Module 24-B-MG1N-LA Foundations of Mathematics 1- Linear Algebra

Faculty

Person responsible for module

Regular cycle (beginning)

Every semester

Credit points and duration

10 Credit points

For information on the duration of the modul, refer to the courses of study in which the module is used.

Competencies

Die Studierenden erwerben die Grundtechniken mathematischen Arbeitens (Logisches Schließen, Fachnotationen, usw.) und entwickeln ein Grundverständnis der fachmathematischen Begriffe . Sie können im Rahmen der Lehrinhalte des Moduls mathematische Sachverhalte erfassen und fachlich präzise beschreiben sowie fachliche Probleme mit den vermittelten Methoden der Linearen Algebra lösen. Sie sind in der Lage, eigenständig Beweise zu den Grundlagen der Linearen Algebra zu führen. Sie können mathematische Inhalte angemessen sowohl mündlich als auch schriftlich präsentieren und über sie fachlich diskutieren.

Die Studierenden entwickeln das Verständnis für die grundlegenden Prinzipien der Linearen Algebra. Sie üben die mathematische Arbeitsweise sowie die Grundbegriffe und -techniken der Linearen Algebra anhand grundlegender Fragestellungen zu Vektorräumen und linearen Abbildungen ein und beherrschen sie sicher. Darüber hinaus entwickeln sie mathematische Intuition, das Verständnis für die algebraische Behandlung geometrisch motivierter Problemstellungen sowie die Darstellung linearer Abbildung mithilfe von Matrizen.

Content of teaching

Einführung in das mathematische Arbeiten:

  • Einführung der mathematischen Formalsprache
  • Mengen, Teilmengen, Vereinigung und Durchschnitt von Mengen, Komplementmenge, Differenzmenge, Cartesisches Produkt
  • Mathematische Logik: Wahrheitstafeln, Negation, Konjunktion, Disjunktion, Implikation, Äquivalenz, Sätze der Aussagenlogik
  • Beweise: Direkter und Indirekter Beweis, Kontraposition, Beweisprinzip der vollständigen Induktion
  • Beweisstrategien: Wie findet man einen Beweis?
  • Relationen, Ordnungsrelationen, Äquivalenzrelationen
  • Abbildungen, Komposition von Abbildungen, Familien
  • Injektivität, Surjektivität, Bijektivität
  • Summen- und Produktschreibweise
  • Betrag, Ungleichungen, binomische Formeln, Folgen

Lineare Algebra 1:

  • Grundbegriffe: Gruppen, Ringe, Körper, Polynome.
  • Vektorräume: Lineare Unabhängigkeit, Basis, Dimension, Koordinaten, Summen und Schnitte von Vektorräumen.
  • Lineare Abbildungen: Kern-Bild-Satz, Räume linearer Abbildungen, Dualraum und duale Abbildung, Rang.
  • Matrizen: Darstellungsmatrizen, Matrixalgebra, Äquivalenz und Ähnlichkeit von Matrizen, Basiswechsel.
  • Lineare Gleichungssysteme: Gaußscher Algorithmus, Lösungstheorie.
  • Determinanten: Existenz und Eigenschaften, Multiplikationssatz
  • Multilineare Algebra

Recommended previous knowledge

Necessary requirements

Explanation regarding the elements of the module

Das Portfolio zur Lineare Algebra 1 (Vorlesung und Übungen) dient der Leistungsbewertung.
Für das erfolgreiches Absolvieren der beiden Prüfungsportfolios des Moduls sind weitere Studienaktivitäten vorgesehen, die im Rahmen des Selbststudiums eigenverantwortlich durchgeführt werden sollten:

  • Mitarbeit in dem Tutorium zur Einführung in das mathematische Arbeiten.
  • die Nachbereitung der Hausübungsaufgaben, z.B. durch das Nacharbeiten der Lösungen mit Unterstützung der Großübungen und der Korrektur der eigenen Lösungsansätze.

Module structure: 1 bPr 1

Courses

Einführung in das mathematische Arbeiten
Type lecture
Regular cycle WiSe&SoSe
Workload5 15 h (15 + 0)
LP 0.5
Großübung zur Linearen Algebra 1
Type guided self-study
Regular cycle WiSe&SoSe
Workload5 30 h (12 + 18)
LP 1
LaTeX-Kurs
Type guided self-study
Regular cycle WiSe&SoSe
Workload5 30 h (0 + 30)
LP 1
Lineare Algebra 1
Type lecture
Regular cycle WiSe&SoSe
Workload5 60 h (52 + 8)
LP 2 [Pr]
Tutorium zur Einführung in das mathematische Arbeiten
Type exercise
Regular cycle WiSe&SoSe
Workload5 15 h (8 + 7)
LP 0.5
Tutorium zur Linearen Algebra 1
Type exercise
Regular cycle WiSe&SoSe
Workload5 60 h (26 + 34)
LP 2

Examinations

e-portfolio with final oral examination o. e-portfolio with final written examination o. portfolio with final oral examination o. portfolio with final written examination
Allocated examiner Teaching staff of the course Lineare Algebra 1 (lecture)
Weighting 1
Workload 90h
LP2 3

Das Portfolio bezieht sich auf die Übungsaufgaben (Haus- und Präsenzübungsaufgaben) zu der Veranstaltung Lineare Algebra 1 und enthält eine Abschlussprüfung. Die Übungsaufgaben werden veranstaltungsbegleitend sowohl als Präsenzaufgaben in der Regel wöchentlich als auch als Hausübungsaufgaben in der Regel 14-tägig gestellt. Sie ergänzen und vertiefen den Inhalt der Vorlesung. Die Präsenzübungsaufgaben werden in den Tutorien bearbeitet. Die Lösungen der Hausübungsaufgaben werden abgegeben und bewertet. Die Lösung der Hausübungsaufgaben wird für das Selbststudium bereitgestellt und in der Großübung besprochen. Die Abschlussprüfung erfolgt in Form einer Abschlussklausur von in der Regel 90 min oder einer mündlichen Abschlussprüfung von in der Regel 30 min.
Im Portfolio ist folgende Leistung zu erbringen:
- Regelmäßiges Bearbeiten der Präsenzübungsaufgaben zur Lineare Algebra 1 jeweils mit erkennbarem Lösungsansatz sowie die Mitarbeit in den Tutorien zur Linearen Algebra 1. Zu der Mitarbeit im Tutorium gehört in der Regel das zweimalige Vorrechnen von Präsenzübungsaufgaben nach Aufforderung sowie regelmäßige Beiträge zur fachlichen Diskussion in dem Tutorium, etwa in Form von fachlichen Kommentaren und Fragen zu den vorgestellten Lösungsvorschlägen.
- Nachweis einer erfolgreichen Teilnahme am Übungsbetrieb zu der Veranstaltung Lineare Algebra 1: Für diesen Nachweis zieht man den Anteil der sinnvoll bearbeiteten Präsenzübungsaufgaben an allen gestellten Präsenzübungsaufgaben und den Anteil der Punkte für korrekt gelöste Hausübungsaufgaben an allen erzielbaren Punkten für Hausübungsaufgaben heran. Das arithmetische Mittel dieser beiden Anteile muss über 50 % liegen.
- Bestehen der Abschlussprüfung. Die Abschlussprüfung bezieht sich auf den Inhalt der Vorlesung Lineare Algebra 1 und den zugehörigen Übungsaufgaben.
Die Gesamtbewertung des Prüfungsportfolios erfolgt abschließend durch die*den Lehrenden der Vorlesung.

Eine elektronische Klausur auf Distanz ist als Abschlussprüfung nicht gestattet.

The module is used in these degree programmes:

Degree programme Version Recom­mended start 3 Duration Manda­tory option 4
Mathematics / Bachelor [FsB vom 28.02.2025] Minor Subject (Academic), 30 CPs 1. o. 2. one semester Obli­gation

Automatic check for completeness

The system can perform an automatic check for completeness for this module.


Legend

1
The module structure displays the required number of study requirements and examinations.
2
LP is the short form for credit points.
3
The figures in this column are the specialist semesters in which it is recommended to start the module. Depending on the individual study schedule, entirely different courses of study are possible and advisable.
4
Explanations on mandatory option: "Obligation" means: This module is mandatory for the course of the studies; "Optional obligation" means: This module belongs to a number of modules available for selection under certain circumstances. This is more precisely regulated by the "Subject-related regulations" (see navigation).
5
Workload (contact time + self-study)
SoSe
Summer semester
WiSe
Winter semester
SL
Study requirement
Pr
Examination
bPr
Number of examinations with grades
uPr
Number of examinations without grades
This academic achievement can be reported and recognised.