Vektorielle Geometrie

Dieser Arbeitsband richtet sich an Schüler der Sekundarstufe in den Klassen 10 bis 13 und bietet umfassende Materialien für den Einsatz im Unterricht, in der Freiarbeit und zur Selbstkontrolle. Die Aufgaben sind mit Lösungen ausgestattet, um eigenständiges Lernen zu unterstützen.
Gerade zum Ende der Schullaufbahn fällt vielen Schülern die vektorielle Geometrie schwer, weshalb dieser Band eine solide Grundlage für das Verständnis schafft. Mit anschaulichen Beispielen - wie Flugzeugstaffeln, magnetisierten Eisenteilchen und den faszinierenden Bildern von M.C. Escher - wird der Vektor als Parallelverschiebung eingeführt. Die Reise führt von zweidimensionalen Flächen schnell in die komplexe Welt des dreidimensionalen Raums, wobei bekannte mathematische Konzepte wie der Satz des Pythagoras, Quader und Pyramiden, sowie das Thema Ähnlichkeit wiederholt und vertieft werden. Die anschauliche und spannende Darstellung ermöglicht ein tieferes Verständnis, das man so nicht oft findet.
In der Oberstufe und bei Abituraufgaben gehört die vektorielle Geometrie zu den zentralen Themen. Dieser Band legt den Schwerpunkt auf das grundlegende Verständnis und die Anwendung von Vektoren sowie deren geometrische Bedeutung. Der Einführungsteil nutzt Beispiele aus der Physik, um den Begriff des Vektors als physikalische Größe mit Betrag und Richtung greifbar zu machen. Veranschaulicht wird dies durch Themen wie die Gewichtskraft auf geneigten Ebenen oder die Wirkung elektrischer und magnetischer Felder. Ästhetische Beispiele, wie Eschers Kunstwerke, dienen als anschauliche Einführung in die Welt der Vektoren.
Das Herzstück dieses Bandes bilden Übungen zur Darstellung von Vektoren in der Ebene und im Raum, zur Koordinatenschreibweise und zur Berechnung von Vektorbeträgen. Grundlegende Rechenoperationen wie Addition, Subtraktion und Vervielfachen von Vektoren werden sowohl zeichnerisch als auch rechnerisch vermittelt. Geometrische Anwendungen, darunter die Berechnung von Mittelpunkten oder die Untersuchung der Lagebeziehung zwischen Punkt und Gerade, zeigen die praktische Relevanz der Vektorrechnung.
Im abschließenden Teil werden grundlegende innermathematische Konzepte wie die Linearkombination von Vektoren, lineare Abhängigkeit und Unabhängigkeit definiert und anhand von Übungen vertieft - essenziell für das spätere Verständnis der Vektorraumgeometrie und die Berechnung von Ebenen im Raum.
64 Seiten, mit Lösungen