Abiturvorbereitung Mathematik
Abiturvorbereitung Mathematik: 35 Apps zu den Prüfungsthemen. Das Mathe-Abitur prüft drei Sachgebiete: Analysis (Funktionen, Ableitung, Integral), Analytische Geometrie (Vektoren, Geraden, Ebenen) und Stochastik (Wahrscheinlichkeit, Verteilungen, Testen). Am besten bereitest du dich vor, indem du die Grundlagen für den hilfsmittelfreien Teil sicher beherrschst, alte Prüfungsaufgaben unter Zeit rechnest und jedes Thema einmal gründlich verstehst. Dann lassen sich Rechenwege herleiten, wenn sie in der Prüfung fehlen. Die Apps unten zeigen genau das: Was eine Ableitung ist, warum die Fläche unter einer Kurve eine Stammfunktion hat und wie eine Ebene im Raum liegt.
Analysis: 16 Apps. Ableitung, Kurvendiskussion, Extremwertaufgaben, Integral und Hauptsatz, Wachstum.
Kurvendiskussion (8 Schritte) Vollständige Kurvendiskussion in acht didaktischen Schritten — Definitionsbereich, Symmetrie, Nullstellen, Monotonie, Krümmung, Extrema, Wendepunkte, Asymptoten — … Ableitung als Folge von Sekanten Differentialquotient als Grenzwert: drei Folgen hₙ → 0 (rechts, links, alternierend) erzeugen drei Folgen von Sekanten — bei x², x³, sin(x) verschmelzen sie zur … Grafisch ableiten (f → f′) Zwei gekoppelte Plots: oben f(x) mit Tangente an der beweglichen Stelle x, unten zeichnet ein Punkt die Ableitung f′ nach. Kettenregel (3D) Zwei verkettete Funktionen in 3D: x → u = g(x) → y = f(u). Extremwertproblem: das größte Rechteck Optimierung unter Nebenbedingung am Klassiker „Rechteck im Dreieck": Breite x ziehen, Höhe folgt der Nebenbedingung, Zielfunktion A(x)=h·x·(1−x/b) wird live geplottet … Riemannsummen — Definition des Integrals Das bestimmte Integral als Grenzwert von Riemannsummen: 3D-Säulenlandschaft unter der Kurve, fünf Beispielfunktionen, Stützstellenwahl … Flächenfunktion ist Stammfunktion Das Salamischeiben-Argument: Die Flächenfunktion A(x) = ∫ₐˣ f(t)dt ist eine Stammfunktion von f. Hauptsatz der Differential- und Integralrechnung Beide Teile des HDI intuitiv animiert: d/dx ∫ₐˣ f = f(x) und ∫ₐᵇ f = F(b) − F(a). Stammfunktionen: die Schar F + C Zu f gibt es unendlich viele Stammfunktionen F + C — senkrecht verschobene Kopien mit derselben Steigung f(x₀) an jeder Stelle. Integralregeln: Flächen zusammensetzen Das Integral als orientierte Flächenbilanz und seine vier Regeln: Intervalladditivität mit ziehbarer Zwischenstelle c (auch außerhalb von [a; b]), Vertauschen der … Mittelwert(satz) der Integralrechnung Der Mittelwert m=1/(b−a)·∫ₐᵇf als Höhe eines flächengleichen Rechtecks (Über- und Unterschüsse heben sich auf). Rotationskörper (3D) Die Kurve y=f(x) rotiert in 3D um die x-Achse zum Rotationskörper. Uneigentliche Integrale: unendliche Fläche, endlicher Inhalt Die Grenze z läuft bis eine Million, die Fläche A(z) wird live mitgezeichnet: Unter 1/x² nähert sie sich 1, unter 1/x wächst sie wie ln z über alle Grenzen. Exponentielles Wachstum & Zerfall N(t)=N₀·qᵗ mit Slidern für N₀ und q (q>1 Wachstum, q<1 Zerfall). Einheitskreis & Sinuskurve Punkt am Einheitskreis ziehen → cos α = x, sin α = y; beim „Abrollen" entsteht rechts die Sinuskurve (Periode 2π, Wertebereich [−1;1]). Periodische Vorgänge modellieren Riesenrad + Höhe-Zeit-Diagramm zur allgemeinen Sinusfunktion f(t)=a·sin(b(t−c))+d. Analytische Geometrie: 11 Apps. Vektoren, Geraden und Ebenen, Abstände und Winkel, lineare Gleichungssysteme.
Vektor-Werkstatt Vektoren als Pfeile und als Zahlenpaare: Pfeile parallel verschieben (derselbe Vektor), a + b über beide Wege ums Parallelogramm, b − a und geschlossene Vektorkette, … Linearkombination & lineare Unabhängigkeit (3D) r·a + s·b + t·c als Vektorkette: Der Spann ist Gerade, Ebene oder ganzer Raum. Skalarprodukt: Schulformel aus der Hochschulformel Warum a·b = a1b1 + a2b2 aus a·b = |a||b|cos φ folgt: zerlegen in Einheitsvektoren, einsetzen, ausmultiplizieren, Kästen e_i·e_j mit cos 0° = 1 und cos 90° = 0 … Winkel zwischen Vektoren (3D) Winkel zwischen zwei Vektoren: Skalarprodukt, Beträge, cos φ und der Winkelbogen (spitz/rechtwinklig/stumpf) live. Vektorprodukt & Spatprodukt 3D a × b als Pfeil senkrecht auf dem Parallelogramm aus a und b (Fläche |a||b| sin φ, Rechtssystem, Winkelbogen mit Drehsinn); Tausch von a und b klappt den Pfeil um. Ebenen im Raum 1–6 Ebenen in 3D — Koordinatengleichung, Parameterform oder Normalenform eingeben; alle drei Formen werden immer angezeigt. Abstand Punkt – Gerade (3D) Abstand Punkt–Gerade im Raum: Lotfußpunkt über die Orthogonalitätsbedingung, Lot-Strecke mit Rechtwinkel-Marke und der Abstand live. Abstand windschiefer Geraden (3D) Abstand zweier windschiefer Geraden: gemeinsames Lot n = u×v, die Lotfußpunkte auf beiden Geraden und der Abstand d = |AB·n|/|n| — alles live über Slider; der … Winkel: Geraden & Ebenen (3D) Winkel zwischen Geraden und Ebenen in drei Modi: zwei Ebenen (Normalen), zwei Geraden, Gerade–Ebene (sin statt cos). Gauß-Elimination Schritt für Schritt Erweiterte Matrix (A | b) mit exakten Brüchen: Zeilenoperationen per Klick oder automatisch bis zur Treppenform, Rückwärtseinsetzen, Fälle „genau eine / keine / … Matrizen rechnen: Produkt, Inverse, Transponierte Matrizenrechnung Schritt für Schritt animiert: A·B als Zeile mal Spalte, wahlweise im Falk-Schema, mit Tausch A·B ↔ B·A; die Inverse über (A | E) mit Gauß-Jordan und … Stochastik: 8 Apps. Baumdiagramm, bedingte Wahrscheinlichkeit, Binomial- und Normalverteilung, Hypothesentest.
Baumdiagramm & Pfadregeln Baumdiagramm als Flussbaum: Produktregel entlang der Pfade, Summenregel im P(E)-Balken, Baum umkehren für Bayes. Satz von Bayes & Basisraten Mosaik aus Prävalenz × Sensitivität/Spezifität: warum ein positiver Test bei seltener Krankheit oft kein Grund zur Panik ist. Ziegenproblem (Monty Hall) Drei, zehn oder hundert Türen: Die Wahrscheinlichkeit fließt sichtbar auf die Tür, die der Moderator stehen lässt — dazu Bayes-Tabelle, Baum, unwissender Moderator … Galton-Brett Kugeln prasseln durch ein Nagelfeld und prallen an jedem Nagel zufällig links oder rechts ab — aus reinem Einzel-Chaos wächst zwangsläufig die Glockenkurve. Verteilungs-Explorer & Zentraler Grenzwertsatz Sieben Ausgangsverteilungen von Bernoulli bis Cauchy: Die exakte Verteilung von Summe oder Mittelwert wird mit wachsendem n zur Glocke (σ/√n). Normalverteilung & z-Wert Glockenkurve N(μ,σ): μ und σ schieben, die Schwelle x direkt ziehen → z-Wert und Schwanz-Wahrscheinlichkeit P(X>x) live, mit schattierter Fläche. Hypothesentest & p-Wert Einseitiger Test anschaulich: H₀- und H₁-Verteilung, kritischer Wert aus α, Fehler 1. Gesetz der großen Zahlen Münze, Würfel, gezinkte Münze und Cauchy: Der laufende Mittelwert läuft in den ε-Schlauch um μ, darunter die Wahrscheinlichkeit dafür exakt neben der … Häufige Fragen zum Abi in Mathematik. Welche Themen kommen im Mathe-Abi dran? Analysis, Analytische Geometrie und Stochastik. Welche Schwerpunkte und Hilfsmittel genau gelten, legt dein Bundesland im Abiturerlass fest; in Baden-Württemberg ist die schriftliche Prüfung 2027 am 5. Mai.
Wie lerne ich für den hilfsmittelfreien Teil? Ableitungs- und Integrationsregeln, Gleichungen lösen, Vektorrechnung und Baumdiagramme müssen ohne Taschenrechner sitzen. Kurze tägliche Übungsrunden mit gemischten Aufgaben wirken dafür besser als lange Lerntage zu einem Thema.
Wo finde ich alte Mathe-Abituraufgaben? Das IQB veröffentlicht Aufgaben aus dem gemeinsamen Abiturpool, die Länder stellen frühere Prüfungen bereit, und der Deutsche Bildungsserver sammelt die Links je Bundesland. Rechne sie unter echter Zeit und vergleiche mit dem Erwartungshorizont.
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