Buss-Haskert/Ähnlichkeit und Strahlensätze

Aus ZUM Projektwiki

SEITE IM AUFBAU!!

Vorwissen zum Thema Ähnlichkeit

Beschriftung
Du kannst Übungen im Buch Übungen online
-Zahlen runden S. 90 Nr. 1

-Brüche ohne Taschenrechner multiplizieren S. 90 Nr. 2

-Winkel berechnen S.90 Nr. 3

-Größen umwandeln S. 90 Nr. 4

-Umfang und Flächeninhalt von Figuren berechnen S.90 Nr. 5

-Gleichungen und Formeln umstellen S. 90 Nr. 6,7

-Dreiecke konstruieren S. 90 Nr. 8

Vergleiche deine Lösungen mit den Lösungen hinten im Buch!


Ähnlichkeit - Beispiel aus dem Alltag

Dieses Foto ist das Original. Die nachfolgenden Fotos sind ähnlich, aber nur ein Bild zeigt eine maßstabsgetreue Vergrößerung oder Verkleinerung. Welches Bild ist maßstabsgetreu vergrößert bzw. verkleinert?Begründe deine Antwort!
Bild von utroja0 auf Pixabay


Ice-cream-4215315 1920 gestreckt.jpg
Ice-cream-4215315 1920 .jpg
Ice-cream-4215315 1920 gestaucht.jpg


Das nachfolgende GeoGebra-Applet zeigt zwei Dreiecke, die im geometrischen Sinn ähnlich sind. Bewege die Punkte B und C und beobachte die Größe der Innenwinkel.

GeoGebra


Kreuze die richtige Aussage an. (!Wenn man den Punkt C verschiebt, ändern sich nur beim rechten Dreieck die Winkel.) (!Ähnliche Dreiecke haben immer parallele Seiten) (Die Winkel in beiden Dreiecken sind immer gleich groß.) (!Genau ein Winkel in beiden Dreiecken ist gleich groß.)


Und nun untersuche die Seitenlängen der Dreiecke:

GeoGebra


1) Vergrößern und Verkleinern

Ein Zeichengerät zum Vergrößern bzw. Verkleinern von Figuren ist der Pantograph. Er wurde früher zum Verkleinern oder Vergrößern von Plänen oder Karten genutzt. Im nachfolgenden Applet kannst du dieses Gerät ausprobieren.

Klicke in das Feld 1 und wähle "Spur ein". Dann ziehe am blauen Punkt. Was passiert?

Kannst du mit dem Feld 2 herausfinden, mit welchem Faktor vergrößert wird?

GeoGebra


Das folgende Geogebra-Applet zeigt den Buchstaben T. Verändere die Größe des rechten Buchstaben mithilfe des Schiebereglers.

GeoGebra

Welche Bedeutung hat der Schieberegler?


Vergrößern und Verkleinern
Ziehe die richtigen Lösungen in die Lücken und schreibe dann den Merksatz in dein Heft ab.

Beim Vergrößern oder Verkleinern einer Figur werden alle Streckenlängen mit demselben Faktor k multipliziert. Dabei ist k immer eine positive Zahl.

Für k > 1 wird die Figur vergrößert.

Für k < 1 wird die Figur verkleinert.

Für die Streckenlängen gilt a' = k∙a, also gilt k = .


Übung 1: Vergrößern und Verkleinern
Zeichne die Buchstaben H oder L in dein Heft, vergrößere und verkleinere das Original und gib den  Faktor k an.
Schau ins Buch S. 92 oben, dort findest du Beispiele für den Buchstaben L.


Übung 2: Rechtecke vergrößern und verkleinern
Lies im Buch S. 92 unten Beispiel a). Bearbeite danach S. 93 Nr. 1, 2, 3 und 4
GeoGebra

Seitenlänge des Originals: a=7cm Seitenlänge des vergrößerten Bildes: a=10,5cm Erinnerung: k = =..., denn a'=k∙a

Für die Breite des vergrößerten Bildes gilt: b'=k∙b=...

GeoGebra

Erinnerung: k = ==... (Kürze!)

Für die Breite des vergrößerten Bildes gilt: b'=k∙b=...Setze k ein und berechne.


Übung 3: Vielecke vergrößern
Lies im Buch S. 93 oben Beispiel b). Bearbeite danach S. 94 Nr. 6 und 7


Übung 4: Wie ändert sich der Flächeninhalt beim Vergrößern nund Verkleinern?

Bearbeite S. 94 Nr. 11. Das nachfolgende GeoGebra-Applet hilft dabei.

a) Vergrößere das Rechteck mit dem Faktor k (Schieberegler). Wie ändert sich der Flächeninhalt? Notiere in einer Tabelle, wie auf S.94 Nr. 11a) dargestellt. (Lies die Tabelle spaltenweise.)
GeoGebra

Beim Vergrößer bzw. verkleinern eines Rechtecks ändert sich der Flächeninhalt mit dem Quadrat des Vergrößerunsfaktors k. Also A' = k²· A.

A = a · b , vergrößere/verkleinere das Rechteck mit dem Faktor k, also a'=k·a und b'=k·b, dann gilt

A’ = a’ · b’ = k·a · k·b = k² · a · b = k² · A


Übung 5: Der Kopierer
Wende dein Wissen aus Übung 4 an und löse S. 95 Nr. 18.

Nutze auch hier das GeoGebra-Applet. Stelle k=71%=0,71 und danach k=141%=1,41 ein. Wie ändert sich der Flächeninhalt?

GeoGebra

Wenn k =71% ist, dann wird die Fläche halbiert: f = 0,5.

Wenn k=141% ist, dann wird die Fläche verdoppelt: f = 2.

Erklärung:

A'=k²∙A=0,71²∙A 0,5∙A, denn 0,71²=0,50410,5.

A'=k²∙A=1,41²∙A 2∙A, denn 1,41²=1,98812.

Tipp zu b): Bestimme zunächst den Vergrößerungsfaktor k für die Seitenlängen mit k==a':a

29,7 : 25,8 = 1,15 = 115 %, 21 : 19 = 1,10 = 110 %.

Damit alles auf der Seite abgebildet wird, sollte der Kopierer also auf 110 % gestellt werden.


Übung 6: Wie verändert sich das Volumen beim Vergrößern und Verkleinern?
Bearbeite S.94 Nr.12. Das nachfolgende GeoGebra-Applet hilft dir dabei.

Das GeoGebra-Applet zeigt einen Quader mit a=3cm; b=2cm und c=1cm. Vergrößere die Seitenlängen mit dem Faktor k (Schieberegler). Wie verändert sich das Volumen des Quaders? Notiere V1=6cm³; V2 = 48cm³ = ____ ∙V1; V3 = ... = ____∙V1; usw. Was fällt dir auf?

GeoGebra

1=Vergrößert man die Kantenlängen des Quaders mit k, so vergrößert sich das Volumen des Quaders mit k³. Also V' = k³· V.

V = a · b · c , vergrößere/verkleinere die Kantenlängen mit dem Faktor k, also a'=k·a und b'=k·b, c=k·c' dann gilt

V’ = a’· b’· c’= k·a · k·b · k·c = k³ · a · b · c = k³ · V



2) Ähnliche Figuren

Schreibe den Merksatz in dein Heft:


Ähnliche Figuren

Wird eine Figur maßstäbliches vergrößert oder verkleinert, heißen die Figuren zueinander ähnlich.

Dabei müssen zwei Bedingungen gelten:

-      Alle Winkel sind gleich groß.

-      Alle Strecken müssen im gleichen Maßstab vergrößert bzw. verkleinert sein.


Übung 1
Welche Dreiecke sind ähnlich? Öffne das GeoGebra-Applet und gib die richtige Antwort ein.
GeoGebra



Aufgabe 2
Sucht in eurer Umgebung im geometrischen Sinn ähnliche Figuren, macht ein Foto und ladet es im Gruppenorder Mathematik hoch


Beispiel: Ähnliche Dreiecke konstruieren
Arbeitsmethode

1. Schritt: Konstruiere das Dreieck ABC mit a=4cm; b=5cm und c=6cm. Erinnerung: Kongruenzsatz SSS In der nachfolgenden App sind die Schritte zur Konstruktion dargestellt, du musst sie in die richtige Reihenfolge bringen. Übertrage danach die Konstruktion in dein Heft.

2. Schritt: Berechne den Vergrößerungsfaktor k und damit b' und c'.

k===1,5; also gilt =1,5 =1,5 b'=1,5·5 b'=7,5 [cm];

ebenso gilt c'=1,5·c = 1,5·6 = 9[cm]

3. Schritt: Konstruiere das Dreieck A'B'C' (Konstruktion mit SSS wie oben)

Dreieck A'B'C'.png

Hefteintrag zum Beispiel.png


Übung 3
Löse schrittweise (wie im Beispiel) S. 97 Nr. 1a)und d)

k===2; also gilt

=2

=2

b'=2·5

b'=10 [cm];

ebenso gilt c'=2·c = 2·6 = 10[cm]

k===1,2; also gilt

=1,2

=1,2

a'=1,2·4

a'=4,8 [cm];

ebenso gilt c'=1,2·c = 1,2·6 = 7,2[cm]