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Der Satz des Pythagoras in Worten Die Summe der Flächeninhalte der Kathetenquadrate ist gleich dem Flächeninhalt des Hypotenusenquadrates. Beweis / Herleitung des Satz des Pythagoras Im obigen Bild ist ein kleines Quadrat in ein großes Quadrat eingefügt. Beachte, dass 4 gleich große Dreiecke an den Ecken entstehen. Mit dieser Erkenntnis können wir den Satz des Pythagoras herleiten: Fläche des großen Quadrats: $(a+b)^2=a^2+2ab+b^2$ Als Summe des kleinen roten Quadrats + 4 Dreiecke (blau): $c^2+4 \cdot (\frac{1}{2} a \cdot b)$ Wir setzen beide Flächen gleich. Bildungsserver Sachsen-Anhalt - Medienpool. $a^2+2ab+b^2 = c^2+4 \cdot \frac{1}{2} a \cdot b$ $a^2+2ab+b^2=c^2+2ab$ und wir erhalten damit den Satz des Pythagoras: $a^2+b^2=c^2$ Beachte: bezeichnet man die Seiten im rechtwinkligen Dreieck anders, muss man den Satz des Pythagoras auch umstellen. Die längste Seite (das ist die Hypothenuse) steht immer im Quadrat auf der einen Seite und die anderen beiden Seiten (nennt man Katheten) stehen jeweils im Quadrat auf der anderen Seite!
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Aufgabe II. 2: Tangenten an einen Kreis Analysieren Sie folgenden Satz: Ist eine Gerade t Tangente an einen Kreis k mit dem Mittelpunkt M und ist A der Berührpunkt, so steht der Radius MA senkrecht auf t. Wie wird der Begriff "Tangente an einen Kreis" in der Sekundarstufe I (Klassenstufe 7 oder 8) üblicherweise eingeführt? Bilden Sie die Umkehrung des oben genannten Satzes. Formulieren Sie danach den Satz und seine Umkehrung zusammengefasst (unter Verwendung von "genau dann, wenn"). Vergleichen Sie die Bedeutung des oben genannten Satzes und die seiner Umkehrung in Hinblick auf die Konstruktion von Kreistangenten. Geben Sie unter Nutzung des Satzes und/oder seiner Umkehrung eine Konstruktionsvorschrift für die Tangente an einen Kreis durch einen vorgegebenen Punkt des Kreises an. Geben Sie eine für die Altersgruppe geeignete anschauliche Begründung für die von Ihnen formulierte Umkehrung (unter Berufung auf Symmetrie) an. Didaktik der Geometrie. Führen Sie einen Beweis der von Ihnen formulierten Umkehrung, der auf Grundlagen basiert, die in den betreffenden Klassenstufen zur Verfügung stehen (Hinweis: Basiswinkelsatz, Innenwinkelsatz).
Darüber hinaus wird, ausgehend von Martin Wagenscheins genetisch-sokratisch-exemplarischem Lehren ("Verstehen lehren", 1968) und Wolfgang Klafkis "Theorie der Kategorialen Bildung" (1959) – inzwischen sind beide als Klassiker der Pädagogik anerkannt – das Konzept der Lehrkunstdidaktik historisch entwickelt und ausführlich dargestellt. Im zweiten Teil werden drei Exempel Martin Wagenscheins – Entdeckung der Axiomatik am Sechsstern, Satz des Pythagoras, Nichtabbrechen der Primzahlfolge – zu Lehrstücken weiterentwickelt, mehrfach unterrichtet, reflektiert, ausgewertet und interpretiert. Dabei wird die Entwicklung didaktischer Werke in einem kumulativen Optimierungsprozess besonders deutlich. Eine komprimierte Fassung der drei Lehrstücke findet sich im MU-Schwerpunktheft "Lehrkunstdidaktik" (MU – der Mathematikunterricht, Friedrich-Verlag, Heft 6/2013). Im dritten Teil werden die Ergebnisse zusammengefasst und ausgewertet. Dabei stellt sich heraus, dass die drei Lehrstücke zum Beweisen jeweils den individualgenetischen Mitvollzug einer kulturgenetischen Leistung ermöglichen, was das Wesen des Bildungsprozesses im Sinne Klafkis und Heymanns ("Allgemeinbildung und Mathematik", 1996/2013) darstellt.