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Analysis 1 | Geraden und Parabeln: Geradengleichung bestimmen über Punktsteigungsform PSF, Beispiel 5 | A.02.09

Hat man von einer Geraden einen Punkt und die Steigung gegeben, kann man die Geradengleichung recht einfach bestimmen. Eine der Möglichkeiten wäre die Steigung und die Koordinaten des Punktes für “m”, “x0” und “y0” in die Punkt-Steigungs-Form (PSF) ein und löst nach “y” auf. Wie lautet die Gleichung der PSF überhaupt? Es gibt mehrere Möglichkeiten für die PSF. Hier die beiden wichtigsten: a) “y=m*(x-x0)+y0” b) “m=(y-y0)/(x-x0)”


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Analysis 1 | Geraden und Parabeln: Geradengleichung bestimmen über Zwei-Punkte-Form ZPF, Beispiel 2 | A.02.10

Kennt man von einer Geraden zwei Punkte (durch welche die Gerade geht), kann man die Geradengleichung recht einfach bestimmen. Eine der Möglichkeiten wäre die Koordinaten der Punkte für “x1”, “x2”, “y1” und “y2” in die Zwei-Punkte-Form (ZPF oder 2PF) ein und löst nach “y” auf. Wie lautet die Gleichung der ZPF überhaupt? Es gibt mehrere Möglichkeiten dafür. Hier die beiden wichtigsten: a) “(y2-y1)/(x2-x1)=(y-y1)/(x-x1)” b) “y=(y2-y1)/(x2-x1)*(x-x1)+y1”


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Seitenhalbierende berechnen | A.02.12

Wie berechnet man die Gleichung einer Seitenhalbierenden? Na ja, eine Seitenhalbierende geht durch einen Punkt und die Mitte der gegenüberliegenden Seite. Also bestimmt man den Mittelpunkt der gegenüberliegenden Seite (siehe A.01.01) und hat nun zwei Punkte, durch welche die Gerade geht. Nun kann man die Geradengleichung über die beiden Punkte bestimmen (siehe A.02.10 bzw. A.02.11). Übrigens berechnet man den Schnittpunkt von 2 oder 3 Seitenhalbierenden, so erhält man den Schwerpunkt des Dreiecks.


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Analysis 1 | Geraden und Parabeln: Geradengleichung der Höhe berechnen, Beispiel 1 | A.02.13

Wie berechnet man die Gleichung einer Höhe? Eine Höhe steht senkrecht auf einer Dreiecksseite und geht durch den gegenüber liegenden Punkt. Dadurch, dass die Höhe senkrecht auf der Dreiecksseite steht, kann man ihre Steigung berechnen (man berechnet zuerst die Steigung der Dreiecksseite, davon nimmt man den negativen Kehrwert, denn dadurch, dass beide senkrecht aufeinander stehen verwendet man die Theorie von orthogonalen Geraden: die Steigung der einen Gerade ist der negative Kehrwert der anderen). Mit der Steigung der Höhe und dem gegenüber liegenden Punkt bestimmt man nun die Geradengleichung der Höhe (A.02.08 und A.02.09).


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Analysis 1 | Geraden und Parabeln: Winkel und Anstiegswinkel von Geraden berechnen | A.02.15

Es gibt nur zwei Formeln, um Winkel zu berechnen. Die etwas hässlichere Formel finden Sie im nächsten Kapitel. Die einfachere Formel lautet “m=tan(alpha)”. Hierbei ist “m” die Steigung der Geraden und alpha immer der Winkel zwischen dieser Geraden und der x-Achse (oder einer anderen waagerechten Gerade). Diesen Winkel nennt man auch Anstiegswinkel. Will man den Schnittwinkel zwischen ZWEI Geraden berechnen, muss man für jede den Anstiegswinkel berechnen und diese dann zusammenzählen (oder abziehen, wenn beide Geraden steigen oder wenn beide fallen).


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Analysis 1 | Geraden und Parabeln: Schnittwinkel von Geraden berechnen | A.02.16

Es gibt nur zwei Formeln, um Winkel zu berechnen. Die eine Formel, die wir hier behandeln, sieht zwar nicht ganz einfach aus, hat den großen Vorteil, dass die Rechnungen sehr einfach werden. Die Formel lautet “tan(alpha)=(m2-m1)/(1+m1*m2)”. Hierbei sind “m1” und “m2” die Steigungen der beiden Geraden. Man setzt “m1” und “m2” in die Formel ein und erhält den Schnittwinkel “alpha”.


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Analysis 1 | Geraden und Parabeln: Geraden mit Parameter, Beispiel 1 | A.02.17

Wenn in einer Geradengleichung ein Parameter auftaucht (also zusätzlich zum “x” noch ein “t” oder “k” oder …), so spricht man von einer “Geradenschar” (man hat schließlich eine ganze Schar von Geraden). Jede einzelne Gerade nennt man “Schargerade” (eine Gerade aus dieser Schar). Die üblichen Fragen bei Geradenscharen sind Nullstellen (also y=0 setzen und nach “x” auflösen), irgendeine Punktprobe (man setzt also die Koordinaten von irgendeinem gegebenen Punkt ein und muss nach “t” auflösen), und ähnliches Zeug. Auch wenn es jetzt blöd klingt: wie bei allen Funktionenscharen begegnet man keinen anderen Fragestellungen, als bei den entsprechenden Funktionen oder Geraden ohne Parameter. Es wird nur eine Stufe hässlicher, weil man in jedem Rechenschritt diesen herrlichen, wundervollen und anmutigen Parameter mitschleppt. Und - man muss die mathematischen Theorien sehr gut kennen. Man muss also GENAU wissen, wie man Schritt für Schritt vorgeht, um Nullstellen zu berechnen, Schnittpunkte zu berechnen, Punktproben durchführt, etc.. denn genau die gleiche Abfolge macht man nun auch mitsamt Parameter.


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Analysis 1 | Geraden und Parabeln: Geraden, Gerade berechnen: Übungsaufgaben und Rechenbeispiele, Beispiel 3 | A.02.21

Wir stellen die Gleichungen von drei Geraden auf, von denen man unterschiedliche Angaben hat und damit Verschiedenes weiß. Die erste Winkelhalbierende ist von Bedeutung, wir brauchen einen Schnittpunkt und einen Schnittwinkel.


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Analysis 1 | Geraden und Parabeln: Achsparallele Flächen berechnen, Beispiel 4 | A.03.01

Falls eine Dreieckfläche oder eine Rechteckfläche mindestens eine Seite hat, die parallel zu einer der Koordinatenachsen ist, wählt man diese Seite als Grundlinie. Die Länge der Grundlinie kann man anhand der Koordinaten der Endpunkte ablesen. Die Höhe steht senkrecht auf der Grundlinie. Die Länge der Höhe kann man ebenfalls ablesen. Nun kann man über die Formel A=½*g*h (beim Dreieck) oder A=g*h (beim Rechteck) den Flächeninhalt berechnen.


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Analysis 1 | Geraden und Parabeln: Fläche eines Dreiecks mit umschriebenen Rechtecken berechnen | A.03.03

Eine recht intuitive Möglichkeit eine Dreiecksfläche im Koordinatensystem zu berechnen, kann man anwenden, wenn die Koordinaten der Eckpunkte ganzzahlig sind, dann kann man dem Dreieck nämlich ein Rechteck umschreiben. 1.Man spannt ein Rechteck um das Dreieck, so dass alle Seiten des Rechtecks parallel zur x-Achse und zur y-Achse sind und alle drei Eckpunkte des Dreiecks irgendwo auf dem Rechteck liegen. Nun entstehen außerhalb des gesuchten Dreiecks drei rechtwinklige Dreiecke. 2.Die Flächen dieser rechtwinkligen Dreiecke sind recht einfach zu berechnen. Man zieht diese Flächen von der Rechteckfläche ab und hat den gesuchten Flächeninhalt. Hört sich schlimmer an als es ist.


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