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Klasse  M1p+E1p / Lineare Algebra und Geometrie 2012

 


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Spezielle Mitteilungen (M1p+E1p 2012)                    

Achtung Testdaten (Link hier)!!!!
Tutoring Coaching Modulprüfung

 Grundsätzliches 

Stoff

4 Wochenlektionen nach Stundenplan

Grundausbildung im Einsatz von Mathematik-Software 
Einführung von Grundbegriffen, Skalare, Vektoren, Matrizen 
komplexe Zahlen und Funktionen 
Systeme von linearen Gleichungen: Lösungsmethoden und Anwendungen 

Wichtige Links: Vgl. Handout (Hardcopy)

oder mündliche Mitteilung

Qualifikation:

Durch Leistungsprüfungen im Verlaufe des Moduls (Erfahrungsnote), eine abgesetzte schriftliche Modulschlussprüfung (120 Minuten)

Testdaten nach Abmachung Link Testform und Inhalt (Bewertungsschema u.s.w.)

In der Regel: EN Gewicht 1, MP Gewicht 3

 Lineare Alg.+Geom. 1: Dauer 1 Semester

Danach Lineare Alg.+Geom. 2

Tutoring Coaching Modulprüfung:

Nächster abgemachter Termin: Nach Abmachung

Weiterer Termin  nach Abmachung

 

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Literatur

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Lehrplan, Learningmanagement, Inhalt und Test 

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Kontrolle oder Realität

Grün hintgerlegt: Im ersten Semester bei der Art des Dozenten im Unterricht üblicher Stoff (zur Orientierung) und auch Stoff aus dem 2. Semester, welcher noch das was folgen könnte.

Gelb hintgerlegt: Im zweiten Semester beim Dozenten im Unterricht jetzt behandelter Stoff-

S1 Woche  Stoffinhalt (grob)  Bemerk.
 Wo 1        Beginn Unterricht: 
  • Einführung,  Vorstellung
  • Learningmanagement, Organisation, Rahmen, Kommunikation via Internet
    • 1. Koordinaten
    • 2. Stoff
    • 3. Ziel, Weg, Methoden, Feedback, Team
    • 4. Skript beschaffen, Übungen, Selbststudium ==> Internet: Learningmanagement
    • 5. Lerntechnik, Arbeitstechnik, Selfmanagement ( Vergessenskurve, Lernplateau, Teamarbeit ...)
    • 6. Lernen = erarbeiten * verstehen * behalten * anwenden.  Faktor = 0 ==> Produkt = 0. Das Problem der Vernetzung im Hirn und der Repetition
    • 7. Rechte und Pflichten des Studenten und der Schule: 
    • ==>Studieren: Selbständig, fleißig arbeiten, Eigenverantwortung
    • 8. Prinzipien, Grundsätze (Selbstdisziplin, aber auch Prüfungen, Noten, lernen fürs Leben, für den Abschluss...)
    • 9. Rechner, Computer, Mathematiksoftware
    • 10. 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?  Link
  • Einführung: 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 Kulturleistung
      • Näheres 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 - Mathematik
      • Wieso fällt der Apfel vom Baum - wie fällt der Apfel vom Baum - Galilei, Newton
      • "Könnte der Apfel wieder hinauffallen?" - die Idee der Gleichbewegung der Atome
      • Das 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?
    • Diverses
    • Geschichtlicher 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)
  • Übungen: Skalare, Vektor und andere Begriffen nach Übungsblatt
  • Praktische Einführung in MATLAB
 Downloads, Studium, Literatur, Übungen:
 Wo 2
  • Skalare,
  • Vektoren
    • Geometrische Definition, Repräsentant, Pfeilklasse, Länge, Betrag, Norm in Koordinatensystem
    • Addition
    • Multiplikation
    • Gesetze
    • Allgemeiner Vektorbegriff
    • Selbststudium: Lineare Abhängigkeit: Kollinear, komplanar, linear abhängig, linear unabhängig, Linearkombination
    • Selbststudium: Erzeugendensystem, Basis, Dimension eines Vektorraums (Anzahl Basisvektoren)
    • Selbststudium: Eigenschaften einer Basis
  • Weiter mit MATLAB (Einführung im Labor, Kontaktnahme mit dem Programm siehe Übungen)
  • Download Skripte MATLAB nach mündlicher Anleitung im Labor
 Selbststudium: Vollständige Liste siehe unter den Übungen
 Wo 3
  • Vektoren
    • Gesetze
    • Allgemeiner Vektorbegriff, Gesetze
    • Linearkombinationen
    • Bemerkungen zu weiteren mathematischen Problemen
    • Lineare Abhängigkeit: Kollinear, komplanar, linear abhängig, linear unabhängig
    • Selbststudium: Erzeugendensystem, Basis, Dimension eines Vektorraums (Anzahl Basisvektoren)
    • Selbststudium: Eigenschaften einer Basis
  • Selbststudium: Siehe links
 Wo 4
  • Weiter mit Vektoren
    • Erzeugendensystem, Basis, Dimension eines Vektorraums (Anzahl Basisvektoren)
    • Eigenschaften einer Basis
    • Koordinatensystem, Vektoren in Koordinatensystemen, Spaltenvektoren, Transponierte
    • Gleichheit von Vektoren
    • Einheitsvektoren
    • In Polarkoordinaten
    • Rechengesetze in Koordinatensystemen
    • Basiswechsel, Länge
    • Beispiele
  • Selbststudium: Sätze der Geometrie, Skalarprodukt
    • Motivation: Arbeit
    • Sätze der Geometrie
    • Definition
    • Gesetze ==> Skalarprodukt, Gesetze und Anwendungen
    • .....
  • Selbststudium: Siehe links
 Wo 5
  • Skalarprodukt
    • Motivation: Arbeit
    • Sätze der Geometrie
    • Definition
    • Gesetze, Regeln, Anwendungen
    • Anwendungen: Z.B. Test auf Rechtwinkligkeit, Cosinussatz, Richtungscosinus(e), Drehung eines Vektors
    • Anwendungen auf lineare Gebilde
  • Geraden- und Ebenengleichungen: Der Fall der Geraden
    • Parametergleichungen
    • Koordinatengleichungen (Spezialfall: Funktionsgleichung der Geraden)
    • Umwandlungen ineinander
    • Koordinatengleichung und Normalenvektor
    • Koordinatengleichung und Distanz vom Ursprung
    • Winkel zwischen Geraden oder Ebenen (Winkel zwischen Normalenvektoren)
    • Hess'sche Normalform
    • Abstand eines Punktes von einer Geraden oder Ebenen
  • Selbststudium:
    • Koordinatengleichung und Distanz vom Ursprung
    • Winkel zwischen Geraden oder Ebenen (Winkel zwischen Normalenvektoren)
    • Hess'sche Normalform
    • Abstand eines Punktes von einer Geraden oder Ebenen
 Wo 6
  • Weiter mit Geraden- und Ebenengleichungen: Der Fall der Geraden
    • Repetition Geradengleichungen und Eigenschaften
    • Koordinatengleichung und Distanz vom Ursprung
    • Winkel zwischen Geraden oder Ebenen (Winkel zwischen Normalenvektoren)
    • Hess'sche Normalform
    • Abstand eines Punktes von einer Geraden oder Ebenen
  • Flächenprodukt
    • Motivation, Definition
    • Regeln
    • Anwendungen, z.B. Cramersche Regeln (Determinantenmethode)
  • Vektorprodukt 
    • Rep. Flächenprodukt
    • Motivation, Definition
    • Regeln
    • Anwendungen, z.B. Berechnung der Koordinatengleichung (3D) aus einem Stützpunkt und zwei Richtungsvektoren
  • Selbststudium:
    • Spatprodukt
      • Motivation, Definition
      • Eigenschaften, Regeln, Sarrus
      • Anwendungen, z.B. Cramersche Regeln (Determinantenmethode)
      • Anwendung auf Abstandsberechnungen (Abstand Punkt von Ebene...)  
      • Beispiele, Übungen
    • Weitere Produkte: Grassmannprodukt, Viererprodukte
    • Kreis- und Kugelgleichungen
    • Gleichungen der Tangente oder der Tangentialebene
    • Beispiele, Übungen
  • Selbststudium: Siehe links
 Wo 7
  • Spatprodukt
    • Motivation, Definition, Berechnung
    • Eigenschaften, Regeln, Sarrus
    • Anwendungen, z.B. Cramersche Regeln (Determinantenmethode)
    • Anwendung auf Abstandsberechnungen (Abstand Punkt von Ebene...)  
    • Beispiele, Übungen
  • Weitere Produkte: Grassmannprodukt, Viererprodukte  
  • Uebungen
  • Anwendungen: Abstand eines Punktes on einer Geraden oder Ebenen, Hess'sche Normalform
  • Kreis- und Kugelgleichungen  
  • Selbststudium:
    • Gleichungen der Tangente oder der Tangentialebene  
    • Weitere Begriffe und Eigenschaften im Zusammenhang mit Kreis und Kugel
    • Gleichungen des Zylinders und des Kegels
    • Beispiele dazu, Übungen
  • Selbststudium: Siehe links
 Wo 8
  • Repetition Kreis- und Kugelgleichungen  
  • Gleichungen der Tangente oder der Tangentialebene  
  • Angaben zum Selbststudium:
    • Weitere Begriffe und Eigenschaften im Zusammenhang mit Kreis und Kugel
    • Gleichungen des Zylinders und des Kegels
  • Beginn mit der Theorie der Gleichungssysteme
  • Schreiben einer linearen Gleichung mit Hilfe des Skalarprodukts
  • Homogene und inhomogene Gleichung
  • Homogene Erweiterung durch Erhöhung der Dimension
  • System von linearen Gleichungen: Systemlösung = Schnittmenge der Lösungen der Einzelgleichungen
  • Verhältnis von homogenen und inhomogenen Lösungen: Homogene Lösungen bilden einen Vektorraum. Nur Basislösungen suchen. Inhomogene Lösungsmenge = homogene Lösungsmenge + partikuläre inhomogene Lösung ==> lineare Mannigfaltigkeit
  • Selbststudium: Elementarsubstitutionen: Lösung des Systems bleibt erhalten (Abtausch von Gleichungen, Multiplikation mit Skalar, Ersatz einer Gleichung durch die Summe mit einer anderen...)
  • Selbststudium: Siehe links
 Wo 9
  • Elementarsubstitutionen: Lösung des Systems bleibt erhalten (Abtausch von Gleichungen, Multiplikation mit Skalar, Ersatz einer Gleichung durch die Summe mit einer anderen...)
  • Matrizen, Matrixschreibweise
  • Gauss-Jordan-Algorithmus 
  • Beispiele
  • Ungelöste Probleme: Besprechen von Lösungen
  • Beispiele zum Gauss-Algorithmus:
    • Keine Lösung
    • Genau eine Lösung
    • Unendlich viele Lösungen (geometrische Struktur)
    • Rang (Rang der Matrix)
  • Selbststudium: Testvorbereitung 
  • Selbststudium: Matrizenrechnung: 
    • Matrizentypen
    • Zeilenrang und Spaltenrang
    • Ordnung, Dimension, 
    • Satz zu Ordnung, Rang und Dimension
    • Beispiele
    • Zeilenmatrix, Spaltenmatrix
    • Allgemeine Matrix und transponierte Matrix
    • Regeln zur Transponierten
    • Matrixaddition
    • Beispiele
    • Multiplikation einer Matrix mit einem Skalar
    • Beispiele
    • Regeln für die Matrixaddition und die Multiplikation mit einem Skalar
    • Beispiele
    • Matrixprodukt
    • Regeln zum Matrixprodukt
    • Schreiben eines Gleichungssystems mit Hilfe des Matrixprodukts
    • Gleichungssysteme und Matrixaddition
    • Gleichungssysteme und Multiplikation von Matrizen 
  • Selbststudium: Siehe links
 Wo 10
  • Matrizenrechnung: 
    • Matrizentypen
    • Zeilenrang und Spaltenrang
    • Ordnung, Dimension, 
    • Satz zu Ordnung, Rang und Dimension
    • Beispiele
    • Zeilenmatrix, Spaltenmatrix
    • Allgemeine Matrix und transponierte Matrix
    • Regeln zur Transponierten
    • Matrixaddition
    • Beispiele
    • Multiplikation einer Matrix mit einem Skalar
    • Beispiele
    • Regeln für die Matrixaddition und die Multiplikation mit einem Skalar
    • Beispiele
    • Matrixprodukt
    • Regeln zum Matrixprodukt
    • Schreiben eines Gleichungssystems mit Hilfe des Matrixprodukts
    • Gleichungssysteme und Matrixaddition
    • Gleichungssysteme und Multiplikation von Matrizen 
    • Testvorbereitung, Fragestunde
  • Selbststudium: Siehe links
 Wo 11
  • Test  (gemachter Test)
  • Bemerkungen zum Test
  • Bemerkung zum Rückwärtseinsetzverfahren
  • Zeilenrang gleich Spaltenrang bei einer Matrix
  • Spezielle Matrizen: 
    • Nullmatrix, Einheitsmatrix, Dreiecksmatrizen, Diagonalmatrix, symmetrische Matrix
  • Repetition: Allgemeine Determinantendefinition und Regeln 
  • Beginn: Allgemeiner Entwicklungssatz für Determinanten
  • Selbststudium: Stoff unter diesen Links (pdf)      (txt)    
 Wo 12
  • Test retour
  • Determinantenberechnung
    • Bedeutung der Determinante und Regeln
    • Entwicklungssatz
    • Anwendung Entwicklungssatz:
      • Determinante der Transponierten von A = Determinante von A
    • Diagonalisierungsverfahren: Determinantenregeln anwenden, analog Gauss-Algorithmus bei Gleichungssyst.
      • Beispiele
    • Determinante Einer Dreiecksmatrix = Produkt der Diagonalelemente
      • Beispiel
    • Determinantenberechnung durch Transformation auf Dreiecksmatrix (Anwendung der Regeln)
      • Beispiel
    • Determinantenberechnung mittels Unterdeterminanten
      • Beispiel
  • Eine Matrix stiftet eine lineare Abbildung
  • Matrixmultiplikation und Gleichungssysteme, Produktmatrix
  • Selbststudium: 
    • (A.B).C=A.(B.C)
    • Berechnung der Inversen mittels Gauss-Jordan (simultane Lösung von Gleichungssystemen)
    • Determinantenmultiplikationssatz, Berechnung der Determinanten der Inversen
    • Jacobi Verfahren, iteratives Verfahren: A-' ungef., wann konv. Jacobi-Verf., Rechenaufwand
  • Selbststudium: Siehe links
 Wo 13
  • Beispiele zur Matrixmultiplikation
  • Gesetze zur Matrixmultiplikation
    • Assoziativität: (A.B).C=A.(B.C) (beweisbar mit Abbildungen)
    • Einheitselement E(n)
    • Nullelement N(m,n)
    • Kommutativität gilt nicht allgemein: Gegenbeispiele
    • Existenez und Berechnung der Inversen Matrix: 
      • Lösen von n Gleichungssystemen simultan (Gauss-Jordan)
      • Lösung nach Cramer möglich, wenn Det(A) im Nenner nicht null
    • Bilder der Orthonormalbasis: Spaltenvektoren der Matrix
  • Determinantenmultiplikationssatz
    • Was passiert mit einem Spat bei der Weiterabbildung
    • Berechnung der Determinanten der Inversen
  • Jacobi Verfahren (iteratives Verfahren) zum Lösen von Gleichungen und der Berechnung der Inversen
  • Übungen, Aufgaben im Labor
  • Selbststudium: 
    • Addition von Schwingungen
    • Komplexe Zahlen und zweidimensionale Vektoren 
    • Grund der Verwendung solcher Zahlen 
    • Addition in den komplexen Zahlen, Multiplikation mit einem Skalar
 Wo 14
  • Erweiterung von R zu C, komplexe Ebene
  • Komplexe Zahlen und zweidimensionale Vektoren, geometrische Addition von komplexen Zahlen 
  • Grund der Verwendung solcher Zahlen 
  • Addition in den komplexen Zahlen, Multiplikation mit einem Skalar
  • Beispiele
  • Eine bisher nicht eingeführte Rechnungsart: Multiplikation von komplexen Zahlen
    • Definition der Multiplikation von komplexen Zahlen
    • Die Bedeutung der imaginären Einheit i bei der Multiplikation, Schreibeweisen von i
    • Gesetze der Multiplikation
  • Konjugiert komplexe Zahl und Division, Divisionsformel
  • Die Bezeichnung z = Radius cis(Winkel): Polarkoordinaten, Argument und Betrag einer Zahl
  • Multiplikation mit der cis-Bezeichnung, Additionstheoreme
  • Die geometrische Bedeutung der Multiplikation: Drehstreckung und Konsequenzen
  • Konsequenzen für die Potenzierung von komplexen Zahlen
  • Beispiele (z.B. zn = cis(pi/4)n ==> Achteck)
  • Konsequenzen für das Assoziativgesetz der Multiplikation
  • Konsequenzen für die Inverse einer Zahl bei der Multiplikation
  • Lage der Inversen
  • Additive und multiplikative Gruppen bezüglich C
  • Distributivgesetz
  • Wurzelziehen in C
  • n-te Einheitswurzeln
  • n-te Wurzeln aus beliebigen komplexen Zahlen 
  • Das Problem der Eindeutigkeit der n-ten Wurzel
  • Beispiele
  • Selbststudium:  
    • Addition von Schwingungen
    • Komplexe Zahlen und harmonische Schwingungen
    • Harmonische Schwingen und Überlagerungen, 
    • Erzeugung von harmonischen Schwingungen: In Elektrotechnik, Mechanik (Federpendel) und Mathematik 
    • Überlagerung von Schwingungen
  • Selbststudium: Siehe links
 Wo 15
  • Wurzelziehen in C
  • n-te Einheitswurzeln
  • n-te Wurzeln aus beliebigen komplexen Zahlen 
  • Beispiele
  • Das Problem der Eindeutigkeit der n-ten Wurzel
  • Drehungen von Figuren mittels komplexer Zahlen
  • Formeln von Moivre und Darstellungen wie  (cos(w))n (Fourier)
  • Hauptsatz der Algebra
  • Das Problem der Berechnung der Nullstellen (mittels Radikalen allgemein nur bis und mit Polynome 4. Grades)
  • Zerlegung eines Polynoms in Linearfaktoren
  • Selbststudium:  
    • Addition von Schwingungen
    • Komplexe Zahlen und harmonische Schwingungen
    • Harmonische Schwingen und Überlagerungen, 
    • Erzeugung von harmonischen Schwingungen: In Elektrotechnik, Mechanik (Federpendel) und Mathematik 
    • Überlagerung von Schwingungen
    • Partialbruchzerlegung 
      • Das Problem 
      • Ausdividieren 
      • Reelle Polynome und Faktorisierbarkeit im Komplexen: Paare konjugiert komplexer Nullstellen oder quadratische reelle Faktoren
      • Mehrfache Nullstellen und Potenzen von Faktoren 
      • Beispiele und Anwendungen
    • Ausblicke
    • Beispiele
 
 Wo 16
  • Weiter mit Partialbruchzerlegung 
    • Mehrfache Nullstellen und Potenzen von Faktoren 
    • Beispiele und Anwendungen
  • Addition von Schwingungen
  • Komplexe Zahlen und harmonische Schwingungen
  • Harmonische Schwingen und Überlagerungen
  • Selbststudium: Erzeugung von harmonischen Schwingungen: In Elektrotechnik, Mechanik (Federpendel) und Mathematik 
  • Überlagerung von Schwingungen
  • Ausblicke
  • Beispiele
 
S2 Woche  Stoffinhalt (grob)  Bemerk.
 Wo 1
  •  
  • Repetitionen:
  •  
  • Semestereinführung, Repetition
    • Übersichtsrepedition zu Grundbegriffen
      Vektor (was ist- geometr. Vektor...) - frei, gebunden
    • Gesetze: Additive Gruppe, Streckungsprodukt
    • Erzeugendensystem, Basis, Dimension als Mächtigkeit der Basis
    • Linear abhängig, linear unabhängig (bei Vektormengen...)  (l.u., l.a.)
    • Lineare Hülle
    • Orthonormalbasis (ONB), Orthonormalsystem (ONS), 
    • Zerlegung von Vektoren
    • Skalarprodukt, Idee
    • Gesetze
    • Flächenprodukt
    • Gesetze
    •  
  • Selbststudium: 
  • Repetition:
    • Vektorprodukt, Idee
    • Gesetze
    • Spatprodukt
    • Gesetze
    • Determinanten
    • Sarrus
    • Anwendungen in der Geometrie: Gleichungen von Geraden, Ebenen usw.
    • Geometrische Interpretation von Gleichungssystemen
    • Lösungsverhalten
    • Determinanten
    • Cramersche Regeln
    • Tangente, Tangentialebene
    • Pol, Polare
    • Potenz, Potenzgerade, Potenzebene
    • Sehnensatz, Tangenten-Sekantensatz
    • Kegelgleichung
    • Zylindergleichung
    •  
  • Beispiele zu
    • Lage von Geraden und Ebenen, Beispiele
    • Umrechnungen zwischen Parametergleichung und Koordinatengleichungen 
    • Parametergleichung mit Normalenvektor durch Punkt 
    • Parametergleichung und Abstandsberechnungen 
    • Orthogonalzerlegung und Fußpunkt  
  • Beispiele (Kurzrepetition) zu
    • Flächeninhalt und Vektorprodukt
    • Gleichung der Ebene durch drei gegebene Punkte und Normalenvektor
    • Abstand eines Punktes zu einer Geraden (Hess'sche Normalform!)
    • Abstand eines Punktes zu einer Ebenen (Hess'sche Normalform!)
    • Ebene orthogonal zu zwei andern Ebenen und durch gegebenen Punkt
    • Volumen mit Spatprodukt
    • Beispiele
  • Problem der Aufteilung einer Kraft in 4 Kräfte mit gegebener Richtung, Denkanstoss: Löse das Problem erst einmal mit 3 Stützen und 3 Kräften. Dieses Problem ist eindeutig lösbar. Füge dann eine 4. Stütze lose hinzu, die spannbar ist, z.B. durch eine Spannschraube. Anfangs ist die Kraft in dieser neuen Stütze 0. Beginne dann zu spannen. Mit der Zunahme der Kraft in der neuen Stütze durch das Spannen werden die andern bisherigen Stützen entlastet. Diese Kraft nennen wir einmal für den Moment "Vorspannkraft". Diese Vorspannkraft ist nun so groß, wie man sie eben durch den Schraubenmechanismus vom Menschen einstellt wird. Das gestellte Problem lässt sich daher auf den Vorspanner und nicht auf die die Physik resp. die Mathematik (Vektorgeometrie) alleine abwälzen. Man hat also nicht ein Problem der Berechnung oder der Methodenfindung vor sich, sondern der Zuordnung zu einem System resp. zu einer Wissenschaft. Der Vorspanner gehört in diesem Fall auch zum mit Problem. Das Problem hier reduziert sich hiermit also auf das Erfassen des Systems. Frage: Wie ist es nun, wenn die 4 Stützen z.B. im voraus schon verschweißt sind, also nichts mehr gespannt werden kann? 
  • Zum Problem der Aufteilung einer Kraft in 4 Kräfte mit gegebener Richtung: Stichwort "Vorspannung".
  • Kurze Repetition Spatprodukt, Determinante und Volumen, Abstand
  •  
 Selbststudium: Siehe links

 

 Wo 2
  •  
  • Repetition und Vertiefung:
    • Vektorprodukt, Idee
    • Gesetze
    • Spatprodukt
    • Gesetze
    • Determinanten
    • Sarrus
    • Anwendungen in der Geometrie: Gleichungen von Geraden, Ebenen usw.
    • Geometrische Interpretation von Gleichungssystemen
    • Lösungsverhalten
    • Determinanten
  •  
  • Selbststudium:
  • Grundlagen
    • Determinanten
    • Cramersche Regeln
    • Tangente, Tangentialebene
    • Pol, Polare
    • Potenz, Potenzgerade, Potenzebene
    • Sehnensatz, Tangenten-Sekantensatz
    • Kegelgleichung
    • Zylindergleichung
  • Beispiele zu
    • Lage von Geraden und Ebenen, Beispiele
    • Umrechnungen zwischen Parametergleichung und Koordinatengleichungen 
    • Parametergleichung mit Normalenvektor durch Punkt 
    • Parametergleichung und Abstandsberechnungen 
    • Orthogonalzerlegung und Fußpunkt  
  • Beispiele (Kurzrepetition) zu
    • Flächeninhalt und Vektorprodukt
    • Gleichung der Ebene durch drei gegebene Punkte und Normalenvektor
    • Abstand eines Punktes zu einer Geraden (Hess'sche Normalform!)
    • Abstand eines Punktes zu einer Ebenen (Hess'sche Normalform!)
    • Ebene orthogonal zu zwei andern Ebenen und durch gegebenen Punkt
    • Volumen mit Spatprodukt
    • Beispiele
  • Problem der Aufteilung einer Kraft in 4 Kräfte mit gegebener Richtung, Denkanstoss: Löse das Problem erst einmal mit 3 Stützen und 3 Kräften. Dieses Problem ist eindeutig lösbar. Füge dann eine 4. Stütze lose hinzu, die spannbar ist, z.B. durch eine Spannschraube. Anfangs ist die Kraft in dieser neuen Stütze 0. Beginne dann zu spannen. Mit der Zunahme der Kraft in der neuen Stütze durch das Spannen werden die andern bisherigen Stützen entlastet. Diese Kraft nennen wir einmal für den Moment "Vorspannkraft". Diese Vorspannkraft ist nun so groß, wie man sie eben durch den Schraubenmechanismus vom Menschen einstellt wird. Das gestellte Problem lässt sich daher auf den Vorspanner und nicht auf die die Physik resp. die Mathematik (Vektorgeometrie) alleine abwälzen. Man hat also nicht ein Problem der Berechnung oder der Methodenfindung vor sich, sondern der Zuordnung zu einem System resp. zu einer Wissenschaft. Der Vorspanner gehört in diesem Fall auch zum mit Problem. Das Problem hier reduziert sich hiermit also auf das Erfassen des Systems. Frage: Wie ist es nun, wenn die 4 Stützen z.B. im voraus schon verschweißt sind, also nichts mehr gespannt werden kann? 
    • Zum Problem der Aufteilung einer Kraft in 4 Kräfte mit gegebener Richtung: Stichwort "Vorspannung".
  • Repetitionen und Aufarbeitung im Selbststudium:
    • Kurze Repetition Spatprodukt, Determinante und Volumen, Abstand
    • Kreis, Kugel, Tangente, (Tangentialebene)
    • Thaleskreis (Kugel) und Apolloniiuskreis (-Kugel)
    • Die Kegelschnitte
    • Kegelgleichung
    • Zylindergleichung
    • Proportionierung: Winkelhalbierende und Seitenverhältnisteilung im Dreieck
    • Die Winkel am Apolloniuskreis
 Selbststudium: Siehe links
 Wo 3
  •  
  • Grundlagen
    • Determinanten
    • Entwicklungssatz
    • Determinante der Transponierten
    • Unterdeterminanten
    • Diagonalisierung und Determinantenberechnung
    • Cramersche Regeln
    • Folgerungen
     
  •  
  • Selbststudium:
  • Grundlagen (Kurzrepetition)
    • Tangente, Tangentialebene
    • Pol, Polare
    • Potenz, Potenzgerade, Potenzebene
    • Sehnensatz, Tangenten-Sekantensatz
    • Kegelgleichung
    • Zylindergleichung
  • Beispiele (Kurzrepetition) zu
    • Lage von Geraden und Ebenen, Beispiele
    • Umrechnungen zwischen Parametergleichung und Koordinatengleichungen 
    • Parametergleichung mit Normalenvektor durch Punkt 
    • Parametergleichung und Abstandsberechnungen 
    • Orthogonalzerlegung und Fußpunkt  
  • Beispiele (Kurzrepetition) zu
    • Gleichung der Ebene durch drei gegebene Punkte und Normalenvektor
    • Abstand eines Punktes zu einer Geraden (Hess'sche Normalform!)
    • Abstand eines Punktes zu einer Ebenen (Hess'sche Normalform!)
    • Ebene orthogonal zu zwei andern Ebenen und durch gegebenen Punkt
    • Volumen mit Spatprodukt
    • Beispiele
  • Repetitionen und Aufarbeitung im Selbststudium:
    • Kurze Repetition Spatprodukt, Determinante und Volumen, Abstand
    • Kreis, Kugel, Tangente, (Tangentialebene)
    • Thaleskreis (Kugel) und Apolloniiuskreis (-Kugel)
    • Die Kegelschnitte
    • Kegelgleichung
    • Zylindergleichung
    • Proportionierung: Winkelhalbierende und Seitenverhältnisteilung im Dreieck
    • Die Winkel am Apolloniuskreis
  • Repetitionen (Selbststudium):
    • Potenz, Potenzgerade, Potenzebene
    • Sehnensatz, Tangenten-Sekantensatz
    • Beispiele
    • Vektorkurven, Tangentialvektor, Normalenvektor 
  • Repetitionen (Selbststudium):
    • Matrizen
    • Anwendungen bei Gleichungssystemen und bei Abbildungen
    • Eigenschaften
    • Bedeutung der Spaltenvektoren bei der Abbildung
    • Abbildungseigenschaften einer Matrix
  • Repetitionen (Selbststudium):
    • Eigenwertprobleme: Eigenwerte und Eigenvektoren
    • Beispiele
    • Beispiel von Matrizen ohne reelle Eigenwerte
    • Eigenvektoren als Basis
    • Charakteristisches Polynom
    • Berechnungen
  • Demnächst behandelter Stoff:
    • Matrizen mit mehrfachen Eigenwerten oder weniger Eigenwerten als die Ordnung
    • Matrizen mit weniger Eigenvektoren als die Ordnung
    • Die Triviallösung 0
    • Das Problem bei nicht regulägen Matrizen
    • Beispiel, Berechnungen
    • Approximation von Eigenwerten: Bei der Berechnung der Eigenvektoren ist die Gleichung "Ordnung = Rang + Dimension" gestört.
    • Beispiel
  • Problem der Aufteilung einer Kraft in 4 Kräfte mit gegebener Richtung, Denkanstoss: Löse das Problem erst einmal mit 3 Stützen und 3 Kräften. Dieses Problem ist eindeutig lösbar. Füge dann eine 4. Stütze lose hinzu, die spannbar ist, z.B. durch eine Spannschraube. Anfangs ist die Kraft in dieser neuen Stütze 0. Beginne dann zu spannen. Mit der Zunahme der Kraft in der neuen Stütze durch das Spannen werden die andern bisherigen Stützen entlastet. Diese Kraft nennen wir einmal für den Moment "Vorspannkraft". Diese Vorspannkraft ist nun so groß, wie man sie eben durch den Schraubenmechanismus vom Menschen einstellt wird. Das gestellte Problem lässt sich daher auf den Vorspanner und nicht auf die die Physik resp. die Mathematik (Vektorgeometrie) alleine abwälzen. Man hat also nicht ein Problem der Berechnung oder der Methodenfindung vor sich, sondern der Zuordnung zu einem System resp. zu einer Wissenschaft. Der Vorspanner gehört in diesem Fall auch zum mit Problem. Das Problem hier reduziert sich hiermit also auf das Erfassen des Systems. Frage: Wie ist es nun, wenn die 4 Stützen z.B. im voraus schon verschweißt sind, also nichts mehr gespannt werden kann? 
    • Zum Problem der Aufteilung einer Kraft in 4 Kräfte mit gegebener Richtung: Stichwort "Vorspannung".
 Selbststudium: Siehe links
 Wo 4
  •  
  • Repetition Matrizen
    • Abgekürzte Schreibweise eines Gleichungssystems mit Vektoren und Matrix:
    • Matrix mal Vektor: Transponierter Vektor Matrixprodukt mit Vektor = nicht transponierter Vektor Skalarprodukt mit Vektor
    • Matrix: Kurzschreibweise für Spaltenvektor von Zeilenvektoren oder umgekehrt
    • Matrixaddition wie bei Vektoren
    • Multiplikation mit Skalar wie bei Matrix
    • Zeilen- und Spaltenvektoren
    • Matrix und lineare Abbildung
    • Zusammengesetzte Abbildung (mehrmals linear abbilden)
    • Assoziativgesetz
    • Gleichungssystem: Frage nach dem Urbild, Lösungsverhalten
    • Matrix als Zusammenfassung der Bilder der Einheitsvektoren
    • Linearität: Skalarprodukt-Regeln übertragen sich
    • Zusammengesetzte Abbildung und Matrixmultiplikation
    • Damit Motivation und Definition der Matrixmultiplikation
    • Nicht-Allgemeingültigkeit der Kommutativität
    • Distributivität wegen Skalarprodukt
  •  
  • Selbststudium:
    • Repetition Einheitsmatrix
    • Repetition Inverse Matrix und Berechnung
    • Repetition Eigenwerte und Eigenvektoren
    • Charakteristisches Polynom
    • Berechnungen, Beispiele
    • Eigenraum: Darstellung eines Vektors in der Basis von Eigenvektoren und Abbildung dieses Vektors geometrisch
    • Beispiele und Sinn der Sache, Eigenwertprobleme woanders, Beispiele von Operatoren, Schwingungen...
    • Matrizen mit mehrfachen Eigenwerten oder weniger Eigenwerten als die Ordnung
    • Matrizen mit weniger Eigenvektoren als die Ordnung
    • Die Triviallösung 0
    • Das Problem bei nicht regulägen Matrizen
    • Beispiel, Berechnungen
    • Approximation von Eigenwerten: Bei der Berechnung der Eigenvektoren ist die Gleichung "Ordnung = Rang + Dimension" gestört.
    • Beispiel
    • Repetition Vektorgeometrie-Stoff aus Woche 3, speziell:
      • Tangente, Tangentialebene
      • Pol, Polare
      • Potenz, Potenzgerade, Potenzebene
      • Sehnensatz, Tangenten-Sekantensatz
      • Kegelgleichung
      • Zylindergleichung
 

 Selbststudium: Siehe links

 Wo 5
  •  
  • Repetition Einheitsmatrix
  • Repetition Inverse Matrix und Berechnung, mit Gleichungssystem
    • Algorithmus
    • Gauss-Algorithmus (Gauss-Jordan etc.)
    • Cramer
  • Regeln zur Matrixrechnung (teils Rep., teils neu)
    • Matrix = Komposition von Bildern der Basisvektoren bei kartes. KS
    • zurückführen auf Regeln des Skalarprod. resp. Matrixprodukts Zeile mal Spalte
    • Assoiativität da Abbildung
    • Kommutativität nur in Spezialfällen (in der Regel also nicht)
    • E = neutrales Element
    • Inverse existiert nur, wenn Determinante ungleich 0 (wenn ein n-dim. nicht entarteter Spat in einen ebensolchen abgebildet wird)
    • Damit Test auf lineare Abhängigkeit von n n-dim. Vektoren: Frage ob Determinante = 0?
    • Produkt Matrix M mal E = E mal M
    • Inverse mal M = M mal Inverse
    • Inverse eines Produkts = Produkt der Inversen in kommutierter Reihenfolge
    • Transponierte eines Produkts = Produkt der Transponierten in kommutierter Reihenfolge
    • Distributivgesetz übertragen vom Skalarprodukt
    • Beispiele
  • Das Eigenwertprobelm: Welche Richtungen bleiben bei einer Matrixabbildung (lineare Abnbildung) fix?
  •  
  • Selbststudium:
  • Repetition Eigenwerte und Eigenvektoren
  • Charakteristisches Polynom
  • Berechnungen, Beispiele, Beispiele mit verschiedenen Eigenwerten und Eigenvektoren
  • Beispiele mit verschiedenen Eigenwerten und Eigenvektoren
  • Eigenraum: Darstellung eines Vektors in der Basis von Eigenvektoren und Abbildung dieses Vektors geometrisch, Aufspannen des Eigenraumes mit Eigenvektoren
  • Zerlegung einer Matrix in Faktoren mit Eigenvektoren (resp. Inverse) und Eigenwerten (Diagonalmatrix)
  • Matrixkomposition
  • Beispiele und Sinn der Sache, Eigenwertprobleme woanders, Beispiele von Operatoren, Schwingungen...
  • Matrizen mit mehrfachen Eigenwerten oder weniger Eigenwerten als die Ordnung
  • Beispiel mit mehrfachen Eigenwerten: Möglichkeiten dazu für die Eigenvektoren
  • Matrizen mit weniger Eigenvektoren als die Ordnung
  • Die Triviallösung 0
  • Beispiel mit Eigenwert 0
  • Das Problem bei nicht regulären Matrizen
  • Beispiel, Berechnungen
  • Approximation von Eigenwerten: Bei der Berechnung der Eigenvektoren ist die Gleichung "Ordnung = Rang + Dimension" gestört.
  • Beispiele, Übungen
  • Repetition Vektorgeometrie-Stoff aus Woche 3, speziell:
    • Tangente, Tangentialebene
    • Pol, Polare
    • Potenz, Potenzgerade, Potenzebene
    • Sehnensatz, Tangenten-Sekantensatz
    • Kegelgleichung
    • Zylindergleichung
  •  
 

 Selbststudium: Siehe links

 Wo 6
  •  
  • Das Eigenwertprobelm: Welche Richtungen bleiben bei einer Matrixabbildung (lineare Abnbildung) fix?
  • Repetition Eigenwerte und Eigenvektoren
  • Charakteristisches Polynom
  • Berechnungen, Beispiele, Beispiele mit verschiedenen Eigenwerten und Eigenvektoren
  • Beispiele mit verschiedenen Eigenwerten und Eigenvektoren
  •  
  • Selbststudium:
  • Repetition Eigenwerte und Eigenvektoren
  • Charakteristisches Polynom
  • Berechnungen, Beispiele, Beispiele mit verschiedenen Eigenwerten und Eigenvektoren
  • Beispiele mit verschiedenen Eigenwerten und Eigenvektoren
  • Eigenraum: Darstellung eines Vektors in der Basis von Eigenvektoren und Abbildung dieses Vektors geometrisch, Aufspannen des Eigenraumes mit Eigenvektoren
  • Zerlegung einer Matrix in Faktoren mit Eigenvektoren (resp. Inverse) und Eigenwerten (Diagonalmatrix)
  • Matrixkomposition
  • Beispiele und Sinn der Sache, Eigenwertprobleme woanders, Beispiele von Operatoren, Schwingungen...
  • Konstruktion der Spiegelungmatrix an eine Gerade
  • Zusammensetzung der Ebenenspiegelung aus Translation, Spiegelung der Ebene an der Parallelebene durch den Ursprung, Rücktranslation
    • Beispiele
  • Matrizen mit mehrfachen Eigenwerten oder weniger Eigenwerten als die Ordnung
  • Beispiel mit mehrfachen Eigenwerten: Möglichkeiten dazu für die Eigenvektoren
  • Matrizen mit weniger Eigenvektoren als die Ordnung
  • Die Triviallösung 0
  • Beispiel mit Eigenwert 0
  • Das Problem bei nicht regulären Matrizen
  • Beispiel, Berechnungen
  • Approximation von Eigenwerten: Bei der Berechnung der Eigenvektoren ist die Gleichung "Ordnung = Rang + Dimension" gestört.
  • Beispiele, Übungen
  • Repetition Vektorgeometrie-Stoff aus Woche 3, speziell:
    • Tangente, Tangentialebene
    • Pol, Polare
    • Potenz, Potenzgerade, Potenzebene
    • Sehnensatz, Tangenten-Sekantensatz
    • Kegelgleichung
    • Zylindergleichung
 

 Selbststudium: Siehe links

 Wo 7
  •  
  • Spezialanlass: Ostermontagwoche
  •  
  • Selbststudium:
  • Repetition Eigenwerte und Eigenvektoren
  • Charakteristisches Polynom
  • Berechnungen, Beispiele, Beispiele mit verschiedenen Eigenwerten und Eigenvektoren
  • Beispiele mit verschiedenen Eigenwerten und Eigenvektoren
  • Eigenraum: Darstellung eines Vektors in der Basis von Eigenvektoren und Abbildung dieses Vektors geometrisch, Aufspannen des Eigenraumes mit Eigenvektoren
  • Zerlegung einer Matrix in Faktoren mit Eigenvektoren (resp. Inverse) und Eigenwerten (Diagonalmatrix)
  • Matrixkomposition
  • Beispiele und Sinn der Sache, Eigenwertprobleme woanders, Beispiele von Operatoren, Schwingungen...
  • Konstruktion der Spiegelungmatrix an eine Gerade
  • Zusammensetzung der Ebenenspiegelung aus Translation, Spiegelung der Ebene an der Parallelebene durch den Ursprung, Rücktranslation
    • Beispiele
  • Matrizen mit mehrfachen Eigenwerten oder weniger Eigenwerten als die Ordnung
  • Beispiel mit mehrfachen Eigenwerten: Möglichkeiten dazu für die Eigenvektoren
  • Matrizen mit weniger Eigenvektoren als die Ordnung
  • Die Triviallösung 0
  • Beispiel mit Eigenwert 0
  • Das Problem bei nicht regulären Matrizen
  • Beispiel, Berechnungen
  • Approximation von Eigenwerten: Bei der Berechnung der Eigenvektoren ist die Gleichung "Ordnung = Rang + Dimension" gestört.
  • Beispiele, Übungen
  • Repetition Vektorgeometrie-Stoff aus Woche 3, speziell:
    • Tangente, Tangentialebene
    • Pol, Polare
    • Potenz, Potenzgerade, Potenzebene
    • Sehnensatz, Tangenten-Sekantensatz
    • Kegelgleichung
    • Zylindergleichung
 

 Selbststudium: Siehe links

 Wo 8
  •  
  • Repetition 
    • Eigenwerte, Eigenvektoren
    • Berechnung
    • Beispiele
    • Anwendungen (Ausblick)
  • Herleitung Drehmatrix
    • Eigenwerte Drehmatrix
  • Eigenwerte, Eigenvektoren der inversen Matrix
  • Fall von lauter verschiedenen Eigenwerten: Eigenvektoren bilden eine Basis
    • Beispiele
  •  
  • Selbststudium:
  • Repetition einfache Abstandsberechnung: 
    • Abstand eines Punktes zu einer Gerade im Raum mit Hilfe der Normalenebene zur Geraden durch den Punkt.
    • Abstand eines Punktes zu einer Ebenen im Raum mit Hilfe der Normalengeraden zur Ebene (aus der Koordinatengleichung) durch den Punkt.
  • Herleitung der Matrixdekomposition (Diagonalisierung) im Falle von verschiedenen Eigenwerten ungleich 0.
  • Das Produkt der Eigenwerte als Determinante der Matrix.
  • Beispiele
  • Lineare Unabhängigkeit von Eigenvektoren zu verschiedenen Eigenwerten
 

 Selbststudium: Siehe links

 Wo 9
  •  
  • Test
  •  
  • Selbststudium:
  • Repetition Spezielles zu Eigenwerten und Eigenvektoren:
    • Quadratische Matrix nicht regulär genau dann wenn mindestens ein Eigenwert null genau dann wenn Konstante im charakteristischen Polynom null
    • Inverse Matrizen haben inverse Eigenwerte und gleiche Eigenvektoren wie die Matrix 
    • Transponierte Matrizen haben gleiche Eigenwerte wie die Matrix. Die Eigenvektoren berechnen sich jedoch kompliziert (Matrix der Eigenvektoren invertieren und transponieren).
    • Diagonalmatrizen haben die Diagonalelemente als Eigenwerte und die Basiseinheitsvektoren des ONS als Eigenvektoren.
    • Beispiele

 Selbststudium: Siehe links

 Wo 10
  •  
  • Selbststudium:
  • Repetition Spezielles zu Eigenwerten und Eigenvektoren:
    • Quadratische Matrix nicht regulär genau dann wenn mindestens ein Eigenwert null genau dann wenn Konstante im charakteristischen Polynom null
    • Inverse Matrizen haben inverse Eigenwerte und gleiche Eigenvektoren wie die Matrix 
    • Transponierte Matrizen haben gleiche Eigenwerte wie die Matrix. Die Eigenvektoren berechnen sich jedoch kompliziert (Matrix der Eigenvektoren invertieren und transponieren).
    • Diagonalmatrizen haben die Diagonalelemente als Eigenwerte und die Basiseinheitsvektoren des ONS als Eigenvektoren.
    • Beispiele
  • Ähnliche Matrizen (gleiche Eigenwerte, nicht notwendigerweise gleiche Eigenvektoren)
  • Begriffe Spur und Determinante als Koeffizienten im charakteristischen Polynom
  • Ähnliche Matrizen
  • Begriffe Spur und Determinante als Koeffizienten im charakteristischen Polynom
  • Beispiele, Matrixkomposition
  • Ausarbeitung: Zusammenhang Gausalgorithmus - Rangsatz
  • Was ist Rang, Ordnung, Dimension...

 Selbststudium: Siehe links

 Wo 11
  •  
  • Testrückgabe
  • Besprechung Matrixkomposition:
    • A = X DEW X-1 ==> Eine Matrix, bei der die Eigenwertmatrix X eine Inverse besitzt, lässt sich als Produkt darstellen, wobei DEW die Diagonalmatrix mit den EW in der Diagonalen ist.
    • Auf diese Weise lassen sich Matrizen komponieren.
    • Beispiele:
      • Spiegelungsmatrix an eine Gerade in der Ebene
      • Projektionsmatrix auf eine Ebene im Raum
      • Weitere Ideen
  • Determinante einer Matrix als Produkt der Eigenwerte
  • Determinante einer Matrix als letzter Koeffizient im Charakteristischen Polynom
  • In einem Raum mit Dim = n kann eine Verschiebung nicht durch eine (n x n)-Matrix gemacht werden.
  • Um in einem Raum mit Dim = n eine Verschiebung mit Hilfe einer Matrix zu machen, kann man die Dimension um 1 erhöhen und eine letzte Vektorkoordinate ( = 1 ) anfügen (projektive Koordinaten, liften und verjüngen).
  •  
  • Selbststudium:
  • Drehung um eine Achse im Raum mit Hilfe von Matrizen
  • Ähnliche Matrizen (gleiche Eigenwerte, nicht notwendigerweise gleiche Eigenvektoren)
  • Begriffe Spur und Determinante als Koeffizienten im charakteristischen Polynom
  • Ähnliche Matrizen

 Selbststudium: Siehe links

 Wo 12
  •  
  • Eigenwertprobleme:
    • Berechnung der Streckungsrichtungen zu gegebenen Matrizen: Eigenwertprobleme
      • Berechnung der Eigenwerte: Charakteristische Polynome
      • Berechnung der Eigenvektoren
      • Beispiel einer Projektionsmatrix
      • Beispiel einer Kollineationsmatrix
    • Verschiebungsmatrix, projektive Koordinaten
    • Das Problem der Konstruktion von Matrizen, welche Vektoren in gegebene Vielfache strecken
    • Kollineation: Gegeben Fixgerade, Punkt, Bildpunkt. Abbildung weiterer Punkte und auch einer Figur. Berechnung der Bilder und des Inhalts des Bildes
    • Produkt der Eigenwerte = Determinante: Det = Produkt der EW
    • Abbildung einer Figur: Bildinhalt = Urbildinhalt mal Determinante
    • Spezialfall: Urbildinhalt ist schon eine Determinante ==> Determinantenmultiplikationssatz
    • Eigenwerte und potenzierte Matrizen
      •  Anwendungen auf Iterationen
    • EW und EV einer Matrix und Beziehung zu EW und EV der inversen Matrix 
    • EW und EV einer Matrix und Beziehung zu EW und EV der transponierten Matrix 
  • Drehmatrix im Raum:
    • Zusammensetzung der Abbildungsmatrix: Konstruktion mittels Teilschritten. Benutzung einer lokalen ONB und Matrix mit Bildern der alten ONB als neue ONB
    • Beispiel
  • Potenzen von Matrizen
  •  
  • Selbststudium:
  • Ähnliche Matrizen (gleiche Eigenwerte, nicht notwendigerweise gleiche Eigenvektoren)
  • Begriffe Spur und Determinante als Koeffizienten im charakteristischen Polynom
  • Das Problem der überbestimmten Gleichungssysteme: Optimale Lösungen, minimale Fehlerquadratsumme
  • Die Begriffe Urbildraum, Kern und Image
  • Urbildraum, Kern und Image als Vektrorräume
  • Zusammenhang Lösungsmenge von Gleichungssystemen: Homogene Lösungen, partikuläre Lösungen, inhomogene Lösungen
  • Ordnung = Rang + Dimension  und Dimension(Urbildraum) = Dimension(Kern) + Dimension(Image)
  • Berechnung des Rangs einer Matrix
  • Zeilenrang = Spaltenrang
  • Beispiele

 Selbststudium: Siehe links

 Stichworte zur Testvorbereitung:

  • Überbestimmtes Gleichungssystem, eigene Idee für eine Annäherung?
  • Ordnung, Rang und Dimension bei einem unterbestimmten Gleichungssystem?
  • Drehung um eine Achse im Raum, Matrix?
  • Konstruktion von Matrizen bei bekannten Eigenwerten und Eigenvektoren
  • Begriffe der linearen Algebra
 Wo 13
  •  
  • Matrizen mit gleichen Eigenvektoren
  • Ähnliche Matrizen (gleiche Eigenwerte, nicht notwendigerweise gleiche Eigenvektoren)
  • Begriffe Spur und Determinante als Koeffizienten im charakteristischen Polynom
  • Das Problem der überbestimmten Gleichungssysteme: Optimale Lösungen, minimale Fehlerquadratsumme
  • Die Begriffe Urbildraum, Kern und Image
  • Urbildraum, Kern und Image als Vektrorräume 
  •  
  • Selbststudium:
  • Zusammenhang Lösungsmenge von Gleichungssystemen: Homogene Lösungen, partikuläre Lösungen, inhomogene Lösungen
  • Ordnung = Rang + Dimension  und Dimension(Urbildraum) = Dimension(Kern) + Dimension(Image)
  • Berechnung des Rangs einer Matrix
  • Zeilenrang = Spaltenrang
  • Beispiele

 Selbststudium: Siehe links

 Wo 14
  •  
  • Spezialanlass: Pfingstmontag
  •  
  • Selbststudium:
  • Zusammenhang Lösungsmenge von Gleichungssystemen: Homogene Lösungen, partikuläre Lösungen, inhomogene Lösungen
  • Ordnung = Rang + Dimension  und Dimension(Urbildraum) = Dimension(Kern) + Dimension(Image)
  • Berechnung des Rangs einer Matrix
  • Zeilenrang = Spaltenrang
  • Beispiele 

 Selbststudium: Siehe links

 Wo 15
  •  
  • Testvorbereitung: Aufgabenserie besprechen, Beispiele von ehemaligen Testaufgaben.
  •  
  • Selbststudium: Prüfungsvorbereitung
 

 Selbststudium: Siehe links

 Wo 16

 Hier sind wir angekommen 

  •      
  •  Test
  • Klärung der noch offenen Fragen
  •  
  •  Hier sind wir angekommen 
  •  
  • Selbststudium: 
    • Merke: Jetzt ist man auf sich selbst angewiesen. Man ist fortan sein eigener Planer. Wer nicht selbst plant, für den plant der Zufall, unerbittlich.
  •  
  •  Hier sollte man angekommen sein (mit dem eigenen Arbeits- und Repetitionsplan)   
  •  
  •  Hier sollte man angekommen sein mit der Neugier 
  •  
 

 Selbststudium: Siehe links

 S2 Woche  Hier sind wir angekommen  Grün = Vorjahr / Gelb = jetzt
 
  •  
  • Ausschreibung Nachprüfungen: Nach persönlicher Kontaktaufnahme mit dem Dozenten.
 

 

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Übungsliste 

Blöcke  Übung (Ort, Nummer, gegebenenfalls entsprechend für Lösung)  Bemerk.
 Wo 1  Vorgesehen:  
  • Selbststudium siehe links 
 Wo 2
  • Selbststudium siehe links 
 Wo 3
  • Selbststudium siehe links 
 Wo 4
  • Selbststudium siehe links
 Wo 5
  • Selbststudium siehe links
 Wo 6
  • Selbststudium siehe links
 Wo 7
  • Selbststudium siehe links
 Wo 8
  • Selbststudium siehe links
 Wo 9
  • Selbststudium: Matrizenrechnung: 
    • Matrizentypen
    • Zeilenrang und Spaltenrang
    • Ordnung, Dimension, 
    • Satz zu Ordnung, Rang und Dimension
    • Beispiele
    • Zeilenmatrix, Spaltenmatrix
    • Allgemeine Matrix und transponierte Matrix
    • Regeln zur Transponierten
    • Matrixaddition
    • Beispiele
    • Multiplikation einer Matrix mit einem Skalar
    • Beispiele
    • Regeln für die Matrixaddition und die Multiplikation mit einem Skalar
    • Beispiele
    • Matrixprodukt
    • Regeln zum Matrixprodukt
    • Schreiben eines Gleichungssystems mit Hilfe des Matrixprodukts
    • Gleichungssysteme und Matrixaddition
    • Gleichungssysteme und Multiplikation von Matrizen 
  • Selbststudium: Testvorbereitung ==> Studium des bisherigen Stoffs
  • Selbststudium nach eigenem Plan: http://rowicus.ch/Wir/Matlab_Octave/Matlab_Octave00.pdf 
  • Übungen (alter Test) 
  • Selbststudium siehe links
 Wo 10
  • Selbststudium siehe links
 Wo 11
 Wo 12
  • Selbststudium siehe links
 Wo 13  
 Wo 14
  • Selbststudium: Siehe links
 Wo 15
  • Selbststudium: Siehe links
 Wo 16
  • Selbststudium: Siehe links
Blöcke  Übung (Ort, Nummer, gegebenenfalls entsprechend für Lösung)  Bemerk.
 Wo 1
  •  
  • Selbststudium nach eigenem Plan: Kostenloses Hilfsprogramm: http://rowicus.ch/Wir/Matlab_Octave/Matlab_Octave00.pdf 
  •  
  • Übungen 
  • Neu erstellte LaTeX-Version:
  •  
  • (Passwortgeschützte ältere Serien:)
  • Selbststudium: 
  • Repetition:
    • Vektorprodukt, Idee
    • Gesetze
    • Spatprodukt
    • Gesetze
    • Determinanten
    • Sarrus
    • Anwendungen in der Geometrie: Gleichungen von Geraden, Ebenen usw.
    • Geometrische Interpretation von Gleichungssystemen
    • Lösungsverhalten
    • Determinanten
    • Cramersche Regeln
    • Tangente, Tangentialebene
    • Pol, Polare
    • Potenz, Potenzgerade, Potenzebene
    • Sehnensatz, Tangenten-Sekantensatz
    • Kegelgleichung
    • Zylindergleichung
    •  
  • Beispiele zu
    • Lage von Geraden und Ebenen, Beispiele
    • Umrechnungen zwischen Parametergleichung und Koordinatengleichungen 
    • Parametergleichung mit Normalenvektor durch Punkt 
    • Parametergleichung und Abstandsberechnungen 
    • Orthogonalzerlegung und Fußpunkt  
  • Beispiele (Kurzrepetition) zu
    • Flächeninhalt und Vektorprodukt
    • Gleichung der Ebene durch drei gegebene Punkte und Normalenvektor
    • Abstand eines Punktes zu einer Geraden (Hess'sche Normalform!)
    • Abstand eines Punktes zu einer Ebenen (Hess'sche Normalform!)
    • Ebene orthogonal zu zwei andern Ebenen und durch gegebenen Punkt
    • Volumen mit Spatprodukt
    • Beispiele
  • Problem der Aufteilung einer Kraft in 4 Kräfte mit gegebener Richtung, Denkanstoss: Löse das Problem erst einmal mit 3 Stützen und 3 Kräften. Dieses Problem ist eindeutig lösbar. Füge dann eine 4. Stütze lose hinzu, die spannbar ist, z.B. durch eine Spannschraube. Anfangs ist die Kraft in dieser neuen Stütze 0. Beginne dann zu spannen. Mit der Zunahme der Kraft in der neuen Stütze durch das Spannen werden die andern bisherigen Stützen entlastet. Diese Kraft nennen wir einmal für den Moment "Vorspannkraft". Diese Vorspannkraft ist nun so groß, wie man sie eben durch den Schraubenmechanismus vom Menschen einstellt wird. Das gestellte Problem lässt sich daher auf den Vorspanner und nicht auf die die Physik resp. die Mathematik (Vektorgeometrie) alleine abwälzen. Man hat also nicht ein Problem der Berechnung oder der Methodenfindung vor sich, sondern der Zuordnung zu einem System resp. zu einer Wissenschaft. Der Vorspanner gehört in diesem Fall auch zum mit Problem. Das Problem hier reduziert sich hiermit also auf das Erfassen des Systems. Frage: Wie ist es nun, wenn die 4 Stützen z.B. im voraus schon verschweißt sind, also nichts mehr gespannt werden kann? 
  • Zum Problem der Aufteilung einer Kraft in 4 Kräfte mit gegebener Richtung: Stichwort "Vorspannung".
  • Kurze Repetition Spatprodukt, Determinante und Volumen, Abstand
 Selbststudium: Siehe links
 Wo 2
  •  
  • Selbststudium nach eigenem Plan: http://rowicus.ch/Wir/Matlab_Octave/Matlab_Octave00.pdf 
  • Neu erstellte LaTeX-Version:
  • (Passwortgeschützte ältere Serien:)
  • Selbststudium:
  • Grundlagen
    • Determinanten
    • Cramersche Regeln
    • Tangente, Tangentialebene
    • Pol, Polare
    • Potenz, Potenzgerade, Potenzebene
    • Sehnensatz, Tangenten-Sekantensatz
    • Kegelgleichung
    • Zylindergleichung
  • Beispiele zu
    • Lage von Geraden und Ebenen, Beispiele
    • Umrechnungen zwischen Parametergleichung und Koordinatengleichungen 
    • Parametergleichung mit Normalenvektor durch Punkt 
    • Parametergleichung und Abstandsberechnungen 
    • Orthogonalzerlegung und Fußpunkt  
  • Beispiele (Kurzrepetition) zu
    • Flächeninhalt und Vektorprodukt
    • Gleichung der Ebene durch drei gegebene Punkte und Normalenvektor
    • Abstand eines Punktes zu einer Geraden (Hess'sche Normalform!)
    • Abstand eines Punktes zu einer Ebenen (Hess'sche Normalform!)
    • Ebene orthogonal zu zwei andern Ebenen und durch gegebenen Punkt
    • Volumen mit Spatprodukt
    • Beispiele
  • Problem der Aufteilung einer Kraft in 4 Kräfte mit gegebener Richtung, Denkanstoss: Löse das Problem erst einmal mit 3 Stützen und 3 Kräften. Dieses Problem ist eindeutig lösbar. Füge dann eine 4. Stütze lose hinzu, die spannbar ist, z.B. durch eine Spannschraube. Anfangs ist die Kraft in dieser neuen Stütze 0. Beginne dann zu spannen. Mit der Zunahme der Kraft in der neuen Stütze durch das Spannen werden die andern bisherigen Stützen entlastet. Diese Kraft nennen wir einmal für den Moment "Vorspannkraft". Diese Vorspannkraft ist nun so groß, wie man sie eben durch den Schraubenmechanismus vom Menschen einstellt wird. Das gestellte Problem lässt sich daher auf den Vorspanner und nicht auf die die Physik resp. die Mathematik (Vektorgeometrie) alleine abwälzen. Man hat also nicht ein Problem der Berechnung oder der Methodenfindung vor sich, sondern der Zuordnung zu einem System resp. zu einer Wissenschaft. Der Vorspanner gehört in diesem Fall auch zum mit Problem. Das Problem hier reduziert sich hiermit also auf das Erfassen des Systems. Frage: Wie ist es nun, wenn die 4 Stützen z.B. im voraus schon verschweißt sind, also nichts mehr gespannt werden kann? 
    • Zum Problem der Aufteilung einer Kraft in 4 Kräfte mit gegebener Richtung: Stichwort "Vorspannung".
  • Repetitionen und Aufarbeitung im Selbststudium:
    • Kurze Repetition Spatprodukt, Determinante und Volumen, Abstand
    • Kreis, Kugel, Tangente, (Tangentialebene)
    • Thaleskreis (Kugel) und Apolloniiuskreis (-Kugel)
    • Die Kegelschnitte
    • Kegelgleichung
    • Zylindergleichung
    • Proportionierung: Winkelhalbierende und Seitenverhältnisteilung im Dreieck
    • Die Winkel am Apolloniuskreis
 Selbststudium: Siehe links  
 Wo 3
  •  
  • Übungen  
  •  
  • Selbststudium:
  • Grundlagen (Kurzrepetition)
    • Tangente, Tangentialebene
    • Pol, Polare
    • Potenz, Potenzgerade, Potenzebene
    • Sehnensatz, Tangenten-Sekantensatz
    • Kegelgleichung
    • Zylindergleichung
  • Beispiele (Kurzrepetition) zu
    • Lage von Geraden und Ebenen, Beispiele
    • Umrechnungen zwischen Parametergleichung und Koordinatengleichungen 
    • Parametergleichung mit Normalenvektor durch Punkt 
    • Parametergleichung und Abstandsberechnungen 
    • Orthogonalzerlegung und Fußpunkt  
  • Beispiele (Kurzrepetition) zu
    • Gleichung der Ebene durch drei gegebene Punkte und Normalenvektor
    • Abstand eines Punktes zu einer Geraden (Hess'sche Normalform!)
    • Abstand eines Punktes zu einer Ebenen (Hess'sche Normalform!)
    • Ebene orthogonal zu zwei andern Ebenen und durch gegebenen Punkt
    • Volumen mit Spatprodukt
    • Beispiele
  • Repetitionen und Aufarbeitung im Selbststudium:
    • Kurze Repetition Spatprodukt, Determinante und Volumen, Abstand
    • Kreis, Kugel, Tangente, (Tangentialebene)
    • Thaleskreis (Kugel) und Apolloniiuskreis (-Kugel)
    • Die Kegelschnitte
    • Kegelgleichung
    • Zylindergleichung
    • Proportionierung: Winkelhalbierende und Seitenverhältnisteilung im Dreieck
    • Die Winkel am Apolloniuskreis
  • Repetitionen (Selbststudium):
    • Potenz, Potenzgerade, Potenzebene
    • Sehnensatz, Tangenten-Sekantensatz
    • Beispiele
    • Vektorkurven, Tangentialvektor, Normalenvektor 
  • Repetitionen (Selbststudium):
    • Matrizen
    • Anwendungen bei Gleichungssystemen und bei Abbildungen
    • Eigenschaften
    • Bedeutung der Spaltenvektoren bei der Abbildung
    • Abbildungseigenschaften einer Matrix
  • Repetitionen (Selbststudium):
    • Eigenwertprobleme: Eigenwerte und Eigenvektoren
    • Beispiele
    • Beispiel von Matrizen ohne reelle Eigenwerte
    • Eigenvektoren als Basis
    • Charakteristisches Polynom
    • Berechnungen
  • Demnächst behandelter Stoff:
    • Matrizen mit mehrfachen Eigenwerten oder weniger Eigenwerten als die Ordnung
    • Matrizen mit weniger Eigenvektoren als die Ordnung
    • Die Triviallösung 0
    • Das Problem bei nicht regulägen Matrizen
    • Beispiel, Berechnungen
    • Approximation von Eigenwerten: Bei der Berechnung der Eigenvektoren ist die Gleichung "Ordnung = Rang + Dimension" gestört.
    • Beispiel
  • Problem der Aufteilung einer Kraft in 4 Kräfte mit gegebener Richtung, Denkanstoss: Löse das Problem erst einmal mit 3 Stützen und 3 Kräften. Dieses Problem ist eindeutig lösbar. Füge dann eine 4. Stütze lose hinzu, die spannbar ist, z.B. durch eine Spannschraube. Anfangs ist die Kraft in dieser neuen Stütze 0. Beginne dann zu spannen. Mit der Zunahme der Kraft in der neuen Stütze durch das Spannen werden die andern bisherigen Stützen entlastet. Diese Kraft nennen wir einmal für den Moment "Vorspannkraft". Diese Vorspannkraft ist nun so groß, wie man sie eben durch den Schraubenmechanismus vom Menschen einstellt wird. Das gestellte Problem lässt sich daher auf den Vorspanner und nicht auf die die Physik resp. die Mathematik (Vektorgeometrie) alleine abwälzen. Man hat also nicht ein Problem der Berechnung oder der Methodenfindung vor sich, sondern der Zuordnung zu einem System resp. zu einer Wissenschaft. Der Vorspanner gehört in diesem Fall auch zum mit Problem. Das Problem hier reduziert sich hiermit also auf das Erfassen des Systems. Frage: Wie ist es nun, wenn die 4 Stützen z.B. im voraus schon verschweißt sind, also nichts mehr gespannt werden kann? 
    • Zum Problem der Aufteilung einer Kraft in 4 Kräfte mit gegebener Richtung: Stichwort "Vorspannung".
 Selbststudium: Siehe links
 Wo 4
  • Selbststudium siehe rechts
  • Übungen  
  •  
  • Selbststudium:
    • Repetition Einheitsmatrix
    • Repetition Inverse Matrix und Berechnung
    • Repetition Eigenwerte und Eigenvektoren
    • Charakteristisches Polynom
    • Berechnungen, Beispiele
    • Eigenraum: Darstellung eines Vektors in der Basis von Eigenvektoren und Abbildung dieses Vektors geometrisch
    • Beispiele und Sinn der Sache, Eigenwertprobleme woanders, Beispiele von Operatoren, Schwingungen...
    • Matrizen mit mehrfachen Eigenwerten oder weniger Eigenwerten als die Ordnung
    • Matrizen mit weniger Eigenvektoren als die Ordnung
    • Die Triviallösung 0
    • Das Problem bei nicht regulägen Matrizen
    • Beispiel, Berechnungen
    • Approximation von Eigenwerten: Bei der Berechnung der Eigenvektoren ist die Gleichung "Ordnung = Rang + Dimension" gestört.
    • Beispiel
    • Repetition Vektorgeometrie-Stoff aus Woche 3, speziell:
      • Tangente, Tangentialebene
      • Pol, Polare
      • Potenz, Potenzgerade, Potenzebene
      • Sehnensatz, Tangenten-Sekantensatz
      • Kegelgleichung
      • Zylindergleichung
 Selbststudium: Siehe links
 Wo 5
  •  
  • Übungen: Repetition (beachte Update: Zusatzaufgaben)
  • Übungen: Neu 
  • Selbststudium:
  • Repetition Eigenwerte und Eigenvektoren
  • Charakteristisches Polynom
  • Berechnungen, Beispiele, Beispiele mit verschiedenen Eigenwerten und Eigenvektoren
  • Beispiele mit verschiedenen Eigenwerten und Eigenvektoren
  • Eigenraum: Darstellung eines Vektors in der Basis von Eigenvektoren und Abbildung dieses Vektors geometrisch, Aufspannen des Eigenraumes mit Eigenvektoren
  • Zerlegung einer Matrix in Faktoren mit Eigenvektoren (resp. Inverse) und Eigenwerten (Diagonalmatrix)
  • Matrixkomposition
  • Beispiele und Sinn der Sache, Eigenwertprobleme woanders, Beispiele von Operatoren, Schwingungen...
  • Matrizen mit mehrfachen Eigenwerten oder weniger Eigenwerten als die Ordnung
  • Beispiel mit mehrfachen Eigenwerten: Möglichkeiten dazu für die Eigenvektoren
  • Matrizen mit weniger Eigenvektoren als die Ordnung
  • Die Triviallösung 0
  • Beispiel mit Eigenwert 0
  • Das Problem bei nicht regulären Matrizen
  • Beispiel, Berechnungen
  • Approximation von Eigenwerten: Bei der Berechnung der Eigenvektoren ist die Gleichung "Ordnung = Rang + Dimension" gestört.
  • Beispiele, Übungen
  • Repetition Vektorgeometrie-Stoff aus Woche 3, speziell:
    • Tangente, Tangentialebene
    • Pol, Polare
    • Potenz, Potenzgerade, Potenzebene
    • Sehnensatz, Tangenten-Sekantensatz
    • Kegelgleichung
    • Zylindergleichung

 Selbststudium: Siehe links

 Wo 6
  •  
  • Übungen:
  •  
  • Selbststudium:
  • Repetition Eigenwerte und Eigenvektoren
  • Charakteristisches Polynom
  • Berechnungen, Beispiele, Beispiele mit verschiedenen Eigenwerten und Eigenvektoren
  • Beispiele mit verschiedenen Eigenwerten und Eigenvektoren
  • Eigenraum: Darstellung eines Vektors in der Basis von Eigenvektoren und Abbildung dieses Vektors geometrisch, Aufspannen des Eigenraumes mit Eigenvektoren
  • Zerlegung einer Matrix in Faktoren mit Eigenvektoren (resp. Inverse) und Eigenwerten (Diagonalmatrix)
  • Matrixkomposition
  • Beispiele und Sinn der Sache, Eigenwertprobleme woanders, Beispiele von Operatoren, Schwingungen...
  • Konstruktion der Spiegelungmatrix an eine Gerade
  • Zusammensetzung der Ebenenspiegelung aus Translation, Spiegelung der Ebene an der Parallelebene durch den Ursprung, Rücktranslation
    • Beispiele
  • Matrizen mit mehrfachen Eigenwerten oder weniger Eigenwerten als die Ordnung
  • Beispiel mit mehrfachen Eigenwerten: Möglichkeiten dazu für die Eigenvektoren
  • Matrizen mit weniger Eigenvektoren als die Ordnung
  • Die Triviallösung 0
  • Beispiel mit Eigenwert 0
  • Das Problem bei nicht regulären Matrizen
  • Beispiel, Berechnungen
  • Approximation von Eigenwerten: Bei der Berechnung der Eigenvektoren ist die Gleichung "Ordnung = Rang + Dimension" gestört.
  • Beispiele, Übungen
  • Repetition Vektorgeometrie-Stoff aus Woche 3, speziell:
    • Tangente, Tangentialebene
    • Pol, Polare
    • Potenz, Potenzgerade, Potenzebene
    • Sehnensatz, Tangenten-Sekantensatz
    • Kegelgleichung
    • Zylindergleichung
 

 Selbststudium: Siehe links

 Wo 7
  •  
  • Übungen  
  •  
  • Selbststudium:
  • Repetition Eigenwerte und Eigenvektoren
  • Charakteristisches Polynom
  • Berechnungen, Beispiele, Beispiele mit verschiedenen Eigenwerten und Eigenvektoren
  • Beispiele mit verschiedenen Eigenwerten und Eigenvektoren
  • Eigenraum: Darstellung eines Vektors in der Basis von Eigenvektoren und Abbildung dieses Vektors geometrisch, Aufspannen des Eigenraumes mit Eigenvektoren
  • Zerlegung einer Matrix in Faktoren mit Eigenvektoren (resp. Inverse) und Eigenwerten (Diagonalmatrix)
  • Matrixkomposition
  • Beispiele und Sinn der Sache, Eigenwertprobleme woanders, Beispiele von Operatoren, Schwingungen...
  • Konstruktion der Spiegelungmatrix an eine Gerade
  • Zusammensetzung der Ebenenspiegelung aus Translation, Spiegelung der Ebene an der Parallelebene durch den Ursprung, Rücktranslation
    • Beispiele
  • Matrizen mit mehrfachen Eigenwerten oder weniger Eigenwerten als die Ordnung
  • Beispiel mit mehrfachen Eigenwerten: Möglichkeiten dazu für die Eigenvektoren
  • Matrizen mit weniger Eigenvektoren als die Ordnung
  • Die Triviallösung 0
  • Beispiel mit Eigenwert 0
  • Das Problem bei nicht regulären Matrizen
  • Beispiel, Berechnungen
  • Approximation von Eigenwerten: Bei der Berechnung der Eigenvektoren ist die Gleichung "Ordnung = Rang + Dimension" gestört.
  • Beispiele, Übungen
  • Repetition Vektorgeometrie-Stoff aus Woche 3, speziell:
    • Tangente, Tangentialebene
    • Pol, Polare
    • Potenz, Potenzgerade, Potenzebene
    • Sehnensatz, Tangenten-Sekantensatz
    • Kegelgleichung
    • Zylindergleichung
 Selbststudium: Siehe links
 Wo 8
  •  
  • Übungen  
  •  
  • Selbststudium:
  • Repetition einfache Abstandsberechnung: 
    • Abstand eines Punktes zu einer Gerade im Raum mit Hilfe der Normalenebene zur Geraden durch den Punkt.
    • Abstand eines Punktes zu einer Ebenen im Raum mit Hilfe der Normalengeraden zur Ebene (aus der Koordinatengleichung) durch den Punkt.
  • Herleitung der Matrixdekomposition (Diagonalisierung) im Falle von verschiedenen Eigenwerten ungleich 0.
  • Das Produkt der Eigenwerte als Determinante der Matrix.
  • Beispiele
  • Lineare Unabhängigkeit von Eigenvektoren zu verschiedenen Eigenwerten
 

 Selbststudium: Siehe links

 Wo 9
  • Testnachbereitung
  • Übungen   
  •  
  • Selbststudium:
  • Repetition Spezielles zu Eigenwerten und Eigenvektoren:
    • Quadratische Matrix nicht regulär genau dann wenn mindestens ein Eigenwert null genau dann wenn Konstante im charakteristischen Polynom null
    • Inverse Matrizen haben inverse Eigenwerte und gleiche Eigenvektoren wie die Matrix 
    • Transponierte Matrizen haben gleiche Eigenwerte wie die Matrix. Die Eigenvektoren berechnen sich jedoch kompliziert (Matrix der Eigenvektoren invertieren und transponieren).
    • Diagonalmatrizen haben die Diagonalelemente als Eigenwerte und die Basiseinheitsvektoren des ONS als Eigenvektoren.
    • Beispiele

 Selbststudium: Siehe links

 Wo 10
  • Testverbesserung
  • Übungen   
  •  
  • Selbststudium:
  • Repetition Spezielles zu Eigenwerten und Eigenvektoren:
    • Quadratische Matrix nicht regulär genau dann wenn mindestens ein Eigenwert null genau dann wenn Konstante im charakteristischen Polynom null
    • Inverse Matrizen haben inverse Eigenwerte und gleiche Eigenvektoren wie die Matrix 
    • Transponierte Matrizen haben gleiche Eigenwerte wie die Matrix. Die Eigenvektoren berechnen sich jedoch kompliziert (Matrix der Eigenvektoren invertieren und transponieren).
    • Diagonalmatrizen haben die Diagonalelemente als Eigenwerte und die Basiseinheitsvektoren des ONS als Eigenvektoren.
    • Beispiele
  • Ähnliche Matrizen (gleiche Eigenwerte, nicht notwendigerweise gleiche Eigenvektoren)
  • Begriffe Spur und Determinante als Koeffizienten im charakteristischen Polynom
  • Ähnliche Matrizen
  • Begriffe Spur und Determinante als Koeffizienten im charakteristischen Polynom
  • Beispiele, Matrixkomposition
  • Ausarbeitung: Zusammenhang Gausalgorithmus - Rangsatz
  • Was ist Rang, Ordnung, Dimension...

 Selbststudium: Siehe links

 Wo 11

 Selbststudium: Siehe links

 Wo 12
  •  
  • Übungen   
  •  
  • Stichworte zur Testvorbereitung:
    • Überbestimmtes Gleichungssystem, eigene Idee für eine Annäherung?
    • Ordnung, Rang und Dimension bei einem unterbestimmten Gleichungssystem?
    • Drehung um eine Achse im Raum, Matrix?
    • Konstruktion von Matrizen bei bekannten Eigenwerten und Eigenvektoren
    • Begriffe der linearen Algebra
  •  
  • Selbststudium:
  • Ähnliche Matrizen (gleiche Eigenwerte, nicht notwendigerweise gleiche Eigenvektoren)
  • Begriffe Spur und Determinante als Koeffizienten im charakteristischen Polynom
  • Ähnliche Matrizen
  • Begriffe Spur und Determinante als Koeffizienten im charakteristischen Polynom
  • Das Problem der überbestimmten Gleichungssysteme: Optimale Lösungen, minimale Fehlerquadratsumme
  • Die Begriffe Urbildraum, Kern und Image
  • Urbildraum, Kern und Image als Vektrorräume
  • Zusammenhang Lösungsmenge von Gleichungssystemen: Homogene Lösungen, partikuläre Lösungen, inhomogene Lösungen
  • Ordnung = Rang + Dimension  und Dimension(Urbildraum) = Dimension(Kern) + Dimension(Image)
  • Berechnung des Rangs einer Matrix
  • Zeilenrang = Spaltenrang
  • Beispiele

 Selbststudium: Siehe links

 Testvorbereitung siehe links

 Wo 13  

 Selbststudium: Siehe links

 Wo 14  

 Selbststudium: Siehe links

 Wo 15  

 Selbststudium: Siehe links

 Wo 16

 Hier sind wir angekommen 

 

 Selbststudium: Siehe links

 S2 Woche  Hier sind wir angekommen  Grün = Vorjahr / Gelb = jetzt
 
  •  
  • Ausschreibung Nachprüfungen: Nach persönlicher Kontaktaufnahme mit dem Dozenten.
 

Top

 


Stoffplan/ Input bisher (M1p+E1p 2007/2008)

Realität 2007 / 2008

Übungen 2007 / 2008

a) Möglicher Plan oder Hypothese:  

Sprung zum Semester 2

S1 Woche  Stoffinhalt (grob)  Bemerk.
Wo 1
  • Einführung, Organisation, Anleitung zur Arbeit 
  • Vektoren, Skalare, Zahlen im Computer, MATLAB 
Siehe zum Vergleich auch  Inhaltsverzeichnis B.M.-Skript
Wo 2
  • MATLAB, Vektoren in der Ebene, im Raum, Rechenregeln für Vektoren, andere Darstellungen
 
Wo 3
  • Vektoren: Technik, MATLAB, Wertetabellen v. Fkt., Skalarprodukt, Anwendungen, Winkel u. Vektoren
 
Wo 4
  •  Orthogonalität, Projektionen v. Vektoren, Arbeit, Vektorprodukt und seine Anwendungen, Rechenregeln, Bemerkung, Drehmoment, Volumenmessung, Abstand Punkt-Gerade, Aufgaben
 
Wo 5
  • Aufgaben, Resultate, ev. Test
 
Wo 6
  • ev. Test
 
Wo 7
  • Lin. Gl'syst, Matrizen, Beispiele, spezielle Matrizen, gaussscher Algorithmus, Rückwärtseinsetzen-Algorithmus, Rechenaufwand 
 
Wo 8
  • Kriterien z. Lösbarkeit v. LGS mit m Gleichungen und n Unbekannten, Rechnen m. Matrizen, Addition, Multiplikation Matrix mit Skalar, Matrix-Multiplikation
 
Wo 9
  • Warum so komplizierte Mult.? LU-Faktorisierung, quadr. Matrizen u. Determinanten, Fall n = 2, n>2
 
Wo 10
  • Jacobi Verfahren, iteratives Verfahren: A-' ungef., wann konv. Jacobi-Verf.? Rechenaufwand, Zusammenfsg. Theorie zu LGS in Flow-Chart, Aufgaben
 
Wo 11
  •  Aufgaben, Resultate, ev. Test
 
Wo 12
  •   ev. Test
 
Wo 13
  •  Komplexe Zahlen u. harmon. Schwing., harmon. Schwing. u. Überlagerungen, Federpendel, erzeug. in Elektrotechnik u. Mathem. harmon. Schwing., Überlagerung v. Schwingungen
 
Wo 14
  • Komplexe Zahlen, rechnen, geometrische Bedeutung Addition u. Multiplikation, Anwendungen, Ortskurven und komplexe Funktionen  
 
Wo15
  • Aufgaben, Resultate
 
Wo16
  • Aufgaben, Resultate, Test 
 
S2 Woche  Stoffinhalt (grob)  Bemerk.
Wo 1
  • Repetition, Ausbau, Aufbau: Vektorrechnung, Anwendungen in der Geometrie
 
Wo 2
  • Repetition, Ausbau, Aufbau: Vektorrechnung, Anwendungen in der Geometrie
 
Wo 3
  • Repetition, Ausbau, Aufbau: Vektorrechnung, Anwendungen in der Geometrie
 
Wo 5
  • Repetition, Ausbau, Aufbau: Matrizen, Determinanten, Gleichungssysteme
 
Wo 6
  • Repetition, Ausbau, Aufbau: Matrizen, Determinanten, Gleichungssysteme
 
Wo 7
  • Repetition, Ausbau, Aufbau: Lineare Abbildungen
 
Wo 8
  • Repetition, Ausbau, Aufbau: Lineare Abbildungen
 
Wo 9
  • Repetition, Ausbau, Aufbau: Lineare Abbildungen
 
Wo 10
  • Repetition, Ausbau, Aufbau: Lineare Abbildungen
 
Wo 11
  • Repetition, Ausbau, Aufbau: Lineare Abbildungen, Geometrie
 
Wo 12
  • Repetition, Ausbau, Aufbau: Lineare Abbildungen, Eigenwertprobleme
 
Wo 13
  • Übungen
 
Wo 14
  • Test
 
Wo 15
  • Reserve
 
Wo 16
  • Reserve
 
     

Top

b) Realität 2007 / 2008:

 

Sprung zum Semester 2

S1 Woche  Stoffinhalt (grob)  Bemerk.
 Wo 1
  • Einführung
    • Vorstellung
    • Learningmanagement
    • Koordinaten
    • Lerntechnik: Vergessenskurve, Lernplateau, 
    • Lernen = erarbeiten * verstehen * behalten * anwenden.  Faktor =0 ==> Produkt = 0.
  • Wozu Mathematik?
  • Zahlen, geometrische Gebilde, u.s.w.: keine "materiellen Realitäten".
  • Modell (in der Sprache der Mathematik) - Realität ==> Naturwissenschaft - Mathematik
  • Übungen: Skalare, Vektor und andere Begriffen nach Übungsblatt
  • Praktische Einführung in MATLAB
 
 Wo 2
  • Skalare,
  • Vektoren
    • Geometrische Definition, Repräsentant, Pfeilklasse, Länge, Betrag, Norm in Koordinatensystem
    • Addition
    • Multiplikation
    • Gesetze
    • Allgemeiner Vektorbegriff
    • Lineare Abhängigkeit: Kollinear, komplanar, linear abhängig, linear unabhängig, Linearkombination
    • Erzeugendensystem, Basis, Dimension eines Vektorraums (Anzahl Basisvektoren)
    • Eigenschaften einer Basis
  • Weiter mit MATLAB (siehe Übungen)
 
 Wo 3
  • Weiter mit Vektoren
    • Koordinatensystem, Vektoren in Koordinatensystemen, Spaltenvektoren, Transponierte
    • Gleichheit von Vektoren
    • Einheitsvektoren
    • In Polarkoordinaten
    • Rechengesetze in Koordinatensystemen
    • Basiswechsel, Länge
    • Beispiele
  • Skalarprodukt
    • Motivation: Arbeit
    • Definition
    • Gesetze ==> Selbststudium: Skalarprodukt, Gesetze und Anwendungen
  • Selbststudium: Siehe links
 Wo 4
  • Skalarprodukt
    • Gesetze, Regeln
    • Anwendungen: Z.B. Test auf Rechtwinkligkeit, Cosinussatz, Richtungscosinus(e), Drehung eines Vektors
    • Anwendungen auf lineare Gebilde
  • Geraden- und Ebenengleichungen
    • Parametergleichungen
    • Koordinatengleichungen (Spezialfall: Funktionsgleichung der Geraden)
    • Umwandlungen ineinander
    • Koordinatengleichung und Normalenvektor
    • Koordinatengleichung und Distanz vom Ursprung
    • Winkel zwischen Geraden oder Ebenen (Winkel zwischen Normalenvektoren)
    • Hess'sche Normalform
    • Abstand eines Punktes von einer Geraden oder Ebenen
  • Selbststudium: Nicht besprochene Anwendungen nach Skript
  • Selbststudium: Siehe links
 Wo 5
  • Flächenprodukt
    • Motivation, Definition
    • Regeln
    • Anwendungen, z.B. Cramersche Regeln (Determinantenmethode)
  • Vektorprodukt 
    • Motivation, Definition
    • Regeln
    • Anwendungen, z.B. Berechnung der Koordinatengleichung (3D) aus einem Stützpunkt und zwei Richtungsvektoren
  • Selbststudium: Nicht besprochene Anwendungen nach Skript sowie Ausblick (Spatprodukt, Anwendungen und weitere Produkte).
 
  • Selbststudium: Siehe links
 Wo 6
  • Spatprodukt
    • Motivation, Definition
    • Eigenschaften, Regeln, Sarrus
    • Anwendungen, z.B. Cramersche Regeln (Determinantenmethode)
    • Anwendung auf Abstandsberechnungen (Abstand Punkt von Ebene...)  
    • Beispiele, Übungen
  • Weitere Produkte: Grassmannprodukt, Viererprodukte
  • Kreis- und Kugelgleichungen
  • Gleichungen der Tangente oder der Tangentialebene
    • Beispiele, Übungen
  • Selbststudium: Nicht besprochene Anwendungen nach Skript sowie Ausblick (Apolloniuskreis, Kegelschnitte, Potenz, Potenzgerade,  Polare, Anwendungen, z.B. Sehnensatz, Sekanten-Tangentensatz, Kegel, Zylinder u.s.w.).
  • Selbststudium: Siehe links
 Wo 7
  • Lineare Gleichungssysteme und Matrizen
    • Schreiben einer linearen Gleichung mit Hilfe des Skalarprodukts
    • Homogene und inhomogene Gleichung
    • Homogene Erweiterung durch Erhöhung der Dimension
    • System von linearen Gleichungen: Systemlösung = Schnittmenge der Lösungen der Einzelgleichungen
    • Elementarsubstitutionen: Lösung des Systems bleibt erhalten (Abtausch von Gleichungen, Multiplikation mit Skalar, Ersatz einer Gleichung durch die Summe mit einer anderen...)
    • Verhältnis von homogenen und inhomogenen Lösungen: Homogene Lösungen bilden einen Vektorraum. Nur Basislösungen suchen. Inhomogene Lösungsmenge = homogene Lösungsmenge + partikuläre inhomogene Lösung ==> lineare Mannigfaltigkeit
    • Übungen
  • Selbststudium: Siehe links
 Wo 8
  • Lineare Gleichungssysteme
    • Matrizen, Matrixschreibweise
    • Matrizentypen
    • Gauss-Jordan-Algorithmus 
    • Beispiele
    • Ungelöste Probleme: Besprechen von Lösungen
    • Beispiele zum Gauss-Algorithmus:
      • Keine Lösung
      • Genau eine Lösung
      • Unendlich viele Lösungen (geometrische Struktur)
      • Rang der Matrix
    • Zeilenrang und Spaltenrang
    • Ordnung, Dimension, 
    • Satz zu Ordnung, Rang und Dimension
    • Beispiele
    • Zeilenmatrix, Spaltenmatrix
    • Allgemeine Matrix und transponierte Matrix
    • Regeln zur Transponierten
    • Matrixaddition
    • Beispiele
    • Multiplikation einer Matrix mit einem Skalar
    • Beispiele
    • Regeln für die Matrixaddition und die Multiplikation mit einem Skalar
    • Beispiele
    • Matrixprodukt
    • Regeln zum Matrixprodukt
    • Schreiben eines Gleichungssystems mit Hilfe des Matrixprodukts
    • Gleichungssysteme und Matrixaddition
    • Gleichungssysteme und Multiplikation von Matrizen 
 
 Wo 9
  • Beispiele, Übungen 
  • Test
 
 Wo 10
  • Gauss'scher Algorithmus und Rückwärtseinsetzen-Algorithmus:  Rechenaufwand 
  • Ueb. Vektorprodukt- Formel via elementare Aufgliederung.
  • Matrixmultiplikation
  • LU-Faktorisierung (LR-Zerlegung, Dreieckszerlegung), quadr. Matrizen u. Determinanten, Fall n = 2, n>2
  • Sonderprogramm
 Wo 11
  • Rückgabe Test
  • Repetition.: Matrixmultiplikation, Gesetze, rechnen mit Matrizen (Addition, Multiplikation, Streckung mit Skalar), Beziehung Matrix - Gleichungssystem
  • Repetition: Allgemeine Determinantendefinition und Regeln 
  • Allgemeiner Entwicklungssatz für Determinanten
  • Selbststudium: Stoff unter diesen Links (pdf)      (txt)    

                            (pdf)      (txt)    

 Wo 12
  • Nachholtest
  • Rep. Determinantenberechnung: Entwicklungssatz
  • Anwendung Entwicklungssatz
    • Determinante der Transponierten von A = Determinante von A
    • Determinante Einer Dreiecksmatrix = Produkt der Diagonalelemente
      • Beispiel
    • Determinantenberechnung durch Transformation auf Dreiecksmatrix (Anwendung der Regeln)
      • Beispiel
    • Determinantenberechnung mittels Unterdeterminanten
      • Beispiel
  • Eine Matrix stiftet eine lineare Abbildung
  • (A.B).C=A.(B.C)
  • Berechnung der Inversen mittels Gauss-Jordan (simultane Lösung von Gleichungssystemen)
  • Determinantenmultiplikationssatz, Berechnung der Determinanten der Inversen
  • Selbststudium: Jacobi Verfahren, iteratives Verfahren: A-' ungef., wann konv. Jacobi-Verf.?, Rechenaufwand
  • Selbststudium: Jacobi Verfahren, iteratives Verfahren: A-' ungef., wann konv. Jacobi-Verf., Rechenaufwand, 
 Wo 13
  • Jacobi Verfahren (iteratives Verfahren) zum Lösen von Gleichungen und der Berechnung der Inversen
  • Übungen, Aufgaben im Labor
  • Addition von Schwingungen
  • Komplexe Zahlen und zweidimensionale Vektoren 
  • Grund der Verwendung solcher Zahlen 
  • Addition in den komplexen Zahlen, Multiplikation mit einem Skalar

                            (pdf)      (txt)    

 Wo 14
  • Repetition bisheriger Stoff zu den komplexen Zahlen
  • Eine bisher nicht eingeführte Rechnungsart: Multiplikation von komplexen Zahlen
  • Die Bedeutung der imaginären Einheit i bei der Multiplikation, Schreibeweisen von i
  • Gesetze der Multiplikation
  • Konjugiert komplexe Zahl und Division, Divisionsformel
  • Die Bezeichnung z = Radius cis(Winkel): Polarkoordinaten
  • Multiplikation mit der cis-Bezeichnung, Additionstheoreme
  • Die geometrische Bedeutung der Multiplikation: Drehstreckung und Konsequenzen
  • Konsequenzen für die Potenzierung von komplexen Zahlen
  • Beispiele (z.B. zn = cis(pi/4)n ==> Achteck)
  • Konsequenzen für das Assoziativgesetz der Multiplikation
  • Konsequenzen für die Inverse einer Zahl bei der Multiplikation
  • Lage der Inversen
  • Additive und multiplikative Gruppen bezüglich C
  • Selbststudium: Repetition des bisherigen Stoffes im Hinblick auf die Modulprüfung
 Wo 15
  • Wurzelziehen in C
  • n-te Einheitswurzeln
  • n-te Wurzeln aus beliebigen komplexen Zahlen 
  • Das Problem der Eindeutigkeit der n-ten Wurzel
  • Drehungen von Figuren mittels komplexer Zahlen
  • Formeln von Moivre und Darstellungen wie  (cos(w))n (Fourier)
  • Hauptsatz der Algebra
  • Das Problem der Berechnung der Nullstellen (mittels Radikalen allgemein nur bis und mit Polynome 4. Grades)
  • Zerlegung eines Polynoms in Linearfaktoren
  • Partialbruchzerlegung 
    • Das Problem 
    • Ausdividieren 
    • Reelle Polynome und Faktorisierbarkeit im Komplexen: Paare konjugiert komplexer Nullstellen oder quadratische reelle Faktoren
    • Mehrfache Nullstellen und Potenzen von Faktoren 
    • Beispiele und Anwendungen
  • Ausblicke
  • Beispiele
 
 Wo 16
  • Partialbruchzerlegung 
    • Reelle Polynome und Faktorisierbarkeit im Komplexen: Paare konjugiert komplexer Nullstellen oder quadratische reelle Faktoren
    • Mehrfache Nullstellen und Potenzen von Faktoren 
    • Beispiele und Anwendungen
  • Reserve, Repetition, Ausblick: Alte Prüfungsserien lösen: Vorbereitung auf die Modulprüfung
 
S2 Woche  Stoffinhalt (grob)  Bemerk.
 Wo 1
  •   
  • Beispiele zu
    • Semestereinführung, Repetition
    • Lage von Geraden und Ebenen, Beispiele
 
 Wo 2
  • Beispiele zu
    • Umrechnungen zwischen Parametergleichung und Koordinatengleichungen 
    • Parametergleichung mit Normalenvektor durch Punkt 
    • Parametergleichung und Abstandsberechnungen 
    • Orthogonalzerlegung und Fußpunkt  
 
 Wo 3
  • Beispiele (Kurzrepetition) zu
    • Flächeninhalt und Vektorprodukt
    • Gleichung der Ebene durch drei gegebene Punkte und Normalenvektor
    • Abstand eines Punktes zu einer Geraden (Hess'sche Normalform!)
    • Abstand eines Punktes zu einer Ebenen (Hess'sche Normalform!)
    • Ebene orthogonal zu zwei andern Ebenen und durch gegebenen Punkt
    • Volumen mit Spatprodukt
    • Beispiele
  • Problem der Aufteilung einer Kraft in 4 Kräfte mit gegebener Richtung, Denkanstoss: Löse das Problem erst einmal mit 3 Stützen und 3 Kräften. Dieses Problem ist eindeutig lösbar. Füge dann eine 4. Stütze lose hinzu, die spannbar ist, z.B. durch eine Spannschraube. Anfangs ist die Kraft in dieser neuen Stütze 0. Beginne dann zu spannen. Mit der Zunahme der Kraft in der neuen Stütze durch das Spannen werden die andern bisherigen Stützen entlastet. Diese Kraft nennen wir einmal für den Moment "Vorspannkraft". Diese Vorspannkraft ist nun so groß, wie man sie eben durch den Schraubenmechanismus vom Menschen einstellt wird. Das gestellte Problem lässt sich daher auf den Vorspanner und nicht auf die die Physik resp. die Mathematik (Vektorgeometrie) alleine abwälzen. Man hat also nicht ein Problem der Berechnung oder der Methodenfindung vor sich, sondern der Zuordnung zu einem System resp. zu einer Wissenschaft. Der Vorspanner gehört in diesem Fall auch zum mit Problem. Das Problem hier reduziert sich hiermit also auf das Erfassen des Systems. Frage: Wie ist es nun, wenn die 4 Stützen z.B. im voraus schon verschweißt sind, also nichts mehr gespannt werden kann? 
  • Zum Problem der Aufteilung einer Kraft in 4 Kräfte mit gegebener Richtung: Stichwort "Vorspannung".
 
 Wo 4
  • Kurze Rep.Spatprodukt, Determinante und Volumen, Abstand
  • Kreis, Kugel, Tangente, (Tangentialebene)
  • Thaleskreis (Kugel) und Apolloniiuskreis (-Kugel)
  • Die Kegelschnitte
  • Kegelgleichung
  • Zylindergleichung
 Selbststudium:
  • Tangente, Tangentialebene
  • Pol, Polare
  • Potenz, Potenzgerade, Potenzebene
  • Sehnensatz, Tangenten-Sekantensatz
  • Kegelgleichung
  • Zylindergleichung
 Wo 5
  • Rep. Kreis, Kugel
  • Proportionierung: Winkelhalbierende und Seitenverhältnisteilung im Dreieck
  • Die Winkel am Apolloniuskreis
  • Tangente, Tangentialebene
  • Kegelgleichung
  • Zylindergleichung
Selbststudium:
  • Potenz, Potenzgerade, Potenzebene
  • Sehnensatz, Tangenten-Sekantensatz 
 Wo 6
  • Potenz, Potenzgerade, Potenzebene
  • Sehnensatz, Tangenten-Sekantensatz 
  • Vektorkurven, Tangentialvektor, Normalenvektor
  • Repetition Abbildungseigenschaften einer Matrix
  • Eigenwerte und Eigenvektoren: Beispiel
 
 Wo 7
  • Repetition Eigenwerte und Eigenvektoren: 
    • Charakteristisches Polynom
    • Matrizen mit mehrfachen Eigenwerten oder weniger Eigenwerten als die Ordnung
    • Matrizen mit weniger Eigenvektoren als die Ordnung
    • Die Triviallösung 0
    • Das Problem bei nicht regulägen Matrizen
    • Beispiel, Berechnungen
    • Approximation von Eigenwerten: Bei der Berechnung der Eigenvektoren ist die Gleichung "Ordnung = Rang + Dimension" gestört.
    • Beispiel
 
 Wo 8
  • Repetition Vektorgeometrie und Prüfungsstoff 
    • Abbildung mit Matrizen
    • Apollonius
    • Kreis, Kugel, Tangente
    • Pol, Polare, Potenz, Potenzgerade
    • Beispiele
  • Berechnung von Eigenwerten, Eigenvektoren: Beispiel
  • Beziehungen zwischen Abbildung und Eigenwerten/Eigenvektoren
  • Ein Beispiel mit A = B D B-1 - dabei besteht B aus den Eigenvektoren und D ist die Diagonalmatrix mit den Eigenwerten von A 
 
 Wo 9
  • Test (Link siehe Übungen)
 
 Wo 10
  • Spezialwoche
 
 Wo 11
  • Test retour
  • Repetition von und weiter mit Eigenwertproblemen:
    • Rep. Eigenwerte und Eigenvektoren
    • Berechnung, charakteristisches Polynom, maximale Anzahl
    • Lineare Unabhängigkeit von Eigenvektoren zu verschiedenen Eigenwerten
    • Eigenwerte, Eigenvektoren zur inversen Matrix
    • Eigenwerte, Eigenvektoren zur transponierten Matrix
    • Diagonalisierung einer Matrix mit n verschiedenen Eigenwerten
 
 Wo 12
  • Repetition Diagonalisierung einer Matrix A mit n verschiedenen Eigenwerten
  • Vergleich der Eigenwerte und Eigenvektoren von A mit denjenigen der zugehörigen Diagonalmatrix D
  • Berechnung der Eigenvektoren von D
  • Vergleich der Determinante von A mit derjenigen von D
  • Konstruktion einer Matrix mit gegebenen Eigenvektoren und Eigenwerten
  • Beispiel einer Konstruktion mit Abbildung einer Kurve (Kreis in eine bestimmte gegebene Richtung zu einer Ellipse deformiert mit gegebenem Achsenverhältnis...)
 
 Wo 13
  • Spur, Determinante und charakteristisches Polynom
  • Gleichheit der charakteristischen Polynome bei A und D, Ähnlichkeit von Matrizen (gleiche Eigenwerte res. charakteristische Polynome)
  • Kollineation: Geometrische Abbildung einer Figur mit Fixgerade, Konstruktion der Matrix mit Hilfe von Eigenwerten und Eigenvektoren.
  • Beispiele
 
 Wo 14
  • Neue Teile, andere Teile sind nur Repetition:
    • Repetition Drehmatrix für Drehung in der Ebene
    • Repetition Spiegelungsmatrix für Punktspiegelung
    • Repetition Spiegelungsmatrix für Spiegelung an einer Geraden in der Ebene
    • Aufbau der Spiegelungsmatrix für Spiegelung an einer Geraden in der Ebene mit Hilofe von Eigenvektoren und Eigenwerten
    • Projektionsmatrix für Projektion im Raum auf eine Ebene mit gegebener Projektionsrichtung
    • Drehmatrix für Drehung um eine Achse im Raum
 
 Wo 15
  • Test
 
 Wo 16
  • Testrückgabe, Nachbearbeitung, Abschluss, Erledigung von ausstehenden Arbeiten u.s.w.
 
 Resultat  

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c) Übungsliste (2007/2008)

 

Sprung zum Semester 2

Blöcke  Übung (Ort, Nummer, gegebenenfalls entsprechend für Lösung)  Bemerk.
 Wo 1    Selbststudium siehe links 
 Wo 2  Selbststudium siehe links 
 Wo 3  Selbststudium siehe links 
 Wo 4  Selbststudium siehe links 
 Wo 5  Selbststudium siehe links 
 Wo 6  Selbststudium siehe links 
 Wo 7  Selbststudium siehe links 
 Wo 8  Selbststudium siehe links 
 Wo 9  Selbststudium siehe links 
 Wo 10  Selbststudium siehe links 
 Wo 11  Selbststudium: Stoff unter diesen Links     (pdf)      (txt)    
 Wo 12  Selbststudium: Siehe links
 Wo 13  Selbststudium: Siehe links
 Wo 14  Selbststudium: Siehe links
 Wo 15  Selbststudium: Siehe links
 Wo 16  Selbststudium: Siehe links
Blöcke  Übung (Ort, Nummer, gegebenenfalls entsprechend für Lösung)  Bemerk.
 Wo 1  
 Wo 2  
 Wo 3  
 Wo 4 Selbststudium:
  • Tangente, Tangentialebene
  • Pol, Polare
  • Potenz, Potenzgerade, Potenzebene
  • Sehnensatz, Tangenten-Sekantensatz Kegelgleichung
  • Zylindergleichung
 Wo 5 Selbststudium:
  • Potenz, Potenzgerade, Potenzebene
  • Sehnensatz, Tangenten-Sekantensatz 
 Wo 6  
 Wo 7  
 Wo 8  
 Wo 9  
 Wo 10  
 Wo 11  
 Wo 12  
 Wo 13  
 Wo 14  
 Wo 15  
 Wo 16  (Achtung: Link kann hier etwas dauern)
 Resultat  

 

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HTI I Maschinentechnik /  Gruppe M11 (Teilzeit) /  2011 HS /  Total ...Studierende /  Stand: ....2011 /  * Klassenchef

  Anrede

Name

Vorname

   

 

 

 

   

 

 

 

   

HTI I Elektro- und Kommunikationstechnik /  Gruppe E11 (Teilzeit) /  2011 HS /  Total ...Studierende /  Stand: ...2011 /  * Klassenchef

  Anrede

Name

Vorname

   

 

 

 

   

 

 

 

   

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