Schulprogramm Fachlehrpläne Mathematik Stufen Q1/Q2 Grundkurs
Unterrichtsvorhaben „Fortführung der Differentialrechnung“

Vorbemerkung

  • Stellen extremaler Steigung eines Funktionsgraphen werden im Rahmen geeigneter Kontexte (z. B.Besucherströme in einen Freizeitpark/zu einer Messe und erforderlicher Personaleinsatz) thematisiert und dabei der zweiten Ableitung eine anschauliche Bedeutung als Zu- und Abnahmerate der Änderungsrate der Funktion verliehen.
  • Die Bestimmung der extremalen Steigung erfolgt zunächst über das Vorzeichenwechselkriterium (an den Nullstellen der zweiten Ableitung).
  • Zu Beginn des Unterrichtsvorhabens "Exponentialfunktionen" sollte eine Auffrischung der bereits in der Einführungsphase erworbenen Kompetenzen durch eine arbeitsteilige Untersuchung verschiedener Kontexte z. B. in Gruppenarbeit mit Präsentation stehen (Wachstum und Zerfall).
  • Im Anschluss werden die Eigenschaften einer allgemeinen Exponentialfunktion zusammengestellt. Der GTR unterstützt dabei die Klärung der Bedeutung der verschiedenen Parameter und die Veränderungen durch Transformationen.
  • Die Frage nach der Ableitung an einer Stelle führt zu einer vertiefenden Betrachtung des Übergangs von der durchschnittlichen zur momentanen Änderungsrate. In einem Tabellenkalkulationsblatt wird für immer kleinere h das Verhalten des Differenzenquotienten beobachtet.
  • Umgekehrt suchen die Lernenden zu einem gegebenen Ableitungswert die zugehörige Stelle.
  • Dazu könnten sie eine Wertetabelle des Differenzenquotienten aufstellen, die sie immer weiter verfeinern oder in der Grafik ihres GTR experimentieren, indem sie Tangenten an verschiedenen Stellen an die Funktion legen. Mit diesem Ansatz kann in einem DGS auch der Graph der Ableitungsfunktion als Ortskurve gewonnen werden.
  • Abschließend wird noch die Basis variiert. Dabei ergibt sich quasi automatisch die Frage, für welche Basis Funktion und Ableitungsfunktion übereinstimmen.
  • Im Zusammenhang mit der Modellierung von Wachstumsprozessen durch natürliche Exponentialfunktionen mit linearen Exponenten wird die Kettenregel eingeführt, um auch (hilfsmittelfrei) Ableitungen für die entsprechenden Funktionsterme bilden zu können.
  • An mindestens einem Beispiel sollte auch ein beschränktes Wachstum untersucht werden.
  • An Beispielen von Prozessen, bei denen das Wachstum erst zu- und dann wieder abnimmt (Medikamente, Fieber, Pflanzen), wird eine Modellierung durch Produkte von ganzrationalen Funktionen und Exponentialfunktionen erarbeitet.


Zeitrahmen Themen
10 Wochen
=
30 Stunden

Fortführung der Differentialrechnung

  • Notwendige und hinreichende Kriterien zur Bestimmung von Extrem- und Wendepunkten
  • Beschreibung des Krümmungsverhaltens des Graphens eine Funktion mithilfe der 2. Ableitung
  • Interpretation der Parameter von Funktionen in Anwendungszusammenhängen
  • Behandlung von Steckbriefaufgaben
  • Ableitungsregeln
    • Potenzregel
    • Summenregel
    • Faktorregel
    • Produktregel
  • Verknüpfungen von Funktionen
    • Summe
    • Differenz
    • Produkt
    • Quotient
    • Verkettung
  • Kettenregel und Kombination von Produktregel und Kettenregel
  • Eigenschaften von Exponentialfunktionen
  • Untersuchung von Wachstums- und Zerfallsvorgängen mithilfe funktionaler Ansätze


Angestrebter Kompetenzerwerb

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

Handlungsfeld „Funktionsuntersuchungen“
  • Ich kann notwendige Kriterien und Vorzeichenwechselkriterien sowie weitere hinreichende Kriterien zur Bestimmung von Extrem- und Wendepunkten verwenden.
    • Ich kann die Begriffe "Kriterium", "notwendiges Kriterium" und "hinreichendes Kriterium" in nichtmathematischen Sachverhalten erklären.
      • Der Bergriff "Kriterium" ist am besten mit "Erkennungsmerkmal", "Eigenschaft" oder "Bedingung" zu übersetzen.
      • Ein sogenanntes "notwendiges Kriterium" ist ein Erkennungsmerkmal, das für einen bestimmten Sachverhalt zwar notwendig ist, aber nicht ausreicht.
        • Beispiel:
        • Ein Fahrzeug muss einen Motor haben, damit es ein Auto ist. Ein "notwendiges Kriterium" für ein Auto lautet also: "muss einen Motor haben".
      • Wenn ein Fahrzeug nun einen Motor hat, dann muss es aber nicht zwangsläufig ein Auto sein, denn es kann ja auch ein Motorrad oder ein Schiff sein.
      • Das Kriterium "hat einen Motor" ist also keine ausreichende Bedingung. Anstatt "ausreichende Bedingung" sagt man in der Mathematik "hinreichende Bedingung" oder "hinreichendes Kriterium".
      • Wie aber lautet nun ein hinreichendes Kriterium dafür, dass ein Auto vorliegt?
        • Ein hinreichendes Kriterium für ein Auto wäre zum Beispiel:
        • Hat einen Motor und vier Räder.
        • Wenn ein Fahrzeug einen Motor und vier Räder hat, dann muss es ein Auto sein, denn ein Schiff het keine Räder und ein Motorrad hat zwei Räder.
        • Natürlich gibt es noch andere hinreichende Kriterien für ein Auto, wie zum Beispiel:
        • Hat einen Motor und wird von VW vertrieben.
        • Da VW weder Schiffe noch Motorräder verkauft, reicht dieses Kriterium aus, um zu beweisen, dass es sich um ein Auto handelt.
    • Ich kann die Definition für ein lokales Maximum einer Funktion f und für ein lokales Minimum einer Funktion f richtig benennen.
      • Die Funktion f sei auf einem Intervall I definiert. Der Funktionswert f(x0) heißt
        • lokales Maximum von f, wenn es eine Umgebung U(x0) gibt, so dass für alle Werte x aus der Schnittmenge von U(x0) und I gilt: f(x) ≤ f(x0).
        • lokales Minimum von f, wenn es eine Umgebung U(x0) gibt, so dass für alle Werte x aus der Schnittmenge von U(x0) und I gilt: f(x) ≥ f(x0).
    • Ich kenne folgende Bezeichnung:
      • Ist der Funktionswert f(x0) ein Maximum oder ein Minimum, nennt man ihn auch Extremwert und x0 eine Extremstelle (Maximum- bzw. Minimumstelle).
    • Ich kenne die Bezeichnungen "globales Maximum", "globales Minimum" und "Randextremum".
    • Ich kann folgenden mathematischen Satz (Notwendige Bedingung für innere Extremstellen) richtig benennen und anwenden.
      • Die Funktion f sei auf einem Intervall I differenzierbar und x0 eine innere Stelle von I. Wenn f an der Stelle x0 einen Extremwert hat, dann ist f '(x0) = 0 .
    • Ich kenne folgende Verallgemeinerung: Statt zu sagen "Wenn A, dann B", sagt man auch "B ist notwendig für A".
    • Ich kann folgenden mathematischen Satz (Erste hinreichende Bedingung für innere Extremstellen; Vorzeichenwechsel von f '(x)) richtig benennen und anwenden.
      • Die Funktion f sei auf einem Intervall I differenzierbar und x0 eine innere Stelle von I. Wenn f '(x0) = 0  ist und f '(x) für zunehmende Werte von x bei x0 von
        • positiven zu negativen Werten wechselt (+/–)-VZW, dann hat die Funktion f ein lokales Maximum an der Stelle x0.
        • negativen zu positiven Werten wechselt (–/+)-VZW, dann hat die Funktion f ein lokales Minimum an der Stelle x0.
    • Ich kann folgenden mathematischen Satz (Zweite hinreichende Bediungung für innere Extremstellen über die zweite Ableitung f ") richtig benennen und anwenden.
      • Die Funktion f sei auf einem Intervall I zweimal differenzierbar. Gilt für eine innere Stelle x0 von I
        • f '(x0) = 0 und f "(x0) < 0 , dann hat die Funktion f an der Stelle x0 ein lokales Maximum.
        • f '(x0) = 0 und f "(x0) > 0 , dann hat die Funktion f an der Stelle x0 ein lokales Minimum.
    • Ich kenne folgende Verallgemeinerung: Statt zu sagen "Wenn A, dann B", sagt man auch "A ist hinreichend für B".
    • Ich kann das Verfahren zur Ermittlung aller Extremwerte einer Funktion f in einem Intervall I richtig anwenden.
      • Untersuche die Stellen, die sich als Lösung der Gleichung f '(x0) = 0 ergeben.
      • Untersuche das Verhalten an den Randstellen von I.
    • Ich kenne den Begriff "Wendestelle".
      • Eine innere Stelle x0 von einem Intevall I heißt Wendestelle einer Funktion f, wenn im zugehörigen Punkt W (x0 |f(x0)) der Graph von einer Linkskurve in eine Rechtskurve übergeht oder umgekerht.
    • Ich weiß, dass ein Wendepunkt mit waagerechter Tangente Sattelpunkt heißt.
    • Ich kann den Zusammanhang erläutern, dass die Wendestellen einer Funktion lokale Extremstellen der Ableitungsfunktion f ' sind und als solche ermittelt werden können.
    • Ich kann folgenden mathematischen Satz (Notwendige Bedingung für Wendestellen) richtig benennen und anwenden.
      • Die Funktion f sei auf einem Intervall I zweimal differenzierbar und x0 eine innere Stelle von I. Wenn f an der Stelle x0 eine Wendestelle hat, dann ist f "(x0) = 0 .
    • Ich kann folgenden mathematischen Satz (Erste hinreichende Bedingung für Wendestellen) richtig benennen und anwenden.
      • Die Funktion f sei auf einem Intervall I differenzierbar und x0 eine innere Stelle von I. Wenn f "(x0) = 0  ist und f "(x) bei x0 einen Vorzeichenwechsel (VZW) hat, dann ist x0 eine Wendestelle.
    • Ich kann folgenden mathematischen Satz (Zweite hinreichende Bediungung für Wendestellen) richtig benennen und anwenden.
      • Die Funktion f sei auf einem Intervall I dreimal differenzierbar und x0 eine innere Stelle von I. Wenn f "(x0) = 0 und f '"(x0) ≠ 0 ist, dann ist x0 eine Wendestelle.
  • Ich kann das Krümmungsverhalten des Graphen einer Funktion mithilfe der 2. Ableitung beschreiben.
    • Ich weiß, dass der zu einem Intervall I gehörende Graph einer differenzierbaren Funktion f Linkskurve heißt, wenn f´streng monoton zunehmend ist.
    • Ich weiß, dass der zu einem Intervall I gehörende Graph einer differenzierbaren Funktion f Rechtskurve heißt, wenn f´streng monoton abnehmend ist.
    • Ich weiß, dass sich nach dem Monotoniesatz das Krümmungsverhalten des Graphen daher mit der Ableitung f " von f ' (also mithilfe der 2. Ableitung) bestimmen lässt.
      • Gilt f "(x) > 0 in I, ist f ' monoton zunehmend; es liegt eine Linkskurve vor.
      • Gilt f "(x) < 0 in I, ist f ' monoton abnehmend; es liegt eine Rechtskurve vor.
    • Ich weiß, dass beim Übergang von einer Linkskurve in eine Rechtskurve die Tangentensteigung von zunehmenden Werten übergeht zu abnehmenden Werten. Daher hat die Ableitung f ' an einer solchen Stelle ein lokales Maximum.
    • Ich weiß, dass beim Übergang von einer Rechtskurve in eine Linkskurve die Tangentensteigung von abnehmenden Werten übergeht zu zunehmenden Werten. Daher hat die Ableitung f ' an einer solchen Stelle ein lokales Minimum.

Handlungsfeld „Funktionsbestimmungen“
  • Ich kann Parameter von Funktionen im Anwendungszusammenhang interpretieren.
  • Ich kann Parameter einer Funktion mihilfe von Bedingungen, die sich aus dem Kontext ergeben, bestimmen ("Steckbriefaufgaben").
    • Ich weiß, dass eine Steckbriefaufgabe im wesentlichen das Gegenteil einer Kurvendiskussion ist. Aus gegebenen Charakteristika einer Funktion (Nullstellen, Extremstellen, Wendestellen, Tangentensteigungen etc) muss eine Funktionsgleichung hergeleitet werden.
    • Die Herangehensweise an Steckbriefprobleme ist im Grunde genommen für alle Probleme gleich. Nur die Art der Funktion (ganzrationale Funktion, Exponentialfunktion, etc) kann sich unterscheiden.
      • Schritt 1: Aufstellen der allgemeinen gesuchten Funktion
        • Wie oben beschrieben ist das Ziel einer Steckbriefaufgabe das Herleiten einer Funktion aus ihren gegebenen Charakteristika. Dazu muss aber zuerst einmal bekann sein, um was für eine Art von Funktion es sich handelt.
        • Ganzrationale Funktion n-ten Grades: f(x) = anxn + ... a1x + a0
        • Exponentialfunktion: f(x) = b·ax
      • Schritt 2: Herausfiltern der gegebenen Charakteristika der Funktion
        • Im zweiten Schritt ist es nun nötig, bestimmte Informationen aus dem Text zu entnehmen, die sich auf Charakteristika der Funktion beziehen. Beispielsweise könnte die Position eines Tiefpunktes gegeben sein. Daraus kann man folgern, dass die Ableitung der gesuchten Funktion an dieser Stelle 0 sein muss. Falls sogar die genaue Position (x- und y-Koordinate) gegeben sein sollten, hätte man somit auch noch die Information über den Funktionswert an dieser Stelle.
        • Es gilt folgende Merkregel über die Anzahl der Informationen für eine eindeutige Lösung:
          • Die Anzahl der verschiedenen Informationen, die für eine eindeutige Lösung des Problems benötigt werden, ist gleich der Anzahl der Unbekannten in der allgemeinen Funktionsgleichung, die dem Problem zugeordnet werden kann.
      • Schritt 3: Aufstellen und Lösen eines linearen Gleichungssystems
        • Mit Hilfe der allgemeinen Funktionsgleichung (und ihrer Albeitungen) lässt sich nun ein Gleichungssystem aufstellen, wobei jede Information in einer Gleichung verwertet wird.
        • Das entsprechende Gleichungssystem ist anschließend zu lösen.
        • Setzt man die gewonnenen Lösungen in die allgemeine Funktion ein, so erhält man die gesuchte Funktionsgleichung.
      • Schritt 4: Kontrolle des Ergebnisses
        • Die Kontrolle ist nötig, das nur notwendige Bedingungen bei der Aufstelllung des Gleichungssystems verwendet werden.
    • Speziell für die Bestimmung von ganzrationalen Funktionen gilt folgende Strategie:
      • Formulieren der gegebenen Bediungungen mithilfe von f, f ', f " usw.
      • Bei n+1 Bedingungen Ansetzen einer Funktion vom Grad n; Aufstellen des Gleichungssystems
      • Lösen des Gleichungssystems; Angabe der gefundenen Funktion
      • Kontrolle des Ergebnisses
      • Ist der Graph der gesuchten Funktion achsensymmetrisch zur y-Achse oder punktsymmetrisch zum Ursprung, kann dies bereits beim Ansatz berücksichtigt werden. Hierdurch vereinfacht sich das Gleichungssystem.

Handlungsfeld „Ableitungsregeln“
  • Ich kann die Ableitungen von Potenzfunktionen mit ganzzahligen Exponenten bilden.
    • Ich kann folgenden mathematischen Satz richtig benennen und anwenden (Potenzregel)
      • Für f(x)=xk mit k ∈ Z  ist f '(x)=k · xk–1
    • Ich kann die Summenregel und die Faktorregel richtig benennen und anwenden.
      • Für f(x) = g(x) + h(x) gilt: f '(x) = g '(x) + h '(x).
      • Für f(x) = c · g(x) mit c ∈ R gilt:  f '(x) = c · g '(x).
    • Ich kann die Produktregel richtig benennen und anwenden.
      • Für f(x) = u(x) · v(x) gilt:  f '(x) = u '(x) · v(x) + u(x) · v '(x)
  • Ich kann die Ableitungen der natürlichen Exponentialfunktion bilden.
    • Ich kann folgenden mathematischen Satz richtig benennen und anwenden:
      • Die natürliche Exponentialfunktion f mit f(x) = ex hat die Ableitungsfunktion f ' mit f '(x) = ex .
    • Ich kann folgenden mathematischen Satz richtig benennen und anwenden:
      • Die Funktion f mit f(x) = ev(x) ist eine Verkettung der Funktion  v: x → v(x) mit der Exponentialfunktion u: v → u(v) = ev . Existiert die Ableitung v ', so gilt nach der Kettenregel  f '(x) = ev(x) · v '(x) .
      • Ist insbesondere v eine lineare Funktion mit v(x) = mx + c, also f(x) = emx + c , so ist f '(x) = m · emx + c .
  • Ich kann in einfachen Fällen zusammengesetzte Funktionen bilden (Summe, Produkt, Verkettung).
    • Ich kann folgende Zusammenhänge richtig benennen und anwenden:
      • Gegeben sind zwei Funktionen f(x) und g(x). Diese können auf unterschiedliche Weise zu einer neuen Funktion h(x) verknüpft werden:
        • h(x) = f(x) + g(x) „Summe“
        • h(x) = f(x) – g(x) „Differenz“
        • h(x) = f(x) · g(x) „Produkt“
        • h(x) = f(x) / g(x) „Quotient“
      • Wenn f(x) und g(x) allerdings in der Form f(g(x)) miteinander verknüpft werden, spricht man von Verkettung (manchmal auch Komposition bzw. Hintereinanderausführung genannt).
        • h(x) = f(g(x)) bzw. h(x) = (f ° g) (x) „Verkettung“
          • Auf das Argument x wird zuerst die Funktion g(x) angewendet. Deren Funktionswert bildet dann das Argument für die Funktion f(x), die dann den Funktionswert von h(x) liefert.
          • f ist die sogenannte äußere Funktion, g ist die sogenannte innere Funktion.
    • Ich kann zwei gegebene Funktionen miteinander verketten.
    • Ich kann eine verkettete Funktion in die äußere und die innere Funktion zerlegen.
    • Ich kann folgenden mathematischen Satz richtig benennen und anwenden (Kettenregel):
      • Ist f = u ° v  bzw. f(x) = u(v(x)) eine Verkettung zweier differenzierbarer Funktionen u und v, so ist auch f differenzierbar, und es gilt: f '(x) = u '(v(x)) · v '(x). Kurz: Ableitung der äußeren Funktion mal innere Ableitung.
  • Ich kann die Kettenregel auf Verknüpfungen der natürlichen Exponentialfunktion mit linearen Funktionen anwenden.
    • Beispiel: f(x) = e3x-2; f '(x) = 3 · e3x-2
  • Ich kann die Produktregel auf Verknüpfungen von ganzrationalen Funktionen und Exponentialfunktionen anwenden.
    • Beispiel: f(x) = (x2 + 2x) · e1-x; f '(x) = (–x2 + 2) · e1-x
  • Ich kann die Eigenschaften von Exponentialfunktionen beschreiben.
    • Funktionsgleichung:    
      • y = bx (Exponentialfunktion zur Basis b, b>0 und b≠1)
    • Definitionsmenge:
      • IR
    • Grundeigenschaft:   
      • Jedes Mal, wenn x um s wächst, wird der Funktionswert mit dem Faktor bs multipliziert.
    • Der Graph   
      • ist streng monoton steigend für b>1
      • und streng monoton fallend für 0<b<1
      • liegt oberhalb der x-Achse (im I. und II. Quadranten)
      • geht immer durch den Punkt ( 0 I 1 ), den einzigen gemeinsamen Punkt
      • schmiegt sich für b>1 dem negativen Teil der x-Achse und für 0<b<1 dem positiven Teil der x-Achse an, d.h. die x-Achse ist in beiden Fällen Asymptote
      • ist überall links gekrümmt
      • ist nicht symmetrisch und hat
      • keine Nullstellen und
      • keine Extrempunkte.
    • Zusammenhang zwischen den Graphen:
      • Die Graphen von y = bx und y = b–x gehen durch Spiegelung an der y-Achse auseinander hervor.
        Bsp.:    f(x) = 2x und  g(x) = 2–x = (1/2)x
    • Anwendungen:
      • exponentielles Wachstum (biologische Entwicklungen, Zinseszinsen)
      • exponentielle Abnahme (radioaktiver Zerfall, Abnahme von Strahlung beim Durchgang durch Schichten, biologische Prozesse)
    • Mögliche Veränderungen am Graphen:
      • Streckung:    y = a · bx , für a<0 verläuft der Graph unterhalb der x-Achse im III. und IV. Quadranten.
      • Verschiebung in y-Richtung:    y = bx + c, für c>0 wird der Graph nach oben, für c<0 nach unten verschoben.
      • Verschiebung in x-Richtung:    y = b(x + d) , für d>0 wird der Graph nach links, für d<0 nach rechts verschoben.
  • Ich kann die besondere Eigenschaft der natürlichen Exponentialfunktion beschreiben.
    • Ich kann folgende Zusammenhänge zwischen Exponentialfunktionen mit beliebigen Basen und Exponentialfunktionen mit der Zahl e (Eulersche Zahl) als Basis erläutern:
      • In Anwendungssituationen werden exponentielle Prozesse häufig durch Funktionsterme mit e als Basis beschrieben. Dass dies stets möglich ist, garantiert der folgende Satz:
        • Jede Exponentialfunktion der Form f(x) = bx lässt sich mit der Basis e wie folgt darstellen: f(x) = ek · x mit k = ln(b).
        • Beweis: f(x) = bx = (eln(b))x = eln(b) · x = ek · x mit k = ln(b)
      • Mit diesem Satz lässt sich nun die Ableitung jeder Exponetialfunktion bestimmen:
        • Die Exponentialfunktion f(x) = bx hat die Ableitung f '(x) = ln(b) · bx .
        • Beweis: f(x) = bx = (eln(b))x = eln(b) · x 
          Daraus folgt mit der Kettenregel:  f '(x) = eln(b)·x · ln(b) = ln(b) · eln(b)·x = ln(b) · bx .
    • Die besondere Eigenschaft der natürlichen Exponentialfunktion ist nun, dass gilt: ln(e) = 1 und sich die natürliche Exponentialfunktion beim Ableiten reproduziert. f(x) = ex  ;  f '(x) = 1·ex = ex .
  • Ich kann Wachstums- und Zerfallvorgänge mithilfe funktionaler Ansätze untersuchen.
    • Ich kann folgende Zusammenhänge richtig beschreiben und in Sachzusammenhängen anwenden:
      • Exponentielle Wachstums- oder Zerfallsprozesse können durch Funktionen f mit f(t) = c · at bzw. f(t) = c · ek·t mit k = ln(a) beschrieben werden.
      • Dabei ist
        • c ∈ R der Anfangsbestand zum Zeitpunkt t = 0,
        • f(t) der Bestand zum Zeitpunkt t und
        • a der Wachstumsfaktor.
      • Für k > 0 heißt k Wachstumskonstante und f Wachstumsfunktion
      • Für k < 0 heißt k Zerfallskonstante und f Zerfallsfunktion.
      • Wird ein exponentieller Wachstums- oder Zerfallsprozess durch eine Funktion f mit f(t) = c · ek·t , c > 0 , beschrieben, und ist p (p > 0) die prozentuale Zu- bzw. Abnahme pro Zeitschritt, so gilt:
        • Wachstumskonstante: k = ln (1 + p/100)
        • Zerfallskonstante: k = ln ( 1 – p/100)
        • Verdopplungszeit: TV = ln(2)/k
        • Halbwertszeit: TH = – ln(2)/k

Prozessbezogene Kompetenzen (Schwerpunke)

  • Modellieren
    Die Schülerinnen und Schüler
    • erfassen und strukturieren zunehmend komplexe Sachsituationen mit Blick auf eine konkrete Fragestellung (Strukturieren)
    • treffen Annahmen und nehmen begründet Vereinfachungen einer realen Situation vor (Strukturieren)
    • übersetzen zunehmend komplexe Sachsituationen in mathematische Modelle (Mathematisieren)
    • erarbeiten mithilfe mathematischer Kenntnisse und Fertigkeiten eine Lösung innerhalb des mathematischen Modells (Mathematisieren)
    • beziehen die erarbeitete Lösung wieder auf die Sachsituation (Validieren)
    • beurteilen die Angemessenheit aufgestellter (ggf. konkurrierender) Modelle für die Fragestellung (Validieren)
    • verbessern aufgestellte Modelle mit Blick auf die Fragestellung (Validieren)
  • Problemlösen
    Die Schülerinnen und Schüler
    • finden und stellen Fragen zu einer gegebenen Problemsituation (Erkunden)
    • wählen heuristische Hilfsmittel (z. B. Skizze, informative Figur, Tabelle …) aus, um die Situation zu erfassen (Erkunden)
    • setzen ausgewählte Routineverfahren auch hilfsmittelfrei zur Lösung ein (Lösen)
    • berücksichtigen einschränkende Bedingungen (Lösen)
    • vergleichen verschiedene Lösungswege bezüglich Unterschieden und Gemeinsamkeiten (Reflektieren)
  • Werkzeuge nutzen
    Die Schülerinnen und Schüler
    • Verwenden verschiedene digitale Werkzeuge zum
      • zielgerichteten Variieren der Parameter von Funktionen
      • grafischen Messen von Steigungen
    • entscheiden situationsangemessen über den Einsatz mathematischer Hilfsmittel und digitaler Werkzeuge und wählen diese gezielt aus.



Autorisation: Fachkonferenz Mathematik
Letzte Änderung: 25.03.2015