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:
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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!
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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
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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
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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
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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)
|
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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.
- Determinante Einer Dreiecksmatrix = Produkt der
Diagonalelemente
- Determinantenberechnung durch Transformation auf
Dreiecksmatrix (Anwendung der Regeln)
- Determinantenberechnung mittels Unterdeterminanten
- 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
|
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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
- 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
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Selbststudium:
Siehe links
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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
- 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
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Selbststudium:
Siehe links
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Wo 8
|
-
- Repetition
- Eigenwerte, Eigenvektoren
- Berechnung
- Beispiele
- Anwendungen (Ausblick)
- Herleitung Drehmatrix
- Eigenwerte, Eigenvektoren der inversen Matrix
- Fall von lauter verschiedenen Eigenwerten: Eigenvektoren bilden
eine Basis
-
- 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
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Selbststudium:
Siehe links
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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
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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
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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.
|
|
Blöcke |
Übung (Ort, Nummer, gegebenenfalls entsprechend für
Lösung) |
Bemerk. |
Wo 1 |
Vorgesehen:
- Downloads:
- Studium, Literatur:
- Übungen
|
- Selbststudium siehe links
|
Wo 2 |
|
- Selbststudium siehe links
|
Wo 3 |
|
- Selbststudium siehe links
|
Wo 4 |
- Selbststudium nach eigenem Plan: http://rowicus.ch/Wir/Matlab_Octave/Matlab_Octave00.pdf
- Übungen
- Selbststudium: Nicht besprochene Anwendungen nach Skript
- Selbststudium: Sätze der Geometrie, Skalarprodukt
- Motivation: Arbeit
- Sätze der Geometrie
- Definition
- Gesetze ==> Skalarprodukt, Gesetze
und Anwendungen
|
- Selbststudium siehe links
|
Wo 5 |
- Selbststudium nach eigenem Plan: http://rowicus.ch/Wir/Matlab_Octave/Matlab_Octave00.pdf
- Übungen
- Selbststudium: Nicht besprochene Anwendungen nach Skript
sowie Ausblick (Spatprodukt, Anwendungen und weitere Produkte)
- 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
|
- Selbststudium siehe links
|
Wo 6 |
- Selbststudium nach eigenem Plan: http://rowicus.ch/Wir/Matlab_Octave/Matlab_Octave00.pdf
- Übungen
- 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: 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 |
- Selbststudium: Nicht besprochene Anwendungen nach Skript
- 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 nach eigenem Plan: http://rowicus.ch/Wir/Matlab_Octave/Matlab_Octave00.pdf
- Übungen
|
- Selbststudium siehe links
|
Wo 8 |
- Selbststudium: Elementarsubstitutionen: Lösung des Systems bleibt erhalten
(Abtausch von Gleichungen, Multiplikation mit Skalar, Ersatz
einer Gleichung durch die Summe mit einer anderen...)
- Testvorbereitung: Studium des bisherigen Stoffs
- Selbststudium nach eigenem Plan: http://rowicus.ch/Wir/Matlab_Octave/Matlab_Octave00.pdf
- Übungen (alter Test)
|
- Selbststudium siehe links
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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)
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- Selbststudium siehe links
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Wo 10 |
|
- Selbststudium siehe links
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Wo 11 |
|
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Wo 12 |
- 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 nach eigenem Plan: http://rowicus.ch/Wir/Matlab_Octave/Matlab_Octave00.pdf
- Übungen
|
- Selbststudium siehe links
|
Wo 13 |
- Selbststudium:
- Addition von Schwingungen
- Komplexe Zahlen und zweidimensionale Vektoren
- Grund der Verwendung solcher Zahlen
- Addition in den komplexen Zahlen, Multiplikation mit einem Skalar
- Selbststudium nach eigenem Plan: http://rowicus.ch/Wir/Matlab_Octave/Matlab_Octave00.pdf
- Übungen
|
|
Wo 14 |
- Selbststudium:
- Addition von Schwingungen
- Komplexe Zahlen und zweidimensionale Vektoren
- Grund der Verwendung solcher Zahlen
- Addition in den komplexen Zahlen, Multiplikation mit einem Skalar
- Selbststudium nach eigenem Plan: http://rowicus.ch/Wir/Matlab_Octave/Matlab_Octave00.pdf
- Übungen
|
- Selbststudium: Siehe links
|
Wo 15 |
- 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
- Selbststudium nach eigenem Plan: http://rowicus.ch/Wir/Matlab_Octave/Matlab_Octave00.pdf
- Übungen
|
- 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".
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Selbststudium: Siehe links
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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
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Selbststudium: Siehe links
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Wo 5
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-
- 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
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Selbststudium: Siehe links
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Wo 6
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-
- 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
- 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
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Selbststudium: Siehe links
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Wo 7
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-
- 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
- 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
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Wo 8
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-
- 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
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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
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Wo 11
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-
- Übungen
- 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
- Begriffe Spur und Determinante als Koeffizienten im
charakteristischen Polynom
|
Selbststudium: Siehe links
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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
|
-
- Übungen
-
- 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
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Wo 14
|
-
- Übungen
-
- 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
|
-
- Übungen
-
-
Selbststudium: Prüfungsvorbereitung
|
Selbststudium: Siehe links
|
Wo 16
Hier
sind wir angekommen
|
-
- Übungen
- Test: Nachbearbeitung, siehe auf ProblemsSolutBachelor/ProblemsSolutBachelor.html#LinAlg
- Beispiel eines ehemaligen Tests Alter Test
/ Alte Lösungen
(pdf) / Alter Souce
(.nb)
- Praktische Übung am Computer: Mehr Anfreundung mit MatLab,
Session nach eigener Neugier
- (Interessanter Link: XaoS ==> http://wmi.math.u-szeged.hu/xaos/doku.php
)
-
- 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.
|
|
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).
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- Selbststudium: Siehe links
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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
- 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
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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
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- Selbststudium: Siehe links
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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
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Wo 9 |
|
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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
|
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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)
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Wo 12 |
- Nachholtest
- Rep. Determinantenberechnung: Entwicklungssatz
- Anwendung Entwicklungssatz
- Determinante der Transponierten von A = Determinante von A
- Determinante Einer Dreiecksmatrix = Produkt der
Diagonalelemente
- Determinantenberechnung durch Transformation auf
Dreiecksmatrix (Anwendung der Regeln)
- Determinantenberechnung mittels Unterdeterminanten
- 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
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(pdf)
(txt)
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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
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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
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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
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S2 Woche |
Stoffinhalt (grob) |
Bemerk. |
Wo 1 |
-
- Beispiele zu
- Semestereinführung, Repetition
- Lage von Geraden und Ebenen, Beispiele
|
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Wo 2 |
- Beispiele zu
- Umrechnungen zwischen Parametergleichung und
Koordinatengleichungen
- Parametergleichung mit Normalenvektor durch Punkt
- Parametergleichung und Abstandsberechnungen
- Orthogonalzerlegung und Fußpunkt
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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".
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Wo 4 |
- Kurze Rep.Spatprodukt, Determinante und Volumen, Abstand
- Kreis, Kugel, Tangente, (Tangentialebene)
- Thaleskreis (Kugel) und Apolloniiuskreis (-Kugel)
- Die Kegelschnitte
- Kegelgleichung
- Zylindergleichung
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Selbststudium:
- Tangente, Tangentialebene
- Pol, Polare
- Potenz, Potenzgerade, Potenzebene
- Sehnensatz, Tangenten-Sekantensatz
- Kegelgleichung
- Zylindergleichung
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Wo 5 |
- Rep. Kreis, Kugel
- Proportionierung: Winkelhalbierende und Seitenverhältnisteilung
im Dreieck
- Die Winkel am Apolloniuskreis
- Tangente, Tangentialebene
- Kegelgleichung
- Zylindergleichung
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Selbststudium:
- Potenz, Potenzgerade, Potenzebene
- Sehnensatz, Tangenten-Sekantensatz
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Wo 6 |
- Potenz, Potenzgerade, Potenzebene
- Sehnensatz, Tangenten-Sekantensatz
- Vektorkurven, Tangentialvektor, Normalenvektor
- Repetition Abbildungseigenschaften einer Matrix
- Eigenwerte und Eigenvektoren: Beispiel
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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
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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
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Wo 9 |
- Test (Link siehe Übungen)
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Wo 10 |
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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
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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...)
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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
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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
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Wo 15 |
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Wo 16 |
- Testrückgabe, Nachbearbeitung, Abschluss, Erledigung von
ausstehenden Arbeiten u.s.w.
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Resultat |
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