Schulprogramm Fachlehrpläne Mathematik Stufe EF
Unterrichtsvorhaben „Differentialrechnung ganzrationaler Funktionen“

Zeitrahmen Themen
4 Wochen
=
12 Stunden

Differentialrechnung ganzrationaler Funktionen

  • Ableitungsregel für Potenzfunktionen mit natürlichem Exponenten
  • Summen- und Faktorregel für ganzrationale Funktionen
  • Polynomgleichungen
  • Bestimmung von Extrempunkten mittels notwendigem und Vorzeichenwechselkriterium
  • Unterschied lokale und globale Extrema im Definitionsbereich
  • Lösen von inner- und außermathematischen Problemen


Angestrebter Kompetenzerwerb

  • Fettdruck: Vom Kernlehrplan verpflichtend vorgegebene Kompetenzerwartungen.
  • Normaldruck: Schulspezifische Kompetenzerwartungen.

Handlungsfeld „Ableitungsregeln“
  • Ich kann die Ableitungsregel für Potenzfunktionen mit natürlichem Exponenten nutzen.
  • Ich kann die Summen- und Faktorregel auf ganzrationale Funktionen anwenden.
  • Ich kann die Summen- und Faktorregel anwenden.
  • Ich kann entscheiden, wann ich die Summenregel und wann ich die Faktorregel anwenden muss.
  • Ich kann beide Regeln kombiniert anwenden.

Handlungsfeld „Polynomgleichungen“
  • Ich kann Polynomgleichungen, die sich durch einfaches Ausklammern oder Substituieren auf lineare und quadratische Gleichungen zurückführen lassen, ohne digitale Hilfsmittel lösen.
  • Ich kann bei Polynomgleichungen feststellen, welche sich durch Ausklammern auf lineare oder quadratische Gleichungen zurückführen lassen.
  • Ich kann den Summanden mit dem höchsten Exponenten ausklammern, um ein Produkt zu erhalten.
  • Ich kann den Begriff Substitution erklären.
  • Ich kann bei Polynomgleichungen feststellen, welche sich durch Substitution auf quadratische Gleichungen zurückführen lassen.
  • Ich kann die Lösungen, die ich mittels der Substitution erhalte, auf die Lösungen der Ausgangsgleichung zurückführen (Resubstitution).

Handlungsfeld „Extremwerte“
  • Ich kann das notwendige Kriterium und das Vorzeichenwechselkriterium zur Bestimmung von Extrempunkten verwenden.
  • Ich kann die notwendige Bedingung für eine relative Extremstelle xe einer differenzierbaren Funktion f benennen und erläutern.
    • Hat die Funktion f an der Stelle xe ein relatives Extremum, dann gilt f '(xe) = 0.
  • Ich kann benennen, dass die notwendige Bedingung erfüllt sein muss, damit die Stelle xe ein „Kandidat“ für eine Extremstelle sein kann.
  • Ich kann die hinreichende Bedingung für eine relative Extremstelle xe einer differenzierbaren Funktion f benennen und erläutern.
    • Gilt f '(xe) = 0 und liegt an der Stelle xe ein Vorzeichenwechsel von f ' vor, dann ist xe eine relative Extremstelle von f. Wechselt das Vorzeichen von f ' von - nach +, so handelt es sich um einen Tiefpunkt, wechselt es von + nach -, so liegt an der Stelle xe ein Hochpunkt vor.
  • Ich kann lokale und globale Extrema im Definitionsbereich unterscheiden.
  • Ich kann den Unterschied zwischen einem lokalen und einem globalen Extremum erklären.
  • Ich kann für die Funktion f den größten und/oder kleinsten Funktionswert f(xe) als globales Extremum interpretieren. Globale Extrema können auch am Rand eines Intervalls liegen, welche als Randextrema bezeichnet werden.
  • Ich kann am Graphen oder Term einer Funktion ablesbare Eigenschaften als Argumente beim Lösen von inner- und außermathematischen Problemen verwenden.
  • Ich kann Nullstellen, lokale und globale Extrema am Graphen einer Funktion ablesen.
  • Ich kann Nullstellen, lokale und globale Extrema berechnen und bei außermathematischen Problemen im Sachzusammenhang interpretieren.



Autorisation: Fachkonferenz Mathematik
Letzte Änderung: 09.04.2014