Matematikundervisningen i IB, International

Malmö Högskola
Lärarutbildningen
Gymnasielärarutbildning
Examensarbete
VT 2004
Matematikundervisningen i IB, International
Baccalaureate, programmet.
En jämförelse med svenska program.
Författare: Florentine Claesens
Handledare: Bengt-Olof Bergfeldt
Sammanfattning
Syftet med detta arbete är att jämföra International Baccalaureate Diploma Programme (IB),
med svenska SP och NV program. Detta görs genom att besvara frågan hur innehållen i
matematikkurserna på IB programmet skiljer sig från matematikkurser som ges i de svenska
programmen. Inte enbart innehållet i kurserna jämförs utan även timplanen granskas för att
undersöka om arbetsbördan i programmen skiljer sig åt.
Den lättaste matematikkursen som undervisas i IB programmet, Mathematical Studies är mest
lik de svenska Matematik A-C kurserna. Den andra IB kursen, Mathematical Methods täcker
framförallt Matematik A-E kurserna medan den tredje kursen, Mathematics Higher Level
stämmer bäst överens med Matematik kurserna A-F och Matematik-diskret. För alla IB
kurser gäller att de täcker områden som inte tas upp i de svenska programmen. IB kurserna
innehåller flera avsnitt och ger en djupare kunskap om ämnet matematik. De undervisas
också i ett högre tempo än de motsvarande svenska kurserna. Detta gäller framförallt
Mathematical Methods och Mathematics Higher Level.
Nyckelord: International Baccalaureate, IB
Matematik
Svensk gymnasium
Innehållsförteckning
1. Inledning
1.1 Syfte och frågeställning
1.2 Allmänt om International Baccalaureate
1.2.1 Historiken om IB
1.2.2 IB-programmet
1.2.3 Ämnen på IB-programmet
1.3 Allmänt om svenska program
1.3.1 Samhällsvetenskapsprogrammet SP
1.3.2 Naturvetenskapsprogrammet NV
4
4
4
5
5
6
7
7
8
2. Metod
9
3. Resultat
3.1 Matematikkurser i svenska program
3.2 Matematikkurser inom IB
3.2.1 Mathematical Studies
3.2.2 Mathematical Methods
3.2.3 Mathematics Higher Level
3.3 Slutsats
10
10
11
12
12
13
13
4. Diskussion
14
5. Refe renser
15
6. Bilaga: Innehållsförteckning matematikkurser
Matematik A- D
Matematik E,F och Matematik-diskret
Mathematical Studies
Mathematical Methods
Mathematics Higher Level
16
16
17
18
20
23
1. Inledning
1.1 Syfte och frågeställning
Globaliseringsfrågor och internationaliseringsfrågor präglar vårt samhälle.
Utbildningsdepartementet (1994) skriver i sin läroplan för de frivilliga skolformerna, Lpf 94,
bland annat: ”internationaliseringen ställer nya krav på människors kunskaper och sätt att
arbeta”. ”Ett internationellt perspektiv i undervisningen är viktigt för att kunna se den egna
verkligheten i ett globalt sammanhang, för att skapa internationell solidaritet och för att
förbereda eleverna för ett samhälle med allt tätare kontakter över nations- och kulturgränser.”
I vissa städer erbjuds eleverna i gymnasieskolan förutom de vanliga svenska programmen
också ett internationellt program, International Baccalaureate (IB), där all undervisning sker
på engelska och där man efter avslutad examen får ett internationellt erkänt diplom. Frågan
man ställer sig då är varför svenska ungdomar skulle välja en utbildning på ett internationellt
program i stället för en utbildning i de vanliga svenska programmen såsom SP eller NV?
Om man som elev tvekar vilket program som skulle passa bäst är en viktig fråga hur
undervisningen i ett internationellt program skiljer sig från den i ett svenskt program.
Men hur skall eleven kunna jämföra undervisningen i de olika skolformerna? I så fall behövs
en jämförelse mellan mängden av ämnen, ämnenas innehåll och även kunskapssynen som
präglar undervisningen. Det medför att alla kursplaner och timplaner för de olika
programmen behöver granskas. Det är utanför gränserna för det här arbetet.
Därför valde jag att fokusera på endast ett ämne, nämligen matematik. Matematiken lämpar
sig väl, för den är obligatorisk i alla skolformer. Undervisningen i ämnet matematik är också
oberoende av språk och kultur.
I och med att IB programmet är ett studieförberedande program jämför jag
matematikundervisningen i IB med den i andra studieförberedande program, nämligen i
samhällsvetenskapsprogrammet, SP, och i naturvetenskapsprogrammet, NV.
Den frågan jag vill besvara i första hand är: vad ingår i de matematikkurser som undervisas på
IB programmet? Hur stämmer innehållet överens med det i matematikkurser som undervisas i
de svenska programmen?
En annan fråga som jag anser viktig är: hur ser arbetsbördan ut i IB programmet jämfört med
den i ett SP eller NV program? Därför presenterar och jämför jag också timplanen för de
olika matematikkurserna.
Jämförelsen gäller programmen vid Filbornaskolan i Helsingborg där jag är verksam.
Förhoppningen är att denna jämförelse kan vara en vägledning för eleven inför valet av
gymnasieprogram.
1.2 Allmänt om International Baccalaureate (IB)
Innan jag fokuserar på matematiken är en kort presentation av IB programmet i sin helhet
viktigt. Dels för att man skall kunna förstå hur studierna bedrivs på det internationella
programmet jämfört med de svenska program och dels för att belysa vilka möjligheter samt
begränsningar det internationella programmet har jämfört med de svenska programmen.
4
1.2.1 Historiken om IB
International Baccalaureate Organisation (1997a), IBO, skriver att IBO startades under 1960
talet i Genève. Tanken var att internationella skolor skulle kunna erbjuda ett enhetligt
program för elever som flyttar omkring i olika länder. Förutom det praktiska argumentet
fanns också en idealistisk tanke, nämligen att akademisk undervisning som lägger vikten vid
ett kritiskt tänkesätt och en öppenhet för olika idéer fostrar eleverna till toleranta medborgare
med förståelse för olika kulturer. Dessa tankar återfinns också i den nuvarande svenska
läroplanen för de frivilliga skolformerna av Utbildningsdepartementet (1994), Lpf 94.
Organisationen etablerades 1965 under namnet ”the International Schools Examination
Syndicate (ISES)”. Tack vare ett fastställt kursutbud, curriculum, och en väl utarbetad
bedömning av dessa kurser utvecklades organisationen och kallades från 1967 International
Baccalaureate Organisation, IBO. IBO riktar sig numera inte längre enbart till elever som
under sin uppväxt bor i olika länder. Även elever som är internationellt intresserade eller har
planer på att studera utomlands efter gymnasiet är välkomna. IBO har mer än 900 skolor i
ungefär 100 länder över hela världen.
I Sverige är utbildningen avgiftsfri eftersom den ingår i den svenska skolan.
1.2.2 IB-programme t
IB kurserna är sammanställda för att fullgöra krav från olika nationella undervisningssystem.
Studieplanen på IB sammanfattas i en hexagon. I kärnan av hexagonen finns tre villkor som
är karakteristiska för IB programmet. De kallas för ”Extended Essay”, ”Theory of
Knowledge (TOK)” och “Creativity, Action, Service (CAS)”. I hexagonens hörn finns sex
grupper som innehåller olika ämnen. Det finns bestämda föreskrifter från IBO om vilka
ämnen som får ingå i de grupperna. Ämnena i grupperna 3 och 4 kan variera i olika skolor.
Enligt Filbornaskolan (2003a) Information om International Baccalaureate (IB), kan ämnen
väljas enligt figuren nedanför.
Engelska
1 Svenska
Engelska
Svenska
2
Extended Essay
(specialarbete)
Historia
Ekonomi
3
Psykologi
Theory of Knowledge
(vetenskapsteori)
Fysik
Kemi
Biologi
Creativity, Action, Service
5 Matematik
4
6
Ett ämne ur 3 eller 4
Franska B
Spanska B
Tyska B
5
Grupperna är numrerade från 1 till 6.
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Grupp 1 innehåller alltid modersmålet som ämne.
I grupp 2 finns det första främmande språket.
Grupp 3 innehåller ämnen som är samhällsvetenskapsorienterade.
I grupp 4 ingår de ämnena som tillhör den naturvetenskapliga inriktningen.
Grupp 5 innehåller matematikkurser.
I grupp 6 väljer eleven ett ämne från grupp 3 eller 4 eller ett andra främmande språk.
Ämnena kan läsas på två nivåer: en hög nivå eller en standard nivå. Av de sex ämnen man
väljer måste åtminstone tre, men inte mer än fyra, läsas på hög nivå.
Ämnen på hög nivå innehåller 240 timmars undervisning per kurs och ämnen på standard nivå
150 timmar.
Theory of Knowledge (TOK), Vetenskapsteori
TOK kursen skall förmå eleven att reflektera över de olika ämnen eleven lär sig. Kursen skall
främja kritiskt tänkande och behandla de etiska, politiska och estetiska val man gör i det
dagliga livet. TOK skall innefatta åtminstone 100 undervisningstimmar. Eleven bedöms i
slutet av utbildningstiden efter två skrivna arbeten bestående av 1000 till 1500 ord var. Det
första arbetet kan väljas fritt medan det andra arbetet väljs från en lista med titlar.
The Extended Essay, Specialarbete
Eleven skall skriva ett arbete som innehåller omkring 4000 ord inom ett område i en av
kurserna. Därmed ges eleven möjligheten att fördjupa sig inom ett område som eleven är
intresserad av. Eleven lär sig vad det innebär att bedriva forskning och skriftligt redogöra
sina resultat som förberedelse för universitetsstudier. Eleven rekommenderas att ägna
omkring 40 timmar åt studier och skrivande till ”extended essay”.
Creativity, Action, Service, CAS
För att erhålla sitt IB diplom måste eleven ägna 50 timmar åt ett kreativt eller konstnärligt
arbete (creativity), 50 timmar åt en idrottsrelaterad sysselsättning och 50 timmar åt ett ideellt
arbete.
1.2.3 Ämnen på IB-programmet
IB-programmet är i sig självt tvåårigt och bygger på 10 års tidigare skolgång. De flesta elever
kommer oftast direkt från årskurs 9 och läser därför ett förberedande år, PreIB. Under det
första halvåret får alla PreIB elever alla kurser som ingår i IB-programmets utbud. Under det
andra halvåret i PreIB väljer eleverna de 6 grundkurser de vill fortsätta läsa under IB tiden,
som kallas IB1 och IB2.
Det finns alltid tre ämnen som ingår i IB-programmet: svenska, engelska (grupp 1 och 2) och
matematik (grupp 5). Väljer eleven svenska som modersmål blir engelska det första
främmande språket, väljer eleven engelska som modersmål blir svenska det första främmande
6
språket. Matematik ingår alla tre åren. Förutom dessa tre ämnen ingår enligt Filbornaskolan
(2003b) Timplan PreIB, också följande ämnen under det första halvåret på PreIB: B-språk
(franska, tyska eller spanska), datakunskap, idrott, biologi, fysik, kemi, ekonomi, historia,
psykologi och individuellt val som är extra engelska.
Under det andra halvåret på PreIB väljer eleven enbart de ämnen den tänker fortsätta med
under de två IB åren. Eleven väljer då inriktning på programmet. Det finns
samhällsinriktning (Social Sciences, SOS) eller naturvetenskaplig inriktning (Natural
Sciences, NAS).
Om eleven opterar för samhällsinriktning väljs två samhällsvetenskapliga ämnen från grupp 3,
nämligen historia och ekonomi eller ekonomi och psykologi och sedan ett av de tre
naturvetenskapliga ämnen, fysik eller kemi eller biologi.
Om eleven väljer naturvetenskaplig inriktning väljer eleven i första hand två
naturvetenskapliga ämnen från grupp 4, t ex fysik och kemi eller kemi och biologi. Det sjätte
ämnet väljs i grupp 3, bland de samhällsorienterade kurserna historia, ekonomi och psykologi.
Det är möjligt att läsa ett tredje språk (franska, tyska eller spanska) på Filbornaskolan. Då
väljs detta som ett sjunde ämne. Detta ämne är inte med på diplomet, men eleven får ett
certifikat om att kursen har fullgjorts.
Dessutom ingår fortfarande under andra terminen av PreIB året datakunskap, idrott och ett
individuellt val som är engelska.
Under de följande två IB åren läser eleven de 6 eller 7 ämnen den har valt, skriver en
extended essay och fullgör sin CAS verksamhet och TOK arbete.
Det andra året IB2 avslutas sedan med examen i alla sex eller sju ämnen. Före examen får
eleven tre veckor ledigt för att kunna förbereda sig i lugn och ro. Examinationen bedöms
externt för att garantera en objektiv värdering. Betygssättningen görs efter en sjugradig skala
och maxpoängen är 45. Minst 24 poäng krävs för ett godkänt IB-diplom. IB diplomet gäller
enbart sex ämnen. För det sjunde ämnet får eleven ett certifikat.
IB-diplomet ger möjlighet att söka till universitet över hela världen, men IB-studenterna
måste konkurrera om platserna. Naturligtvis kan man också välja att fortsätta läsa här i
Sverige. Högskoleverket har riktlinjer för bedömning av IB-programmet.
1.3 Allmänt om svenska program
För att belysa de svenska programmens uppbyggnad av kurser återger jag en sammanfattning
av Filbornaskolan (2003c, d) Timplan och poängplan för samhällsvetenskapsprogrammet och
naturvetenskapsprogrammet.
1.3.1 Samhällsvetenskapsprogrammet SP
I SP programmet läser eleven 8 kärnämnen som tillsammans ger 750 poäng och 9
gemensamma kurser i karaktärsämnen som ger sammantaget 800 poäng. Vissa av
karaktärsämnena är en fortsättning på kärnämnena. Så ingår t ex Matematik A som kärnämne
och Matematik B som karaktärsämne.
Eleven kan välja bland 3 inriktningar inom SP programmet: ekono mi (350 p), kultur (400 p),
samhällsvetenskap (250) och språk (400).
Eleven skall även utföra ett projektarbete som motsvarar 100 poäng. Vidare skall eleven välja
en eller flera valbara kurser, bland 15 möjliga, som skall motsvara 150 till 300 poäng. Bara
Matematik C skall erbjudas. Dessutom gör eleven ett individuellt val som motsvarar 300
poäng.
7
Sammanfattat läser eleven minst 12 olika ämnen under 3 års tid.
1.3.2 Naturvetenskapsprogrammet NV
I NV programmet ingår också 8 kärnämneskurser som sammanlagt ger 750 poäng och 9
gemensamma kurser i karaktärsämnen som tillsammans ger 850 poäng, ett projektarbete som
ger 100 poäng och ett individuellt val på 300 poäng. Eleven kan välja bland följande
inriktningar: naturvetenskap (300 p), matematik och datave tenskap (300 p) och
miljövetenskap (300 p). Dessutom ingår en mängd valbara kurser, varav Biologi B, Fysik B,
Kemi B och Matematik E skall erbjudas. Valbara kurser skall motsvara 200 poäng.
Även i det här programmet läser eleven minst 12 ämnen under 3 år.
8
2. Metod
För att jämföra innehållet i matematikkurser inom det internationella programmet och
programmen i den svenska skolan använder jag mig främst av kursplaner och läroböcker.
De svenska kursplanerna som beskrivs i Naturvetenskapsprogrammet Gy 2000 har inget
detaljerat innehåll. Därför använder jag mig också av böckerna författade av Björck LarsEric, Brolin Hans och ibland Ekstig Kerstin. Deras böcker används i stor utsträckning inom
de svenska programmen och ger en bra beskrivning av innehållet för de svenska
matematikkurserna.
International Baccalaureate Organisation framställer själv kursplaner för matematikkurserna
för IB programmet. Förutom målen finns en detaljerad innehållsbeskrivning som även anger
hur många timmar undervisning ett visst avsnitt skall ta.
För sammanställning av antalet undervisningstimmar i de svenska programmen använder jag
mig av Filbornaskolans timplaner.
9
3. Resultat
3.1 Matematikkurser i svenska program
Skolverket och Fritzes (2000) Naturvetenskapsprogrammet Gy 2000, s.75 beskriver ämnet
matematik i gymnasieskolan på följande sätt. ”Matematikämnet i gymnasieskolan är
uppbyggt av flera områden: aritmetik, algebra, geometri, sannolikhetslära, statistik,
funktionslära, trigonometri samt differential- och integralkalkyl med differentialekvationer.”
Vidare står det. ” I ämnet matematik ingår 7 kurser, Matematik A-E, som bygger på varandra
samt Matematik-diskret och Matematik-breddning.”
Sedan följer en kort beskrivning av varje kurs. Jag återger informationen om innehållet i
varje kurs.
Matematik A är en kärnämneskurs och ingår i alla program. Kursen bygger vidare på
matematikutbildningen i grundskolan och erbjuder breddade och fördjupade kunskaper inom
områdena aritmetik, algebra, geometri, statistik och funktionslära.
Matematik B bygger vidare på kunskaper motsvarande grundskolans sannolikhetslära och på
Matematik A inom områdena geometri, statistik, algebra och funktionslära.
Matematik C bygger vidare på Matematik B inom aritmetik, algebra och funktionslära. Den
innehåller även differentialkalkyl.
Matematik D bygger vidare på Matematik C och innehåller trigonometri och differential- och
integralkalkyl.
Matematik E bygger vidare på Matematik D och ger eleven tillfälle att i en syntes använda
tidigare kunskaper om talbegreppet samt kunskaper från algebra, funktionslära, trigonometri,
geometri och differential- och integralkalkyl. Kursen behandlar komplexa tal samt fördjupad
differential- och integralkalkyl.
Matematik -diskret bygger på kunskaper från Matematik C. Kursen skall erbjuda eleven
kunskaper om mängder, de hela talens egenskaper, talföljder, kombinatorik samt satslogik.
Kursen är valbar.
Matematik -breddning bygger på kunskaper från Matematik C. Kursen är valbar.
För varje kurs finns sedan en målbeskrivning. Där finns angiven vilka olika moment kurserna
skall innehålla, dock utan en detaljerad beskrivning, det är snarare riktlinjer som ges.
Skolverket och Fritzes (2000) Naturvetenskapsprogrammet Gy 2000, beskriver mål som
eleverna skall ha uppnått efter avslutad kurs för Matematik A på sida 80, för Matematik B på
sida 83, Matematik C på sida 86, Matematik D på sida 89, Matematik E på sida 92 och för
Matematik diskret på sida 77.
Matematikkurserna A, C och D motsvarar 100 poäng, medan B, E och Matematik-diskret
motsvarar 50 poäng.
Innehållet för varje matematikkurs finns i bilagan s.16 och 17.
I Filbornaskolan (2003c, d) Timplan för samhällsvetenskapsprogrammet och naturvetenskapsprogrammet är följande antal undervisningstimmar för de olika matematikkurserna angivna.
Matematik A: 100 timmar
Matematik B: 60 timmar för SP programmet, 50 timmar för NV programmet.
Matematik C: 100 timmar
Matematik D: 110 timmar
10
Matematik E: 40 timmar
Matematik diskret: 40 timmar
Inom det samhällsvetenskapsprogrammet (SP) är enbart Matematik A och B obligatoriska.
Matematik A läses under årskurs 1 och Matematik B under årskurs 2. Både kurser brukar
avslutas med ett nationellt prov. Matematik C kan vä ljas i årskurs 3.
I det naturvetenskapsprogrammet (NV) är Matematik A till och med D obligatoriska. Om
eleven väljer inriktningen matematik och datavetenskap ingår också Matematik E och
Matematik-diskret. Matematik-breddning ingår ej.
I NV programmet läser eleven ungefär 2 matematikkurser om året. Kurserna A och B läses
under det första året. Eleverna avslutar både kurserna med ett nationellt prov. Sedan
fortsätter eleven att läsa kurserna C under andra året och påbörjar D kursen, som avslutas
under tredje året med ett nationellt prov. Om eleven väljer inriktningen matematik och
datavetenskap ingår ytterligare Matematik E och Matematik-diskret.
I de svenska kurserna är fördjupningar och miniprojekt ej obligatoriska.
3.2 Matematikkurser inom IB
Under det första förberedelseåret, PreIB, läser eleverna en matematikkurs som motsvarar både
Matematik A och Matematik B. I slutet av PreIB avlägger eleverna nationella prov i
Matematik A och B i en engelsk version. Anledningen till att eleverna gör båda proven i
slutet av PreIB har att göra med att den engelska kursboken sammanväver den svenska
Matematik A och B kursen. Den internationella matematikkursen är upplagd så att man
inleder nya abstrakta matematiska begrepp på en mycket enkel nivå tidigare än inom den
svenska kursen. Senare tränger man djupare in i begreppen och gör mera avancerade
uppgifter. Inom den svenska matematikkursen lär man sig vissa begrepp senare men man
satsar omedelbart på svårare problemlösning.
När eleverna påbörjar IB1 kan de välja bland tre olika alternativ av matematikkurser. Från
lättast till svårast betecknas de:
-
Mathematical Studies
Mathematical Methods
Mathematics Higher Level
Kursen Mathematical Studies lämpar sig för elever som har bestämt sig för
samhällsinriktningen (SOS) och inte vill fördjupa sig för mycket i ämnet matematik.
Mathematical Methods riktar sig till elever (SOS och NAS) som behöver djupa kunskaper
inom matematiken för vidare studier som t ex inom biologi, kemi, ekonomi, geografi eller
psykologi. Den sista kursen Mathematics Higher Level vänder sig till elever som behöver
mycket matematik i sina fortsätta studier bl a matematiker eller fysiker.
Varje kurs består av en obligatorisk del och en mindre del där eleverna och läraren själva får
välja ett avsnitt. Dessutom behöver eleverna genomföra ett eller flera projektarbeten i vilka
de visar att de kan tillämpa de förvärvade matematikkunskaperna.
En utförlig beskrivning av innehållet i de tre kurserna är sammanställt i var sin Syllabus av
International Baccalaureate Organisation, se bilagan s. 18 - 26.
I tabellerna har jag också angett i vilken motsvarande svensk kurs de olika momenten finns.
11
Vissa avsnitt behandlas inte i den svenska kursen och i så fall har jag skrivit att den ej ingår.
Ibland finns endast en del i den svenska kursen. Jag har då angett den kursen i vilken
materialet finns och därefter skrivit delvis.
3.2.1 Mathematical Studies
Eleverna på IB programmet kan inte avsluta sina matematikstudier efter PreIB. Det enklaste
de kan välja är i så fall Mathematical Studies. Enligt International Baccalaureate
Organisation (1997b) Mathematical Studies SL, Syllabus Details skall kursen omfatta minst
150 timmars undervisning, varav 100 timmar är obligatoriska avsnitt. Sedan väljs 25 timmars
undervisning bland 3 valbara avsnitt. Dessutom skall eleven göra ett projektarbete som
motsvarar 25 timmars arbete.
Innehållet i Mathematical Studies återges i bilagan, sidorna 18 och 19. Därifrån framgår att
Mathematical Studiers främst innehåller delar som finns i de svenska matematikkurserna A
till och med C. Framförallt om avsnitt 9 väljs täcks den största delen av C kursen förutom
logaritmer. Även en del av D kursen ingår, nämligen triangelsatser och trigonometriska
funktioner, samt en introduktion till integralberäkning om avsnitt 9 väljs. Omkring 10 % av
kursen innehåller avsnitt som återfinns i Matematik-diskret och Matematik F. För omkring
20 % av innehållet i Mathematical Studies finns inga motsvariga avsnitt i de svenska
matematikkurserna. Detta berör områden inom sannolikhet, statistik, vektorer, matriser och
geometri i 3 dimensioner.
Den här kursen undervisas på 150 timmar. Av dessa 150 timmar ägnas 25 timmar åt eget
arbete så att den egentliga undervisningstiden blir 125 timmar. Inom SP och NV undervisas
enbart matematik C kursen i 100 timmar.
3.2.2 Mathematical Methods
Mathematical methods är den andra matematikkursen på standard level, dvs att den också
omfattar sammanlagt 150 timmars undervisning. Från International Baccalaureate
Organisation (1997c) Mathematical Methods SL, Syllabus Details framgår dock att
fördelningen av undervisningstimmar är annorlunda än i Mathematical Studies. Den
obligatoriska delen innefattar 105 timmar och den valbara delen 35. Dessutom är 10 timmar
avsatta till 5 arbeten som eleven skall genomföra inom olika områden av kursen. Genom
arbetena skall eleven visa att hon/han kan undersöka ett problem på ett matematiskt sätt, lösa
problemet och bygga en matematisk modell. Innehållet av Mathematical Methods
sammanfattas i bilagan på sidorna 20 till och med 22.
Såsom i studies är den obligatoriska delen uppbyggd av 6 delar och därefter finns 3 valbara
avsnitt av vilka eleverna väljer 1.
Från tabellerna framgår tydligt att den här kursen är mer omfattande än Mathematical Studies.
Innehållet i kursen Mathematical Methods täcker främst områden som finns i kurserna B till
och med D, i synnerhet om avsnitt 8 väljs. Det enda från D kursen som inte tas upp är
rotationsvolymer. Dessutom finns i Mathematical Methods minst 25 % som inte ingår i de
svenska kurserna. Områdena som berörs är sannolikhet, statistik, vektorgeometri och
användning av matriser för transformationer i geometri och lösning av ekvationssystem.
Under 1993-1994 bedömdes kursen Mathematical Methods av samtliga tekniska högskolor,
däribland KTH, LTH och Chalmers. Slutsatsen var att Mathematical Methods motsvarar de
svenska matematikkurserna A till och med E. Information om detta finns författad av Verket
för Högskoleservice och är tillgänglig på dess internetadress.
12
Mathematical Methods undervisas på 150 timmar varav 10 timmar är avsedda för 5 egna
arbeten. Matematik C, D och E kursen undervisas tillsammans på 250 timmar. Det betyder
att tempot på den här kursen är jämförelsevis mycket högt eftersom det finns även en del som
inte har någon motsvarighet i det svenska programmet.
3.2.3 Mathematics Higher Level
Kursen Mathematics Higher Level innefattar 240 timmars undervisning. Innehållet återfinns
på sidorna 23 till och med 26 i bilagan. Kursen är indelad i 13 avsnitt. De första 8 är
obligatoriska och sträcker sig över totalt 195 timmar. Av de 5 återstående avsnitt väljer
klassen 1, som tar 35 timmars undervisning. Sedan återstår för eleven att skriva 5 arbeten
inom olika områden i kursen som visar att eleven har förmågan att göra en matematisk
undersökning, att lösa ett matematiskt problem, kan skapa en matematisk modell och utföra
matematisk forskning. Dessa arbeten skall motsvara 10 timmars studier.
Mathematics Higher Level är en mycket gedigen matematikkurs. Den täcker främst
innehållen i de svenska matematikkurserna C till och med F. Matematik-diskret finns
dessutom som en valbar del. Det finns dock 2 avsnitt som inte behandlas jämfört med den
svenska kursen, nämligen rotationsvolymer och andra grads differentialekvationer. Däremot
ingår minst 35 % av kursens innehåll inte i de svenska kurserna. Såsom tidigare gäller det
områden inom sannolikhet, statistik, vektorgeometri, matriser för att lösa ekvationssystem,
matriser inom geometriska transformationer och serier.
Antalet undervisningstimmar är 240 varav 10 timmar är avsedda för eget arbete. Inom det
svenska programmet finns totalt 290 timmar för Matematik C, D, E och Matematik-diskret.
Det betyder att även här är tempot på kursen mycket högt.
Det finns en annan syn på matematikkurserna inom IB programmet än i de svenska SP och
NV programmen. Medan de svenska kurserna nästan enbart inriktar sig på problemlösning
och matematiska tillämpningar, fokuserar man inom IB på ämnet matema tik i sig.
Matematiska symboler introduceras genast och används genomgående i ett korrekt
matematiskt språk i resonemangen inför tillämpningar. Inom IB kurserna utförs också en
betydande del av uppgifterna på grafritande räknare.
3.3 Slutsats
En jämförelse mellan innehållet i IB kurserna och det i svenska matematikkurser ger följande
resultat.
Matematikkursen Mathematical Studies motsvarar minst Matematik A-C, Mathematical
Methods täcker främst Matematik A-E och Mathematics Higher Level innehåller mera än
Matematik A-F och Matematik-diskret. Alla tre kurser omfattar områden inom matematiken
som man har valt bort i Sverige. Att IB kurserna är mera innehållsrika än de svenska kurserna
är inte på något sätt förvånansvärt då eleverna på IB enbart läser 6 eller 7 ämnen istället för
minst 12 ämnen i de svenska programmen. Märkligt är dock att dessa omfattande kurser
täcks av så få undervisningstimmar. Om man ser till innehållet och antal
undervisningstimmar i Mathematical Methods och Mathematics Higher Le vel visar det sig att
tempot är väsentligt högre än tempot i motsvarande svenska kurser. Även kursen
Mathematical Studies har ett högre tempo än matematikkurserna på SP.
13
4. Diskussion
För en elev som skall välja mellan IB programmet och ett SP eller NV program finns flera
skillnader som kan hjälpa eleven i sitt beslut.
I de svenska programmen läses minst 12 ämnen, uppdelade i många mindre kurser som
tenteras av var för sig. Det är den undervisande läraren som sätter betyg i varje kurs.
Inom IB programmet läser eleven maximalt 7 ämnen. Dessa ämnen läses på hög nivå så att
eleven får en fördjupad kunskap. Inom ett ämne ryms flera svenska kurser. Alla ämnen
tenteras av efter två års studier under en examensperiod. Examen bedöms externt.
Detta innebär att elever som väljer IB programmet behöver ta ett stort ansvar för sina studier
och tvingas till en effektiv studieteknik. Det medför också att elev och lärare tillsammans har
ett mål att arbeta mot, nämligen att nå ett så bra examensresultat som möjligt. På IB
programmet blir därför relationen mellan elev och lärare annorlunda än i ett svenskt program.
Slutligen vill jag påpeka att en elev som väljer IB programmet inte blir bunden av sitt val av
inriktning på samma sätt som en elev i de svenska programmen. Även en elev med
samhällsinriktning har t ex möjlighet att läsa Mathematical Methods som motsvarar
matematikkurser som enbart elever inom den naturvetenskapliga inriktningen i det svenska
programmet kan läsa.
14
5. Referenser
Björk Lars-Eric, Brolin Hans (2000). Matematik 3000, Kurs A och B lärobok,
Naturvetenskap och teknik. Stockholm: Natur och Kultur.
Björk Lars-Eric, Brolin Hans, Ekstig Kerstin (2000). Matematik 3000, Kurs C.
Stockholm: Natur och Kultur.
Björk Lars-Eric, Brolin Hans (1995). Matematik 2000, Kurs D. Stockholm: Natur och
Kultur.
Björk Lars-Eric, Brolin Hans (2001). Matematik 3000, Kurs E. Stockholm: Natur och
Kultur.
Björk Lars-Eric, Brolin Hans (1996) Matematik 2000, Fördjupningsbok (”kurs F”),
Bokförlaget Natur och Kultur.
Filbornaskolan (2003a). International Baccalaureate (IB)
http://www.fisk.helsingborg.se/program/ib/ib.html 2003-10-23
Filbornaskolan (2003b) Timplan för PreIB
http://www.fish.helsingborg.se/program/ib/timplan%20pre-IB.htm 2003-11-04
Filbornaskolan (2003c) Timplan för samhällsvetenskapsprogrammet
http://www.fish.helsingborg.se/program/sp/sp_egen/hemsidesnytt.htm 2003-11-04
Filbornaskolan (2003d). Timplan för naturvetenskapsprogrammet
http://www.fish.helsingborg.se/program/Helsingborg%20idrottsgymnasium/timplaner/T
implan%20NVNAS.htm 2003-11-04
International Baccalaureate Organisation (1997a). Guide to the Diploma
Programme. Geneva
International Baccalaureate Organisation (1997b). Mathematical Studies SL, Syllabus
Details.
International Baccalaureate Organisation (1997c). Mathematical Methods SL, Syllabus
Details.
International Baccalaureate Organisation (1998). Mathematics Higher Level HL, Syllabus
Details.
Skolverket och Fritzes (2000). Naturvetenskapsprogrammet Gy 2000 Upplaga 1.
Progammål, kursplaner, betygskriterier och kommentarer NV 2000:4.
Borås: Centraltryckeriet.
Utbildningsdepartementet (1994). Läroplaner för det Obligatoriska Skolväsendet och de
Frivilliga Skolformerna Lpo 94, Lpf 94.
http://www.vhs.se/antag/utlandsk/landblad/Ib.pdf
15
Bilaga:
Matematik A: 100 p
Avsnitt
1. Basfärdigheter.
2. Rita och tolka grafer.
3. Förändringsfaktor, potenser och
exponentialfunktioner.
4. Geometri.
5. Statistik.
Innehåll
Tal och numerisk räkning, ekvationer och formler,
procent, formler och geometri, kalkylprogram.
Tabeller, formler och grafer, funktioner.
Procentuella förändringar, potenser,
exponentialfunktioner.
Vinklar, likformighet, trigonometri.
Tolka diagram, lägesmått, sammanställa data
Matematik B: 50 p
Avsnitt
1. Algebra och geometri.
2. Funktioner.
3. Sannolikhetslära och
statistik.
Fördjupningar till
Kurs A och Kurs B
Innehåll
Algebra, några satser i geometri, koordinatgeometri.
Grundbegrepp, linjära funktioner, linjära ekvationssystem,
andragradsfunktioner.
Enkla slumpförsök, slumpförsök med flera föremål eller steg,
statistik, statistiska undersökningar.
Basfärdigheter, rita och tolka grafer, förändringsfaktor, potenser och
exponentialfunktioner, geometri, algebra och geometri, funktioner,
sannolikhetslära.
Matematik C: 100 p
Avsnitt
1. Algebra och funktioner.
Innehåll
Polynom, rationella uttryck, linjära och kvadradiska
funktioner, exponential- och potensfunktioner, logaritmer.
2. Förändringshastigheter och Förändringshastigheter, begreppet derivata, deriveringsregler.
derivator.
3. Kurvor och derivator.
Vad säger förstaderivatan om grafen, derivator och
tillämpningar.
4. Talföljder och summor.
Talföljder, summor, tillämpningar, kalkylmodeller.
Matematik D: 100 p
Avsnitt
1. Trigonometri
och algebra.
2. Trigonometri.
3. Integraler.
Innehåll
Rätvinkliga trianglar, några ekvationer, logaritmlagarna.
Triangelsatsern, trigonometriska formler och ekvationer, trigonometriska
kurvor, radianbegreppet, derivata av trigonometriska funktioner,
numerisk ekvationslösning.
Primitiva funktioner, integralbegreppet, numerisk beräkning av integraler,
exakt beräkning av integraler, tillämpningar, exponential-, logaritm- och
potensfunktioner, rotationsvolymer.
16
Matematik E: 50 p
Avsnitt
1. Komplexa tal.
2. Derivator och
integraler.
3.
Differentialekvationer.
Innehåll
Inledning, räkning med komplexa tal, det komplexa talplanet,
potenser av komplexa tal, polynomekvationer.
Derivator, extremvärden, primitiva funktioner och integraler,
volymberäkning med integraler.
Inledning, differentialekvationer av första ordningen, numeriska
lösningsmetoder, matematiska modeller med differentialekvationer,
differentialekvationer av andra ordningen.
Matematik-diskret
För Matematik-diskret finns för närvarande inget kursmaterial på Filbornaskolan. Därför
återger jag innehållet från Naturvetenskapsprogrammet Gy 2000, s. 77.
Avsnitt
1. Mängdlära
2. Induktion och
rekursion
3.Kombinatorik.
4. Relation.
5. Satslogik.
Innehåll
Egenskaper hos mängden av de hela talen. Operationer på mängder
Användning inom datatillämpningar.
Tillämpningar vid t ex analys av algoritmer.
Samband mellan datamängder.
Användning i programmering och problemlösning.
Matematik F:
Avsnitt
1. Diskret matematik.
2. Mängder, logik och
talteori.
3. Sannolikhetslära
och statistik.
4. Funktioner.
5. Vektorer och
matriser.
Innehåll
Kombinatorik, talföljder, serier, induktionsbevis
Mängder, satslogik, talteori.
Elementär sannolikhetslära, fördjupad sannolikhetslära, insamla,
bearbeta och tolka data, normalfördelning, intervallskattning
Integrationsmetoder, inversa finktioner, approximation med
polynom, symbolhanterande program.
Vektorer i planet, vektorer i rymden, räta linjer och plan i rymden,
vinklar i rymden, matriser, ekvationssystem, matriser och
transformationer
17
Mathematical Studies
1. Tal och Algebra: 15 timmar
Olika uppsättningar av tal: N, Z Q R.
Avrunda tal, värdesiffror.
Grundpotensform.
Absoluta och Relativa fel.
Fel i beräkningar.
Talföljd, aritmetisk och geometrisk summa.
Olikheter.
Lösa kvadratiska ekvationer, x → ax 2 + bx + c , genom faktorisering.
Lösa kvadratiska ekvationer, x → ax 2 + bx + c , med hjälp av grafer.
2. Mängdlära och logik: 12 timmar
Grundbegrepp inom mängdlära.
Venn diagram.
Grundbegrepp inom logiken.
Sammansatta påståenden.
Sanningstabeller.
Definition av slutledning, logisk likvärdighet.
Test av giltigheten av enkla bevisföringar.
Begreppen motsägelse och tautologi.
3. Geometri och trigonometri: 15 timmar
Triangelsatser: Sinussatsen, cosinussatsen, areasatsen.
Koordinater i 2 och 3 dimensioner, linjer, mittpunktsformeln, vinklar.
Avstånd mellan punkter, storlek på vinklar, rät vinkel.
Ekvation av en linje i 2 dimensioner y = mx + c , ax + by + c = 0
Linjers skärningspunkter, parallella och vinkelräta linjer.
Geometri i 3 D kroppar: kub, prisma, pyramid
Längden av olika diagonaler, vinklar mellan 2 linjer, mellan linjer och
plan.
Vektor som förflyttning i ett plan, representation som en kolumn.
Räkneoperationer med vektorer.
4. Statistik och sannolikhetslära: 25 timmar
Klassifikation av data.
Spridningsdiagram, anpassning till rät linje.
Frekvenstabeller, olika diagram.
Kumulativa frekvenstabeller och diagram.
Variationsbredd, kvartilavstånd.
Lägesmått.
Modal grupp, 50 percentile.
Normalfördelning, standardavvikelse.
Sannolikhetslära, bl a träddiagram.
Beskrivning med logik, Venn diagram.
5. Funktioner: 20 timmar
Grundbegrepp, definitions- och värdemängd.
Linjära Funktioner x → mx + c
svensk kurs
A
A
A
Fördjupning A,B
Fördjupning A,B
F
A
D
B
svensk kurs
Diskret, F
Diskret, F
Diskret, F
F
Ingår ej
Diskret, F
F
Ingår ej
svensk kurs
D
A, B, F
B
F delvis
F
F
svensk kurs
A
Fördjupning A,B
A
Ingår ej
B, F
A
Ingår ej
F
B
Ingår ej
svensk kurs
B
B
18
Linjära olikheter och deras grafer.
Andragradsfunktioner x → ax 2 + bx + c
Trigonometriska kurvor.
Exponentialfunktioner och deras grafer.
Asymptotiskt beteende.
6. Matematik inom ekonomi: 13 timmar
Valuta omräkning.
Enkel ränta.
Sammansatt intrest, exponentiell tillväxt.
Kalkylmodeller och tabeller till lån och återbetalning.
Linjär programmering.
B
B
D
A, C
C
svensk kurs
A
A
A, C
C delvis
Ingår ej
Valbara avsnitt: enbart ett avsnitt bland de tre följande väljs av hela klassen.
7. Matriser och grafteori: 25 timmar
Matrisbegreppet, räkna med matriser.
Determinant, invers matrix.
Teori om grafer, definitioner.
Matrisrepresentation av en graf.
Grafer med riktning, stadsplan.
Enkla Markov kedjor.
Enkla spel.
8. Mera statistik och sannolikhet: 25 timmar
Normalfördelning, medelvärde.
Standardavvikelse, tillämpningar.
Korrelation, linjär anpassning, regression.
?² test.
9. Derivata introduktion: 25 timmar
Derivatans definition och tolkning.
Derivatan av polynomfunktioner.
Växande och avtagande funktioner, grafisk tolkning.
Lokala maxima och minima.
Tillämpningar av derivata.
Anti-derivata.
svensk kurs
F
F
Ingår ej
Ingår ej
Diskret
Ingår ej
Ingår ej
svensk kurs
Fördjupning A,B
Fördjupning A,B
Ingår ej
Ingår ej
svensk kurs
C
C
C
C
C
D
19
Mathematical Methods
1. Tal och Algebra: 15 timmar
Olika uppsättningar av tal: N, Z Q R.
Talföljd, aritmetisk och geometrisk summa.
Tillämpningar.
Potenser och logaritmer a x , e x , log x , ln x
Lagar för potenser och logaritmer.
Potensekvationer, exponentialekvationer.
Binomialsats, expansion av ( a + b) n
2. Funktioner och ekvationer: 25 timmar
Funktionsbegrepp: definitions- och värdemängd.
Sammansatta funktioner f?g, identitets och inversa funktioner.
Funktionens graf, användning av grafritande räknare.
Transformationer av grafer: translation (förflyttning), stretch, reflektion i
axlarna.
f −1 s graf som reflektion i linjen y = x av funktionen f .
Linjära funktioner x → ax + b
Reciprok funktion x → 1 x , x ≠ 0
svensk kurs
A
C
C
C, D
Den kvadratiska funktionen x → ax 2 + bx + c
Lösningsformeln för kvadratisk ekvation.
Potens- och exponentialfunktioner, definitions- och värdemängd.
Logaritmiska funktioner, y = log x och y = ln x
B
B
C
C, D
C, D
Grafer : y = a x , y = e x , y = log a x , y = ln x
Exponentialekvation a x = b
3. Trigonometriska funktioner: 15 timmar
Cirkeln, radian, area och omkrets cirkelsektor.
Enhetsscirkeln definition av sin θ och cos θ samt tan θ
cos 2 θ + sin 2 θ = 1 , sin 2θ = 2 sin θ cosθ , cos 2θ = cos 2 θ − sin 2 θ
sin x, cos x , tan x : definitions- och värdemängd.
Deras grafer och periodicitet.
Inversa funktioner: arcsin x, arccos x, arctan x
Sammansatta funktioner f ( x ) = a sin b( x + c )
Triangelsatser: sinussatsen, cosinussatsen, areasatsen.
4. Vektorgeometri: 15 timmar
Vektor som förflyttning i ett plan, representation som en kolumn.
Räkneoperarioner med vektorer, invers vektor.
Vektorlängd.
Skalär produkt och dess egenskaper.
Parallella och vinkelräta vektorer.
Representation av en linje i ett plan.
Vinkeln mellan två vektorer.
Projektion av en vektor på en annan och tillämpningar.
C
C
F
svensk kurs
B
Ingår ej
B
B
F
B
F
C
svensk kurs
A, D
D
D
D
F
D
D
svensk kurs
F
F delvis
F
F
F
F
F
F
20
5. Statistik och sannolikhet: 20 timmar
Population, data, frekvenstabeller.
Presentation av data, histogram.
Lägesmått, medelvärde, median.
Kumulativ frekvens, grafer, kvartil.
Standardavvikelser.
Sannolikhet för en händelse, komplementära händelser.
Användning av mängdlära.
Flera försök efter varandra. Användning av mängdlära.
Beskrivning av sannolikheter med Venn diagram.
Användning av Venn diagram, träddiagram, tabeller.
6. Differential- och integral kalkyl, Calculus: 20 timmar
Begreppen limes och konvergens.
Derivata av y = x n , n ∈ Q , y = sin x , y = cos x , y = tan x , y = e x ,
y = ln x . Derivata av deras summor och multipler.
Derivata av sammansatta funktioner, kedjeregeln.
Tillämpningar av första derivatan.
Integral som anti-derivata.
Integral av y = x n , n ∈ Q , y = sin x , y = cos x , y = e x och sammansatta
funktioner med y = ax + b .
Tillämpningar.
Primitiva funktioner med villkor. Areor som begränsas av kurvor.
svensk kurs
A
A
A
Ingår ej
Fördjupning A,B
B delvis
Ingår ej
B delvis
Ingår ej
B delvis
Svensk kurs
C
C, D
D
C
D, E
D
Valbara avsnitt
7. Statistiska metoder: 35 timmar
Normalfördelning, kurvans egenskaper.
Standardiserad normalfördelning.
Användning av tabeller för att beräkna sannolikhet.
Stickprovsundersökning, deras fördelning, medelvärde.
Sannolikheter vid standardiserad normalfördelning.
Signifikans test och hypotes test.
Signifikans nivåer, kritiska områden och värden.
Statistik av test och slutsats.
Kontingens tabeller och ?² test, 2 faktorers beroende.
Bivariata data, scatter diagram, korrelationsbegrepp.
Kovarians, korrelationsmått.
Regressionslinjer (minsta kvadratmetoden) och deras användning.
8. Mera calculus: 35 timmar
Derivata av produkt och kvot.
Vertikala och horisontella asymptot.
Andra derivata, lokala maxima och minima, terrasspunkter.
Iteration, divergens från, konvergens till.
Numerisk ekvationslösning, Newton- Raphsons metod.
Integralberäkning genom variabelsubstitution.
Arean av ett område mellan två kurvor.
Numeriska beräkningar av integral genom trapetsberäkningar.
Svensk kurs
Fördjupning A,B
F
Fördjupning A,B
F
F
Ingår ej
Ingår ej
Ingår ej
Ingår ej
Ingår ej
Ingår ej
Ingår ej
Svensk kurs
D
E
C, E
D
D
F
D
D
21
9. Mera geometri: 35 timmar
Geometriska transformationer av plan.
Förflyttning (translation), rotation, reflektion, förstoring, osv.
Sammansatta tranformationer.
Matriser, addition, subtraktion och multiplikation av matriser.
Den inversa matrisen.
Elementära transformationer och deras matriser.
Determinant av en matris och dess egenskaper.
Determinanter av elementära matriser.
Determinanter för rotation och reflektion.
Transformationer utan att origo är invariant.
Svensk kurs
Ingår ej
Ingår ej
F
F
F
F
F
F
Ingår ej
22
Mathematics Higher Level
1. Tal och Algebra: 20 timmar
Talföljd, aritmetisk och geometrisk summa och tillämpningar.
Potenser och logaritmer a x , e x , log x , ln x och dess lagar.
Potensekvationer, exponentialekvationer.
Binomialsats, expansion av ( a + b) n
Induktionsbevis
Komplexa tal z = a + ib , z = r (cos θ + i sin θ ) , det komplexa planet.
Summa, multiplikation och kvot av komplexa tal.
De Moivres sats: potenser och rötter av komplexa tal.
Rötter (konjugata) av ekvationer.
2. Funktioner och ekvationer: 25 timmar
Funktionsbegrepp: definitions- och värdemängd.
Sammansatta funktioner f?g, identitets och inversa funktioner.
Funktionens graf, användning av grafritande räknare.
Transformationer av grafer, translationer (förflyttningar), stretch och
reflektioner.
f −1 s graf som reflektion i linjen y = x av funktionen f .
Reciprok funktion x → 1 x , x ≠ 0
Den kvadratiska funktionen x → ax 2 + bx + c
Lösningsformeln för kvadratisk ekvation.
Potens- och exponentialfunktioner, definitions- och värdemängd.
Logaritmiska funktioner, y = log x och y = ln x
Grafer : y = a x , y = e x , y = log a x , y = ln x
Exponentialekvation a x = b
Olikheter med en variabel f ( x ) ≥ g ( x ) , grafisk representation.
Polynomfunktioner: faktorsatsen, polynomekvationer och olikheter.
3. Trigonometriska funktioner: 25 timmar
Cirkeln, radian, area och omkrets cirkelsektor.
Enhetscirkeln definition av sin θ och cos θ
cos 2 θ + sin 2 θ = 1 , 1 + tan 2 θ = sec 2 θ , 1 + cot 2 θ = csc 2 θ
De 6 trigonometriska funktionerna sin x, cos x , tan x, csc x, sec x, cot x ,
deras grafer och periodicitet.
Inversa funktioner: arcsin, arccos, arctan
Formler med summa av vinklar, dubbla och halva vinklar sin(A+B), sin
2A, sin(A/2). Den sammansatta formeln a cos x ± b sin x = R cos( x m α )
Sammansatta funktioner f ( x ) = a sin b( x + c )
Triangelsatser: sinussatsen, cosinussatsen, areasatsen.
4. Vektorgeometri: 25 timmar
Vektor som förflyttning i ett plan och i 3 dimensioner, representation
som en kolumn. Algebra med vektorer, invers vektor. Vektorlängd.
Enhetsvektorer.
Skalär produkt och dess egenskaper. Parallella och vinkelräta vektorer.
Vinkeln mellan två vektorer, projektion av en vektor på en annan vektor
Svensk kurs
C
C, D
C
F
F
E
E
E
E
Svensk kurs
B- E
F delvis
B
B
F
F
B
B
C
C
C
C
D delvis
E delvis
Svensk kurs
A, D
D delvis
D delvis
F
D, E
D
D
Svensk kurs
F
F
F
23
och tillämpningar.
Vektorprodukt av två vektorer. Arean av en triangel.
Vektorekvation av en linje och av ett plan. Användning av
normalvektor.
Kartesiska ekvationer av en linje och ett plan .
Skärning mellan två linjer, en linje med ett plan och två plan.
Avstånd i 2 och 3 dimensioner mellan punkter, linjer och plan.
5. Matriser och transformationer: 20 timmar
Definition av en matris. Rader, kolumner, dimension.
Algebra med matriser. Enhetsmatrisen.
Matrisens determinant.
Invers av en n × n matris och produkt av matriser.
Linjära transformationer av vektorer i 2 dimensioner och deras matris
representation: rotationer, reflektioner och förstoringar. Determinantens
geometriska betydelse.
Sammansatta linjära transformationer.
Ekvationssystem (max 3 ekvationer med 3 variabler).
Villkor för en lösning, ingen lösning eller oändligt många.
6. Statistik: 10 timmar
Population, data, frekvenstabeller.
Presentation av data, histogram.
Lägesmått, medelvärde, median.
Kumulativ frekvens, grafer, kvartil.
Kvartilavstånd, standardavvikelse sn och s n−1 som uppskattning av
populationens standardavvikelse σ .
7. Sannolikhet: 20 timmar
Sannolikhet för en händelse. Komplementära händelser. Användning av
mängdlära.
Flera försök efter varandra. Oberoende händelser. Användning av
mängdlära. Bayes sats för två händelser.
Användning av Venn diagram, träddiagram, tabeller.
Permutationer och kombinationer.
Diskreta sannolikhetsfördelningar.
Binomialfördelningen: medelvärde och varians.
Kontinuerliga sannolikhetsfördelningen: median, varians,
standardavvikelse
Normalfördelningen. Standardiserad normalfördelning. Användning av
standardiserade normalfördelningstabeller.
8. Differential- och integral kalkyl, Calculus: 50 timmar
sin θ
Begreppen limes och konvergens. lim
=1
θ →0 θ
Definition av derivata.
Derivata av y = x n , n ∈ Q , y = sin x , y = cos x , y = tan x , y = e x ,
y = ln x
Derivata av deras summor och multipler.
Derivata av sammansatta funktioner, kedjeregeln.
Derivatan av en produkt och en kvot. Andra derivatan.
Derivata av y = a x och y = log a x
Ingår ej
F
F
F
Svensk kurs
F
F
F
F
F delvis
Ingår ej
F delvis
Svensk kurs
A
A
A
Ingår ej
Fördjupning A,B
delvis
Svensk kurs
B, F delvis
B, F delvis
B, F delvis
F
Ingår ej
F
F
F delvis
Svensk kurs
C delvis
C, D
C, D
D
C, D, E
24
Beskrivning av grafer: tangenter, singularitet, asymptot.
Användning av andra derivatan: lokala maxima och minima,
terrasspunkter.
Tillämpningar av första och andra derivata i maxima och minima
problem.
Derivata av de inversa trigonometriska funktionerna.
Integral som anti-derivata.
Integral av y = x n , n ∈ Q , y = sin x , y = cos x , y = e x och sammansatta
funktioner med y = ax + b .
Tillämpningar.
Primitiva funktioner med villkor. Areor som begränsas av kurvor.
Integralberäkning genom variabelsubstitution.
Numeriska beräkningar av integral.
Separabla differentialekvationer av första ordningen.
D, Fördjupning E
E
Ingår ej
D, E
D, E
F
D delvis
E
I Mathematics Higher Level kan sedan ett av följande 5 avsnitt väljas. Ett av avsnitten
innehåller matematik diskret som också kan väljas inom det natur vetenskapliga programmet.
De andra 4 ingår ej i något svenskt program.
9. Statistik: 35 timmar
Poisson fördelning: medelvärde och varians.
Medelvärde och varians av linjära kombinationer av 2 oberoende
variabler.
Medelvärdets fördelning och standard fel.
Konfidensintervall för medelvärdet av en normalfördelning.
Signifikans test, null hypotes och alternativ hypotes, signifikans nivåer,
kritiskt område och kritiska nivåer, slutsats.
?² fördelning, frihetsgrader, ?²statistik och ?² anpassning
Kontingens tabeller, ?² test för 2 oberoende faktorer
10. Mängdlära, relationer och grupper: 35 timmar
Ändliga och oändliga mängder. Operationer: union, intersektion
(skärning), komplement. De Morgans lagar.
Ordnade par, kartesisk produkt av en mängd. Relationer, ekvivalenta
relationer.
Funktioner: injektioner, surjektioner, bijektioner.
Sammansättning av funktioner och inversa funktioner.
Binära operationer: definition, operationstabeller.
Den associativa, distributiva och kommutativa egenskaper av binära
operationer.
Identitetselementet e. Invers a −1 av elementet a .
Abelian grupper
Exempel från grupperna R,Q,Z och C
Ändliga och oändliga grupper
Cykliska grupper, alla är Abelian
Definition subgrupp. Lagranges sats
Isomorfism och isomorfa grupper
Svensk kurs
Ingår ej
Ingår ej
Ingår ej
Ingår ej
Ingår ej
Ingår ej
Ingår ej
Svensk kurs
Diskret, F
Diskret delvis
Ingår ej
Ingår ej
Ingår ej
Ingår ej
Ingår ej
Ingår ej
Ingår ej
Ingår ej
Ingår ej
Ingår ej
25
11. Matematik diskret: 35 timmar
Naturliga tal.
Kvot och algoritm från Euklides.
Kongruens.
Återkommande relationer.
Enkla grafer.
Hamilton paths och cykler, trails och circuits av Euler.
12. Analys och approximation: 35 timmar
Oändliga serier, konvergens. Olika konvergenstester.
Alternerande serier.
Potens serier.
Rolles sats. Tillämpningar.
Användning av expansion av Taylors serie. Maclaurin serier.
Taylor polynomer.
Numerisk integralberäkning. Trapetsregeln, Simpsons regel.
Lösning av icke linjära ekvationer genom iterativa metoder.
Newton-Raphsons metod, grafisk tolkning.
Iteratio n från en fast punkt, begreppet konvergens
13. Euklidisk geometri och koniska sektorer: 35 timmar
Principer av geometriska bevis.
Trianglar och deras konstruktion. Eulers cirkel.
Proportionell längd och delning av en segment av en linje.
Euclides sats.
Cirkelns geometri.
Satser av Appolinius, Menelaus, Ceva, Ptolemeus.
Koniska sektorer. Cirkel, parabola, hyperbola, ellips.
Parametriska ekvationer, allmän andragradsekvation, rotation av axler.
Svensk kurs
Diskret, F
Ingår ej
Ingår ej
Diskret delvis
Ingår ej
Ingår ej
Svensk kurs
Ingår ej
Ingår ej
Ingår ej
Ingår ej
F
D delvis
Ingår ej
D delvis
Svensk kurs
Ingår ej
Ingår ej
Ingår ej
Ingår ej
Ingår ej
Ingår ej
26