Schulprogramm Fachlehrpläne Mathematik Stufe EF
Unterrichtsvorhaben III - Thema: Ableitung

Unterrichtsvorhaben III - Thema: Ableitung

Inhaltsfeld:

  • Funktionen und Analysis

Inhaltliche Schwerpunkte:

  • Grundverständnis des Ableitungsbegriffs: mittlere und lokale Änderungsrate, graphisches Ableiten, Sekante und Tangente
  • Differentialrechnung: Ableitungsregeln (Potenz-, Summen- und Faktorregel), Monotonie, Extrempunkte, lokale und globale Extrema, Krümmungsverhalten, Wendepunkte

Zeitbedarf:

  • 18 Unterrichtsstunden zu jeweils 45 Minuten

Zeitraum
Lambacher Schweizer
EF - G9
Inhaltsbezogene Kompetenzerwartungen                                     
Prozessbezogene Kompetenzerwartungen
(1 UE entspricht 45 Minuten
Kapitel III
Ableitung
Die Schülerinnen und Schüler ...
Die Schülerinnen und Schüler ...
2 UE
1
Mittlere Änderungsrate-
Differenzenquotient

Funktionen und Analysis

(5)     berechnen mittlere und lokale Änderungsraten und interpretieren sie im Sachkontext

(6)     erläutern den Zusammenhang zwischen Geschwindigkeit und zurückgelegter Strecke anhand entsprechender Funktionsgraphen

(7)     erläutern qualitativ auf der Grundlage eines propädeutischen Grenzwertbegriffs an Beispielen den Übergang von der mittleren zur lokalen Änderungsrate und nutzen die Schreibweise lim𝑥→…𝑓(𝑥)

(8)     deuten die Ableitung an einer Stelle als lokale Änderungsrate sowie als Steigung der Tangente an den Graphen

(9)     bestimmen Sekanten-, Tangenten- sowie Normalensteigungen und berechnen Steigungswinkel

(10)     beschreiben und interpretieren Änderungsraten funktional (Ableitungsfunktion)

(11)     leiten Funktionen graphisch ab und entwickeln umgekehrt zum Graphen der Ableitungsfunktion einen passenden Funktionsgraphen

(13)     nutzen die Ableitungsregel für Potenzfunktionen mit natürlichem Exponenten

(14)     wenden die Summen- und Faktorregel an und beweisen eine dieser Ableitungsregeln

Operieren
(2)    übersetzen symbolische und formale Sprache in natürliche Sprache und umgekehrt
(3)      führen geeignete Rechenoperationen auf der Grundlage eines inhaltlichen Verständnisses durch
(4)     verwenden Basiswissen, mathematische Regeln und Gesetze sowie Algorithmen bei der Arbeit mit mathematischen Objekten
(10)     recherchieren Informationen und Daten aus Medienangeboten (Printmedien, Internet und Formelsammlungen) und reflektieren diese kritisch
(11)     nutzen Mathematikwerkzeuge zum Darstellen, Berechnen, Kontrollieren und Präsentieren sowie zum Erkunden
(12)     verwenden im Unterricht ein modulares Mathematiksystem1 (MMS) zum …
    - zielgerichteten Variieren von Parametern von Funktionen
    - Erstellen von Graphen und Wertetabellen von Funktionen
    - Ermitteln eines Funktionsterms der Ableitung einer Funktion auch abhängig von Parametern
Modellieren
(2)     treffen begründet Annahmen und nehmen Vereinfachungen realer Situationen vor
(3)     übersetzen zunehmend komplexe reale Situationen in mathematische Modelle
(5)     erarbeiten mithilfe mathematischer Kenntnisse und Fertigkeiten Lösungen innerhalb des mathematischen Modells
(6)     beziehen erarbeitete Lösungen wieder auf die reale Situation und interpretieren diese als Antwort auf die Fragestellung
(7)     reflektieren die Abhängigkeit der Lösungen von den getroffenen Annahmen
(8)     benennen Grenzen aufgestellter mathematischer Modelle und vergleichen Modelle bzgl. der Angemessenheit
Problemlösen
(5)     nutzen heuristische Strategien und Prinzipien (Analogiebetrachtungen, Schätzen und Überschlagen, systematisches Probieren oder Ausschließen, Darstellungswechsel, Zerlegen und Ergänzen, Symmetrien verwenden, Invarianten finden, Zurückführen auf Bekanntes, Zerlegen in Teilprobleme, Fallunterscheidungen, Vorwärts- und Rückwärtsarbeiten, Spezialisieren und Verallgemeinern)
(7)     setzen Routineverfahren auch hilfsmittelfrei zur Lösung ein
(11)     analysieren und reflektieren Ursachen von Fehlern
(12)     vergleichen und beurteilen verschiedene Lösungswege und     optimieren diese mit Blick auf Schlüssigkeit und Effizienz
Argumentieren
(3)     präzisieren Vermutungen mithilfe von Fachbegriffen und unter     Berücksichtigung der logischen Struktur
(5)     begründen Lösungswege und nutzen dabei mathematische     Regeln und Sätze sowie sachlogische Argumente
(6)     entwickeln tragfähige Argumentationsketten durch die     Verknüpfung von einzelnen Argumenten
(7)     nutzen verschiedene Argumentationsstrategien (Gegenbeispiel,     direktes Schlussfolgern, Widerspruch)
(12)     beurteilen Argumentationsketten hinsichtlich ihres     Geltungsbereichs und ihrer Übertragbarkeit
Kommunizieren
(2)     beschreiben Beobachtungen, bekannte Lösungswege und Verfahren
(9)     dokumentieren und präsentieren Arbeitsschritte, Lösungswege und Argumentationen vollständig und kohärent
4 UE
2
Momentane Änderungsrate - Ableitung
2 UE
3
Die Ableitungsfunktion
3 UE
4
Ableitungsregeln
4 UE
5
Tangente und Normale






3 UE Klausurtraining
Rückblick
Probeklausur



Exkursion:
Der Brennpunkt einer Parabel






Autorisation: Fachkonferenz Mathematik
Letzte Änderung: 01.02.2024