Quadratische Funktionen mit reellen Koeffizienten haben in R zwei Nullstellen, eine doppelte oder gar keine Nullstelle. Diese Lösungen kann man mit Zirkel und Lineal konstruieren, falls diese reell existieren. GeoGebra zeigt, wie es geht. Die analytische Bestätigung dieser Konstruktion stellt sich als sinnvolle algebraische Aufgabe. Im komplexen Zahlenbereich hingegen hat laut Hauptsatz der Algebra eine quadratische Funktion immer zwei Nullstellen (inklusive doppelte Nullstelle), die man im Funktionsgraphen aber nicht zu sehen bekommt, wenn sie komplex sind.
Nullstellen von quadratischen Funktionen entdecken
Die Lösungen einer quadratischen Gleichung müssen sich laut Theorie ja mit Zirkel und Lineal konstruieren lassen. Aber wie geht das? Eine andere interessante Frage lautet: Wie kann man die komplexen Lösungen einer quadratischen Gleichung sichtbar machen? Der Blick über den reellen Tellerrand schafft dabei eine neue Sicht auf die Lösungen von Gleichungen.
- Mathematik / Rechnen & Logik
- Sekundarstufe II
- 3 Stunden
- Software, Arbeitsblatt interaktiv
- 1 Arbeitsmaterial
Beschreibung der Unterrichtseinheit
Didaktisch-methodischer Kommentar
Auf zwei verschiedene Arten sollen diese komplexen Lösungen sichtbar gemacht werden. Zum Einsatz kommen dabei die frei zugänglichen Mathematik-Programme GeoGebra und wxMaxima.
- Hinweise zum Unterrichtsverlauf
Hier sind die Voraussetzungen und die verwendeten Materialien für diese Unterrichtseinheit genauer beschrieben. - Anregungen und Erweiterungen
Weitere Vorschläge zu Anwendungen mit höhergradigen Polynomen sind hier aufgeführt.
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Download
- nullstellen_quadratische_funktion.zip
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Vermittelte Kompetenzen
Fachkompetenz
Die Schülerinnen und Schüler sollen
- die Problematik der Konstruktionen mit Zirkel und Lineal bewältigen.
- das Rechnen mit komplexen Zahlen üben.
- Funktionen mit zwei Variablen und deren Darstellung als Flächen im Raum kennen lernen.
- den Einsatz von Funktionen und Ortslinien in GeoGebra trainieren.
Medienkompetenz
Die Schülerinnen und Schüler sollen
- im Umgang mit verschiedenen Software-Programmen vertraut werden.
- die Mathematiksoftware wxMaxima anwenden.
- die Mathematiksoftware GeoGebra anwenden.
Lösungsvorschlag
- Lösungsvorschlag
Damit Ihre Schülerinnen und Schüler die Lösungen auch tatsächlich selbst erarbeiten, stellen wir die Lösungsvorschläge nur im geschlossenen Bereich "Mein LO" zur Verfügung.
Internetadressen
- GeoGebra-Hilfe
Beschreibung von Anwendungsbeispielen sowie sämtlicher Funktionen und Befehle des Programms
- wxMaxima
Das GUI (Graphical User Interface) für Maxima. In der Maxima-Version ab 5.10.0b ist die neueste wxMaxima-Version bereits integriert.