Benutzer:Buss-Haskert/Vorbereitungskurs ZP 10 Mathematik/Geometrie

Aus ZUM Projektwiki


Schulbuch: Schnittpunkt Mathematik 10 - Differenzierende Ausgabe, Klett-Verlag

Geometrie

Einstiegstest: Geometrie

1 Berechne die Größe des Winkels γ.

γ = 75°
γ = 95°
γ = 105°
γ = 85°

2 Ein Rechteck ist b = 7 cm breit und hat einen Flächeninhalt von A = 91 cm². Wie lang ist das Rechteck?

a = 38,5 cm
a = 13 cm

3 Berechne die fehlende Seitenlänge und den Flächeninhalt des Dreiecks.

a = 3 cm
A = 10cm²
a = 2 cm
A = 6 cm²

4 Ein Kreis hat den Radius 3 cm. Wie groß sind Umfang und Flächeninhalt (als Vielfaches von π)?

u = 6π cm
u = 3π cm
A = 9π cm²
A = 6π cm²

5 Eine Leiter ist 5 m lang und wird in 3 m Entfernung von einer Wand aufgestellt. Wie hoch reicht sie an die Wand?

Die Leiter reicht 4,50 m hoch.
Die Leiter reicht 4,0 m hoch.
Die Leiter reicht 3,50 m hoch.

6 Ein Verkehrsschild gibt eine Steigung von 12% an. Berechne den Steigungswinkel (Taschenrechner erlaubt)

α = 12°
α = 6°
α = 6,8°

7 Berechne die Oberfläche und das Volumen eines Würfels mit der Kantenlänge 5 cm.

O = 25cm²
O = 150 cm²
V = 125 cm³
V = 75 cm³

8 Eine quadratische Pyramide hat eine Kantenlänge von 5cm und ist 6 cm hoch. Berechne das Volumen der Pyramide.

V = 150 cm³
V = 30cm³
V = 50cm³

9 Ein Kegel hat eine Grundfläche von 36 cm² und ein Volumen von 108 cm³. Wie hoch ist der Kegel?

h = 9 cm
h = 6 cm
h = 3 cm

10 Welcher Körper hat das größte Volumen?

Zylinder mit d = 5cm und h = 5cm
quadratische Pyramide mit a = 5cm und hK = 5cm
Kegel mit r = 5cm und h = 5cm
Kugel mit d = 5cm

11 Welche Körper hat die geringste Oberfläche? (Taschenrechner erlaubt)

Würfel mit a = 5 cm
Quader mit a = 4cm, b = 5 cm und c = 6 cm
Zylinder mit r = 2,5 und h = 6cm
Kugel mit r = 3 cm

12 Der Radius einer Kugel wird verdoppelt. Dann ist das Volumen...

doppelt so groß.
viermal so groß.
achtmal so groß.


Auswertung des Eingangstests

Schau, welche Aufgaben du schon gut lösen konntest und bei welchen du noch Schwierigkeiten hattest. Übe dann passend

  • Winkel Nr. 1
  • Flächen Nr. 2-4
  • Pythoagoras Nr. 5
  • Trigonometrie Nr. 6
  • Körper Nr. 7-12
Übung

Löse die Aufgaben aus dem Buch. Vergleiche mit den angegebenen Lösungen. Winkel:

  • S. 126, P1

Satz des Pythagoras:

  • S. 126, P4
  • S. 127, P5-P6
  • S. 130, P24
  • S. 160, Nr. 1-5

Trigonometrie:

  • S. 131, P29

Ebene Figuren(Flächen):

  • S. 121, P41 und P42
  • S. 127, P7 - P9
  • S. 128, P10
  • S. 131, P27

Körper:

  • S. 128, P11 - P17
  • S. 129, P19 - P21
  • S. 130, P25
  • S. 131, P28 und P30


Winkel

1. Winkel zeichnen und messen

2. Winkel im Schnittpunkt von Geraden:

Dreiecke


Ist das Dreieck rechtwinklig, gilt der Satz des Pythagoras und die Trigonometrie!
Das Video gibt dir einen Überblick über Berechnungen in rechtwinkligen Dreiecken, danach kannst du die einzelnen Themen noch einmal intensiv wiederholen.

Satz den Pythagoras (in rechtwinkligen Dreiecken)



Hefteintrag: Satz des Pythagoras
In jedem rechtwinkligen Dreieck ist das Quadrat über der Hypotenuse genauso groß wie die Summe der Quadrate über den Katheten.

Für ein rechtwinkliges Dreieck mit dem rechten Winkel γ (γ=90°) heißt der Satz des Pythagoras
a² + b² = c².

Kathete² + Kathete² = Hypotenuse²


Beispiel 1: Die Katheten sind gegeben und die Hypotenuse ist gesucht.

geg: rechtwinkliges Dreieck mit γ=90°;   Katheten: a = 4cm; b = 6cm
ges: Hypotenuse c

c² = a² + b²   |
c = a² + b²   |Werte einsetzen
c = 4² + 6²   |berechnen
(c = 52   diesen Schritt musst du nicht notieren)
c 7,2 [cm]


Beispiel 2: Die Hypotenuse und eine Kathete sind gegeben und die andere Kathete ist gesucht.

geg: rechtwinkliges Dreieck mit γ=90°;   Kathete: a = 14cm; Hypotenuse c = 17,5cm

ges: Kathete b

a² + b² = c²   |-a²
b² = c² - a²   |
b = c² - a²   |Werte einsetzen
b = 17,5² - 14²   |berechnen
(b = 110,25   diesen Schritt musst du nicht notieren)

b = 10,5 [cm]


Trigonometrie (in rechtwinkligen Dreiecken)

Sinus, Kosinus, Tangens

In einem rechtwinkligen Dreieck (mit γ=90°) bezeichnet man die Seitenverhältnisse wie folgt:


Ebene Figuren

Ebene Figuren
Orientiere dich in der Formelsammlung!

Ist das Dreieck rechtwinklig, gilt der Satz des Pythagoras und die Trigonometrie!


Strahlensätze

Die Strahlensätze

Werden zwei sich schneidende Geraden von zwei parallelen Geraden geschnitten, entstehen zwei zueinander ähnliche Dreiecke SAB und SA'B'. Die Seitenlängen einander entsprechender Seiten stehen im gleichen Verhältnis zueinander.

Längen mit den Strahlensätzen zu berechnen, gehen wir schrittweise vor.


Körperberechnungen

Körperberechnungen
Orientiere dich in der Formelsammlung!
Lösungsansätze zu Körperberechnungen
  • Um die Formeln zur Berechnung von Längen, Flächen und Volumina von Körpern anzuwenden, sind oft auch der Satz des Pythagoras, trigonometrische Berechnungen und die Strahlensätze nötig, um fehlende Größen zu berechnen.
  • Um fehlende Größen zu berechnen, ist es oft nötig, eine Formel nach der entsprechenden Größe umzustellen.


Prisma
GeoGebra

Oberfläche: O = 2·G + M
Volumen: V = G·hK

Um die Grundfläche G eines Prismas zu berechnen, nutze die Flächeninhaltsformeln (s. oben)

Applet von Hegius


Zylinder

Oberfläche: O = 2·G + M
Volumen: V = G·hK

Um die Grundfläche G eines Zyinders zu berechnen, nutze die Flächeninhaltsformel des Kreises.
GeoGebra

Applet von Jakob PechmannOriginallink: https://www.geogebra.org/m/y3gcvcfu

Oberfläche eines Zylinders

Die Oberfläche eines Zylinders wird mit folgender Formel berechnet:
O = 2·G + M
   = 2·π·r² + u·hK
   = 2πr² + 2πr·hK


Volumen eines Zylinders
Die Formel für das Volumen eines Zylinders lautet

V = G · hK

   = π·r²·hK


Entscheide, ob die Mantelfläche, die Oberfläche oder das Volumen des Zylinders gesucht ist.




(Quadratische) Pyramide
Die Oberfläche einer quadratischen Pyramide mit der Grundfläche G und der Mantelfläche M wird berechnet mit

O = G + M
   =a² + 4·12·a·hS
    = a² + 2·a·hS
Das Volumen einer Pyramide mit der Grundfläche G und der Höhe hK wird berechnet mit
V = 13 ∙ G ∙hK
Für eine quadratische Pyramide mit der Grundkante a gilt

V = 13 ∙ a² ∙hK
Hilfsdreiecke in der Pyramide
Bastle mit den Holzstäben und den Weingummi ein Kantenmodell einer quadratischen Pyramide. Ergänze auch Holzspieße für die Teildreiecke wie im Bild. Ergänze auf dem AB die Maße der Teildreiecke und formuliere jeweils den Satz des Pythagoras.


GeoGebra

Applet von Buß-Haskert

Hilfsdreieck 1: halber Parallelschnitt
Die Katheten in diesem rechtwinkligen Dreieck sind die halbe Grundseite a2 und die Höhe der Pyramide hK. Die Hypotenuse ist die Höhe der Seitenfläche hS.

(a2)² + hK² =hS².

Hilfsdreieck 2: halbe Seitenfläche
Die Katheten in diesem rechtwinkligen Dreieck sind die halbe Grundseite a2 und die Höhe der Seitenfläche hS. Die Hypotenuse ist die Seitenkante s .

(a2)² + hS² =s².

Hilfsdreieck 3: halber Diagonalschnitt
Die Katheten in diesem rechtwinkligen Dreieck sind die halbe Diagonale der Grundseite d2 und die Höhe der Pyramide hK. Die Hypotenuse ist die Seitenkante s .

(d2)² + hK² =s².



Oberfläche eines Kegels

Die Oberfläche eines Kegels setzt sich zusammen aus der Grundfläche und der Mantelfläche.
O = G + M

    = 𝞹∙r² + 𝞹∙r∙s

Wende zur Berechnungen der Längen r, hK oder s den Satz des Pythagoras im rechtwinkligen Hilfsdreieck mit den Katheten r und hK und der Hypotenuse s an.

Beispiel:


Volumen eines Kegels

Das Volumen eines Kegels mit der Grundfläche G und der Höhe hK wird berechnet mit
V = 13 ∙ G ∙hK

   = 13 ∙𝞹∙r²∙hK



Volumen einer Kugel

Das Volumen einer Kugel mit dem Radius r wird berechnet mit


V = 43 ·𝞹 · r³
Oberfläche einer Kugel

Die Formel für die Oberfläche einer Kugel lautet:

O = 4𝞹r²