Änderungen von Dokument BPE 12.1 Potenzen mit rationalem Exponenten, Normdarstellung
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Zusammenfassung
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Details
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- Inhalt
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... ... @@ -37,6 +37,7 @@ 37 37 {{aufgabe id="Zahlenfolge und Potenzschreibweise" afb="II" kompetenzen="K1, K4, K5" zeit="4" quelle="Martin Rathgeb" cc="BY-SA"}} 38 38 Gegeben ist folgender Ausschnitt aus einer Zahlenfolge: 39 39 | 16 | 8 | 4 | 2 | 1 | 40 + 40 40 (% style="list-style: alphastyle" %) 41 41 1. Stelle die fünf Zahlen in der Form {{formula}}2^n{{/formula}} dar. 42 42 1. Beschreibe das Muster der Zahlenfolge und das Muster in der Potenzdarstellung. ... ... @@ -75,15 +75,13 @@ 75 75 1. Bestimme zu jeder Angabe eine passende Potenzdarstellung von {{formula}}\frac{1}{81}{{/formula}}, falls möglich. 76 76 1. Vergleiche die gefundenen Darstellungen und gib an, welche übereinstimmen. 77 77 1. Erläutere an zwei passenden Darstellungen, wie sich der Exponent verändert, wenn man die Basis durch ihren Kehrbruch ersetzt. 78 -1. Gib eine weitere Potenzdarstellung von {{formula}}\frac{1}{81}{{/formula}} an. 79 79 {{/aufgabe}} 80 80 81 81 {{aufgabe id="Negative Exponenten – Gleichungen untersuchen" afb="II-III" kompetenzen="K1, K4, K5" zeit="6" quelle="Team KS Offenburg (überarbeitet von Martin Rathgeb)" cc="BY-SA"}} 82 82 Gegeben sind drei Gleichungen ({{formula}}x \in \mathbb{R},\ x \ne 0{{/formula}}): 83 -G1. {{formula}}x^{-1} = -x{{/formula}} 84 -G2. {{formula}}x^{-1} = \frac{1}{x}{{/formula}} 85 -G3. {{formula}}x^{-1} = x{{/formula}} 86 86 84 +{{formula}}x^{-1} = -x,\quad x^{-1} = \frac{1}{x},\quad x^{-1} = x{{/formula}} 85 + 87 87 (% style="list-style: alphastyle" %) 88 88 1. Gib zu jeder Gleichung passende Beispiele oder Gegenbeispiele an. 89 89 1. Ordne die Gleichungen den folgenden Gleichungen zu und begründe: {{formula}}1=1,\quad x^2=-1,\quad x^2=1{{/formula}} ... ... @@ -92,9 +92,22 @@ 92 92 93 93 == Potenzen mit Exponenten der Form 1/n == 94 94 94 +{{aufgabe id="Zahlenfolge und Potenzen mit Exponenten 1/n" afb="II" kompetenzen="K1, K4, K5" zeit="4" quelle="Martin Rathgeb" cc="BY-SA"}} 95 +Gegeben ist folgender Ausschnitt aus einer Zahlenfolge: 96 +| 256 | 16 | 4 | 2 | {{formula}}\sqrt{2}{{/formula}} | 97 + 98 +(% style="list-style: alphastyle" %) 99 +1. Stelle die Zahlen in der Form {{formula}}2^k{{/formula}} dar. 100 +1. Beschreibe das Muster der Zahlenfolge und das Muster in der Potenzdarstellung. 101 +1. Ergänze die Folge nach rechts um ein weiteres Glied. 102 +1. Ordne auch dem neuen Glied eine passende Potenz der Form {{formula}}2^k{{/formula}} zu und erläutere, warum dabei Exponenten //k// der Form {{formula}}\frac{1}{n}{{/formula}} auftreten. 103 +{{/aufgabe}} 104 + 95 95 {{aufgabe id="Potenzen mit Exponenten 1/n – Bedeutung klären" afb="II-III" kompetenzen="K1, K4" zeit="5" quelle="Martin Rathgeb" cc="BY-SA"}} 96 96 Gegeben sind die Gleichungen: 107 + 97 97 {{formula}}(16^{\frac{1}{2}})^2 = 16,\quad (8^{\frac{1}{3}})^3 = 8,\quad (16^{\frac{1}{4}})^4 = 16{{/formula}} 109 + 98 98 (% style="list-style: alphastyle" %) 99 99 1. Bestimme jeweils alle Zahlen, die für {{formula}}16^{\frac{1}{2}}{{/formula}}, {{formula}}8^{\frac{1}{3}}{{/formula}} und {{formula}}16^{\frac{1}{4}}{{/formula}} in Frage kommen. 100 100 1. Vergleiche die Ergebnisse und beschreibe, wann eine und wann mehrere Zahlen möglich sind. ... ... @@ -101,23 +101,14 @@ 101 101 1. Lege fest, welche dieser Zahlen durch die Potenzschreibweise bezeichnet wird, und begründe deine Entscheidung. 102 102 {{/aufgabe}} 103 103 104 -{{aufgabe id="Wertetabelle mit Exponenten der Form1/n" afb="I" kompetenzen="K4, K5" quelle="Holger Engels" cc="BY-SA" zeit="3"}}116 +{{aufgabe id="Wertetabelle mit Exponenten 1/n" afb="I" kompetenzen="K4, K5" quelle="Holger Engels" cc="BY-SA" zeit="3"}} 105 105 Ergänze die Wertetabelle: 106 106 107 107 | {{formula}}2^4{{/formula}} | {{formula}}2^2{{/formula}} | {{formula}}2^1{{/formula}} | {{formula}}2^{\frac{1}{2}}{{/formula}} | {{formula}}2^{\frac{1}{4}}{{/formula}} | 108 108 | 16 | 4 | 2 | {{formula}}\square{{/formula}} | {{formula}}\square{{/formula}} | 109 - 110 -Beschreibe das Muster der Exponenten. 111 111 {{/aufgabe}} 112 112 113 -{{aufgabe id="Wertetabelle mit Exponenten der Form 1/n" afb="I" kompetenzen="K4, K5" quelle="Holger Engels" cc="BY-SA" zeit="3"}} 114 -Ergänze die Wertetabelle: 115 -| {{formula}}2^4{{/formula}} | {{formula}}2^2{{/formula}} | {{formula}}2^1{{/formula}} | {{formula}}2^{\frac{1}{2}}{{/formula}} | {{formula}}2^{\frac{1}{4}}{{/formula}} | 116 -| 16 | 4 | 2 | {{formula}}\square{{/formula}} | {{formula}}\square{{/formula}} | 117 -Beschreibe das Muster der Exponenten. 118 -{{/aufgabe}} 119 - 120 -{{aufgabe id="Von der Potenz- zur Wurzelschreibweise" afb="II" kompetenzen="K5, K6" zeit="2" quelle="Böhringer, Hauptmann,Könings" cc="BY-SA"}} 123 +{{aufgabe id="Von der Potenz- zur Wurzelschreibweise" afb="II" kompetenzen="K5, K6" zeit="2" quelle="Böhringer, Hauptmann, Könings" cc="BY-SA"}} 121 121 Gib in Wurzelschreibweise an und berechne, wenn möglich. 122 122 (% style="list-style: alphastyle" %) 123 123 1. {{formula}}81^{\frac{1}{2}}{{/formula}} ... ... @@ -135,20 +135,37 @@ 135 135 136 136 == Potenzen mit rationalen Exponenten == 137 137 138 -{{aufgabe id="Darstellungwechsel begründen" afb="III" kompetenzen="K1, K2, K4, K6" zeit="6" quelle="Team KS Offenburg" cc="by-sa"}} 139 -Gegeben ist die Zahl {{formula}} 0,0004 {{/formula}}. 141 +{{aufgabe id="Zahlenfolge und Potenzen mit Exponenten m/n" afb="II-III" kompetenzen="K1, K4, K5" zeit="5" quelle="Martin Rathgeb" cc="BY-SA"}} 142 +Gegeben ist folgender Ausschnitt aus einer Zahlenfolge: 143 +| {{formula}}\sqrt{2}{{/formula}} | 2 | {{formula}}2\sqrt{2}{{/formula}} | 4 | {{formula}}4\sqrt{2}{{/formula}} | 140 140 141 -(% class="abc" %) 142 -1. (((Stelle die Zahl jeweils in den folgenden Darstellungsformen dar: 143 -1. in Prozent 144 -1. als vollständig gekürzter Bruch 145 -1. als Zahl mit negativem Exponenten der Form {{formula}}x^{-2}{{/formula}} 146 -1. als Zehnerpotenz (mind. 2 Beispiele) 147 -1. als Zahl in Normdarstellung))) 148 -1. Erläutere, worin sich diese Darstellungen unterscheiden und für welche Zwecke jeweils eine Darstellung besonders geeignet ist. Gehe dabei auf mindestens zwei verschiedene Darstellungsformen ein. 145 +(% style="list-style: alphastyle" %) 146 +1. Stelle die Zahlen in der Form {{formula}}2^k{{/formula}} dar. 147 +1. Beschreibe das Muster der Zahlenfolge und das Muster in der Potenzdarstellung. 148 +1. Ergänze die Folge nach links und rechts um je zwei Folgenglieder. 149 +1. Ordne auch den vier neuen Zahlen jeweils eine passende Potenz der Form {{formula}}2^k{{/formula}} zu und erläutere, warum dabei Exponenten der Form {{formula}}\frac{m}{n}{{/formula}} auftreten. 149 149 {{/aufgabe}} 150 150 151 -{{aufgabe id="Lücken bei der Wurzel- und Potenzschreibweise" afb="II" kompetenzen="K5" quelle="Böhringer, Hauptmann,Könings" cc="BY-SA" zeit="3"}} 152 +{{aufgabe id="Rationale Exponenten – eine geeignete Definition begründen" afb="III" kompetenzen="K1, K2, K4" zeit="8" quelle="Martin Rathgeb" cc="BY-SA"}} 153 +Für Potenzen mit rationalen Exponenten werden zwei mögliche Darstellungen vorgeschlagen: 154 + 155 + {{formula}}a^{\frac{m}{n}} = (a^{\frac{1}{n}})^m \quad \text{und} \quad a^{\frac{m}{n}} = (a^m)^{\frac{1}{n}}{{/formula}} 156 + 157 +(% style="list-style: alphastyle" %) 158 +1. Berechne für {{formula}}a=16,\ m=3,\ n=2{{/formula}} und {{formula}}a=8,\ m=2,\ n=3{{/formula}} jeweils beide Terme und vergleiche die Ergebnisse. 159 +1. Untersuche weitere Beispiele (z.B. {{formula}}a=-8,\ m=2,\ n=3{{/formula}}) und prüfe, ob beide Darstellungen stets denselben Wert liefern. 160 +1. Beurteile, welche der beiden Darstellungen sich als allgemeine Definition für a^{m/n} eignet, und begründe deine Entscheidung. 161 +{{/aufgabe}} 162 + 163 +{{aufgabe id="Rationale Exponenten – Definition anwenden" afb="I-II" kompetenzen="K4, K5" zeit="3" quelle="Martin Rathgeb" cc="BY-SA"}} 164 +Berechne die folgenden Potenzen. Verwende dabei die Darstellung {{formula}}(a^{\frac{1}{n}})^m{{/formula}}. 165 +(% style="list-style: alphastyle" %) 166 +1. {{formula}}16^{\frac{3}{2}}{{/formula}} 167 +1. {{formula}}27^{\frac{2}{3}}{{/formula}} 168 +1. {{formula}}81^{\frac{3}{4}}{{/formula}} 169 +{{/aufgabe}} 170 + 171 +{{aufgabe id="Lücken bei der Wurzel- und Potenzschreibweise" afb="II" kompetenzen="K5" quelle="Böhringer, Hauptmann, Könings" cc="BY-SA" zeit="5"}} 152 152 Ermittle die fehlenden Zahlen in den Lücken: 153 153 (% style="list-style: alphastyle" %) 154 154 1. {{formula}}a^{\frac{\square}{4}}=\sqrt[\square]{a^5}{{/formula}} ... ... @@ -159,17 +159,74 @@ 159 159 160 160 == Zehnerpotenzen und Normdarstellung == 161 161 162 -{{aufgabe id=" NormdarstellungenundNamen großerZahlenmit Zehnerpotenzen" afb="II" kompetenzen="K5" quelle="TeamKS Offenburg" cc="BY-SA"zeit="3"}}163 -Gegeben sind die beiden Zahl(darstellung)en{{formula}}123\cdot10^{12}{{/formula}}und{{formula}}7,32\cdot 10^{10}{{/formula}}.182 +{{aufgabe id="Zehnerpotenzen – Muster erkennen" afb="II" kompetenzen="K4, K5" zeit="4" quelle="Martin Rathgeb" cc="BY-SA"}} 183 +Gegeben ist folgender Ausschnitt aus einer Zahlenfolge: 164 164 165 -(% class="abc" %) 166 -1. Beurteile, ob die Zahlen in Normdarstellung angegeben sind; korrigiere andernfalls. 167 -1. Nenne die Namen der Zahlen. 185 +| 1 | 10 | 100 | 1000 | 10000 | 186 + 187 +(% style="list-style: alphastyle" %) 188 +1. Stelle die Zahlen in der Form {{formula}}10^n{{/formula}} dar. 189 +1. Beschreibe das Muster der Zahlenfolge und das Muster in der Potenzdarstellung. 190 +1. Ergänze die Folge nach rechts und nach links um je zwei weitere Glieder. 191 +1. Erläutere, warum Zehnerpotenzen besonders geeignet sind, um sehr große und sehr kleine Zahlen darzustellen. 168 168 {{/aufgabe}} 169 169 170 -{{aufgabe id=" GrößenzuordnungbeiNormdarstellungund Zehnerpotenzen" afb="II" kompetenzen="K2, K4, K6" quelle="TeamKS Offenburg" cc="BY-SA"zeit="3"}}171 -Gegeben sind die drei Zahl(darstellung)en{{formula}}7 \cdot10^{-5}{{/formula}}, {{formula}}1 \cdot 10^{2}{{/formula}} und {{formula}}1 \cdot 10^{-10}{{/formula}}.194 +{{aufgabe id="Zehnerpotenzen – Größen vergleichen" afb="II-III" kompetenzen="K1, K2, K4" zeit="5" quelle="Martin Rathgeb" cc="BY-SA"}} 195 +Gegeben sind folgende Maßzahlen: 172 172 197 +{{formula}}3 \cdot 10^5,\quad 7 \cdot 10^{-3},\quad 1{,}2 \cdot 10^2,\quad 9 \cdot 10^{-5}{{/formula}} 198 + 199 +(% style="list-style: alphastyle" %) 200 +1. Ordne die Maßzahlen der Größe nach. 201 +1. Begründe deine Ordnung, ohne die Zahlen vollständig auszurechnen. Gehe dabei auch auf die Behauptung ein: 202 +//„{{formula}}9 \cdot 10^{-5}{{/formula}} ist größer als {{formula}}7 \cdot 10^{-3}{{/formula}}, weil 9 größer als 7 ist.“// 203 +1. Beschreibe eine Strategie zum Vergleichen von Zahlen der Form {{formula}}\pm a \cdot 10^n{{/formula}}. 204 +{{/aufgabe}} 205 + 206 +{{aufgabe id="Normdarstellung – Notwendigkeit erkennen" afb="II-III" kompetenzen="K1, K4" zeit="4" quelle="Martin Rathgeb" cc="BY-SA"}} 207 +Gegeben sind Darstellungen derselben Zahl: 208 + 209 +{{formula}}0{,}00045,\quad 4{,}5 \cdot 10^{-4},\quad 45 \cdot 10^{-5},\quad 0{,}45 \cdot 10^{-3}{{/formula}} 210 + 211 +(% style="list-style: alphastyle" %) 212 +1. Überprüfe, dass alle Darstellungen denselben Wert beschreiben. 213 +1. Vergleiche die Darstellungen hinsichtlich ihrer Übersichtlichkeit. 214 +1. Beschreibe, wodurch sich {{formula}}4{,}5 \cdot 10^{-4}{{/formula}} von den anderen unterscheidet. 215 +1. Erläutere, warum man Zahlen in Normdarstellung angibt. 216 +{{/aufgabe}} 217 + 218 +{{aufgabe id="Normdarstellung – Fehler erkennen" afb="II-III" kompetenzen="K1, K4, K5" zeit="5" quelle="Martin Rathgeb" cc="BY-SA"}} 219 +Gegeben sind Vorschläge: 220 + 221 +* {{formula}}0{,}0045 = 4{,}5 \cdot 10^{-3}{{/formula}} 222 +* {{formula}}0{,}0045 = 45 \cdot 10^{-4}{{/formula}} 223 +* {{formula}}4500 = 4{,}5 \cdot 10^{3}{{/formula}} 224 +* {{formula}}4500 = 0{,}45 \cdot 10^{4}{{/formula}} 225 + 226 +(% style="list-style: alphastyle" %) 227 +1. Prüfe die Darstellungen und korrigiere falsche. 228 +1. Ordne Fehlerarten zu. 229 +1. Formuliere Bedingungen für eine Normdarstellung. 230 +{{/aufgabe}} 231 + 232 +{{aufgabe id="Normdarstellung – Anwenden und interpretieren" afb="II" kompetenzen="K4, K5" zeit="4" quelle="kombiniert" cc="BY-SA"}} 233 +(% style="list-style: alphastyle" %) 234 +1. Prüfe, ob {{formula}}123 \cdot 10^{12}{{/formula}} und {{formula}}7{,}32 \cdot 10^{10}{{/formula}} Normdarstellungen sind, und korrigiere sie. 235 +1. Ordne die Zahlen {{formula}}7 \cdot 10^{-5},\ 1 \cdot 10^{2},\ 1 \cdot 10^{-10}{{/formula}} passenden Größenbeispielen zu. 236 +1. (((WTR-Anzeige: 237 +1. Gib die Ergebnisse in wissenschaftlicher Schreibweise und als Dezimalzahl an. 238 +[[image:Taschenrechnerdisplay.png||width="100"]] 239 +1. Ermittle die Ausgabe des Taschenrechners in wissenschaftlicher Schreibweise. 240 +[[image:Taschenrechnerdisplay_1.png||width="100"]] 241 +[[image:Taschenrechnerdisplay_2.png||width="100"]] 242 +))) 243 +{{/aufgabe}} 244 + 245 +{{aufgabe id="Größenzuordnung bei Normdarstellung und Zehnerpotenzen" afb="II" kompetenzen="K4" quelle="Team KS Offenburg" cc="BY-SA" zeit="4"}} 246 +Gegeben sind folgende Zahl(darstellung)en: 247 + 248 +{{formula}}7 \cdot 10^{-5},\quad 1 \cdot 10^{2},\quad 1 \cdot 10^{-10}{{/formula}}. 249 + 173 173 Außerdem passen folgende Beispiele zu den gegebenen Größen: 174 174 Länge eines Fußballfeldes 175 175 Durchmesser eines Atoms ... ... @@ -176,14 +176,13 @@ 176 176 Dicke eines menschlichen Haares 177 177 178 178 (% class="abc" %) 179 -1. Ordne die gegebenenZahlen der Größe nach (von klein nach groß) undordnesie gleichzeitigdemjeweilspassenden Beispielbegründet zu.256 +1. Ordne die Zahlen der Größe nach (von klein nach groß) und begründe ihre Zuordnung zu den Beispielen. 180 180 1. Erläutere, warum die Darstellung mit Zehnerpotenzen besonders geeignet ist, um sehr große und sehr kleine Größen miteinander zu vergleichen. 181 181 {{/aufgabe}} 182 182 183 - 184 -{{aufgabe id="Normdarstellung des Taschenrechners" afb="II" kompetenzen="K4, K5" zeit="4" quelle="Böhringer, Hauptmann, Könings" cc="by-sa"}} 260 +{{aufgabe id="Normdarstellung des Taschenrechners" afb="II" kompetenzen="K5" zeit="4" quelle="Böhringer, Hauptmann, Könings" cc="by-sa"}} 185 185 (% class="abc" %) 186 -1. Gib d asErgebnisdesTaschenrechnersin wissenschaftlicher Schreibweise und als Dezimalzahl an.262 +1. Gib die Ergebnisse in wissenschaftlicher Schreibweise und als Dezimalzahl an. 187 187 [[image:Taschenrechnerdisplay.png||width="100"]] 188 188 1. Ermittle die Ausgabe des Taschenrechners in wissenschaftlicher Schreibweise. 189 189 [[image:Taschenrechnerdisplay_1.png||width="100"]]
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