Einheit 4: Übungen über alles

Lehrkräfte-Hinweis zum Einsatz

Dieses Modul ist als Lehrkräfte-Ansicht vorbereitet. Die Inhalte können in Moodle als Text- und Medienfeld eingefügt und anschließend an Lerngruppe, Buchseite, Aufgabenstellung und vorhandene Materialien angepasst werden.

MathematikKlasse 10Quadratische Funktionen

Differenzierte Hilfen

Die Hilfen sind bewusst sichtbar als feste Sections angelegt, damit sie in Moodle ohne JavaScript, Buttons oder Aufklappfunktionen funktionieren.

Hilfe A – Einstieg

Formuliere zuerst in eigenen Worten, worum es in Einheit 4: Übungen über alles geht. Markiere Schlüsselbegriffe, bekannte Größen, Operatoren und unklare Stellen.

Hilfe B – Vorgehen

Rechenweg strukturieren: Gegebenes markieren, passende Formel/Verfahren auswählen, Zwischenschritte sauber notieren und Ergebnis im Kontext prüfen.

Hilfe C – Vertiefung

Vertiefung: alternative Lösungswege vergleichen, typische Fehler markieren und begründen, warum ein Verfahren hier besonders geeignet ist.

Schritt-für-Schritt-Vorgehen / Erwartungshorizont

Diese Vorlage kann als Erwartungshorizont, Musterlösung oder Hilfekarte genutzt werden.

  1. Aufgabe lesen und gesuchte Größe/Fragestellung notieren.
  2. Geeignete Darstellungsform, Formel oder Verfahren auswählen.
  3. Rechnung mit nachvollziehbaren Zwischenschritten durchführen.
  4. Ergebnis prüfen: Vorzeichen, Einheit, Plausibilität und Bezug zur Aufgabe.
  5. Antwortsatz oder kurze Deutung formulieren.

Lernziele

Was kann man an einer Parabel untersuchen?

Bei quadratischen Funktionen geht es nicht nur um das Zeichnen. Man beschreibt den Graphen mit Fachbegriffen: Scheitelpunkt, Symmetrieachse, Öffnung, Streckung oder Stauchung, Nullstellen, Wertebereich und Monotonie.

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[Platzhalter für ein Bild aus deinem Material/Software (z. B. GeoGebra)/Buch]

Hier würde passend sein: Materialausschnitt mit Überblick über Eigenschaften quadratischer Funktionen.

Bitte selbst einfügen und Lizenzrechte beachten. Ursprünglicher interner Arbeitsverweis: assets/e4_eigenschaften_ueberblick.png.

Merke: Der Scheitelpunkt ist der Wendepunkt deiner Beschreibung: Links und rechts davon verläuft die Parabel symmetrisch.

Beispiel: Eigenschaften aus einer Funktion bestimmen

Im Material wird eine Funktion in mehreren Wegen untersucht. Der wichtigste Gedanke ist: Bringe die Funktion in eine Form, aus der du möglichst viel ablesen kannst.

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[Platzhalter für ein Bild aus deinem Material/Software (z. B. GeoGebra)/Buch]

Hier würde passend sein: Materialausschnitt mit Beispiel zur Bestimmung von Eigenschaften einer quadratischen Funktion.

Bitte selbst einfügen und Lizenzrechte beachten. Ursprünglicher interner Arbeitsverweis: assets/e4_eigenschaften_beispiel.png.

Übung 1: Alles an einer Funktion

Gegeben ist \(f(x)=(x-2)^2-1\).

  1. Gib den Scheitelpunkt an.
  2. Beschreibe die Verschiebung.
  3. Erstelle eine Wertetabelle für \(x=0,1,2,3,4\).
  4. Zeichne die Parabel in GeoGebra.
  5. Forme in die allgemeine Form um.

Lösung anzeigen

Scheitelpunkt: \(S(2|-1)\).

Die Parabel ist 2 nach rechts und 1 nach unten verschoben.

\(x\)01234
\(f(x)\)30-103

Allgemeine Form: \((x-2)^2-1=x^2-4x+4-1=x^2-4x+3\).

Übung 2: Scheitelpunktform aufstellen

Stelle jeweils eine Funktion auf.

  1. Verschobene Normalparabel mit \(S(4|2)\)
  2. Verschobene Normalparabel mit \(S(-3|-1)\)
  3. Nach unten geöffnete Normalparabel mit \(S(1|5)\)
  4. Gestreckte Parabel mit \(a=2\) und \(S(-2|3)\)

Lösung anzeigen

1. \(f(x)=(x-4)^2+2\)

2. \(f(x)=(x+3)^2-1\)

3. \(f(x)=-(x-1)^2+5\)

4. \(f(x)=2(x+2)^2+3\)

Übung 3: Allgemeine Form in Scheitelpunktform

Forme um und gib den Scheitelpunkt an.

  1. \(f(x)=x^2-8x+10\)
  2. \(g(x)=x^2+12x+20\)
  3. \(h(x)=x^2-4x-5\)

Lösung anzeigen

1. \(x^2-8x+10=x^2-8x+16-16+10=(x-4)^2-6\), also \(S(4|-6)\).

2. \(x^2+12x+20=x^2+12x+36-36+20=(x+6)^2-16\), also \(S(-6|-16)\).

3. \(x^2-4x-5=x^2-4x+4-4-5=(x-2)^2-9\), also \(S(2|-9)\).

Textaufgabe: Rechteck mit größter Fläche

Ein Rechteck hat einen Umfang von \(20\,m\). Eine Seite ist \(x\) Meter lang. Bestimme die Seitenlängen für die größte Fläche.

Lösung anzeigen

Umfang: \(2x+2y=20\), also \(x+y=10\) und \(y=10-x\).

Fläche: \(A=x\cdot y=x(10-x)=10x-x^2=-x^2+10x\).

Umformen: \(A(x)=-(x^2-10x)=-((x-5)^2-25)=-(x-5)^2+25\).

Der Scheitelpunkt ist \(S(5|25)\). Die maximale Fläche beträgt \(25\,m^2\), erreicht bei \(x=5\). Dann ist \(y=10-5=5\). Das größte Rechteck ist hier ein Quadrat.