Geometrie erleben

Diese Veranstaltung ist der zweite Teil des ersten Moduls für die Elementarmathematik im Bachelor of Arts (BA) FBW, sowohl mit der Spezialisierung Grundschule als auch Sekundarschule.
Das Modul wird am Ende dieses Semesters mit einer Klausur abgeschlossen. Prüfungsvorleistung ist die bestandene Klausur für den ersten Teil, Arithmetik als Prozess.
Weiterhin ist die Veranstaltung für diejenigen, die nach der alten Prüfungsordnung (Staatsexamen) die "Einführung in die Mathematik II (Geometrie)" nachholen müssen.

Geometrie

Die Schnittmenge des Grund- und Sekundarschulunterrichts liegt in der Symmetrie und den regelmäßigen Mustern. Das führt uns zunächst zu den regelmäßigen Vielecken

Die Kongruenzabbildungen bilden den Hintergrund der betrachteten Themen und werden anschließend näher charakterisiert und untersucht. Dieser Teil wird durch die Ähnlichkeitsabbildungen ergänzt.
Als Betrachtung von höherer Warte werden die Kongruenz- und Ähnlichkeitsabbildungen mit den Mitteln der linearen Algebra noch einmal behandelt und die bereits gelernten Zusammenhänge wiederholt.
Den Abschluss der Vorlesung bildet ein Ausflug in die fraktale Geometrie. Dieses dient letzlich dazu, das Kernthema "Kongruenz- und Ähnlichkeitsabbildungen" ein drittes Mal aus einer anderen Perspektive zu betrachten.

Zu einer angemessenen Behandlung der Geometrie gehört natürlich, dass man saubere, genaue Konstruktionen selbst mit Zirkel und Lineal anfertigt. Die HörerInnen brauchen also gutes Zeichnenzeug (Zirkel, Geodreieck).
Andererseits gehört es zu einem zeitgemäßen Unterricht, dass auch dynamische Geometriesoftware einbezogen wird. Eingesetzt wird "DynaGeo Euklid", für das die Universität eine Lizenz hat, die auch die StudentInnen mit einbezieht.
Durch Klicken auf das Bild rechts gelangen Sie auf die Seite von DynaGeo, von wo Sie die Software als Demonstrations-version herunterladen können. In der Vorlesung erfahren Sie, wie Sie über die Universitätslizenz diese in eine uneingeschränkte Version freischalten.

Inhaltliche Planung

Thema
Dauer (Wochen)
Grundlagen der Schulgeometrie
Dreieckslehre, Kongruenzsätze, Peripheriewinkelsatz
2
Regelmäßige Polygone
Konstruktion der Polygone, regelmäßiges Fünfeck und goldener Schnitt
Die Symmetriegruppe des Quadrates und anderer regelmäßiger Polygone
Parkettierung mit regelmäßigen Polygonen
3
Abbildungsgeometrie
Definition der Kongruenzabbildungen Spiegelung, Drehung, Verschiebung
Verknüpfung von Kongruenzabbildungen, Drei-Spiegelungs-Satz
Ähnlichkeit, Ähnlichkeitsabbildungen
3
Lineare Algebra
Punkte, Vektoren und 2x2 Matrizen
Ähnlichkeitsabbildungen und 2x2 Matrizen
Verknüpfung von 2 Abbildungen
4
Fraktale Geometrie
Was sind Fraktale? Wie werden Fraktale erzeugt?
Fraktale, die durch iterierte Funktionensysteme erzeugt werden.
2

Literatur

Susanne Müller-Philipp, Hans-Joachim Gorski: Leitfaden Geometrie, Vieweg-Verlag

Siegfried Krauter: Erlebnis Elementargeometrie, Spektrum Verlag

Dort "Grundbegriffe der Geometrie" wählen.

Link zu einer ähnlichen Vorlesung: Bender, Uni Paderborn

Link zu meiner Vorlesung aus dem SoSe04
Link zu meiner Vorlesung aus dem SoSe05

Übungen

Es gibt 5 Übungsgruppen:

Zeit
Ort
TutorIn
Dienstag, 13 - 15 Uhr GW2 B1700 Astrid Zierer
Dienstag, 13 - 15 Uhr MZH 7210 Inga Altrogge
Dienstag, 15 - 17 Uhr MZH 7210 Inga Altrogge
Dienstag, 15 - 17 Uhr GW1 B1210 Julia Hövelmann
Mittwoch, 10 - 12 Uhr MZH 6240 Inga Niehsner

Abgabe der Übungszettel jeweils freitags nach der Vorlesung.

Material zur Veranstaltung

Woche Datum Thema Information Material Übung Lösung
1 19.4. - 21.4. Organisation, Einführung
2 24.4. - 28.4. Grundlagen, Winkelsätze, Kongruenzsätze Peripheriewinkelsatz 1. Übung Lösungen zu 1
3 1.5. - 5.5. Ähnlichkeit und Strahlensätze DynaGeo-Datei 2. Übung Lösungen zu 2
4 8.5. - 12.5. Fünfeck und goldener Schnitt Konstruktion des 17-Eck
Construction of the 17-gon
3.Übung Lösungen zu 3
5 15.5. - 19.5. Decktransformationen der n-Ecke (Symmetriegruppen)
Parkettierung
Powerpoint zur Parkettierung
(Arbeit einer Studentin im Kurs
"Computer im Mathematikunt.")
6 22.5. - 26.5. Kongruenzabbildungen 5./6. Übung Lösungen zu 5/6
7 29.5. - 2.6. Verknüpfung von Spiegelungen, Drei-Spiegelungs-Satz Zwei Spiegelungen 1
Zwei Spiegelungen 2
Zwei Spiegelungen 3
Zwei Spiegelungen 4
Drei Spiegelungen 1
Drei Spiegelungen 2
7. Übung Lösungen zu 7
8 5.6. - 9.6. Reduktionssatz, Trigonometrie Formelsammlung zur Trigonometrie Rechner für Windows 8.Übung Lösungen zu 8
9 12.6. - 16.6. Einführung der Analytischen Geometrie Skript Seite 1 bis 4 9.Übung Lösungen zu 9
10 19.6. - 23.6. Verkettung von Abbildungen, Matrizenmultiplikation Skript Seite 5 bis 8 10.Übung Lösungen zu 10
11 26.6. - 30.6. Verkettungen von zwei und drei Spiegelungen Skript Seite 9 bis 12 11.Übung Lösungen zu 11
12 3.7. - 7.7. drei Spiegelungen, fraktale Geometrie 12. Übung Lösungen zu 12
13 10.7. - 14.7. iterierte Funktionensysteme, IFS-Fraktale Übersicht über die symmetrischen Fälle Programm zur Erzeugung
von IFS-Fraktalen*
Xaos
13. Übung Lösungen zu 13
14 17.7. - 21.7. Abbildungen Programm zum Winkelschätzen
15 24.7. - 25.7. Wiederholung

*zip-File entpacken, ifsgen.html starten

Klausur

Regelung für Bachelor-StudentInnen Regelung für Staatsexamens-StudentInnen

Am Ende des Semesters wird eine Klausur als Abschlussprüfung für das gesamte Modul EM1 geschrieben, also Arithmetik und Geometrie.
Für diese Klausur müssen sich die StudentInnen anmelden. Das geschieht über Listen in der Vorlesung. Man kann sich alternativ auch in meiner Sprechstunde (Di 11-13 Uhr) in die Anmeldelisten eintragen.
Wichtig ist, dass Sie zur Anmeldung eine rechtsverbindliche Unterschrift auf dem Papier hinterlassen. Eine reine Willensbekundung per email reicht also nicht aus.
Danach wird festgestellt, ob die angemeldeten StudentInnen zur Klausur zugelassen sind. Zugelassen wird die, die

  • die Klausur zur Arithmetik bestanden hat (oder Wiederholungsklausuren/-prüfungen)
    • und
  • in der Geometrie mindestens 50% der Übungspunkte erreicht hat .

Bei bestandener Klausur wird dieses mit Note in einer Datei im Prüfungsamt festgehalten. Sie bekommen keinen Schein.

Sie kommen zur Klausur und schreiben diese mit. Bei bestandener Klausur erhalten Sie einen Schein über diese Vorlesung. Sie zählt im Stoffgebiet 1 (Grundlagen) oder 3 (Geometrie) und kann im Grund- oder im Hauptstudium angerechnet werden.
Für alle KlausurteilnehmerInnen gilt: Über die Übungen während des Sommersemesters kann man Punkte erreichen, die in der Klausur zählen.

Termin: Donnerstag, 17.August 2006, 10.00(pünktlich) - 12.00 Uhr.
Ort: beide Hörsäle des Hörsaalgebäudes (Keksdose)
Aufteilung: großer Hörsaal: Bachelor , kleiner Hörsaal: Staatsexamen
Zugelassene Hilfsmittel: Taschenrechner, Zeichenzeug, 4 handschriftliche Seiten (= 4 einfach beschriebene oder 2 doppelt beschriebene DIN A4 Blätter) "Schummelzettel", müssen mit abgegeben werden
Mitzubringen: Lichtbildausweis, Schreibzeug, Papier

Informationen zur Klausur
Klausur, Aufg5 Ex Lösungen Ergebnisse

Wiederholungsklausur: 7. September 2006, 10.00(pünktlich) - 12.00 Uhr, Bibliothekshörsaal

Informationen zur Wiederholungsklausur
Klausur, Aufg.5 Ex Lösungen Ergebnisse


Informationen zur Klausur aus dem Sommer-Semester 2004

Informationen zur Klausur aus dem Sommer-Semester 2005