Daraus ergab sich die obere Grenze des vorderen Intergrals zu und durch solve() . Eine weitere Variable von der gleichen Art wie n1 war n2 und mit

Ähnliche Dokumente
Abbildung 1: Schülerarbeit 5 zu Analysis I Teil 2 Aufgabe 1 a) (interne Quelle).

Teilgebiet Geometrie Aufgabengruppe I. Anlage 3

Prüfungsteil B, Aufgabengruppe 1: Analysis. Bayern Aufgabe 1. BundesabiturMathematik: Musterlösung

1.2 Weisen Sie rechnerisch nach, dass das Schaubild der Funktion mit 4P! bei 1 einen Sattelpunkt aufweist.

Beispielklausur für zentrale Klausuren

Aufgabe A2 1.1 Die Funktion ist gegeben durch 3P 21 mit Berechne die Gleichung der Tangente an das Schaubild von im Schnittpunkt mit der -Achse. 1.2 E

Lösungen zur Prüfung 2014: Pflichtteil

Wahlteil: Analysis I 1

Zugelassene Hilfsmittel:

) (1 BE) 1 2 ln 2. und somit

Inhalt der Lösungen zur Prüfung 2011:

Unterlagen für die Lehrkraft Zentrale Klausur am Ende der Einführungsphase 2011 Mathematik

Abitur 2011 G8 Musterabitur Mathematik Infinitesimalrechnung

Bayern Teil 1. Aufgabe 1. Abitur Mathematik: Musterlösung. Der Term unter der Wurzel darf nicht negativ werden. Es muss also gelten:

Mathematik. Abiturprüfung Prüfungsteil A (CAS) Arbeitszeit: 90 Minuten

Abiturprüfung Mathematik 2017 Baden-Württemberg Allgemeinbildende Gymnasien Wahlteil Analysis A 1 Lösungen der Aufgaben A 1.1 und A 1.

Abitur 2012 Mathematik Infinitesimalrechnung I

= / 40. Abschlussprüfung Fachoberschule 2012 (Mathematik) Aufgabenvorschlag B. Gegeben ist die Funktion f mit der Funktionsgleichung

Unterlagen für die Lehrkraft Zentrale Klausur am Ende der Einführungsphase 2011 Mathematik

Hauptprüfung Abiturprüfung 2015 (ohne CAS) Baden-Württemberg

Abitur 2012 Mathematik Infinitesimalrechnung I

Nur für die Lehrkraft

Pflichtteil Wahlteil Analysis Wahlteil Analysis Wahlteil Analysis Wahlteil Analytische Geometrie 1...

Mathematik. Abiturprüfung Prüfungsteil A (CAS) Arbeitszeit: 90 Minuten

Ministerium für Schule und Weiterbildung NRW M GK HT 3 Seite 1 von 5. Unterlagen für die Lehrkraft. Abiturprüfung Mathematik, Grundkurs

Mathematik. Abiturprüfung Prüfungsteil A (CAS) Arbeitszeit: 90 Minuten

Die Funktion ist gegeben durch ; 0. a) Die Tangente an den Graphen von im Punkt verläuft durch 0 0,5. Bestimmen Sie die Koordinaten von.

Abiturprüfung Mathematik, Leistungskurs. Prüfungsteil B: Aufgaben mit Hilfsmitteln

Prüfungsteil B, Aufgabengruppe 2, Analysis. Bayern Aufgabe 1. Bundesabitur Mathematik: Musterlösung. Abitur Mathematik Bayern 2014

Mathematik. Abiturprüfung Prüfungsteil A. Arbeitszeit: 90 Minuten. Bei der Bearbeitung der Aufgaben dürfen keine Hilfsmittel verwendet werden.

ARBEITSBLATT 6-5. Kurvendiskussion

stellt eine fallende Gerade dar mit Nullstelle bei x = 5/3. 1/3

1.4 Schaubild von Schaubild von Schaubild von 1., /


Abiturprüfung Mathematik 2007 (Baden-Württemberg) Berufliche Gymnasien ohne TG Analysis, Aufgabe 1

Hauptprüfung Abiturprüfung 2016 (ohne CAS) Baden-Württemberg

Unterrichtsmaterialien in digitaler und in gedruckter Form. Auszug aus:

Inhalt der Lösungen zur Prüfung 2015:

Pflichtteil Wahlteil Analysis Wahlteil Analysis Wahlteil Analysis Wahlteil Analytische Geometrie 1...

Erfolg im Mathe-Abi. Trainingsheft Analysis wissenschaftlicher Taschenrechner

Aufgabenanalyse Pflichtaufgabe 2 Ganzrationale Funktionen Seite 1 von 10

Exemplar für Prüfer/innen

58. Mathematik Olympiade 2. Runde (Regionalrunde) Lösungen

Pool für das Jahr 2018

Abiturprüfung Mathematik 2015 Baden-Württemberg Allgemeinbildende Gymnasien Wahlteil Analysis A 1 Lösungen

Abitur 2010 Mathematik GK Infinitesimalrechnung I

Beispielaufgabe zum Format der Komplexaufgaben im MSA Mathematik ab 2017

beschrieben werden. Abbildung 1 zeigt den zugehörigen Teil des Graphen von f.

Ministerium für Schule und Weiterbildung NRW M GK HT 1 Seite 1 von 6. Unterlagen für die Lehrkraft. Abiturprüfung Mathematik, Grundkurs

Handreichungen für den Unterricht mit grafikfähigen Taschenrechnern ohne CAS (GTR)

Aufgabe 2: Analysis (WTR)

Wissen und Fertigkeiten Berthold Mersch

Abschlussprüfung Fachoberschule 2016 Mathematik

Abitur 2015 Mathematik Infinitesimalrechnung I

Zentrale schriftliche Abiturprüfungen im Fach Mathematik

Mathematik. Abiturprüfung Prüfungsteil A (CAS) Arbeitszeit: 90 Minuten

Differentialrechnung. Mathematik W14. Christina Sickinger. Berufsreifeprüfung. v 1 Christina Sickinger Mathematik W14 1 / 79

Einführung in die linearen Funktionen. Autor: Benedikt Menne

1 Kurvenuntersuchung /40

Beispielklausur für zentrale Klausuren Mathematik Unterlagen für die Lehrkraft - Modelllösungen

) auf dem Band auf Osiris zu, während Osiris sich auf dem Weg in die Unterwelt mit der Geschwindigkeit 0.35 Schoinen pro Stunde (v 2 = 1 m s

Beispielklausur für zentrale Klausuren

Nur für die Lehrkraft

Situationsgrafik: a) Maximale momentane Änderungsrate: Bestimmung des Hochpunktes von mit dem GTR.

Analytische Geometrie

Merksatz. Definition des Begriffs Ableitung

Höhere Mathematik I für Ingenieurinnen und Ingenieure Lösungen zur 11. und 12. Übung

Hauptprüfung Abiturprüfung 2017 (ohne CAS) Baden-Württemberg

p x 1,25x 5. Der Graph von p wird mit G p bezeichnet. BE Teil 2

Abitur Mathematik für berufliche Gymnasien Analysis, Stochastik Wahlgebiet: Vektorgeometrie. Pflichtteil und Wahlteil. Merkur Verlag Rinteln

Abitur 2014 Mathematik Infinitesimalrechnung II

Unterlagen für die Lehrkraft Zentrale Klausur am Ende der Einführungsphase 2015 Mathematik

Gymnasium Bäumlihof Maturitätsprüfungen Aufgabe 1 Raumgeometrie: Modellflugzeuge 17 P P S(300/0/0), Z(0/300/120)

III. Integralrechnung 7. Übungen für die Klausur Teil 1 - Integralrechnung

Unterrichtsmaterialien in digitaler und in gedruckter Form. Auszug aus: Mathe-Abiturprüfung 2011 mit ausführlichen Lösungen (Baden-Württemberg)

Mathematik Übungsklausur 2013 Ausführliche Lösungen

Mathematik. Abiturprüfung Prüfungsteil A. Arbeitszeit: 90 Minuten. Bei der Bearbeitung der Aufgaben dürfen keine Hilfsmittel verwendet werden.

Pflichtteil Wahlteil Analysis Wahlteil Analysis Wahlteil Analysis Wahlteil Analytische Geometrie 1...

Analysis I. Teil 1. Bayern Aufgabe 1. Abitur Mathematik Bayern Abitur Mathematik: Musterlösung. D f =] 3; + [ x = 1

Übungsaufgaben Analysis hilfsmittelfrei

Erste Schularbeit Mathematik Klasse 7A G am

Ministerium für Schule und Weiterbildung NRW M GK HT 2 Seite 1 von 6. Unterlagen für die Lehrkraft. Abiturprüfung Mathematik, Grundkurs

Standardisierte kompetenzorientierte schriftliche Reifeprüfung AHS. 9. Mai Mathematik. Teil-2-Aufgaben. Korrekturheft

Pflichtteil Wahlteil Analysis Wahlteil Analysis Wahlteil Analysis Wahlteil Analytische Geometrie 1...

Analysis: Klausur Analysis

Einführung in die Differenzialrechnung. Teil I. Klasse 10 B / Schuljahr 2018 / 19. Deyke

Ministerium für Schule und Weiterbildung NRW M GK HT 1 Seite 1 von 6. Unterlagen für die Lehrkraft. Abiturprüfung Mathematik, Grundkurs

Aufgabe 1 Eine erste Modellierung des erschnis der Tunnelwand verwendet die Funktion : mit Definitionsbereich =[-5; 5].

6 Bestimmung linearer Funktionen

Prototypische Schularbeit 2 Klasse 7 Datum: Name:.

Abiturprüfung Mathematik 2017 Baden-Württemberg Allgemeinbildende Gymnasien Wahlteil Analysis A 2 Lösungen der Aufgaben A 2.1 und A 2.

Aufgaben zur Funktionsdiskussion: Grundkurs Nr. 2 a 2 +b 2 =c 2 Materialbörse Mathematik

Mathe-Abitur ab 2004: Fundus für den Pflichtbereich Lösungen (1)

, das Symmetrieverhalten des Graphen von f a. und die Werte von a, für welche die Wertemenge von f a. die Zahl 1 enthält. a 2 x 2 vgl.

Unterlagen für die Lehrkraft Zentrale Klausur am Ende der Einführungsphase 2016 Mathematik

Aufgaben für das Fach Mathematik

Transkript:

Anlage 1 Die Abiturprüfung 2012 Analyse von Schülerlösungen Dokumentiert von Pascal Rausch im Rahmen seiner Hausarbeit im Fach Mathematik an der Universität Würzburg 1. Analysis Aufgabengruppe I Teil 1 a) Aufgabe 1a) b) Aufgabe 1 a): Aufgabe 1 b): b) Schülerlösungen von Aufgabe 1 a) b)

c) Aufgabe 3 b) Zuerst wurde die Funktion mit definiert. Durch den Befehl zeros() lassen sich die Nullstellen berechnen. Diese werden durch n1 IN ausgedrückt. Die kleinste Nullstelle, welche größer 1 war, konnte auf Papier mit gelöst werden. Daraus ergab sich die obere Grenze des vorderen Intergrals zu und durch solve() eine Lösung für. Eine weitere Variable von der gleichen Art wie n1 war n2 und mit galt die Vorgabe. Für die Begründung anhand des Graphen sollten die 2

beiden Integrale und deren Flächen betrachtet werden. Diese hatten mit 0.292 den gleichen Wert, obwohl beide Flächen (grau hinterlegt) unterschiedlich groß waren. d) Schülerlösungen Aufgabe 3 Die folgende Abbildung zeigt eine Schülerlösung, bei dem keine CAS-Befehle bei den Lösungen auftraten. Hier lässt sich die Benutzung des Rechners nur erahnen, denn die Variablen und werden notiert, als wären diese gegeben gewesen. Die Skizze und die Begründung in Textform sind allerdings richtig, was auf ein gutes Verständnis des Schülers schließen lässt. Die nächste Abbildung verdeutlicht die Handhabung des CAS-Rechners z. B. beim Befehl solve() in der ersten Zeile. Die Begründung in Textform besitzt zwar den richtigen Ansatz, führt diese aber nur ungenügend aus. Man erhält einen Integralwert zwischen 1 und, wobei in der ausgeführten Begründung der Integralwert für jede Fläche zwischen zwei 3

Nullstellen verwendet wird. An dieser Stelle ist es allerdings schwer nachzuvollziehen, wie die Schülerin oder der Schüler auf diese Lösung gekommen ist. Die Dokumentation des CAS-Rechners ist an dieser Stelle nicht ausreichend. Es ist wohl so, dass die Schülerin oder der Schüler zu Beginn die Graphen mit dem CAS-Rechner visualisiert und die Periodizität erkannt hat, allerdings die durch die Integrationsgrenzen festgesetzte Integrationsfläche nicht berücksichtigte. Er/Sie ist vermutlich von drei gleich großen Flächen ausgegangen, da der CAS-Rechner trotz größerer Integrationsgrenzen das gleiche Ergebnis lieferte. Diese Fehlvorstellung zeigte sich offensichtlich ebenfalls in einer weiteren Lösung, was anhand einer falschen Skizze belegt werden kann. Begründet wurde das im vorliegenden Fall durch die folgende Skizze: Am Graphen kann man es dadurch sehen, dass die Fläche genau so groß ist wie die Fläche von somit ist die Flächenbilanz von, da die Fläche negativ ist. Wählt man als Obergrenze beträgt, die Flächenbilanz des Integrals wieder 0.29, somit ist die Vorgabe erfüllt dass gelten muss (interne Quelle). 4

2. Analysis Aufgabengruppe I Teil 2 a) Aufgabe 1 b) Aufgabe 1 a) Die folgende Abbildung zeigt eine rechnerische Lösung, 5

Die folgende Abbildung zeigt eine gute Lösung. Fehler beschränken sich auf Verständnisfehler bezüglich der Aufgabenstellung. Anzeichen einer falschen Handhabung des CAS-Rechners waren an dieser Stelle nicht festzustellen. 6

c) Aufgabe 1 c) Auch in Aufgabe 1 c) zeigten sich vor allem Verständnisprobleme. Nachfolgende Lösung zeigt eine Herangehensweise, die von der bearbeitenden Person rechnerisch mithilfe des CAS-Rechners bestimmt wurde. Zwar kann man erkennen, dass die Abiturientin bzw. der Abiturient mathematisches Verständnis aufweist, da die Person offensichtlich weiß, woraus man die streng monotone Steigung des Graphen ableiten kann. Die Lösung wurde aber eigentlich erst durch den knappen Anschlusssatz zu einer korrekten Lösung, da in diesem noch erwähnt wurde, warum die Ableitung immer größer Null sein muss. d) Aufgabe 1 d) Für einige Schüler stellte die entscheidende Hürde bei dieser Aufgabe die Wahl eines geeigneten Trapezes dar. Wie die folgende Abbildung zeigt, erkannten viele Abiturienten nicht, dass das gesuchte Trapez auf der Seite lag. Die beiden parallelen Seiten waren nicht wie gewöhnlich die horizontalen Strecken, sondern die beiden vertikalen, obwohl diese explizit in der Aufgabenstellung angegeben waren Daraus ergaben sich dementsprechend große Abweichungen zur tatsächlichen Fläche. Zum anderen war einigen Schülern die Formel der Fläche des Trapezes nicht geläufig und so teilten viele die Fläche des Trapezes in eine Rechtecks- und in eine Dreiecksfläche auf. Diese Aufteilung erschwerte die Rechnung und stellte somit eine weitere Quelle für mögliche Fehler dar. Dahingegen wurde die Berechnung des geforderten Integrals weitgehend problemlos durchgeführt. e) Aufgabe 2 7

Aufgabe 2c) Aufgabe 2d) f) Analyse der Schülerlösungen zu Aufgabe 2c) Auch bei der folgenden Lösung fehlt die CAS-Befehl-Dokumentation. So wurde bei dieser ansonsten sehr guten Lösung nicht angegeben, ob die Gleichung gelöst wird. Das heißt, man kann im Nachhinein nicht nachvollziehen, was der Abiturient in den CAS- Rechner eingegeben hat und wo der Fehler gemacht worden wäre. Hierdurch würde bei falschem Ergebnis eine mögliche Bepunktung des Lösungsweges entfallen. 8

Im Gegensatz zu der eben gezeigten Lösung ist die Benutzung des CAS-Rechners in der folgenden Abbildung gut zu erkennen. Wie im Erwartungshorizont gezeigt, wird hier nicht der Weg über die zweite Ableitung gewählt, sondern der Befehl fmax() der ersten Ableitung genutzt. Insgesamt wurde die Aufgabe nur von etwa der Hälfte der Schüler bearbeitet. Bei den bearbeiteten Lösungen gab es allerdings große Probleme bei der Umrechnung von m/monat in cm/tag. Die andere Hälfte hatte entweder Zeitmangel, was aus den richtigen Lösungswegskizzen abgelesen werden kann, oder sie verstanden die Aufgabenstellung nicht. So wurde zum Beispiel das Wachstum als linear angenommen, indem man das gesamte Wachstum über berechnete und das Ergebnis durch 4 Monate à 30 Tage teilte. f) Analyse der Schülerlösungen zu Aufgabe 2d) 9

Die Resultate dieser Aufgabe waren im Allgemeinen sehr gut, wobei es auch einige Schüler gab, die den CAS-Befehl tangentline() nicht kannten bzw. nicht nutzten und die Tangente manuell erstellten. 3. Teilgebiet Geometrie Der Einsatz des Rechner im CAS-Abitur im Teilgebiet Geometrie verspricht vor allem in der letzten Teilaufgabe der Aufgabengruppe I die größten Vorteile. Hier ging es um einen Raum mit Dachschräge. In diese Dachschräge war ein Dachfenster eingelassen, das sich um eine Mittelachse drehen und somit öffnen ließ. Die Unterkante des Fensters sollte sich allerdings in den Raum hinein nach unten bewegen, anstatt wie gewöhnlich nach außen. Im weiteren Verlauf sollten die Länge des Dachfensters und der Punkt M, welcher einen Ansatzpunkt der waagerechten Drehachse darstellte, auf einer Seite ermittelt werden. Die Problematik für die letzte Aufgabe g) in diesem Teil war die Positionierung eines Möbelstücks direkt unter dem Fenster. Die vordere Oberkante des Möbelstücks war als Gerade definiert und die Schüler sollten nun rechnerisch überprüfen, ob das Fenster beim Öffnen an das Möbelstück anstoßen könnte. Mathematisches Grundproblem war der Abstand des Punktes zur Geraden. Um die vorgelegten Lösungswege vergleichen zu können, wird vom kürzesten Lösungsschema ausgegangen. a) Aufgabe g) Überprüfen Sie rechnerisch, ob das Fenster bei seiner Drehung am Möbelstück hängen bleiben kann (Stark Verlag, 2012b, S. 2012-97). Abiturienten mit CAS-Rechner wäre die Möglichkeit offen gestanden, sich über die Funktion fmin() mit als Argument den Abstand als Einzeiler berechnen zu lassen. Das Ergebnis mussten die sowohl mit als auch ohne CAS-Rechner 10

arbeitenden Abiturienten noch mit, der halben Fensterlänge vergleichen, um die Aussage treffen zu können, dass der kleinste Abstand zwischen Dachfensterdrehachse und Möbelstück größer ist als die halbe Fensterlänge, welche sich in den Raum bewegt. Abbildung 1: CAS-Lösung Geometrie Aufgabe 1g) Quelle: eigene Quelle Diese Lösung kam allerdings bei den uns vorliegenden Schülerlösungen nicht vor. 11