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Steckbriefaufgaben und Gauß-Verfahren: Einfach erklärt mit Lösungen

Name: Knowunity
Brand: Knowunity

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Steckbriefaufgaben und Gauß-Verfahren: Einfach erklärt mit Lösungen

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@hannah_lisa_laura

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Diese Mathematikklausur für den Grundkurs Q1 umfasst verschiedene Themen wie Steckbriefaufgaben mit Lösungen, das Gauß-Verfahren und Integralrechnung. Die 90-minütige Prüfung ist in einen hilfsmittelfreien Teil und einen Teil mit Taschenrechner gegliedert. Schüler müssen ganzrationale Funktionen analysieren, lineare Gleichungssysteme lösen und Integrale berechnen.

• Der erste Teil enthält Aufgaben zu Steckbriefaufgaben quadratischer Funktionen und dem Gauß-Verfahren für lineare Gleichungssysteme.

• Im zweiten Teil kommen komplexere Anwendungsaufgaben wie die Modellierung eines Firmenlogos und die Analyse von Funktionenscharen vor.

• Die Klausur erfordert sowohl rechnerische als auch grafische Lösungswege und legt Wert auf nachvollziehbare Dokumentation.

7.2.2021

5258

Mathematik Q1 G1-2020/2021
Lehrkraft
Hinweise:
2. Klausur im Grundkurs Mathematik
Name:
Schreiben Sie auf die erste Seite: 2. Klausur 2020/2

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Seite 2: Teil mit Taschenrechner der Mathematikklausur

Die zweite Seite beginnt mit dem Teil der Klausur, in dem ein grafikfähiger Taschenrechner (GTR) verwendet werden darf. Dieser Abschnitt enthält komplexere Aufgaben, die tieferes mathematisches Verständnis und Anwendungsfähigkeiten erfordern.

Aufgabe 3 präsentiert eine praxisnahe Anwendung mathematischer Konzepte. Die Schüler sollen ein Firmenlogo für eine Kosmetikfirma modellieren, das die Form eines "Kussmundes" hat.

Beispiel: Die Oberlippe wird durch eine achsensymmetrische Funktion vierten Grades dargestellt, während die Unterlippe durch eine quadratische Funktion beschrieben wird.

Diese Aufgabe kombiniert verschiedene mathematische Fähigkeiten:

Bestimmung einer Funktionsgleichung anhand gegebener Eigenschaften
Ermittlung von Schnittpunkten zweier Funktionen
Berechnung lokaler Extrempunkte
Grafische Darstellung der Funktionen

Aufgabe 4 befasst sich mit der Analyse einer Funktionenschar fa(x) = ax³ - ax. Die Schüler müssen:

Die Symmetrie der Funktionsgraphen untersuchen
Nachweisen, dass alle Graphen durch einen bestimmten Punkt verlaufen
Wendepunkte berechnen
Eine Tangentengleichung in Abhängigkeit vom Parameter a bestimmen

Vocabulary: Eine Funktionenschar ist eine Menge von Funktionen, die sich durch einen Parameter unterscheiden.

Diese Aufgabe erfordert ein tiefes Verständnis von Funktionseigenschaften und die Fähigkeit, mit parametrisierten Funktionen umzugehen.

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Seite 3: Fortsetzung des Teils mit Taschenrechner

Die dritte Seite setzt den Teil der Klausur fort, in dem der grafikfähige Taschenrechner verwendet werden darf. Sie enthält den Beginn von Aufgabe 5, die sich mit einer praktischen Anwendung der Integralrechnung befasst.

Aufgabe 5 präsentiert ein Problem aus dem Alltag: Aus einer rechteckigen Fensterscheibe mit den Maßen 3 dm x 6 dm ist ein Stück herausgebrochen. Der Rand des herausgebrochenen Stücks wird durch eine Parabel beschrieben.

Definition: Eine Parabel ist der geometrische Ort aller Punkte, die von einem festen Punkt (Brennpunkt) und einer festen Geraden (Leitlinie) gleich weit entfernt sind.

Die Aufgabe verlangt, aus dem verbliebenen Reststück der Scheibe eine möglichst große rechteckige Platte zu schneiden. Dies ist ein klassisches Optimierungsproblem, das die Anwendung der Differentialrechnung erfordert.

Highlight: Diese Aufgabe verbindet geometrische Konzepte mit der Differentialrechnung und demonstriert die praktische Anwendung mathematischer Methoden zur Lösung realer Probleme.

Die Schüler müssen hier mehrere Schritte durchführen:

Die gegebene Parabelgleichung verstehen und interpretieren
Eine Funktion aufstellen, die die Fläche des zu schneidenden Rechtecks beschreibt
Diese Funktion differenzieren, um das Maximum zu finden
Die optimalen Abmessungen des Rechtecks berechnen

Diese Aufgabe testet nicht nur das mathematische Verständnis, sondern auch die Fähigkeit, komplexe Probleme in mathematische Modelle zu übersetzen und diese zu lösen.

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Seite 4: Lösungshinweise und Bewertungskriterien

Die vierte Seite des Dokuments enthält vermutlich Lösungshinweise für die Lehrkraft sowie Bewertungskriterien für die einzelnen Aufgaben. Diese Informationen sind für die Schüler während der Klausur nicht zugänglich.

Highlight: Lösungshinweise und Bewertungskriterien sind essentiell für eine faire und konsistente Beurteilung der Schülerleistungen.

Die Lösungshinweise könnten detaillierte Schritte für jede Aufgabe enthalten, einschließlich:

Erwartete Zwischenergebnisse
Alternative Lösungswege
Häufige Fehlerquellen

Die Bewertungskriterien legen wahrscheinlich fest:

Punkteverteilung für einzelne Aufgabenteile
Gewichtung von Rechenweg und Endergebnis
Umgang mit Teilleistungen bei unvollständigen Lösungen

Beispiel: Für die Lösung des linearen Gleichungssystems mit dem Gauß-Verfahren könnte es Punkte für die korrekte Aufstellung der erweiterten Koeffizientenmatrix, die schrittweise Elimination und die Rücksubstitution geben.

Diese Informationen helfen der Lehrkraft bei der objektiven Bewertung und können auch zur Nachbesprechung der Klausur mit den Schülern genutzt werden, um Lernfortschritte zu fördern.

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Seite 5: Zusätzliche Ressourcen und Anhänge

Die fünfte und letzte Seite des Dokuments könnte zusätzliche Ressourcen und Anhänge enthalten, die für die Durchführung und Auswertung der Klausur relevant sind.

Mögliche Inhalte dieser Seite könnten sein:

Eine Formelsammlung mit wichtigen mathematischen Formeln, die für die Lösung der Aufgaben hilfreich sein könnten. Dies könnte Formeln für Integralrechnung, quadratische Funktionen und das Gauß-Verfahren umfassen.
Hinweise zur Verwendung des grafikfähigen Taschenrechners (GTR) für spezifische Aufgabentypen, wie z.B. das Lösen von Gleichungen oder das Zeichnen von Funktionsgraphen.

Beispiel: Für die Berechnung von Wendepunkten mit dem GTR könnte eine Schritt-für-Schritt-Anleitung gegeben werden.

Ein Bewertungsschema, das die Gesamtpunktzahl der Klausur und die Verteilung der Punkte auf die einzelnen Aufgaben zeigt.
Zusätzliche Übungsaufgaben oder Beispiele für Steckbriefaufgaben mit Lösungen, die den Schülern zur Vorbereitung auf ähnliche Klausuren dienen können.

Highlight: Diese zusätzlichen Ressourcen unterstützen sowohl Lehrkräfte als auch Schüler bei der effektiven Vorbereitung und Durchführung der Klausur.

Möglicherweise auch Hinweise auf weiterführende Literatur oder Online-Ressourcen für Themen wie Integralrechnung, Flächenberechnung durch Integrale oder Gauß-Verfahren für lineare Gleichungssysteme.

Diese Zusatzinformationen runden das Klausurdokument ab und bieten wertvolle Unterstützung für den gesamten Prüfungsprozess.

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Seite 1: Hilfsmittelfreier Teil der Mathematikklausur

Die erste Seite enthält den hilfsmittelfreien Teil der Mathematikklausur für den Grundkurs Q1. Sie umfasst zwei Hauptaufgaben, die sich auf Steckbriefaufgaben mit Lösungen und das Gauß-Verfahren konzentrieren.

Aufgabe 1 fordert die Schüler auf, Bedingungen für ganzrationale Funktionen dritten Grades als Gleichungen zu formulieren. Dies beinhaltet die Berücksichtigung von Informationen über Tiefpunkte, Wendepunkte und Tangentensteigungen.

Beispiel: Eine Bedingung lautet, dass der Graph eine ganzrationale Funktion 3. Grades im Punkt T(-1|0) einen Tiefpunkt und im Punkt W(0|2) einen Wendepunkt hat.

Der zweite Teil der Aufgabe verlangt die Anwendung des Gauß-Verfahrens zur Lösung eines linearen Gleichungssystems mit drei Gleichungen.

Definition: Das Gauß-Verfahren ist eine systematische Methode zur Lösung linearer Gleichungssysteme durch schrittweise Elimination von Variablen.

Aufgabe 2 beschäftigt sich mit der Integralrechnung. Die Schüler müssen ein bestimmtes Integral interpretieren, das die Zulaufgeschwindigkeit von Flüssiggas in einen Kugelgasbehälter darstellt.

Highlight: Die Aufgabe verbindet mathematische Konzepte mit praktischen Anwendungen, indem sie die Bedeutung des Flächeninhalts im Kontext der Flüssigkeitszufuhr erklärt.

Zusätzlich müssen die Schüler ein einfaches bestimmtes Integral mithilfe von Dreiecks- und Rechtecksflächen berechnen, was grundlegende Kenntnisse der Flächenberechnung durch Integrale erfordert.

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