isomorfisme

Het doel van de algebraïsche structuren in de gevorderde wiskunde van de derde graad is breed en kan op verschillende manieren en met verschillende structuren ingevuld worden. In deze loep presenteren we zo’n mogelijke structuur: vectorruimten. De leerstof van vectorruimten kun je in verband brengen met andere leerstofonderdelen en bereidt voor op wetenschappelijke opleidingen in het hoger onderwijs. Als inspiratie overlopen we drie didactische benaderingen: van concreet naar abstract met vele (tegen-)voorbeelden, vanuit de axioma's met formele bewijzen, en vanuit open problemen met eigen onderzoek, waarbij we overvloedig strooien met voorbeeldlesactiviteiten uit gratis online lesmateriaal. Als afsluiter vatten we het vakdidactisch onderzoek rond vectorruimten samen met een lijst van typische misconcepties, ingekaderd in de theorie van de 'drie werelden' (meetkundig, symbolisch en formeel).

Een groep is een algebraïsche structuur, een abstract patroon dat je terugvindt bij meetkundige transformaties, getallen, matrices, veeltermen… en dat een sleutelbegrip vormt in de hogere wiskunde, de fysica en de cryptografie. Overal waar het gaat over een invariant, iets dat behouden blijft wanneer iets verandert, zit daar een groep achter. Leerlingen van de derde graad in richtingen met ‘gevorderde wiskunde’ zullen daar in de nabije toekomst mee kennis maken. We brengen groepen en cayleytabellen aan vanuit twee contexten: de symmetrie van vlakke figurenen en het modulorekenen. Groepen in verschillende contexten zijn soms ‘hetzelfde’ en dit motiveert het werken in een abstracte groep. Na enkele abstracte bewijsjes en de studie van voorbeelden en tegenvoorbeelden, keren we terug naar de symmetrie maar dan in de ruimte. Het ‘slim tellen’ van symmetrieën van veelvlakken leidt tot de stelling van Lagrange over deelgroepen en nevenklassen.