Städtisches Leibniz-Gymnasium, Düsseldorf

 

Schuljahr 2000 / 2001

 

 

 

 

 

Verbindliche Unterrichtsinhalte und Absprachen für das Fach

 

Mathematik

 

in den Jahrgangsstufen 11 / 12 / 13 der Sekundarstufe II

 

Grundkurse

 

 

 

 

 

Entwurf und Verabschiedung:

 

Die Fachkonferenz Mathematik des Leibniz-Gymnasiums, 19.10.2000

 

 

 

 

Vorbemerkungen:

 

Die folgenden schulintern abgesprochenen Unterrichtsinhalte sind obligatorisch; mögliche

"Freiräume" kann jede(r) Kollegin(Kollege) - soweit diese im Rahmen der Oberstufen-

Richtlinien liegen - nach Belieben ausfüllen.

 

Die für die Jahrgangsstufe 11 für beide Halbjahre aufgelisteten Unterrichtsinhalte sind auch

 - wegen der möglichen Durchführung von sog. Parallel-Klausuren - bezüglich der angeführten Reihenfolge verbindlich.

 

Bezüglich der Durchführung von sog. Parallel-Klausuren sei auf den diesbezüglichen Beschluss

der Fachkonferenz Mathematik vom 19.10.2000 verwiesen

 

 

                                                                                              Düsseldorf, den 19.10.2000

 

 

 

Jahrgangsstufe 11: (11.1 / 11.2)

 

 

 

 1.                   Koordinatengeometrie (ca. 10 Wochen)

 

 

 1.1                  Funktionsbegriff + eventuell: anschaulicher Folgenbegriff

 

 1.2                  Lineare Funktionen (u.a. verschiedene Formen der Geradengleichung / Parallelität und

                        Orthogonalität / Länge einer Strecke / falls möglich: Anwendungssituationen)

 

 1.3                  Quadratische Funktionen (u.a. Normalparabel / Scheitelpunktform / Nullstellen / aus -

                        gewählte Extremwertprobleme / Parabelgleichungen: Parabeln symmetrisch zur y-Achse

                        und zur x-Achse; Steigung der Tangente im Parabelpunkt P / eventuell: Brennpunkt -

                        eigenschaften der Parabel

                        Lineare Gleichungssysteme zur Bestimmung der Koeffizienten a, b, c von Parabeln

                        (Gaußscher Algorithmus)

                        Anwendungssituationen

 

 1.4                  Die Kreisgleichungen / Steigung der Tangente in einem Punkt P des Kreises

                        Anwendungssituationen

 

 1.5                  Falls noch Zeit bleibt: Einige Aufgaben zu Scharen (Geraden, Parabeln, Kreis)

 

 

 

 

 

2.                    Differentialrechnung (ca. 18 - 20 Wochen)

 

 

 2.1                  Begriff der Ableitung einer Funktion an einer Stelle x 0 (naiver Limesbegriff!) /

                        Tangentensteigungen und ihre Berechnung / Bestimmung von Tangentenglei -

                        chungen

                        Die Ableitungsfunktion f ' / Ableitungen höherer Ordnung

                        Ableitung der Funktionen mit dem Funktionsterm:

                        und Bestimmung der Tangentengleichung

                        Faktor -und Summenregel

           

 2.2                  Begriff der Änderungsrate / Geschwindigkeit und Beschleunigung in der Physik usw.

                        (kann natürlich auch schon bei der Einführung des Ableitungsbegriffs besprochen

                        werden) / Anwendungssituationen

 

 

 

 

2.3                   Falls noch Zeit bleibt: Einige einfache Kurvenscharen.

 

2.4                   Die Analyse von Funktionen mit Hilfe des Ableitungsbegriffs:

                        Lokale Extrema und Wendepunkte (Unterscheidung von notwendiger und hinrei -

                        chender Bedingung) / Zusammenhang von Monotonie und Ableitung

                        Die Vorzeichen-Regel und die sog. "f '' - Regel"

                        Die Diskussion ganzrationaler Funktionen (einschließlich der Bestimmung von

                        Nullstellen mittels Polynom-Division; u.a. auch Besprechung des Newton-Ver -

                        fahrens)

 

2.5                   Falls noch Zeit bleibt: Einige Steckbriefe und einige einfache Kurvenscharen

 

 

 

 

 

3.                    Erweiterungsstoff / Nachträge / Beschreibende Statistik (ca. 10 Wochen)

 

 3.1                  Ableitung der Exponential -und Logarithmusfunktion, der Potenzfunktion (ganze und

                        gebrochene Zahlen im Exponenten)

                        Produktregel

                        Falls möglich: Ketten-Regel für einfachste Fälle

 

 3.2                  Beschreibende Statistik:

                        Darstellung statistischer Daten

                        Verschiedene Mittelwerte

                        Streuungsmaße und Streuung um den Mittelwert

                        Lineare Regression (Ausgleichsgeraden / Korrelation)

 

 

 

Jahrgangsstufe 12: (12.1 / 12.2)

 

 

 

 1.                   Fortführung der Differentialrechnung (ca. 8 - 10 Wochen)

 

 

 1.1                  Einfachste Fälle von Quotienten -und Ketten-Regel / Ableitung der Tangens -und Ko -

                        tangensfunktion / Ableitung der Potenzfunktion mit reellen Exponenten

 

 1.2                  Kurven-Diskussion an Exponential -und Logarithmusfunktionen /

                        Untersuchung von Kurvenscharen der bisher behandelten Funktionsklassen

 

 1.3                  Ganzrationale Funktionen in Sachzusammenhängen (u.a. Optimierungsprobleme)

 

 

 

 

 

2.                    Integralrechnung (ca. 16 - 17 Wochen)

 

 

 2.1                  Propädeutik zum Begriff des Bestimmten Integrals (Flächenbegriff usw.) /

                        Begriff der Arbeit / Numerische Bestimmung der Kreisfläche über das

                        "Rechteckverfahren"; Möglichkeiten der Erweiterung zum Trapezsummen -

             verfahren

 

 2.2                  Anschauliche Fassung des Begriffs des bestimmten Integrals / Die Integra -

                        tion der quadratischen Parabel

                        Ergänzungen und einfachste Lehrsätze zum bestimmten Integral

 

 2.3                  Integralfunktion / Stammfunktion / Hauptsatz der Diff. -und Integralrechnung

                        (bzw. die zwei sog. Fundamentalsätze)

 

 2.4                  Unbestimmtes Integral / Grundintegrale / Verfahren der partiellen Integration

 

 2.5                  Bestimmung von Flächeninhalten

 

 2.6                  Volumina von Rotationskörpern

 

 2.7                  Kurvenscharen / Anwendungssituationen

 

 

 

 

 

3.                    Stochastik (Orientierungswissen) (max. 6 Wochen)

 

 

 3.1                  Grundlegende Begriffe und Gesetzmäßigkeiten / relative Häufigkeit und das

                        Gesetz der großen Zahlen / Pfad-Regeln / Wahrscheinlichkeitsbegriff von

             Laplace

 

 3.2                  Wahrscheinlichkeitsrechnung im Laplace - Modell: Zählstrategien bzw. kombi -

                        natorische Methoden und Urnen-Modelle

 

 

 

 

4.                    Lineare Algebra / Geometrie (ca. 8 - 9 Wochen)

 

 

 4.1                  Vektorbegriff / Vektoralgebra / Minimale Einführung von Komplanarität und

                        Kollinearität von Vektoren

 

 4.2                  Lineare Gleichungssysteme (LGSe)(u.a. Gaußscher Algorithmus) / Bzgl. LGSe

                        knappe Einführung des Matrixbegriffs zur symbolisch effektiven Behand -

                        lung des Gauß-Algorithmus

 

 4.3                  Parameterdarstellung der Geraden / Lagebeziehungen von Geraden

 

 

 

Jahrgangsstufe 13: (13.1 / 13.2)

Hinweise:

Entweder setzt man in 13.1 / 13.2 das Gebiet Lineare Algebra / Geometrie weiter fort oder man be -

handelt in Fortführung des Orientierungswissens Stochastik die Stochastik in 13.1 / 13.2 weiter fort

und betrachtet dann den zum Ende der 12.2 behandelten Teil der Linearen Algebra / Geometrie als

Orientierungswissen für dieses Gebiet. Egal ob man sich nun in 13.1 / 13.2 für eine Fortführung der

Stochastik oder der Linearen Geometrie entscheidet(die Entscheidung ist völlig frei!): Jede dieser

Alternativen erfüllt die Bedingungen der Richtlinien bzgl. der Obligatorik und des Orientierungswissens.

Neben der Einhaltung der Stoffabsprachen für die gesamte J-Stufe 11.1/11.2 ist eine Einhaltung

der Stoffabsprachen (schon wegen möglicher Sitzenbleiber!) für die J-Stufe 12.1/12.2

unerlässlich.

Die Obligatorik für den Stochastikteil dürfte bzgl. der Stofffülle schwieriger zu bewältigen sein als

der obligatorische Anteil in der Linearen Algebra /Geometrie.

Werden neben Analysis beide Gebiete "Lineare Algebra..." und "Stochastik" im Abitur berücksichtigt,

so ist aus den Inhalten eine geeignete Auswahl zu treffen (vgl. Richtlinien, S. 28).

 

Mögliche Alternativen in Anlehnung an die Richtlinien

 

1.                     Alternative 1: Falls Orientierungswissen "Stochastik": ®Fortsetzung

                      "Lineare Algebra / Geometrie" plus Vertiefungen und Wiederholungen

 1.1                  Parameterform der Ebenengleichung / Lagebeziehungen von Ebenen und Geraden

                       

 1.2                  Skalarprodukt und Anwendungen (Orthogonalität, Winkel und Länge von Vektoren)

                       

 1.3                  Matrizen:

                        Alternative a): Abbildungsmatrizen / schräge Parallelprojektionen / Matrizenmulti -

                                                plikation als Abbildungsverkettung

                        Alternative b): Übergangsmatrizen / Materialverflechtung oder stochastische Matrizen /

                                                Matrizenmultiplikation als Verkettung von Übergängen

 

 1.4                  Vertiefungen und Wiederholungen

 

2.                     Alternative 2: Falls Orientierungswissen "Lineare Algebra / Geo -

                        metrie": ®Fortsetzung "Stochastik" plus Vertiefungen und Wieder -

                        holungen

 2.1                  Bedingte Wahrscheinlichkeit / Unabhängigkeit

                       

 2.2                  Zufallsgröße und Wahrscheinlichkeitsverteilung / Erwartungswert und Standard -

                        abweichung

 

 2.3                  Die Binomialverteilung

                       

 2.4                  Beurteilende Statistik:

                        Alternative a): Testen von Hypothesen

                       

                        Alternative b): Schätzen von Parametern für binomialverteilte Zufallsgrößen

                       

 2.5                  Vertiefungen und Wiederholungen