Unterrichtsmaterialien Mathematik: Ganze Werke Seite 10/34
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Mathematik
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Übungsaufgaben
In sechs Übungsblättern trainieren die Schülerinnen und Schüler ihr Wissen in der analytischen Geometrie. Mit einer Zeitvorgabe sowie einem Bewertungsschlüssel lassen sich die Übungen auch im Rahmen von Tests und Leistungsbeurteilungen verwenden. Die Aufgaben decken ein breites Spektrum aus dem Bereich der analytischen Geometrie ab: Geraden- und Ebenengleichungen, Winkelbestimmungen sowie das Berechnen von Flächen und Volumina. Auch die Bestimmung von Teilverhältnissen, Winkelhalbierenden und Symmetriepunkten ist Teil der Aufgaben.
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Kugeln, Pyramiden und ein Zylinder
Legt man Kugeln in ein pyramidenförmiges oder zylindrisches Gefäß, so entstehen viele Hohlräume. Diese lassen sich teilweise durch kleinere Kugeln füllen. Bei einem pyramidenförmigen Gefäß berühren die Kugeln die Seitenflächen der Pyramide. In diesem Beitrag sind die Kugeln vorgegeben und die berührenden Ebenen gesucht. Da der Kugelradius senkrecht auf der berührenden Ebene (Tangentialebene) im Berührpunkt auf dem Radius steht, spielt der Normalenvektor bei der Lösung der Aufgaben eine entscheidende Rolle.
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Binomialverteilung Übung
Das Thema Binomialverteilung hast du dank unseres Lernvideos verstanden, super!Dennoch wäre es ganz cool, noch ausführliche Beispiele zu haben?
Testen kostet nichts
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Sigma Regeln Mathe
Du fragst dich, was die Sigma-Regeln sind und wie du sie anwendest?
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Mann-Whitney-U-Test
Du weißt noch nicht so ganz, wann du den Mann-Whitney-U-Test verwendest?
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Numerische Mathematik
"Der Einbruch verursachte einen Schaden in fünfstelliger Höhe" - solche Aussagen liest man oft. Welche Spanne ist dabei möglich? Dies einzuschätzen, ist Teil numerischer Bildung. Dazu kommt Grundwissen zu Näherungsverfahren und effizienten Rechenverfahren. Numerik ist Rechnen – und dazu liefert der Rechner oft Ergebnisse mit vielen Nachkommastallen. Doch wie genau ist genau genug? Welche Algorithmen sind besonders effizient? Und was eigentlich Spinnwebdiagramme? Bei der Numerik geht es irgendwie um Zahlen bzw. Werte (vom lat. numerus), meist um konkretes Rechnen in einem allgemeinen Sinn. Dabei spielen Näherungswerte und -verfahren, angemessene Genauigkeit, Fehler mit ihrer Fortpflanzung und Kontrolle oder das Wechselspiel zwischen diskreten und stetigen Verfahren eine bedeutende Rolle. Häufig wird iterativ vorgegangen und Effizienz ist ein wichtiges Ziel. Definitiv erfolgt der bei weitem größte Teil aller angewandten Mathematik heute numerisch. Ein auf die Herausforderungen unserer Zeit vorbereitender Unterricht wird hier stärkere Akzente setzen. Numerische Aspekte liegen dicht hinter zahlreichen schulischen Themen, treten bei der Nutzung elektronischer Medien an die Oberfläche und erhalten mit dem Ziel einer algorithmisch-numerischen Bildung neues Gewicht. Ideen für den Unterricht: Motiviere verschiedene Rechenwege mit einem Effizienzwettlauf – wer braucht die wenigsten Rechenoperationen? Gestalte mit numerischen Fragen einen realitätsbezogenen und anwendungsorientierten Mathematikunterricht. Nimm Kontexte ernst, achte auf das korrekte Runden und vermittle ein Gefühl für gute Näherungswerte und Näherungsverfahren. Thematisiere, wie sich Rundungsfehler und Messfehler in weiteren Berechnungen fortpflanzen können. Gib in der Mittelstufe Zeit, durch fortwährendes Anwenden einer Funktion Gleichungen näherungsweise zu lösen.
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Flächenmaße
Du möchtest wissen, was für Flächenmaße es gibt und wie du sie umrechnest?
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Quadernetze
Quadernetze
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Flächeneinheiten
In diesem Beitrag erfährst du, wie du eine Flächeneinheit in eine andere umwandelst.
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Abstand Gerade Ebene
Du fragst dich, wie du den Abstand von Gerade und Ebene berechnen kannst?
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Funktionswert
Willst du wissen, was der Funktionswert ist und wie du ihn berechnest?
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Koordinatengeometrie im Raum
Wie verpackt man ein Produkt am besten, sodass es möglichst viel Platz in der Verpackung einnimmt und keine Mogelpackung darstellt? Noch dazu, wenn das Produkt eine so anspruchsvolle geometrische Form einer Kugel aufweist? Mit den Methoden der analytischen Geometrie untersuchen die Lernenden die Verpackung von kugelförmigen Produkten und führen viele Berechnungen auf einen Tetraeder zurück. Nach dem Aufstellen von Geraden- und Ebenengleichungen sowie der Schnittpunktbestimmung der geometrischen Objekte wird der prozentuale Anteil des Produkts an der Verpackung bestimmt.
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Das Gauß-Verfahren
Lineare Gleichungssysteme sind ein wichtiges Hilfsmittel in vielen Anwendungssituationen und auch von großer Bedeutung in der innermathematischen Anwendung. Motivieren Sie die Lernenden durch die Bearbeitung von realitätsnahen Aufgaben zur Auseinandersetzung mit linearen Gleichungssystemen und dem Gauß-Verfahren. Kontrolllösungen, LearningSnacks und Erklärvideos bieten Hilfestellung bei der individuellen Bearbeitung und fördern die Selbstständigkeit.
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Verteilungsfunktionen
In diesem Unterrichtsmaterial werden Binomial- und Normalverteilung ausführlich untersucht. Ihre Schülerinnen und Schüler leiten anhand anschaulicher Bernoulli-Experimente die beiden zu diesen Verteilungen gehörenden Funktionen her. Die Jugendlichen befassen sich im Zuge dessen mit kumulierten Verteilungen und Vertrauensintervallen. Die einzelnen Abschnitte sind mit anwendungsorientierten Übungsaufgaben unterfüttert, sodass die Lernenden die Möglichkeit zur Einübung der erworbenen Fähigkeiten haben.
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Zahlen, Mäuse, Nachbarschaften
In den Gebieten der Wahrscheinlichkeitsrechnung und Kombinatorik, aber auch in der Mengenlehre lassen sich viele anschauliche Beispiele finden. In sechs Übungsaufgaben tauchen die Schülerinnen und Schüler in diese Gebiete ein und erkennen, dass sich mathematisches Denken auf reale Beispiele anwenden lässt. Dabei kombinieren sie das Verstehen von beschreibenden Texten mit der Übersetzung in mathematische Problemstellungen.
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Wahrscheinlichkeit und Erwartungswert
In diesem anwendungsorientierten Beitrag aus der Tenniswelt bestimmen die Schülerinnen und Schüler Ereigniswahrscheinlichkeiten, stellen Vierfeldertafeln sowie Baumdiagramme auf und wenden die Binomialverteilung anhand von Übungsaufgaben an. Diese Aufgaben sind für verschiedene Niveaustufen konzipiert, sodass ein leistungsgerechtes und motivierendes Lernen ermöglicht wird.
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Stochastik beim Spiel mit zwei Würfeln
Beim Begriff Spielwürfel gehen die Schülerinnen und Schüler meist von einem sechsseitigen Würfel aus, dessen Seiten mit einem bis sechs Punkten beschriftet sind. Beim Würfeln ist jede Punktzahl gleich wahrscheinlich (Laplace-Würfel). Bei einem geänderten Spielwürfel kann es sein, dass einige Punktzahlen fehlen, während andere Punktzahlen mehrfach auftreten. Die Wahrscheinlichkeiten für die einzelnen Seitenflächen bleiben zwar gleich, die der Punktzahlen ändern sich aber. Möglich ist auch die Verwendung von "gezinkten" Würfeln: Dessen Seitenflächen weisen zwar ein bis sechs Punkte auf, die Wahrscheinlichkeiten für die einzelnen Seiten sind aber nicht mehr gleich. Im vorliegenden Material untersuchen die Lernenden beide abgeänderten Arten von Spielwürfeln. Sie bestimmen (bedingte) Wahrscheinlichkeiten mithilfe von Baumdiagrammen bzw. durch Anwenden der Binomialverteilung. Ebenso berechnen sie den Erwartungswert und überprüfen, ob der Einsatz des Spielwürfels günstig für ein Spiel ist.
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Bäume und Pfade
Wenn es darum geht, in der Wahrscheinlichkeitsrechnung den Überblick über alle denkbaren Möglichkeiten zu behalten, sind Baumdiagramme ein hilfreiches Werkzeug. Indem die Pfade durch das Diagramm hindurch verfolgt werden, ergeben sich die Wahrscheinlichkeiten für bestimmte Ereignisse fast wie von selbst. In acht Aufgaben üben die Schülerinnen und Schüler den Umgang mit Baumdiagrammen und festigen ihr Können in der Wahrscheinlichkeitsrechnung.
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Methoden passend einsetzen
Was ich unterrichten will, ist klar - und wie gelingt mir dazu ein lebendiger Unterricht? Durch die passende Methode bringst du Tiefe in deinen Unterricht, aktivierst die Lerngruppe und gibst Aufgaben Raum, sich zu entfalten.
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Brüche, Dezimalzahlen und Prozente darstellen und verstehen
Vernetztes Wissen zu Bruchzahlen erwerben – Umdenken bei der Vermittlung; Viele junge Menschen verlassen die Schule ohne hinreichendes Grundwissen zu Brüchen, Dezimalzahlen und Prozenten. Im Mathematikunterricht haben sie Regeln für das Rechnen mit Brüchen und Prozenten gelernt, sie haben aber keine Größenvorstellungen zu Brüchen entwickelt und nicht verstanden, was Dezimalzahlen und Prozentangaben mit Brüchen zu tun haben. Dieses Buch fordert zum Umdenken auf. Das Bruchrechnen erledigen in einer digitalisierten Welt die elektronischen Rechner. Für eine Berufsausbildung oder für den Mathematikunterricht in der Sekundarstufe II benötigen die jungen Menschen jedoch ein grundlegendes Verständnis von Bruchzahlen. Die Leitidee des Autors lautet: Der Bruchzahlbegriff muss handelnd und anschaulich erarbeitet werden. Diese handelnde und zeichnerische Darstellung von Bruchzahlen hilft den Lernenden, tragfähige Grundvorstellungen zu Bruchzahlen aufzubauen. Gewöhnliche Brüche, Dezimalzahlen und Prozente werden im Zusammenhang dargestellt und erarbeitet, sodass vernetztes Wissen entsteht. So erschließt sich das Verständnis für Brüche, Dezimalzahlen und Prozentangaben gegenseitig. Um diesen neuen Ansatz umzusetzen, finden Sie; praxiserprobte Ideen und (Download-)Materialien für Ihren Unterricht, eine Analyse der Schwierigkeiten, mit denen Lernende auf dem Weg zum Bruchzahlverständnis zu kämpfen haben und verständliche Ausführungen, auch für fachfremde pädagogische Kräfte. Der Band richtet sich nicht nur an Lehrkräfte der Sekundarstufe I, sondern auch an Lehrende in der begleitenden Förderung und der nachholenden Grundbildung sowie an Lerntherapeutinnen und -therapeuten.
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Stammfunktion Wurzel x
Du willst wissen, wie du die Stammfunktion Wurzel x berechnest?
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Lösungsvielfalt durch Näherungsverfahren
Kurvendiskussionen, Flächen- oder Volumenberechnungen sowie Extremwertuntersuchungen bei einfachen, verketteten Wurzelfunktionen führen häufig zu Gleichungen, für die es keine in der Schule behandelten Lösungsalgorithmen gibt. Mit einem CAS-Rechner ist das Lösen solcher Gleichungen i. A. kein Problem. Im Mathematikunterricht und im Abitur sind in einigen Bundesländern aber keine CAS-Rechner, sondern nur einfachere wissenschaftlich-technische Rechner (WTR) zugelassen. Einige WTR bieten auch verschiedene Möglichkeiten, solche Gleichungen näherungsweise zu lösen. Die Anwendung solcher Verfahren ist ein besonderer Aspekt in diesem Material. Dadurch entsteht eine größere Vielfalt an Lösungsmöglichkeiten.
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Die Vase und andere Rotationskörper
Durch Rotation von Funktionsgraphen um die x-Achse entstehen Körper, deren Volumen die Schülerinnen und Schüler per Integralrechnung bestimmen können. Dabei lassen sich auch komplexere Körper durch abschnittsweise definierte Funktionen zusammensetzen. Auf diese Weise lassen sich auch reale Gegenstände wie eine Vase oder eine Glühbirne mit wenigen mathematischen Funktionen beschreiben. In den Aufgaben dieses Materials üben die Schülerinnen und Schüler die Integralrechnung, führen aber auch Kurvendiskussionen durch oder berechnen die Schnittpunkte verschiedener Funktionen.
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Schwimmwettkampf an der Badebucht
In einem konkreten und anschaulichen Beispiel werfen die Schülerinnen und Schüler einen genauen Blick auf das mathematische Modell eines Badesees. Dabei bestimmen sie mit den Werkzeugen der Analysis die Abgrenzungen des Ufers, die Wege zur Bucht sowie die Größe eines vorhandenen Parkplatzes. Für einen stattfindenden Schwimmwettkampf ermitteln sie verschiedene Varianten für eine Schwimmstrecke und untersuchen die Entwicklung der Besucherzahlen am Tag des Wettkampfs. Dabei wenden die Jugendlichen ihr Können und Wissen über Ableitungs- und Integralfunktionen sowie über Geradengleichungen an.
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Eigenschaften von Funktionen
Während in manchen Aufgaben dieses Materials die Eigenschaften bestimmt werden müssen, geht eine Reihe von Beispielen den umgekehrten Weg. Gegeben sind bestimmte Eigenschaften, anhand derer die Schülerinnen und Schüler herausfinden müssen, wie die zugehörigen Funktionsgleichungen lauten. Es handelt sich um anspruchsvolle Aufgaben, die sich an fortgeschrittene Schülerinnen und Schüler richten, die nach Herausforderungen suchen. In manchen Beispielen empfiehlt es sich auch, den Jugendlichen beratend und mit Tipps zur Seite zu stehen.
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