MAA4 Analyyttinen geometria ja vektorit (3 op)

Yleiset tavoitteet

Opintojakson tavoitteena on, että opiskelija
  • ymmärtää, kuinka analyyttinen geometria luo yhteyksiä geometristen ja algebrallisten käsitteiden välille
  • ymmärtää yhtälön geometrisen merkityksen
  • osaa ratkaista muotoa |f(x)| = a tai |f(x)| = |g(x)| olevia itseisarvoyhtälöitä
  • ymmärtää vektorikäsitteen ja perehtyy vektorilaskennan perusteisiin
  • osaa tutkia kaksiulotteisen koordinaatiston pisteitä, etäisyyksiä ja kulmia vektoreiden avulla
  • osaa ratkaista tasogeometrian ongelmia vektoreiden avulla
  • osaa käyttää ohjelmistoja käyrien ja vektoreiden tutkimisessa sekä niihin liittyvissä sovelluksissa.
Keskeiset sisällöt
  • käyrän yhtälö
  • suoran, ympyrän ja paraabelin yhtälö
  • yhtälöryhmä
  • suorien yhdensuuntaisuus ja kohtisuoruus
  • itseisarvoyhtälö
  • pisteen etäisyys suorasta
  • vektoreiden perusominaisuudet
  • tason vektoreiden yhteen- ja vähennyslasku sekä tason vektorin kertominen luvulla
  • tason vektoreiden pistetulo, tason vektoreiden välinen kulma

Tarkennuksia sisältöihin

  • Käyrän yhtälö: Karteesinen tasokoordinaatisto ja sen piste, suora, ympyrä sekä paraabeli; Yhtälön toteuttavat xy-tason pisteet muodostavat xy-tason käyrän; Suoran ja ympyrän yhtälöt (eri esitysmuodot) sekä neliöksi täydentäminen ympyrän tai paraabelin yhtälön käsittelyn yhteydessä; Ympyrän tangentit; Paraabeli (akseli on koordinaattiakselien suuntainen, polttopiste ja johtosuora) ja paraabelin yhtälön eri esitysmuodot (nollakohtamuotoinen ja huippupistemuotoinen yhtälö); Yhtälöpari ja menetelmät eri leikkauspisteiden ratkaisemiseen (kaksi suoraa, ympyrä ja suora, paraabeli ja suora jne.) ja lineaarisen yhtälöryhmän ratkaisuperiaate.
  • Itseisarvo: Itseisarvon määritelmä ja yhtälöt, joiden ratkaiseminen perustuu määritelmään. (Neliöön korotus menetelmä voidaan esitellä, mutta itseisarvoepäyhtälö on poistettu opetussuunnitelman sisällöistä.)
  • Vektoreiden perusominaisuudet: Vektorilla on suunta ja pituus. Se on objekti, joka ilmaisee siirtymää (tietyn verran, tiettyyn suuntaan). Keskeisten käsitteiden määritelmät sekä merkinnät liittyen nollavektoriin, vastavektoriin, yhdensuuntaisuuteen (samansuuntaisuus, vastakkaissuuntaisuus ja kohtisuoruus), vektorin pituus, vektorin suuntainen yksikkövektori ja vektorien välinen kulma.
  • Vektorit: Tarkastelun painopiste on xy-tason vektoreissa. Koordinaatistossa olevan vektorin esittäminen x- ja y-suuntaisten komponenttien avulla (i- ja j-kantavektorit). Yleinen kannan käsite voidaan sivuuttaa. Suorien yhdensuuntaisuus ja kohtisuoruus, suuntakulma ja suorien välinen kulma voidaan käsitellä analyyttisen geometrian menetelmillä (kulmakertoimen avulla) tai vektorien avulla (yhdensuuntaiset vektorit, pistetulo).

Ohjelmistotaidot 

Opintojakson tavoitteena on, että opiskelija  

  • osaa piirtää erilaisia tasokäyriä ja havainnollistaa käyräparvea esim. liukusäätimellä 
  • osaa ratkaista yhtälöryhmän symbolisesti (esim. paraabelin lausekkeen muodostaminen annettujen pisteiden avulla) 
  • oppii ratkaisemaan itseisarvoyhtälön graafisesti ja symbolisesti sekä havainnoimaan, miten käyrät y=f(x) ja y=|f(x)| liittyvät toisiinsa 
  • harjaantuu sujuvuuteen mallikuvan piirtämisessä ja laskemalla saadun vastauksen tarkistamisessa  
  • oppii piirtämään vektoreita sekä tekemään vektorien laskutoimituksia (vektoreiden yhteenlasku, luvulla kertominen, pituuden laskeminen, yksikkövektorin muodostaminen, pistetulo ja vektoreiden välisen kulman laskeminen) symbolisesti.
Laaja-alainen osaaminen

Laaja-alaisen osaamisen osa-alueista opintojaksolla painottuu hyvinvointiosaaminen. Tämä voi näkyä opintojaksolla esimerkiksi niin, että opiskelijaa ohjataan tavoitteellisesti tunnistamaan ja hyödyntämään omia vahvuuksiaan ja toisaalta kehittämiskohteitaan sekä huomaamaan, että menestyksellinen matematiikan opiskelu vaatii pitkäjänteistä työntekoa ja sinnikkyyttä.

Opintojakson arviointi

Opintojaksolla toteutetaan monipuolisesti sekä formatiivista että summatiivista arviointia, painottaen opintojakson keskeisiä tavoitteita ja sisältöjä. Formatiivinen arviointi on lähinnä opiskelijaa opinnoissa eteenpäin, tavoitteiden saavuttamista kohti auttavaa, ei dokumentoitavaa palautetta. Opintojaksolla rohkaistaan opiskelijoita myös itse- ja vertaisarvioinnin pariin. Summatiivinen arviointi koostuu esimerkiksi opiskelijan tuotoksista ja/tai tavoitteiden mukaista osaamista mittaavista kokeista saaduista arvosanoista.

Arvioinnissa kiinnitetään huomiota laskutaitoon, menetelmien valintaan, matemaattisen ajattelun ja ongelmanratkaisun taitoihin, päätelmien perustelemiseen ja analysoimiseen, tuntiaktiivisuuteen sekä ohjelmistojen valintaan ja käyttöön.

Arviointiasteikko on numeroarviointi (4-10).