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Klasse  M1p+E1p / Analysis 2006/2007    

Link zu dieser Seite:  http://rowicus.ch/Wir/TutoringCoaching/KlassenAktuell/work_M1E1p_Ana_06.htm 


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Spezielle Mitteilungen                      

  Achtung Testdaten (Link hier)!!!!  Vorbereitung Modulprüfung ,Coaching und Tips: Link hier!! 

 Grundsätzliches 

Stoff

4 Wochenlektionen (Mi Ab / Fr Ab)

Vertiefen von Grundbegriffen: Gleichungen, Funktionen, Graphen 
Grundlagen der Differentialrechnung einer Variablen und ihrer Anwendungen
Wichtige Links: Vgl. Handout (Hardcopy)
Qualifikation: 

Durch Leistungsprüfungen im Verlaufe des Moduls (Erfahrungsnote), keine 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

 Dauer: 2 Semester: Analysis 1 / 2    

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Literatur

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Lehplan, Learningmanagement, Inhalt und Tests

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Stoffplan/ Input 1. Semester

a) Plan oder Hypothese:

Wo 1
  • Einführung, Organisation, Anleitung zur Arbeit
  • Kurz zu Logik, Mengen, Zahlen
  • Bestimmungsgleichungen, Funktionsgleichungen, Äquivalenzen, Gleichung als Aussagenlogische Aussage, Wertzuweisung an benannten Speicherplatz, Ungleichungen (quadratische...) u.s.w.
  • Typen von Bestimmungsgleichungen
  • Funktionen, Definitionsbereich, Wertebereich, Zahlen: N, Z, Q,  R, Eigenschaften von R
  • Beispiele, reelle Funktionen: Problematik Bildbereich und Wertebereich
  • Bsp. f(n)=sin(n), n aus N
  • ... Einteilung der Funktionen ....
 
Wo 2
  • Intervalltypen (offen, abgeschlossen, halboffen, Umgebungen, Rand, unendlich,...)
  • Problematik von Definitions- und Wertebereichen
  • Folgen (Funktionen auf N), Gauss-Klammer, Signum, Betrag, Eigenschaften...
  • Betrag: Eigenschaften
  • Folgen
  • Konstante, lineare Funktion: Warum gibt es Geraden (mathematische und nicht physikalische Rechtfertigung)
  • Quadratische Funktion, Kegelschnitte
 
Wo 3
  • Potenzfunktionen, Parabeln, Hyperbeln
  • Anzahl Nullstellen von Polynomen
  • Pole
  • Periodische Funktionen
  • Punktweise und stückweise definierte Funktionen, diskrete Funktionen
  • Verkettung von Funktionen
  • Monotone und beschränkte Funktionen
  • Gerade und ungerade Funktionen
  • Umkehrabbildung
 
Wo 4
  • Transzendente Funktionen: 
    • Trigonometrische Fkt.
    • Arcus-Fkt 
    • Exponentialfkt. 
    • Log.-Fkt.
    • Hyperbolische Funktionen und Areafunktionen
    • Ev. Test
 
Wo 5
  • Folgen, Grenzwert, Nullfolge, prozesshafter und aktualer Zugang
    • Beispiel a_n=1/n
  • U-Graphen, konvexe Schlingen, Grenzwert, Beispiele
  • Klassische Definitionen (Weiherstrass, Cauchy, grenzwertfrei)
  • Teilfolge, Häufungspunkt
  • Jede Teilfolge hat mindestens einen Häufungspunkt
 
Wo 6
  • Beispiel sin(n), n aus N
  • Majorante und Minorante, Konvergenz
  • Geometrische Folge und Reihe, Konvergenz
  • Beispiele
  • Arithmetische Eigenschaften von Folgen, Regeln für Folgen
  • Beispiele
  • Grenzwerte bei Funktionen
  • Ev. Test
 
Wo 7
  • Ev. Test
  • Das Problem sin(x)/x für x->0
  • Links-, rechtsseitige Limes
  • Stetigkeit, Stetigkeit bei arithmetischer Zusammensetzung,....
  • Einführung in die Differentialrechnung: Tangentenproblem, Problem der Momentangeschwindigkeit
  • Leibniz, Newton, Bernoulli
  • Ableitung von einfachen Funktionen:
    • f(x)=c, x, x2, xn
    • Beispiele
 
Wo 8
  • Leibniz, Newton, Bernoulli
  • Ableitung von einfachen Funktionen:
    • f(x)=c, x, x2, xn
    • Beispiele
  • Tangentenprobleme: Beispiele
  • Liste der Ableitungsregeln: Potenzen, Polynome, Sinus, Cosinus
 
Wo 9 Reserve
  • Übungen
  • ev. Test
 
Wo 10
  • Übungen
  • ev. Test
 
Wo 11  Ableitungsregeln:
  • Bedeutung der Ableitung (Rep.)
  • Potenzfunktionen
  • Linearität
  • sin(x), cos(x), ex, ln(x)
  • Produktenregel
  • Quotientenregel
  • Kettenregel
  • Übungen
 
Wo 12  Anwendungen:  
Wo 13  Anwendungen:  
Wo 14  Anwendungen:  
Wo15   Reserve Programmpuffer
  • Einführung in die Theorie der Potenzreihen
 
Wo16
  • Potenzreihen
  • Übungen
  • ev. Test
 
     
     
Wo 1
  • Integralrechnung:
    • Bestimmtes Integral
    • Ober- Unter- und Zwischensummen, Riemannsche Summen, Konvergenz (Beispiel monoton und stetig...)
    • Quadratur der Parabel
    • Übungen, Beispiele
    • Intervallteilungen, Verfeinerungen
    • Riemannsches Integral: Definition
    • Integration durch Summierung (Grenzwert)
    • Regeln und Mittelwertsatz
    • Hauptsatz der Infinitesimalrechnung
    • Beispiele
 
 Wo 2
  • Ungleichungen mit Integralen, Schwarz'sche Ungleichung
  • Prinzip von Cavalieri, Beispiel
  • Integrationstechnik: Partielle Integration
    • Beispiele
    • Substitutionsregel als Umkehrung der Kettenregel der Differentialrechnung
    • Beispiele
    • Integration von f ' / f
    • Beispiele
 
 Wo 3
  • Integration von gebrochen rationalen Funktionen
    • Partialbruchzerlegung
    • Beispiele, Übung
    • Volumen eines Rotationskörpers
    • Länge einer Kurve (2D)
    • Oberfläche eines Rotationskörpers
    • Beispiele, Übungen
  • Beispiele, Übungen (Serien, Stoff um das Thema "Momente", Wikipedia)
 
 Wo 4
  • Wikipedia: Mathematikthemen (Momente zu diversen Graden)
  • Bedeutung des Trägheitsmoment bei der Kreisbewegung wie die Masse bei der gewöhnlichen Bewegung
  • Berechnung des Trägheitsmoments
  • Trägheitsmomente und Flächenmomente (Selbststudium)
  • Numerische Methoden: Rechtecksmethode, Trapezmethode (Simpson)
  • Funktionen mit mehreren Variablen
    • Beispiele
    • Plots
    • Richtungsableitung
 
 Wo 5
  • Partielle Ableitung
  • Gradient, Dimension des Urbildraumes
  • Berechnung der Richtungsableitung aus dem Gradienten und dem Richtungseinheitsvektor
  • Bedeutung des Gradienten: Richtung der stärksten Höhenzunahme, senkrecht auf dem Tangentialvektor zur Höhenlinie 
  • Extrema mit Nebenbedingungen: Lagrange-Methode
  • Berechnung einer Tangentialebene
 
 Wo 6
  • Beispiel, Übungen Funktionen mit mehreren Variablen
  • Beginn Approximationen
    • Spezielle Beispiele: Kurven, Kurvenkrümmung, Krümmungskreis,
      Gerade, Kreis, Klothoide, Fresnel-Integrale
    • Approximation durch Taylorpolynome
    • Beispiele on-line
    • Potenzreihen
    • Restgliedabschätzungsformel
    • Beispiele
    • Potenzreihe von Sinus, Cosinus, ex 
 
 Wo7
  • Tangentialebene, Beispiel
  • Regeln für Differentiale, Kettenregel
  • Verpflanzung von Operatoren
  • Extrema
  • Extrema mit Nebenbedingungen, Lagrange
  • Beispiele
 
 Wo 8
  • Beispiele und Anwendungen (Lagrange u.s.w.)
  • Approximation von Nullstellen bei mehreren Variablen
  • Integration von Funktionen mit mehreren Veränderlichen und von Integralen: Doppelintegrale
  • Doppelintegrale und Volumenberechnungen über beliebigen Gebieten.
  • Prüfungsvorbereitung: Prüpfungsthemen
  • Ausgleichsgerade (Regressionsgerade)
 
 Wo 9
  • Test
  • Ableitung von Integralen nach einer anderen Variablen bei konstanten und variablen Grenzen
  • Beispiele
  • Mehrfachintegrale; Riemannsche Summen und Probleme (Gebietszerlegung, Beschaffenheit der Ränder Rand)
  • Stetige Funktionen über abgeschlossenen Gebieten mit vernünftigem Rand sind integrierbar
  • Gebietsintegrale, Volumenintegrale, Voumenberechnung
  • Regeln für die Integrierbarkeit
 
 Wo 10
  • Regeln
  • Beispiele für Integrationen
  • Beispiele für Volumenberechnungen
  • Anwendungen
 
 Wo 11
  • Differentialgleichungen
 
 Wo 12
  • Differentialgleichungen
 
 Wo 13
  • Differentialgleichungen
 
 Wo 14
  • Differentialgleichungen
 
 Wo 15
  • Repetition
  • Prüfungsvorbereitung
 
 Wo 16
  • Repetition
  • Prüfungsvorbereitung
Fortsetzung der Planung....  nach Beschreibungen in Modul 2106
 

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Stoffplan, Realität  2005/2006

Erfahrung Fahrplan 2005/06     

 

Übungsliste, Realität  2005/2006

Erfahrung Uebungen 2005/06

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b) Realität  2006/2007:

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
  • Beginn mit Funktion: Bei uns meist reelle Funktionen  von R in R (Urbilder und Bilder sind reelle Zahlen. Reelle Zahlen - was ist das?)
    • Funktionen als Abbildungen: Menge von geordneten Paaren (Relation), links (Urbildmenge, Definitionsbereich) total, rechts Wertemenge oder Bildbereich eindeutig (keine gespreizten Pfeile) - Urbildmenge und Wertemenge müssen nicht geordnet sein und können beliebige "mathematische" Objekte enthalten.
    • Aufbau der Zahlen........
 
 Wo 2
  • Repetition Funktion: Bei uns meist reelle Funktionen  von R in R (Urbilder und Bilder sind reelle Zahlen. Reelle Zahlen - was ist das?)
  • Aufbau der Zahlen: P, N, N0, Z, Q, R, C,... (linke Menge in rechter Menge enthalten....)
  • Zahlen (N, Z,...) müssen zu größerer Zahlenmenge (Obermenge) erweitert werden, wenn eine Gleichung nicht lösbar ist...
  • Gekürzte rationale Zahlen sind immer periodische Dezimalbrüche und umgekehrt. 
  • Verfahren, wie periodische Dezimalbrüche in gemeine Brüche verwandelt werden... (multiplizieren mit Zehnerpotenz, subtrahieren, dividieren...) 
  • Nichtrationale Zahlen: irrational, algebraisch, falls Lösung einer algebraischen Gleichung, sonst transzendent wie e oder pi.
  • Wurzel aus 2: Nicht rational (Demonstration!) ==> "Loch in der dichten Menge Q". Wenn man alle Löcher stopft, erhält man die reellen Zahlen. (Diese sind durch die Menge aller Dezimalbrüche gegeben, bis auf Doppeldeutigkeiten wie 1.0000...= 0.99999... )
  • R füllt die Zahlengerade total aus: R ist jetzt lückenlos und dicht.
  • In R ist z.B. die Gleichung x2 = -1 nicht lösbar. Um die Gleichung lösen zu können, muss man R zu C (komplexe Zahlen) erweitern. Da R die Zahlengerade ausfüllt, hat darauf aber nichts mehr Platz. Daher muss man in die Ebene ausweichen. Komplexe Zahlen addiert man wie ebene Vektoren. Das Problem ist die Multiplikation.
  • R wird nun unser Werkplatz für die reellen Funktionen sein. Man muss also R gut kennen.
  • Nochmals Funktionenbegriff, links total, rechts eindeutig
  • Definitionsbereich, Wertebereich, Problematik: möglicher bekannter und tatsächlicher unbekannter Wertebereich
  • Beispiel {sin(n) | n aus N}
  • Geordnete Paare, Paarmenge, Graph
  • Reelle Funktion, Standardkoordinatensystem, Aufteilung der Funktionen
  • Intervalle, offen, abgeschlossen,...
  • Wann sind zwei Funktionen gleich?
  • Zoo der Funktionen:
    • Gauss-Klammer
    • Signum
    • Betrag
    • Folgen
    • Sägezahn
    • Konstante, lineare Funktion (Nullstelle, y-Abschnitt, Verschiebung,...), wieso Gerade (Geometrie: Ähnliche Dreiecke...)
    • Quadratische Funktion, Nullstellen der quadr. Gleichung  (quadratisch ergänzen)
  • Übungen
  • Selbststudium der Intervalle und Standardfunktionen (Zoo der Funktionen).
 Wo 3
  • Zoo der Funktionen
    • Potenzfunktionen, pos. und neg. Exponenten (Parabeln, Hyperbeln, Äste, Pol)
    • Beschränkte Funktionen
    • Asymptote
    • Periodische Funktionen
    • Punktweise definierte Funktionen
    • Diskrete Funktionen
    • Polar Plot (Darstellung in Polarkoordinaten)
    • Zahlenfolgen, zugehörige Begriffe
  • Selbststudium Stoff: 
    • Verkettung von Funktionen
    • Eigenschaften: Monoton, streng monoton, wachsend, fallend, Zusammenhang mit Inverser Funktion (Gerade, ungerade
    • Spezielle Funktionen
      • Ganz rational, Polynome
      • Horner
      • Hauptsatz der Algebra: Über die Anzahl der Nullstellen, Linearfaktoren
      • Gebrochen rational, Anzahl Pole
    • Umkehrabbildung (z.B. bei f(x)=x2, x positiv), trigonometrische Funktionen und Arcusfunktionen (was ist secans, cosecans?)
  • Selbststudium: Siehe nebenan resp. unter Übungen
 Wo 4
  • Zoo der Funktionen
    • Stückweise definierte Funktionen
    • Verkettung von Funktionen
    • Nochmals ausführlicher Verkettung
  • Eigenschaften
    • Monoton, streng monoton, wachsend, fallend, Zusammenhang mit Inverser
    • Umkehrabbildung
    • Beispiele
    • Gerade, ungerade
  • Funktionen
    • Ganz rational, Polynome
    • Horner
    • Hauptsatz der Algebra: Über die Anzahl der Nullstellen, Linearfaktoren
    • Gebrochen rational, Anzahl Pole
  • Umkehrfunktion
    • Beispiele
  • Selbststudium: Transzendente Funktionen:
    • Trigonometrische (auch Secans, Cosecans!)
    • Arcus-Funktionen (Inverse zu trig. Fkt.)
    • Polarkoordinaten, 
    • Berechnung von e
    • Exponentialfunktion Sinus und Cosinus hyperbolicus
    • Logarithmusfunktion
    • Areafunktionen
 Wo 5
  • Transzendente Funktionen:
    • Trigonometrische (Secans, Cosecans!)
    • Goniometrie
    • Arcus
    • Polarkoordinaten, Beispiele
    • Übungen
    • Berechnung von e
    • Exponentialfunktion 
    • Logarithmusfunktion
    • Hyperbolische Funktionen: Sinus und Cosinus hyperbolicus, u.s.w......
    • Areafunktionen
    • Darstellung mit Ln
  • Übungen 
  • Nochmals Zahlen |P| = |N| =  |Z| =  |Q| <  |R| =  |C| <... (ein wenig Beweise)
  • Folgen als Funktionen auf N
  • Nullfolgen, 1/n und Höhensatz
  • Graphen, Umkehrgraphen, Problem des Verhaltens für große n
 
 Wo 6
  • Graphen, Umkehrgraphen, Problem des Verhaltens für große n
  • konvexe Schlingen, Darstellbarkeit
  • Konvergenz, Grenzwert, Divergenz
  • Hinweis auf Weierstraß und Cauchy
  • Häufungspunkte, Teilfolgen
  • Jede Folge hat mindestens einen Häufungspunkt
  • Majorante, Minorante
  • Arithmetische und geometrische Folge, Bedeutung
  • Konvergenzbedingungen der geometrischen Folge
  • Summenfolgen: Arithmetische und geometrische Folgen
  • Beispiele, Bemerkung zu Polynomfolgen
  • Folgen von Beträgen
  • Monoton und beschränkt bedeutet konvergent
  • Arithmetische Operationen mit konvergenten Folgen
  • Übungen
  • Regeln über Grenzwerte von Folgen:
    • Summe oder Differenz
    • Produkt
    • Quotient
    • Potenz
    • Folge im Exponent
    • trigonometrische Funktionen auf Folgen
    • Varianten der Berechnung von e
  • Übungsbeispiele
 
 Wo 7
  • Links- und rechtsseitiger Grenzwert
  • Problem stetiger Funktionen (Kurven) in der Makrophysik
    • keine Sprünge
    • keine Lücken
    • keine Pole
  • Abbildung von Folgen
  • Grenzwert bei Funktionen: Definition mit Folgen 
  • Rechnen mit Grenzwerten von Funktionen wie bei Folgen
  • Definition Stetigkeit
  • keine Sprünge, Definitionslücken, Pole...
  • Links- und rechtsseitige Stetigkeit
  • Beispiele
  • natürliche Fortsetzung von Funktionen in Definitionslücken
  • Stetige Funktionen auf abgeschlossenen Intervallen sind beschränkt
  • Zwischenwerteigenschaft
  • Arithmetische Eigenschaften stetiger Funktionen
  • Polynome stetig
  • Rationale Funktionen stetig bis auf Pole
  • Stetigkeit bei trigonometrischen Funktionen, Exponentialfunktion, Umkehrfunktion (Logarithmus)
 
 Wo 8
  • Differentialrechnung:
    • Tangente als Schmiegegerade, Gewinnung durch Grenzprozess: Sehne wird zu Tangente.
    • Newton: f ', Problem der Geschwindigkeit, Beschleunigung
    • Leibniz: df/dx, Prioritätsstreit, Bernoulli
    • Weitere Notationen (Physik u.s.w.)
    • Sehnensteigung als Differenzenquotient (tan(alpha))
    • Tangentensteigung (Ableitung) als Grenzwert (Differentialquotient)
    • Ableitungsfunktion
  • Ableitung von f(x) =c, f(x) = ax+b, f(x) = x2 
  • Ableitung von xn
  • Homogenität (c f(x))' = c f '(x)
  • Additivität  (f(x)+g(x)) ' = f '(x)+g '(x)
  • n-te Ableitung von xn 
  • Ableitung von Polynomen
  • Beispiele
 
 Wo 9
  • Test
  • Exkurs: |P| = |N| = |Z| = |Q| < |[0,1)| = |R| = |R2| = |Rn| < |P(R)| < |P(P(R))| <….
  • Kurze Repetition
  • n-te Ableitung von xn 
  • Ableitung von sin(x)
 
 Wo 10
  • Produktenregel
  • Quotientenregel
  • Anwendungen: Ableitung von cos(x), tan(x), Wurzel aus x, 1/xn  u.s.w.
  • Kettenregel
  • Anwendungen: Beispiele 
  • Anwendungen: Beispiele, Ableitung von xn
  • Beispiele
 
 Wo 11
  • Ableitung der Inversen Funktion
  • Ableitung des Logarithmus, Einordnung
  • Ableitung der Inversen
    • Ableitung von ex 
    • Ableitung von arcsin(x) arccos(x), arctan(x)
    • Ableitung von cosh(x), sinh(x) u.s.w.
    • Beispiele
  • Mittelwertsatz
  • Regel von Bernoulli (de L'Hospital)
  • Beispiele, z.B. lim x->0 xx  = 00 = 1 (Übungen)
 
 Wo 12
  • Extremwerte: Minimum, Maximum contra Wendepunkte (speziell Terrassenpunkte)
  • Lokale, globale und Randextrema
  • Notwendige und hinreichende Bedingungen: 
    • Zusammenhänge zwischen nullter, erster und zweiter Ableitung bei Extremwerten
  • Begriffe konvex und konkav von oben contra von unten und Wendepunkte
  • Beispiele (Übungen) zu Extremwertberechnungen: Länge einer Leiter, die in einen Schlauchturm hinein gebracht werden soll. Diskussion eines Funktionsgraphen
  • Extremalprobleme und Optimierungsprobleme (Beispiel: Was passiert bei der Veränderung der Körpergröße mit dem Volumen bezüglich der Oberfläche resp. des Querschnitts der tragenden Teile)
  • Angewandte Übungen: Beispiele aus dem Gebiet der Diskussion von Funktionsgraphen
  • Nullstellenberechnung (bei transzendenten Funktionen)
    • Newton-Verfahren: Schnelle Konvergenz, aber auch Tücken
    • Graphische Methode
    • Bisektionsmethode
    •  
 
 Wo 13
  • Weiter Nullstellenberechnung (bei transzendenten Funktionen)
    • Regula falsi
    • Fixpunktmethode
    • Beispiele
  • Übungen (Testvorbereitung)
 
 Wo 14
  • Test
  • Spezialprogramm
 
 Wo 15
  • Approximationen von Funktionen, Potenzreihen, Taylorreihen
    • Das Konzept der Approximation
    • Das Restglied
    • Beispiele, Demonstration der Genauigkeit
 
 Wo 16
  • Approximationen von Funktionen, Potenzreihen, Taylorreihen
    • Vergleich mit Majoranten (geometrische Reihe)
    • Diverse Reihen: Geometrische, harmonische, alternierende Reihe
    • Beispiele
    • Konvergenzintervall, Konvergenzradius
    • Rechnen mit Taylorreihen: Addition, Subtraktion, Differentiation etc.
    • Beispiele
 
      
   Weiter: 2. Semester  
 Wo 1
  • Integralrechnung:
    • Bestimmtes Integral
    • Ober- Unter- und Zwischensummen, Riemannsche Summen, Konvergenz (Beispiel monoton und stetig..., stückweise stetig, endliche Oszillation, negative Funktionen...)
    • Quadratur der Parabel
    • Übungen, Beispiele
    • Intervallteilungen, Verfeinerungen
    • Riemannsches Integral: Definition
    • Integration durch Summierung (Grenzwert)
    • Regeln und Mittelwertsatz
    • Stammfunktion
    • Hauptsatz der Infinitesimalrechnung: Rückführung der Integration auf die Berechnung der Stammfunktion
    • Linearität
    • Beispiele
    • Beispiel Teilung des Rechtecks bei Potenzfunktionen
    • Beispiele uneigentliche Integrale, Flächen mit endlichen Inhalten und unendlich langen monotonen Begrenzungen
    • Beispiele, bei denen keine bekannte Stammfunktion berechnet werden kann: Integration der Potenzreihe (z.B.  f(x) = exp(x2))
 
 Wo 2
  • Ungleichungen mit Integralen, Schwarz'sche Ungleichung
  • Prinzip von Cavalieri, Beispiel
  • Integrationstechnik: Partielle Integration
    • Beispiele
  • Substitutionsregel als Umkehrung der Kettenregel der Differentialrechnung
    • Beispiele
  • Integration von f ' / f
    • Beispiele
 
 Wo 3
  • Integration von gebrochen rationalen Funktionen
    • Partialbruchzerlegung
    • Beispiele, Übung
  • Integration in Polarkoordinaten
  • Länge einer Kurve (2D, 3D, u.s.w.)
  • Linienintegrale
    • Funktionen
    • Vektorfunktionen
  • Volumen eines Rotationskörpers
  • Oberfläche eines Rotationskörpers
  • Beispiele, Übungen 
  • Stoff um das Thema "Momente", siehe Wikipedia
 
 Wo 4
  • Wikipedia: Mathematikthemen (Momente zu diversen Graden)
  • Bedeutung des Trägheitsmoment bei der Kreisbewegung wie die Masse bei der gewöhnlichen Bewegung
  • Berechnung des Trägheitsmoments
  • Trägheitsmomente und Flächenmomente (Selbststudium)
  • Numerische Methoden: Rechtecksmethode, Trapezmethode, Simpson, Polynommethode, Verwendung der Potenzreihe
  • Funktionen mit mehreren Variablen
    • Beispiele
    • Definitionsbereiche, Gebiete, Rand u.s.w.
    • Stetigkeit
    • Plots: 3D, Höhenlinienkarten
 
 Wo 5
  • Nochmals Stetigkeit: Regeln für die Zusammensetzung stetiger Funktionen
  • Eigenschaften stetiger Funktionen und Kriterien für die Stetigkeit
  • Partielle Ableitung, höhere partielle Ableitung, Symbolik
  • Gradient, Dimension des Urbildraumes
  • Richtungsableitung
  • Berechnung der Richtungsableitung aus dem Gradienten und dem Richtungseinheitsvektor
  • Bedeutung des Gradienten: Richtung der stärksten Höhenzunahme, senkrecht auf dem Tangentialvektor zur Höhenlinie
 
 Wo 6
  • Tangentialebene, Beispiel
  • Regeln für Differentiale, Kettenregel
  • Verpflanzung von Operatoren
  • Extrema
  • Extrema mit Nebenbedingungen, Lagrange
  • Beispiele
 
 Wo 7
  • Beispiele und Anwendungen (Lagrange u.s.w.)
  • Approximation von Nullstellen bei mehreren Variablen
  • Integration von Funktionen mit mehreren Veränderlichen und von Integralen: Doppelintegrale
  • Doppelintegrale und Volumenberechnungen über beliebigen Gebieten.
  • Prüfungsvorbereitung: Prüpfungsthemen
  • Ausgleichsgerade (Regressionsgerade)
 
 Wo 8
  • Test
  • Ableitung von Integralen nach einer anderen Variablen bei konstanten und variablen Grenzen
  • Beispiele
  • Mehrfachintegrale; Riemannsche Summen und Probleme (Gebietszerlegung, Beschaffenheit der Ränder Rand)
  • Stetige Funktionen über abgeschlossenen Gebieten mit vernünftigem Rand sind integrierbar
  • Gebietsintegrale, Volumenintegrale, Voumenberechnung
  • Regeln für die Integrierbarkeit
  • Stundenausfall wegen Auffahrt
 Auffahrtswoche
 Wo 9
  • Testbesprechung
  • Integrationsregeln bei mehreren Variablen
  • Integration mit mehreren Variablen: Vertauschung der Integrationsreihenfolge
  • Beispiele 
  • Massenträgheitsmoment, Massenschwerpunkte
  • Anleitung zum Selbststudium (siehe Übungen)
  • Beispiele: Diverse Integrale, Volumenberechnung, Integrationstricks
  • Doppelintegrale in Polarkoordinaten
  • Beispiele
 
 Wo 10
  • Oberflächenintegrale (Inhalte krummer Flächen)
    • Kartesisch
    • Für beliebige KS
    • Beispiele
  • Integrale über Funktionen auf Oberflächen (z.B. Fluss)
  • Mehrfachintegrale
    • Kartesisch
    • In Kugelkoordinaten
    • In Zylinderkoordinaten
    • Für beliebige KS
    • Die Funktionaldeterminante
    • Beispiele
 Pfingstwoche

 Selbststudium: 

  • Krümmung von Kurven (Skript Analysis, Skript Math. II))
 Wo 11
  • Differentialgleichungen
    • Problematik und Beispiele, Klassifikation, Ordnung
    • Gewöhnliche D'Gl., partielle D'Gl.
    • Problemtypen (AWP, RWP)
    • AWP: Gewöhnliche D'Gl. höherer Ordnung und Systeme von D'Gl. 1. Ordnung
    • Integralkurven, Linienelemente, Richtungsfeld, Isoklinen
    • Problemkreise Existenz, Eindeutigkeit, Lösungsmethode, Auffinden von analytischen kontra numerischen Lösungen, Stabilität von Lösungen, Klassifikation und Methoden
    • Existenzsatz von Peano, Eindeutigkeitssatz, Lipschitzbedingung, Eindeutigkeitssatz für Gebiete, y'=f(x,y) mit diff'barem f, u.s.w.
    • Reguläre und singuläre Lösungen
    • Iterationsverfahren von Picard für ein AWP
    • Separationsverfahren
    • Beinahe separable D'Gl.
    • Substitution
    • Exakte D'Gl.
 
 Wo 12
  • Differentialgleichungen
    • Exakte D'Gl.: Allgemeiner Fall, Beispiel
    • Exakte D'Gl.: Spezialfälle, integrierender Faktor (eulerscher Multiplikator)
    • Numerische Lösungesidee: Eulermethode, Runge-Kutta
    • Theorie der linearen Differentialgleichungen: Homogene und inhomogene Gleichung
    • Aufbau des "Lösungsraumes" analog zur Theorie der linearen Gleichungssysteme
 
 Wo 13
  • Differentialgleichungen
    • Rep. Theorie der linearen Differentialgleichungen: Homogene und inhomogene Gleichung
    • Linearen Differentialgleichungen mit konstanten reellen Koeffizienten, homogener Fall: 
      • Charakteristisches Polynom
      • Basislössungen: 3 Fälle. 
      • 1) Alle Nullstellen des char. Pol. verschieden und reell: Exponentialfunktionen
      • 2) Komplexe Nullstellen: Konjugiert komplexe Lösungen, führen auf sin und cos
      • 3) Zusammenfallende Nullstellen: xk  mal Exponentialfunktion
    • Inhomogener Fall: Einfachste partikuläre Lösung suchen. (Hier wären die Laplace-Transformationen hilfreich)
    • Anwendungen: Einbezug von Anfangswert- und Randbedingungen.
    • Ausblick: Randwertproblem, Eigenwertproblem: Diskrete Eigenwerte, Beispiel y'' + y = 0, y(0)=y(Pi)=0
    • Weitere Beispiele
  • Bemerkung zu Runge-Kutta (geeignet für Programmierung)
 
 Wo 14
  • Repetition und Ausbau: Speziell Linienintegrale (Selbststudium)
    • Übungen
    • Anwendungen
    • Dynamische Phänomene, Schwingungsgleichungen u.s.w.
  • Alte Prüfungsaufgaben
    Selbststudium: 
  • Methode der kleinsten Quadrate (Skript Analysis)
 Wo 15
  • Repetition und Ausbau: Speziell Linienintegrale
  • Übungen
  • Alte Prüfungsaufgaben
    Selbststudium: 
  • Stabilität von Differentialgleichungen (Skript Math. II)
  • Splines (Skript Analysis)
 Wo 16
  • Übungen
  • Alte Prüfungsaufgaben
    Selbststudium: 
  • Krümmung von Kurven (Skript Analysis, Skript Math. II))

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Übungsliste (Realität  2005/2006)

 

Blöcke  Übung (Ort, Nummer, gegebenenfalls entsprechend für Lösung)  Bemerk.
 Wo 1
  • Eintrag ins Porte-Feuille:
    • Notizen
    • Zusammenfassungen zu den Themen: Begriffe, Zusammenhänge, Anwendungen, Stundennachweis (Handschriften)
    • Zusätzlich ev. Computerausarbeitungen
    • Handlösungen
    • Projekte
 
 Wo 2
  • Selbststudium der Intervalle und Standardfunktionen (Zoo der Funktionen).
 Wo 3        Selbststudium Stoff:   
 Wo 4

 

  • Selbststudium  speziell: Was ist secans und cosecans?
 
 Wo 5  
 Wo 6  Beispiel eines Tests: 

 Test,  direkt  Test

 Lösungen,  direkt:  Lösungen

 Wo 7  
 Wo 8  
 Wo 9
  • Übungen: Repetition + Aufarbeitung nach eigenem Plan
 
 Wo 10  
 Wo 11  
 Wo 12  Testvorbereitung
 Wo 13  
 Wo 14
  • Nachbereitung des Tests Link
 
 Wo 15  
 Wo 16  
    Weiter: 2. Semester  
 Wo 1  
 Wo 2  
 Wo 3  
 Wo 4  
 Wo 5  
 Wo 6  
 Wo 7  
 Wo 8    Test

 Lösungen  .nb

 Wo 9  Selbststudium siehe links
 Wo 10  
 Wo 11  
 Wo 12  
 Wo 13  
 Wo 14  
 Wo 15
  •  
  •  
     Wo 16
         

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    Klassenliste (M1p+E1p 2006/2007):                  Ersetze   _ bei _ _ durch den Affenschwanz    ===>   Liste für Hausmail .txt

    ===>  Sammel-Mail an die Klasse          

    TI 1 Maschinentechnik /  Gruppe M06 (Teilzeit) /  2006 WS /  Total ... Studierende /  Stand: ... /  * Klassenchef

    Anrede

    Name

    Vorname

      privat
             
             
             
             
             
             
             
             
             
             
             
             
             
             
             
             

    TI 1 Elektro- und Kommunikationstechnik /  Gruppe E06 (Teilzeit) /  2006 WS /  Total ... Studierende /  Stand: ... /  * Klassenchef

      Anrede

    Name

    Vorname

       
             
             
             
             
             
             
             

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