Grenzmatrix und Fixvektor - Interessante Entdeckungen bei der Modellierung eines Umschüttvorgangs

Grenzmatrix und Fixvektor

Gymnasium

Mathematik

13. Klasse

2 - 3 Unterrichtsstunden

Beschreibung

Zu einer konkreten Problemstellung ein geeignetes mathematisches Modell zu entwickeln, stellt eine besondere Herausforderung für die Schüler dar. Der Beitrag behandelt stochastische Matrizen, ein Thema, das in den Richtlinien für die Oberstufe festgeschrieben ist. Eine einfache Skizze zum Umschüttvorgang führt auf das mathematische Modell des Übergangsdiagramms bzw. der Übergangsmatrix A. Interessanterweise wird nach mehrmaligem Umschütten eine stationäre Verteilung erreicht.
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# modellierung
# rechnen mit matrizen
# lineare gleichungssysteme

Kompetenzen

Klasse13 (LK und GK)
Dauer2 bis 3 Stunden
Inhalteinen Übergangsprozess durch ein Übergangsdiagramm und eine Übergangsmatrix modellieren, den stabilen Endzustand (= die stationäre Verteilung) eines Umschüttvorgangs ermitteln, dazu die Grenzmatrix bestimmen bzw. ein unterbestimmtes Gleichungssystem lösen und dieses Ergebnis im Sachzusammenhang interpretieren
Ihr Plusein mathematisches Modell auf eine konkrete Problemstellung anwenden Training der Matrizenrechnung

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