Module 24-B-MG2 Foundations of Mathematics 2

Faculty

Person responsible for module

Regular cycle (beginning)

Every semester

Credit points and duration

15 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 erweitern Ihre Kompetenzen in mathematischem Arbeitens sowie ihr 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 und Analysis lösen. Sie sind in der Lage, eigenständig Beweise der mehrdimensionalen Analysis und der behandelten Lehrinhalte aus 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 mehrdimensionalen Analysis. Sie üben die mathematische Arbeitsweise sowie die Grundbegriffe und -techniken der Analysis anhand konkreter Fragestellungen der mehrdimensionalen Analysis ein und beherrschen sie sicher. Darüber hinaus vertiefen sie mathematische Intuition sowie das Verständnis für die analytische Behandlung geometrisch motivierter Problemstellungen.

Die Studierenden erweitern das Verständnis für die grundlegenden Prinzipien der Linearen Algebra. Sie können den Zusammenhang zwischen den Grundbegriffen und -techniken der Linearen Algebra und der Geometrie anhand konkreter und abstrakter Fragestellungen selbstständig herstellen. Sie können lineare Abbildungen in verschiedenen Normalformen darstellen. Sie erweitern ihre mathematische Intuition im Hinblick auf die algebraische Beschreibung geometrischer Sachverhalte.

Die Studierenden können mit LaTeX einen mathematischen Text (Ausarbeitung, Präsentation) angemessen setzen und sind in der Lage, sich in eine mathematische Standardsoftware in kurzer Zeit einzuarbeiten.

Content of teaching

Analysis 2:
Riemannsche Integration, Uneigentliche Integrale, Taylorreihen, lineare skalare Differentialgleichungen und getrennte Variablen, Metrische Räume, Vollständigkeit, Kompaktheit, Banachscher Fixpunktsatz, Picard-Lindeloef, Partielle und Totale Differenzierbarkeit, Taylorformel im |R^n, Satz von der Umkehrfunktion und impliziter Funktion, lokale Extrema ohne und mit Nebenbedingungen
(Optional: Kurven und Längen)

Lineare Algebra 2:
Eigenwerttheorie von Endomorphismen und Matrizen: Charakteristisches Polynom, Diagonalisierung, Trigonalisierung, Satz von Cayley-Hamilton, Minimalpolynom, Jordansche Normalform;
Euklidische und unitäre Räume und ihre Endomorphismen: Skalarprodukt, Orthogonalisierung, normale,
unitäre, schief- und selbstadjungierte Endomorphismen und ihre Normalformen;
Multilineare Algebra

Digitale Kompetenzen:
Einarbeitung in mathematische Standardsoftware, LaTeX-Schriftsatz

Recommended previous knowledge

Kompetenzen, die im Modul 24-B-MG1 erworben werden

Necessary requirements

Explanation regarding the elements of the module

Jeweils ein Portfolio zur Analysis 2 (Vorlesung und Übungen) und Lineare Algebra 2 (Vorlesung und Übungen). Die beiden Portfolios dienen der Leistungsrückmeldung für den jeweiligen thematischen Bereich mit den unterschiedlichen Methoden. Die Aufteilung in zwei Prüfungsportfolios trägt zur Verbesserung der Studierbarkeit, insbesondere in Nebenfachstudiengängen oder im Teilzeitstudium bei.

Eine erfolgreiches Absolvieren des Moduls setzt neben den Leistungen im Rahmen der beiden Prüfungsportfolios eine weitere Studienaktivität zum Erwerb der digitalen Kompetenzen (Umgang mit mathematischer Software, LaTeX-Schriftsatz) voraus, die im Rahmen des Selbststudiums, ggf. mit Unterstützung von entsprechenden Lehrangeboten, eigenverantwortlich durchgeführt werden müssen.

Module structure: 2 bPr 1

Courses

Analysis 2
Type lecture
Regular cycle WiSe&SoSe
Workload5 60 h (60 + 0)
LP 2 [Pr]
Digitale Kompetenzen
Type guided self-study
Regular cycle WiSe&SoSe
Workload5 30 h (30 + 0)
LP 1
Lineare Algebra 2
Type lecture
Regular cycle WiSe&SoSe
Workload5 60 h (60 + 0)
LP 2 [Pr]
Übungen zur Analysis 2
Type exercise
Regular cycle WiSe&SoSe
Workload5 90 h (30 + 60)
LP 3
Übungen zur Linearen Algebra 2
Type exercise
Regular cycle WiSe&SoSe
Workload5 90 h (30 + 60)
LP 3

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 Analysis 2 (lecture)
Weighting 1
Workload 60h
LP2 2

Das (e-)Prüfungsportfolio ist bestanden, wenn die folgenden Leistungen nachgewiesen sind:
-- Regelmäßiges Bearbeiten der Übungsaufgaben zu der Vorlesung Analysis 2, jeweils mit erkennbarem Lösungsansatz sowie die Mitarbeit in den Übungsgruppen. Zu der Mitarbeit in der Übungsgruppe gehören in der Regel das zweimalige Vorrechnen von Übungsaufgaben nach Aufforderung sowie regelmäßige Beiträge zur fachlichen Diskussion in der Übungsgruppe, etwa in Form von fachlichen Kommentaren und Fragen zu den vorgestellten Lösungsvorschlägen. Die Veranstalterin/der Veranstalter kann einen Teil der Übungsaufgaben durch Präsenzübungen ersetzen.
- Ausreichende Zahl korrekt gelöster Übungsaufgaben, die im Rahmen der Übungen zur Analysis 2 bearbeitet werden (In der Regel durch mindestens 50% der im Semester für das Lösen der Aufgaben erzielbaren Punkte)
- Bestehen einer Abschlussprüfung in Form einer Abschlussklausur (in der Regel 90 min) oder einer mündlichen Abschlussprüfung (in der Regel 30 min) . Die Abschlussprüfung bezieht sich auf den Inhalt der Vorlesung Analysis 2 und der zugehörigen Übung und dient der Bewertung.

Eine elektronische Klausur auf Distanz ist als Abschlussprüfung nicht gestattet.

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 2 (lecture)
Weighting 1
Workload 60h
LP2 2

Das (e-)Prüfungsportfolio ist bestanden, wenn die folgenden Leistungen nachgewiesen sind:
-- Regelmäßiges Bearbeiten der Übungsaufgaben zu der Vorlesung Lineare Algebra 2, jeweils mit erkennbarem Lösungsansatz sowie die Mitarbeit in den Übungsgruppen. Zu der Mitarbeit in der Übungsgruppe gehören in der Regel das zweimalige Vorrechnen von Übungsaufgaben nach Aufforderung sowie regelmäßige Beiträge zur fachlichen Diskussion in der Übungsgruppe, etwa in Form von fachlichen Kommentaren und Fragen zu den vorgestellten Lösungsvorschlägen. Die Veranstalterin/der Veranstalter kann einen Teil der Übungsaufgaben durch Präsenzübungen ersetzen.
- Ausreichende Zahl korrekt gelöster Übungsaufgaben, die im Rahmen der Übungen zur Linearen Algebra 2 bearbeitet werden (In der Regel durch mindestens 50% der im Semester für das Lösen der Aufgaben erzielbaren Punkte)
- Bestehen einer Abschlussprüfung in Form einer Abschlussklausur (in der Regel 90 min) oder einer mündlichen Abschlussprüfung (in der Regel 30 min) . Die Abschlussprüfung bezieht sich auf den Inhalt der Vorlesung Linearen Algebra 2 und der zugehörigen Übung und dient der Bewertung.

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
Extension subject / Bachelor Erweiterungsfach [Prüfungsordnung vom 21.03.2023 mit Änderungen vom 30.11.2023 und 26.04.2024] Mathematics (Subject-specific Regulations from 2025): Extension subject Bachelor Minor Subject (Advanced Secondary and Comprehensive Schools ('Gymnasium' and 'Gesamtschule')) 2. two semesters Obli­gation
Mathematics / Bachelor of Science [FsB vom 28.02.2025] Major Subject (Academic) 2. one semester Obli­gation
Mathematics / Bachelor [FsB vom 28.02.2025] Minor Subject (Academic), 60 CPs 2. two semesters Obli­gation
Mathematics / Bachelor of Science [FsB vom 28.02.2025] Major Subject (Advanced Secondary and Comprehensive Schools ('Gymnasium' and 'Gesamtschule')) 2. one semester Obli­gation
Mathematics / Bachelor [FsB vom 28.02.2025] Minor Subject (Advanced Secondary and Comprehensive Schools ('Gymnasium' and 'Gesamtschule')) 2. two semesters Obli­gation
Mathematical Economics / Bachelor of Science [FsB vom 28.02.2025 mit Berichtigung vom 30.04.2025] Bachelor with One Core Subject (Academic) 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.