So arbeitest du
- ① Clip anschauen. Er hält einmal an und fragt nach deiner Vorhersage.
- ② Tüfteln: Löse die Aufgaben in der orangen Leiste über dem Bild. Sie zeigt ✓, sobald es stimmt. Überspringen geht immer.
- ③ Kontrollfragen: Der Clip hält an. Erst antworten. Danach Festhalten: Regel und häufigen Fehler ins Heft.
- ④ Üben mit Rückmeldung, bis drei in Folge sitzen. Mit 💡 Tipp bekommst du Hilfe in drei Stufen. Zahlen tippst du als
2,-1.5oder Bruch2/3; bei Aussagen wählst du aus einer Liste. - ⑤ Aufgaben auf Papier mit Rechenweg, dann Lösung aufklappen und abhaken.
- Zum Schluss der Gesamttest auf Papier, mit Lineal und Geodreieck. Alles ohne Taschenrechner.
Kompetenzen
Das kannst du danach, alles ohne Taschenrechner:
- K1 Punkte und Figuren an einem Zentrum spiegeln und das Zentrum aus Punkt und Bild bestimmen (Kapitel 1)
- K2 an den Achsen, an Parallelen dazu und an \(y = x\) spiegeln, an einer schrägen Achse konstruieren und die Spiegelachse finden (Kapitel 2)
- K3 Figuren zentrisch strecken, Flächen aus Koordinaten berechnen und den Flächenfaktor \(k^2\) anwenden (Kapitel 3)
- K4 die Gleichung einer Geraden durch zwei Punkte bestimmen und mit einer Punktprobe prüfen, ob ein Punkt auf ihr liegt (Kapitel 4)
Baut auf den Leitprogrammen «Lineare Funktionen» und «Flächen, Pythagoras und Ähnlichkeit» auf. Nicht in diesem Leitprogramm: Drehungen um beliebige Winkel, Vektoren, Abbildungsmatrizen. Zum Vertiefen bei Mathe begreifbar: Zentrische Streckung und Ähnlichkeit ↗.
Vorwissen
Koordinaten, Mittelpunkt, negative Zahlen, Rechteck, Einsetzen. Zuerst kurz wiederholen, dann der Vortest.
Kurz wiederholt
- Koordinaten: \(P(3 \mid -2)\) heisst \(3\) nach rechts, \(2\) nach unten.
- Mittelpunkt: von \((1 \mid 3)\) und \((5 \mid 7)\) ist \((3 \mid 5)\): je die Koordinaten addieren und halbieren.
- Rechteck im Gitter: Breite = Unterschied der x-Werte, Höhe = Unterschied der y-Werte. Ecken \((0 \mid 1)\) und \((4 \mid 3)\): \(4 \cdot 2 = 8\).
- Negative Zahlen: \(2 \cdot (-3) - 4 = -10\), \(-(-5) = 5\).
- Gerade: \(y = m \cdot x + b\), Steigung \(m\), \(y\)-Achsenabschnitt \(b\) (Leitprogramm Lineare Funktionen). Steigung aus zwei Punkten: \(m = \dfrac{\Delta y}{\Delta x}\), von \((0 \mid 1)\) nach \((2 \mid 5)\) also \(\tfrac{4}{2} = 2\).
Vortest · 10 P
-
0a(2 P)Wo liegt der Mittelpunkt der Strecke von \(A(2 \mid 6)\) nach \(B(8 \mid 2)\)?
Lösung
\((5 \mid 4)\).
-
0b(2 P)Berechne \(2 \cdot 3 - 7\) und \(2 \cdot (-1) - 4\).
Lösung
\(-1\) und \(-6\).
-
0c(2 P)Ein Rechteck hat die Ecken \((1 \mid 1)\), \((6 \mid 1)\), \((6 \mid 4)\), \((1 \mid 4)\). Wie gross ist seine Fläche?
Lösung
\(5 \cdot 3 = 15\).
-
0d(2 P)Berechne \(y\) für \(y = 2x - 3\) bei \(x = 4\). Liegt \((1 \mid -1)\) auf dieser Geraden?
Lösung
\(y = 5\). Ja: \(2 \cdot 1 - 3 = -1\).
-
0e(2 P)Welche Steigung hat die Gerade durch \((1 \mid 2)\) und \((3 \mid 8)\)?
Lösung
\(\dfrac{6}{2} = 3\).
Weniger als 7 von 10 Punkten: «Kurz wiederholt» nochmals lesen und die Lösungen nachrechnen.
Punktspiegelung
Du spiegelst Punkte und Figuren an einem Zentrum, rechnerisch mit \(P' = 2Z - P\), und findest das Zentrum als Mittelpunkt.
① Clip
② Tüfteln
③ Kontrollfragen
Festhalten
Bei der Spiegelung an einem Punkt \(Z\) liegt \(Z\) genau in der Mitte zwischen \(P\) und seinem Bild \(P'\). Du gehst von \(P\) bis \(Z\) und dann nochmals gleich weit.
\[ P' = 2Z - P \quad\text{für jede Koordinate einzeln} \]
- \(Z(1 \mid 2)\), \(P(4 \mid 3)\): \(P' = (2 - 4 \mid 4 - 3) = (-2 \mid 1)\).
- Zentrum gesucht: \(Z\) ist der Mittelpunkt, \(Z = \left(\dfrac{x_P + x_{P'}}{2} \mid \dfrac{y_P + y_{P'}}{2}\right)\).
- Figuren: jede Ecke einzeln spiegeln. Am Ursprung \(Z(0 \mid 0)\) wechseln beide Vorzeichen: \(A(2 \mid 1) \to A'(-2 \mid -1)\).
Die Punktspiegelung ist eine Drehung um \(180^\circ\). Längen, Winkel und Flächen bleiben gleich.
Addiert statt gespiegelt: \(P + Z\) oder \(Z - P\) ist nicht die Rechnung für das Bild, auch wenn es manchmal zufällig passt (am Ursprung ist \(Z - P = -P\)). Rechne \(2Z - P\). Probe: Liegt \(Z\) in der Mitte zwischen \(P\) und \(P'\)?
Nur eine Koordinate: Beide Koordinaten werden gespiegelt, jede für sich.
④ Üben mit Rückmeldung
⑤ Aufgaben mit Lösungen
Aufgaben · Kapitel 1 · 14 P
-
1a(3 P)Spiegle \(A(5 \mid 2)\) und \(B(3 \mid -1)\) am Zentrum \(Z(1 \mid 1)\). Zeichne die Strecke \(AB\) und ihr Bild.
Lösung
\(A'(-3 \mid 0)\), \(B'(-1 \mid 3)\). Die Bildstrecke ist gleich lang und parallel zur Originalstrecke.
-
1b(2 P)Spiegle \(P(1 \mid 5)\) am Zentrum \(Z(-2 \mid 3)\).
Lösung
\(P' = (2 \cdot (-2) - 1 \mid 2 \cdot 3 - 5) = (-5 \mid 1)\).
-
1c(3 P)Spiegle das Dreieck \(A(1 \mid 1)\), \(B(4 \mid 1)\), \(C(1 \mid 3)\) an \(Z(0 \mid 2)\). Wie gross sind die Flächen von Original und Bild?
Lösung
\(A'(-1 \mid 3)\), \(B'(-4 \mid 3)\), \(C'(-1 \mid 1)\). Beide Flächen: \(\dfrac{3 \cdot 2}{2} = 3\).
-
1d(2 P)Tim spiegelt \(P(4 \mid 1)\) an \(Z(2 \mid 3)\) und rechnet \(P + Z = (6 \mid 4)\). Was ist falsch?
Lösung
\(Z\) muss in der Mitte liegen. Richtig: \(P' = (4 - 4 \mid 6 - 1) = (0 \mid 5)\). Probe: Mitte von \((4 \mid 1)\) und \((0 \mid 5)\) ist \((2 \mid 3)\).
-
1e(2 P)\(P(7 \mid 2)\) wird an einem Punkt auf \(P'(-1 \mid 6)\) gespiegelt. Wo liegt das Zentrum?
Lösung
Mittelpunkt: \(\left(\tfrac{7 - 1}{2} \mid \tfrac{2 + 6}{2}\right) = (3 \mid 4)\).
-
1f(2 P)Warum ist ein punktgespiegeltes Dreieck gleich gross wie das Original?
Lösung
Die Punktspiegelung ist eine Drehung um \(180^\circ\). Sie verändert weder Längen noch Winkel, darum auch nicht die Fläche.
Vertiefung bei Mathe begreifbar (Berufsmaturität): Grundlagen der Geometrie ↗
Achsenspiegelung
Du spiegelst an den Koordinatenachsen, an Parallelen dazu und an \(y = x\), konstruierst an einer schrägen Achse und findest die Achse aus Punkt und Bild.
① Clip
② Tüfteln
③ Kontrollfragen
Festhalten
\(P\) und \(P'\) liegen gleich weit von der Achse entfernt, ihre Verbindung steht senkrecht auf der Achse.
| Achse | Bild von \((x \mid y)\) | \(P(5 \mid -1)\) |
|---|---|---|
| x-Achse | \((x \mid -y)\) | \((5 \mid 1)\) |
| y-Achse | \((-x \mid y)\) | \((-5 \mid -1)\) |
| \(x = a\) | \((2a - x \mid y)\) | \(x = 2\): \((-1 \mid -1)\) |
| \(y = b\) | \((x \mid 2b - y)\) | \(y = 2\): \((5 \mid 5)\) |
| \(y = x\) | \((y \mid x)\) | \((-1 \mid 5)\) |
Schräge Achse: Senkrechte zur Achse durch \(P\) zeichnen (Geodreieck), Abstand bis zur Achse messen und auf der anderen Seite gleich weit abtragen. An \(y = x\) heisst das: Koordinaten tauschen.
Achse gesucht: Sie geht durch die Mitte von \(P\) und \(P'\) und steht senkrecht auf der Verbindung. \(P(-3 \mid 1)\), \(P'(5 \mid 1)\): Mitte \(\tfrac{-3 + 5}{2} = 1\), Achse \(x = 1\).
Falsche Koordinate: An der x-Achse ändert sich y, nicht x. Merke: An einer waagrechten Achse (x-Achse, \(y = b\)) bleibt x, an einer senkrechten (y-Achse, \(x = a\)) bleibt y.
Am Ursprung statt an der Achse: Beide Vorzeichen zu ändern ist eine Punktspiegelung, keine Achsenspiegelung.
④ Üben mit Rückmeldung
⑤ Aufgaben mit Lösungen
Aufgaben · Kapitel 2 · 14 P
-
2a(3 P)Spiegle \(P(4 \mid -3)\) an der x-Achse, an der y-Achse und an der Geraden \(y = x\).
Lösung
\((4 \mid 3)\), \((-4 \mid -3)\), \((-3 \mid 4)\).
-
2b(2 P)Spiegle \(P(-2 \mid 5)\) an der Geraden \(x = 3\).
Lösung
\(P\) ist \(5\) links der Achse, das Bild \(5\) rechts: \((8 \mid 5)\). Rechnerisch \(2 \cdot 3 - (-2) = 8\).
-
2c(2 P)Zeichne die Gerade \(y = -x + 3\) ins Gitter und konstruiere mit dem Geodreieck das Bild von \(P(4 \mid 3)\). Lies \(P'\) ab.
Lösung
Senkrechte durch \(P\) trifft die Achse in \((2 \mid 1)\), gleich weit dahinter: \(P'(0 \mid -1)\). Probe: Die Mitte von \(P\) und \(P'\) ist \((2 \mid 1)\) und liegt auf der Achse.
-
2d(3 P)Spiegle das Dreieck \(A(1 \mid 2)\), \(B(4 \mid 2)\), \(C(4 \mid 5)\) an der Geraden \(y = x\) und zeichne beide Dreiecke.
Lösung
\(A'(2 \mid 1)\), \(B'(2 \mid 4)\), \(C'(5 \mid 4)\): Koordinaten tauschen. Jede Verbindung \(PP'\) steht senkrecht auf \(y = x\).
-
2e(2 P)Lea spiegelt \(P(3 \mid 5)\) an der x-Achse und erhält \((-3 \mid 5)\). Was ist falsch?
Lösung
Sie hat an der y-Achse gespiegelt. An der x-Achse bleibt x gleich: \((3 \mid -5)\).
-
2f(2 P)Warum steht die Verbindung von \(P\) und \(P'\) immer senkrecht auf der Spiegelachse?
Lösung
Spiegeln heisst: auf kürzestem Weg zur Achse und gleich weit dahinter. Der kürzeste Weg zu einer Geraden ist der senkrechte.
Vertiefung bei Mathe begreifbar (Berufsmaturität): Grundlagen der Geometrie ↗
Zentrische Streckung und Flächen
Du streckst Punkte und Figuren von einem Zentrum aus, berechnest Bildkoordinaten, Flächen aus Koordinaten und den Flächenfaktor \(k^2\).
① Clip
② Tüfteln
③ Kontrollfragen
Festhalten
Vom Zentrum \(Z\) aus wird jeder Weg zu einem Punkt mit \(k\) multipliziert:
\[ P' = Z + k \cdot (P - Z) \quad\text{für jede Koordinate einzeln, } k > 0 \]
\(k > 1\) vergrössert, \(0 < k < 1\) verkleinert: Bei \(k = 0.5\) ist der Weg ab \(Z\) nur noch halb so lang. Den Faktor findest du als \(k = \dfrac{\text{Weg } ZP'}{\text{Weg } ZP}\).
- \(Z(0 \mid 0)\), \(k = 2\): \(A(1 \mid 1) \to (2 \mid 2)\), alle Koordinaten mal \(2\).
- \(Z(1 \mid 1)\), \(k = 3\), \(P(2 \mid 3)\): Weg \((1 \mid 2)\), mal \(3\) gibt \((3 \mid 6)\), ab \(Z\): \(P'(4 \mid 7)\).
- Längen \(\cdot k\), Flächen \(\cdot k^2\): Dreieck mit Fläche \(1\) wird bei \(k = 2\) zur Fläche \(4\).
- Fläche aus Koordinaten: umschliessendes Rechteck minus die rechtwinkligen Randdreiecke (wenn jede Ecke auf dem Rand des Rechtecks liegt). \(A(1 \mid 1)\), \(B(5 \mid 2)\), \(C(2 \mid 4)\): \(4 \cdot 3 - 2 - 1.5 - 3 = 5.5\).
Zentrum vergessen: «Koordinaten mal \(k\)» stimmt nur für \(Z(0 \mid 0)\). Sonst den Weg ab \(Z\) strecken.
Flächenfaktor = Längenfaktor: Bei \(k = 3\) wird die Fläche \(9\)-mal so gross.
④ Üben mit Rückmeldung
⑤ Aufgaben mit Lösungen
Aufgaben · Kapitel 3 · 14 P
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3a(3 P)Strecke das Dreieck \(A(1 \mid 0)\), \(B(2 \mid 0)\), \(C(1 \mid 1)\) von \(Z(0 \mid 0)\) aus mit \(k = 3\). Zeichne beide Dreiecke und vergleiche die Flächen.
Lösung
\(A'(3 \mid 0)\), \(B'(6 \mid 0)\), \(C'(3 \mid 3)\). Flächen \(0.5\) und \(4.5 = 0.5 \cdot 3^2\).
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3b(2 P)Strecke \(P(5 \mid 3)\) von \(Z(2 \mid 1)\) aus mit \(k = 2\).
Lösung
Weg \((3 \mid 2)\), mal \(2\): \((6 \mid 4)\), ab \(Z\): \(P'(8 \mid 5)\).
-
3c(3 P)Berechne die Fläche des Dreiecks \(A(0 \mid 0)\), \(B(6 \mid 1)\), \(C(2 \mid 5)\).
Lösung
Rechteck \(6 \cdot 5 = 30\), Randdreiecke \(\tfrac{6 \cdot 1}{2} = 3\), \(\tfrac{4 \cdot 4}{2} = 8\), \(\tfrac{2 \cdot 5}{2} = 5\). Fläche \(30 - 16 = 14\).
-
3d(2 P)Ben streckt \(P(4 \mid 3)\) von \(Z(1 \mid 1)\) aus mit \(k = 2\) und erhält \((8 \mid 6)\). Was ist falsch?
Lösung
Er hat das Zentrum vergessen. Weg \((3 \mid 2)\), mal \(2\) gibt \((6 \mid 4)\), ab \(Z\): \((7 \mid 5)\).
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3e(2 P)Ein Viereck mit Fläche \(5\) wird mit \(k = 4\) gestreckt. Wie gross ist die Bildfläche?
Lösung
\(5 \cdot 4^2 = 80\).
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3f(2 P)Warum wächst bei einer Streckung mit \(k\) die Fläche mit \(k^2\)?
Lösung
Jede Länge wird mit \(k\) multipliziert, also Breite und Höhe. Beim Rechteck: Fläche \(= k \cdot \text{Breite} \cdot k \cdot \text{Höhe}\). Beim Dreieck kommt das \(\tfrac{1}{2}\) dazu, der Faktor \(k^2\) bleibt.
Vertiefung bei Mathe begreifbar (Berufsmaturität): Zentrische Streckung und Ähnlichkeit ↗
Gerade durch zwei Punkte
Du bestimmst die Gleichung einer Geraden durch zwei Punkte und prüfst durch Einsetzen, ob ein Punkt auf ihr liegt, auch weit ausserhalb der Zeichnung.
① Clip
② Tüfteln
③ Kontrollfragen
Festhalten
- \(A(1 \mid 3)\), \(B(4 \mid 9)\): \(m = \dfrac{9 - 3}{4 - 1} = \dfrac{6}{3} = 2\) \(\Delta y : \Delta x\)
- \(A\) einsetzen: \(3 = 2 \cdot 1 + b\), \(b = 1\) nach b auflösen
- \(y = 2x + 1\), Probe mit \(B\): \(2 \cdot 4 + 1 = 9\) stimmt
Das geht, solange \(x_A \neq x_B\); sonst ist die Gerade senkrecht und hat keine Gleichung \(y = m \cdot x + b\).
Punktprobe: Liegt \(C(100 \mid 201)\) auf der Geraden? Einsetzen: \(2 \cdot 100 + 1 = 201\), ja. \(D(50 \mid 102)\): \(2 \cdot 50 + 1 = 101 \neq 102\), nein. So prüfst du auch Punkte weit ausserhalb jeder Zeichnung.
Bruch auf dem Kopf: \(\dfrac{\Delta x}{\Delta y} = \dfrac{3}{6}\) ist nicht die Steigung. \(m = \dfrac{\Delta y}{\Delta x}\).
Ablesen statt einsetzen: Ein Punkt «sieht» auf der Geraden aus, liegt aber knapp daneben. Nur das Einsetzen entscheidet.
④ Üben mit Rückmeldung
⑤ Aufgaben mit Lösungen
Aufgaben · Kapitel 4 · 14 P
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4a(3 P)Bestimme die Gleichung der Geraden durch \(A(1 \mid -2)\) und \(B(3 \mid 4)\) und zeichne die Gerade.
Lösung
\(m = \dfrac{4 - (-2)}{3 - 1} = \dfrac{6}{2} = 3\), \(-2 = 3 \cdot 1 + b\), \(b = -5\): \(y = 3x - 5\).
-
4b(2 P)Liegen \(P(30 \mid -55)\) und \(Q(-12 \mid 30)\) auf der Geraden \(y = -2x + 5\)?
Lösung
\(-2 \cdot 30 + 5 = -55\): \(P\) ja. \(-2 \cdot (-12) + 5 = 29 \neq 30\): \(Q\) nein.
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4c(3 P)Bestimme die Gleichung der Geraden durch \(A(-2 \mid 5)\) und \(B(4 \mid -1)\).
Lösung
\(m = \dfrac{-1 - 5}{4 - (-2)} = \dfrac{-6}{6} = -1\), \(5 = -1 \cdot (-2) + b\), \(b = 3\): \(y = -x + 3\).
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4d(2 P)Mia berechnet die Steigung durch \(A(2 \mid 1)\) und \(B(5 \mid 10)\) als \(\dfrac{5 - 2}{10 - 1} = \dfrac{1}{3}\). Was ist falsch?
Lösung
Der Bruch steht auf dem Kopf. \(m = \dfrac{10 - 1}{5 - 2} = \dfrac{9}{3} = 3\).
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4e(2 P)\(P(1 \mid 2)\) wird an \(Z(3 \mid 3)\) gespiegelt. Bestimme die Gerade durch \(P\) und \(P'\) und prüfe, ob \(Z\) darauf liegt.
Lösung
\(P'(5 \mid 4)\), \(m = \dfrac{2}{4} = \dfrac{1}{2}\), \(b = \dfrac{3}{2}\): \(y = \tfrac{1}{2}x + \tfrac{3}{2}\). Probe \(Z\): \(\tfrac{3}{2} + \tfrac{3}{2} = 3\), ja. Das Zentrum liegt immer auf der Geraden \(PP'\).
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4f(2 P)Warum genügt ein Einsetzen, um zu entscheiden, ob ein Punkt auf einer Geraden liegt?
Lösung
Die Gleichung beschreibt genau alle Punkte der Geraden. Erfüllen die Koordinaten sie, liegt der Punkt darauf, sonst nicht.
Vertiefung bei Mathe begreifbar (Berufsmaturität): Lineare Funktionen ↗
Gesamttest
⬇ Gesamttest (PDF)
⬇ Bewertungspaket (PDF)
| 22 – 25 P | Die geprüften Teile sitzen. Wo du Punkte verloren hast: das Kapitel dieser Aufgabe nochmals (Zuordnung unten). |
| 17 – 21 P | Den schwächsten Teil nochmals, gemessen am Anteil (Teil A 6, B 6, C 7, D 6 P): Tüfteln und Übungen des Kapitels dieses Teils. |
| 11 – 16 P | Zurück zu den Kapiteln aller Aufgaben, in denen du Punkte verloren hast. |
| 0 – 10 P | Zurück zu den Kapiteln jedes Teils, in dem du weniger als die Hälfte erreicht hast; sind es alle vier, zum Vortest und zu Kapitel 1. |
Aufgabe → Kapitel: G1, G2 → 1; G3, G4 → 2; G5, G6 → 3; G7, G8 → 4
Vertiefung — zum Knobeln
Freiwillig, ohne Punkte. Für alle, die nach dem Gesamttest weiterdenken möchten.
-
V1Spiegle \(P(2 \mid 1)\) zuerst an \(Z_1(0 \mid 0)\) und das Bild an \(Z_2(3 \mid 0)\). Wo landet \(P\)? Was fällt dir auf, wenn du es mit anderen Punkten wiederholst?
Lösung
\((-2 \mid -1)\), dann \((8 \mid 1)\). Jeder Punkt wird um \((6 \mid 0)\) verschoben, das Doppelte des Wegs von \(Z_1\) nach \(Z_2\). Zwei Punktspiegelungen ergeben eine Verschiebung.
-
V2Wohin kommt \(P(5 \mid 3)\) bei der Spiegelung an der Geraden \(y = -x\)? Finde eine Regel.
Lösung
\((-3 \mid -5)\): Koordinaten tauschen und beide Vorzeichen ändern, \((x \mid y) \to (-y \mid -x)\).
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V3Was passiert bei einer «Streckung» mit \(k = -1\)? Probiere es mit \(P(4 \mid 2)\) und \(Z(1 \mid 1)\).
Lösung
\(P' = (1 - 3 \mid 1 - 1) = (-2 \mid 0)\), dasselbe wie die Punktspiegelung an \(Z\). Mit \(k = -1\) ist die Streckung eine Punktspiegelung.
Weiter: Zentrische Streckung bei Mathe begreifbar: Zentrische Streckung und Ähnlichkeit ↗.