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Detailinformationen |
Quellcurriculum |
Bachelorstudium Mechatronik 2025W |
Lernergebnisse |
Kompetenzen |
Die Studierenden kennen und verstehen die grundlegenden Notationen, Begriffe und Methoden der Mathematik aus den Bereichen Logik, Mengenlehre, Zahlenmengen, Vektor- und Matrizenrechnung, lineare Gleichungssysteme, Funktionen und Folgen, sowie eindimensionaler Differential- und Integralrechnung. Sie sind in der Lage, diese Konzepte und Methoden zur Lösung mathematischer und technisch-naturwissenschaftlicher Problemstellungen einzusetzen.
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Fertigkeiten |
Kenntnisse |
Aus dem Bereich logischer und mathematischer Grundlagen:
- Mathematische und logische Notationen verstehen und anwenden können (k1, k2, k3)
- Mathematische Beweisführung nachvollziehen und passend anwenden können (k2, k3, k4)
- Mengentheoretische Problemstellungen erkennen, darstellen und lösen können (k2, k3, k4)
- Die Eigenschaften und Unterschiede verschiedener Zahlenmengen, deren Operationen und Darstellungsformen kennen, verstehen und anwenden können (k1, k2, k3)
- Lösungsmengen von Gleichungen und Ungleichungen bestimmen können (k3, k4, k5)
Aus dem Bereich Vektor- und Matrizenrechnung, sowie lineare Gleichungssysteme:
- Vektorrechnung und Methoden der analytischen Geometrie kennen und in der Analyse und Lösung von praktischen Problemstellungen einsetzen können (k1, k2, k3, k4)
- Rechenoperationen für Matrizen kennen und ausführen können, die Inverse und Determinante einer Matrix bestimmen können, Eigenschaften von Matrizen und Determinanten kennen und anwenden können (k1, k2, k3, k4)
- Lineare Gleichungssysteme aufstellen und mittels Eliminationsverfahren lösen können; die Lösbarkeitsbedingungen für lineare Gleichungssysteme kennen, verstehen und anwenden können (k1, k2, k3, k4)
Aus dem Bereich reeller Funktionen und Zahlenfolgen
- Grundlegende Eigenschaften reeller Funktionen und Folgen, sowie bestimmter Funktionsklassen (Polynome, rationale Funktionen, Exponential-, Logarithmusfunktionen, hyperbolische und trigonometrische Funktionen) kennen, erkennen, analysieren und anwenden können (k1, k2, k3, k4)
- Analyse des Konvergenz- und Grenzwertverhalten von reellen Folgen und Funktionen durchführen können (k3, k4, k5)
Aus dem Bereich eindimensionaler Differential- und Integralrechnung
- Grundlagen der eindimensionalen Differential- und Integralrechnung kennen und verstehen (k1, k2)
- Grundlegende Techniken der Differentialrechnung kennen und anwenden können (zB lokale Approximation, Extremwertbestimmung, Kurvendiskussion, Grenzwertverhalten von Funktionen, iterative Näherungsverfahren zur Lösung von Gleichungen) (k2, k3, k4, k5)
- Grundlegende Techniken der Integrationsrechnung und ihre Bedeutung kennen und anwenden können (zB durch Integrale definierte Funktionen, geometrische Anwendungen) (k2, k3, k4, k5)
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- Grundlegende Notationen und Definitionen aus Logik und der behandelten mathematischen Teilbereiche wie zB logische Junktoren und Quantoren, Mengenoperationen, Summen- und Produktzeichen, Binomialkoeffizienten, Vektorprodukte, Grenzwertnotationen, Notationen der Differential- und Integralrechnung
- Grundlegende Kenntnisse zu verschiedenen Beweistechniken (direkt, indirekt, Widerspruch, vollständige Induktion)
- Grundlegende Kenntnisse zur Mengenlehre: Mengenoperationen, Mengenrelationen, Mächtigkeiten von Mengen, Intervallnotation, kartesische Produkte
- Darstellungsformen komplexer Zahlen, Formel von de Moivre, Potenzieren und Wurzelziehen von komplexen Zahlen; Modellierung von harmonischen Schwingungen mit komplexen Zahlen
- Analytische Geometrie: Darstellungsformen für Geraden und Ebenen
- Matrizenrechnung: Multiplikation, Rang einer Matrix, Gauß-Jordan-Verfahren zur Bestimmung der Inversen, Entwicklungssatz und Multiplikationssatz für Determinanten
- Lineare Gleichungssysteme: Klassifizierungen, Gauß’scher Eliminationsalgorithmus, Lösbarkeitskriterien, Lösungsfälle, Modellierung mit Matrizen
- Eigenschaften von Funktionen: Monotonie, Beschränktheit, Invertierbarkeit, Stetigkeit
- Grenzwerteigenschaften, -kriterien und -sätze für Folgen und Funktionen
- Eigenschaften stetiger Funktionen: Nullstellensatz, Zwischenwertsatz, Satz von Maximum und Minimum
- Polynomfunktionen: Fundamentalsatz der Algebra, Polynominterpolation
- Rationale Funktionen: Partialbruchzerlegung
- Eigenschaften der Exponential-, Logarithmus- und Hyperbelfunktionen
- Trigonometrische Funktionen im Dreieck und Einheitskreis, Additionstheoreme, Modellierung von harmonischen Schwingungen
- Grundlegende Begriffe und Techniken der Differentialrechnung: Differentiationsregeln, lineare Approximation, Mittelwertsatz der Differentialrechnung, Regel von de l’Hospital, iterative Näherungsverfahren (Newton Verfahren, direkte Fixpunktiteration)
- Grundlegende Begriffe und Techniken der eindimensionalen Integralrechnung: Riemannintegral, bestimmtes, unbestimmtes, uneigentliches Integral, Integrationsmethoden (partielle Integration, Substitution, numerische Integration), Hauptsatz der Differential- und Integralrechnung
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Beurteilungskriterien |
Schriftliche Übungsklausuren, Aufgabenstellungen und Präsentationen
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Lehrmethoden |
eigenständige Ausarbeitung von Aufgabenstellungen;
Präsentation und Diskussion an der Tafel
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Abhaltungssprache |
Deutsch |
Literatur |
wird in der Übung bekanntgegeben
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Lehrinhalte wechselnd? |
Nein |
Sonstige Informationen |
Die Lehrveranstaltungen VL Mathematik 1 und UE Mathematik 1 bilden eine zusammenhängende didaktische Einheit. Die dargestellten Lernergebnisse werden im Zusammenwirken der beiden Lehrveranstaltung erreicht.
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Äquivalenzen |
MEBPAUEMAT1: UE Mathematik 1 (2,5 ECTS)
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