Zum Inhalt springen
Zuletzt geändert von akukin am 2023/11/27 21:02
Von Version 3.1
bearbeitet von akukin
am 2023/11/27 20:11
Änderungskommentar: Neues Bild 5-Eckund9-Eck.PNG hochladen
Auf Version 20.1
bearbeitet von akukin
am 2023/11/27 20:51
Änderungskommentar: Es gibt keinen Kommentar für diese Version

Zusammenfassung

Details

Seiteneigenschaften
Inhalt
... ... @@ -1,17 +1,30 @@
1 -Analyse:
2 -Das eigene Formulieren der Aufgabenstellung kann hier in Form einer informativen Zeichnung erledigt
3 -werden.
1 +//Analyse: //
4 4  
3 +Das eigene Formulieren der Aufgabenstellung kann hier in Form einer informativen Zeichnung erledigt werden.
5 5  
5 +[[image:5-Eckund9-Eck.PNG||width="250" style="float: left"]]
6 6  In der ersten Beispielskizze sieht man ein 5-Eck. Hier lassen
7 7  sich 5 Diagonalen zählen.
8 +
8 8  In der zweiten Beispielskizze sieht man ein 9-Eck. Hier wird
9 9  das Zählen bereits schwierig.
11 +
12 +
10 10  Ziel ist es eine Formel zu erhalten, mit der sich die Anzahl
11 11  der Diagonalen für beliebige n-Ecke berechnen lässt.
12 12  
13 -Durchführung:
14 -1. mögliche Strategie: Zählen, wie viele Diagonalen von jedem einzelnen Eckpunkt aus wegführen.
16 +
17 +
18 +
19 +
20 +
21 +
22 +
23 +//Durchführung: //
24 +
25 + __1. mögliche Strategie:__ Zählen, wie viele Diagonalen von jedem einzelnen Eckpunkt aus wegführen.
26 +
27 +[[image:5-Eck.PNG||width="140" style="float: left"]]
15 15  Im ersten Beispiel sieht man, dass von jeder Ecke des 5-Ecks aus 2
16 16  Diagonalen wegführen.
17 17  5 mal 2 Diagonalen würden 10 Diagonalen ergeben, dabei wird aber jede
... ... @@ -19,24 +19,101 @@
19 19  miteinander), daher muss man das Produkt noch durch 2 teilen: 10 : 2 = 5.
20 20  Dies stimmt mit den gezählten Diagonalen überein.
21 21  
35 +
36 +[[image:9-Eck.PNG||width="140" style="float: left"]]
22 22  Im 9-Eck führen von jeder Ecke aus 6 Diagonalen weg. 9 mal 6 Diagonalen
23 23  ergeben 54 Diagonalen. Hier wurden wieder alle Diagonalen doppelt gezählt.
24 24  54 : 2 = 27.
25 25  Das 9-Eck besitzt 27 Diagonalen
26 26  
27 -Übertragung auf den allgemeinen Fall, das n-Eck:
28 -Wie kommt man darauf, wie viele Diagonalen
29 -von einer Ecke wegführen? Da nur die
30 -Verbindungsstrecke zweier nicht
31 -benachbarter Punkte Diagonale genannt
32 -wird, kommen bei n Ecken, die betreffende
33 -Ecke selbst, sowie die zwei Nachbarecken
34 -nicht in Frage, d.h. jede Ecke kann nur mit (n
35 -– 3) Ecken durch eine Diagonale verbunden
36 -werden. Rechnet man 𝑛 ∙ (𝑛 − 3), so
37 -berücksichtigt man wiederum alle
38 -Diagonalen doppelt, die gesuchte Formel
39 -muss also 𝑛∙(𝑛−3)
40 -2
41 -lauten.
42 42  
43 +
44 +
45 +Übertragung auf den allgemeinen Fall, das //n//-Eck:
46 +
47 +[[image:5-Eckund9-Eck2.PNG||width="250" style="float: left"]]
48 +Wie kommt man darauf, wie viele Diagonalen von einer Ecke wegführen?
49 +
50 +Da nur die Verbindungsstrecke zweier nicht benachbarter Punkte Diagonale genannt wird, kommen bei //n// Ecken, die betreffende Ecke selbst, sowie die zwei Nachbarecken nicht in Frage, d.h. jede Ecke kann
51 +nur mit (//n//– 3) Ecken durch eine Diagonale verbunden werden.
52 +
53 +
54 +
55 +Rechnet man {{formula}}n \cdot (n-3) {{/formula}}, so berücksichtigt man wiederum alle
56 +Diagonalen doppelt, die gesuchte Formel muss also {{formula}}\frac{n \cdot (n-3)}{2} {{/formula}} lauten.
57 +
58 +
59 +
60 +
61 +
62 +
63 +
64 +//Reflexion/Kontrolle: //
65 +Überprüfung für //n// = 5 und //n// = 9:
66 +{{formula}}\frac{5 \cdot (5-3)}{2} = 5 {{/formula}} stimmt,
67 +{{formula}}\frac{9 \cdot (9-3)}{2} = 27 {{/formula}} stimmt.
68 +
69 +Ein //n//-Eck besitzt also {{formula}}\frac{n \cdot (n-3)}{2} {{/formula}} Diagonalen.
70 +
71 +__2. mögliche Strategie:__ An einer Ecke beginnen zu zählen, an den weiteren Ecken nur noch die noch nicht berücksichtigten Ecken zählen
72 +
73 +
74 +**5-Eck:** links oben mit den roten Diagonalen beginnend:
75 +[[image:5-Eck.PNG||width="140" style="float: left"]]
76 +
77 +2 rote Diagonalen + 2 lila Diagonalen + 1 orange Diagonale
78 += 5 Diagonalen insgesamt
79 +
80 +
81 +
82 +
83 +
84 +
85 +
86 +
87 +
88 +**9-Eck:** links oben mit den roten Diagonalen beginnend:
89 +
90 +
91 +[[image:9-Eck2.PNG||width="140" style="float: left"]]
92 +
93 +6 rote Diagonalen + 6 lila Diagonalen + 5 orange
94 +Diagonalen + 4 grasgrüne Diagonalen + 3 rosa Diagonalen
95 ++ 2 gelbe Diagonalen + 1 hellgrüne Diagonale = 27
96 +Diagonalen insgesamt
97 +
98 +
99 +
100 +
101 +
102 +Verallgemeinerung **//n//-Eck**: an einer beliebigen Ecke beginnend:
103 +(n–3) Diagonalen gehen von der 1. Ecke ab.
104 +(n–3) weitere Diagonalen gehen auch von der Ecke daneben, der 2. ab.
105 +(n–4) weitere Diagonalen gehen von der 3. Ecke ab.
106 +(n–5) weitere Diagonalen gehen von der 4. Ecke ab.
107 +...
108 +2 weitere Diagonalen gehen von der 4.letzten Ecke ab.
109 +1 weitere Diagonale geht von der 3.letzten Ecke ab.
110 +Alle Diagonalen, die von der vorletzten und der letzten Ecke abgehen, wurden bereits berücksichtig.
111 +
112 +Im //n//-Eck gibt es also 1 + 2 + 3 + ... + (n – 4) + 2⋅(n – 3) Diagonalen.
113 +
114 +{{lehrende}}
115 +//Anmerkung: //
116 +Hier kann nicht davon ausgegangen werden, dass die Schüler*innen aus dieser Darstellung zur
117 +allgemeinen Formel kommen (nicht im Lehrplan)
118 +
119 +{{formula}}
120 +\begin{align}
121 +&1+2+3+ \dots + (n-4) + 2 \cdot (n-3) = \\
122 +&(1+2+3+ \dots + (n-4) + (n-3)) + (n-3) = \\
123 +&\frac{(n-3)(n-2)}{2}+\frac{2(n-3)}{2} =\\
124 +&\frac{(n-3)((n-2)+2)}{2} =\\
125 +& \frac{(n-3)\cdot n}{2}
126 +\end{align}
127 +{{/formula}}
128 +{{/lehrende}}
129 +
130 +//Reflexion/Kontrolle: //
131 +Die Formel ist korrekt für 5-Eck und 9-Eck (siehe oben). Für das 6 Eck gib es demnach 1 + 2 + 3 + 3 =
132 +9 Diagonalen. Dies lässt sich einfach durch Abzählen verifizieren.
5-Eckund9-Eck2.PNG
Author
... ... @@ -1,0 +1,1 @@
1 +XWiki.akukin
Größe
... ... @@ -1,0 +1,1 @@
1 +560.9 KB
Inhalt
9-Eck.PNG
Author
... ... @@ -1,0 +1,1 @@
1 +XWiki.akukin
Größe
... ... @@ -1,0 +1,1 @@
1 +576.1 KB
Inhalt
9-Eck2.PNG
Author
... ... @@ -1,0 +1,1 @@
1 +XWiki.akukin
Größe
... ... @@ -1,0 +1,1 @@
1 +679.0 KB
Inhalt
n-Eck.PNG
Author
... ... @@ -1,0 +1,1 @@
1 +XWiki.akukin
Größe
... ... @@ -1,0 +1,1 @@
1 +390.6 KB
Inhalt