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Mathematik Sek II bereichern mit GeoGebra

2014
DASU
DASU Didaktische Arbeitsgemeinschaft Schule - Universität UniKIK Hannover
Vortrag am 11.12.20014 im Welfenschloss Raum B 305 um 16:30


"Wie unterstützt man das Verstehen von Differenzieren und Integrieren, das Verstehen des Hauptsatzes, der e-Funktion, der Extremwertaufgaben? Wie kann ein Zusammenspiel von graphischen Darstellungen und CAS-Einsatz zu neuen Erkenntnissen führen? Wie kann man das Verstehen in der Stochastik fördern?"
Vortrag
HinweisSeit GeoGebra 5 werden die "normalen" Applets nicht mehr unterstützt. Vorgesehen ist: Der Autor lädt seine Datei, die er frei oder an eine eingeschränkte Personengruppe weitergeben möchte, nach GeoGebra-Tube hoch. Den Link zu der Datei kann er entsprechend zugänglich machen.
Hier sind (vorläufig) nur die *.ggb-Dateien direkt verlinkt. Man braucht lediglich das freie GeoGebra von www.geogebra.org auf dem Rechner zu haben.
Wenn ich 'mal Zeit habe, landen diese Dateien auch bei GeoGebra-Tube, denn dort kann man auch noch "Nutzungsinfos" für Lehrer und Schüler getrennt eingeben.
Funktionen
  • Mehrfache Nullstellen von Polynomen
    GeoGebra: vielfältiger Einsatz von Schiebereglern, Dynamische Anzeige, Achse zusammenziehen
    Vieta lässt grüßen,download

  • Stehende Wellen in der Posaune
    GeoGebra: Anzeige abhängig von Bedingungen
    Posaune,download

  • Klangfarbe verstehen
    GeoGebra:Zusammenspiel Tabelle und Graphik
    Obertöne,download

  • Eine Schwebung entsteht beim gleichzeitigen Klingen eng benachbarter Töne
    Schwebungen,download

  • Ein um eine Oktave tieferer Kombinationston entsteht, Grundton und Quinte gleichzeitig klingen.
    Kombinationstöne,download

  • Modellierung von Wirtschaftsfunktionen zeigt erstaunliche Empfindlichkeit der Wirtschaftsparameter von der Kostenfunktion
    GeoGebra: freies Polynom aus Punkten
    Wirtschaftsfunktionen,download

  • Polynom im Affenkasten
    Überraschungen bei Polynomen 3. Grades,download
    Mein altes Lieblingsthema: Polynome im Affenkasten

  • Gebrochen rationale Funktion
    Wenn ein Linearfaktor gekürzt werden kann, verhalten sich die Mathematiksysteme unterschiedlich.
    GeoGebra zeigt im Algebrafenster die Lücke wirklich, im CAS wird sofort gekürzt. (Das habe ich im Entwicklerforum gepostet, mal sehen was passiert)
    Polynombruch mit Kürzungsmöglichkeit,download

  • Differenzieren
  • Einführung der Ableitung mit frei ziehbarem Polynom 5. Grades, Möglichkeit Freihand-Ableiten vorzubereiten.
    Zeichnen in GeoGebra selbst.
    Fahrrad auf freier Kurve,download
    Hinweis: das schöne Fahrrad hat mein Kollege Prof. Dieter Riebesehl erzeugt. Es ist an Punkt P auf f gebunden.

  • Einfachere Vorbereitung mit Parabel
    Fahrrad auf Parabel,download

  • Vertieftes Arbeiten mit dem Differenzenquotienten,Definitions-Lücke
    GeoGebra: zwei aufeinander bezogene Grafikfenster
    Parabel mit Fahrrad und Sekantensteigungsfunktion,download

  • Qualitatives Ableiten mit Felderabstreichen
    Aufstellen des Termes eines Polynoms aus Nullstellen
    GeoGebra: Einsatz des Stiftes
    Polynom für qualitative Ableitung,download

  • e-Funktion
  • Einführung der e-Funktion als diejenige Exponentialfunktion, die in (0/1) die Steigung 1 hat. Bestimmung von e auf 4 Dezimalen.Diese Datei kann schon bei "Funktionen-Übersicht" eingesetzt werden.
    Weiterführung zur Besonderheit der Ableitung möglich (aber nachfolgende Datei ist dafür besser, )
    GeoGebra: Einstellung größerer Genauigkeiten
    Hinführung zur e-Funktion, das halbe Geheimnis,download

  • Edle Datei, die ausführlich die e-Funktion begründet, mit Betrachtung des Differenzenquotienten im CAS
    Betrachtung des Basiswechsels für die Ableitung der allgemeinen Exponentialfunktion
    GeoGebra: Zusammenspiel: Algebra-Grafik-CAS, Zuschaltung weiterer Möglichkeiten, didaktische Reduzierung des Starts
    e-Funktion, das ganze Geheimnis,download

  • Integrieren
  • Einführung des Integrierens, Riemannsche Unter-und Obersummen
    GeoGebra: Gute einfache Gestaltung mit Schiebereglern und Anzeigen
    Integral Einführung,download

  • Hauptsatz
  • Integralfunktion, Teppichabrollfunktion, Einführung, erste Überlegungen (Weiter nächste Datei)
    GeoGebra: einfache Gestaltung mit Flächen
    Einführung der Teppichabrollfunktion,download

  • Hinführung zum Hauptsatz der Differenzial- und Integralrechnung
    Genauere Betrachtung des infinitesimalen Flächenzuwachses, Begründung, dass alle Integralfunktionen senkrecht parallelverschoben sind.
    Die Ableitung dieser "Stammfunktionen" ist die Ausgangsfunktion.
    GeoGebra: Zusammenspiel mehrerer Möglichkeiten, Farbdichte
    Hinführung zum Hauptsatz,download

  • Extremwertaufgabe
    Mühle Mit CAS
  • Extremwertaufgabe: Zylinder maximalen Volumens im kegelfürmigen Dach einer Mühle
    Vollstände Betrachtung mit Geometrie, Funktion, und CAS-Herleitung
    GeoGebra: Die als Ortskurve aus der Geometrie erzeugte Zielfunktion ermöglicht eine wirkliche Prüfung der analytisch hergeleiteten Zielfunktion.
    Wasser für die Windmühle,download

  • CAS-Algebra
    Euler-Kasten
  • Euler-Kasten: Weiterführung eine Standard-Abituraufgabe zu einer Kurvenschar mit einem die e-Funktion enthaltenden Term.
    GeoGebra: Algebrafenster und CAS-Fenster "befruchten" sich gegenseitig. Zweites Grafikfenster ermöglicht klareren Bildschirm.
    Euler-Kasten mit Überraschungen,download

  • Stochastik
  • Markowketten und Matrizen
    Markowkette mit 3 Zuständen,download

  • Binomialverteilung
    GeoGebra: eigene Darstellung und (besser!) die Darstellung mit dem "Wahrscheinlichkeitsrechner, den man ber "Ansicht" findet. Mit letzterem können alle Unterrichtsituationen mit Verteilungswerten der verschiedensten Verteilungen gemeistert werden.
    Binomialverteilung,download

  • Einführung des Konfidenzintervalls (auf binomialer Grundlage)
    Erste Einsicht, dass eine Punktschätzung nicht die Wahrheit wiedergibt.
    Anzeige des näherungsweise berechneten K.-Intervalles (sigma mit k/n berechnet.
    Vergleich mit dem exakten K.-Intervall.
    GeoGebra: Anzeige abhängig von einem Wert, LaTeX-Formel, Schieberegler, Schaltelemente
    Konfidenzintervall,download

  • Gaußsches Wurzel(n)-Gesetz
    Edle Datei mit Messwerten, Mittelwert, Standardabweichung, Standardabweichung des Mittelwertes (durch Wurzel(n)), Standardfehler, Bedeutung dieser Angaben. GeoGebra: Listen, Anzeige von Punktlisten, Berechungen mit Listen, volle Interaktivität, didaktisch sinnvoller schrittweiser Aufbau
    Messwerte und Angaben des Messprotokolls,download
  • Muster_e2.htm
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    Inhalt und Webbetreuung ©Prof. Dr. Dörte Haftendorn Dezember 2014, update 9. Dez. 2014
    Direkte Internetadressen
    [www.doerte-haftendorn.de]    [haftendorn.uni-lueneburg.de/mathe-lehramt]