Prozesse: Station 2 - Rechenoperationen mit Matrizen

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Didaktische Hinweise
Die folgende Station stellt Aufgaben zum Rechnen mit Matrizen vor. Es wird vorausgesetzt, dass die Schülerinnen und Schüler die Addition von Matrizen, die Multiplikation mit einem Skalar, die Multiplikation mit Vektoren und mit Matrizen sowie das Transponieren und die Inversion von Matrizen kennen.[br][br]Bei der ersten Aufgabe führen die Schülerinnen und Schüler Berechnungen mit konkreten Matrizen durch. Dafür steht ihnen eine detaillierte Anleitung zur Verfügung.[br][br]In der zweiten Aufgabe geht es um die das Kommutativität der Multiplikation von Matrizen. Hier werden Berechnungen mit konkreten Matrizen vorgegeben, zu denen die Schülerinnen und Schüler detaillierte Kommentare schreiben sollen.[br][br]Bei der dritten Aufgabe untersuchen die Schülerinnen und Schüler zunächst an konkreten Matrizen und dann allgemein für 22-Matrizen das Distributivgesetz der Matrizenmultiplikation. Dazu können sie Hilfen in zwei Stufen in Anspruch nehmen.[br][br]Mit der vierten Aufgabe soll die Fähigkeit zu argumentieren gefördert werden: Die Schü-[br]lerinnen und Schüler beantworten Fragen, prüfen Behauptungen oder suchen Fehler – [br]sowohl bei konkreten Berechnungen als auch an allgemeinen Fällen.[br][br]Bei den beiden Aufgaben 3 und 4 ist der Schwierigkeitsgrad der Teilaufgaben a) niedrig [br]und der von b) mittel. Die Teilaufgaben c) haben jeweils einen recht hohen Schwierig-[br]keitsgrad und sind als Joker für leistungsstarke Schülerinnen und Schüler gedacht.
Lernziele
Die Schülerinnen und Schüler … [br][list][*]wenden die Rechenoperationen mit Matrizen mit konkreten und in einfachen Fällen mit allgemeinen Matrizen und Vektoren an.[/*][*]beschreiben vorgegebene Rechenoperationen mit Matrizen[/*][*]erkennen, dass die Matrizenmultiplikation im Allgemeinen nicht kommutativ ist.[/*][*]kennen die Besonderheiten der Matrizenmultiplikation mit der Einheitsmatrix und mit der inversen Matrix.[/*][*]beweisen das Distributivgesetz der Matrizenmultiplikation[/*][*]nennen Argumente, mit denen sie Behauptungen über Matrizenoperationen bestätigen oder widerlegen.[/*][*]erkennen anhand der Dimension zweier Matrizen, ob sie addiert oder multipliziert werden können.[/*][*]wenden die Rechenregeln für Matrizen an. [br][/*][/list]
Übersicht der Materialien
[list][*]4 Aufgabenblätter mit Lösungen [/*][/list][list][*]Karten mit Tipps zu den Aufgaben 3 und 4. [/*][/list]
[size=200]Ergänzungen[/size]
Addition und Skalar Multiplikation
Matrizenmultiplikation

Information: Prozesse: Station 2 - Rechenoperationen mit Matrizen