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Binomische Formeln

Binomische Formeln ( )

Aufgabe 1: Schreibe die Ausdrücke jeweils ohne Klammern und fasse sie möglichst weit zusammen.

\(\huge\begin{align*} &(a+b)(a+b)\\ =&\\=&\end{align*}\)

 

 

\(\huge\begin{align*} &(a-b)(a-b)\\ =&\\=&\end{align*}\)

\(\huge\begin{align*} &(a+b)(a-b)\\ =&\\=&\end{align*}\)

 

 

\(\huge\begin{align*} &(a-b)(a+b)\\ =&\\=&\end{align*}\)

Ergebnissicherung

\[\Large\begin{align*} &(a+b)(a+b)\\ \\ =&aa \underbrace{+ ab + ab}_{+2ab} + bb\\ \\=& a^2 + 2ab + b^2\end{align*}\]

\[\Large\begin{align*} &(a-b)(a-b)\\ \\ =&aa \underbrace{- ab - ab}_{-2ab} + bb\\ \\=& a^2 - 2ab + b^2\end{align*}\]

\[\Large\begin{align*} &(a+b)(a-b)\\ \\ =&aa \underbrace{-ab + ab}_{0} - bb\\ \\=&a^2 - b^2\end{align*}\]

\[\Large\begin{align*} &(a-b)(a+b)\\ \\ =&aa \underbrace{-ab + ab}_{0} - bb\\ \\=&a^2 - b^2\end{align*}\]

Merkkasten [TIMER:360]

Aufgabe 2: Übertrage die Merkkästen in dein Heft.

1. binomische Formel

\[(a+b)^2​=a^2+2ab+b^2​\]

2. binomische Formel

\[(a-b)^2​=a^2-2ab+b^2​\]

3. binomische Formel

\[(a+b)(a-b)=a^2-b^2\]

Aufgaben / Übung [TIMER:720]

Aufgabe 3: Verwende die erste oder zweite binomische Formel, um aus dem Ausdruck eine Summe zu bilden.

a) \( (f + w)^2= \)b) \( (x - b)^2= \)
c) \( (u + a)^2= \)d) \( (l - n)^2= \)
e) \( (c + f)^2= \)f) \( (k - z)^2= \)
g) \( (f + l)^2= \)h) \( (q - c)^2= \)
i) \( (z + f)^2= \)j) \( (w - y)^2= \)
k) \( (p + n)^2= \)l) \( (d - q)^2= \)
m) \( (s + x)^2= \)n) \( (n - g)^2= \)
o) \( (m + y)^2= \)p) \( (n - a)^2= \)

Aufgabe 4: Schreibe als Quadrat eines Binoms.

a) \(c^2 + 2ct + t^2= \)b) \(x^2 - 2xi + i^2= \)
c) \(p^2 + 2pa + a^2= \)d) \(b^2 - 2bq + q^2= \)
e) \(c^2 + 2cm + m^2= \)f) \(b^2 - 2bq + q^2= \)
g) \(j^2 + 2jo + o^2= \)h) \(f^2 - 2fl + l^2= \)
i) \(h^2 + 2hn + n^2= \)j) \(v^2 - 2vf + f^2= \)
k) \(g^2 + 2gd + d^2= \)l) \(i^2 - 2if + f^2= \)
m) \(m^2 + 2mk + k^2= \)n) \(q^2 - 2qr + r^2= \)
o) \(c^2 + 2cn + n^2= \)p) \(m^2 - 2mp + p^2= \)

Aufgaben / Übung [TIMER:1020]

1. binomische Formel

\[(a+b)^2​=a^2+2ab+b^2​\]

Aufgabe 5: Wende die erste binomische Formel an.

a) \((a + b)^2= \)b) \((x + y)^2= \)
c) \((x + 2)^2= \)d) \((x + 3)^2= \)
e) \((x + 4)^2= \)f) \((x + 5)^2= \)
g) \((2x + 1)^2= \)h) \((2x + 2)^2= \)
i) \((3x + 4)^2= \)j) \((4x + 5)^2= \)
k) \((2x + 5)^2= \)l) \((2x + 7)^2= \)
m) \((4x + 2)^2= \)n) \((5x + 3)^2= \)
o) \((x + 1)^2= \)p) \((x + 2)^2= \)

Aufgabe 6: Wende die erste binomische Formel an, um die Summe in eine Klammer zu schreiben.

a) \(x^2 + 2x + 1= \)b) \(x^2 + 4x + 4= \)
c) \(x^2 + 6x + 9= \)d) \(x^2 + 8x + 16= \)
e) \(x^2 + 10x + 25= \)f) \(x^2 + 12x + 36= \)
g) \(x^2 + 14x + 49= \)h) \(x^2 + 16x + 64= \)
i) \(4x^2 + 4x + 1= \)j) \(4x^2 + 8x + 4= \)
k) \(9x^2 + 12x + 4= \)l) \(9x^2 + 18x + 9= \)
m) \(16x^2 + 32x + 16= \)n) \(25x^2 + 50x + 25= \)
o) \(x^2 + 20x + 100= \)p) \(x^2 + 22x + 121= \)

Aufgaben / Übung [TIMER:1200]

2. binomische Formel

\[(a-b)^2​=a^2-2ab+b^2​\]

Aufgabe 7: Wende die zweite binomische Formel an.

a) \((a - b)^2= \)b) \((x - 4)^2= \)
c) \((x - 5)^2= \)d) \((2x - 1)^2= \)
e) \((2x - 2)^2= \)f) \((3x - 3)^2= \)
g) \((3x - 4)^2= \)h) \((4x - 5)^2= \)
i) \((5x - 6)^2= \)j) \((x - 7)^2= \)
k) \((2x - 8)^2= \)l) \((3x - 9)^2= \)
m) \((4x - 10)^2= \)n) \((5x - 2)^2= \)
o) \((x - 11)^2= \)p) \((2x - 12)^2= \)

Aufgabe 8: Wende die zweite binomische Formel rückwärts an.

a) \(x^2 - 6x + 9= \)b) \(x^2 - 8x + 16= \)
c) \(x^2 - 10x + 25= \)d) \(x^2 - 12x + 36= \)
e) \(x^2 - 14x + 49= \)f) \(x^2 - 18x + 81= \)
g) \(x^2 - 20x + 100= \)h) \(x^2 - 24x + 144= \)
i) \(4x^2 - 20x + 25= \)j) \(4x^2 - 24x + 36= \)
k) \(9x^2 - 30x + 25= \)l) \(9x^2 - 36x + 36= \)
m) \(16x^2 - 40x + 25= \)n) \(25x^2 - 70x + 49= \)
o) \(x^2 - 28x + 196= \)p) \(x^2 - 30x + 225= \)

Aufgaben / Übung [TIMER:1080]

3. binomische Formel

\[(a+b)(a-b)=a^2-b^2\]

Aufgabe 9: Vereinfache mithilfe der dritten binomischen Formel.

a) \((a + b)(a - b)= \)b) \((x + 2)(x - 2)= \)
c) \((x + 3)(x - 3)= \)d) \((x + 4)(x - 4)= \)
e) \((x + 5)(x - 5)= \)f) \((x + 6)(x - 6)= \)
g) \((2x + 3)(2x - 3)= \)h) \((2x + 4)(2x - 4)= \)
i) \((3x + 2)(3x - 2)= \)j) \((3x + 5)(3x - 5)= \)
k) \((4x + 1)(4x - 1)= \)l) \((4x + 6)(4x - 6)= \)
m) \((5x + 2)(5x - 2)= \)n) \((5x + 3)(5x - 3)= \)
o) \((x + 7)(x - 7)= \)p) \((2x + 5)(2x - 5)= \)

Aufgabe 10: Faktorisiere mithilfe der dritten binomischen Formel.

a) \(x^2 – 1= \)b) \(x^2 - 4= \)
c) \(x^2 - 9= \)d) \(x^2 - 16= \)
e) \(x^2 - 25= \)f) \(x^2 - 36= \)
g) \(x^2 - 49= \)h) \(x^2 - 64= \)
i) \(4x^2 - 1= \)j) \(4x^2 - 9= \)
k) \(9x^2 - 4= \)l) \(9x^2 - 16= \)
m) \(16x^2 - 9= \)n) \(25x^2 - 4= \)
o) \(x^2 - 81= \)p) \(x^2 - 100= \)

Aufgabe 11 (ohne  ): Wende die erste oder zweite binomische Formel an, um die Quadratzahl im Kopf zu berechnen.

Beispiel: 
\(\begin{align*}(25)^2 &= (20 + 5)^2\\ &= 20^2 + 2 \cdot 20 \cdot 5 + 5^2\\ &= 400 + 200 + 25\\ &= 625\end{align*}\)\(\begin{align*}(25)^2 &= (30 - 5)^2\\ &= 30^2 - 2 \cdot 30 \cdot 5 + 5^2\\ &= 900 - 300 + 25\\ &= 625\end{align*} \)
a) \((137)^2 = (140 – 3)^2 = \ldots \)b) \((61)^2 = \)
c) \((113)^2 = \)d) \((101)^2 = \)
e) \((121)^2 = \)f) \((39)^2 = \)
g) \((116)^2 = \)h) \((76)^2 = \)
i) \((62)^2 = \)j) \((112)^2 = \)
k) \((22)^2 = \)l) \((21)^2 = \)
m) \((99)^2 = \)n) \((105)^2 = \)
o) \((36)^2 = \)p) \((86)^2 = \)
q) \((119)^2 = \)r) \((31)^2 = \)

Aufgabe 10 (ohne  ): Wende die dritte binomische Formel an, um die Differenz der Quadratzahlen im Kopf zu berechnen.

Beispiel:

\(\begin{align*}&2024^2 - 2023^2\\=&(2024 + 2023)(2024 - 2023)\\ =& 4047 \cdot 1\\ =& 4047\end{align*}\)

a) \(104^2 – 98^2 = \)b) \(110^2 - 105^2= \)
c) \(88^2 - 81^2= \)d) \(94^2 - 101^2= \)
e) \(130^2 - 121^2= \)f) \(147^2 - 143^2= \)
g) \(125^2 - 122^2= \)h) \(62^2 - 53^2= \)
i) \(146^2 - 140^2= \)j) \(52^2 - 50^2= \)
k) \(133^2 - 130^2= \)l) \(53^2 - 45^2= \)
m) \(88^2 - 85^2= \)n) \(92^2 - 95^2= \)
o) \(69^2 - 64^2= \)p) \(58^2 - 52^2= \)
q) \(145^2 - 138^2= \)r) \(22^2 - 21^2= \)
s) \(87^2 - 77^2= \)t) \(74^2 - 70^2= \)

Aufgabe 11 (  |  | ): Durch kollaborative Arbeit das Verständnis von binomischen Formeln vertiefen

Vorbereitung:

  • Jeder Schüler notiert eigenständig 10 Aufgaben zu den binomischen Formeln.
  • Wähle für jede Aufgabe eine der drei binomischen Formeln.

Speeddating-Phase:

  • Die Klasse wird in Paare aufgeteilt. Jedes Paar sitzt sich gegenüber.
  • Zu Beginn tauscht jeder Schüler seinen Zettel mit den 10 notierten Aufgaben mit dem Speeddatingpartner aus.
  • Jeder wählt nun aus den 10 Aufgaben des Partners eine aus, die er lösen möchte. Die Auswahl sollte schnell erfolgen, damit genügend Zeit für die Berechnung bleibt.
  • Nachdem eine Aufgabe gelöst wurde, präsentiert jeder Schüler seine Lösung dem Partner. Diskutiert gemeinsam über den Lösungsweg und helft euch gegenseitig, Fehler zu verstehen und zu korrigieren.

Wechsel der Partner:

  • Nach etwa 3 Minuten wird gewechselt, sodass jeder Schüler einen neuen Partner bekommt und wiederum Aufgaben vom neuen Partner auswählen kann.
  • Dieser Prozess wird so lange wiederholt, bis alle Schüler mit mehreren Partnern gearbeitet haben

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