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Parabelgleichung aus einer Wertetabelle aufstellen

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Parabelgleichung aus einer Wertetabelle aufstellen




Parabelgleichung aus einer Wertetabelle aufstellen


Einleitung

Eine Wertetabelle zeigt zusammengehörige x- und y-Werte. Daraus kannst Du die Gleichung einer Parabel bestimmen. Du brauchst meist drei Wertepaare. Der Kurs ist für Mathematik in den Klassen 8 bis 12 gedacht.


Lernziele

Nach dem Kurs kannst Du eine quadratische Funktion in der Form f(x)=ax2+bx+c ansetzen, Wertepaare einsetzen, ein lineares Gleichungssystem lösen und das Ergebnis mit einer Punktprobe prüfen.


Grundidee

Die allgemeine Form lautet:

f(x)=ax2+bx+c mit a0.

Jedes Wertepaar (x|y) liefert eine Gleichung. Drei Wertepaare liefern drei Gleichungen für die drei unbekannten Koeffizienten a, b und c.


Vorgehen in fünf Schritten

  1. Allgemeine Form: Schreibe f(x)=ax2+bx+c.
  2. Wertepaar: Wähle drei verschiedene x-Werte aus der Tabelle.
  3. Einsetzen: Setze jedes Wertepaar in die allgemeine Form ein.
  4. Gleichungssystem: Löse die drei Gleichungen nach a, b und c.
  5. Punktprobe: Prüfe die Gleichung mit einem weiteren Tabellenwert.

Tipp: Steht x=0 in der Tabelle, dann gilt sofort c=y.


Beispiel

Gegeben ist diese Wertetabelle:

x -1 0 1 2
y 6 1 0 3

Wir nutzen zuerst die Punkte (1|6), (0|1) und (1|0).

  1. Für (1|6): ab+c=6
  2. Für (0|1): c=1
  3. Für (1|0): a+b+c=0

Mit c=1 wird daraus ab=5 und a+b=1. Addieren ergibt 2a=4. Also ist a=2 und b=3.

Ergebnis: f(x)=2x23x+1

Probe mit x=2: f(2)=2432+1=3. Der Tabellenwert passt.


Aufgaben zum Video

Sieh das Video zuerst ganz an. Sieh es danach noch einmal mit Stopps an.

  1. Videofrage 1: Notiere die drei Wertepaare, die im Video benutzt werden.
  2. Videofrage 2: Schreibe den allgemeinen Ansatz auf.
  3. Videofrage 3: Stoppe nach dem Einsetzen und notiere die drei Gleichungen.
  4. Videofrage 4: Erkläre in zwei Sätzen, wie die Koeffizienten bestimmt werden.
  5. Videofrage 5: Prüfe die Gleichung aus dem Video mit einem weiteren Tabellenwert.


Vertiefungsvideo

Achte besonders darauf, wie aus drei Punkten ein Gleichungssystem entsteht.

Datei:Quadratische Funktionen und Normalparabel - kolleg24 Mathematik.webm


Schnell prüfen

Bei gleichen Abständen der x-Werte sind die zweiten Differenzen der y-Werte bei einer quadratischen Funktion konstant. Im Beispiel lauten die ersten Differenzen 5, 1, 3. Die zweiten Differenzen sind zweimal 4. Das passt zu einer Parabel.


Interaktive Aufgaben


Quiz: Teste Dein Wissen

Wie lautet die allgemeine Form einer quadratischen Funktion? (f von x gleich a x Quadrat plus b x plus c) (!f von x gleich m x plus c) (!f von x gleich a durch x) (!f von x gleich a x hoch drei)




Wie viele geeignete Wertepaare brauchst Du normalerweise, um a, b und c zu bestimmen? (Drei Wertepaare) (!Ein Wertepaar) (!Zwei Wertepaare) (!Fünf Wertepaare)




Was kannst Du direkt ablesen, wenn die Tabelle den Wert x gleich null enthält? (Der zugehörige y Wert ist c) (!Der zugehörige y Wert ist a) (!Der zugehörige y Wert ist b) (!Der zugehörige y Wert ist immer null)




Welche Gleichung entsteht aus dem Punkt mit x gleich zwei und y gleich drei? (4a plus 2b plus c gleich 3) (!2a plus 4b plus c gleich 3) (!4a plus 2b plus 3 gleich c) (!a plus b plus c gleich 2)




Welchen Wert hat c im Beispiel dieses Kurses? (1) (!0) (!2) (!3)




Wann ist die Parabel nach oben geöffnet? (Wenn a positiv ist) (!Wenn b positiv ist) (!Wenn c positiv ist) (!Wenn a null ist)




Was entsteht durch das Einsetzen von drei Wertepaaren? (Ein lineares Gleichungssystem) (!Eine einzige Zahl) (!Ein Kreis) (!Eine lineare Funktion)




Wie prüfst Du das berechnete Ergebnis am besten? (Einen weiteren Tabellenwert einsetzen) (!Nur den Graphen anschauen) (!Alle Vorzeichen ändern) (!Den Wert a gleich null setzen)




Warum müssen die gewählten x Werte verschieden sein? (Damit unabhängige Bedingungen entstehen) (!Damit alle y Werte gleich werden) (!Damit c verschwindet) (!Damit die Funktion linear wird)




Was gilt bei einer quadratischen Wertetabelle mit gleichen x Abständen? (Die zweiten Differenzen sind konstant) (!Die ersten Differenzen sind immer null) (!Alle y Werte sind gleich) (!Die x Werte müssen negativ sein)





Memory

Wertetabelle Paare aus Eingabe und Funktionswert
Parabel Graph einer quadratischen Funktion
Koeffizient Zahl vor einem Term
Punktprobe Kontrolle durch Einsetzen
Gleichungssystem Mehrere Gleichungen gemeinsam lösen
Scheitelpunkt Höchster oder tiefster Punkt





Drag and Drop

Ordne die richtigen Begriffe zu. Thema
Allgemeine Form f von x gleich a x Quadrat plus b x plus c
Wertepaar liefert eine Gleichung
Null als x Wert zeigt direkt den Wert c
Gleichungssystem bestimmt a b und c
Punktprobe prüft das Ergebnis






Kreuzworträtsel

Parabel Wie heißt der Graph einer quadratischen Funktion?
Koeffizient Wie heißt eine Zahl wie a b oder c im Funktionsterm?
Wertetabelle Wie heißt die geordnete Darstellung von x und y Werten?
Punktprobe Wie heißt die Kontrolle durch Einsetzen eines Punktes?
Scheitelpunkt Wie heißt der höchste oder tiefste Punkt einer Parabel?
Gleichungssystem Was entsteht aus mehreren Gleichungen mit denselben Unbekannten?





LearningApps


Lückentext

Vervollständige den Text.

Die allgemeine Form enthält die drei

a b und c. Aus jedem Wertepaar entsteht eine

. Drei geeignete Wertepaare liefern ein lineares

. Ist x gleich null kann man c oft direkt

. Nach dem Lösen setzt man die Zahlen in die allgemeine

ein. Eine zusätzliche Tabellenzeile eignet sich für die

. Gleiche zweite Differenzen sind ein Hinweis auf eine

Funktion.




Offene Aufgaben


Leicht

  1. Farbcodierung: Markiere im Beispiel alle x Werte blau, alle y Werte grün und die Koeffizienten rot.
  2. Videonotiz: Schreibe die fünf wichtigsten Schritte aus dem Video in eigenen Worten auf.
  3. Wertetabelle zeichnen: Zeichne die Punkte des Beispiels in ein Koordinatensystem.
  4. Punktprobe üben: Prüfe die Beispielgleichung zusätzlich mit x gleich minus eins.


Standard

  1. Funktionsgleichung bestimmen: Bestimme die Parabelgleichung zur Tabelle mit x gleich minus eins null eins zwei und y gleich null minus zwei minus zwei null.
  2. Fehleranalyse: Eine Person behauptet für diese Tabelle gelte f von x gleich x Quadrat plus x minus zwei. Prüfe die Behauptung und verbessere sie.
  3. Eigene Wertetabelle: Erstelle zur Funktion f(x)=x2+4x1 eine Tabelle mit fünf Werten.
  4. Erklärplakat: Gestalte ein Plakat mit den fünf Schritten vom Wertepaar bis zur Punktprobe.


Schwer

  1. Größere Abstände: Bestimme die Funktion durch die Punkte (2|11), (0|3) und (2|3).
  2. Messwerte modellieren: Finde eine quadratische Funktion zu den Messwerten (0|1), (1|2), (2|5) und prüfe den Wert (3|10).
  3. Zweite Differenz: Begründe für gleich große x Schritte mit Abstand h die Regel Δ2y=2ah2.
  4. Eigenes Erklärvideo: Produziere ein kurzes Video, in dem Du aus einer selbst erstellten Wertetabelle eine Parabelgleichung bestimmst.




Text bearbeiten Bild einfügen Video einbetten Interaktive Aufgaben erstellen



Lernkontrolle

  1. Transferaufgabe 1: Bestimme die Gleichung zur Tabelle mit x gleich minus zwei minus eins null eins und y gleich neun vier eins null. Erkläre danach die Symmetrie des Graphen.
  2. Transferaufgabe 2: In der Tabelle x gleich minus eins null eins zwei stehen die y Werte zwei eins zwei sechs. Untersuche, welcher Wert nicht zu der durch die ersten drei Punkte bestimmten Parabel passt.
  3. Transferaufgabe 3: Erkläre, warum drei Punkte mit verschiedenen x Werten höchstens eine Funktion der Form ax2+bx+c festlegen.
  4. Transferaufgabe 4: Entwickle eine kurze Regel für Tabellen, in denen x gleich null vorkommt, und begründe diese Regel.
  5. Transferaufgabe 5: Vergleiche die Methode mit dem Gleichungssystem und die Methode mit zweiten Differenzen. Nenne je einen Vorteil und eine Grenze.




Lernnachweis

Für einen Lernnachweis solltest Du zeigen, dass Du:

  1. den Ansatz f(x)=ax2+bx+c sicher verwendest,
  2. aus drei Wertepaaren drei Gleichungen bildest,
  3. das Gleichungssystem nachvollziehbar löst,
  4. die fertige Funktion mit einer Punktprobe kontrollierst,
  5. Deine Rechenschritte verständlich erklärst.




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