Das Buch der Natur ist in der Sprache der Mathematik geschrieben.
Galileo Galilei, 1564-1642

 Klasse 5

Arithmetik/Algebra – mit Zahlen und Symbolen umgehen

 

Schülerinnen und Schüler

Darstellen

·    stellen ganze Zahlen in der Stellenwerttafel, auf der Zahlengeraden und in Wortform dar

·    stellen Längen, Zeiten, Massen, Flächeninhalte und Geldwerte in Sachsituationen mit geeigneten Einheiten dar

Mögliche Ergänzungen:

o  nutzen das Dualsystem zur Darstellung natürlicher Zahlen, führen den Wechsel vom und zum Dezimalsystem in einfachen Fällen durch

o  verwenden die römische Zahldarstellung

Ordnen

·    ordnen und vergleichen Zahlen und runden ganze Zahlen

Operieren

·    führen mit natürlichen Zahlen alle Grundrechenarten schriftlich und im Kopf aus

·    addieren und multiplizieren ganze Zahlen

Anwenden

·    verwenden Fachausdrücke für Rechenterme korrekt

·    wenden Kommutativgesetze, Assoziativgesetze und das Distributivgesetz an

·    nutzen Überschläge zur Rechenkontrolle

·    benutzen Variable und einfache Gleichungen zur Lösung von Problemen

Systematisieren

·    bestimmen Anzahlen auf systematische Weise

Funktionen – Beziehungen und Veränderungen beschreiben und erkunden

 

Schülerinnen und Schüler

Darstellen

·    stellen Beziehungen zwischen Zahlen und zwischen Größen in Tabellen und Diagrammen dar

Interpretieren

·    lesen Informationen aus Tabellen und Diagrammen in einfachen Sachzusammenhängen ab

Geometrie – ebene und räumliche Strukturen nach Maß und Form erfassen

 

Schülerinnen und Schüler

Erfassen

·    verwenden die Grundbegriffe Punkt, Gerade, Strecke, Radius, Durchmesser und Abstand sachgerecht

·    erkennen parallele und orthogonale Geraden und Strecken und prüfen ihre Lagebeziehung mit dem Geodreieck nach

·    benennen und charakterisieren Rechtecke, Quadrate, Parallelogramme, Rauten, Trapeze und Kreise und identifizieren sie in ihrer Umwelt

·    benennen und charakterisieren rechtwinklige, gleichschenklige und gleichseitige Dreiecke und identifizieren sie in ihrer Umwelt

·    benennen und charakterisieren Quader und Würfel und identifizieren sie in ihrer Umwelt

Konstruieren

·    zeichnen bzw. konstruieren parallele und orthogonale Geraden, Rechtecke, Quadrate, Kreise und Dreiecke

·    führen Konstruktionen im ebenen Koordinatensystem durch

·    zeichnen Schrägbilder und Netze von Quadern und Würfeln und stellen die Körper her

Messen

·    schätzen und bestimmen Längen, Umfang und Flächeninhalt von Rechtecken, Dreiecken, Parallelogrammen und daraus zusammengesetzten Figuren

Stochastik – mit Daten und Zufall arbeiten

 

Schülerinnen und Schüler

Erheben

·    erheben Daten und fassen sie in Ur- und Strichlisten zusammen

Darstellen

·    stellen Häufigkeitstabellen zusammen und veranschaulichen diese mithilfe von Säulendiagrammen

Beurteilen

·    lesen und interpretieren statistische Darstellungen

 Klasse 6

Arithmetik/Algebra – mit Zahlen und Symbolen umgehen

 

Schülerinnen und Schüler

Darstellen

·    stellen einfache Bruchteile auf verschiedene Weise dar: handelnd, zeichnerisch an verschiedenen Objekten, durch Zahlensymbole und als Punkte auf der Zahlengerade

·    deuten einfache Bruchteile als Größen und einfache Brüche als Operatoren und Verhältnisse

·    nutzen das Grundprinzip des Kürzens und Erweiterns von Brüchen als Vergröbern bzw. Verfeinern der Einteilung

·    deuten Dezimalzahlen und Prozentzahlen als andere Darstellungsform für Brüche und stellen sie an der Zahlengerade dar

·    führen Umwandlungen zwischen Bruch, Dezimalzahl und Prozentzahl durch

·    bestimmen die Primfaktorzerlegung von natürlichen Zahlen

·    stellen Volumina in Sachsituationen mit geeigneten Einheiten dar

Ordnen

·    ordnen, vergleichen Dezimalzahlen und Bruchzahlen

·    runden Dezimalzahlen

Operieren

·    führen mit endlichen Dezimalzahlen und einfachen Brüchen alle Grundrechenarten schriftlich und im Kopf aus

·    bestimmen Teiler und Vielfache natürlicher Zahlen und wenden Teilbarkeitsregeln
für 2, 3, 5 und 10 an

·    bestimmen den ggT und das kgV von natürlichen Zahlen

Funktionen – Beziehungen und Veränderungen beschreiben und erkunden

 

Schülerinnen und Schüler

Darstellen

·    stellen Beziehungen zwischen Zahlen und zwischen Größen in Tabellen und Diagrammen dar

Interpretieren

·    erkunden Muster in Beziehungen zwischen Zahlen und stellen Vermutungen auf

·    erkennen prop. und antiprop. Zuordnungen in Sachzusammenhängen und prüfen entsprechende Vermutungen rechnerisch nach

Anwenden

·    nutzen gängige Maßstabsverhältnisse

·    lösen Problemstellungen im Zusammenhang mit prop. und antiprop. Zuordnungen mit Hilfe des Dreisatzes

Geometrie – ebene und räumliche Strukturen nach Maß und Form erfassen

 

Schülerinnen und Schüler

Erfassen

·    verwenden zusätzlich die Grundbegriffe Winkel, achsensymmetrisch, punktsymmetrisch sachgerecht zur Beschreibung ebener und räumlicher Figuren

Konstruieren

·    konstruieren Winkel und Bilder bei Achsenspiegelungen, Punktspiegelungen und Verschiebungen

Messen

·    schätzen und bestimmen Längen, Winkel, Umfänge von Vielecken sowie Oberflächen und Volumina von Quadern

Stochastik – mit Daten und Zufall arbeiten

 

Schülerinnen und Schüler

Darstellen

·    veranschaulichen Häufigkeitstabellen mithilfe von Kreisdiagrammen

Auswerten

·    bestimmen relative Häufigkeiten, arithmetisches Mittel und Median

 Klasse 7

Arithmetik/Algebra – mit Zahlen und Symbolen umgehen

 

Schülerinnen und Schüler

Ordnen / Operieren

·    ordnen und vergleichen rationale Zahlen

·    führen Grundrechenarten für rationale Zahlen aus (Kopfrechnen und schriftliche Rechenverfahren)

·    fassen Terme zusammen, multiplizieren sie aus und faktorisieren sie mit einem einfachen Faktor

·    lösen lineare Gleichungen sowohl durch Probieren als auch algebraisch und grafisch und nutzen die Probe als Rechenkontrolle

Anwenden

·    verwenden ihre Kenntnisse über rationale Zahlen und lineare Gleichungen zur Lösung inner- und außermathematischer Probleme

 

Funktionen – Beziehungen und Veränderungen beschreiben und erkunden

 

Schülerinnen und Schüler

Darstellen

·    stellen Zuordnungen mit eigenen Worten, in Wertetabellen, als Grafen und in Termen dar und wechseln zwischen diesen Darstellungen

Interpretieren

·    interpretieren Grafen von Zuordnungen und Terme linearer funktionaler Zusammenhänge

Anwenden

·    identifizieren proportionale, antiproportionale und lineare Zuordnungen in Tabellen, Termen und Realsituationen

·    wenden die Eigenschaften von proportionalen, antiproportionalen und linearen Zuordnungen sowie einfache Dreisatzverfahren zur Lösung außer- und innermathematischer Problemstellungen an

·    berechnen Prozentwert, Prozentsatz und Grundwert in Realsituationen (auch Zinsrechnung)

 

Geometrie – ebene und räumliche Strukturen nach Maß und Form erfassen

 

Schülerinnen und Schüler

Konstruieren

·    zeichnen Dreiecke aus gegebenen Winkel- und Seitenmaßen

Anwenden

·    erfassen und begründen Eigenschaften von Figuren mithilfe von Symmetrie, einfachen Winkelsätzen

 

Stochastik – mit Daten und Zufall arbeiten

 

Schülerinnen und Schüler

Erheben

·    planen Datenerhebungen, führen sie durch und nutzen zur Erfassung auch eine Tabellenkalkulation

Darstellen

·    veranschaulichen ein- und zweistufige Zufallsexperimente mithilfe von Baumdiagrammen

Klasse 8

Arithmetik/Algebra – mit Zahlen und Symbolen umgehen

 

Schülerinnen und Schüler

Operieren

·    wenden das Radizieren als Umkehren des Potenzierens an; sie berechnen und überschlagen Quadratwurzeln einfacher Zahlen im Kopf

·    führen Grundrechenarten für rationale Zahlen aus (Kopfrechnen und schriftliche Rechenverfahren)

·    fassen Terme zusammen, multiplizieren sie und nutzen binomische Formeln als Rechenstrategie

·    lösen lineare Gleichungssysteme mit zwei Variablen sowohl durch Probieren als auch algebraisch und grafisch und nutzen die Probe als Rechenkontrolle

Anwenden

·    verwenden ihre Kenntnisse über rationale Zahlen und lineare Gleichungssysteme zur Lösung inner- und außermathematischer Probleme

Systematisieren

·    unterscheiden rationale und irrationale Zahlen

 

Geometrie – ebene und räumliche Strukturen nach Maß und Form erfassen

 

Schülerinnen und Schüler

Erfassen

·    benennen und charakterisieren Prismen und Zylinder und identifizieren sie in ihrer Umwelt

Messen

·    schätzen und bestimmen Umfang und Flächeninhalt von Kreisen und zusammengesetzten Figuren, sowie Oberflächen und Volumina von Prismen und Zylindern

Anwenden

·    erfassen und begründen Eigenschaften von Figuren mithilfe der Kongruenz

 

Stochastik – mit Daten und Zufall arbeiten

 

Schülerinnen und Schüler

Darstellen

·    nutzen Median, Spannweite und Quartile zur Darstellung von Häufigkeitsverteilungen als Boxplots

Auswerten

·    benutzen relative Häufigkeiten von langen Versuchsreihen zur Schätzung von Wahrscheinlichkeiten

·    verwenden ein- oder zweistufige Zufallsversuche zur Darstellung zufälliger Erscheinungen in alltäglichen Situationen

·    bestimmen Wahrscheinlichkeiten bei einstufigen Zufallsexperimenten mithilfe der Laplace-Regel

·    bestimmen Wahrscheinlichkeiten bei zweistufigen Zufallsexperimenten mithilfe der Pfadregeln

Beurteilen

·    interpretieren Spannweite und Quartile in statistischen Darstellungen

 

 Klasse 9

Arithmetik/Algebra – mit Zahlen und Symbolen umgehen

 

Schülerinnen und Schüler

Darstellen

·    lesen und schreiben Zahlen in Zehnerpotenz-Schreibweise und erläutern die Potenzschreibweise mit ganzzahligen Exponenten

Operieren

·    lösen einfache quadratische Gleichungen, d.h. quadratische Gleichungen, auf die ein Lösungsverfahren (z.B. Faktorisieren, pq-Formel) unmittelbar angewendet werden kann

Anwenden

·    verwenden ihre Kenntnisse über quadratische Gleichungen zum Lösen inner- und außermathematischer Probleme

 

Funktionen – Beziehungen und Veränderungen beschreiben und erkunden

 

Schülerinnen und Schüler

Darstellen

·    stellen lineare und quadratische Funktionen mit eigenen Worten, in Wertetabellen, Grafen und in Termen dar, wechseln zwischen diesen Darstellungen und benennen ihre Vor- und Nachteile

·    stellen die Sinusfunktion mit eigenen Worten, in Wertetabellen, Grafen und in Termen dar

Interpretieren

·    deuten die Parameter der Termdarstellungen von linearen und quadratischen Funktionen in der grafischen Darstellung und nutzen dies in Anwendungssituationen

Anwenden

·    wenden lineare und quadratische Funktionen zur Lösung außer- und innermathematischer Problemstellungen an

·    wenden exponentielle Funktionen zur Lösung außermathematischer Problemstellungen aus dem Bereich Zinseszins an

·    verwenden die Sinusfunktion zur Beschreibung einfacher periodischer Vorgänge

 

Geometrie – ebene und räumliche Strukturen nach Maß und Form erfassen

 

Schülerinnen und Schüler

Erfassen

·    benennen und charakterisieren Körper (Pyramiden, Kegel, Kugeln) und identifizieren sie in ihrer Umwelt

Konstruieren

·    skizzieren Schrägbilder, entwerfen Netze von Zylindern, Pyramiden und Kegeln und stellen die Körper her

·    vergrößern und verkleinern einfache Figuren maßstabsgetreu

Messen

·    schätzen und bestimmen Oberflächen und Volumina von Pyramiden, Kegeln und Kugeln

Anwenden

·    berechnen geometrische Größen und verwenden dazu den Satz des Pythagoras und die Definitionen von Sinus, Kosinus und Tangens und begründen Eigenschaften von Figuren mithilfe des Satzes des Thales

·    beschreiben und begründen Ähnlichkeitsbeziehungen geometrischer Objekte und nutzen diese im Rahmen des Problemlösens zur Analyse von Sachzusammenhängen

 

Stochastik – mit Daten und Zufall arbeiten

 

Schülerinnen und Schüler

Beurteilen

·    analysieren grafische statistische Darstellungen kritisch und erkennen Manipulationen

·    nutzen Wahrscheinlichkeiten zur Beurteilung von Chancen und Risiken und zur Schätzung von Häufigkeiten

 Jgst. 11

Koordinatengeometrie
Gerade, Parabel, Kreis
Kreistangente, Parabeltangente
Lineare Gleichungssysteme zur Bestimmung von Geraden und Parabeln
Beschreibende Statistik
Erfassen, Darstellen und Aufbereiten statistischer Daten
Statistische Kenngrößen (Mittelwerte, Streuungsmaße)
Interpretieren und Bewerten von Kenngrößen
Ausgleichsgerade, Regression, Korrelation
Differentialrechnung ganzrationaler Funktionen
Mittlere Änderungsrate, durchschnittliche Steigung, Sekante, Differenzenquotient
Momentane Änderungsrate, lokale Steigung, Tangente, Grenzprozess des Differenzenquotienten
Ableitung und Ableitungsfunktion, Tangentengleichung
Ableitungsregeln für ganzrationale Funktionen
Untersuchung ganzrationaler Funktionen bzgl. Nullstellen, Symmetrie,
Steigungsverhalten/Hoch- und Tiefpunkte, Krümmungsverhalten/Wendepunkte


 Jgst. 12/13 Gk

Mathematik Oberstufe Grundkurse 12 und 13
Analysis
Fortführung der Differentialrechnung
• Bestimmung ganzrationaler Funktionen in Sachzusammenhängen
• Untersuchung weiterer Funktionenklassen. benötigte Ableitungsregeln
• Extremwertprobleme.
Integralrechnung
• Produktsummen, Untersuchung von Wirkungen
• Stammfunktion, bestimmtes Integral, Eigenschaften bestimmter Integrale
• Integralfunktion, Hauptsatz (mit anschaulichem Stetigkeitsbegriff)
• Flächenberechnung durch Integration
• ein Verfahren zur numerischen Integration
• uneigentliche Integrale
Lineare Algebra / Geometrie
Lineare Gleichungssysteme und vektorielle Geometrie
• lineare Gleichungssysteme für n > 2, Matrix-Vektor-Schreibweise
• systematisches Lösungsverfahren von linearen Gleichungssystemen
• Lösung unterbestimmter linearer Gleichungssysteme
• Rechnen mit Vektoren
• Parameterformen von Geraden- und Ebenengleichungen
• Koordinatenform von Ebenengleichungen
• Lagebeziehungen von Geraden und Ebenen
• Standard-Skalarprodukt mit den Anwendungen Orthogonalität, Winkel
und Länge von Vektoren
Matrizen (Alternative 1)
• Abbildungsmatrizen, schräge Parallelprojektionen
• Matrizenmultiplikation als Abbildungsverkettung
Matrizen (Alternative 2)
• Übergangsmatrizen, Materialverflechtung oder stochastische Matrizen
• Matrizenmultiplikation als Verkettung von Übergängen
Stochastik
Wahrscheinlichkeitsrechnung
• Wahrscheinlichkeit
• Bedingte Wahrscheinlichkeit, Unabhängigkeit
• Zufallsgröße, Wahrscheinlichkeitsverteilung, Erwartungswert, Standardabweichung
• Binomialverteilung
Beurteilende Statistik (Alternative 1)
• Testen von Hypothesen
Beurteilende Statistik (Alternative 2)
• Schätzen von Parametern.
Obligatorik
• Orientierungswissen in allen drei Gebieten
• Vorbereitung auf selbstständiges wissenschaftliches Arbeiten

Jgst. 12/13  Lk

Analysis
Fortführung der Differentialrechnung
• Bestimmung ganzrationaler Funktionen in Sachzusammenhängen
• Ableitungsregeln (Produkt-, Quotienten-, Kettenregel, Ableitung der Umkehrfunktion)
• Untersuchung von Exponentialfunktionen und weiteren Funktionenklassen
• Untersuchung von Funktionenscharen
• Extremwertprobleme.
Integralrechnung
• Produktsummen, Untersuchung von Wirkungen
• Stammfunktion, Integrierbarkeit, bestimmtes Integral, Eigenschaften bestimmter Integrale
• Integralfunktion, Hauptsatz
• Zusammenhang Integrierbarkeit - Stetigkeit - Differenzierbarkeit
• Beziehungen zwischen Ableitungs- und Integrationsregeln
• Flächenberechnung durch Integration
• ein Verfahren zur numerischen Integration
• uneigentliche Integrale
Lineare Algebra / Geometrie
Lineare Gleichungssysteme und vektorielle Geometrie
• lineare Gleichungssysteme für n > 2, Matrix-Vektor-Schreibweise
• systematisches Lösungsverfahren von linearen Gleichungssystemen
• Lösung unterbestimmter linearer Gleichungssysteme
• Rechnen mit Vektoren
• Lineare Abhängigkeit, Basis, Dimension, Erzeugendensysteme
• Parameterformen von Geraden- und Ebenengleichungen
• Standard-Skalarprodukt mit den Anwendungen Orthogonalität, Winkel
und Länge von Vektoren
• Normalenform von Ebenengleichungen
• Lagebeziehungen von Geraden und Ebenen, Schnittwinkel von Geraden und Ebenen
• Abstandsprobleme.
Matrizen (Alternative 1)
• Abbildungsmatrizen, Parallelprojektionen
• Matrizenmultiplikation als Abbildungsverkettung, inverse Matrizen und Abbildungen
• Gruppenstruktur bzgl. der Matrizenmultiplikation
• Eigenwertprobleme.
Matrizen (Alternative 2)
Übergangsmatrizen, stochastische Matrizen
Matrizenmultiplikation als Verkettung von Übergängen
Gruppenstruktur bzgl. der Matrizenmultiplikation
Fixvektoren
Stochastik
Wahrscheinlichkeitsrechnung
Wahrscheinlichkeit
Bedingte Wahrscheinlichkeit, Unabhängigkeit, Satz von Bayes
Zufallsgröße, Wahrscheinlichkeitsverteilung, Erwartungswert, Standardabweichung
Binomialverteilung
Normalverteilung, Formeln von de Moivre-Laplace.
Beurteilende Statistik
Testen von Hypothesen
Schätzen von Parametern.
Verknüpfung der Stochastik mit Analysis oder Linearer Algebra
Verknüpfung der Stochastik mit der Analysis über stetige Zufallsgrößen oder mit der Linearen Algebra über stochastische Matrizen/Markovketten.