Holdet 3e htx MA (2025/26) - Undervisningsbeskrivelse

Undervisningsbeskrivelse

Stamoplysninger til brug ved prøver til gymnasiale uddannelser
Termin(er) 2023/24 - 2025/26
Institution X - Campus Bornholm
Fag og niveau Matematik A
Lærer(e) Jan Poul Pøhler, Kasper Astrup Eriksen
Hold 2023 MA/e htx (1e htx MA, 2e htx MA, 3e htx MA)

Oversigt over gennemførte undervisningsforløb
Titel 1 Lineære Funktioner
Titel 2 Trigonometri
Titel 3 Beskrivende Statistik
Titel 4 Eksponential- og logaritmefunktioner
Titel 5 Proportionalitet
Titel 6 Potensfunktioner
Titel 7 Geometri
Titel 8 Polynomier
Titel 9 Vektorregning
Titel 10 Differentialregning
Titel 11 SO med fysik. Numerisk løsning af diff-ligning
Titel 12 Modellering og anvendelser
Titel 13 Analystisk geometri (fortsættelse af vektorer.)
Titel 14 Integralregning
Titel 15 Talfølger
Titel 16 SCR opstil differentialligninger
Titel 17 Differentialligninger
Titel 18 Differentialligninger
Titel 19 Areal, volumen og integralregning

Beskrivelse af de enkelte undervisningsforløb (1 skema for hvert forløb)
Titel 1 Lineære Funktioner

Ligninger (herunder Operatorhierakiet) algebraiske og aritmetriske. Variable og deres sammenhæng. Funktioner. Koordinatsystemet. Repræsentationsformer. Lineære funktioners vækst, herunder graferne med koefficienternes betydning. Proportionalitet. Skæringspunkter. To punkter til en forskrift. Stykkevis lineære funktioner. Lineær regression. Introduktion til CAS værktøjerne GeoGebra og WordMat.
Indhold


Skriftligt arbejde:
Titel Afleveringsdato
Operatorhierakiet i Ligninger 18-08-2023
Screening Lineære funktioner 25-09-2023
Hoppebolde Lineære funktioner 12-10-2023
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 14 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 2 Trigonometri

Definitioner og navngivning af trekanter. Deres areal. Pythagoras med bevis. Ensvinklede trekanter. Konstruktioner i Geogebra, herunder sinusfælden. Enhedscirklen i grader. Bevis for sinus og cosinus i retvinklede trekanter vha. skalering af standardtrekanten. Areal af vilkårlig trekant giver beviset for sinusrelationerne. Sinusfælden igen. Cosinusrelationerne.
Indhold
Kernestof:

Skriftligt arbejde:
Titel Afleveringsdato
Trigonometri Rapport 30-11-2023
Test Trigonometri 07-12-2023
Landmåling Trigonometri 10-12-2023
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 13 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 3 Beskrivende Statistik

Ikke-grupperede observationer. Lister, sammenføjninger, sortering. Punktplot. Middel, minimum, maksimum og variationsbredde. Pindediagram. Kvartilsæt, median, kvartilbredde og outliers. Boksplot. Spredning.
Grupperede observationer. Histogrammer. Sumkurver. Hyppigheder, frekvenser og kumulerede samme.
Hovedsageligt gennemgået i CAS/GeoGebra.
Indhold


Skriftligt arbejde:
Titel Afleveringsdato
Ikke-grupperede Data Rapport 07-01-2024
Test Deskriptiv Statistik 11-01-2024
Grupperede Data i Deskriptiv Statistik 21-01-2024
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 10 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 4 Eksponential- og logaritmefunktioner

Procentregning og fremskrivningsfaktor. Eksponentialfunktionen og dens vækst. Fremskrivningsfaktor og vækstfaktor. Grafen og koefficienternes betydning. Absolut og relativ vækst. Koefficienterne fra to punkter med bevis. Halverings- og fordoblingskonstanter. Logaritmeregneregler og ligningsløsning. Eksponentielle vækstmodeller med modelkritik. Alternativ repræsentation: f(x)=b*e^kx og ln(x).
Indhold


Skriftligt arbejde:
Titel Afleveringsdato
Test Eksponentialfunktioner 08-02-2024
Rapport Eksponentiel væxt 29-02-2024
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 9 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 5 Proportionalitet

Definitioner af ligefrem og omvendt proportionalitet. Eksempler og opgaver.
Indhold
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 2 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 6 Potensfunktioner

Definition, Dm og Vm. Graf gennem (1, b). Grafernes udseende og de fire typer grafer: aftagende, konkav, proportionalitet og konveks. Koefficienter fra to punkter. Potensregression og modelbygning. Procent-procent vækst.
Indhold


Skriftligt arbejde:
Titel Afleveringsdato
Skak Potensrapport 27-03-2024
Test i Potensfunktioner 15-04-2024
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 13 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 7 Geometri

Cirkels centrum, radius, diameter, cirkelbue, korde og pilhøjde (med beviser).  Cirkels arealer, hele, afsnit og udsnit. Indskrevne og omskrevne cirkel i trekanter. Definition af polygoner herunder regulære. Sammenhæng mellem "radius", sidelængde og vinkler.
Indhold


Skriftligt arbejde:
Titel Afleveringsdato
Test Geometri 13-05-2024
Cirkel i Perspektiv Geometri 19-05-2024
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 9 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 8 Polynomier

Nulte og førstegrads polynomiet. Definition af andengradspolynomiet. Koefficienternes betydning. Diskriminant og toppunktsformel. Rødder med bevis. Faktorisering og modellering med andengradspolynomier. Tredje- og højere graders polynomier.
Indhold


Skriftligt arbejde:
Titel Afleveringsdato
Test Polynomier 30-05-2024
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 10 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 9 Vektorregning

Addition af vektorer. Regneregler
elever har selv argumenteret for længden af en vektor i 3D.
Skalarproduktet.
Både indført som projektion af a på b gange med længden af af b med fortegn og via koordinater.
Projektion.
Polære koordinater
Tværvektor. Introduceret som lineær operation der roterer 90 grader mod uret. Fundet formel ud fra i og j vektorernes opførsel.
Vinklen imellem to vektorer
a prik b = længden af a  * længden af b * cos(mellemliggende vinkel)

Eleverne har arbejdet i grupper af 3 med selv at opdage en del af egenskaberne ved vektorer. Regneregler f.eks. på en skattejagt som krævede at man begyndte at regne med vektorer for ikke at få våde fødder. Geometrisk fortolkning af vektorer. Længden afProjektion af a på b gange med længden vektor b giver samme resultat som længden af projektion af b på a og så gange med længden af a, men regnestykkerne er vidt forskellige undervejs og ikke lige lette.

Eleverne har også regnet en del opgaver.
Ikke særlig meget tavlegennemgang og deduktiv undervisning.
eleverne har f.eks. i opgaver udledt formlen for cos(a - b) = cos(a) cos(b) + sin(a)*sin(b)
ved at prikke de to vektorer (1, a) og (1,b) sammen  både med koordinatformlen og den geometriske formel (som normalt bruges til at definere vinkler imellem to vektorer).
Enhedsvektor og polære vektorer.
Vi har mest arbejdet i 2D, men også i 3D og højere dimensioner.



Løsning af to ligninger med to variabler.
Aflæsning af fordoblings og halveringstid.
Forskel på f(x0 +2) og f(x0)+2
Fundet ud af omvendt funktion ikke er indført. Elever flinke til at aflæse på graf.

kernestof htx 2: side 24-39 (men blev læst på efterbevilling, så det meste er ikke gennemgået på traditionel vis, men eleverne skulle sige til, hvis der var noget de ikke kunne. 34-39 er dog gennemgået mere traditionelt)

https://www.khanacademy.org/math/algebra/x2f8bb11595b61c86:systems-of-equations/x2f8bb11595b61c86:solving-systems-of-equations-with-substitution/a/substitution-method-review-systems-of-equations (engelsk 1 side)

https://www.khanacademy.org/math/algebra/x2f8bb11595b61c86:systems-of-equations/x2f8bb11595b61c86:solving-systems-elimination/a/elimination-method-review (engelsk 1 side)

Projekt: Glidning med gnidning.
(Brug vektorer til at regne på kræfter i fysik.)
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 18 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 10 Differentialregning

Grænseværdibegrebet
Kontinuitet
Differentiabilitet ud fra sekanthældning.
Tangentens ligning.
Regneregler (dog ikke sammensat funktion)
Monotoni, ekstrema (lokal og global)
monotonilinje.
Sammenhæng imellem f' og monotoni.
Optimering
Undersøg om f er en løsning til en given differentialligning
LInjeelement for en differentialligning er kort indført og defineret via en opgave eller to.
væksthastighed og sproglig fortolkning af f'
f'' er kun kort og glimtvis omtalt.
Kriteriet f'=0 og f'' > 0 for et minimumssted er kort omtalt.

Arbejdsform:
Beviser typisk lavet i selvstændigt i grupper. Har enkelte gange kontrolleret med bogens bevis. En del opgaveregning. Læst i bogen. Lidt tavlegennemgang.
https://www.khanacademy.org/math/differential-calculus/dc-limits/dc-limits-intro/a/limits-intro (var også i en udgave på dansk) (2 sider)
Praxis kernestof htx 2: side 58-67, 74-75, 82-87



Beviser: f(x)=x^2, f(x)=a*x^2, andengradspolynomier og f(x)=x^3 er differentiabel
differentiation af differentiabel funktion plus en konstant, differentiation af sum, differentiation af funktion gange med en konstant og differentiation af to differentiable funktioners produkt.
Brugt differentiation af produkt til at differentiere x^4=x*x^3  og vist også x^5=x*x^4.

De fleste også e^x er differentiabel, hvis e^x er differentiabel i x=0

Projekt Diff og optimering
(oimhandlede bakterievækst givet ved logistisk diff-ligning og en kendt løsning.
Samt et par optimeringsopgaver)
Har også lavet en et videobevis.
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 22 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 11 SO med fysik. Numerisk løsning af diff-ligning

Numerisk løsning af differentialligning i excel.

Vi så på et kanonskud med luftmodstand.
Vi brugte tangentligning til at approksimere løsningen i mange små tidsskridt.
dvs. Eulers metode.
Vi sammenlignende numerisk løsning med eksperimenter og tilpassede parametre.

Vi diskuterede metoder især i naturvidenskab og numerisk kontra symbolsk løsning.

Blev lidt nedskalleret grundet læreren Kaspers sygdom. Virtuelt prøvede vi at kompensere delvist, men Kasper skulle også hvile og sove undervejs.

Projekt: Skriftligt projekt. med feedback undervejs.
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 3 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer


Titel 13 Analystisk geometri (fortsættelse af vektorer.)

Ligning for linje i plan. Ligning for plan i rum.
Normalvektor til linje og plan
Retningsvektor for linje
Parameterfremstilling for linje i 2D og 3D
Afstand fra punkt til linje i 2D, afstand fra punkt til plan i 3D.
Cirkler i planen

Projektion i forbindelse med rendering. Gennemsnit af punkter.
Optisk illusion.







Kernestof htx 2: side 94- 107
bevis 28 side 112n -113. (afstand fra punkt til linje).

https://www.khanacademy.org/math/geometry-home/cc-geometry-circles/copy-of-expanded-equation-circle-alg2/a/circle-equation-review (1 side engelsk)

Supplerende stof:
https://www.khanacademy.org/computing/pixar/rendering/rendering-2/a/rendering-lesson-brief  (Fik ikke nået at lave de sidste øvelser med skæring indenfor eller udenfor en trekant i rummet) Projektet kom til at tage for lang tid.

Projekt Lav en optisk illusion af et 3D objekt ved at tegne på papir på gulvet.
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 18 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 14 Integralregning

Stamfunktion
Ubestemt integral
Bestemt integral
Sammenhæng med areal under kurve
Den afledede af en sumkurve er histogrammet. Areal under histogram kan udregnes med sumkurven.

Stykkevis definerede funktioner. Også kontinuitet og differentiabilitet.


praxis kernestof htx 2: side 134-145
praxis kernestof htx 1: side 30.
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 7 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer


Titel 16 SCR opstil differentialligninger

Hvad er en differentialligning
Linjeelement
Kvalitativ beskrivelse af løsning ud fra retningsfelt

Opstilling af differentialligninger

Grafisk repræsentation af differentialligning
alle SIR-modellen.
I grupper (snehare los vekselvirkning, eller kemisk reaktion)
Løst numerisk via AI-genereret kode i google colab.
Også løst med en nedlukning, som bliver hævet senere.
Diskuteret at det samlede antal syge afhænger af hvor hård den første nedlukning er.
Optimum er at under nedlukningen så smittes netop nok til at opnå flokimmunitet. Uden nedlunkning ender man op med mange flere smittede (fordi flokimmunitet optræder når antallet af inficerede topper og der er mange der bliver smittet derefter).

Argumenteret for at Løsningskurvernes udseende ikke afhænger af populationens størrelse, men kun andelen ud fra differentialligningerne.



Sammensat funktion
Differentiation af sammensat funktion.

Repetition af især udregning af integraler.

Opstilling af problemstillinger
Samarbejde med idehistorie
Matematisk metode:
Oversæt fra virkelighed til matematik (hovedfokus)
Behandl internt i matematik (ikke fokus)
oversæt tilbage til virkelighed
Vurder resultat

Hvad er matematik 2: side 212-214, 244, 249-254
Hvad er matematik 3: side 138-139, 141-148

6 sider fra chatgpt med eksempler på opsætning af differentialligninger. fisk hejre system. Temperatur i en bygning med en anden udetemperatur og radiator.

Verdensbanken "An introduction to deterministic disease models" https://documents1.worldbank.org/curated/en/888341625223820901/pdf/An-Introduction-to-Deterministic-Infectious-Disease-Models.pdf
cirka de 4 første sider.




Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 19 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 17 Differentialligninger

Bevis for fuldstændig løsning af en række af standarddifferentialligninger.

Eleverne har i grupper lavet beviser ved en tavle for især

fuldsstændigheden af løsninger til standarddifferentialligninger.

De har startet med at få oplyst, at
hvis f er differentiabel i et interval og f'=0 i det interval, så findes der en konstant k, så f(x)=k.

Herfra har de bevist, at hvis f er differentiabel i et interval med f'=f, så er f(x)=k*exp(x), hvor k er en konstant. De fik et tip om at bruge hjælpefunktionen h(x)= f/exp(x).

De har også bevist, at hvis f er differentiabel i et interval med f'= f + g(x) og H(x) er en funktion med H'(x) = exp(-x) * g(x) i samme interval , så er findes der en konstant k så  f(x)=H(x)*exp(x) + k exp(x).
Nogle generelt andre kun for specielle valg af H(x).

Arbejdet med separation af de variable til at finde fuldstændige løsning.

De har også øvet at finde partikulære løsninger til differentialligniner ud fra startbetingelser og den fuldstændige løsning i hånden.

TEknisk matematik 3 side 152-166
Egne udarbejdede beviser.

Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 4 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 18 Differentialligninger

Fortsættelse af SCR

Løsning af standard differentialligninger
Eftervis løsning ved at kontrollere om VS = HS eller ej.

Fuldstændig og partikulær løsning
Bestemmelse af den partikulære løsning ved at bestemme konstanten i den fuldstændige løsning.


Bevis for fuldstændig løsning til

y´ = g(x)
y´=y
y'=y+e^x

Introducerede også begrebet analyse for at få en god ide til beviset (her hvilken hjælpefunktion man skal bruge).

Teknisk matematik 3: side 152 - 156
Indhold
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 0 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer

Titel 19 Areal, volumen og integralregning

Vi har diskuteret ønskværdige egenskaber ved et areal:
- Hvis A er en delmængde af B så er arealet af B større end eller lig med arealet af A
- Arealet er positivt.
-Hvis A og B er disjunkte eller kun overlapper på en område A fælles B som har arealet 0, så er kan man lægge arealer sammen. areal(A forening B) = areal(A) + areal(B).
- Arealet af et rektangel er givet som højde gange grundlinje.

Herudover kunne man sige noget om translationsinvarians, men det gik vi ikke ind i.

Har omtalt, men ikke vist, at en funktion med ovennævnte egenskaber ikke findes, hvis definitionsmængden er mængden af alle mængder. Der må derfor være mængder uden et areal.

Gik herefter over til at indføre arealer ud fra over og undersummer.
Talte meget kort om at man ikke kan bruge over og undersummer til at definere arealet under meget oscillerende grafer som f.eks. den graf som er 2 i alle irrationelle tal og 1 i alle rationelle tal; fordi alle oversummer har arealet 2 over intervallet [0;1], mens alle undersummer har arealet 1. Så over og undersummer har ikke samme grænseværdi.

Har lavet beviset for, at man kan definere arealet under voksende funktioner ud fra over og undersummer, da
oversummerne og undersummerne har den samme grænseværdi for inddelingen Deltax gående mod 0.
Brugt Arealegenskaber til grafisk at vise ulighed: undersum <= areal <= oversum .
(Teknisk er det lidt problemer med at tale om arealet nu, så vigtigst at undersum <=oversum). Vist at oversum- undersum -> 0 og både over og undersum dermed har en grænseværdi og den tilmed er ens. Den fælles grænseværdi defineres til at være arealet under grafen.

Efter arealets eksistens er bevist.
Har vi vist at arealfunktionen for en kontinuert voksende funktion f er en stamfunktion til f. Hermed har vi argumenteret for f har en stamfunktion, når den er kontinuert og voksende.

Klemmetheoremet.

Anvendt intervalargumenter til at argumentere for at man kan udregne forskellige størrelser som integraler specielt volumen formler:


Projekt om konstruktion af et drikkeglas.

Teknisk matematik 2 side 127-128 som eksempel på en uklar tekst som ikke er klar over hvad de selv har gang i. Starter på at definere areal, men stopper efter uligheder inden grænseværdi. Går så over til med grænseværdier at vise areal er en stamfunktion.

Onenote om arealer:

Khan om klemmetheorem: https://www.khanacademy.org/math/ap-calculus-ab/ab-limits-new/ab-1-8/v/squeeze-sandwich-theorem
https://www.khanacademy.org/math/ap-calculus-ab/ab-limits-new/ab-1-8/e/squeeze-theorem
Indhold
Omfang Estimeret: Ikke angivet
Dækker over: 0 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer