MathProf - Ellipsen - Beispiel - Fläche - Halbachsen - Ellipse zeichnen
Fachthema: Ellipse
MathProf - Elementargeometrie - Software für interaktive Mathematik zum Lösen verschiedenster Aufgaben und zur Visualisierung relevanter Sachverhalte mittels Simulationen, 2D- und 3D-Animationen für die Schule, das Abitur, das Studium sowie für Lehrer, Ingenieure, Wissenschaftler und alle die sich für Mathematik interessieren.
Online-Hilfe
für das Modul zur Durchführung von Untersuchungen mit Ellipsen.
In diesem Teilprogramm erfolgt unter anderem die Berechnung der Halbachsen einer definierten Ellipse, das Berechnen ihrer wesentlichster Eigenschaften. Dies sind deren lineare Exzentrizität, numerische Exzentrizität, Halbparameter, Umfang und Flächeninhalt. Zudem werden deren Brennpunkte ermittelt und ausgegeben. Das Drehen einer Ellipse kann ebenfalls durchgeführt werden.
Der Rechner führt nach der Festlegung der Werte zweier Größen der Ellipse die notwendigen Analysen hierzu durch, gibt die ermittelten Ergebnisse aus und stellt die entsprechenden Zusammenhänge grafisch dar. Dieses Unterprogramm ermöglicht das Berechnen der Werte aller relevanter Größen zu diesem Fachthema.
Beispiele, welche Aufschluss über die Verwendbarkeit und Funktionalität
dieses Programmmoduls geben und dazu dienlich sind, Aufgaben zu diesem Themengebiet zu lösen, stehen zur Verfügung.
Weitere relevante Seiten zu diesem Programm
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Themen und Stichworte zu diesem Modul:Ellipse - Rechner - Flächenberechnung der Ellipse - Umfang einer Ellipse - Fläche einer Ellipse - Halbachsen einer Ellipse - Brennpunkte einer Ellipse - Exzentrizität einer Ellipse - Hauptachse - Nebenachse - Halbachsen - Halbparameter einer Ellipse - Lineare Exzentrizität - Numerische Exzentrizität - Umfangsberechnung einer Ellipse - Ellipsenumfang berechnen - Ellipsenberechnung - Eigenschaften einer Ellipse - Mittelpunkt - Scheitelpunkte - Umfang - Brennpunkt - Bild - Grafik - Plotten - Plotter - Formel - Beispiel - Koordinaten - Fläche - Punkte - Brennpunkte - Achsen - a - b - Drehen - Exzentrizität - Eigenschaften - Große Halbachse - Kleine Halbachse - Halbachse - Halbparameter - Rotation - Hauptscheitel - Nebenscheitel - Graph - Darstellung - Berechnung - Berechnen - Parameter - Darstellen - Flächeninhalt - Grafische Darstellung - Zeichnen einer Ellipse - Ellipse plotten - Ellipse darstellen |
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Ellipse berechnen und darstellen
Im Unterprogramm [Geometrie] - [Ellipse - Vieleck] - Ellipse können Berechnungen mit Ellipsen durchgeführt werden.
Zur Berechnung von Ellipsen sind die Werte für zwei der sechs nachfolgend aufgeführten Größen einzugeben:
- Große Halbachse a der Ellipse
- Kleine Halbachse b der Ellipse
- Lineare Exzentrizität e der Ellipse
- Numerische Exzentrizität ε der Ellipse
- Fläche A der Ellipse
- Halbparameter p der Ellipse
Optional besteht die Möglichkeit den Mittelpunkt und den Drehwinkel der Ellipse festzulegen.
Das Programm ermittelt die Werte o.a. Größen, für welche keine Zahlenwerte eingegeben wurden. Zudem wird ausgegeben:
- Umfang der Ellipse u
- Brennpunkte der Ellipse
Formeln
Nachfolgend aufgeführt sind einige Formeln, welche zur Berechnung der Werte entsprechender Größen einer Ellipse relevant sind.
Lineare Exzentrizität: e = √a² - b²
Numerische Exzentrizität: ε = e / a
Flächeninhalt: A = π·a·b
Umfang (genähert): U = π·(a+b)·[1 + 3((a-b)/(a+b))² / (10+√4-3((a-b)/(a+b))² )]
mit:
a: Große Halbachse
b: Kleine Halbachse
Berechnung und Darstellung
Gehen Sie folgendermaßen vor, um Berechnungen mit Ellipsen durchführen zu lassen:
- Geben Sie die Werte für zwei der sechs Größen in die linksseitig zur Verfügung stehenden Felder ein. Werte für den Eigendrehwinkel der Ellipse, sowie deren Mittelpunkt definieren Sie in den Feldern mit den Bezeichnungen MPx, MPy und Drehw. Bedienen Sie ggf. zuvor die Schaltfläche Löschen.
- Nach einem Klick auf die Schaltfläche Berechnen werden die Ergebnisse in der Tabelle ausgegeben.
- Möchten Sie sich die entsprechende Ellipse grafisch darstellen lassen, so bedienen Sie die Schaltfläche Darstellen.
Können durch die Eingaben von Zahlenwerten keine Ergebnisse ermittelt werden, so erhalten Sie eine entsprechende Fehlermeldung. Die Schaltfläche Darstellen ist ausschließlich nach einer zuvor erfolgreich durchgeführten Berechnung bedienbar.
Nachfolgend finden Sie ein Video zu diesem Fachthema, welches Sie durch die Ausführung eines Klicks
auf die nachfolgend gezeigte Grafik abspielen lassen können.
Bedienformular
Auf dem Bedienformular, welches durch Anklicken im obersten schmalen Bereich und bei Gedrückthalten der linken Maustaste verschiebbar ist, können Sie u.a. durch die Aktivierung bzw. Deaktivierung der entsprechenden Kontrollkästchen folgende zusätzliche Einstellungen vornehmen:
- Füllen: Farbfüllung der Ellipse ein-/ausschalten
- Punkte: Darstellung der Brennpunkte und des Mittelpunkts der Ellipse ein-/ausschalten
Allgemein
Allgemeines zum Handling des Programms bzgl. der Darstellung zweidimensionaler Grafiken wird unter Zweidimensionale Grafiken - Handling beschrieben. Wie Sie das Layout einer 2D-Darstellung konfigurieren können, erfahren Sie unter Layoutkonfiguration. Methoden zur Implementierung und zum Umgang mit grafischen Objekten werden unter Implementierung und Verwendung grafischer Objekte behandelt.
Weitere Themenbereiche
Kegelschnitte in Mittelpunktlage
Kegelschnitte in Mittelpunktlage–Interaktiv
Beispiel
Von einer Ellipse sind folgende Werte bekannt:
Große Halbachse: a = 4
Kleine Halbachse: b = 0,5
Mittelpunkt: M (0;0)
Drehwinkel: 0°
Nach Eingabe dieser in die entsprechenden Felder und einer Bedienung der Schaltfläche Berechnen, erhalten Sie die Werte für die restlichen Eigenschaften der Ellipse:
Halbparameter: p = 0,063
Lineare Exzentrizität: e = 3,969
Numerische Exzentrizität: ε = 0,992
Brennpunkt: F1 (-3,969 / 0)
Brennpunkt: F2 (3,969 / 0)
Fläche: A = 6,283 FE
Umfang: U = 16,024
Eine kleine Übersicht in Form von Bildern und kurzen Beschreibungen über einige zu den einzelnen Fachthemengebieten dieses Programms implementierte Unterprogramme finden Sie unter Screenshots zum Themengebiet Analysis - Screenshots zum Themengebiet Geometrie - Screenshots zum Themengebiet Trigonometrie - Screenshots zum Themengebiet Algebra - Screenshots zum Themengebiet 3D-Mathematik - Screenshots zum Themengebiet Stochastik - Screenshots zum Themengebiet Vektoralgebra sowie unter Screenshots zu sonstigen Themengebieten.
Hilfreiche Informationen zu diesem Fachthema sind unter Wikipedia - Ellipse zu finden.
Achsenabschnittsform einer Geraden - Punkt-Richtungs-Form einer Geraden - Zwei-Punkte-Form einer Geraden - Hessesche Normalenform einer Geraden - Allgemeine Form einer Gerade - Gerade - Gerade - Gerade - Gerade - Interaktiv - Gerade - Punkt - Gerade - Punkt - Interaktiv - Geradensteigung - Kreis - Punkt - Kreis - Punkt - Interaktiv - Kreis - Gerade - Kreis - Gerade - Interaktiv - Kreis - Kreis - Kreis - Kreis - Interaktiv - Kreisausschnitt - Kreissegment - Kreisring - Regelmäßiges Vieleck - Viereck - Allgemeines Viereck – Interaktiv - Satz des Ptolemäus - Satz des Arbelos - Pappus-Kreise - Archimedische Kreise - Hippokrates Möndchen - Varignon-Parallelogramm - Rechteck-Scherung - Soddy-Kreise - Polygone - Bewegungen in der Ebene - Affine Abbildung - Analyse affiner Abbildungen - Inversion einer Geraden am Kreis - Inversion eines Kreises am Kreis - Spirolateralkurven - Spiralen im Vieleck - Granvillesche Kurven - Bérard-Kurven - Eikurven - Kegelschnitt - Prinzip - Pyramidenschnitt - Prinzip - Kegelschnitte in Mittelpunktlage - Kegelschnitte in Mittelpunktlage - Interaktiv - Kegelschnitte in achsparalleler Lage - Kegelschnitte in achsparalleler Lage - Interaktiv - Kegelschnitte in Mittelpunktlage - Punkt - Kegelschnitte in Mittelpunktlage - Gerade - Allgemeine Kegelschnitte - Kegelschnitte durch 5 Punkte - Interaktive Geometrie mit Objekten - Winkelmaße - Strahlensatz - Teilungsverhältnis - Konstruktion einer Mittelsenkrechten - Konvexe Hülle - Dreieck - Pyramide - Quader im Raum (3D) - Krummflächig begrenzte Körper (3D) - Ebenflächig und krummflächig begrenzte Körper (3D) - Platonische Körper (3D) - Archimedische Körper (3D) - Spezielle Polyeder (3D) - Selfbuild - Punkte (3D) - Selfbuild - Strecken (3D)
Es eignet sich insbesondere dafür, um interaktive grafische Untersuchungen sowie numerische Berechnungen zu entsprechenden Fachthemen durchführen zu lassen. Mehr als 300 verschiedene Unterprogramme decken die mathematischen Themenbereiche Analysis, Geometrie, Trigonometrie, Algebra, Stochastik, 3D-Mathematik und Vektoralgebra großflächig ab.
Durch die Nutzbarkeit vieler implementierter grafischer Features bestehen vielseitige gestaltungstechnische Möglichkeiten, ausgegebene Grafiken in entsprechenden Unterprogrammen auf individuelle Anforderungen anzupassen. Durch die freie Veränderbarkeit von Parametern und Koordinatenwerten bei der Ausgabe grafischer Darstellungen, besteht in vielen Modulen zudem die Möglichkeit, Veränderungen an dargestellten Gebilden und Zusammenhängen manuell oder durch die Verwendung automatisch ablaufender Simulationsprozesse in Echtzeit zu steuern und zu analysieren.
Es verfügt über eine umfangreiche Programmhilfe mit ca. 1600 Seiten.
- Kurzinfos zum Themengebiet Analysis
- Kurzinfos zum Themengebiet Geometrie
- Kurzinfos zum Themengebiet Algebra
- Kurzinfos zum Themengebiet 3D-Mathematik
- Kurzinfos zum Themengebiet Stochastik
- Kurzinfos zum Themengebiet Vektoralgebra
- Kurzinfos zum Themengebiet Trigonometrie
- Kurzinfos zu sonstigen Themengebieten
Nachfolgend finden Sie ein Video zu einem in MathProf 5.0 unter dem Themenbereich 3D-Mathematik eingebundenen Unterprogramm, welches Sie durch die Ausführung eines Klicks auf die nachfolgend gezeigte Grafik abspielen lassen können.
Physik interaktiv
Es verfügt über eine umfangreiche Programmhilfe mit ca. 300 Seiten.
- Kurzinfos zum Themengebiet Mechanik
- Kurzinfos zum Themengebiet Elektrotechnik
- Kurzinfos zum Themengebiet Optik
- Kurzinfos zum Themengebiet Thermodynamik
- Kurzinfos zu sonstigen Themengebieten
Nachfolgend finden Sie ein Video zu einem in PhysProf 1.1 unter dem Themenbereich Mechanik eingebundenen Unterprogramm, welches Sie durch die Ausführung eines Klicks auf die nachfolgend gezeigte Grafik abspielen lassen können.
Nachfolgend finden Sie ein Video zu einem in PhysProf 1.1 unter dem Themenbereich Thermodynamik eingebundenen Unterprogramm, welches Sie durch die Ausführung eines Klicks auf die nachfolgend gezeigte Grafik abspielen lassen können.
Nachfolgend finden Sie ein Video zu einem in PhysProf 1.1 unter dem Themenbereich Elektrotechnik eingebundenen Unterprogramm, welches Sie durch die Ausführung eines Klicks auf die nachfolgend gezeigte Grafik abspielen lassen können.
III - SimPlot 1.0
Visualisierung und Simulation interaktiv
SimPlot 1.0 ist eine Anwendung, welche es unter anderem durch interaktiv erstellbare Präsentationen ermöglicht, sich Sachverhalte aus vielen technischen, wissenschaftlichen und anderen Bereichen grafisch darstellen und diese multifunktional sowohl statisch, wie auch in Form bewegter Grafiken ausgeben zu lassen. Das Programm erlaubt die Erstellung von Gebilden mit zweidimensionalen grafischen Objekten, welche als geometrische Figuren und Bilder zur Verfügung stehen.
Es bietet zudem die Möglichkeit, Zusammenhänge im Bereich der Planimetrie auf einfache Weise interaktiv zu analysieren. Unter anderem wird es ermöglicht, mit erzeugten Gebilden geometrische Transformationen durchzuführen und diesen automatisch ablaufende Bewegungs- und Verformungsprozesse zuzuweisen.
SimPlot kann sowohl zur Erstellung von Infografiken, zur dynamischen Datenvisualisierung, zur Auswertung technisch-wissenschaftlicher Zusammenhänge sowie zur Erzeugung bewegter Bilder für verschiedenste Anwendungsbereiche eingesetzt werden. Neben der Bereitstellung vieler mathematischer Hilfsmittel und zusätzlicher Unterprogramme erlaubt es auch die Einblendung von Hilfslinien zur Echtzeit, welche dienlich sind, um sich relevante Sachverhalte und Zusammenhänge unmittelbar begreiflich zu machen.
Dieses Programm verfügt über eine umfangreiche Programmhilfe mit ca. 900 Seiten.
Nachfolgend finden Sie ein Video zu einer mit SimPlot 1.0 erstellten Animationsgrafik, welches Sie durch die Ausführung eines Klicks auf die nachfolgend gezeigte Grafik abspielen lassen können.
Nachfolgend finden Sie ein Video zu einer mit SimPlot 1.0 erstellten Animationsgrafik, welches Sie durch die Ausführung eines Klicks auf die nachfolgend gezeigte Grafik abspielen lassen können.
Nachfolgend finden Sie ein Video zu einer mit SimPlot 1.0 erstellten Animationsgrafik, welches Sie durch die Ausführung eines Klicks auf die nachfolgend gezeigte Grafik abspielen lassen können.
