Holdet 2022 MA/z - Undervisningsbeskrivelse

Undervisningsbeskrivelse

Stamoplysninger til brug ved prøver til gymnasiale uddannelser
Termin(er) 2022/23 - 2024/25
Institution Odense Katedralskole
Fag og niveau Matematik A
Lærer(e) Helge Riis Jørgensen
Hold 2022 MA/z (1z MA, 2z MA, 3z MA)
Oversigt over gennemførte undervisningsforløb
Titel 1 0. Lineære funktioner fra grundforløbet
Titel 2 1. Funktioner: potenser, rødder og logaritmer
Titel 3 2. Annuiteter
Titel 4 3. Eksponentialfunktioner
Titel 5 6. Potensfunktioner
Titel 6 5. Vektorer i planen - del 1
Titel 7 6. Andengradspolynomier
Titel 8 7. Differentialregning
Titel 9 8. Vektorer:  linjer og cirkler
Titel 10 9. Trigonometriske funktioner
Titel 11 10. Deskriptiv statistik
Titel 12 11. Sandsynlighed og kombinatorik
Titel 13 12. Normalfordelingen og statistiske tests
Titel 14 13. Integralregning
Titel 15 14. Differentialligninger
Titel 16 15. Uegentlige integraler og sandsynlighedsregning
Titel 17 16. Funktioner af to variable
Titel 18 17. Vektorfunktioner
Titel 19 18. Forberedelsesmateriale
Titel 20 19. Repetition og træning af mundtlighed

Beskrivelse af de enkelte undervisningsforløb (1 skema for hvert forløb)
Titel 1 0. Lineære funktioner fra grundforløbet

Forskrift f(x)=a·x+b.
Notationen f(x), udregne f(tal) og løse f(x)=tal.
Betydning af a og b. Med beviser b=f(0) og f(x+1)=f(x)+a.
Bestemme a (og b) ud fra to punkter med bevis.
Ligefrem proportionalitet.
Lineære modeller - oversætte mellem virkelighed og matematisk model. Opstille model og omvendt analysere model ved bl.a. at fortolke betydningen af a og b.
Tegne grafen for en lineær funktion både med blyant og papir og vha. grafværktøjer under WordMat
Grafisk aflæsning af funktionsværdier f(tal)  og løsning af f(x)=tal
Skæringspunkt mellem grafer for lineære funktioner - både grafisk og ved ligningsløsning
Lineær regression i WordMat, kvadratsum, residualer og Residualplot.
Stykkevis definerede lineære funktioner.
Indhold
Omfang Estimeret: 18,00 moduler
Dækker over: 0 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer
Titel 2 1. Funktioner: potenser, rødder og logaritmer

Definition af begrebet funktion, definitionsmængde og værdimængde.
(Regne-)forskrift, graf og andre repræsentationsformer.
Gaffelforskrift
Begreberne monotoniforhold, voksende og aftagende, monotoniintervaller, lokale/globale ekstrema (maksimum og minimum)
Elementære funktioner: reciprokfunktionen, omvendt proportionalitet, kvadratfunktionen og kvadratrodsfunktionen samt numerisk værdi.
Sum, diffferens, produkt og kvotient af funktioner samt sammensætning af funktioner
Omvendt funktion til en injektiv funktion, herunder at grafen for den omvendte funktion fås ved spejling.

Potenser og potensregneregler.
Rødder og regneregler for rødder.
Titalslogaritmen log(x), grafens udseende og logaritmeregneregler.
Løsning af ligninger vha. logaritmer
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: 10,00 moduler
Dækker over: 14 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer
Titel 3 2. Annuiteter

Procentregning - især formlen s=b(1+r).
Argument for renteformlen, anvendelse af renteformlen, herunder isolering af indgående størrelser.
Effektiv rente (=samlet procentændring over n terminer) samt gennemsnitlig rente.

Annuitetsopsparing (begreberne ydelse/indbetaling pr. termin, rentefod pr. termin og saldo efter n terminer).
Konstruktion og anvendelse af regneark for annuitetsopsparing.
Udledning af formel for saldoen på en annuitetsopsparing (og isolering af ydelsen).

Annuitetslån (begreberne hovedstol, rentefod, ydelse, rente, afdrag, restgæld, løbetid).
Konstruktion og anvendelse af regneark for annuitetslån.
Udledning af formel for ydelsen i et annuitetslån (og isolering af hovedstol og løbetid).
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: 8,00 moduler
Dækker over: 7 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer
Titel 4 3. Eksponentialfunktioner

Forskrift f(x)=b*a^x, konstanternes betydning for grafens udseende, b=begyndelsesværdi, a=fremskrivningsfaktor.
Sammenligning med renteformlen (a=1+r hvor r kaldes vækstraten).
Udregne f(tal) og løse ligning f(x)=tal.
Bevis for karakteristisk vækstegenskab: Når x vokser med 1, ganges y med a, dvs. y vokser med bestemt procent (vækstraten). (Og når x vokser med h vokser y med bestemt procent)
Formel for a givet to punkter med bevis
Definition af begrebet fordoblingskonstant/halveringskonstant samt bevis for formler for disse.
Eksponentiel regression
(Senere: Kort om naturlige eksponentialfunktion og naturlige logaritmefunktion samt omskrivning fra b*a^x til b*e^(kx).)
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: 6,00 moduler
Dækker over: 6 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer
Titel 5 6. Potensfunktioner

Forskrift f(x)=bx^a og graf, herunder betydning af konstanterne a og b for grafens udseende
Bestemme y=f(tal) og løse ligning f(x)=tal
Formel for a givet to punkter på grafen med bevis
Vækstegenskaben "procent procent vækst" med bevis (når x ganges med k, så ganges y med k^a)  
Potensregression
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: 5,00 moduler
Dækker over: 4 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer
Titel 6 5. Vektorer i planen - del 1

Definition af begrebet vektor, geometrisk repræsentation med pil, vektorers koordinater i et koordinatsystem
At regne med og tegne vektorer i koordinatsystem (lægge vektorer sammen, trække vektorer fra hinanden, gange vektor med tal, regneregler, indskudsreglen, kræfternes parallelogram)
Stedvektor, vektor mellem to punkter, længde af vektor, afstandsformlen

Enhedscirklen til definition af sinus og cosinus og tangens, grundrelationen
Cosinus, sinus og tangens i retvinklede trekanter
Retningsvinkel og polære koordinater

Skalarprodukt/prikprodukt (definition, regneregler samt uafhængighed af koordinatsystemets placering)
Anvendelser af skalarprodukt (herunder vinkler mellem vektorer, ortogonale vektorer, spidse/stumpe vinkler, samt projektion)
Tværvektor og determinant
Anvendelser af determinanter (herunder parallelle vektorer og areal af det udspændte parallelogram)

Vilkårlige trekanter  - cosinusrelationer, arealformler og sinusrelationer udledt vha. vektorer.
Opgaveregning med de 5 trekantstilfælde
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: 15,00 moduler
Dækker over: 17 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer
Titel 7 6. Andengradspolynomier

Kvadratsætninger - anvendelse "forlæns og baglæns".
Løsning af andengradsligninger - bevis for diskriminantformel.
Andengradspolynomier - forskrift og betydning af indgående konstanter for grafens (parablens) udseende.
Toppunktet og symmetriakse bevist ved parallelforskydning
Nulreglen
Faktorisering af andengradspolynomier med bevis.
Polynomisk regression.
Ligninger og polynomier af højere grad.

Senere: Toppunkt og monotoniforhold vha. differentialregning.
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: 8,00 moduler
Dækker over: 9 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer
Titel 8 7. Differentialregning

Definition af begrebet differentialkvotient ("det sekanthældningen går imod, når h går mod 0").
Tretrinsreglen.
Beviser for differentialkvotienten for simple funktioner.
Beviser for regneregler for differentiation (sum, differerens, konstant gange funktion, samt produkt af to funktioner og kædereglen til differentiation af sammensatte funktioner).
Udledning af tangentligning.
Monotoniforhold og ekstrema samt vandrette vendetangenter.
Definition af den naturlige eksponentialfunktion og den naturlige logaritmefunktion samt udledning af deres differentialkvotienter.
Omskrivning af eksponentialfunktioner til formen y=b*e^(kx).
Begrebet væksthastighed.
Anvendelser af differentialregning til optimering.
Projekt: Optimering.
Afsluttende prøve med og uden hjælpemidler.
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: 18,00 moduler
Dækker over: 29 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer
Titel 9 8. Vektorer: linjer og cirkler

Linjens ligning og linjens parameterfremstilling
Skæring mellem linjer
Ortogonale linjer og parallelle linjer
Projektion af punkt på linje
Vinkler mellem linjer, hældningsvinkel
Afstand fra punkt til linje
Cirklens ligning
Cirkeltangenter
Skæring mellem linjer og cirkler
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: 10,00 moduler
Dækker over: 11 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer
Titel 10 9. Trigonometriske funktioner

Radianer - det vinkelmål, der bruges, når vi betragter trigonometriske funktioner.

Funktionerne cos(x), sin(x) og tan(x) - herunder forståelse af grafernes udseende på baggrund af enhedscirklen.
Trigonometriske ligninger - løsning både uden og med hjælpemidler (Bemærk: ofte uendeligt mangeløsninger).
Differentiation af de trigonometriske funktioner.
Harmoniske svingninger - betydning af de indgående konstanter (begreberne vandret midterakse, amplitude, periode/svingningstid, faseforskydning).
Anvendelser af trigonometriske funktioner i modeller.
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: 6,00 moduler
Dækker over: 6 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer
Titel 11 10. Deskriptiv statistik

Ugrupperede observationssæt (hyppighed, frekvens, middelværdi, varians og spredning, kvartilsæt, boksplot, prikdiagram, stolpediagram.
Grupperede observationsssæt (intervalhyppighed, intervalfrekvens, middelværdi, varians og spredning, kvartilsæt, boksplot, histogram og sumkurve.
Kvartilbredde, Venstreskæv/højreskæv og outliers.
Figurer i WordMat.
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: 2,00 moduler
Dækker over: 2 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer
Titel 12 11. Sandsynlighed og kombinatorik

Sandsynlighedsmodeller (udfaldsrum, sandsynlighedsforeling, udfald, hændelser).
Sandsynlighed for en hændelse i symmetrisk udfaldsrum som antal gunstige/antal mulige udfald.
Teorien blev eksemplificeret ved eksperimenter med to kast med mønt og øjensum ved to kast med terning.

Kombinatorik (multiplikationsprincip ved både-og valg, additionsprincip ved enten eller valg, fakultet, permutationer og kombinationer, formel for
binomialkoefficienter) med anvendelser til udregning af sandsynligheder.
Uafhængige hændelser og betingede sandsynligheder.
Binomialfordelingen med bevis.
Aflæsning af binomialfordeling i WordMats Exceludvidelse.
Hypotesetest af typen tosidet binomialtest (herunder begreberne nulhypotese, signifikansniveau, teststørrelse og kritisk mængde samt kriterie for hvornår nulhypotesen skal forkastes henholdsvis accepteres.
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: 8,00 moduler
Dækker over: 9 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer
Titel 13 12. Normalfordelingen og statistiske tests

Kontinuerte fordelinger generelt - frekvensfunktion og fordelingsfunktion
Normalfordelingen - karakteristiske klokkeform, frekvensfunktion og fordelingsfunktion
Middelværdi og spredning - samt vigtige intervaller
Anvendelser af normalfordeling
Beregning af sandsynligheder for normalfordeling vha. WordMat
Undersøge om et datamateriale er tilnærmelsesvist normalfordelt (Normalfordelingspapir, histogramfit, normalplot/QQ-plot i WordMat)
Normalfordelingsapproksimation af binomialfordeling (for store n).

Konfidensinterval for sandsynlighedsparameteren i en stikprøve - udledt vha. normalfordelingsapproksimation
Anvendelse af konfidensinterval til hypotesetest
Lineær regressionsanalyse (Residualspredning for lineær regression, residualer normalfordelte, konfidensinterval for hældning)

Forståelse af Galtonapparat til illustration af normalfordelingsapparoksimation.
Simulering til illustration af den centrale grænseværdisætning, "at summen af uafhængige tilfældige bidrag bliver normalfordelt".
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: 10,00 moduler
Dækker over: 11 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer
Titel 14 13. Integralregning

Definition af begrebet stamfunktion.
Begrunde stamfunktioner for kendte funktioner.
Bevis for de 2 sætninger om at bestemme samtlige stamfunktioner.
Ubestemt integral og bestemt integral, samt beviser for regneregler for begge typer af integral.
Integration ved substitution
Geometriske eksempler, der illustrerer, at arealer kan bestemmes som bestemte integraler og at arealfunktionen er en stamfunktion.
Bevis for, at arealfunktionen er en stamfunktion og for anvendelse af bestemt integral til arealbestemmelse.
Andre anvendelser af integralregning - herunder bevis for rumfang af omdrejningslegeme og bevis for formel for kurvelængde.
Anvendelse af integralregning til beregninger omhandlende sandsynligheder for normalfordelingen
Afsluttende prøve med og uden hjælpemidler
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: 15,00 moduler
Dækker over: 14 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer
Titel 15 14. Differentialligninger

Forståelse af begrebet differentialligning, herunder en bestemt løsning, den fuldstændige løsning samt teknikken "at gøre prøve."
Bestemmelse af tangentligninger til løsningskurver og monotoniforhold for løsninger ved at betragte selve differentialligningen.
Begreberne linjeelement og hældningsfelt.
Løsning af y'=h(x) ved integration.
Bevis for løsning af differentialligningerne y'=ky, y'=b-ay, den logistiske y'=y(b-ay)=ay(M-y), og den lineære y'+a(x)y=b(x).
Karakterstik af løsningskurver til y'=b-ay (asymptotiske egenskaber)
Karakteristik af løsningerne til den logistiske ligning, herunder bærekapacitet, maksimal væksthastighed og asymptoter.
Løsning af differentialligninger af typen y'=g(y)*h(x) ved separation af variable.
Opstilling af differentialligningsmodeller.
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: 12,00 moduler
Dækker over: 13 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer
Titel 16 15. Uegentlige integraler og sandsynlighedsregning

Integration over ubegrænsede intervaller og integration af ubegrænsede funktioner - hvor integralerne bestemmes som en passende grænseværdi.
Eksemplet Torricellis trompet( (Gabriels horn/The painters paradox).
Frekvensfunktioner/tæthedsfunktioner og  sandsynlighedsfordelinger for kontinuerte stokastiske variable.
Herunder særligt fokus på frekvensfunktion og sandsynlighedsberegninger for normalfordelingen ved brug af integralregning.



Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: 3,00 moduler
Dækker over: 3 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer
Titel 17 16. Funktioner af to variable

Vektorer i rummet (herunder specielt vektor mellem to punkter, skalarproduktet og ortogonale vektorer samt
krydsproduktet).
Udledning af ligningen for en plan gennem et punkt med en given normalvektor.
Forskrift, definitionsmængde, funktionsværdier og graf for en funktion af to variable
Niveaukurver og snitkurver
Partiel differentiation og tangenter
Tangentplanen til grafen i et punkt
Gradienten og dens geometriske betydning
Stationære punkter
Bestemmelse af arten af et stationært punkt (lokalt maksimum/lokalt minimum/saddelpunkt)
Anvendelser til optimering
Projekt: Anamorfe illusioner
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: 12,00 moduler
Dækker over: 11 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer
Titel 18 17. Vektorfunktioner

Parameterfremstillinger og banekurver
Omskrivning til ligning ved parameterelimination
Tangentvektor (differentiabilitet) og tangent
Hastighed og acceleration
Kurveundersøgelse (skæring med akser, tangenter parallelle med akser, dobbeltpunkter, vinkler mellem tangenter)
Udledning af parameterfremstillinger for særlige kurver: Cirkler, cykloiden, hypocykloiden og Agnesis Heks.
Indhold
Kernestof:
Omfang Estimeret: 14,00 moduler
Dækker over: 9 moduler
Særlige fokuspunkter
Væsentligste arbejdsformer