Objevte FASCINUJÍCÍ svět matematiky
Rozšířené studium matematiky
Nabízíme jedinečnou příležitost pro nadané studenty, kteří mají zájem o hlubší studium matematiky, a to prostřednictvím dělení výuky matematiky na skupiny M1 a M2. Skupina M1 je nastavena tak, aby splnila specifické potřeby a očekávání právě těchto žáků. Zařazením do této skupiny získáte možnost pracovat na náročnějších úlohách, poznat vyučovaná témata skutečně do hloubky a seznámit se s oblastmi matematiky, kteréna středních nejsou běžně vyučovány. Posílíte své analytické schopnosti a zároveň se skvěle připravíte k další akademické i profesní dráze.
Často kladené otázky
Zde naleznete odpovědi na nejčastější dotazy ohledně studia v M1 a rozšířené matematiky.
Všichni žáci na GMK studují rozšířenou matematiku?
Ne. Všichni žáci navštěvují všeobecné třídy a pouze dobrovolní zájemci mají možnost být zařazeni do rozšiřující skupiny M1 napříč třídami daného ročníku.
Budu ve třídě pouze s dalšími matematiky?
Ne. Všechny předměty s výjimkou matematiky absolvujete se spolužáky ze všeobecné třídy. Pouze na matematiku budete mít výuku v jiné učebně a s jiným vyučujícím.
Kolik hodin matematiky týdně budu mít?
V prvním, druhém a třetím ročníku 4 hodiny týdně. Ve čtvrtém ročníku pak 5 hodin týdně.
Ve třetím a čtvrtém ročníku budete navíc navštěvovat 2 hodiny týdně seminář z matematiky.
Je na GMK možnost navštěvovat volnočasové aktivity spojené s matematikou?
Naši matematici se ve volném čase věnují především organizaci korespondenčního semináře a víkendových akcí v rámci sdružení KoKos.
Dále žáci organizují matematickou soutěž Memoriál Šárky Pravdové s každoroční účastí několika desítek škol.
Navíc žákům nabízíme pravidelná podpůrná setkání k řešení soutěžních úloh do soutěží, nejčastěji Matematické olympiády.
Je zařazení zařazení do skupiny M1 nějak ovlivněno volbou profilace v 3. a 4. ročníku?
Není. Matematika, český jazyk a cizí jazyky jakožto předměty společné části maturitní zkoušky nepodléhají profilaci. Můžete tedy studovat ve skupině M1 po celé čtyři roky studia bez ohledu na volbu profilace.
Mohou rozšířenou matematiku studovat i žáci nižšího gymnázia?
Dělení na základní a rozšířenou výuku matematiky nabízíme pouze na vyšším gymnáziu.
Žáci nižšího gymnázia však oproti jiným školám navštěvují jednou týdně na poloviny dělené cvičení z matematiky, ve ktérém můžeme nabídnout individuálnější přístup.
Navíc Vás budou již od primy učit stejní vyučující, kteří učí i pokročilou matematiku a budete tak na její studium perfektně připraveni.
Tematický plán
Jakým tématům se tedy budeme ve skupině M1 věnovat?
1. ročník
Číselné obory
přirozená, celá, racionální, reálná čísla, komplexní čísla, zápisy a znázornění čísel, absolutní hodnota, dělitelnost v N, zbytkové třídy, základní věta aritmetiky, kritéria dělitelnosti, společný dělitel a násobek, Euklidův algoritmus určení NSD dvojice čísel
Mocniny, výrazy s proměnnými
přirozený, celočíselný, racionální a reálný exponent, odmocnina, věty pro počítání s mocninami a odmocninami, výraz, mnohočlen, operace s mnohočleny, rozklady mnohočlenů, rozklad kvadratického trojčlenu, lomené výrazy, výrazy s mocninami a odmocninami, usměrňování zlomků
Množiny a výroková logika
inkluze a rovnost množin, operace s množinami, Vennovy diagramy, intervaly jako množiny, princip inkluze a exkluze, výrok a jeho negace, kvantifikované a složené výroky a jejich negace, tabulky pravdivostního ohodnocení výrokové formule, tautologie, kontradikce. Množinová algebra a výroková logika jako modely Booleovy algebry, definice, axiom, věta, důkaz, typy matematických vět podle rozsahu platnosti, podle stavby, struktura přímého důkazu a důkazu sporem elementárního výroku a implikace, struktura nepřímého důkazu, důkaz ekvivalence, důkaz matematickou indukcí, důkazy hypotéz o dělitelnosti
Rovnice a nerovnice
ekvivalentní, důsledkové úpravy, význam zkoušky, algebraické a grafické řešení lineární rovnice a nerovnice s 1 neznámou, soustavy lineárních nerovnic s 1 neznámou, rovnice a nerovnice v součinovém a podílovém tvaru, s absolutní hodnotou, lineární rovnice a nerovnice s více neznámými a jejich soustavy, lineární optimalizační úlohy, lineární Diofantovské rovnice, determinanty, řešení soustav lineárních rovnic s více neznámými Gaussovou eliminační metodou a pomocí determinantů (Cramerovo pravidlo), kvadratická rovnice a nerovnice, Viètovy vztahy, rovnice a nerovnice vyšších stupňů, Bèzautova věta, Hornerovo schéma, rovnice a nerovnice řešitelné převodem na kvadratickou rovnici či nerovnici – racionální, iracionální, kubické, reciproké, u všech typů rovnic, nerovnic a soustav řešení úloh s parametry
2. ročník
Rovinné útvary
přímka, úhel, konvexní útvar, vzájemná poloha přímek, trojúhelník, čtyřúhelník, mnohoúhelník-klasifikace, kružnice, obvodové a středové úhly v kružnici, Apolloniova kružnice, obvody a obsahy rovinných útvarů, shodnost a podobnost trojúhelníků, Pythagorova věta, Euklidovy věty, mocnost bodu ke kružnici
Funkce
kartézský součin, relace, zobrazení, funkce, základní vlastnosti funkcí, racionální funkce, polynomické funkce, lokální extrémy, monotonie, tečna grafu, derivace, Lagrangeova věta, Rolleova věta, konvexnost a konkávnost, průběh funkce, elementární funkce – lineární, kvadratická funkce, funkce absolutní hodnota, nepřímá úměrnost, lineární lomená funkce, racionální funkce – rozklad na parciální zlomky, mocninná funkce, mocniny s přirozeným, celým racionálním i iracionálním exponentem, n-tá odmocnina, inverzní funkce, exponenciální a logaritmická funkce, logaritmus, pravidla pro počítání s logaritmy, přirozený logaritmus, exponenciální a logaritmická rovnice a nerovnice, funkce více proměnných
Goniometrie
periodická funkce, složená funkce, goniometrické funkce ostrého úhlu, velikost úhlu, orientovaný úhel, funkce sinus, kosinus, tangens a kotangens, cyklometrické funkce – vlastnosti a grafy, goniometrické rovnice a nerovnice (i s parametry), základní vztahy mezi goniometrickými funkcemi, součtové vzorce, vzorce pro součet a rozdíl hodnot goniometrických funkcí, vzorce pro dvojnásobný a poloviční argument, trigonometrie, sinová a kosinová věta, další vybrané vzorce pro výpočet obsahu trojúhelníka a řešení obecného trojúhelníka
Konstrukční úlohy
množiny bodů dané vlastnosti, základní geometrické konstrukce, konstrukce s využitím množin bodů dané vlastnosti, Apolloniovy úlohy, konstrukce s využitím shodných a podobných zobrazení
Zobrazení v rovině
pojem zobrazení, prosté zobrazení, shodné zobrazení, samodružné body, identita, osová a středová souměrnost, posunutí, otáčení, skládání shodných zobrazení, stejnolehlost, podobná zobrazení, stejnolehlost kružnic, společná tečna dvou kružnic
3. ročník
Analytická geometrie lineárních útvarů
vektorový prostor – soustava souřadnic na přímce, v rovině a v prostoru, vzdálenost dvou bodů, střed úsečky, definice vektorového prostoru, aritmetický a geometrický model vektorového prostoru, orientovaná úsečka, sčítání a odčítání orientovaných úseček, reálný násobek orientované úsečky, velikost orientované úsečky, souhlasně a nesouhlasně orientované úsečky, vektor, grafické sčítání a odčítání, reálný násobek vektoru, lineární závislost a nezávislost vektorů, lineární kombinace vektorů, souřadnice vektoru, operace s vektory pomocí souřadnic, velikost vektoru, skalární součin vektorů, odchylka vektorů, kolmost vektorů, vektorový a smíšený součin a jejich užití – obsah trojúhelníku, rovnoběžníku, objem rovnoběžnostěnu, čtyřstěnu
analytická geometrie v rovině – parametrické vyjádření přímky, úsečky a polopřímky, obecná rovnice přímky, směrnicový tvar rovnice přímky, úsekový tvar, vzájemná poloha bodu a přímky, dvou přímek, odchylka dvou přímek, vzdálenost bodu od přímky, dvou rovnoběžných přímek, osa pásu, osa úhlu, určování množin daných vlastností analytickou metodou
analytická geometrie v prostoru – parametrické vyjádření přímky, úsečky, polopřímky, roviny a poloroviny, poloprostoru, obecná rovnice roviny, vzájemná poloha bodu a přímky, bodu a roviny, dvou přímek, přímky a roviny, dvou rovin, analytické vyjádření přímky jako průsečnice dvou rovin, odchylka dvou přímek, přímky a roviny, dvou rovin, vzdálenost bodu od přímky, roviny, dvou rovnoběžných přímek, rovin, přímky a roviny, osa úhlu, osa mimoběžek, vzdálenost mimoběžek, určování množin daných vlastností analytickou metodou, řešení prostorových úloh metodami analytické geometrie.
analytická geometrie kuželoseček – transformace soustavy souřadnic, kružnice, elipsa, parabola, hyperbola-definice, rovnice, vzájemná poloha přímky a kuželosečky, tečna kuželosečky
Geometrie v prostoru
Volné rovnoběžné promítání, polohové vztahy podprostorů – základní vztahy mezi body, přímkami a rovinami, vzájemná poloha dvou přímek, přímky a roviny, dvou rovin, příčka mimoběžek, rovnoběžnost přímek a rovin. Vzájemná poloha tří rovin, polohové konstrukční úlohy – průnik přímky a roviny na tělese, řezy na tělesech
metrické vlastnosti – odchylka přímek, rovin, přímky od roviny, kolmost přímek, rovin, přímky a roviny, vzdálenost bodů, vzdálenost bodu od přímky, roviny, vzdálenost dvou rovnoběžných přímek, vzdálenost mimoběžek, vzdálenost dvou rovin, vzdálenost přímky od roviny.
tělesa – mnohostěny, n-boký hranol, n-boký jehlan, čtyřstěn, Eulerova věta pro mnohostěny, pravidelné mnohostěny, rotační tělesa – válec, kužel, komolý rotační kužel, koule a kulová plocha, kulová výseč, úseč, kulová vrstva a pás, objem a povrch těles (i rotačních), Cavalieriho princip
3. ročník (seminář)
Posloupnosti a řady
Posloupnosti – definice, vlastnosti – monotónní, prostá, stacionární, omezená, graf. Určení posloupnosti – výčtem prvků, explicitně, rekurentně, vlastní a nevlastní limita posloupnosti, věty o limitách posloupnosti.
Aritmetická a geometrická posloupnost – vzorce, vlastnosti, slovní úlohy.
Řady – definice, konvergence a divergence řad, součet řady, geometrická řada, součin řady a reálného čísla, nutná podmínka konvergence řady, věty o konvergenci řad, řady s nezápornými členy, kritéria konvergence těchto řad – srovnávací, odmocninové, podílové.
Komplexní čísla
Těleso C komplexních čísel – definice, složkový tvar komplexního čísla, reálná a imaginární část komplexního čísla, rozdělení komplexních čísel na čísla reálná a imaginární, opačné a převrácené komplexní číslo, komplexně sdružené číslo, modul, komplexní jednotka, základní operace s komplexními čísly ve složkovém tvaru, imaginární jednotka, algebraický tvar komplexních čísel a základní operace v tomto tvaru.
Gaussova rovina – goniometrický tvar komplexního čísla, násobení a dělení v tomto tvaru, komplexní čísla jako vektory.
Moivreova věta – umocňování komplexních čísel, odmocňování komplexních čísel, exponenciální tvar komplexního čísla, kvaterniony
Rovnice v oboru komplexních čísel – kvadratická rovnice, binomická, trinomická a polynomické rovnice vyššího stupně,
Funkce komplexní proměnné – definice, některé základní transformace Gaussovy roviny, obecná lineární lomená transformace, určování množiny bodů dané vlastnosti v Gaussově rovině.
4. ročník
Diferenciální počet
spojitost funkce, limita funkce – vlastní limita ve vlastním bodě, jednostranná vlastní limita ve vlastním bodě, pravidla pro počítání s vlastními limitami ve vlastním bodě, některé věty pro počítání s limitami, souvislost limity a spojitosti funkce, odstranitelný bod nespojitosti, vlastní limity v nevlastním bodě, nevlastní limity ve vlastním bodě, nevlastní limity v nevlastním bodě, jednostranné nevlastní limity ve vlastním bodě, 1. derivace funkce v bodě, geometrický a fyzikální význam 1. derivace funkce v bodě, derivace jako funkce, derivace a spojitost, pravidla pro derivování součtu, rozdílu, součinu a podílu funkcí, derivování některých elementárních funkcí – polynomické, goniometrické, exponenciální, logaritmické, cyklometrické
derivace vyššího řádu, derivace složené funkce, derivace funkce určené implicitně
souvislost funkce rostoucí a klesající v bodě s 1. derivací, Rolleova věta o střední hodnotě, Lagrangeova věta o střední hodnotě, derivace a monotónnost, derivace a lokální extrémy, globální extrémy, slovní úlohy na extrémy, souvislost derivací s konvexností a konkávností, inflexní bod, asymptoty grafu funkce
zjišťování průběhu funkce, neurčité výrazy, L´ Hospitalovo pravidlo
Integrální počet
primitivní funkce, definice a vlastnosti neurčitého integrálu
základní metody výpočtu neurčitého integrálu (úprava integrandu, substituce, per partes)
integrace racionální funkce, goniometrických funkcí
řešení diferenciálních rovnic
určitý integrál-zavedení pojmu, vlastnosti určitého integrálu., Leibniz-Newtonova formule, obsahy rovinných útvarů, objemy rotačních těles, fyzikální aplikace integrálního počtu, délka křivky, povrch rotačního tělesa
4. ročník (seminář)
Posloupnosti a řady
Posloupnosti – definice, vlastnosti – monotónní, prostá, stacionární, omezená, graf. Určení posloupnosti – výčtem prvků, explicitně, rekurentně, vlastní a nevlastní limita posloupnosti, věty o limitách posloupnosti.
Aritmetická a geometrická posloupnost – vzorce, vlastnosti, slovní úlohy.
Řady – definice, konvergence a divergence řad, součet řady, geometrická řada, součin řady a reálného čísla, nutná podmínka konvergence řady, věty o konvergenci řad, řady s nezápornými členy, kritéria konvergence těchto řad – srovnávací, odmocninové, podílové.
Boolova algebra
Posloupnosti – definice, vlastnosti – monotónní, prostá, stacionární, omezená, graf. Určení posloupnosti – výčtem prvků, explicitně, rekurentně, vlastní a nevlastní limita posloupnosti, věty o limitách posloupnosti.
Aritmetická a geometrická posloupnost – vzorce, vlastnosti, slovní úlohy.
Řady – definice, konvergence a divergence řad, součet řady, geometrická řada, součin řady a reálného čísla, nutná podmínka konvergence řady, věty o konvergenci řad, řady s nezápornými členy, kritéria konvergence těchto řad – srovnávací, odmocninové, podílové.