Klasse 5 (SF)
Prüfungsplan
Winter-Semester 23/24
Prüfung I: 04.12.2023
Lineare Algebra & Komplexe Zahlen:
Relevante Aufgaben für die Prüfung: Aufgaben auf den Aufgabenblättern 1–10
Lernziele:
Lineare Gleichungssysteme der Grösse m x n aufstellen können, die Lösungsmenge mithilfe des Gauss'schen Eliminationsverfahrens bestimmen können, die Lösungsmenge interpretieren können, Anzahl Lösungen mit theoretischen Überlegungen bestimmen können, Fallunterscheidung durch Parametergleichungen führen können, Zeilen-Stufen Form bestimmen können.
Der Vektorbegriff in Rn, Vektoren darstellen können, mit Vektoren rechnen können (Addition/Subtraktion, Skalarmultiplikation) und die Berechnungen geometrisch interpretieren können.
Vektorräume, Definition eines Vektorraums kennen, bestimmen ob eine Menge einen Vektorraum bildet, bestimmen ob eine gewisse Teilmenge an Vektoren eine Basis bildet, Dimension eines Vektorraums bestimmen, Definition eines Unterraums kennen, bestimmen ob eine gewisse Teilmenge eines Vektorraums einen Unterraum bildet, die lineare Hülle von einem Satz Vektoren verstehen und (geometrisch) interpretieren können, lineare (Un)abhängigkeit von Vektoren nachweisen können, Rang einer Matrix bestimmen können.
Matrizen, Matrizen addieren/subtrahieren können, Matrizen skalarmultiplizieren können, bestimmen wann zwei Matrizen multipliziert werden können und die Matrixmultiplikation durchführen können.
Lineare Abbildungen, Linearitätseigenschaft kennen und wiedergeben können, Klassifizierung von Morphismen kennen und bei gegebenen linearen Abbildungen bestimmen können um was für einen Morphismus es sich handelt, Bild und Kern einer linearen Abbildung bestimmen und deren Dimension angeben können, den Rangsatz wiedergeben können und innerhalb von Berechnungen anwenden können, Abbildungsmatrix mithilfe gegebener Basen aus einer linearen Abbildung bestimmen können.
Determinante, Regel von Sarrus für 3 x 3 Matrizen anwenden können, Regel von Laplace für n x n Matrizen anwenden können, den Begriff der regulären und singulären Matrizen und ihre Eigenschaften kennen, geometrische Einordnung der Determinante machen können.
Inverse Matrix, Cramersche Formel (Berechnung durch Minoren) anwenden können, Gauss–Jordan Algorithmus anwenden können.
Eigenwerttheorie, charakteristisches Polynom aufstellen und die Eigenwerte berechnen können, für Polynome höheren Grades als zwei eine Lösung raten und Polynomdivision führen können, Diagonalisierung einer Matrix führen können, bestimmen ob eine Matrix diagonalisierbar ist, Eigenräume berechnen können, algebraische und geometrische Vielfachheiten bestimmen können, Basistransformationsmatrix aufstellen können, Vorteil einer Diagonalmatrix erkennen und in gewissen Situationen anwenden können.
Matrixexponential einer Matrix berechnen können, Potenzreihendarstellung der Exponentialfunktion kennen, den Vorteil einer Diagonalmatrix bezüglich dem Matrixexponential kennen und herleiten können.
Normalform von komplexen Zahlen kennen, Real- und Imaginärteil einer komplexen Zahl bestimmen können, elementare Rechenoperationen in Normalform führen können (Addition, Subtraktion, Multiplikation, Division)
Konjugation von komplexen Zahlen und deren Regeln zur Berechnung kennen und anwenden können.
Gauss'sche Zahlenebene kennen und komplexe Zahlen darin einzeichnen können, Addition/Subtraktion und Konjugation geometrisch interpretieren können.
Beweise zu den obigen Themen führen können, Beweise mithilfe von vollständiger Induktion führen können.
Sommer-Semester 23/24
Prüfung II: 10.06.2024
Analysis I:
Relevante Aufgaben für die Prüfung: Aufgaben auf den Aufgabenblättern 1–11
Lernziele:
Differentialrechnung in einer Variablen, den Differentialquotient kennen und in verschiedensten Kontexten verwenden können, Ableitungsregeln anwenden können.
Stetigkeit einer Funktion, die formale Definition mit dem epsilon-delta Kriterium kennen und bei Beweisführungen anwenden können, den Begriff der gleichmässigen Stetigkeit kennen und widergeben können, den Begriff der Lipschitz-Stetigkeit kennen und wiedergeben können.
Den Zwischenwertsatz kennen; wiedergeben können und in der Anwendung verwenden können, den Satz vom Minimum und Maximum kennen; wiedergeben können und in der Anwendung verwenden können, den Satz von Rolle kennen; wiedergeben können und in der Anwendung verwenden können, den Mittelwertsatz der Differentialrechnung kennen; wiedergeben können und in der Anwendung verwenden können.
Den Begriff eines Grenzwertes bei Funktionen kennen und in einfachen Situationen berechnen können, verschiedenste Situationen von Grenzverhalten einordnen und diese in der Anwendung verwenden können, die Grenzwertsätze kennen und anwenden können.
Die Regel von Bernoulli–de L'Hospital kennen und anwenden können, den Beweis der Regel mithilfe des verallgemeinerten Mittelwertsatz kennen.
Konvergenzkriterien für Reihen (Nullfolgenkriterium, Teleskopreihen, Minoranten- und Majorantenkriterium, Quotientenkriterium, Wurzelkriterium), geometrische Reihe, allgemeine harmonische Reihe, Potenzreihen
Die Taylorreihe einer beliebig oft differenzierbaren Funktion an einem Punkt berechnen können, den Satz von Taylor durch das Restglied nach Lagrange wiedergeben und anwenden können.
Das Newton–Raphson Verfahren zur Nullstellenbestimmung einer Funktion anwenden können und die Konstruktion der Iterationsformel verstehen.
Die Begriffe Injektivität, Surjektivität, Bijektivität, kennen und deren Definition wiedergeben können, Den Begriff der Umkehrfunktion kennen und zu einer einfachen bijektiven Funktion diese berechnen können, verstehen wann die Umkehrfunktion einer Funktion existiert und deren Eigenschaften in der Anwendung benutzen können, die Umkehrregel kennen und zur Bestimmung der Ableitung der Umkehrfunktion verwenden können, den Beweis der Umkehrregel mithilfe der Kettenregel verstehen und wiedergeben können.
Integralrechnung in einer Variablen, Definition des Riemannschen Integrals kennen und wiedergeben können, die Ober- und Untersummenkonstruktion des Riemannschen Integrals verstehen und in der Anwendung benutzen können, das Prinzip von Riemannschen Summen kennen und in der Anwendung verwenden können.
Den Begriff der Stammfunktion kennen und Integrale dadurch berechnen können, Fundamentalsatz der Analysis,
Das bestimmte Integral einer Funktion in einem Intervall geometrisch als Inhalt der Fläche begrenzt durch den Funktionsgraphen und der x-Achse in diesem Intervall verstehen, uneigentliche Integrale als Grenzwert verstehen und berechnen können.
Integrationsmethoden, partielle Integration anwenden können, Integration durch Substitution anwenden können, Integration durch Partialbruchzerlegung anwenden können.
Fourierreihen, reelle Fourierkoeffizienten einer gegebenen periodischen Funktion berechnen können, Werte von unendlichen Reihen mithilfe der Fourierreihe einer Funktion berechnen können.
Beweise zu den obigen Themen führen können, Beweise mithilfe von vollständiger Induktion führen können.