
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Grundfertigkeiten zur Berechnung von Prozenten und Zinsen
Mit dieser Übungseinheit festigen die Lernenden ihre Fertigkeiten und Fähigkeiten im Umgang mit Prozenten und Zinsen. Ermöglichen Sie Ihrer Klasse mithilfe dieses Materials, Sachzusammenhänge wie bspw. den Corona-Virus zu verstehen und so den mathematischen Inhalt in ihrer realen Lebenswelt zu entdecken. Interaktive Elemente, Erklärvideos und niveaudifferenzierte Aufgaben ermöglichen Binnendifferenzierung und individuelles Lernen.
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Berechnungen zur Cheopspyramide
Mit Hilfe dieser Unterrichtseinheit trainieren Ihre Schülerinnen und Schüler intensiv die Grundlagen der Analytischen Geometrie am Beispiel der Cheopspyramide, welche die älteste und größte der drei berühmten Pyramiden von Gizeh in Ägypten ist. Die zugehörigen Aufgabenstellungen erfüllen die Kompetenzerwartungen und inhaltlichen Themenschwerpunkte des Bereichs Analytische Geometrie und Algebra in den aktuellen Kernlehrplänen Mathematik.
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Symmetriebetrachtungen
Symmetrien begegnen und umgeben uns in unserem Alltag in Natur und Kultur ständig. Mithilfe dieser Unterrichtseinheit vermitteln Sie den Lernenden handlungsorientiert und ganzheitlich Ein-sichten und Erkenntnisse zur Achsen- und Drehsymmetrie. Interaktive Lernbausteine ermöglichen eine automatisierte Selbstkontrolle mit unmittelbarer Rückmeldung. Zusammen mit Arbeitsblättern auf unterschiedlichen Niveaustufen sowie offenen Arbeitsaufträgen eröffnen Sie Ihrer Klasse den nötigen Raum für individualisiertes Lernen.
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Sinus und Kosinus am Einheitskreis
Sinus und Kosinus sind den Lernenden von trigonometrischen Berechnungen an rechtwinkligen und allgemeinen Dreiecken aus der Mittelstufe bekannt, Winkel zwischen 0° und 180° konnten dort ohne tiefere Kenntnisse berechnet werden. Doch was verbirgt sich eigentlich hinter Sinus und Kosinus, sind sie auch für Winkel größer als 180° definiert? In diesem Beitrag sollen sich die Schülerinnen und Schüler mit Sinus und Kosinus am Einheitskreis beschäftigen und letztlich die Graphen der beiden Funktionen mithilfe einer Bastelvorlage selbst herleiten.
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Urnenmodelle und Ereigniswahrscheinlichkeiten
In diesem Beitrag dreht sich alles um das Thema Urnen. Die Jugendlichen lernen, welchen Einfluss das Zurücklegen der Kugeln oder das gleichzeitige Ziehen auf Wahrscheinlichkeiten hat. Der Beitrag bietet auf allen Niveaustufen einfache bis komplexe Aufgaben aus den Themenbereichen Kombinatorik, Ereigniswahrscheinlichkeiten, Zufallsvariablen, bedingte Wahrscheinlichkeiten, Bernoulli-Ketten und Binomialverteilung, sodass ein leistungsgerechtes und motivierendes Lernen ermöglicht wird.
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