Inhalt

[ 281MANAMA1U20 ] UE Mathematik 1

Versionsauswahl
Workload Ausbildungslevel Studienfachbereich VerantwortlicheR Semesterstunden Anbietende Uni
3 ECTS B1 - Bachelor 1. Jahr Mathematik Susanne Saminger-Platz 2 SSt Johannes Kepler Universität Linz
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.
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)
  • 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
Beurteilungskriterien Schriftliche Übungsklausuren, Aufgabenstellungen und Präsentationen
Lehrmethoden eigenständige Ausarbeitung von Aufgabenstellungen; Präsentation und Diskussion an der Tafel
Abhaltungssprache Deutsch
Literatur wird in der Übung bekanntgegeben
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.
Äquivalenzen MEBPAUEMAT1: UE Mathematik 1 (2,5 ECTS)
Präsenzlehrveranstaltung
Teilungsziffer 35
Zuteilungsverfahren Zuteilung nach Reihenfolge