Andreas Büchter

Aufbauend auf ihrem Band „Einführung in die Arithmetik“ vertiefen die Autoren hier elementares mathematisches Hintergrundwissen zur Arithmetik und Zahlentheorie für Lehramtsstudierende der Primar- und Sekundarstufe. Themen des Buches sind spannende zahlentheoretische Problemstellungen als Einstieg, Teiler/Vielfache/Reste, Primzahlen unter vielen faszinierenden Aspekten und speziell als Bausteine der natürlichen Zahlen, größter gemeinsamer Teiler und kleinstes gemeinsames Vielfaches, Teilbarkeitsregeln im Dezimalsystem und in anderen Stellenwertsystemen, Dezimalbrüche, Restklassenmengen, grundlegende algebraische Strukturen sowie praktische Anwendungen (Prüfziffernverfahren). Wie schon der Band „Einführung in die Arithmetik“ zeichnet sich auch dieses Buch durch eine sorgfältige Erarbeitung grundlegender Begriffe, eine ausführliche Darstellung der Beweise, den Einsatz verschiedener Begründungsniveaus und eine reiche Auswahl an Übungsaufgaben aus. Den Studierenden wird so der Zugang zur Arithmetik und Zahlentheorie erleichtert und sie werden zugleich stärker für eine selbstständige Auseinandersetzung mit den Inhalten motiviert. Für eine tiefergehende Beschäftigung mit Inhalten der Zahlentheorie haben die Autoren den Band „Elementare Zahlentheorie“ geschrieben. Diese Neuauflage basiert auf der gründlichen Überarbeitung des Bandes „Vertiefung Mathematik Primarstufe – Arithmetik/Zahlentheorie“ und enthält zusätzlich ein neues Kapitel über schriftliche Rechenverfahren im Dezimalsystem und in nichtdezimalen Stellenwertsystemen. ZielgruppeStudierende des Lehramts der Primarstufe und SekundarstufeLehrer(innen), die das erforderliche Hintergrundwissen für ihren Arithmetikunterricht vertiefen wollenLehrerfortbildung

Egal ob Studium oder Ausbildung – für nahezu jeden Berufswunsch brauchst du Mathe! Dein #Mathebuddy hilft dir dabei, dich entsprechend vorzubereiten und mathematisch fit zu bleiben. Dazu haben wir die Themen der Sekundarstufe von der Bruchrechnung über die Funktionenlehre bis hin zur Vektorrechnung übersichtlich zusammengestellt, auf die zentralen Punkte reduziert und durch ausführliche Beispiele und Hinweise zu typischen Fehlern ergänzt. Fit werden oder bleiben kannst du jedoch nur, wenn du selbst aktiv bist. Dafür findest du zu jedem Thema zahlreiche Übungsaufgaben mit QR-Codes, die dich direkt zu den Lösungen bringen. Zusätzlich ermöglichen dir zwei Selbsttestsvor deiner Arbeit mit dem Buch festzustellen, welchen Themen du dich besonders widmen solltest, undnach der Arbeit mit dem Buch zu überprüfen, was du gelernt hast.

Erforderliches mathematisches Hintergrundwissen für den Arithmetikunterricht in der Primarstufe und Sekundarstufe so praxisnah wie möglich und theoretisch fundiert wie nötig aufzubereiten, ist ein wichtiges Anliegen dieses Bandes. Die gezielte Verwendung beispielgebundener Beweisstrategien, die später in ähnlicher Form auch in der eigenen Unterrichtspraxis eingesetzt werden können, ist hierbei hilfreich. Aber auch die Fülle anschaulicher Beispiele und die große Anzahl von Übungsaufgaben unterschiedlichen Schwierigkeitsgrades tragen zur eigenaktiven Auseinandersetzung mit dem Stoff und zu einem besseren Verständnis bei. Bewusst argumentieren wir in diesem Band auf verschiedenen Niveaus, die von den schon erwähnten beispielgebundenen Beweisstrategien bis hin zu formalen Beweisen reichen. So sind beim Beweisen eine gute Abstufung im Schwierigkeitsgrad und eine wechselseitige Stützung bei der Argumentation möglich. Auch die Verzahnung mathematischer Inhalte (Arithmetik) und mathematikdidaktischer Fragestellungen (Didaktik der Arithmetik) ist für uns zentral. Diesem Ziel dient auch der Einsatz ausgewählter Abbildungen aus aktuellen Schulbuchwerken. Den Studierenden wird so der Zugang zur Arithmetik erleichtert und sie werden zugleich stärker motiviert.

Diese Einführung in die Elementare Zahlentheorie wendet sich an Studierende sowie an Lehrerinnen und Lehrer aller Schulformen mit dem Fach Mathematik. Sie ist eine grundlegend überarbeitete und aktualisierte Neuauflage des seit über 45 Jahren erprobten und weit verbreiteten Klassikers, erstmals nun von einem Autorenteam geschrieben. Folgende Punkte sind für diese Neuauflage charakteristisch: Das erste Kapitel ist ein umfangreicher Schnupperkurs, der sprachlich bewusst auf dem Niveau der Schule dargestellt ist und zur aktiven Auseinandersetzung mit der Zahlentheorie anregen möchte. Weit über 200 Aufgaben mit Lösungshinweisen ermöglichen eine selbstständige Erarbeitung vieler Fragestellungen. Grundlegende Begriffe werden in diesem Band sorgfältig erarbeitet. Eine Vielzahl an anschaulichen Beispielen dient der Motivierung oder Verdeutlichung von Sätzen und Definitionen. Die Verständlichkeit und gute Lesbarkeit steht bei allen Beweisen im Vordergrund. Aktuelle Internetadressen vermitteln Informationen über neueste Ergebnisse oder Direktzugriffe auf ergänzende Literatur. Auf der Grundlage der zuvor erarbeiteten Zahlentheorie steht in den Kapiteln 7 und 8 die Entwicklung eines tieferen fachlichen Hintergrundes zu zentralen Themen der SI und in den Kapiteln 9 und 10 ein Blick auf aktuelle, vielseitige Anwendungen im Mittelpunkt. Das Buch endet mit einem Ausblick auf die Theorie der quadratischen Reste, den Ausgangspunkt der modernen Zahlentheorie. Die Auswahl der Inhalte erfolgt in diesem Band stets unter dem zentralen Gesichtspunkt, notwendiges mathematisches Hintergrundwissen für einen guten Mathematikunterricht bereitzustellen, um so zu einem fundierten Berufswissen der (zukünftigen) Lehrkräfte für Mathematik beizutragen.

1 Einleitung.- 1.1Was ist "Elementare Analysis'?.- 1.2 Wie ist dieses Buch aufgebaut?.- 1.3 Was ist bei der Lekt re dieses Buchs zu beachten?.- 2 Funktionale Zusammenh nge und Funktionen.- 2.1 Funktionale Zusammenh nge.- 2.2 Funktionen.- 2.3 Grundvorstellungen und Darstellungen von Funktionen.- 2.4 Elementare Funktionstypen und ihre Charakteristika.- 2.5 Exkurs: Funktionen und Kurven.- 3 Ein anschaulicher Zugang zu Differenzial-und Integralrechnung.- 3.1 Ableiten: nderungsraten als fundamentale Idee.- 3.2 Integrieren: Rekonstruktion als fundamentale Idee.- 3.3 Anschaulicher Zusammenhang von "Ableiten' und "Integrieren'.- 3.4 Grenzender Anschauung.- 4 Mathematische Grundlagen der Analysis.- 4.1 Die vollst ndige Zahlengerade: reelle Zahlen.- 4.2 Folgen und ihre Grenzwerte.- 4.3 Grenzwerte von Funktionen und Stetigkeit.- 5 Grenzwerte von Differenzenquotienten: die Ableitung.- 5.1 Die Ableitung an einer Stelle und die Ableitungsfunktion.- 5.2 Berechnung von Ableitungen und Ableitungsregeln.- 6 Grenzwerte von Riemann'schen Summen: das Integral.- 6.1 Anschaulicher Standpunkt aus Kapitel 3.- 6.2 Das bestimmte Integral und Integralfunktionen.- 6.3 Erste Berechnungen von ("einfachen') Integralen.- 7 Zusammenhang von Differenzial-und Integralrechnung.- 7.1 Stammfunktionen und Richtungsfelder.- 7.2 Der Hauptsatz der Differenzial-und Integralrechnung.- 7.3 Integrieren bedeutet auch Mitteln.- 7.4 Von Ableitungsregeln zu Integrationsregeln.- 8 Anwendungen in Theorie und Praxis.- 8.1Funktionenuntersuchen.- 8.2Das Wechselspiel von Theorie und Anwendungen.- Literaturverzeichnis.- Index

In diesem Lehrbuch wird ein anwendungsorientierter Zugang zur mathematischen Theorie der Daten und des Zufalls entwickelt, der von Phänomenen des Alltags ausgeht und bis in die axiomatische Theorie der Wahrscheinlichkeit hineinreicht. Es richtet sich vor allem an Studierende des Lehramts Mathematik, ist aber auch als sinnstiftender Zugang zur Stochastik für andere Studierende der Mathematik (Diplom, BA) geeignet. Im Kapitel "Beschreibende Statistik" werden Konzepte der Datenreduktion und -präsentation entwickelt. Der Aufbau der "Wahrscheinlichkeitsrechnung" erfolgt von typischen Beispielen aus, wobei die geschichtliche und inhaltliche Entwicklung des Wahrscheinlichkeitsbegriffs ausführlich dargestellt werden. Diese beiden Teilgebiete werden im Kapitel "Beurteilende Statistik" zusammengeführt. Den Abschluss bildet ein Ausblick auf die Anwendung stochastischer Methoden in den empirischen Wissenschaften. Zahlreiche Abbildungen sowie Lern- und Übungsaufgaben mit Lösungshinweisen runden die Darstellung ab.