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Axiome, euklidische Geometrie

Im historischen Entstehungsprozess der Geometrie wurden relativ einfache, anschauliche Aussagen als Axiome gewählt, auf deren Grundlage sich die übrigen Sachverhalte beweisen ließen. Axiome sind also experimentellen Ursprungs, d. h. auch, dass sie gewisse einfache, anschauliche Eigenschaften des realen Raumes widerspiegeln. Die Axiome sind somit grundsätzliche Aussagen über die Grundbegriffe einer Geometrie, die dem betrachteten geometrischen System ohne Beweis hinzugefügt werden und auf deren Basis alle weiteren Aussagen des betrachteten Systems bewiesen werden.

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Aussagen, Wahrheitswerte

Eine Aussage ist ein sinnvolles sprachliches Gebilde (bzw. die entsprechende Zeichenreihe), das entweder wahr oder falsch ist. Entscheidend ist, dass die Äußerung einen Wahrheitswert hat. Es ist nicht notwendig, ihn zu kennen.
Deshalb sind auch Äußerungen wie „Es gibt außerirdisches Leben“ Aussagen.

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Natürliche Logarithmen

Logarithmen mit der Basis e (der eulerschen Zahl) heißen natürliche Logarithmen.
Die Funktion y = ln     x ist die Umkehrfunktion der Exponentialfunktion y = e x .

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Funktionsbegriff

Der Funktionsbegriff ist von zentraler Bedeutung für die gesamte Mathematik und spielt auch bei Anwendungen der Mathematik in Naturwissenschaft, Technik, Wirtschaft und Gesellschaft eine wichtige Rolle. Seine Entwicklung zur heute gebräuchlichen Form hat Jahrhunderte gedauert. Die Namen bekannter Mathematiker sind mit diesem Prozess eng verbunden: LEIBNIZ verwendete 1692 erstmals das Wort Funktion, von JOHANN BERNOULLI stammt die erste Definition und auch EULER trug zur Präzisierung bei.
Unter einer Funktion f versteht man eine eindeutige Zuordnung (Abbildung), die jedem Element x aus einer Menge D eindeutig ein Element y aus einer Menge W zuordnet. D heißt der Definitionsbereich, W der Wertebereich der Funktion f. Man nennt x ∈ D ein Argument, das zugeordnete Element y ∈ W den Funktionswert von x bei der Funktion f. Als Kurzschreibweise gibt man die Funktionsgleichung u. a. in der Form y = f   ( x ) an.

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Funktionsgleichung, Ermitteln

Eine lineare Funktion ist durch zwei ihrer Wertepaare bzw. durch zwei Punkte ihres Graphen eindeutig bestimmt.
Ist eines des gegebenen Wertepaare das Paar (0; 0), verläuft der Graph der Funktion also durch den Koordinatenursprung, so ist das Ermitteln der Gleichung besonders einfach.

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Vierspeziesrechner

Vierspeziesrechner ist die Bezeichnung für mechanisch arbeitende Rechner, die in der Lage sind, die vier Grundrechenarten auszuführen.

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Trapez

Ein Viereck mit einem Paar paralleler Seiten heißt Trapez.
Die parallelen Seiten sind die Grundseiten, die beiden anderen Seiten die Schenkel des Trapezes.
Der Abstand der Grundseiten ist die Höhe h des Trapezes.
Die Verbindungsstrecke der Mitten der Schenkel heißt Mittellinie m.
Sind in einem Trapez die Schenkel gleich lang, so heißt es gleichschenklig. Hat das Trapez einen rechten Innenwinkel, so heißt es rechtwinkliges Trapez.

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Zinsrechnung, Wissenswertes und Historisches

Der Begriff Zins kommt vom lateinischen Wort census. Dies bedeutet so viel wie (Vermögens-) Schätzung oder Abgabe.
Im Mittelalter wurden mit Zins auch die zu entrichtenden Abgaben an Grundherren, Kirche usw. bezeichnet.
Heute beruht die Verpflichtung zur Zahlung von Zinsen auf entprechenden Verträgen bzw. Gesetzen.

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Räumliches Koordinatensystem

Koordinatensysteme sind unentbehrliche Hilfsmittel, wenn man geometrische Probleme mit rechnerischen Mitteln lösen will oder umgekehrt die Resultate geometrisch interpretieren möchte, die sich bei der Behandlung bestimmter Probleme mit rechnerischen Methoden ergeben haben.
Am gebräuchlichsten ist das auf (RENÉ DESCARTES zurückgehende) kartesische Koordinatensystem.

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Parallelogramm

Ein Viereck, dessen gegenüberliegende Seiten parallel sind, heißt Parallelogramm. Die gegenüberliegenden Seiten sind demzufolge gleich lang. Die Diagonalen in einem Parallelogramm halbieren einander. Die gegenüberliegenden Winkel sind gleich groß.

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Definitionen

Unter einer Definition versteht man

  • eine Festlegung, was ein Objekt ist, wie es entsteht, anhand welcher Merkmale man es feststellen kann, oder
  • eine Festlegung über die Bedeutung und Verwendung eines Zeichens.
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Parkettierung

Unter Parkettierung versteht man das lückenlose Auslegen einer Fläche mit Figuren. Treten die Muster regelmäßig auf, so spricht man von einer regulären Parkettierung. Die einfachsten Formen für Parkettierung erhält man, wenn man regelmäßige Vielecke aneinanderlegt.

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Parkettierung entwickeln

Unter Parkettierung versteht man das lückenlose Auslegen einer Fläche mit Figuren. Die einfachsten Formen für eine Parkettierung erhält man, wenn man regelmäßige Vielecke (z. B. gleichseitiges Dreieck, Quadrat, regelmäßiges Sechseck) aneinanderlegt.

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Polygone

Polygone (Vielecke) sind abgeschlossene ebene Streckenzüge (Polygonzüge) aus endlich vielen Strecken. Ein Polygon ist eine ebene Figur, die durch Strecken begrenzt wird, wie Dreieck, Viereck, Fünfeck, Sechseck usw.

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Positionsbestimmung

1982 wurde erstmals die bis dato den Militärs vorbehaltene Satellitennavigation der Allgemeinheit zugänglich gemacht. Inzwischen gibt es eine Reihe von Systemen, die für die zivile Nutzung entwickelt wurden.
Mithilfe des Global Positioning System (GPS – Globales Positionssystem – ein spezielles Satellitennavigationssystem), lassen sich rund um die Uhr, an jedem Punkt der Welt und bei jedem Wetter Angaben über eine genaue dreidimensionale Position (Länge, Breite, Höhe) sowie Geschwindigkeit und Zeit machen.

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Polarkoordinatensystem

Ein Polarkordinatensystem besteht aus einem festen Punkt O und einer von diesem Punkt ausgehenden Halbgeraden (Achse). Ein beliebiger Punkt P der Ebene lässt sich dann eindeutig durch Angabe seiner Polarkoordinaten r und ϕ festlegen.

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Potenzfunktionen, allgemein

Funktionen mit Gleichungen
der Form y = x n     ( x   ∈ ℝ ,     n ∈   ℤ )
heißen Potenzfunktionen.
Es ist zweckmäßig, eine Einteilung der Potenzfunktionen in Abhängigkeit vom Exponenten n vorzunehmen.

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Gerade Potenzfunktionen

Funktionen mit Gleichungen der Form y = x n     ( x   ∈ ℝ ,     n ∈   ℤ ) heißen Potenzfunktionen.
Ist der Exponent n in y = f ( x ) = x n eine gerade Zahl (n = 2k mit k ∈ ℤ ), so liegen gerade Funktionen vor.

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Ungerade Potenzfunktionen

Funktionen mit Gleichungen der Form y = x n     ( x   ∈ ℝ ,     n ∈   ℤ ) heißen Potenzfunktionen.
Ist der Exponent n in y = f ( x ) = x n eine ungerade Zahl (n = 2k + 1 mit k ∈ ℤ ), so liegen ungerade Funktionen vor.

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Direkte Proportionalität

Bewegt sich ein Fahrzeug mit gleichbleibender Geschwindigkeit v = 90 km/h (also v = 1,5 km/min) längs eines geradlinigen Weges, so legt es nach den Gesetzen der Physik in der Zeit t die Strecke
s = 1,5  t (t in Minuten, s in Kilometer) zurück.
Durch die Gleichung s = 1,5  t wird jedem Wert von t eindeutig ein Wert von s zugeordnet – es handelt sich bei diesem Zusammenhang also um eine Funktion s = f  ( t ) .

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Indirekte Proportionalität

Bewegt sich ein Fahrzeug mit gleichbleibender Geschwindigkeit längs eines geradlinigen Weges von 9 km Länge, so hängt nach den Gesetzen der Physik die hierfür benötigt Zeit t von der Größe der Geschwindigkeit v ab.
Es gilt: t = 9 v
(wobei hier v in km/min und t dann in Minuten gemessen sei)
Durch die Gleichung t = 9 v wird jedem Wert von v ( ≠ 0 ) eindeutig ein Wert von t zugeordnet – es handelt sich bei diesem Zusammenhang also um eine Funktion t = f(v).

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Quadrantenbeziehungen

Für Winkel x mit π 2 < x < 2   π lassen sich aufgrund der Definitionen der Sinus-, der Kosinus- und der Tangensfunktion Zusammenhänge zwischen den Werten dieser Funktionen aus dem I. und dem II. bis IV. Quadranten ableiten. Man nennt diese Zusammenhänge Quadrantenbeziehungen.

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Mittelsenkrechten im Dreieck

Die Mittelsenkrechten eines Dreiecks sind die Mittelsenkrechten der Dreiecksseiten. Die drei Mittelsenkrechten schneiden einander in genau einem Punkt. Dieser Punkt ist der Mittelpunkt eines Kreises, auf dem alle Eckpunkte des Dreiecks liegen. Man nennt diesen Kreis den Umkreis des Dreiecks.

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Orthogonalität

Haben zwei Geraden verschiedene Richtungen, so schneiden sie einander in einem Punkt.
Ein Sonderfall für Geraden verschiedener Richtungen sind zueinander senkrechte Geraden.
Zwei Geraden g und h heißen zueinander senkrecht (orthogonal) genau dann, wenn sie sich unter einem rechten Winkel schneiden.

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Pantograf

Ein Pantograf ist ein Gerät zum maßstäblichen Übertragen von Vorlagen. Seine einfachste Form besteht aus vier Streben, die zu einem in den Eckpunkten beweglichen Parallelogramm zusammengefügt sind.
Das Zeichengerät besitzt einen Fahrstift, mit dem die Linien der Originalzeichnung nachgezeichnet werden, und einen Zeichenstift, der die Zeichnung maßstäblich nachzeichnet.
Als Arbeitsinstrument wird der Pantograf besonders von technischen Zeichnern und Architekten benutzt.

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