Zuordnungen

Vorbemerkung
[b]Zuordnung[/b] gehört mit zu den Begriffen, die im 3. Semester vorausgesetzt werden müssen, oder in einer kurzen Wiederholung angesprochen werden (sollten).[br]Sind Ihnen diese Begrifflichkeit und dazugehörige Verfahren bekannt, können Sie dieses Kapitel überspringen.[br][br]Zuordnungen lassen sich in einer Tabelle lösen, die Sie mit dem Verfahren [b]Dreisatz[/b] kennengelernt haben. Beachten Sie dabei, dass der Dreisatz ein [b]Rechenrezept[/b] darstellt, aber keine Mathematik abbildet.[br][br]Eine Kiste Cola hat 12 Flaschen à 1, 5 l. Diese Kiste kostet 6 €. Was kostet ein Liter Cola (ein Cola (0,2 l) , wenn es ohne Gewinn verkauft wird?[br][br]Diese Aufgabe lösen Sie vermutlich so:[br]12 Flaschen à 1, 5 l Ergebnis 18 l Cola[br]18 l Cola kosten 6 €, dann kosten [math]\frac{18}{18}[/math] (also 1 l) Liter Cola [math]\frac{6}{18}[/math]€, also [math]\frac{1}{3}\approx0,33[/math]€.[br][br]Um zu zeigen, dass man diese Zuordnungen auch ohne Geldgeschäfte nutzen kann, folgt ein Beispiel aus der Natur unter Bezug auf eine sogenannte [b]Faustformel.[/b]
Mathematik und Natur
Physikalische Größen
Eine Zuordnung ist eine klassisches Anwendung der Mathematik. Dabei geht es nicht in erster Linie um Zahlen, sondern Zahlen die mit einer Größe verbunden sind. Der Fachbegriff dafür ist [b][color=#274e13]physikalische Größe[/color][/b].[br]Eine physikalische Größe ist das [b][color=#ff00ff]Produkt[/color] [/b]aus einer [color=#ff0000][b]Zahl[/b][/color] [b]und[/b] einer (Maß)-[b][color=#0000ff]Einheit[/color][/b].[br]Das bekannteste Beispiel ist vermutlich die physikalische Größe für die Länge: [[i]l[/i]] = [b][color=#ff0000]1[/color][/b][color=#ff00ff]•[/color][color=#0000ff]m [/color]oder[b] Währungen, [/b]z.B.[b] 1€, [/b]bzw.[b] 1$[/b].Beachten Sie, dass man den [color=#ff00ff][b]Malpunkt[/b][/color] bei den physikalischen Größen weglässt.[br]Werden nun zwei Größen einander zugeordnet, so kann das auf unterschiedliche Weise erfolgen:[br][br]Kostet 1 Meter (1m) Schnur 0,50€, dann kosten 10 m Schnur natürlich 10mal soviel, also 5,00€.[br]Beide Größen werden [b]größer[/b] oder sprachlich sehr verkürzt: [b]Je mehr desto mehr[/b].[br]Das obige Applet zeigt diesen Sachverhalt am Beispiel von Donner und Blitz:[br][br][b]Je [color=#ff7700]länger[/color] der Zeitraum zwischen Blitz und Donner, desto [color=#ff7700]weiter[/color] ist das Gewitter entfernt![/b][br][br]Natürlich ist diese Zuordnung auch umkehrbar, und vor allem gilt: [br][color=#ff7700][b]Kein[/b][/color] Blitz, [b][color=#ff7700]kein[/color][/b] Donner, also auch kein Gewitter, was mathematisch bedeute, dass diese Zuordnung durch den [b]Nullpunkt[/b] geht.[br]Diese Zuordnung wird [b]proportional [/b]genannt und gehört zu den Inhalten des 1. Semesters an der ARS.[br][br]Zusammenfassung:[br][b]Ein Zuordnung, bei der zum [color=#c27ba0]Doppelten[/color] einer [color=#274e13]Größe[/color], das [color=#c27ba0]Doppelte [/color]einer anderen [color=#274e13]Größe[/color] gehört, und durch den Nullpunkt geht, wird proportionale Zuordnung genannt.[br][/b]Das [b][color=#c27ba0]Doppelte[/color][/b] kann auch irgend ein [b][u]beliebiger[/u][/b] (positiver) [b][color=#c27ba0]Zahlenwert[/color][/b] sein.[br][br]Natürlich gibt es sowohl eine [b]nicht proportionale[/b] Zuordnung und [b]umgekehrt proportionale[/b] Zuordnung. [br]Die nicht proportionalen Zuordnungen werden Sie als lineare Funktionen in diesem Semester genauer untersuchen und anwenden.[br][br]Die [b]umgekehrt proportionalen[/b] ([b]antiproportional [/b]ist hier missverständlich) Zuordnungen spielen in Textaufgaben zum [b]Dreisatz[/b] eine Rolle, aber ihre mathematische Schönheit (es sind Kegelschnitte) ist ist nicht Gegenstand des Mathematikunterrichtes der Sekundarstufe I.[br]Das folgende Beispiel zeigt -nur der Vollständigkeit halber- die [b]umgekehrt proportionale Zuordnung[/b] am Beispiel eines Baukrans.
Das Applet zeigt, dass der Kran weniger Masse transportieren kann, wenn er die Masse weiter weg transportieren muss, weil er sonst umkippen würde.[br] [br]Also: [br][b]Je weiter eine Masse ausgelegt wird, desto kleiner muss die Masse sein.[/b] (Sonst fällt der Kran um!)[br]Die Kurzform einer [b]umgekehrt proportionalen Zuordnung[/b] lautet:[br][br]Zum [b][color=#c27ba0]Doppelten[/color][/b] einer Größe gehört die [color=#c27ba0][b]Hälfte[/b][/color] einer anderen Größe.[br][br]Wenn Sie sich die Mühe machen, in der Gewitteraufgabe den Quotienten aus Entfernung und unterschiedlichen Zeiten zu berechnen, werden Sie feststellen, dass immer der gleiche Wert herauskommt. [br]Man sagt: [b]Proportionale Zuordnungen[/b] sind paarweise [b][color=#6aa84f]quotientengleich[/color][/b].[br][br]Wenn Sie das beim Kran machen, werden Sie das nicht feststellen, sie können gemeinsame (paarweise) Produkte bilden, und die sind dann auch immer gleich.[br][br]Man sagt: [b][color=#ff00ff]Umgekehrt proportionale Zuordnungen[/color][/b] sind [b][color=#ff00ff]produktgleich[/color][/b].[br][br]Im KOS erkennt man das daran, dass die [b][color=#6aa84f]quotientengleichen[/color][/b] Zuordnungen (Funktionen) auf einer [color=#6aa84f][b]Geraden[/b][/color] liegen.[br][color=#ff00ff]Produktgleiche[/color] Zuordnungen (Funktionen) liegen auf einer [color=#ff00ff][b]Hyperbel[/b][/color].

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