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(Lineare) Funktionen

Aus ZUM-Unterrichten

Was ist eine Funktion? (Definition Funktion)

Schauen wir uns einen Graphen an, der den gefahrenen Weg eines Fahrstuhls zeigt. Wobei die x-Achse die Zeit und die y-Achse das jeweilige Stockwerk ist:

Besseres Bild Fahrstuhl.png

Zu jeder Zeit (z.B. 0 s, 3 s, 6 s, ...) gehört immer genau ein Stockwerk.

Der Fahrstuhl kann nicht gleichzeitig in unterschiedlichen Stockwerken zur selben Zeit sein!

Allgemein bedeutet das:

Funktionen

Funktionen ordnen jedem Eingangswert genau einen Ausgangswert zu. Also zu jedem x-Wert gehört genau ein y-Wert.

Solche Zuordnungen nennt man auch eindeutige Zuordnungen oder Funktionen.

ANDERSHERUM: Wenn ein x-Wert zwei unterschiedliche y-Werte hat, ist es keine Funktion!

Aufgabe
Übernehme den Merkkasten in dein Heft!

Aufgabe: Ist das eine Funktion?

Aufgabe

Stellen die abbgebildeten Graphen eine Funktion dar?

Was sind proportionale Funktionen?

Proportionale Funktionen
Proportionale Funktionen sind eindeutige, proportionale Zuordnungen, die durch den Ursprung verlaufen. Das bedeutet: Wenn der Eingangswert 0 ist, dann ist der Ausgangswert ebenfalls 0. Dabei verändert sich der Ausgangswert gleichmäßig.

Wenn etwas nicht bei 0 startet - was dann?

Im echten Leben gibt es viele Situationen, in denen etwas nicht bei 0 beginnt.

Beispiel

Ein Fahrstuhl startet im 2.Stock. Alle 3 Sekunden fährt dieser 1 Stockwerk nach oben.
Wir untersuchen nun, wo dieser sich nach verschiedenen Zeiten befindet:

Tabelle Aufzug Stockwerke.jpg


Hier gibt es also einen Startwert, der nicht 0 ist. Das heißt:

Die Zuordnung ist nicht proportional, aber trotzdem gleichmäßig!

Einen solchen Zusammenhang nennen wir linear. Also heißen die dazugehörigen Funktionen:

Lineare Funktionen

Lineare Funktionen sind proportionale Zuordnungen, die nicht durch den Ursprung (0|0) geht.

Das heißt eine lineare Funktion besteht aus einem Startwert, der nicht 0 sein muss und einer gleichmäßigen Änderung (linearer Zusammenhang).

Aufgabe
Übernehme den Merkkasten in dein Heft!

Aufgabe: Linear oder nicht linear?

Aufgabe

Entscheide, ob es sich bei den gegebenen Beispielen um lineare Zusammenhänge handelt oder nicht.

Beispiel

Gleichmäßige Änderung:

  1. pro Sekunde 1 cm Wachstum
  2. pro Stunde 5 km Strecke

Startwert, der nicht 0 sein muss:

  1. Startgebühren beim Taxi
  2. Start im 2. Stock
  3. Startfüllstand eines Tanks beim tanken

Aufgabe
Finde 2-3 weitere Beispiele zu linearen Funktionen und schreibe diese in dein Heft!

Wie sieht das im Koordinatensystem aus?

Beispiel

Wenn wir die Wertepaare aus dem Fahrstuhl-Beispiel in ein Koordinatensystem eintragen, wird folgendes sichtbar:

  • Die Punkte liegen alle auf einer Geraden.
  • Die Gerade geht bei dieser linearen Funktion nicht durch den Ursprung (P(0I0)), sondern sie schneidet die y-Achse oberhalb oder unterhalb der 0.
Besseres Bild Fahrstuhl.png

Aus diesem Graphen lässt sich schlussfolgern, dass:

  • Jeder proportionale Zusammenhang linear,
  • aber nicht jeder lineare Zusammenhang proportional ist!

Aufgabe

Suche dir eine dieser Aufgaben aus, und löse diese!

Aufgabe

Du bist dir noch unsicher, was lineare Funktionen sind? Dann bearbeite folgenden Lückentext:



Du bist dir schon sicher, was lineare Funktionen sind? Dann bearbeite folgenden Lückentext:


Zusammenfassung

In diesem Kapitel hast du lineare Zusammenhänge anhand von Beispielen aus deinem Alltag kennengelernt.

Aufgabe

Schreibe die wichtigsten Erkenntnisse über lineare Funktionen in dein Heft.

Gehe dabei auf Besonderheiten wie gleichmäßige Veränderung und den Startwert ein. Beachte außerdem, wie sich die einzelnen Punkte im Koordinatensystem verhalten.

Falls du dir noch unsicher bist, findest du hier eine Liste:

  • Du hast gesehen, dass die Werte gleichmäßig wachsen oder fallen.
  • Du hast erkannt, dass es oft einen Startwert gibt.
  • Du hast gesehen, dass die Punkte im Koordinatensystem auf einer Geraden liegen.
  • Und du weißt: Lineare Zusammenhänge sind eindeutige Zuordnungen, also Funktionen.