| S1 Woche | Stoffinhalt (grob) | Bemerk. | 
  
    | Wo 1 | Wie letztes Jahr (mit Updates): 
        Montag: Einführungstag (regulärer Unterricht fällt aus
          ==> Rückstand auf den bisherigen Plan)Mittwoch: Lerntechniktag (regulärer Unterricht fällt aus
          ==> Rückstand auf den bisherigen Plan)Freitag:  Beginn Unterricht: Einführung,  VorstellungLearningmanagement, Organisation, Rahmen,
          Kommunikation via Internet
          
            1. Koordinaten2.
              Stoff3.
              Ziel, Weg, Methoden, Feedback, Team4.
              Skript beschaffen, Übungen, Selbststudium ==> Internet: Learningmanagement5.
              Lerntechnik, Arbeitstechnik, Selfmanagement (
              Vergessenskurve, Lernplateau, Teamarbeit ...)6. Lernen =
              erarbeiten * verstehen * behalten * anwenden.  Faktor = 0
              ==> Produkt = 0. Das Problem der Vernetzung im Hirn und der
              Repetition7.
              Rechte und Pflichten des Studenten und der Schule: ==>Studieren:
              Selbständig, fleißig arbeiten, Eigenverantwortung8.
              Prinzipien, Grundsätze (Selbstdisziplin, aber auch Prüfungen,
              Noten, lernen fürs Leben, für den Abschluss...)9.
              Rechner, Computer, Mathematiksoftware10.
              Semesterorganisation Mathematik (Anzahl Noten, Prüfungsreglement,
              Prüfungsplan, Prüfungsrahmen, erlaubte Unterlagen, formale
              Anforderungen, Benotungskriterien, Benotung der Übungen und
              Projekte, Arbeitsnachweismappe, Klassensprecher,
              Klassenbetreuer, Kopierchef, Sprechstunden)11.
              Hilfsmittel (Bibliothek, Taschenrechner, Mathematiksoftware,
              Literatur)12.
              Zeitplanung Wozu Mathematik?  LinkEinführung: Was ist Mathematik? (Über das
          Wesen der Mathematik)
          
            Zahlen, geometrische Gebilde, u.s.w.
              
                Was ist eine Zahl, was ist ein Punkt, eine Gerade, eine
                  Ebene u.s.w. ==> keine "materiellen
              Realitäten". Was ist ein Winkel - was ist das Maß des Winkels?Historische Grundlagen: "Was ist der Ursprung von
                  allem?" ==> Diverse Theorien. Pythagoras: Alles ist
                  Zahl. Näheres zu Pythagoras und den Pytagoräern: Ihre
                  KulturleistungNäheres zu Euklid und den 13 Büchern (Elemente)Beispielhafte Beweise Wieso beweisen? (Zahlen,
              geometrische Gebilde, u.s.w.: keine "materiellen Realitäten".)Beispielbeweise: Thales, Außenwinkel im
              Dreieck, Anzahl der Primzahlen u.s.w.Modell und Wirklichkeit: Modell in
              der Sprache der Mathematik - Realität 
              
                 ==> Naturwissenschaft
              - MathematikWieso fällt der Apfel vom Baum - wie fällt der Apfel vom
                  Baum - Galilei, Newton"Könnte der Apfel wieder hinauffallen?" - die
                  Idee der Gleichbewegung der AtomeDas Problem des Maßes: Physikalische Masse (Meter -
                  u.s.w.), an die Erde oder an Naturerscheinungen gebunden -
                  mathematische Masse: Das Beispiel der Winkelmessung: 360
                  Grad contra rad. Wieso 360?DiversesGeschichtlicher Rahmen und Auftrag: Was ist
              ein Ingenieur - woher kommt diese Disziplin (1. Ecole
              polytechnique in Paris, Monge, Louis XIV, Entwicklung von
              Frankreich, Kanäle, Bauwerke noch heute) Selbststudium: Mengen Operationen und Zahlen: Mengenidee, Beziehungen, Mengendarstellungen,
          Schreibweise, leere
          Menge, Grundmenge, Komplement, Mengendifferenz. Mengenprodukt Basics: 
              Achtung: Den angekündigten Kurztest beachten! 
              Link: Hier klicken | 
        Selbststudium siehe Übungen | 
  
    | Wo 2 | 
        Kurzes Eingehen auf 
          
            Mengen Operationen und Zahlen: Mengenidee, Beziehungen, Mengendarstellungen,
          Schreibweise, leere
          Menge, Grundmenge, Komplement, Mengendifferenz. Mengenprodukt (Schreibweise...)Zahlenaufbau: P, N, N0, Z, Q,  R, C,
          Enthaltensein, Zahlenmengenerweiterung (wenn eine Gleichung
          nicht gelöst werden kann...)Unendlichkeit von PWurzel aus 2 irrational (Beweis) - (transzendente) Zahlen e, Pi,
          Dezimalbruchentwicklung, KettenbruchdarstellungAnnäherung durch Intervallschachtelung, Bsp. Wurzel aus 2Probleme mit dem Unendlichen, Darstellung von Q in einem
          Koordinatensystem,  RPotenzen, Regeln, Ausdehnung auf reelle ExponentenLogarithmen (Exponenten) zu einer Basis a, ln: Basis eLogarithmengesetzeArten von Bestimmungsgleichungen (Systeme) und
              Lösungsstrategien Selbststudium:
          
            Quadratisch: LösungsformelnGrad 3, 4: Formeln von Cardano (Formelbuch)Grad größer 4: Keine allgemeine exakte Lösungsmethode.
              Ausweg: Numerisch, Graphisch.....Wurzelgleichungen: Wurzeln durch potenzieren eliminieren.Betragsgleichungen:
              
                Betrag durch potenzieren eliminieren.
                Graphische Lösung
                FallunterscheidungenExponentialgleichungen: Basis gleich machen, wegen Monotonie
              Exponenten gleichLogarithmische Gleichungen: Basen gleich machen, jeweils alles
              unter den Logarithmus => Numerus vergleichenTrigonometrische Gleichungen: Diverse Methoden. Goniometrische
              Formeln verwenden. Z.B. Pythagoras für Sinus und Cosinus....   | 
        Selbststudium siehe links | 
  
    | Wo 3 | 
        Arten von Bestimmungsgleichungen (Systeme) und
              Lösungsstrategien Selbststudium:
          
            Quadratisch: LösungsformelnGrad 3, 4: Formeln von Cardano (Formelbuch)Grad größer 4: Keine allgemeine exakte Lösungsmethode.
              Ausweg: Numerisch, Graphisch.....Bemerkungen zu Gleichungen höheren Grades und anderen
              ProblemenWurzelgleichungen: Wurzeln durch potenzieren eliminieren.Betragsgleichungen:
              
                Betrag durch potenzieren eliminieren.
                Graphische Lösung
                FallunterscheidungenExponentialgleichungen: Basis gleich machen, wegen Monotonie
              Exponenten gleichLogarithmische Gleichungen: Basen gleich machen, jeweils alles
              unter den Logarithmus => Numerus vergleichenTrigonometrische Gleichungen: Diverse Methoden. Goniometrische
              Formeln verwenden. Z.B. Pythagoras für Sinus und Cosinus....Typen von Gleichheitszeichen und Gleichungen: Bijektion, Aussage,
          Funktionsgleichung, Wertzuweisung, Bestimmungsgleichungen,...
        Weitere Arten von Bestimmungsgleichungen (Systeme) und Lösungsstrategien
        Mit einer oder mehreren Unbekannten (linear: geometrisch einfache
          Gebilde wie Punkte Geraden, Ebenen,...)
        Linear: Systeme
        Lineare Gleichungssysteme: Homogene und inhomogene Systeme. 
        Homogenes System: Immer Nulllösung
        Lösungsmenge geometrisch interpretierbar, gemeinsame Lösungen
          von Gleichungen: Schnittmenge
        Anzahl Lösungen, Möglichkeiten: Widerspruch (keine Lösung),
          exakt eine Lösung, unendlich viele Lösungen (geometrisches
          Gebilde, lineare Mannigfaltigkeit).
        Methoden:
          
            Matrixmethode
            Additionsmethode (Elementarsubstitutionen, systematisch:
              Gauss-Jordan-Verfahren, Dreiecksform)
            Gleichsetzungsmethode
            Einsetzungsmethode (Austauschverfahren)Vieta
        Beispiel Gauss-Jordan, Beispiel
        Kegelschnitte: Kreis, Ellipse, Hyperbel, Parabel ==>  Selbststudium
        Funktionen
        Begriff, Problem (keine Pfeile auseinander)
        Df  ,Wf , Intervalle
        Graphen
        Implizite Funktion
        Beispiele
        Diverse Eigenschaften (pos., neg., monoton wachsend, fallend
          lokales oder globales Extremum, Maximum, Minimum, Asymptote, Pol
          (Bedeutung des Begriffs), periodisch u.s.w.) ==>  Selbststudium
         | 
        Selbststudium Kegelschnitte | 
  
    | Wo 4 | 
        Diverse Eigenschaften (pos., neg., monoton wachsend, fallend
          lokales oder globales Extremum, Maximum, Minimum, Asymptote, Pol
          (Bedeutung des Begriffs), periodisch u.s.w.)
        Test 
        Fortsetzung Funktionen: 
          
            Gerade, ungerade, FunktionenZahlenfolgenNullfolge 1/n, Konvergenz, Limes (Grenzwert), BeispieleStetigkeitGrenzwerte einer Funktion in x0BeispieleStetigkeit in einem Punkt, in einem Intervall...Stetige Fortsetzung, Beispiele ==>  Selbststudium:
          
            Elementare Funktionen: Polynome, Grad (0,1,2,.., n,...)Konstante, lineare, quadratische, kubische,... Funktion (Selbststudium)Eigenschaften (Selbststudium)Selbststudium Diagramme: Quadratische, kubische u.s.w. Funktion
          - bis p.12Hauptsatz der AlgebraLinearfaktorenMaximale Anzahl NullstellenExakte Anzahl im KomplexenBeispiele (Selbststudium nach Skript) | 
        Selbststudium: Siehe links | 
  
    | Wo 5 | 
            Fortsetzung Funktionen: 
              
                Elementare Funktionen: Polynome, Grad (0,1,2,.., n,...)Konstante, lineare, quadratische, kubische,... Funktion (Selbststudium)Eigenschaften (Selbststudium)Selbststudium Diagramme: Quadratische, kubische u.s.w. Funktion
          - bis p.12Hauptsatz der AlgebraLinearfaktorenMaximale Anzahl NullstellenExakte Anzahl im KomplexenBeispiele (Selbststudium nach Skript)Gleichheit von PolynomenGanz und gebrochene rationale Funktion (Polynom durch Polynom)GraphenVerhalten weit außen, Grenzwerte, Pole, AsymptotenExponentialfunktion und Inverse: Logarithmusfunktion Nochmals UmkehrfunktionenHyperbolische Funktionen und Inverse: Areafunktion  Darstellung mit Ln Eigenschaften dieser FunktionenÜbungen und Studium der BeispieleSelbststudium: Graphiken zu Funktionen, Beispiele im Skript, Hyperbolische
          Funktionen und Areafunktionen, dazu Repetition Trigonometrische
          Funktionen und Arcusfunktionen | 
        Selbststudium: Siehe links | 
  
    | Wo 6 | 
        Rep. Grenzwert
        Das Problem der Umkehrfunktion, Existenz
        Secans und Cosecans
        Umkehrfunktionen ZU Potenzfkt., zu Exp'fkt., arcsin, arccos,
          arctan, arccot u.s.w.
        sinh, cosh, tanh, coth, Gesetze, Areafunktionen
        Differentialrechnung:   (Skript
          downloaden, Passwort!)
          
            Idee und HerkunftTangentenproblemGeschwindigkeit, BeschleunigungAbleitung, DifferenzierbarkeitDifferenzenquotient, DifferentialquotientAbleitung der konstanten, linearen und quadratischen FunktionSummenregelKonstante mal FunktionAbleitung von xnPolynome ableitenBeispieleProduktregelAnwendung auf Potenzen f(x)/g(x) ableiten,  Quotientenregel,  BeispieleAbleitung von ln und sinSelbststudium:
          
             ln des Betrags, sin, cos, tan, cot = cgt, xn, x-(-n)Ableitungen von loga(b xc)Verkettete FunktionenKettenregelBeispieleÜbungen | 
        Selbststudium: Siehe links | 
  
    | Wo 7 | 
            Differentialrechnung:
              
            Verkettete FunktionenKettenregelBeispieleAbleitung der InversenBeispiele, Übungen: cos, und damit tan, cot = cgt, x-(-n)Anwendungen: Ableitung der Funktion ex, von
                  Wurzelfunktionen und dann Potenzfunktionen mit rationalem
                  und dann reellem Exponenten.Beispiele, speziell Ableitung von xxAbleitungen von arcsin(x), arccos(x), arctan(x),...Regel von BernoulliAbleitung von xxExponentielles contra polynomiales WachstumMittelwertsatz der DifferentialrechnungSelbststudium: 
              
                Ableitungen vom ln des Betrags, Ableitung von loga(b xc)
                  etc.Lineare Approximation,  Differentiale, Beispiele Potenzreihen, Graphik-Beispiele, Demos:
              SelbststudiumKurvendiskussion: konvex und konkav, notwendige und
              hinreichende Bedingungen für Minima, Maxima, Terrassenpunkte,
              Wendepunkte, Extrema,...Beispiele - Arbeit an diesenÜbungen  | 
        Selbststudium: Siehe links | 
  
    | Wo 8 | 
        Differentialrechnung:
          
            Ableitungen vom ln des Betrags, Ableitung von loga(b xc)
                  etc.ExtremalaufgabenÜbungenLineare ApproximationÜbungenDifferentialeKurvendiskussion: konvex und konkav, notwendige und
              hinreichende Bedingungen für Minima, Maxima, Terrassenpunkte,
              Wendepunkte, Extrema,...Beispiele - Arbeit an diesenÜbungen Beispiele Potenzreihen, Graphik-Beispiele, Demos:
              SelbststudiumNullstellenberechnung: Bisektionsverfahren
              (Intervallschachtelungen), Newton-Methode, Regula
              Falsi, Fixpunktverfahren Selbststudium: Siehe hbg-bremen
          (pdf) oder wikipedia,
              Fixpunktiteration (html)  sowie 
              matheboard.de (html)  | 
        Selbststudium: Siehe links | 
  
    | Wo 9 | 
        Integralrechnung:
          
            Bestimmtes IntegralOber- Unter- und Zwischensummen, Riemannsche Summen,
              Konvergenz (Beispiel monoton uns stetig...)Quadratur der ParabelÜbungen, BeispieleIntervallteilungen, VerfeinerungenRiemannsches Integral: DefinitionIntegration durch Summierung (Grenzwert)Regeln und MittelwertsatzHauptsatz der InfinitesimalrechnungBeispieleIntegralrechnung:
        Integration von PotenzfunktionenIntegration als linearer Operator Partielle Integration mit Elimination von PolynomfunktionenBeispiele Partielle Integration mit Erzeugung einer algebraischen GleichungBeispiele |  |P| = |N| = |Z| = |Q| = |[0,1)| = |R| = |R2| = |Rn| < |P(R)| <
      |P(P(R))| <….und dazu Mächtigkeiten von P,N,Z,Q,R,R2,…  siehe auch unter
 | 
  
    | Wo 10 | 
        Substitutionsregel als Umkehrung der Kettenregel der DifferentialrechnungBeispieleFragen zur PrüfungTest über Differentialrechnung Integration von f ' / fBeispielePartialbruchzerlegungBeispiele, Übung | 
        Gemachter
          TestSelbststudium: 
       |P| = |N| = |Z| = |Q| = |[0,1)| = |R| = |R2| = |Rn| < |P(R)| <
      |P(P(R))| <….und dazu Mächtigkeiten von P,N,Z,Q,R,R2,…  siehe auch unter
 | 
  
    | Wo 11 | 
        Anwendungen der Integration:
          
            Volumen eines Rotationskörpers Länge einer Kurve (2D) Oberfläche eines Rotationskörpers Beispiele, ÜbungenSchwerpunkte von FlächenBeispieleFlächenmomente 1. Grades: Statische Momente bezüglich AchsenFlächenmomente 2. Grades: TrägheitsmomentBedeutung des Trägheitsmoment bei der Kreisbewegung (wie Masse bei der
              kinetischen Energie bei der gewöhnlichen Bewegung) Berechnung des Flächenträgheitsmoments bezüglich AchsenSelbststudium: 
              
                Beispiele zu FlächenmomentenNumerische Methoden: Rechtecksmethode, Trapezmethode (Simpson) Einführung: Differentialgleichungen, Funktionen mit mehreren Variablen  |P| = |N| = |Z| = |Q| = |[0,1)| = |R| = |R2| = |Rn| < |P(R)| <
          |P(P(R))| <….und dazu Mächtigkeiten von P,N,Z,Q,R,R2,..
 | 
        Gemachter
          Test
        Selbststudium: 
          
            Beispiele zu FlächenmomentenNumerische Methoden: Rechtecksmethode, Trapezmethode (Simpson) Transfinite Mächtigkeiten: Siehe auch unter
          
         | 
  
    | Wo 12 | 
        Numerische Methoden: 
          
             Rechtecksmethode,  Trapezmethode SimpsonEinführung: Differentialgleichungen, Funktionen mit mehreren Variablen 
          
        Einführung in die Theorie der Differentialgleichungen 
          
            Beispiele von Differentialgleichungen Klassifikation: Gewöhnliche contra partielle
              Differentialgleichungen Ordnung einer DifferentialgleichungImplizite contra explizite DifferentialgleichungLineare DifferentialgleichungBeispiele: Schwingungsgleichung, Knickungsgleichung,
              WachstumsgleichungLösen durch erraten einer LösungExistenzproblem, Eindeutigkeitsproblem, Stabilitätsproblem
              für eine LösungGraphische Methode: Linienelement und Richtungsfeld, Lösungen
              graphisch beschreibenExistenz- und Eindeutigkeitsbedingungen
          
            Für 1. OrdnungFür Systeme 1. Ordnung und damit für eine Gleichung höherer
              OrdnungBeispiele für Lösungsmethoden
          
        Selbststudium 
          nach Skript:
          
            Geeignete SubstitutionenBeispieleLineare D'Gl:
          
            Lösung der homogenen GleichungLösung der inhomogenen GleichungZusammenspiel der homogenen und der inhomogenen Lösungen,
              partikuläre LösungBeispieleComputereinsatz: Lösung "auf Knopfdruck"Numerische Lösungsmethoden: Euler-MethodeAnwendungen: Herleitung der Differentialgleichung für die
          Biegelinie
          
             Herleitung der Differentialgleichung für die
          Biegelinie: Diverse Fälle bei der Biegung (spezielles Skript)SchleppkurveKettenlinieKlothoideZu- und AbflussproblemeKnickungsprobleme | 
        Selbststudium: Siehe links | 
  
    | Wo 13 | 
        Weiter mit Differentialgleichungen
          
            Geeignete SubstitutionenBeispieleLineare D'Gl:
          
            Lösung der homogenen GleichungLösung der inhomogenen GleichungZusammenspiel der homogenen und der inhomogenen Lösungen,
              partikuläre LösungBeispieleNumerische Lösungsmethoden: Euler-Methode, Runge-Kutta
          
        Differentialgleichungen 2. Ordnung, SchwingungenSelbststudium: Anwendungen Differentialgleichungen: 
          
             Herleitung der Differentialgleichung für die
          Biegelinie: Diverse Fälle bei der Biegung (spezielles Skript)SchleppkurveKettenlinieKlothoideZu- und AbflussproblemeKnickungsproblemeBeispieleDifferentialrechnung mit mehreren Variablen
          
            Erzeugung von 3D-GraphikenZoo der Funktionen, BeispieleParametrisierte Plots in nichtkartesischen KS
              (ParametricPlot3D)Höhenkurven (ContourPlots)RichtungsableitungSelbststudium Differentialrechnung mit mehreren Variablen:
          
            GradientBedeutung des GradientenBeispieleLagrange-Methode: Extrema mit NebenbedingungenBeispiele | 
        Selbststudium: Siehe links | 
  
    | Wo 14 | 
        Differentialrechnung mit mehreren Variablen:
          
            Nochmals RichtungsableitungGradientBedeutung des GradientenBeispieleSpezielle Beispiele: Kurven, Kurvenkrümmung, KrümmungskreisSpezielle Beispiele: Kurven, Kurvenkrümmung, Krümmungskreis,Gerade, Kreis, Klothoide, Fresnel-Integrale: Wie berechnen?
"Approximationstheorie" 
          
            Nochmals Spezielle Beispiele: Kurven, Kurvenkrümmung, Krümmungskreis,Gerade, Kreis, Klothoide, Fresnel-Integrale:
 Wie berechnen?
              
                TaylorpolynomeReihentheorie, KonvergenzkriterienPotenzreihenTaylorpolynome:
          
            Zusammenheften einer Funktion und einer Potenzreihe in einem
              Punkt: Funktionswert und Werte aller n Ableitungen müssen
              übereinstimmen ==> TaylorpolynomeApproximation durch TaylorpolynomeBeispiele on-line (Computeralgebra)Funktion = Potenzreihe + RestgliedDie Problematik des RestgliedsRestgliedabschätzung (erst die einfachsten Fälle), RestgliedabschätzungsformelSelbststudium: Reihentheorie, Konvergenzkriterien
          Potenzreihen
          
            Potenzreihe von Sinus, Cosinus, exBeispiele: Bestimmung des Fehlers (Restglied)Endliche und unendliche Reihe, ReiheHarmonische Reihe, DivergenzAlternierende Reihe und KonvergenzLeibnizreiheGeometrische ReiheMajorantenkriteriumZusammenhang zu PotenzreiheEndliche und unendliche Reihe, ReiheBeispiele | 
        Selbststudium: Siehe links 
         | 
  
    | Wo 15 | 
         Reihentheorie, Konvergenzkriterien PotenzreihenPotenzreihe von Sinus, Cosinus, exBeispiele: Bestimmung des Fehlers (Restglied)Endliche und unendliche Reihe, ReiheHarmonische Reihe, DivergenzAlternierende Reihe und KonvergenzLeibnizreiheGeometrische ReiheMajorantenkriteriumQuotientenkriteriumWurzelkriteriumZusammenhang zu PotenzreihenBeispieleKonvergenzintervall, Konvergenzradius von PotenzreihenIntegration und Differentiation von PotenzreihenBeispieleZur Berechnung der Klothoide mit Hilfe von PotenzreihenBerechnung der Richtung des Tangentenvektors | 
        Selbststudium: Siehe bei den Übungen
          unten | 
  
    | Wo 16 | 
        Anwendung der Approximationsheorie auf das Lösen von
          Differentialgleichungen
          
            Potenzreihenansatz, Berechnung der ersten KoeffizientenDifferenzengleichungenZentrale Differenzenquotiente gewonnen aus TaylorpolynomenPraktische Durchführung einer BerechnungBeispieleEinführung des Wahrscheinlichkeitsbegriffs
          
            Das Problem des Zufalls und der versteckten ParameterEinzelerscheinungen scheinbar zufällig --- kontra Gesetze in
              MassenerscheinungenHistorische EntwicklungDer Begriff der Gleichwahrscheinlichkeit (Laplace-Wahrscheinlichkeit)Laplace-Experimente, Beispiele: Würfelspiele, Kartenspiele,
              Lotto,...Experimente ohne theoretisch bekannte
              Wahrscheinlichkeitsverteilung: Statistische Approximation der
              Wahrscheinlichkeit (relative Häufigkeit bei "unendlich
              vielen" Wiederholungen der Versuche)Testen der statistischen Wahrscheinlichkeitsapproximation bei
              Laplace-ExperimentenDas Galton-Brett, Experimente mit Hilfe des ComputersDenkwürdige BeispieleKombinatorik und Laplace-Wahrscheinlichkeit
          
            Wahrscheinlichkeit nach Laplace: Günstige Fälle/ mögliche
              FälleExkurs: Polyeder
          
            Die platonischen Körper, archimedische Körper und
              catalanische Körper, Johnsonkörper, Prismen u.s.w.Wieso es nur 5 platonische Körper gibtGummigeometrie, GraphenEulersche PolyederformelSelbststudium: Repetition Modellierung physikalischer-technischer Vorgänge in
          der Sprache der Mathematik
          
            Zerlegung der Energie in kleine Portionen von Teilenergien,
              die nach einem Funktionszusammenhang ändernSumme und Integral, Riemannsche Summe, GrenzübergangEnergieprobleme mit Federn, DrehfedernImpulsproblemeKraft als Ableitung des ImpulsesPendel: Das Problem der Impulserhaltung und der
              Abgeschlossenheit von SystemenRaketeDas Problem des an zwei Orten frei Aufliegenden Balkens:
              Schnittkräfte und Momente, Berechnung und Graph der Funktionen.
              Maximum des Moments, Nullstelle der Schnittkräfte u.s.w.BeispieleLiteraturstudium und LiteraturverständnisBeispiel WasserüberfallSelbststudium:  Kombinatorik 
          
            Permutationen mit und ohne WiederholungKombinationen mit und ohne Wiederholung (zurücklegen)Variationen mit und ohne Wiederholung (zurücklegen)  | 
      Zum Galton-Brett u.s.w.:                
       | 
  
    | S2 Woche | Stoffinhalt (grob) | Bemerk. | 
  
    | Wo 1 | Vektoren: Repetition und Ausbau 
        Koordinatensysteme: Rechts, links
        Vektoren: 
          
            Erfahrungszugang
            Genaue Definition geometrischer Vektoren
            Gleichheit von Vektoren
            Typen: Frei (hier Normalfall), diverse Arten der Gebundenheit,
              OrtsvektroenStandardbasis, ONS
        Parallelogrammaddition: Gesetze (Abgeschlossenheit,
          Kommutativität, Assoziativität, neutrales Element, Inverses)
        Streckungsprodukt
        Operationen, Additive abelsche Gruppe, mit der Streckung mittels
          Skalaren Vektorraum (Regeln)
        Komponentendarstellung
          
            Zerlegung nach vektoriellen Komponenten
            Zerlegung nach skalaren  KomponentenHerleitung von Gesetzen (z.B. geometrisch evident: Addition von
          Zeilenvektoren, Mult. mit Skalaren)
        Spezielle Vektoren als Zeilenvektoren: Einheitsvektor, Nullvektor
        Differenz, Inverser
        Gleichheit von Vektoren
        Euklidsche Länge
        Linearkombination, Vektorketten
        Unterräume
        Definitionen
          
            Lineare Abhängigkeit (l.a.), Kriterium
            Lineare Unabhängigkeit (l.a.), KriteriumKollinearität, Komplanarität und lineare Abhängigkeit./
          Unabhängigkeit
        Vektormengen geometrisch festgelegt als Vektoren parallel zu
          euklidschen Grundgebilden (Geraden, Ebenen, Raum)
        Lineare Hülle einer Vektormenge
        Erzeugendensystem
        Basis als minimales Erzeugendensystem
        Dimension
        Anwendungen: 
          
            Addition in Komponenten, Rechtfertigung der MethodeTest auf lineare Abhängigkeit und Darstellung eines Vektors
              in einer neuen BasisZerlegung eines Vektors in Komponenten, Vorspannung |   Selbststudium:
       
        Geometrische Bildung der DifferenzEuklidsche Länge (Definition)UnterräumeBasiswechselEinleitung p.1, 2
        Beispiele p. 4, 5, 6 | 
  
    | Wo 2 | 
        Euklidsche Länge
        Unterräume
        Parameterdarstellung der Geraden
        Parameterdarstellung der Ebene
            Kurze Einführung in die Flächenberechnung des
              Parallelogramms via Determinante: A=0  <==> 
              Geraden parallel, BeispieleBeispieleSchnittpunkt zweier Geraden im Raum
        Gegenseitige Lage von Geraden: Windschief, parallel,
          zusammenfallend
        Gegenseitige Lage zweier Geraden: Parallel, zusammenfallend
          
            Kurze Einführung in die Flächenberechnung des
              Parallelogramms via Determinante: A=0  <==> 
              Geraden parallel, BeispieleBeispieleBasiswechselGegenseitige Lage zweier Ebenen: Allfällige Schnittgerade,
          Beispiele
          
            Schnittgeradenberechnungen Raum: Beispiele, z.B. via zwei
              Punkte oder via ParametereliminationKoordinatengleichung der Geraden in der Grundebene
          
            Herleitung aus der Funktionsgleichung
            Herleitung aus der ParametergleichungKoordinatengleichung der Ebene im Raum
          
            Herleitung aus der ParametergleichungProjizierende Ebenen, HauptebenenSkalarprodukt
          
            Idee
            Definition
            Gesetze
            AnwendungenAnwendungen Skalarprodukt, BeispieleNormalenvektor auf eine Gerade, Ebene, KoordinatengleichungAbstand einer Gerade, Ebene vom Ursprung u.s.w.Normalenvektor und KoordinatengleichungBeispieleSelbststudium:  
          
             Abstand einer Geraden oder Ebenen zum UrsprungParallele Geraden oder EbenenOrthogonalzerlegungBerechnung des Fußpunktes
              VektorproduktDefinitionEigenschaften BerechnungGesetzeKontrolle der Orthogonalität, der Längen-Flächeninhaltsbeziehung,
              des RechtssystemsBeispiele: Inhalt, Ebenengleichung mit
              Senkrechtstehen, weitere Beispiele:Flächeninhaltsberechnung, Gleichung der Ebene
              mit NormalenvektorAbstand Ebene-Ursprung, Gerade-UrsprungEbene senkrecht zu gegebenen Ebenen durch einen
              PunktSpatprodukt: Definition und Berechnung
              (Determinante, Sarrus)   
          Anwendungen in der Statik und Mechanik   
           | Selbststudium siehe links | 
  
    | Wo 3 | 
        Besprechung
          Selbststudium und weiter:
          
          
          Repetition
            SkalarproduktGültigkeit
            der Formel "Summe von Produkten"Skalarprodukt
            und Normalenvektor auf Ebene / HyperebeneAbstand
            einer Geraden oder Ebenen zum Ursprung 
            
            Parallele
            Geraden oder Ebenen 
            
            Orthogonalzerlegung
            
            
            Berechnung
            des FußpunktesFlächenproduktEigenschaften
            des FlächenproduktsBeispieleBerechnung
            des Abstandes eines Punktes von einer Geraden mit dem
            FlächenproduktVektorproduktDefinition
            
            
            Eigenschaften 
            
            
            Berechnung
            
            
            Gesetze
            
            
            Kontrolle
            der Orthogonalität, der Längen-Flächeninhaltsbeziehung, des
            Rechtssystems 
            
            Beispiele:
            Inhalt, Ebenengleichung mit Senkrechtstehen, weitere Beispiele:
            
            
            Flächeninhaltsberechnung,
            Gleichung der Ebene mit Normalenvektor 
            
            Abstand
            Ebene-Ursprung, Gerade-Ursprung 
            
            Ebene
            senkrecht zu gegebenen Ebenen durch einen Punkt
            
            
            
            
            Spatprodukt:
            Definition und Berechnung (Determinante, Sarrus)  
            
            
            Anwendungen
            in der Statik und Mechanik  Innopreis
            Burgdorf | 
        Ausblick (Selbststudium, wird nur kurz
          repetiert):
          
            Spatprodukt: Definition und Berechnung
              (Determinante, Sarrus)   
            Anwendungen in der Statik und Mechanik   
                | 
  
    | Wo 4 | 
        
Spatprodukt 
          
            
            Definition
            
Regeln geometrisch
            
Beispiele
            
 Berechnung (Determinante,
Sarrus)
            
Verallgemeinerung, Determinantengesetze
            
Sarrus gilt nicht für n > 2: Begründung
            
Abstandberechnung
            
Cramersche Regeln, lösen von Gleichungssystemen
            
Vektorielle Schreibweise von Gleichungssystemen
            
Die allgemeine Idee der Determinante als Volumen mit Vorzeichen, definierbar
mittels der Regeln aus dem 2- und 3-dimensionalen Raum (Ausführung
später)
            
Anwendungen in der
Statik und Mechanik
            Kreis,
          Kugel, BeispieleKegel,
          BeispieleZylinder | Selbststudium: 
        Anwendungen der Vektorrechnung in der Statik und Mechanik  (nach
          Skript)ZylinderKreistangenten,
          Tangentialebenen | 
  
    | Wo 5 | 
        Zylinder,
          BeispieleTangenten
          an Kreis (Tangentialebene an Kugel), BeispieleBeispieleSelbststudium siehe rechtsTestterminEinführung in die Darstellung von Vektorkurven und VektorflächenBeispieleTangente an eine KurveTangentialebene an eine FlächeBeginn mit Matrizen
          
            Def. Matrix: Matrix als rechteckiges Zahlenschema
Gleichheit
        
Diverse Typen: Transponierte, Zeilenmatrix,
          Spaltenmatrix, Nullmatrix, Einheitsmatrix, Diagonalmatrix,
          symmetrische Matrix, schiefsymmetrische Matrix, obere, untere
          Dreiecksmatrix
        
Matrizen und Gleichungssysteme
           | Selbststudium: 
        Anwendungen der Vektorrechnung in der Statik und Mechanik  (nach
          Skript) | 
  
    | Wo 6 | 
        Matrix und Determinante, Volumenregeln, Berechnung einer höheren
          Determinante Matrixaddition und GleichungssystemeRegeln für die Matrixaddition, Subtraktion, Rückführung auf
          Vektoraddition (Nullelement ist eine Nullmatrix)Multiplikation Matrix mal Skalar oder Skalar mal Matrix,
          Rückführung auf Multiplikation eines Vektors mit einer Zahl (Streckung)
BeispieleDas Matrixprodukt Matrix mal VektorMatrix und Abbildung, Gleichungssystem und Abbildung, Auffindung
          des UrbildesMatrixmultiplikation: Lösung eines Gleichungssystem in einer
          andern Gleichung als Inhomogenität...Berechnung des MatrixproduktsZusammen multiplizierbare MatrizenKommutativität gilt nichtMatrixprodukt und Produktabbildung und AssoziativitätsgesetzEinheitsmatrix als Einselement und Gesetze für diese MatrixDas Bild der Einheitsvektoren und des EinheitswürfelsDas Problem der Umkehrabbildung: Existenz und das Problem der
          Abbildung/Umkehrabbildung eines Würfels auf einen Spat und der
          Umkehrungsmöglichkeit/ geometrischGesetze für die Inverse, falls sie existiertBerechnung einer unbekannten Inversen konkret: Ein BeispielSelbststudium:
          
            DistributivgesetzeTransponieren des Produkts und der FaktorenInverse der Multiplikation, Inverse Produkts und der FaktorenRechnen mit Invesen und Transponierten
      Reguläre und singuläre Matrizen, Regularität, Gleichungssysteme | Selbststudium: Siehe links | 
  
    | Wo 7 | 
            DistributivgesetzeTransponieren des Produkts und der FaktorenInverse der Multiplikation, Inverse Produkts und der FaktorenRechnen mit Invesen und TransponiertenMatrixgleichungen
      Reguläre und singuläre Matrizen, Regularität, GleichungssystemeDer Gauss-Jordan-Algorithmus:
              
                Elementarumformungen:
                  
                    Multiplikation einer Gleichung in einem SystemErsetzung einer Gleichung durch die Summe dieser
                      Gleichung mit einer andernVertauschung von Gleichungen in der ReihenfolgeUmbenennung der VariablenDas Konzept: Anwendung von Elementaroperationen bis links
                  eine Diagonalmatrix entsteht.Rechts steht dann die Lösung...Rechnen von BeispielenFälle, alle Gleichungen l.u.:
                  
                    Schlussmatrix n mal n (so breit wie hoch) ==>
                      eindeutige LösungSchlussmatrix m mal n (breiter als hoch, m<n)
                      ==> unendlich viele Lösungen, Lösungsmenge ist
                      Lineare Mannigfaltigkeit, Dimension n-nSchlussmatrix m mal n (weniger breit als hoch, m>n)
                      ==> Keine LösungSelbststudium: Skript, Prüfungsvorbereitung: 
              Stoff seit dem letzten Test     
              <===Testvorbereitung siehe ehemalige Testaufgaben auf http://rowicus.ch/Wir/ProblemsSolutBachelor/ProblemsSolutBachelor.html#Bau
              (Wochennummern zur Einschätzung des zu erwartenden Stoffes
              beachten!) | 
        Selbststudium,  Prüfungsvorbereitung,
          Test: siehe links  <=== | 
  
    | Wo 8 | 
        Repetition Gauss-Jordan-Algorithmus:
              
                Elementarumformungen
                Beispiel
                Anwendung des Algorithmus für die Berechnung von inversen
          Matrizen
          
            Simultane Lösung von GleichungssystemenBeispieleWas passiert, wenn es keine Inverse gibt?Determinanten: Idee des Volumeninhalts eines n-dimensionalen
          SpatesGewinn: Beispiel der Regeln von Cramer für ein Gleichungssystem
          mit n Unbekannten, FormelnBerechnungskonzept für die Determinanten:
          
            Volumenregeln von den Dimensionen 2 und 3 übertragenRegel mit Faktor ausklammernRegel mit Summe als Seitenvektors des Spats, Aufteilung in
              SummandenRegel mit einem Einheitsvektor als SeitenvektorVolumen des Einheitsspat ist definiert als gleich 1DrehmatrixPrüfungsvorbereitung: Übungen, Probleme | 
        Selbststudium: Prüfungsvorbereitung! | 
  
    | Wo 9 | 
        Determinanten als Volumen, Rechenregeln für VoluminaDeterminanten: Entwicklungssatz
          
            Situation bei n=2 und n=3EntwicklungssatzBeispieleNichtübertragbarkeit von Sarrus: BeispielPrüfungsvorbereitung: Übungen, ProblemeTestDeterminanten: 
          
            Situation bei n=2 und n=3EntwicklungssatzBeispieleNichtübertragbarkeit von Sarrus: Beispiel Determinantenmultiplikationssatz und FolgerungenDeterminante der Inversen und der TransponiertenDeterminante von gestreckten MatrizenWeitere Sätze und BetrachtungenBerechnung durch Diagonalisierung (Elementarsubstitutionen)Berechnung durch rekursive EntwicklungBerechnungen mit Maschinen (Beispiel Excel, Rechner,
              Computeralgebra-Programm)Bandmatrizen, Algorithmen | 
        Selbststudium: Prüfungsvorbereitung! | 
  
    | Wo 10 | 
        Besprechung TestRepetition zum Gauss-Jordan-Verfahren
          
            Verallgemeinerung der AdditionsmethodeElementarumformungenStrategien: Ziel Dreiecksmatrix, rückwärts einsetzenZiel Diagonalmatrix
              Was passiert bei Rechtecksmatrizen
              Möglichkeiten: Widerspruch, exakte Lösung, freie
          Parameter und unendlich viele Lösungen, überflüssige Gleichungen
          Neu: Charakterisierung der Lösungen: 
           
            
              Homogenes und inhomogenes System
              Nulllösung als Triviallösung beim homogenen System
              Homogene Lösungen haben Vektorraumstruktur (Vektorraumstruktur der homogenen Losungen)
              Beziehung inhomogene - homogene Lösung, lineare
          Mannigfaltigkeit
              Homogenes und inhomogenes System: Allgemeine
              Lösung = allgemeine homogene Lösung + partikuläre inhomogene
              Lösung
              Vektorraumstruktur der homogenen Losungen
              Beziehung inhomogene - homogene Lösung, lineare
          Mannigfaltigkeit
              Inhomogene und partikuläre Lösung
              Rangsatz: Ordnung = Rang + Dimension
              BeispieleJacobi-Verfahren für Bandmatrizen
          Übersicht über die im Kurs vorgestellten
          Methoden zur Lösung von Gleichungssystemen
           
            
              Verallgemeinerungen der klassischen Methoden
              (einsetzen, gleichsetzen, Additionsmethode,
              Determinantenmethode, Iterationen)
              Matrixmethode zum Lösen von Gleichungssystemen
              Cramersche Regeln (Determinantenmethode zum Lösen von Gleichungssystemen)
          Jacobi-Verfahren für Bandmatrizen 
        
          Beispiele 
        
          Übungen, Anwendungen | 
        Selbststudium:  Optimale Lösung bei überbestimmten
          Gleichungssystemen | 
  
    | Wo 11 | 
        Repetition: 
          
             JacobiAllgemeine Lösung eines Gleichungssystems = partikuläre
              Losung des inhomogenen Systems + allgemeine Losung des homogenen
              SystemsHomogene Lösungen: VektorraumInhomogene Lösungen: lineare Mannigfaltigkeit Rangsatz: Ordnung = Rang + DimensionErklärung der Ordnung, des Rangs und der Dimension
          Stoff:
        
          Matrizen und lineare Abbildungen  
        
          Matrix als Liste der Bildvektoren der Basisvektoren
          der ONB 
        
          Konsequenzen für die Abbildung eines Vektors
        
          Definition Kern und Image 
        
          Df Vektorraum ==> auch Kern und Image 
        
          Urbildraum = Direkte Summe von Kern und Kernsenkrecht  
        
          Dim Df = Dim Kern + Dim Im 
        
          Beispiele 
        
          Abbildung mittels Matrix: Lineare Abbildung. 
        
          Die Bilder der Vektoren einer Orthonormalbasis sind
          die Spaltenvektoren der Matrix. 
        Bild einer Linearkombination = Linearkombination der Bilder der
          verwendeten Vektoren
          
            Speziell: Das Bild einer Geraden ist eine Gerade, falls der
              Kern Dimension null hat.Sonst ist das Bild ein PunktDas Bild einer Ebene ist eine Ebene, falls der Kern Dimension
              null hat.Und so weiter.Beispiel: 
          
            Konstruktion der Matrix zu einer Ebenenspiegelung. Dazu
              Verwendung obiger Erkenntnisse.Konstruktion der Matrix zu einer Projektion auf eine Ebene.Konstruktion der Matrix zu einer Streckung senkrecht zu einer
              Ebene.U.s.w.Weitere Abbildungsmatrizen:
          
            Drehungen in der EbeneDrehung um die z-Achse im RaumDrehung um die x-Achse im RaumDrehung um die y-Achse im Raum | Selbststudium: 
         Methode der kleinsten Quadrate bei
          linearen Gleichungssystemen (Problem der überbestimmten
          Gleichungssysteme und der Quasi-Lösungen), Durchführung, BeispieleDifferenzenmethode bei Differentialgleichungen (Eulermethode, AWP,
          RWP): Durchführung, Beispiele
              Jacobi-Verfahren, Bandmatrizen, Abweichung zur exakten oder
              exakteren Lösung. 
            
              Behandlung des Problems der Schleppkurve,
              einfachere Berechnung mit Hilfe der inversen
              Funktion.  Vektorkurven im R2 und im R3Glatte Kurven und SpitzenBeispiele Rep. Vektorfunktionen
        Tangentenvektor, Tangenten  an Kurven
        KurvenlängenFlächen, NormalenvektorTangenten an FlächenInhalte von Funktionsflächen  | 
  
    | Wo 12 | 
        Einführung in die Eigenwerttheorie: 
          
            Berechnung von Eigenwerten und Eigenvektoren einer MatrixCharaktereistisches PolynomEigenvektoren als BasisEigenvektoren und StreckungDas Problem der Nicht-Eindeutigkeit des Gleichungssystems für
              die Eigenvektoren und der nicht-exakten EigenwerteBeispieleVerschiedene Eigenwerte ==> Eigenvektoren linear unabhängigMatrixkomposition und Dekomposition (Diagonalisierung) M = A D A-1  AnwendungenProbleme zum Test | Selbststudium: Testvorbereitung  Stichworte 
        Integration
          (von Hand)
        Taylorreihe
          (mit Konvergenzradius)
        Richtungsableitung
        (Einfache) Differentialgleichungen
        Rotationskörper
          (Volumen, Mantelfläche, Länge der Mantellinie) | 
  
    | Wo 13 | 
        TestSpezialwoche (Auffahrt) | Selbststudium: Testnachbereitung | 
  
    | Wo 14 | 
        TestrückgabeThemenzentrierte Gruppenarbeit mit Selbststudium und Vortrag: LinkVorbereitung der Kurzpräsentationen
              
                Helmert-Transformation: Durret, Gerber, FurerPopulationsmodell: v. Burg, Pally, MaulSpannungstensor: Blaser, Märki, SchwabIterationen: Schnarf, Akaya, Nafzger, RupfWahrscheinlichkeit Blatter, Käseru.s.w. | Selbststudium: 
      Link | 
  
    | Wo 15 | 
        Spezialwoche mit PfingstmontagArbeit an den KurzpräsentationenRatschläge zur Modulprüfungsvorbereitung | Geführtes Selbststudium: Siehe links | 
  
    | Wo 16 | 
        KurzpräsentationenEhemalige Prüfungen, Modulprüfungen, VordiplomeHinweise zu den Modulprüfungen, TermineAbschluss | Selbststudium: Ehemalige
          Prüfungen | 
  
    | Vorbereitung  Modulprüfung |  |  | 
  
    | S1 | Übungen und Arbeiten | Bemerk. | 
  
    | Wo 1 | 
        Internatmaterial sichten, studieren==> Skripte
          holen, erst Basics und Trigonometrie ("Intern",
          Passwort!), Literatur, Übungsserien
          (Passwort!), ev. Laptop, Rechner u.s.w.
          beschaffenSelbststudium:  
          ! ! ! 
          
             Skript Basics lesen (1. Hälfte  1. Woche, 2.
              Hälfte  2. Woche)  Selbststudium Skript Trigonometrie (1. Hälfte 1. Woche, 2.
              Hälfte 2. Woche)    (vermutlich nur
          Repetition)Zu bearbeitende Übungsserien:  Serien 1/01, 1/02, 1/03 (möglichst
          alle Aufgaben durchgehen) ==> Übungsschein!!!!Ankündigung Kurztest: Basics, Trigonometrie 1. Lektion 4.
          Woche, ohne Rechner, mit Formelbuch, Aufgaben aus den Serien.Übungscheine | 
        Download
    "Daten zu Learningmanagement Mathematik" Download Skripte und Übungen: Nach mündlicher Mitteilung in
          der 1. Lektion. Bei Schwierigkeiten Mail, Tel. oder Besuch WIR1
          (WIR1 = Kürzel des Dozenten)Skirpte: 
          
            Zuerst Basics, Trigonometrie (Pflicht)Zusätzlich Algebra und Analysis empfohlen (Download auf Hauptseite der
              Skripte oben)Selbststudium  siehe links Zu bearbeitende Serien: 1/01 bedeutet: Vom 1.
      Jahr Serie 01 | 
  
    | Wo 2 | 
        Selbststudium: 
          
             Skript Skript Basics lesen (1. Hälfte  1. Woche, 2.
              Hälfte  2. Woche)  Selbststudium Skript Trigonometrie (1. Hälfte 1. Woche, 2.
              Hälfte 2. Woche)    (vermutlich nur
          Repetition)Zu bearbeitende Übungsserien: 1/04, 1/05, 1/06 (möglichst
          alle Aufgaben durchgehen) ==> Übungschein!!!!Ankündigung Kurztest: Basics, Trigonomterie 1. Lektion 4.
          Woche ohne Rechner, mit Formelbuch, Aufgaben aus den Serien.
          (Wichtig: Exponenten, Logarithmen, quadratische Gleichungen und
          weitere Dinge.) | 
        Selbststudium  siehe links | 
  
    | Wo 3 | 
        Testvorbereitung
        Übungsserien: 1/12, Probleme 1-6 | 
        Selbststudium Kegelschnitte | 
  
    | Wo 4 |  | 
        Selbststudium:
          
            Elementare Funktionen: Polynome, Grad (0,1,2,.., n,...)Konstante, lineare, quadratische, kubische,... Funktion (Selbststudium)Eigenschaften (Selbststudium)Selbststudium Diagramme: Quadratische, kubische u.s.w. Funktion
          - bis p.12Hauptsatz der AlgebraLinearfaktorenMaximale Anzahl NullstellenExakte Anzahl im KomplexenBeispiele (Selbststudium nach Skript) | 
  
    | Wo 5 |  | 
        Selbststudium Diagramme: Rationale und gebrochen rationale
          Funktionen, Potenzfunktionen inkl. Wurzelfunktionen,
          Exponentialfunktionen, Logarithmusfunktionen, Hyperbolische
          Funktionen und Areafunktionen, dazu Repetition Trigonometrische
          Funktionen und Arcusfunktionen | 
  
    | Wo 6 | 
        Übungsserien: Serien 17,
          18,
          19
          (soweit schon möglich)Selbststudium:
          
             ln des Betrags, sin, cos, tan, cot = cgt, xn, x-(-n)Ableitungen von loga(b xc)Verkettete FunktionenKettenregelBeispieleÜbungen
       Zur Differentialrechnung gehören die Übungsserien 17,
      18, 19, 20, 21, 22,  23 | 
        Selbststudium: Siehe links | 
  
    | Wo 7 | 
        Übungsserien: Serien 20,
          21,
          (soweit schon möglich, Auswahl treffen)Materialbesorgung:   Integralrechnung  (Skript
          downloaden)Selbststudium: 
              
                Ableitungen vom ln des Betrags, Ableitung von loga(b xc)
                  etc.Lineare Approximation,  Differentiale, Beispiele Potenzreihen, Graphik-Beispiele, Demos:
              SelbststudiumKurvendiskussion: konvex und konkav, notwendige und
              hinreichende Bedingungen für Minima, Maxima, Terrassenpunkte,
              Wendepunkte, Extrema,...Beispiele - Arbeit an diesenÜbungen  | 
        Selbststudium: Siehe links | 
  
    | Wo 8 | 
        Übungsserien: Serien 22,
          23,
          (Differentialrechnung, Auswahl treffen)Serien 24,
          25
          (Integralrechnung, soweit ohne viele Regeln schon möglich) | 
        Zur Integralrechnung gehören die Übungsserien  24, 25,
      26, 27, 28, 29, 30 | 
  
    | Wo 9 |  |  | 
  
    | Wo 10 |  | 
        Gemachter
          TestSelbststudium: 
       |P| = |N| = |Z| = |Q| = |[0,1)| = |R| = |R2| = |Rn| < |P(R)| <
      |P(P(R))| <….und dazu Mächtigkeiten von P,N,Z,Q,R,R2,…  siehe auch unter
 | 
  
    | Wo 11 | 
        Selbststudium: 
          
            Beispiele zu FlächenmomentenNumerische Methoden: Rechtecksmethode, Trapezmethode (Simpson) Transfinite Mächtigkeiten: Siehe auch unter
              
            Übungsserien:  
          
            Serien 29,
          30
          (Integralrechnung, soweit ohne viele Regeln schon möglich) | 
        
       Selbststudium: Siehe links | 
  
    | Wo 12 | 
        Selbststudium 
          nach Skript:
          
            Geeignete SubstitutionenBeispieleLineare D'Gl:
          
            Lösung der homogenen GleichungLösung der inhomogenen GleichungZusammenspiel der homogenen und der inhomogenen Lösungen,
              partikuläre LösungBeispieleNumerische Lösungsmethoden: Euler-MethodeAnwendungen: Herleitung der Differentialgleichung für die
          Biegelinie
          
             Herleitung der Differentialgleichung für die
          Biegelinie: Diverse Fälle bei der Biegung (spezielles Skript)SchleppkurveKettenlinieKlothoideZu- und AbflussproblemeKnickungsproblemeAuswahl aus den Übungsserien:  
          
         | 
        Selbststudium: Siehe links | 
  
    | Wo 13 | 
        Selbststudium 
          nach Skript:
          
            Anwendungen Differentialgleichungen: 
          
             Herleitung der Differentialgleichung für die
          Biegelinie: Diverse Fälle bei der Biegung (spezielles Skript)SchleppkurveKettenlinieKlothoideZu- und AbflussproblemeKnickungsproblemeDifferentialrechnung mit mehreren Variablen:
          
            GradientBedeutung des GradientenBeispieleLagrange-Methode: Extrema mit NebenbedingungenBeispieleAuswahl aus den Übungsserien:  Serie 31Serie 08,
          09 | 
        Selbststudium: Siehe links | 
  
    | Wo 14 | 
        Selbststudium: Reihentheorie, Konvergenzkriterien
          Potenzreihen
          
            Potenzreihe von Sinus, Cosinus, exBeispiele: Bestimmung des Fehlers (Restglied)Endliche und unendliche Reihe, ReiheHarmonische Reihe, DivergenzAlternierende Reihe und KonvergenzLeibnizreiheGeometrische ReiheMajorantenkriteriumZusammenhang zu PotenzreiheEndliche und unendliche Reihe, ReiheBeispieleAuswahl aus den Übungsserien: 13,
          14,
          15,
          16
          17
          so weit wie möglich nach Fortschritt der Stoffbehandlung | 
        Selbststudium, siehe links: Nicht behandelter Stoff aus der
          "Approximationstheorie" sowie Auswahl aus den
          Übungsserien während der unterrichtsfreien Zeit bearbeiten. | 
  
    | Wo 15 | 
        Auswahl aus den Übungsserien: Weiter mit 13,
          14,
          15,
          16
          17
        13
          (Laplace-Wahrscheinlichkeit) |  | 
  
    | Wo 16 | 
        Studium der Literatur Repetition für den nächsten Test:
          
            24,
          25,
              26,
          27,
          (28)
 29,
          30,
              18,
          19,
          20,
          21,
          22, 31,
              08,
          09,
              13,
          14,
          15,
          16
          17,
              13
                | 
      Zum Galton-Brett u.s.w.:                
       | 
  
    | S2 | Übungen und Arbeiten | Bemerk. | 
  
    | Wo 1 |  | Selbststudium: 
        Geometrische Bildung der DifferenzEuklidsche Länge (Definition)UnterräumeBasiswechselEinleitung p.1, 2
        Beispiele p. 4, 5, 6 | 
  
    | Wo 2 |  |  | 
  
    | Wo 3 | 
        Selbststudium: 
 Siehe oben
        Übungen
          
        Studium alter Test
          
         |  | 
  
    | Wo 4 | 
        Selbststudium: Siehe rechtsÜbungen 
          
         | 
        Selbststudium:
          
            Anwendungen der Vektorrechnung in der Statik und Mechanik  (nach
          Skript)ZylinderKreistangenten,
          Tangentialebenen | 
  
    | Wo 5 | 
        Übungen: Nachholen, was noch nicht erledigt 
          
            Nachholen, was noch nicht : Serien  II 1-6:
              
            Selbststudium: Serien I 32/33, soweit schon möglich 
              
             | 
        Selbststudium: Siehe links | 
  
    | Wo 6 |  | 
        Selbststudium: Siehe links | 
  
    | Wo 7 |  | 
        Selbststudium,  Prüfungsvorbereitung,
          Test: siehe links  <=== | 
  
    | Wo 8 | 
            Übungen: Serien I 32/33/34: Weiter mit den noch
              nicht gemachten Aufgaben
              
            Selbststudium: Siehe rechts | 
        Selbststudium: Prüfungsvorbereitung! | 
  
    | Wo 9 | 
            Übungen: Serien I 32/33/34/35/36: Noch nicht
              gemachte Aufgaben beenden. 
              
            Selbststudium:
          
            
              Jacobi-Verfahren, Bandmatrizen, Abweichung zur exakten oder
              exakteren Lösung. 
            
              Behandlung des Problems der Schleppkurve,
              einfachere Berechnung mit Hilfe der inversen Funktion. | 
        Selbststudium: Siehe links | 
  
    | Wo 10 |  | 
        Selbststudium:  Optimale Lösung bei überbestimmten
          Gleichungssystemen | 
  
    | Wo 11 |  | Selbststudium: 
         Methode der kleinsten Quadrate bei
          linearen Gleichungssystemen (Problem der überbestimmten
          Gleichungssysteme und der Quasi-Lösungen), Durchführung, BeispieleDifferenzenmethode bei Differentialgleichungen (Eulermethode, AWP,
          RWP): Durchführung, Beispiele
              Jacobi-Verfahren, Bandmatrizen, Abweichung zur exakten oder
              exakteren Lösung. 
            
              Behandlung des Problems der Schleppkurve,
              einfachere Berechnung mit Hilfe der inversen
              Funktion.  Vektorkurven im R2 und im R3Glatte Kurven und SpitzenBeispiele Rep. Vektorfunktionen
        Tangentenvektor, Tangenten  an Kurven
        KurvenlängenFlächen, NormalenvektorTangenten an FlächenInhalte von Funktionsflächen  | 
  
    | Wo 12 |  | Selbststudium: Testvorbereitung  Stichworte 
        Integration
          (von Hand)
        Taylorreihe
          (mit Konvergenzradius)
        Richtungsableitung
        (Einfache) Differentialgleichungen
        Rotationskörper
          (Volumen, Mantelfläche, Länge der Mantellinie) | 
  
    | Wo 13 | 
        Nochmals Übungen (soweit noch nicht beendet): 
          
        Nachbereitung Test | Selbststudium: Testnachbereitung | 
  
    | Wo 14 | 
        Themenzentrierte Gruppenarbeit mit Selbststudium und Vortrag: Link
          ==> Selbststudium in Gruppen, Gruppenarbeiten: Siehe Skript
          (Lineare Abbildungen)
        Vorbereitung der Kurzpräsentationen
              
                Helmert-Transformation: Durret, Gerber, FurerPopulationsmodell: v. Burg, Pally, MaulSpannungstensor: Blaser, Märki, SchwabIterationen: Schnarf, Akaya, Nafzger, Rupfu.s.w. | Selbststudium:
      Link | 
  
    | Wo 15 | 
        Übungen (soweit noch nicht beendet): 
          
        Selbststudium Modulprüfung in Gruppen, Gruppenarbeiten:
          
            Modulprüfungen, Vordiplome (Link siehe unter Übungen) siehe
              
            Detailplan:  
          
            Vorbereitung der KurzpräsentationenOrganisation der Präsentationsreihenfolge durch die
              Studierenden, je ca. 15 Minuten.Dazu LinkSelbststudium in Gruppen, Gruppenarbeiten: Siehe Skript
          (Lineare Abbildungen)
              
                Helmert-Transformation: Durret, Gerber, FurerPopulationsmodell: v. Burg, Pally, MaulSpannungstensor: Blaser, Märki, SchwabIterationen: Schnarf, Akaya, Nafzger, RupfWahrscheinlichkeit Blatter, Käseru.s.w. | Selbststudium in Gruppen, Gruppenarbeiten: | 
  
    | Wo 16 | 
        Selbststudium Modulprüfung in Gruppen, Gruppenarbeiten:
          
            Modulprüfungen, Vordiplome (Link siehe unter Übungen) siehe
              
             | Selbststudium in Gruppen, Gruppenarbeiten: | 
  
    | Vorbereitung  Modulprüfung |  |  | 
  
    | S1 Woche | Stoffinhalt (grob) | Bemerk. | 
  
    | Wo 1 | 
        Montag: Einführungstag (regulärer Unterricht fällt aus
          ==> Rückstand auf den bisherigen Plan)Mittwoch: Lerntechniktag (regulärer Unterricht fällt aus
          ==> Rückstand auf den bisherigen Plan)Freitag: Beginn unterricht:  Vorstellung, Organisation Learning-Management, Mengen, Operationen, Zahlen
          
            Einführung: Vorstellung, Kommunikation via Internet,
          Learningmanagement u.s.w.Basics: 
              Achtung: Den angekündigten Kurztest beachten! : 
              Link: Hier klicken Mengen und Zahlen: Mengenidee, Beziehungen, Mengendarstellungen,
          Schreibweise, leere
          Menge, Grundmenge, Komplement, Mengendifferenz. MengenproduktÜbungen siehe unten | 
        Selbststudium siehe Übungen | 
  
    | Wo 2 | 
        Ergänzungen zur ersten Woche: Mengenprodukt (Schreibweise...)
          
            Zahlenaufbau: P, N, N0, Z, Q,  R, C,
          Enthaltensein, Zahlenmengenerweiterung (wenn eine Gleichung
          nicht gelöst werden kann...)Unendlichkeit von PWurzel aus 2 irrational (Beweis) - (transzendente) Zahlen e,
              pi,
          Dezimalbruchentwicklung, KettenbruchdarstellungAnnäherung durch Intervallschachtelung, Bsp. Wurzel aus 2Probleme mit dem Unendlichen, Darstellung von Q in einem
          Koordinatensystem,  RPotenzen, Regeln, Ausdehnung auf reelle ExponentenLogarithmen (Exponenten) zu einer Basis a, ln: Basis eLogarithmengesetzeArten von Bestimmungsgleichungen (Systeme) und Lösungsstrategien:
          
            Quadratisch: LösungsformelnGrad 3, 4: Formeln von Cardano (Formelbuch)Grad größer 4: Keine allgemeine exakte Lösungsmethode.
              Ausweg: Numerisch, Graphisch.....Wurzelgleichungen: Wurzeln durch potenzieren eliminieren.Betragsgleichungen:
              
                Betrag durch potenzieren eliminieren.
                Graphische Lösung
                FallunterscheidungenExponentialgleichungen: Basis gleich machen, wegen Monotonie
              Exponenten gleichLogarithmische Gleichungen: Basen gleich machen, jeweils alles
              unter den Logarithmus => Numerus vergleichenTrigonometrische Gleichungen: Diverse Methoden. Goniometrische
              Formeln verwenden. Z.B. Pythagoras für Sinus und Cosinus.... | 
        Selbststudium siehe Übungen | 
  
    | Wo 3 | 
        Fortsetzung: 
        Typen von Gleichheitszeichen und Gleichungen: Bijektion, Aussage,
          Funktionsgleichung, Wertzuweisung, Bestimmungsgleichungen,...
        Weitere Arten von Bestimmungsgleichungen (Systeme) und Lösungsstrategien
        Mit einer oder mehreren Unbekannten (linear: geometrisch einfache
          Gebilde wie Punkte Geraden, Ebenen,...)
        Linear: Systeme
        Lineare Gleichungssysteme: Homogene und inhomogene Systeme. 
        Homogenes System: Immer Nulllösung
        Lösungsmenge geometrisch interpretierbar, gemeinsame Lösungen
          von Gleichungen: Schnittmenge
        Anzahl Lösungen, Möglichkeiten: Widerspruch (keine Lösung),
          exakt eine Lösung, unendlich viele Lösungen (geometrisches
          Gebilde, lineare Mannigfaltigkeit).
        Methoden:
          
            Matrixmethode
            Additionsmethode (Elementarsubstitutionen, systematisch:
              Gauss-Jordan-Verfahren, Dreiecksform)
            Gleichsetzungsmethode
            Einsetzungsmethode (Austauschverfahren)Vieta
        Beispiel Gauss-Jordan, Beispiel
        Kegelschnitte: Kreis, Ellipse, Hyperbel, Parabel ==>  Selbststudium
        Funktionen
        Begriff, Problem (keine Pfeile auseinander)
        Df  ,Wf , Intervalle
        Graphen
        Implizite Funktion
        Beispiele
        Diverse Eigenschaften (pos., neg., monoton wachsend, fallend
          lokales oder globales Extremum, Maximum, Minimum, Asymptote, Pol
          (Bedeutung des Begriffs), periodisch u.s.w.) | 
        Selbststudium Kegelschnitte | 
  
    | Wo 4 | 
        Test  
        Fortsetzung Funktionen: 
          
            Gerade, ungerade, FunktionenZahlenfolgenNullfolge 1/n, Konvergenz, Limes (Grenzwert), BeispieleStetigkeitGrenzwerte einer Funktion in x0BeispieleStetigkeit in einem Punkt, in einem Intervall...Stetige Fortsetzung, BeispieleElementare Funktionen: Polynome, Grad (0,1,2,.., n,...)Konstante, lineare, quadratische, kubische,... Funktion (Selbststudium)Eigenschaften (Selbststudium)Selbststudium Diagramme: Quadratische, kubische u.s.w. Funktion
          - bis p.12Hauptsatz der AlgebraLinearfaktorenMaximale Anzahl NullstellenExakte Anzahl im KomplexenBeispiele (Selbststudium nach Skript) | Selbststudium | 
  
    | Wo 5 | 
         Fortsetzung Funktionen 
          
            Gleichheit von PolynomenGanz und gebrochene rationale Funktion (Polynom durch Polynom)GraphenVerhalten weit außen, Grenzwerte, Pole, AsymptotenExponentialfunktion und Inverse: Logarithmusfunktion Nochmals UmkehrfunktionenHyperbolische Funktionen und Inverse: Areafunktion  Darstellung mit Ln Eigenschaften dieser FunktionenÜbungen und Studium der BeispieleSelbststudium: Graphiken zu Funktionen, Beispiele im Skript | Selbststudium | 
  
    | Wo 6 | 
        Rep. Grenzwert
        Differentialrechnung:   (Skript
          downloaden, Passwort!)
          
            Idee und HerkunftTangentenproblemGeschwindigkeit, BeschleunigungAbleitung, DifferenzierbarkeitDifferenzenquotient, DifferentialquotientAbleitung der konstanten, linearen und quadratischen FunktionSummenregelKonstante mal FunktionProduktregelAnwendung auf Potenzen Polynome ableiten1/f(x) ableiten, Quotientenregel, BeispieleÜbungenQuotientenregelAbleitung von ln, ln des Betrags, sin, cos, tan, cot = cgt, xn, x-(-n)Ableitungen von ln und loga(b xc)Verkettete FunktionenKettenregelBeispiele |  | 
  
    | Wo 7 | 
            Differentialrechnung:
              
                Ableitung der InversenAnwendungen: Ableitung der Funktion ex, von
                  Wurzelfunktionen und dann Potenzfunktionen mit rationalem
                  und dann reellem Exponenten.Beispiele, speziell Ableitung von xxAbleitungen von arcsin(x), arccos(x), arctan(x),...Regel von BernoulliMittelwertsatz der DifferentialrechnungWeiter mit linearer Approximation, Selbststudium: Differentliale, Beispiele Potenzreihen, Graphik-Beispiele, Demos:
              SelbststudiumKurvendiskussion: konvex und konkav, notwendige und
              hinreichende Bedingungen für Minima, Maxima, Terrassenpunkte,
              Wendepunkte, Extrema,...Beispiele - Arbeit an diesenÜbungen  | Selbststudium | 
  
    | Wo 8 | 
        Differentialrechnung:
          
            Weiter mit linearer Approximation, Beispiele Potenzreihen, Graphik-Beispiele, Demos (Selbststudium!)Differentliale (Selbststudium!)Beispiele - Arbeit an diesen Nullstellenberechnung: Bisektionsverfahren, Newton-Methode, Regula
              Falsi, Fixpunktverfahren (Selbststudium, siehe hbg-bremen
              (pdf) oder wikipedia,
              Fixpunktiteration (html)  sowie 
              matheboard.de (html) )Integralrechnung:
          
            Bestimmtes IntegralOber- Unter- und Zwischensummen, Riemannsche Summen,
              Konvergenz (Beispiel monoton uns stetig...)Quadratur der ParabelÜbungen, BeispieleIntervallteilungen, VerfeinerungenRiemannsches Integral: DefinitionIntegration durch Summierung (Grenzwert)Regeln und MittelwertsatzHauptsatz der InfinitesimalrechnungBeispiele | Selbststudium | 
  
    | Wo 9 | 
        Integralrechnung:
        Integration von PotenzfunktionenIntegration als linearer Operator Partielle Integration mit Elimination von PolynomfunktionenBeispiele Partielle Integration mit Erzeugung einer algebraischen GleichungBeispieleSubstitutionsregel als Umkehrung der Kettenregel der DifferentialrechnungBeispieleIntegration von f ' / fBeispielePartialbruchzerlegungBeispiele, Übung | Selbststudium:  |P| = |N| = |Z| = |Q| = |[0,1)| = |R| = |R2| = |Rn| < |P(R)| <
      |P(P(R))| <….und dazu Mächtigkeiten von P,N,Z,Q,R,R2,…  siehe auch unter
 | 
  
    | Wo 10 | 
        SpezialprogrammSelbststudium: Repetition bisheriger Stoff | Selbststudium: Siehe links | 
  
    | Wo 11 | 
        Anwendungen der Integration:
          
            Beispiele, Übung Volumen eines Rotationskörpers Länge einer Kurve (2D) Oberfläche eines Rotationskörpers Beispiele Schwerpunkt von FlächenFlächenmomente 1. Grades: Statische Momente bezüglich AchsenFlächenmomente 2. Grades: TrägheitsmomentBedeutung des Trägheitsmoment bei der Kreisbewegung (wie Masse bei der
              kinetischen Energie bei der gewöhnlichen Bewegung) Berechnung des Flächenträgheitsmoments bezüglich AchsenNumerische Methoden: Rechtecksmethode, Trapezmethode (Simpson) Einführung: Differentialgleichungen, Funktionen mit mehreren Variablen  | Selbststudium: Nicht behandelter zugehöriger Stoff
      (Trägheitsmomente bei Polygonen, Satz von Steiner, Guldinsche
      Regeln) | 
  
    | Wo 12 | 
        Einführung in die Theorie der Differentialgleichungen 
          
            Beispiele von Differentialgleichungen Klassifikation: Gewöhnliche contra partielle
              Differentialgleichungen Ordnung einer DifferentialgleichungImplizite contra explizite DifferentialgleichungLineare DifferentialgleichungBeispiele: Schwingungsgleichung, Knickungsgleichung,
              WachstumsgleichungLösen durch erraten einer LösungExistenzproblem, Eindeutigkeitsproblem, Stabilitätsproblem
              für eine LösungGraphische Methode: Linienelement und Richtungsfeld, Lösungen
              graphisch beschreibenExistenz- und Eindeutigkeitsbedingungen
          
            Für 1. OrdnungFür Systeme 1. Ordnung und damit für eine Gleichung höherer
              OrdnungBeispiele für Lösungsmethoden
          
            Separable D'GlGeeignete SubstitutionenBeispieleLineare D'Gl:
          
            Lösung der homogenen GleichungLösung der inhomogenen GleichungZusammenspiel der homogenen und der inhomogenen Lösungen,
              partikuläre LösungBeispieleComputereinsatz: Lösung "auf Knopfdruck"Numerische Lösungsmethoden: Euler-MethodeAnwendungen: Herleitung der Differentialgleichung für die
          BiegelinieSelbststudium 
          nach Skript:
          
            Diverse Fälle bei der Biegung (spezielles Skript)SchleppkurveKettenlinieKlothoideZu- und AbflussproblemeKnickungsprobleme | Selbststudium: Siehe links | 
  
    | Wo 13 | 
        Biegelinie (Herleitung der Differentialgleichung)Knickung (Herleitung der Differentialgleichung)BeispieleDifferentialrechnung mit mehreren Variablen
          
            Erzeugung von 3D-GraphikenZoo der Funktionen, BeispieleParametrisierte Plots in nichtkartesischen KS
              (ParametricPlot3D)Höhenkurven (ContourPlots)RichtungsableitungGradientBedeutung des GradientenBeispieleLagrange-Methode: Extrema mit NebenbedingungenBeispiele | Selbststudium: 
        Nach Angaben von Wo 12Beispiele in nebenan genannten Skript  | 
  
    | Wo 14 | 
        Spezielle Beispiele: Kurven, Kurvenkrümmung, Krümmungskreis,Gerade, Kreis, Klothoide, Fresnel-Integrale: Wie berechnen?
"Approximationstheorie" (Taylorreihen)
          
            Funktion = Potenzreihe + RestgliedDie Problematik des RestgliedsZusammenheften einer Funktion und einer Potenzreihe in einem
              Punkt: Funktionswert und Werte aller n Ableitungen müssen
              übereinstimmen ==> TaylorpolynomeApproximation durch TaylorpolynomeBeispiele on-line (Computeralgebra)Restgliedabschätzung (erst die einfachsten Fälle), RestgliedabschätzungsformelPotenzreihe von Sinus, Cosinus, exBeispiele: Bestimmung des Fehlers (Restglied)Endliche und unendliche Reihe, ReiheHarmonische Reihe, DivergenzAlternierende Reihe und KonvergenzLeibnizreiheGeometrische ReiheMajorantenkriteriumZusammenhang zu PotenzreiheEndliche und unendliche Reihe, ReiheBeispiele |  | 
  
    | Wo 15 | 
        Approximationstheorie" (Taylorreihen)
          
            MajorantenkriteriumZusammenhang zu PotenzreiheKonvergenzintervall, Konvergenzradius von PotenzreihenWurzelkriteriumQuotientenkriteriumDifferentiation und Integration von PotenzreihenBeispieleBerechnung der Klothoide mit Hilfe von PotenzreihenAnwendung der Approximationsheorie auf das Lösen von
          Differentialgleichungen
          
            DifferenzengleichungenZentrale Differenzenquotiente gewonnen aus TaylorpolynomenPraktische Durchführung einer BerechnungBeispieleEinführung des Wahrscheinlichkeitsbegriffs
          
            Das Problem des Zufalls und der versteckten ParameterEinzelerscheinungen scheinbar zufällig --- kontra Gesetze in
              MassenerscheinungenHistorische EntwicklungDer Begriff der Gleichwahrscheinlichkeit (Laplace-Wahrscheinlichkeit)Laplace-Experimente, Beispiele: Würfelspiele, Kartenspiele,
              Lotto,...Experimente ohne theoretisch bekannte
              Wahrscheinlichkeitsverteilung: Statistische Approximation der
              Wahrscheinlichkeit (relative Häufigkeit bei "unendlich
              vielen" Wiederholungen der Versuche)Testen der statistischen Wahrscheinlichkeitsapproximation bei
              Laplace-ExperimentenDas Galton-Brett, Experimente mit Hilfe des ComputersDenkwürdige Beispiele | http://de.wikipedia.org/wiki/Galtonbrett  http://www-computerlabor.math.uni-kiel.de/stochastik/holst/galton.html
 
   http://www.learn-line.nrw.de/angebote/eda/medio/galton/galton.htm
 http://www.uni-konstanz.de/FuF/wiwi/heiler/os/sim-board.html
 http://www.dietrichgrude.de/stochastik/galton/galton.htm
 http://www.lehrer.uni-karlsruhe.de/~za204/Javascript/galtonbrett/galtonbrett.htm http://www.fernuni-hagen.de/newstatistics/applets/Galtonbrett/Galtonbrett.htm
 | 
  
    | Wo 16 | 
        Repetition Modellierung physikalischer-technischer Vorgänge in
          der Sprache der Mathematik
          
            Zerlegung der Energie in kleine Portionen von Teilenergien,
              die nach einem Funktionszusammenhang ändernSumme und Integral, Riemannsche Summe, GrenzübergangEnergieprobleme mit Federn, DrehfedernImpulsproblemeKraft als Ableitung des ImpulsesPendel: Das Problem der Impulserhaltung und der
              Abgeschlossenheit von SystemenRaketeDas Problem des an zwei Orten frei Aufliegenden Balkens:
              Schnittkräfte und Momente, Berechnung und Graph der Funktionen.
              Maximum des Moments, Nullstelle der Schnittkräfte u.s.w.BeispieleLiteraturstudium und LiteraturverständnisBeispiel WasserüberfallKombinatorik und Laplace-Wahrscheinlichkeit
          
            Wahrscheinlichkeit nach Laplace: Günstige Fälle/ mögliche
              FällePermutationen mit und ohne WiederholungKombinationen mit und ohne Wiederholung (zurücklegen)Variationen mit und ohne Wiederholung (zurücklegen) | Selbststudium: Handout (Anwendungen) | 
  
    | S2 Woche | Stoffinhalt (grob) | Bemerk. | 
  
    | Wo 1 | Vektoren: Repetition und Ausbau 
        Koordinatensysteme: Rechts, links
        Vektoren: 
          
            Erfahrungszugang
            Genaue Definition geometrischer Vektoren
            Gleichheit von Vektoren
            Typen: Frei (hier Normalfall), diverse Arten der Gebundenheit,
              OrtsvektroenStandardbasis, ONS
        Parallelogrammaddition
        Streckungsprodukt
        Operationen, Additive abelsche Gruppe, mit der Streckung mittels
          Skalaren Vektorraum (Regeln)
        Komponentendarstellung
          
             Zerlegung nach vektoriellen Komponenten
            Zerlegung nach skalaren  KomponentenHerleitung von Gesetzen (z.B. geometrisch evident: Addition von
          Zeilenvektoren, Mult. mit Skalaren)
        Spezielle Vektoren als Zeilenvektoren: Einheitsvektor, Nullvektor
        Differenz, Inverser
        Gleichheit von Vektoren
        Euklidsche Länge
        Linearkombination, Vektorketten
        Unterräume
        Definitionen
          
            Lineare Abhängigkeit (l.a.), Kriterium
            Lineare Unabhängigkeit (l.a.), KriteriumKollinearität, Komplanarität und l.a./l.u.
        Erzeugendensystem
        Basis
        Dimension
       | Selbststudium: 
        Geometrische Bildung der DifferenzEuklidsche Länge (Definition)UnterräumeBasiswechselEinleitung p.1, 2
        Beispiele p. 4, 5, 6 | 
  
    | Wo 2 | 
        Euklidsche Länge
        Unterräume
        Parameterdarstellung der Geraden
        Parameterdarstellung der Ebene
            Kurze Einführung in die Flächenberechnung des
              Parallelogramms via Determinante: A=0  <==> 
              Geraden parallel, BeispieleBeispieleSchnittpunkt zweier Geraden im Raum
        Gegenseitige Lage von Geraden: Windschief, parallel,
          zusammenfallend
        Gegenseitige Lage zweier Geraden: Parallel, zusammenfallend
          
            Kurze Einführung in die Flächenberechnung des
              Parallelogramms via Determinante: A=0  <==> 
              Geraden parallel, BeispieleBeispieleRepetition, Testvorbereitung |  | 
  
    | Wo 3 | 
        Repetition, Testvorbereitung
        Test
        Spezialanlass (Innopreis)
        Selbststudium:
          
            BasiswechselGegenseitige Lage zweier Ebenen: Allfällige Schnittgerade,
          Beispiele
          
            Schnittgeraden-Berechnungen Raum: Beispiele, z.B. via zwei
              Punkte oder via ParametereliminationKoordinatengleichung der Geraden in der Grundebene
          
            Herleitung aus der Funktionsgleichung
            Herleitung aus der ParametergleichungKoordinatengleichung der Ebene im Raum
          
            Herleitung aus der ParametergleichungProjizierende Ebenen, HauptebenenSkalarprodukt
          
            Idee
            Definition
            Gesetze
            AnwendungenAnwendungen SkalarproduktNormalenvektor auf eine Gerade, Ebene, KoordinatengleichungAbstand einer Gerade, Ebene vom Ursprung u.s.w.Normalenvektor und KoordinatengleichungAbstand einer Geraden oder Ebenen zum UrsprungParallele Geraden oder EbenenOrthogonalzerlegungBerechnung des Fußpunktes
              VektorproduktDefinitionEigenschaften BerechnungGesetzeKontrolle der Orthogonalität, der Längen-Flächeninhaltsbeziehung,
              des RechtssystemsBeispiele: Inhalt, Ebenengleichung mit
              Senkrechtstehen, weitere Beispiele:Flächeninhaltsberechnung, Gleichung der Ebene
              mit NormalenvektorAbstand Ebene-Ursprung, Gerade-UrsprungEbene senkrecht zu gegebenen Ebenen durch einen
              PunktSpatprodukt: Definition und Berechnung
              (Determinante, Sarrus)   
            Anwendungen in der Statik und Mechanik   
             | Selbststudium: Siehe links | 
  
    | Wo 4 | 
        Ausblick (Selbststudium, wird nur kurz
          repetiert):
        Basiswechsel
        Gegenseitige Lage zweier Ebenen: Allfällige Schnittgerade,
          Beispiele
          
            Schnittgeraden-Berechnungen Raum: Beispiele, z.B. via zwei
              Punkte oder via ParametereliminationKoordinatengleichung der Geraden in der Grundebene
          
            Herleitung aus der Funktionsgleichung
            Herleitung aus der ParametergleichungKoordinatengleichung der Ebene im Raum
          
            Herleitung aus der ParametergleichungProjizierende Ebenen, Hauptebenen
        Skalarprodukt
          
            Idee
            Definition
            Gesetze
            Anwendungen
          Übungen  
        
          Anwendungen Skalarprodukt
        Normalenvektor auf eine Gerade, Ebene, KoordinatengleichungAbstand einer Gerade, Ebene vom Ursprung u.s.w.
            Normalenvektor und Koordinatengleichung
            Abstand einer Geraden oder Ebenen zum Ursprung
            Parallele Geraden oder Ebenen
            Orthogonalzerlegung
            Berechnung des Fußpunktes
          VektorproduktDefinition 
            Eigenschaften  
            Berechnung 
            Gesetze
            Kontrolle der Orthogonalität, der Längen-Flächeninhaltsbeziehung,
              des Rechtssystems 
            Beispiele: Inhalt, Ebenengleichung mit
              Senkrechtstehen, weitere Beispiele: 
            Flächeninhaltsberechnung, Gleichung der Ebene
              mit Normalenvektor 
            Abstand Ebene-Ursprung, Gerade-Ursprung 
            Ebene senkrecht zu gegebenen Ebenen durch einen
              Punkt 
            Selbststudium:
              
                Spatprodukt: Definition und Berechnung
              (Determinante, Sarrus)   
                Anwendungen in der Statik und Mechanik   
                 | Selbststudium: 
        
          Spatprodukt: Definition und Berechnung
              (Determinante, Sarrus)   
          Anwendungen in der Statik und Mechanik   
             | 
  
    | Wo 5 | 
        
          Rep. Vektorprodukt
           
            
Repetition
            
Beispiele
            
Flächenprodukt
            
Bezug zum Vektorprodukt
            
Regeln
            
Spatprodukt 
          
            
Regeln geometrisch
            
Beispiele
            
Bezug zu Sarrus
            
Verallgemeinerung, Determinantengesetze
            
Sarrus gilt nicht für n > 2: Begründung
            
Abstandberechnung
            
Cramersche Regeln
            
Kreis, Kugel, Kegel, Zylinder
        
Beispiele, Übungen
        
Def. Matrix, Gleichheit, Transponierte, Zeilenmatrix,
          Spaltenmatrix, Nullmatrix, Einheitsmatrix, Diagonalmatrix,
          symmetrische Matrix, schiefsymmetrische Matrix, obere, untere
          Dreiecksmatrix 
        
Test retour
        
Matrizen und Gleichungssysteme
        
Selbststudium: 
   Nullmatrix, Einheitsmatrix, Diagonalmatrix,
          symmetrische Matrix, schiefsymmetrische Matrix, obere, untere
          Dreiecksmatrix Osterwoche | Selbststudium: 
        Siehe links Übungen vgl. unten unter Übungen | 
  
    | Wo 6 | 
        
Def. Matrix, Gleichheit, Transponierte, Zeilenmatrix,
          Spaltenmatrix, Nullmatrix, Einheitsmatrix, Diagonalmatrix,
          symmetrische Matrix, schiefsymmetrische Matrix, obere, untere
          Dreiecksmatrix 
        
Matrizen und Gleichungssysteme
        
Rechenregeln: Addition, Subtraktion, Streckung
          (Multiplikation mit Zahl), Beispiele
        
Matrixprodukt und Abbildungen
        
Berechnung des Matrixprodukts, Falk-Schema
        
Beispiele
        
      Zusammen multiplizierbare MatrizenGesetze für plus und mal: bei Matrizen:
          
            Matrix und lineare AbbildungAssoziativitätKommutativität nur bei +DistributivgesetzeNull- und EinselementTransponieren des Produkts und der FaktorenInverse der Multiplikation, Inverse Produkts und der FaktorenRechnen mit Invesen und Transponierten
      Reguläre und singuläre Matrizen, Regularität, Gleichungssysteme | 
       Selbststudium:
       
        Beispiele zu Matrixmultiplikation und Inversenberechnung aus dem
          SkriptDeterminantenberechnungStudium der Möglichkeiten bezüglich Determinanten und Matrizen
          auf dem eigenen Taschenrechner!  Literaturstudium:  
        Kapitel über Matrixmultiplikation und Determinantenberechnung in
          einem Lehrbuch eigener Wahl studieren. Ein verschiedener Zugang
          zeigt die Sache immer von einer anderen, ebenfalls wichtigen Seite.
          Dadurch wird das Verständnis vertieft. | 
  
    | Wo 7 | 
        Determinanten als Volumen, Rechenregeln für VoluminaDeterminanten
          
            Situation bei n=2 und n=3EntwicklungssatzBeispieleNichtübertragbarkeit von Sarrus: Beispiel Determinantenmultiplikationssatz und FolgerungenDeterminante der Inversen und der TransponiertenDeterminante von gestreckten MatrizenWeitere Sätze und BetrachtungenBerechnungen mit Maschinen (Beispiel Excel, Rechner,
              Computeralgebra-Programm) |  | 
  
    | Wo 8 |  |  | 
  
    | Wo 9 | 
        Hinweis zur Methode der kleinsten Quadrate bei
          linearen Gleichungssystemen (Problem der überbestimmten
          Gleichungssysteme und der Quasi-Lösungen)Jacobi-Verfahren für Bandmatrizen: Durchführung, Beispiele Methode der kleinsten Quadrate bei
          linearen Gleichungssystemen: Durchführung, BeispieleDifferenzenmethode bei Differentialgleichungen (Eulermethode, AWP,
          RWP): Durchführung, BeispieleSelbststudium:
          
            
              Jacobi-Verfahren, Bandmatrizen, Abweichung zur exakten oder
              exakteren Lösung. 
            
              Behandlung des Problems der Schleppkurve,
              einfachere Berechnung mit Hilfe der inversen Funktion.   | Selbststudium: Siehe links   | 
  
    | Wo 10 | 
        Vektorkurven im R2 und im R3Glatte Kurven und SpitzenBeispiele Spezialwoche |  | 
  
    | Wo 11 | 
        Rep. Vektorfunktionen
        Tangentenvektor, Tangenten  an Kurven
        KurvenlängenFlächen, NormalenvektorTangenten an FlächenInhalte von Funktionsflächen |  | 
  
    | Wo 12 | 
        
          Matrizen und lineare Abbildungen  
        
          Matrix als Liste der Bildvektoren der Basisvektoren
          der ONB 
        
          Konsequenzen für die Abbildung eines Vektors
        
          Definition Kern und Image 
        
          Df Vektorraum ==> auch Kern und Image 
        
          Urbildraum = Direkte Summe von Kern und Kernsenkrecht  
        
          Dim Df = Dim Kern + Dim Im 
        
          Beispiele, Simulationen 
         |  | 
  
    | Wo 13 |  |  | 
  
    | Wo 14 | 
        Repetition Drehmatrix im Raum, KonstruktionRepetition Eigenwerttheorie: 
          
            Berechnung von Eigenwerten und Eigenvektoren einer MatrixCharaktereistisches PolynomEigenvektoren als BasisBeispiel: Eigenwerte einer DrehmatrixDiagonalisierung einer MatrixAnwendung: Beispiel einer SpiegelungsmatrixBeispiel: Populationsmodell (mit Simulation)Anwendungen: Selbststudium in Gruppen, Gruppenarbeiten:
          
            SpannungstensorHelmert-TransformationIterationen | Selbststudium in Gruppen, Gruppenarbeiten: | 
  
    | Wo 15 | 
        Selbststudium in Gruppen, Gruppenarbeiten:
          
            SpannungstensorHelmert-TransformationIterationenKurzpräsentationenSelbststudium in Gruppen, Gruppenarbeiten:
          
            Vordiplome (Link siehe unter Übungen)Detailplan: Plan_für_
          den_Schluss (pdf) | Selbststudium in Gruppen, Gruppenarbeiten: | 
  
    | Wo 16 | 
        Weiter Kurzpräsentationen (Themen der Woche 15)Selbststudium in Gruppen, Gruppenarbeiten:
          
            Vordiplome (Link siehe unter Übungen) | Selbststudium in Gruppen, Gruppenarbeiten: | 
  
    | Vorbereitung  Modulprüfung |  |  | 
  
    | S1 | Übungen und Arbeiten | Bemerk. | 
  
    | Wo 1 | 
        Internatmaterial sichten, studierenSkripte
          (Passwort!), Literatur, Übungsserien
          (Passwort!), ev. Laptop, Rechner u.s.w.
          beschaffenSelbststudium: 
          
             Skript Skript Basics lesen (1. Hälfte  1. Woche, 2.
              Hälfte  2. Woche)  Selbststudium Skript Trigonometrie (1. Hälfte 1. Woche, 2.
              Hälfte 2. Woche)    (vermutlich nur
          Repetition)Zu bearbeitende Übungsserien:  Serien 1/01, 1/02, 1/03 (möglichst
          alle Aufgaben durchgehen) ==> Übungschein!!!!Ankündigung Kurztest: Basics, Trigonomterie 1. Lektion 4.
          Woche, ohne Rechner, mit Formelbuch, Aufgaben aus den Serien. | 
        Download
    "Daten zu Learningmanagement Mathematik" Download Skripte und Übungen: Nach mündlicher Mitteilung in
          der 1. Lektion. Bei Schwierigkeiten Mail, Tel. oder Besuch WIR1
          (WIR1 = Kürzel des Dozenten)Skirpte: 
          
            Zuerst Basics, Trigonometrie (Pflicht)Zusätzlich Angebra und Analysis empfohlen (Download auf Hauptseite der
              Skripte oben)Selbststudium  siehe links Zu bearbeitende Serien: 1/01 bedeutet: Vom 1.
      Jahr Serie 01 | 
  
    | Wo 2 | 
        Selbststudium: 
          
             Skript Skript Basics lesen (1. Hälfte  1. Woche, 2.
              Hälfte  2. Woche)  Selbststudium Skript Trigonometrie (1. Hälfte 1. Woche, 2.
              Hälfte 2. Woche)    (vermutlich nur
          Repetition)Zu bearbeitende Übungsserien: 1/04, 1/05, 1/06 (möglichst
          alle Aufgaben durchgehen) ==> Übungschein!!!!Ankündigung Kurztest: Basics, Trigonomterie 1. Lektion 4.
          Woche ohne Rechner, mit Formelbuch, Aufgaben aus den Serien.
          (Wichtig: Exponenten, Logarithmen, quadratische Gleichungen und
          weitere Dinge.) | 
        Selbststudium  siehe links | 
  
    | Wo 3 | 
        Testvorbereitung
        Übungsserien: 1/12, Probleme 1-6 | 
        Selbststudium Kegelschnitte  | 
  
    | Wo 4 |  | 
        Selbststudium  Diagramme: Quadratische, kubische u.s.w. Funktion
          und Beispiele - bis p.12 ff | 
  
    | Wo 5 |  | 
        Selbststudium Diagramme: Rationale und gebrochen rationale
          Funktionen, Potenzfunktionen inkl. Wurzelfunktionen,
          Exponentialfunktionen, Logarithmusfunktionen, Hyperbolische
          Funktionen und Areafunktionen, dazu Repetition Trigonometrische
          Funktionen und Arcusfunktionen | 
  
    | Wo 6 | 
        Übungsserien: Serien 17,
          18,
          19
          (soweit schon möglich) | Zur Differentialrechnung gehören die Übungsserien 17,
      18, 19, 20, 21, 22,  23 | 
  
    | Wo 7 | 
        Übungsserien: Serien 20,
          21,
          (soweit schon möglich, Auswahl treffen)Materialbesorgung:   Integralrechnung  Skript
          downloaden  |  | 
  
    | Wo 8 | 
        Übungsserien: Serien 22,
          23,
          (Differentialrechnung, Auswahl treffen)Serien 24,
          25
          (Integralrechnung, soweit ohne viele Regeln schon möglich) | Zur Integralrechnung gehören die Übungsserien  24, 25,
      26, 27, 28, 29, 30 | 
  
    | Wo 9 | 
        Übungsserien:  Serien 26,
          27,
          (28)
          (Integralrechnung, soweit ohne viele Regeln schon möglich)Test
          nachbereiten |  | 
  
    | Wo 10 |  |  | 
  
    | Wo 11 | 
        Übungsserien:  Serien 29,
          30
          (Integralrechnung, soweit ohne viele Regeln schon möglich) |  | 
  
    | Wo 12 | 
        Auswahl aus den Übungsserien:  Serien 18,
          19,
          20,
          21,
          22,  | 
        Selbststudium nach Skript:
          
            Diverse fälle bei der Biegung (spezielles Skript)SchleppkurveKettenlinieKlothoideZu- und AbflussproblemeKnickungsprobleme | 
  
    | Wo 13 | 
        Auswahl aus den Übungsserien:  Serie 31Serie 08,
          09 |  | 
  
    | Wo 14 | 
        Auswahl aus den Übungsserien: 13,
          14,
          15,
          16
          17
          so weit wie möglich nach Fortschritt der Stoffbehandlung | 
        Selbststudium: Nicht behandelter Stoff aus der
          "Approximationstheorie" sowie Auswahl aus den
          Übungsserien während der unterrichtsfreien Zeit bearbeiten. | 
  
    | Wo 15 | 
        Auswahl aus den Übungsserien: Weiter mit 13,
          14,
          15,
          16
          17
        13
          (Laplace-Wahrscheinlichkeit) |  | 
  
    | Wo 16 | 
        Studium der abgegebenen Literatur (Handout) Repetition für Test:
          
            24,
          25,
              26,
          27,
          (28)
 29,
          30,
              18,
          19,
          20,
          21,
          22, 31,
              08,
          09,
              13,
          14,
          15,
          16
          17,
              13
                |  | 
  
    | S2 | Übungen und Arbeiten | Bemerk. | 
  
    | Wo 1 |  | Selbststudium: 
        Geometrische Bildung der DifferenzEuklidsche Länge (Definition)UnterräumeBasiswechselEinleitung p.1, 2
        Beispiele p. 4, 5, 6 | 
  
    | Wo 2 |  |  | 
  
    | Wo 3 | 
        Selbststudium: Siehe oben
        Übungen
          
        Nachbereitung Test
          
         | Selbststudium: Siehe oben | 
  
    | Wo 4 | 
        Selbststudium: Siehe rechtsÜbungen 
          
            Was aus den Serien 011-051 (3 letzte Wochen) noch nicht
              erledigt worden ist.Korrektur Test!!
            | Selbststudium: 
        Spatprodukt: Definition und Berechnung
              (Determinante, Sarrus)  und AnwendungenAnwendungen der Vektorrechnung in der Statik und Mechanik   | 
  
    | Wo 5 | 
        Selbststudium: Siehe rechtsÜbungen 
        Korrektur Test!!
        Übungen: Nachholen, was noch nicht erledigt 
          
            Nachholen, was noch nicht : Serien  II 1-6:
              
            Selbststudium: Serien I 32/33, soweit schon möglich 
              
             | Selbststudium: 
   Nullmatrix, Einheitsmatrix, Diagonalmatrix,
          symmetrische Matrix, schiefsymmetrische Matrix, obere, untere
          Dreiecksmatrix Übungen vgl. links | 
  
    | Wo 6 | 
            Übungen: Serien I 32/33, soweit weiter möglich 
              
            Selbststudium:  Siehe rechts.Literaturstudium: Siehe rechts. | Selbststudium: 
        Beispiele zu Matrixmultiplikation und Inversenberechnung aus dem
          SkriptDeterminantenberechnungStudium der Möglichkeiten bezüglich Determinanten und Matrizen
          auf dem eigenen Taschenrechner!  Literaturstudium:  
        Kapitel über Matrixmultiplikation und Determinantenberechnung in
          einem Lehrbuch eigener Wahl studieren. Ein verschiedener Zugang
          zeigt die Sache immer von einer anderen, ebenfalls wichtigen Seite.
          Dadurch wird das Verständnis vertieft. | 
  
    | Wo 7 | 
            Übungen: Serien I 32/33/34, soweit schon möglich 
              
            Selbststudium:  Siehe rechts.Literaturstudium: Siehe rechts. |  | 
  
    | Wo 8 | 
            Übungen: Serien I 32/33/34: Weiter mit den noch
              nicht gemachten Aufgaben
              
             |  | 
  
    | Wo 9 | 
            Übungen: Serien I 32/33/34/35/36: Noch nicht
              gemachte Aufgaben beenden. 
              
            Selbststudium:
          
            
              Jacobi-Verfahren, Bandmatrizen, Abweichung zur exakten oder
              exakteren Lösung. 
            
              Behandlung des Problems der Schleppkurve,
              einfachere Berechnung mit Hilfe der inversen Funktion. | 
        Selbststudium: Siehe links
         | 
  
    | Wo 10 |  |  | 
  
    | Wo 11 | 
            Übungen (soweit noch nicht beendet): 
              
             |  | 
  
    | Wo 12 |  |  | 
  
    | Wo 13 | 
        Übungen (soweit noch nicht beendet): 
          
         |  | 
  
    | Wo 14 | 
        Übungen (soweit noch nicht beendet): 
          
        Selbststudium: Anwendungen, Gruppenarbeiten:
          
            PopulationsmodellSpannungstensorHelmert-TransformationIterationen | Selbststudium in Gruppen, Gruppenarbeiten: | 
  
    | Wo 15 | 
        Übungen (soweit noch nicht beendet): 
          
        Selbststudium in Gruppen, Gruppenarbeiten: Siehe Skript
          (Lineare Abbildungen)
          
            SpannungstensorHelmert-TransformationIterationenVorbereitung der KurzpräsentationenSelbststudium in Gruppen, Gruppenarbeiten:
          
        Detailplan: Plan_für_
          den_Schluss (pdf) | Selbststudium in Gruppen, Gruppenarbeiten: | 
  
    | Wo 16 | 
        Selbststudium in Gruppen, Gruppenarbeiten:
          
         | Selbststudium in Gruppen, Gruppenarbeiten: | 
  
    | Vorbereitung  Modulprüfung |  |  | 
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