Änderungen von Dokument BPE 12.1 Potenzen mit rationalem Exponenten, Normdarstellung
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Zusammenfassung
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Details
- Seiteneigenschaften
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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}} ... ... @@ -93,21 +93,21 @@ 93 93 == Potenzen mit Exponenten der Form 1/n == 94 94 95 95 {{aufgabe id="Zahlenfolge und Potenzen mit Exponenten 1/n" afb="II" kompetenzen="K1, K4, K5" zeit="4" quelle="Martin Rathgeb" cc="BY-SA"}} 96 -Gegeben ist folgender Zusammenhang: 95 +Gegeben ist folgender Ausschnitt aus einer Zahlenfolge: 96 +| 256 | 16 | 4 | 2 | {{formula}}\sqrt{2}{{/formula}} | 97 97 98 -| {{formula}}2^4{{/formula}} | {{formula}}2^2{{/formula}} | {{formula}}2^1{{/formula}} | {{formula}}2^{\square}{{/formula}} | {{formula}}2^{\square}{{/formula}} | 99 -| 16 | 4 | 2 | {{formula}}\square{{/formula}} | {{formula}}\square{{/formula}} | 100 - 101 101 (% style="list-style: alphastyle" %) 102 -1. Ergänzedie Tabelleso,dass derZusammenhangzwischenobererund untererZeile erhaltenbleibt.103 -1. Beschreibe das Muster der Exponentenund derzugehörigenZahlen.104 -1. Ergänze die Tabelle nach rechts umzwei weitereSpalten.105 -1. Erläutere,warumessinnvollist,die neuauftretendenExponenteninder Form {{formula}}\frac{1}{n}{{/formula}}zuschreiben.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. 106 106 {{/aufgabe}} 107 107 108 108 {{aufgabe id="Potenzen mit Exponenten 1/n – Bedeutung klären" afb="II-III" kompetenzen="K1, K4" zeit="5" quelle="Martin Rathgeb" cc="BY-SA"}} 109 109 Gegeben sind die Gleichungen: 107 + 110 110 {{formula}}(16^{\frac{1}{2}})^2 = 16,\quad (8^{\frac{1}{3}})^3 = 8,\quad (16^{\frac{1}{4}})^4 = 16{{/formula}} 109 + 111 111 (% style="list-style: alphastyle" %) 112 112 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. 113 113 1. Vergleiche die Ergebnisse und beschreibe, wann eine und wann mehrere Zahlen möglich sind. ... ... @@ -119,9 +119,9 @@ 119 119 120 120 | {{formula}}2^4{{/formula}} | {{formula}}2^2{{/formula}} | {{formula}}2^1{{/formula}} | {{formula}}2^{\frac{1}{2}}{{/formula}} | {{formula}}2^{\frac{1}{4}}{{/formula}} | 121 121 | 16 | 4 | 2 | {{formula}}\square{{/formula}} | {{formula}}\square{{/formula}} | 122 -{/aufgabe}} 121 +{{/aufgabe}} 123 123 124 -{{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"}} 125 125 Gib in Wurzelschreibweise an und berechne, wenn möglich. 126 126 (% style="list-style: alphastyle" %) 127 127 1. {{formula}}81^{\frac{1}{2}}{{/formula}} ... ... @@ -136,24 +136,40 @@ 136 136 1. {{formula}}\sqrt[4]{9^2}{{/formula}} 137 137 1. {{formula}}\sqrt[a]{b^c}{{/formula}} 138 138 {{/aufgabe}} 139 -{{/aufgabe}} 140 140 141 141 == Potenzen mit rationalen Exponenten == 142 142 143 -{{aufgabe id="Zahlenfolge und Potenzen der Form m/n" afb="II" kompetenzen="K1, K4, K5" zeit="4" quelle="Martin Rathgeb" cc="BY-SA"}} 144 -Gegeben ist folgender Zusammenhang: 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}} | 145 145 146 -| {{formula}}2^2{{/formula}} | {{formula}}2^1{{/formula}} | {{formula}}2^{\frac{1}{2}}{{/formula}} | {{formula}}2^{\frac{3}{2}}{{/formula}} | {{formula}}2^{\square}{{/formula}} | 147 -| 4 | 2 | {{formula}}\square{{/formula}} | {{formula}}\square{{/formula}} | {{formula}}\square{{/formula}} | 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. 150 +{{/aufgabe}} 148 148 152 +{{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 + 149 149 (% style="list-style: alphastyle" %) 150 -1. Ergänze die Tabelle so, dass der Zusammenhang zwischen oberer und unterer Zeile erhalten bleibt. 151 -1. Beschreibe das Muster der Exponenten und der zugehörigen Zahlen. 152 -1. Ergänze die Tabelle nach rechts um zwei weitere Spalten. 153 -1. Erläutere, warum es sinnvoll ist, die neu auftretenden Exponenten in der Form {{formula}}\frac{m}{n}{{/formula}} zu schreiben. 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. 154 154 {{/aufgabe}} 155 155 156 -{{aufgabe id="Lücken bei der Wurzel- und Potenzschreibweise" afb="II" kompetenzen="K5" quelle="Böhringer, Hauptmann,Könings" cc="BY-SA" zeit="3"}} 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"}} 157 157 Ermittle die fehlenden Zahlen in den Lücken: 158 158 (% style="list-style: alphastyle" %) 159 159 1. {{formula}}a^{\frac{\square}{4}}=\sqrt[\square]{a^5}{{/formula}} ... ... @@ -162,30 +162,73 @@ 162 162 1. {{formula}}\sqrt[4]{d^{\frac{2}{3}}}= d^{\frac{\square}{6}}{{/formula}} 163 163 {{/aufgabe}} 164 164 165 -{{aufgabe id="Rationale Exponenten – Definition festlegen" afb="III" kompetenzen="K1, K4" zeit="6" quelle="Martin Rathgeb" cc="BY-SA"}} 166 -Für Potenzen mit rationalen Exponenten werden zwei mögliche Darstellungen vorgeschlagen: 167 -{{formula}}a^{\frac{m}{n}} = (a^{\frac{1}{n}})^m \quad \text{und} \quad a^{\frac{m}{n}} = (a^m)^{\frac{1}{n}}{{/formula}} 180 +== Zehnerpotenzen und Normdarstellung == 168 168 182 +{{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: 184 + 185 +| 1 | 10 | 100 | 1000 | 10000 | 186 + 169 169 (% style="list-style: alphastyle" %) 170 -1. Berechnefür{{formula}}a=16,\m=3,\ n=2{{/formula}}und{{formula}}a=8,\ m=2,\n=3{{/formula}}jeweils beide Terme und vergleiche die Ergebnisse.171 -1. UntersucheweitereBeispieleeigenerWahl(z.B. {{formula}}a=-8,\ m=2,\n=3{{/formula}})undprüfe, ob beide DarstellungenstetsdenselbenWertliefern.172 -1. Diskutiere,welcheSchwierigkeitenbei der VerwendungderbeidenDarstellungenauftretenkönnen(z. B. beinegativenZahlen odergeraden Exponenten).173 -1. Legefest, welche derbeidenDarstellungensichbesseralsallgemeineDefinitionfür {{formula}}a^{\frac{m}{n}}{{/formula}}eignet,undbegründedeineEntscheidung.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. 174 174 {{/aufgabe}} 175 175 176 -== Zehnerpotenzen und Normdarstellung == 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: 177 177 178 -{{aufgabe id="Normdarstellungen und Namen großer Zahlen mit Zehnerpotenzen" afb="II" kompetenzen="K5" quelle="Team KS Offenburg" cc="BY-SA" zeit="3"}} 179 -Gegeben sind die beiden Zahl(darstellung)en {{formula}}123 \cdot 10^{12}{{/formula}} und {{formula}}7,32 \cdot 10^{10}{{/formula}}. 197 +{{formula}}3 \cdot 10^5,\quad 7 \cdot 10^{-3},\quad 1{,}2 \cdot 10^2,\quad 9 \cdot 10^{-5}{{/formula}} 180 180 181 -(% class="abc" %) 182 -1. Beurteile, ob die Zahlen in Normdarstellung angegeben sind; korrigiere andernfalls. 183 -1. Nenne die Namen der Zahlen. 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}}. 184 184 {{/aufgabe}} 185 185 186 -{{aufgabe id=" Größenzuordnung beiNormdarstellungundZehnerpotenzen" afb="II" kompetenzen="K2, K4,K6" quelle="TeamKS Offenburg" cc="BY-SA"zeit="3"}}187 -Gegeben sind die drei Zahl(darstellung)en{{formula}}7 \cdot 10^{-5}{{/formula}}, {{formula}}1 \cdot 10^{2}{{/formula}} und{{formula}}1 \cdot 10^{-10}{{/formula}}.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: 188 188 209 +{{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. (((Interpretieren der WTR-Anzeige: Gib in wissenschaftlicher Schreibweise und als Dezimalzahl an. 237 +[[image:Taschenrechnerdisplay.png||width="100"]]\ 238 +[[image:Taschenrechnerdisplay_1.png||width="100"]] 239 +))) 240 +{{/aufgabe}} 241 + 242 +{{aufgabe id="Größenzuordnung bei Normdarstellung und Zehnerpotenzen" afb="II" kompetenzen="K4" quelle="Team KS Offenburg" cc="BY-SA" zeit="4"}} 243 +Gegeben sind folgende Zahl(darstellung)en: 244 + 245 +{{formula}}7 \cdot 10^{-5},\quad 1 \cdot 10^{2},\quad 1 \cdot 10^{-10}{{/formula}}. 246 + 189 189 Außerdem passen folgende Beispiele zu den gegebenen Größen: 190 190 Länge eines Fußballfeldes 191 191 Durchmesser eines Atoms ... ... @@ -192,26 +192,13 @@ 192 192 Dicke eines menschlichen Haares 193 193 194 194 (% class="abc" %) 195 -1. Ordne die gegebenenZahlen der Größe nach (von klein nach groß) undordnesie gleichzeitigdemjeweilspassenden Beispielbegründet zu.253 +1. Ordne die Zahlen der Größe nach (von klein nach groß) und begründe ihre Zuordnung zu den Beispielen. 196 196 1. Erläutere, warum die Darstellung mit Zehnerpotenzen besonders geeignet ist, um sehr große und sehr kleine Größen miteinander zu vergleichen. 197 197 {{/aufgabe}} 198 198 199 -{{aufgabe id="Darstellungwechsel begründen" afb="III" kompetenzen="K1, K2, K4, K6" zeit="6" quelle="Team KS Offenburg" cc="by-sa"}} 200 -Gegeben ist die Zahl {{formula}} 0,0004 {{/formula}}. 201 - 257 +{{aufgabe id="Normdarstellung des Taschenrechners" afb="II" kompetenzen="K5" zeit="4" quelle="Böhringer, Hauptmann, Könings" cc="by-sa"}} 202 202 (% class="abc" %) 203 -1. (((Stelle die Zahl jeweils in den folgenden Darstellungsformen dar: 204 -1. in Prozent 205 -1. als vollständig gekürzter Bruch 206 -1. als Zahl mit negativem Exponenten der Form {{formula}}x^{-2}{{/formula}} 207 -1. als Zehnerpotenz (mind. 2 Beispiele) 208 -1. als Zahl in Normdarstellung))) 209 -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. 210 -{{/aufgabe}} 211 - 212 -{{aufgabe id="Normdarstellung des Taschenrechners" afb="II" kompetenzen="K4, K5" zeit="4" quelle="Böhringer, Hauptmann, Könings" cc="by-sa"}} 213 -(% class="abc" %) 214 -1. Gib das Ergebnis des Taschenrechners in wissenschaftlicher Schreibweise und als Dezimalzahl an. 259 +1. Gib die Ergebnisse in wissenschaftlicher Schreibweise und als Dezimalzahl an. 215 215 [[image:Taschenrechnerdisplay.png||width="100"]] 216 216 1. Ermittle die Ausgabe des Taschenrechners in wissenschaftlicher Schreibweise. 217 217 [[image:Taschenrechnerdisplay_1.png||width="100"]]
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... ... @@ -1,0 +1,1 @@ 1 +XWiki.holgerengels - Kommentar
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... ... @@ -1,0 +1,1 @@ 1 +gelöscht - Datum
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... ... @@ -1,0 +1,1 @@ 1 +2026-04-24 08:42:27.716 - Antwort an
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