1 Rechenoperationen | 17 |
1.1 Grundbegriffe der Mengenlehre und Logik | 17 |
1.1.0 Vorbemerkung | 17 |
1.1.1 Begriff der Menge | 17 |
1.1.2 Relationen zwischen Mengen | 20 |
1.1.3 Operationen mit Mengen | 23 |
1.2 Zahlenbereiche | 27 |
1.2.0 Vorbemerkung | 27 |
1.2.1 Bereich der reellen Zahlen und seine Teilbereiche | 27 |
1.2.2 Zahlensysteme | 29 |
1.2.3 Intervalle, Absoluter Betrag, Runden von Zahlen | 31 |
1.3 Rechenoperationen erster und zweiter Stufe | 36 |
1.3.0 Vorbemerkung | 36 |
1.3.1 Grundbegriffe | 36 |
1.3.2 Rechenoperationen mit Zahlen | 38 |
1.3.3 Algebraische Summen | 39 |
1.3.4 Bruchrechnung | 43 |
1.3.5 Proportionen | 48 |
1.3.6 Summenzeichen | 53 |
1.4 Rechenoperationen dritter Stufe | 55 |
1.4.0 Vorbemerkung | 55 |
1.4.1 Rechnen mit Potenzen und Wurzeln | 55 |
1.4.2 Rechnen mit Logarithmen | 65 |
1.4.3 Potenz eines Binoms | 72 |
1.5 Aufgaben | 75 |
1.6 Lösungen | 84 |
2 Gleichungen und Ungleichungen | 90 |
2.1 Gleichungen mit einer Variablen | 90 |
2.1.0 Vorbemerkung | 90 |
2.1.1 Grundbegriffe | 90 |
2.1.2 Lösen von algebraischen Gleichungen | 94 |
2.1.3 Lösen von transzendenten Gleichungen | 103 |
2.1.4 Lösen von Gleichungen durch Näherungsverfahren | 108 |
2.2 Ungleichungen | 114 |
2.2.0 Vorbemerkung | 114 |
2.2.1 Grundbegriffe | 114 |
2.2.2 Einfache Typen linearer Ungleichungen | 115 |
2.3 Lineare Gleichungssysteme | 117 |
2.3.0 Vorbemerkung | 117 |
2.3.1 Herkömmliche Lösungsverfahren | 118 |
2.3.2 Lösbarkeitsbetrachtungen | 121 |
2.3.3 Gaußscher Algorithmus | 124 |
2.3.4 Determinantenverfahren | 129 |
2.4 Aufgaben | 135 |
2.5 Lösungen | 142 |
3 Geometrie | 147 |
3.1 Planimetrie | 147 |
3.1.0 Vorbemerkung | 147 |
3.1.1 Grundbegriffe | 147 |
3.1.2 Winkel an sich schneidenden Geraden | 150 |
3.1.3 Bewegungen in der Ebene, Kongruenz, Symmetrie | 151 |
3.1.4 Grundkonstruktionen | 155 |
3.1.5 Ähnlichkeit | 158 |
3.1.6 Allgemeines Dreieck | 160 |
3.1.7 Rechtwinkliges, gleichschenkliges und gleichseitiges Dreieck | 167 |
3.1.8 Viereck | 170 |
3.1.9 Regelmäßiges n-Eck | 172 |
3.1.10 Kreis | 174 |
3.1.11 Flächeninhalte | 178 |
3.2 Stereometrie | 184 |
3.2.0 Vorbemerkung | 184 |
3.2.1 Quader | 185 |
3.2.2 Prisma und Pyramide | 187 |
3.2.3 Prismatoid | 192 |
3.2.4 Zylinder und Kegel | 194 |
3.2.5 Cavalierisches Prinzip | 199 |
3.2.6 Kugel und Kugelteile | 199 |
3.3 Aufgaben | 204 |
3.4 Lösungen | 212 |
4 Trigonometrie | 219 |
4.1 Goniometrie | 219 |
4.1.0 Vorbemerkung | 219 |
4.1.1 Winkelmessung | 219 |
4.1.2 Winkelfunktionen im rechtwinkligen Dreieck | 220 |
4.1.3 Winkelfunktionen für beliebige Winkel | 226 |
4.1.4 Quadrantenrelationen | 229 |
4.1.5 Zusammenhang zwischen den Funktionswerten eines Winkels | 235 |
4.1.6 Additionstheoreme | 237 |
4.2 Dreiecksberechnung | 241 |
4.2.1 Allgemeines | 241 |
4.2.2 Sinus- und Kosinussatz | 242 |
4.2.3 Grundaufgaben der Dreiecksberechnung | 248 |
4.2.4 Weitere Anwendungen | 250 |
4.3 Aufgaben | 256 |
4.4 Lösungen | 262 |
5 Funktionen | 267 |
5.0 Vorbemerkung | 267 |
5.1 Der Funktionsbegriff | 267 |
5.1.1 Die Definition einer Funktion | 267 |
5.1.2 Darstellungsformen von Funktionen | 268 |
5.1.3 Eigenschaften von Funktionen | 273 |
5.1.4 Die Umkehrfunktion | 275 |
5.2 Lineare Funktionen (Geraden) | 278 |
5.2.1 Die analytischen Darstellungsarten linearer Funktionen | 278 |
5.2.2 Die lineare Funktion und ihre Umkehrfunktion | 281 |
5.2.3 Lagebeziehungen zwischen Geraden | 283 |
5.3 Quadratische Funktionen (Parabeln) | 287 |
5.3.1 Die Darstellungsarten quadratischer Funktionen | 287 |
5.3.2 Die Umwandlung zwischen den Darstellungsarten quadratischer Funktionen | 292 |
5.3.3 Die Umkehrfunktion der quadratischen Funktion | 295 |
5.4 Potenz- und Wurzelfunktionen | 297 |
5.4.1 Potenzfunktionen und ihre Eigenschaften | 297 |
5.4.2 Wurzelfunktionen und ihre Eigenschaften | 299 |
5.5 Ganzrationale Funktionen | 300 |
5.6 Gebrochenrationale Funktionen | 304 |
5.7 Exponential- und Logarithmusfunktionen | 307 |
5.7.1 Exponentialfunktionen und ihre Eigenschaften | 307 |
5.7.2 Logarithmusfunktionen und ihre Eigenschaften | 310 |
5.8 Trigonometrische Funktionen und ihre Umkehrfunktionen | 311 |
5.9 Der Einfluss von Funktionsparametern auf Funktionsgraphen | 317 |
5.10 Bestimmung von Funktionsgleichungen | 326 |
5.11 Aufgaben | 330 |
5.12 Lösungen | 337 |
6 Zahlenfolgen | 345 |
6.0 Vorbemerkung | 345 |
6.1 Grundbegriffe | 345 |
6.2 Arithmetische Folgen | 348 |
6.3 Geometrische Folgen | 352 |
6.4 Anwendungsbeispiele der geometrischen Folge | 354 |
6.5 Grenzwert einer Zahlenfolge | 359 |
6.6 Grenzwert einer Funktion | 362 |
6.6.1 Grenzwert einer Funktion an der Stelle x=a | 362 |
6.6.2 Grenzwert einer Funktion für x . "8 | 366 |
6.7 Aufgaben | 367 |
6.8 Lösungen | 370 |
7 Differenzialrechnung | 372 |
7.0 Vorbemerkung | 372 |
7.1 Grundbegriffe | 372 |
7.2 Ableitung der Potenzfunktion | 377 |
7.3 Ableitung einer konstanten Funktion und einer Funktion mit konstantem Faktor | 379 |
7.4 Ableitung einer Summe von Funktionen | 379 |
7.5 Differenzial einer Funktion | 380 |
7.6 Weitere Grundregeln der Differenzialrechnung | 384 |
7.6.1 Ableitung eines Produktes von Funktionen | 384 |
7.6.2 Ableitung eines Quotienten zweier Funktionen | 385 |
7.7 Regeln für die Ableitung weiterer Funktionen | 387 |
7.8 Höhere Ableitungen | 389 |
7.9 Geometrische Interpretation der ersten und zweiten Ableitung | 390 |
7.10 Kurvendiskussion | 395 |
7.11 Extremwertaufgaben | 401 |
7.12 Aufstellen von Funktionsgleichungen mittels der Ableitungen | 404 |
7.13 Aufgaben | 407 |
7.14 Lösungen | 410 |
8 Integralrechnung | 416 |
8.0 Vorbemerkung | 416 |
8.1 Unbestimmtes Integral | 416 |
8.2 Bestimmtes Integral | 419 |
8.3 Eigenschaften bestimmter Integrale | 424 |
8.4 Bestimmtes Integral als Grenzwert einer Summenfolge | 425 |
8.5 Flächeninhalte ebener Flächen zwischen einer Kurve und der x-Achse | 429 |
8.6 Flächen zwischen zwei Kurven | 431 |
8.7 Integration durch Substitution | 434 |
8.8 Der Rauminhalt von Rotationskörpern | 436 |
8.9 Numerische Integration | 439 |
8.10 Aufgaben | 443 |
8.11 Lösungen | 444 |
9 Einführung in die Wahrscheinlichkeitsrechnung | 446 |
9.0 Vorbemerkung | 446 |
9.1 Zufällige Erscheinungen und Ereignisse | 446 |
9.2 Wahrscheinlichkeitsbegriff | 449 |
9.3 Anzahl von Ergebnissen und Wahrscheinlichkeiten mehrstufiger Zufallsversuche | 456 |
9.4 Simulation von Zufallsversuchen | 469 |
9.5 Aufgaben | 474 |
9.6 Lösungen | 476 |
10 Einführung in die Statistik | 478 |
10.0 Vorbemerkung | 478 |
10.1 Statistische Erhebung, Auswertung und Darstellung von Daten | 478 |
10.2 Zufallsgrößen und Wahrscheinlichkeitsverteilung | 498 |
10.3 Erwartungswert, Varianz und Standardabweichung | 502 |
10.4 Binomialverteilte Zufallsgrößen | 505 |
10.5 Anwendungen zur Binomialverteilung | 507 |
10.6 Aufstellen und Testen von Hypothesen | 513 |
10.7 Anwendungsaufgaben | 517 |
10.8 Die Poisson-Verteilung | 519 |
10.9 Die Normalverteilung | 522 |
10.10 Anwendungen der Normalverteilung | 527 |
10.11 Exponentialverteilung | 529 |
10.12 Aufgaben | 530 |
10.13 Lösungen | 535 |
11 Komplexe Zahlen | 540 |
11.0 Vorbemerkung | 540 |
11.1 Die arithmetische Form der komplexen Zahlen | 540 |
11.1.1 Imaginäre und komplexe Zahlen | 540 |
11.1.2 Rechnen mit komplexen Zahlen in der arithmetischen Form | 544 |
11.1.3 Die Darstellung komplexer Zahlen in der Gaußschen Zahlen-ebene | 547 |
11.2 Die trigonometrische Form der komplexen Zahlen | 549 |
11.3 Die Exponentialform der komplexen Zahlen | 553 |
11.3.1 Die Multiplikation und die Division komplexer Zahlen in der Exponentialform | 553 |
11.3.2 Das Potenzieren, das Radizieren und das Logarithmieren komplexer Zahlen | 555 |
11.4 Aufgaben | 558 |
11.5 Lösungen | 559 |
12 Vektorrechnung | 563 |
12.0 Vorbemerkung | 563 |
12.1 Punkte und Vektoren im kartesischen Koordinatensystem | 563 |
12.1.1 Punkte im kartesischen Koordinatensystem | 563 |
12.1.2 Vektoren im kartesischen Koordinatensystem | 564 |
12.2 Rechnen mit Vektoren | 568 |
12.2.1 Addition und Subtraktion von Vektoren | 568 |
12.2.2 Die Multiplikation von Vektoren mit reellen Zahlen | 571 |
12.2.3 Das Skalarprodukt | 573 |
12.2.4 Das Vektorprodukt (Kreuzprodukt) | 579 |
12.3 Die vektorielle Beschreibung von Geraden | 582 |
12.3.1 Die Vektorgleichung einer Geraden | 582 |
12.3.2 Die Lagebeziehungen zwischen Geraden | 584 |
12.4 Die vektorielle Beschreibung von Ebenen | 587 |
12.4.1 Die Vektorgleichung einer Ebene | 587 |
12.4.2 Die Lagebeziehungen zwischen einer Ebene und einer Geraden | 591 |
12.4.3 Die Lagebeziehung zwischen Ebenen | 593 |
12.4.4 Der Normalenvektor einer Ebene | 597 |
12.5 Aufgaben | 601 |
12.6 Lösungen | 608 |
Sachwortverzeichnis | 612 |