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Matrizen als Abbildungen

Eine Matrix bewegt die Punkte der Ebene: Wende sie auf einen Punkt an, baue sie aus den Bildern der Einheitsvektoren und finde die Punkte, die sie festlässt.

📖 Hier beginnen: Lies die Schritte der „Lektion“ der Reihe nach (1, 2, 3 …) und beantworte jede Frage. Danach geht es mit „Üben“ weiter.

Hinweise für Erwachsene

Matrizen sind im bayerischen Lehrplan kein Pflichtstoff. Drehungen um den Ursprung und Spiegelungen an Geraden kennt dein Kind aus der Geometrie (Klassen 7 bis 10); hier lernt es dieselben Abbildungen noch einmal mit Zahlentafeln kennen.

Eine 2 · 2-Matrix mal die Spalte eines Punktes (x|y) ergibt den Bildpunkt. Die Matrix mit den Zeilen 1, 0 und 0, −1 bildet (x|y) auf (x|−y) ab: eine Spiegelung an der x-Achse.

Die Spalten der Matrix sind die Bilder der Punkte (1|0) und (0|1). Weißt du, wohin diese beiden Punkte gehen, kennst du die ganze Matrix.

Ein Vektor, den die Matrix auf sich selbst abbildet, ist ein Fixvektor: Av = v. Bei einer Spiegelung an einer Geraden sind die Punkte auf der Geraden Fixpunkte. Die Drehung um 90° gegen den Uhrzeigersinn hat die Matrix mit den Zeilen 0, −1 und 1, 0. Die Spiegelung an der Winkelhalbierenden y = x vertauscht die beiden Koordinaten.

Bitte dein Kind, sich die Abbildung vor dem Rechnen vorzustellen: Ist es eine Drehung, eine Spiegelung oder eine Streckung?