Anwendungen 2: Unterschied zwischen den Versionen

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Version vom 10. November 2012, 12:34 Uhr

Einführung - Station 1: Einfluss der Parameter - Station 2: Bestimmung der Funktionsgleichung und mehr - Anwendungen_2


FAQ

Hier kannst du die Bedeutung der verwendeten Begriffe nachschlagen.


Lerne einige Anwendungen kennen!


Kompetenzen  

  1. Auf diesen Seiten kannst du deine Kenntnisse über die Paramter a, b, c und d der allgemeinen Sinusfunktion anwenden.
  2. Du findest den Graphen bzw. den Funktionsterm einer passenden Sinusfunktion zu einem gegebenen Problem.
  3. Du gibst nach Modellierung des Problems den Funktionsterm an und zeichnest den Graphen.


Methoden  

  1. Wenn deine Klasse diese Station mit der Methode Arbeiten "im Pferdestall" bearbeiten möchte, klicke auf Arbeiten "im Pferdestall".
  2. Ansonsten ignoriere den genannten Link.


Hefteintrag: Formuliere eine Überschrift und mache dir Notizen zu den Aufgaben!

Nun kannst du dein erworbenes Wissen anwenden. Wähle je nach Zeit und Interesse:

Inhaltsverzeichnis

Riesenrad

Marie hat zwei Brieffreunde. Pablo wohnt in Madrid, Maike in Hamburg. In den Sommerferien trafen sie sich in Wien und gingen in den Prater. Dort bestaunten sie das Riesenrad. Maike fiel sofort ein, als sie das Riesenrad sah, dass sie im Mathematikunterricht die Sinusfunktion durch Abwickeln am Einheitskreis erhalten hatte.

Tipp:
1. Falls du nicht mehr weißt wie das "Abwickeln am Einheitskreis" funktioniert, kannst du es hier nochmals anschauen.
2. Informationen zum Riesenrad im Wiener Prater findest du hier.

Maike meinte nun, dass eine Gondel sicher auch eine Sinuslinie beschreibt. Marie und Pablo wollten dies natürlich erklärt haben. Unterstütze sie, indem du Ihnen mit dem folgenden GeoGebra-Applet bei der Lösungsfindung hilfst.





  Aufgabe 1  Stift.gif

a) Verändere nun den Winkel \varphi mit dem Schieberegler.

b) Klicke an „Situation im Koordinatensystem betrachten“ – Drehe dabei das Riesenrad ganz langsam.

c) Bringe den Schieberegler für den Drehwinkel \varphi auf 0° und klicke „Modellierung mit einer Sinusfunktion“ an.

d) Erzeuge mit Hilfe der Schieberegler für a, b, c und d eine Sinuskurve, auf der die Punkte des Riesenrads liegen.

e) Lies die Parameterwerte für a, b, c und d ab. Notiere die Sinusfunktion.

Tageslängen

Nachdem Marie, Pablo und Maike im Prater Riesenrad gefahren sind, gingen sie ein Eis essen. Dabei beobachteten sie die Sonne, wie sie gen Westen immer tiefer stand und unterging. Maike bemerkte dabei, dass sie in Hamburg immer ganz lange Sommertage haben. Pablo meinte, dass die Tage in Madrid gar nicht so lang seien. Marie meint nur, dass heute in Wien ein toller Sommertag war. Allerdings beschäftige sie dieses Problem weiter und Marie bat ihre Freunde einmal über ein Jahr hin zu beobachten wie lang die Tage in Hamburg und Madrid seien. Regelmäßig zum Monatsersten notierten sie die Sonnenaufgangs- und Sonnenuntergangszeiten und schrieben Marie die Tageslängen.

Tageslänge

Marie erstellt daraufhin folgende Tabelle:

Tageslaengen.jpg

Dabei bedeutet der Eintrag 9:21, dass der Tag zwischen Sonnenaufgang und Sonnenuntergang 9 Stunden und 21 Minuten lang ist.

Sie macht dazu dieses Diagramm:

Tageslaengen-diagramm.jpg

Um eine Idee zu bekommen, auf welcher Linie, die dazwischenliegenden Tage liegen könnten, verbindet sie die Punkte


Tageslaengen-diagramm-sinus.jpg

und stellt fest, dass diese Punkte auf einer Sinuslinie liegen.

Nun möchte sie natürlich Terme für diese Sinuskurven der Tageslängen in Madrid und Hamburg angeben und ihren Freunde mitteilen.


  Aufgabe 2  Stift.gif

Hilf Marie dabei und finde die Werte der Parameter a, b, c und d für die allgemeine Sinusfunktionen.

Gib die Funktionsterme an!

Schwingungen

Schaukeln

Oszilloskop

Experiment Bleistiftmine

  Aufgabe   Stift.gif

Du hast doch bestimmt einen Zirkel, oder? Genauer gesagt benötigst du nicht den Zirkel, sondern nur die Bleistiftmine für dieses Experiment. Die Mine sollte schräg angefeilt sein. Nimm die Mine aus dem Zirkel und lege sie auf ein Blatt Papier. Wenn du die Mine nun mit einem leichten Druck über das Papier rollst und darauf achtest, dass du eine gerade Richtung beibehältst, dann kannst du den Graphen einer Sinusfunktion erkennen. Diesen kannst du dann gerne noch mit einem Stift nachfahren.



Lösungen

Aufgabe 1

Die Sinusfunktion schaut im GeoGebra-Applet etwa so aus: Ggb-riesenrad-lsg.jpg

  1. Die Parameterwerte sind: a = 20, b = 0,05, c = -1,56, d = 30
  2. Die Sinusfunktion lautet: x --> 20sin(0,05x - 1,56) + 30


Aufgabe 2

Amplitude: a =  \frac{1}{2}max-min
Mittelwert: d = min + a
Periodendauer: T = 365
Verschiebung:80 Die Periode beginnt am 21. März (Tag- und Nachtgleiche), nicht am 1. Januar!

Tageslänge Hamburg:

a: 4:41,5 ergibt als Zahlenwert 4,69
d: 12:15,5 ergibt als Zahlenwert 12,26
Tageslänge(t) = 4,69 \cdot sin(\frac{2\pi}{365}\cdot(t-80))+12,26

Tageslänge Madrid:

a: 2:50 ergibt als Zahlenwert 2,83
d: 12:11 ergibt als Zahlenwert 12,18

Tageslänge(t) = 2,83 \cdot sin(\frac{2\pi}{365}\cdot(t-80))+12,18