Opinto-opas

Tavoitteet (OJ)

Tällä opintojaksolla opit niitä laskemisen ja matemaattisen mallintamisen taitoja, joita tarvitset insinöörin ammatissa. Osa-alueena on differentiaali - ja integraalilaskenta

Opintojakson päätyttyä sinä
• tunnistat eksponentti- ja logaritmifunktiot
• osaat ratkaista eksponentti- ja logaritmiyhtälöitä ja soveltaa niitä tekniikan ongelmissa
• osaat matriisien peruslaskutoimitukset ja tunnet joitakin sovelluksia
• osaat käyttää raja-arvoon, derivaattaan ja integraaliin liittyviä käsitteitä ja merkintöjä
• osaat tulkita derivaatan muutosnopeutena
• osaat määrittää derivaatan ja integraalin graafisesti, numeerisesti ja symbolisesti
• osaat ratkaista sovellustehtäviä, joiden mallintaminen vaatii derivaatan tai integraalin käyttöä
• kykenet esittämään ja perustelemaan loogisesti valitut ratkaisut
• osaat arvioida tekemiensä ratkaisujen järkevyyttä ja oikeellisuutta

Sisältö (OJ)

• eksponentti- ja logaritmifunktio
• eksponenttiyhtälö, logaritmiyhtälö
• matriisin peruskäsitteet ja laskutoimitukset (summa, luvulla kertominen, tulo, determinantti, käänteismatriisi)
• lineaarisen yhtälöryhmän ratkaiseminen matriiseilla
• joitakin matriisin sovelluksia
• raja-arvon käsite lyhyesti
• derivaatta kuvaajasta
• derivaatta numeerisesti
• derivaatan laskeminen derivointisääntöjen avulla
• korkeammat derivaatat (käydään merkinnän tasolla)
• joitakin derivaatan sovelluksia (esim. differentiaali ja kokonaisdifferentiaali, virheen arviointi ja ääriarvot)
• määrätty integraali graafisesti
• määrätty integraali numeerisesti
• integraalifunktion laskeminen integrointisääntöjen avulla
• analyysin peruslause, määrätty integraali symbolisesti
• joitakin integraalin sovelluksia (esim. matka, työ, pinta-ala, painopiste, keskiarvo, neliöllinen keskiarvo)

Arviointikriteerit, tyydyttävä (1-2) (OJ)

Opiskelija

• tunnistaa eksponentti- ja logaritmifunktiot
• osaa ratkaista yksinkertaisia eksponentti- ja logaritmiyhtälöitä
• osaa matriisien peruslaskutoimituksia
• osaa käyttää joitakin derivaattaan ja integraaliin liittyviä käsitteitä ja merkintöjä
• tietää periaatteen derivaatasta muutosnopeutena
• osaa määrittää tunnilla käytyjen yksinkertaisten esimerkkien kaltaisesti derivaatan ja integraalin graafisesti, numeerisesti ja symbolisesti
• valittujen ratkaisujen esitykset ja perustelut saattavat olla puutteellisia
• tehtyjen ratkaisujen järkevyyden ja oikeellisuuden arvioinnissa saattaa olla puutteita

Arviointikriteerit, hyvä (3-4) (OJ)

Opiskelija

• tunnistaa eksponentti- ja logaritmifunktiot
• osaa ratkaista eksponentti- ja logaritmiyhtälöitä ja soveltaa niitä tekniikan ongelmissa
• osaa matriisien peruslaskutoimitukset ja tuntee joitakin sovelluksia
• osaa käyttää raja-arvoon, derivaattaan ja integraaliin liittyviä käsitteitä ja merkintöjä
• osaa tulkita derivaatan muutosnopeutena
• osaa määrittää derivaatan ja integraalin graafisesti, numeerisesti ja symbolisesti
• osaa ratkaista sovellustehtäviä, joiden mallintaminen vaatii derivaatan tai integraalin käyttöä
• kykenee esittämään ja perustelemaan loogisesti valitut ratkaisut
• osaa arvioida tekemiensä ratkaisujen järkevyyttä ja oikeellisuutta

Arviointikriteerit, kiitettävä (5) (OJ)

Edellisen lisäksi opiskelijalla on kokonaisvaltainen käsitys opintojakson asioista ja hän osaa soveltaa niitä vaativampiin ongelmiin. Opiskelijalla on taito esittää ja perustella loogisesti valitut ratkaisut. Ratkaisut esitetään selkeästi ja matemaattisia käsitteitä käytetään täsmällisesti. Opiskelija on erittäin motivoitunut ja ottaa sitoutuneesti vastuuta omasta ja ryhmän suoriutumisesta.

Tenttien ja uusintatenttien ajankohdat

Opintojakso suoritetaan välikokeilla, joiden ajat varmistetaan kurssin aikana. Ajat ilmoitetaan Moodlessa.

Koko kurssin uusintakoe järjestetään seuraavasti:

1. uusinta/korotus 14.05.2025 klo 16.00 - 19.00 (ilmoittautuminen Pakissa 14.04.2025 - 10.05.2025)
2. uusinta/korotus 04.06.2025 klo 16.00 - 19.00 (ilmoittautuminen Pakissa 04.05.2025 - 31.05.2025)

Tällä opintojaksolla voi myös uusia tai korottaa kerran yhden kolmesta välikokeesta edellä mainittuina uusintapäivinä.

Uusinnat ja korotukset ovat vain ja ainoastaan tässä ilmoitettuna aikana, ei siis myöhemmin esimerkiksi seuraavana vuonna.
Uusintaan osallistuminen edellyttää arvosanaa 0.

Yleiseti kokeesta:
Sairastapauksissa vaaditaan lääkärintodistus.
Poissaolo kokeesta vastaa hylättyä suoritusta.
Kokeissa saa olla mukana vain opettajan erikseen määrittelemät materiaalit ja välineet.

Arviointimenetelmät ja arvioinnin perusteet

Opintojakso arvioidaan asteikolla 0-5. Opintojakso suoritetaan tekemällä viikottaisia harjoitustehtäviä sekä kolme välikoetta. Viikoittaisilla harjoitustehtävillä voi kerätä 6 pistettä ja kokeilla 60 pistettä. Hyväksyttyyn suoritukseen riittää 14 pistettä, joista 12 pistettä on tultava kokeella. Kokeiden arvostelussa otetaan huomioon paitsi ratkaisun oikeellisuus myös ratkaisutapa ja esitystavan selkeys. Hyväksyttyyn arvosanaan vaaditaan lisäksi, että opiskelija on osallistunut kaikkiin välikokeisiin ja saanut kustakin välikokeesta vaaditun vähittäispistemäärän (pistemäärä kerrottu Moodlessa).

Kotitehtäviä ei voi merkitä eikä palauttaa enää ennalta määrätyn ajan jälkeen.

Yhden kolmesta välikokeesta saa uusia tai korottaa kurssin uusintapäivänä kurssin päättyä.

Opintojakson aiheiden opettelussa ja kertauksessa on sallittua hyödyntää tekoälyä. Tehtävien ratkaisut pitää kuitenkin esittää toteutuksella opetettavin käsittein, merkinnöin ja menetelmin, mutta ratkaisun periaatteet ja välivaiheet on osattava selittää.

Uusinta- ja korotus:
Kurssin uusinta- ja korotustentti on täysin erillinen koe, johon ei vaikuta enää kotitehtäväpisteet.
Tällä opintojaksolla on mahdollisuus uusia tai korottaa myös yhtä kolmesta välikokeesta.

Arviointikriteeri - hylätty (0)
Opiskelija osallistuu säännöllisesti opetukseen ja sen työmuotoihin, mutta ei muuten saavuta tyydyttävään arvosanaan vaadittuja kriteerejä. Mikäli edellä mainitut kriteerit eivät täyty, niin opiskelija poistetaan toteutukselta. Nollan saaminen mahdollistaa osallistumisen kurssin uusintakokeeseen.

Arviointiasteikko

0-5

Opiskelumuodot ja opetusmenetelmät

Lähiopetus, itsenäinen opiskelu, tuntiharjoitukset ja kotitehtävät, videomateriaalit, nettitehtävät (STACK), välikokeet

Oppimateriaalit

Opettajan Moodlessa jakama materiaali (pdf-materiaalit, videot, interaktiiviset tehtävät)

Kaavasto: Tekniikan kaavasto, Tammertekniikka tai MAOL

Tällä opintojaksolla hyödynnetetään symbolista laskinta. Laskinsuositus: TI-nspire CX CAS/ TI-nspire CX II CAS -laskin.

Opiskelijan ajankäyttö ja kuormitus

Opiskelijan keskimääräinen työmäärä on 162 h, joka koostuu:
- lähiopetuksesta
- itsenäisestä työskentelystä (mm. aiheen opiskelu oppimateriaalin ja opetusvideoiden avulla, kotitehtävistä, Stack-testitehtävistä)
- kokeista

Opettajan pitämiä lähitunteja on n. 60 h.

Sisällön jaksotus

Esitietovaatimukset: Perusmatematiikkaa insinööreille -opintojakso ja Tekniikan matematiikka -opintojaksosta Funktiot-osuus tai näitä vastaavat tiedot.

Sisällön jaksotus on suuntaa antava. Osa opsissa mainituista kokonaisuuksista on tarkoitus suorittaa itsenäisenä opiskeluna ja/tai ryhmätöinä.

Logaritmit ja matriisit:
-logaritmin käsite, eksponentti- ja logaritmiyhtälöt
-matriisien perusoperaatiot ja matriisien sovelluksia

Differentiaalilaskennan osuus:
-raja-arvon käsite
-derivaatta funktion ominaisuuksien kuvaajana, muutosnopeustulkinta ja graafinen tulkinta
-derivaatan laskeminen numeerisesti ja derivointikaavojen avulla
-derivaatan sovelluksia mm. virhearviot ja ääriarvotehtävät

Integraalilaskenna osuus:
- määrätty integraali ja sen graafinen tulkinta
- numeerinen integrointi
- integraalifunktio ja integrointikaavoja
- analyysin peruslause (määrätyn integraalin ja integraalifunktion yhteys)
- pienten differentiaalien menetelmä ja sovellustehtäviä

Toteutuksen valinnaiset suoritustavat

Ei ole.

Harjoittelu- ja työelämäyhteistyö

Ei ole.

Kansainvälisyys

Ei ole.

Lisätietoja opiskelijoille

Opetus alkaa lukujärjestyksen mukaisesti.
Opintojaksoon tulee Moodle-toteutus. Opettaja lähettää ilmoittautuneille ennen kurssin alkua Moodle-avaimen sähköpostilla.