Herta-Lebenstein-Realschule/Lineare Funktionen im Aktiv-Urlaub/2.2 Funktionsgleichung und Funktionsgraph: Unterschied zwischen den Versionen

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==2.2) Zusammenhang zwischen Funktionsgleichung und Funktionsgraph==
==2.2) Zusammenhang zwischen Funktionsgleichung und Funktionsgraph==
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===f(x) = mx + b  Bedeutung von m und b für den Funktionsgraphen===
===f(x) = mx + b  Bedeutung von m und b für den Funktionsgraphen===
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Damit du einen Eindruck von der Bedeutung der Parameter m (Steigung) und b (y-Achsenabschnitt) der Funktionsgleichung linearer Funktionen f(x) = mx + b erhältst, verändere in der folgenden Animation mithilfe der Schieberegler die Größe von m und b. Notiere deine Beobachtungen stichpunktartig.<ggb_applet id="gdvednbk" width="700&quot;" height="500" />
Damit du einen Eindruck von der Bedeutung der Parameter m (Steigung) und b (y-Achsenabschnitt) der Funktionsgleichung linearer Funktionen f(x) = mx + b erhältst, verändere in der folgenden Animation mithilfe der Schieberegler die Größe von m und b. Notiere deine Beobachtungen stichpunktartig.
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Übertrage die Merksätze in dein Heft:
 
{{Box| Die Bedeutung von m: Steigende und fallende Geraden|Wir unterscheiden steigende und fallende Geraden. Eine Gerade "steigt", wenn bei steigenden x-Werten auch die y-Werte steigen. Für die Steigung m gilt also:
{{Box|Die Bedeutung von m: Steigende und fallende Geraden|Wir unterscheiden steigende und fallende Geraden. Eine Gerade "steigt", wenn bei steigenden x-Werten auch die y-Werte steigen. Für die Steigung m gilt also:


Ist m > 0, steigt die Funktion.
Ist m > 0, steigt die Funktion.
Ist m < 0, fällt die Funktion.|Merksatz}}
Ist m < 0, fällt die Funktion.|Arbeitsmethode}}


Anschaulich vorstellen kannst du dir, dass die Funktion steigt, wenn der Wanderer den Berg hochsteigen muss.
Anschaulich vorstellen kannst du dir, dass die Funktion steigt, wenn der Wanderer den Berg hochsteigen muss.
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===Die Steigung m linearer Funktionen===
===Die Steigung m linearer Funktionen===
Untersuche mithilfe der Animation in GeoGebra die Steigung von Geraden. Du kannst mit den Schiebereglern m verändern. Außerdem kannst du das Steigungsdreieck durch Verschieben der Punkte A und B verändern. Beobachte, was geschieht. Probiere aus.
Untersuche mithilfe der Animation in GeoGebra die Steigung von Geraden. Du kannst mit den Schiebereglern m verändern. Außerdem kannst du das Steigungsdreieck durch Verschieben der Punkte A und B verändern. Beobachte, was geschieht. Probiere aus.
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===Von der Geraden zu Funktionsgleichung===
===Von der Geraden zu Funktionsgleichung===

Version vom 31. März 2021, 11:30 Uhr


2.2) Zusammenhang zwischen Funktionsgleichung und Funktionsgraph


f(x) = mx + b Bedeutung von m und b für den Funktionsgraphen


Damit du einen Eindruck von der Bedeutung der Parameter m (Steigung) und b (y-Achsenabschnitt) der Funktionsgleichung linearer Funktionen f(x) = mx + b erhältst, verändere in der folgenden Animation mithilfe der Schieberegler die Größe von m und b. Notiere deine Beobachtungen stichpunktartig.


GeoGebra



Die Bedeutung von m: Steigende und fallende Geraden

Wir unterscheiden steigende und fallende Geraden. Eine Gerade "steigt", wenn bei steigenden x-Werten auch die y-Werte steigen. Für die Steigung m gilt also:

Ist m > 0, steigt die Funktion.

Ist m < 0, fällt die Funktion.

Anschaulich vorstellen kannst du dir, dass die Funktion steigt, wenn der Wanderer den Berg hochsteigen muss.

Fällt die Funktion, "fällt" der Wanderer bergab.


Übung 2: Steigende und fallende Geraden
Bearbeite die nachfolgenden Apps um dein Wissen über steigende und fallende Geraden und die Bedeutung von m in der Funktionsgleichung.




Die Steigung m linearer Funktionen

Untersuche mithilfe der Animation in GeoGebra die Steigung von Geraden. Du kannst mit den Schiebereglern m verändern. Außerdem kannst du das Steigungsdreieck durch Verschieben der Punkte A und B verändern. Beobachte, was geschieht. Probiere aus.


GeoGebra

Beobachtung: Die Steigung m einer linearen Funktion können wir mit einem Steigungsdreieck ermitteln und darstellen. Dazu zeichnen wir von einem beliebigen Punkt auf der Geraden ein Dreieck zu einem anderen Punkt auf der Geraden, bei dem die eine Seite parallel zur x-Achse liegt und die andere parallel zur y-Achse. Gehen wir dabei genau 1 Einheit in x-Richtung, steigt (oder fällt) der y-Wert immer um den Wert m, die Steigung.

Egal, wie das Steigungsdreieck gezeichnet wird, der Quotient aus Steigung m .png bleibt immer gleich, dies ist die Steigung m.


Merke: Die Steigung m

Die Steigung m einer linearen Funktion können wir mit einem Steigungsdreieck ermitteln und darstellen. Gehen wir dabei genau 1 Einheit in x-Richtung, steigt (oder fällt) der y-Wert immer um den Wert m, die Steigung.

Es gilt: m=Steigung m .png

Schau dazu das nachfolgende Video zu Steigungsdreiecken an:


Von der Geraden zu Funktionsgleichung

Ablesen der Funktionsgleichung am Funktionsgraphen - Erklärung
Übe das Aufstellen der Funktionsgleichung einer linearen Funktion bei gegebenem Graphen. Bestimme dazu zunächst den y-Achsenabschnitte b und danach die Steigung m mithilfe des Steigungsdreiecks.
Erklärvideo:
und noch mehr Beispiele:

Und nun noch einmal übersichtlich als Bild:

leicht: m ist eine natürliche ZahlFunktionsgleichung einer Geraden bestimmen m=2.png
mittel: m ist negativ Funktionsgleichung einer Geraden bestimmen m=-1,5.png

schwer: m ist ein Bruch Funktionsgleichung einer Geraden bestimmen m=drei Fünftel.png


Übung 3 : Bestimmen der Funktionsgleichung einer Geraden
Ordne den Geraden die Funktionsgleichung zu.
leicht (*)

mittel (**)

schwer (***)


Übung 4: Gib die Funktionsgleichung an, die zur Geraden gehört.

Löse S. 126 Nr. 5, 6

S. 129 Nr. 2, 4 und

S. 130 Nr. 6, 7

im Heft.


S. 126 Nr. 5 Tipp g1.png
S. 126 Nr. 5 Tipp g2.png
S. 126 Nr. 5 Tipp g3.png
S. 126 Nr. 5 Tipp g4.png
S. 126 Nr. 5 g5 Tipp.png
S. 126 Nr. 6 Tipp g1.png
S. 126 Nr. 6 Tipp g2.png
S. 126 Nr. 6 Tipp g3.png
S. 126 Nr. 6 Tipp g4.png
S. 126 Nr. 6 Tipp g5.png
S. 126 Nr. 6 Tipp g6 und g7.png

Öffne das GeoGebra-Applet zu S. 129 Nr. 2 und verändere den Wert des Schiebereglers b.

https://www.geogebra.org/classic/fuuc9dcy

Öffne das GeoGebra-Applet zu S. 129 Nr. 4 und verändere den Wert des Schiebereglers m. Stelle m so ein, dass der Graph g1, g2,... entspricht. Die Funktionsgleichung wird dir angezeigt.

https://www.geogebra.org/classic/qfasm3eg
Für g1 ist das Vorgehen noch einmal in einem Bild gezeigt, für g2, g3, usw. stellen die Schieberegler des GeoGebra-Applets so ein, dass der entsprechende Graph dargestellt ist. Die Funktionsgleichung wird dir dann angezeigt.
S. 130 Nr. 6 Tipp zu g1.png

Nutze auch hier das GeoGebra-Applet, um die Graphen nachzustellen und die Funktionsgleichung abzulesen

https://www.geogebra.org/classic/w8n4uabh
S. 130 Nr. 7 Tipp Steigungsdreiecke.png




Von der Funktionsgleichung zur Geraden

Und nun umgekehrt...
Zeichne zu einer Funktionsgleichung den Graphen.

Dabei gehst du ähnlich vor, wie beim Bestimmen der Funktionsgleichung.
1. Schritt: Zeichne den y-Achsenabschnitt b ein: P(0|b)
2. Schritt: Zeichne das Steigungsdreieck ein. Starte im Punkt P. Der Nenner gibt an, wie viele Einheiten du nach rechts gehst, der Zähler, wie viele Einheiten nach oben (unten).
3. Schritt: Zeichne die Gerade durch die so erhaltenen Punkte.

Die Bilder zeigen das Vorgehen für die Funktionsgleichung f(x) = x - 1.

Schritt 1Gerade zur Gleichung zeichnen Schritt 1.png
Schritt 2Gerade zur Gleichung zeichnen 2. Schritt.png
Schritt 3Gerade zur Gleichung zeichnen Schritt 3.png

Übertrage das Beispiel mit den Anmerkungen in dein Heft!

Die Videos zeigen das Vorgehen noch einmal:


Übung 5

Bearbeite S. 126 Nr. 2 (du kannst immer 4 Geraden in ein Koordinatenkreuz zeichnen)

S. 129 Nr. 3, Nr. 5 (du kannst immer 4 Geraden in ein Koordinatenkreuz zeichnen) und

S. 130 Nr. 8.

Nutze bei Bedarf die Tipps.
Gib die Funktionsgleichung bei GeoGebra ein und vergleiche den Verlauf des angezeigten Graphen mit deiner Zeichnung.
Tipp zum Zeichnen der Steigungsdreiecke, wenn m eine ganze Zahl ist(bei a,b und c): Gehe vom Ursprung aus 1 Schritt nach rechts und m Schritte nach oben (m positiv) bzw. nach unten (m negativ)
S. 126 Nr. 2 Steigungsdreiecke abc.png
Tipp zum Zeichnen von Steigungsdreiecken, wenn m ein Bruch ist (bei d bis i): Gehe so viele Schritte, wie der NENNER angibt, nach RECHTS und so viele Schritte wie der ZÄHLER angibt nach OBEN (m positiv) oder UNTEN (m negativ).
S. 126 Nr. 2 Steigungsdreiecke de.png
S. 126 Nr. 2 Steigungsdreiecke fh.png

Zeichne zuerst den y-Achsenabschnitt b ein, von hier aus zeichne das Steigungsdreieck. Prüfe deine Zeichnung mit GeoGebra.

https://www.geogebra.org/graphing

Statt der Partnerarbeit erstelle eine Learningapp, in der den von dir gezeichneten Graphen die entsprechende Funktionsgleichung zugeordnet werden soll.

Wenn du für die Steigung einen Bruch wählst, kannst du ihn bei den LearningApps auch so schreiben, wie du es aus dem Unterricht kennst, indem du statt 2/3 folgendes schreibst: $$\frac{2}{3}$$