Summenzeichen: Induktions-, anfang-, annahme-, schluss...?

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bandchef Auf diesen Beitrag antworten »
Summenzeichen: Induktions-, anfang-, annahme-, schluss...?
Hallo Leute!

Ich hab folgendes Problem:



Ich weiß leider nicht was ich damit machen soll und wie es geht... :-( Kann mir jemand helfen? In der FH haben wir - wie oben schon geschrieben - irgendwas mit Induktionsanfang, Induktionsannahme und Induktionsschluss aufgeschrieben aber ich hab das irgendwie überhaupt nicht verstanden!

danke, bandchef
Bakatan Auf diesen Beitrag antworten »

Begreifst du vollständige Induktion im allgemeinen? Oder geht es nicht nur um die Aufgabe, sondern das Thema Induktion?
bandchef Auf diesen Beitrag antworten »

Ich begreife weder die "Induktion" noch die mir gestellte Aufgabe...

ABER: Ich bin guter Dinge :-)
Bakatan Auf diesen Beitrag antworten »

Allgemein zu Induktion. Es gibt eine wichtige Eigenschaft, die Wohlordnung von N. Jede nichtleere Menge natürlicher Zahlen hat ein kleinstes Element. Das klingt zwar relativ offensichtlich, daraus folgt jedoch:
Ist M eine Teilmenge von N mit den Eigenschaften:
a) 1 ist in M
b) aus k in M folgt k+1 ebenfalls in M
so ist M=N

Das benutzt man nun:
Ist eine Aussage für n=1 erfüllt, und folgt aus der Wahrheit für n=k auch die von n=k+1, so ist da es eine Menge ist, die eben diese Bedingungen erfüllt. Also ist die Formel für alle n aus N wahr.
Später kann man dann auch noch beweisen, dass es mit einem beliebigen Startwert geht und man so Formeln für alle n>Startwert beweisen kann.

Zur Vorgehensweise:
Infuktionsanfang: Man suche sich einen Startwert. Hier der normalste: 1
Ist die Formel erfüllt?
Induktionsschritt: Gilt die Formel für n=k+1 wenn man verwenden darf, dass sie für n=k bereits funktioniert?
Induktionsschluss: Wenn beides mit ja beantwortet wurde, gilt die Formel für alle n aus N.
baphomet Auf diesen Beitrag antworten »
RE: Summenzeichen: Induktions-, anfang-, annahme-, schluss...?
Bei der Induktion hat man eine gegebene Gleichung, für diese muß man beweisen das diese allgemein gilt. Als erstes prüft man ob die obige Glichung für 1 erfüllt ist, trifft dies zu muß weiter gemacht werden, ansonsten ist bewiesen das die Gleichung nicht gilt.
Darauffolgend nimmt man obige Gleichung für A(n) muss gelten, daraus läßßt sich schlussfolgern das diese allgemein für A(n+1) gelten muß, dies ist die Annahme die mittels Umformungen bewiesen werden muß.

Gib dir mal ein Beispiel:


Induktionsanfang: gilt, also weiter beweisen
Induktionsanfang:
Schlußfolgerung:

Nun folgt der Beweis, man muß zeigen das man auf den Ausdruck von A(n+1) kommt.



man ersetzt n also einfach auf beiden Seiten durch (n+1) und durch Umformungen erreicht man den Beweis.
bandchef Auf diesen Beitrag antworten »

Also Leute erstmal danke für eure Antworten.

Ich werde jetzt mal versuchen, dass gelernte Wissen auf meine Hausaufgabe anzuwenden.

@baphomet: Dieses q.e.d am Schluss deiner Erklärung hat unser Prof in der Vorlesung auch gemacht; ich weiß aber leider nur noch, dass es lateinisch ist. Ich weiß aber leider nicht mehr den "Wortlaut" und auch nicht mehr was bedeutet! Sagst du's mir? :-)

PS: Ich werd mich nochmal mit dem Ergebnis meiner Hausaufgabe melden...

danke, bandchef
 
 
bandchef Auf diesen Beitrag antworten »

Ich hab das jetzt mal für diese Aufage so gemacht, wie es baphomet und tigerbine erklärt hat.

Ich hab euch ein Bild angehängt...

danke, bandchef
Bakatan Auf diesen Beitrag antworten »

q.e.d. ist quod erat demonstrandum, "was zu beweisen war". Oft macht man auch einfach nur ein kleines quadrat ans Ende.
Was hast du da bei deinem Induktionsschluss getan?

Sicherlich nicht n+1.
bandchef Auf diesen Beitrag antworten »

ich hab aber doch hingeschrieben und nach dem = hab ich das hingeschrieben, was dem Summenzeichen "gleich" ist, also und da dahinter . Ich seh den Fehler nicht...
Bakatan Auf diesen Beitrag antworten »

also ist ?? Kann nicht sein oder Augenzwinkern
Ich denke, du hast baphomets "Beispiel" zu wörtlich genommen.
Denn
Aber bei dir kannst du deshalb nicht auch einfach +n+1 schreiben...
Er hat angewendet, dass


edit: Bei dir ist aber
bandchef Auf diesen Beitrag antworten »

Kommt dann raus?
bandchef Auf diesen Beitrag antworten »

sorry diese antwort hier war unnütz :-)
bandchef Auf diesen Beitrag antworten »

wenn ich in die linke seite meiner ausgangsaufgabe für k "2" einsetze dann kommt 1/6 raus. wenn ich in die rechte meiner ausgangsaufgabe für n "2" einsetze dann kommt 2/3 raus. es sollte aber doch das gleich rauskommen, oder?

ich glaub ich habs immer nocht nicht verstanden
Bakatan Auf diesen Beitrag antworten »

Rechne nochmal nach. Es kommt auf beiden Seiten dasselbe heraus.
Es gilt:
Bedenke immer die Bedeutung des Summenzeichens:
bedeutet:
Start beim k=1: also . k hat noch nicht n erreicht, also +, k wird um eins erhöht.
Nächster Schritt: k=2: . k hat noch nicht n erreicht, also +, k wird um eins erhöht.
Und so weiter und so weiter. So konstruiere ich zumindest Summen in meinem Kopf.
Am Ende kommt dann heraus:
Bei dir ist . Wenn du n um eins verminderst im Summenzeichen, fällt der letzte Term eben raus. Folglich musst du, um Gleichheit zu gewähren, ihn eben explizit addieren.
bandchef Auf diesen Beitrag antworten »

Wie kommst du auf den letzten Teil von ? Gemeint ist das: ... Wo setzt du da genau was ein?


Warum schreibst ? a wird doch immer größer und somit verstehe ich nicht warum du n-1 rechnest...
Bakatan Auf diesen Beitrag antworten »

a wird immer größer? Wieso das denn? Abgesehen davon selbst wenn, na und? Wo rechne ich n-1? Vielleicht meinst du den Index (n-1)? Es war nur ein allgemeines Beispiel.
Rechnen wir mal ein einfacheres Beispiel mit Zahlen:

Können wir uns darauf einigen?
Dementsprechend ist


oder nicht?
Jetzt bauen wir das ganze allgemein:

Soweit verständlich?
Jetzt ersetze ich mit dem Term aus deinem Summenzeichen:
bandchef Auf diesen Beitrag antworten »



und wie geht's da jetzt weiter?

So in etwa:



Jetzt muss ich wahrscheinlich die Brüche nur noch auf einen Nenner bringen und zusammenfassen, oder?

bandchef
Bakatan Auf diesen Beitrag antworten »

Die Latex-Zeilen werden immer länger. Meine war schon fast zu lang, deine ist noch länger Augenzwinkern Das Forum hier hat nen Bug, dass es Latex-Zeilen nicht trennt, d.h. sie ragen dann ewig aus dem Bildschirmrand hinaus.

Ist schonmal gut.
Zwischenfrage: Welches Ergebnis willst du eigentlich erhalten? Gleich dazu: wie sieht es dann aus nach dem zusammenfassen?
bandchef Auf diesen Beitrag antworten »

Sorry, das mit den Latexzellen wusste ich nicht. Wahrscheinlich dadurch weil ich einen 23"-Monitor hab und ich rechts immer noch genügend Platz habe... :-)

Mein Ergebnis würde jetzt so lauten nach dem ich den Term zusammengefasst habe:




danke, bandchef
bandchef Auf diesen Beitrag antworten »

Ich hab gleich noch eine Frage zu einem anderen Bespiel:

Wenn ich für n die Zahl 3 einsetze, dann bekomme ich als Ergebnis für diese Formel 6.

Wenn ich aber das gleiche n in die bewiesene Formel nach der Induktion einsetze, dann bekomme ich 10. Sollte da nicht eigentlich das gleiche Ergebnis rauskommen?

Ich mein es heißt ja

Also müsste es doch egal sein wo ich die 3 einsetze entweder in oder

danke, bandchef
Q-fLaDeN Auf diesen Beitrag antworten »

Zitat:
Original von bandchef
Ich hab gleich noch eine Frage zu einem anderen Bespiel:

Wenn ich für n die Zahl 3 einsetze, dann bekomme ich als Ergebnis für diese Formel 6.

Wenn ich aber das gleiche n in die bewiesene Formel nach der Induktion einsetze, dann bekomme ich 10. Sollte da nicht eigentlich das gleiche Ergebnis rauskommen?

Nein, sollte es natürlich nicht. Du beweist ja nicht die Gleichheit von die gilt natürlich im allgemeinen nicht. Du beweist nur, dass aus einer Aussage, die für n gilt, diese dann auch für n+1 gilt.

für ist also also


Zitat:
Original von bandchef
Ich mein es heißt ja


(Hab mal den Tippfehler verbessert)

Das stimmt, was du da schreibst. Aber entscheidend ist, dass dort wo der Folgepfeil steht, eben ein Folgepfeil steht und kein Gleichheitszeichen.
Es steht da, dass aus



das hier folgt:



Aber es steht NICHT dort, dass beides gleich ist, also

Bakatan Auf diesen Beitrag antworten »

Zitat:
Original von bandchef
Sorry, das mit den Latexzellen wusste ich nicht. Wahrscheinlich dadurch weil ich einen 23"-Monitor hab und ich rechts immer noch genügend Platz habe... :-)

Mein Ergebnis würde jetzt so lauten nach dem ich den Term zusammengefasst habe:




danke, bandchef


Forumsposts haben, wenn man nur Text schreibt, eine Standardgröße. Diese soltle man so wenig wie möglich mit dem LAtex-Bug übertreten. Mein Bildschirm ist auch noch dafür groß genug, aber ich muss extra das Browserfenster größer machen, da nicht einmal eine Scrollleiste generiert wird ( eben ein Bug ). Normal will ich aber mehrere Fenster nebeneinander haben, falls ich für einen Post den Anhang als Bild nebenher habe oder gleichzeitig etwas anderes mache oder sonst irgendwas. Das Matheboard skaliert eben dann nicht mehr normal...

Zur eigentlichen Aufgabe: Nochmal, diesmal fett:
Was willst du eigentlich als Ergebnis haben?
Anders formuliert: bei welchem Ergebnis kannst du sagen: ok, Induktionsschritt fertig, Formel stimmt?
Du hast einfach alles zusammengefasst, aber das hilft dir nicht weiter. Bedenke: du willst gerade zeigen, dass wenn die Formel für n gilt ( die Umformung hast du ja bereits getan ), dass sie dann auch für n+1 gilt. Was muss dementsprechend am Ende stehen? ( Und das kommt auch heraus... )
kiste Auf diesen Beitrag antworten »

Zitat:
Original von Bakatan
Forumsposts haben, wenn man nur Text schreibt, eine Standardgröße. Diese soltle man so wenig wie möglich mit dem LAtex-Bug übertreten.

Völlig richtig. Dann halt dich auch selbst daran Big Laugh
Ich hab mal die Posts von dir und bandchef dementsprechend angepasst smile
Bakatan Auf diesen Beitrag antworten »

Zitat:
Original von Bakatan:
Meine war schon fast zu lang, deine ist noch länger Augenzwinkern

Ich muss das "fast" wohl revidieren Big Laugh
Es sah bloß auf meinem Bildschirm noch gut aus, überschritt aber sehr wohl bereits die Standardlänge.
Danke fürs edit.
bandchef Auf diesen Beitrag antworten »

Zur Frage von Bakatan:

Ich soll beweisen dass gilt.
Das soll das Ergebnis sein.

Zitat:
Anders formuliert: bei welchem Ergebnis kannst du sagen: ok, Induktionsschritt fertig, Formel stimmt?


Ja kannst du mir sagen, welche Formel das jetzt nun endlich ist? Bei anderen Beispielaufgaben die wir in der FH gerechnet haben, wars nach dem zusammenfassen Schluss. Ich hab ja bei meiner Hausaufgabe alles zusammengefasst, wie ich schon ausgerechnet hab -> Deswegen denke ich, dass die Aufgabe eben so fertig ist, oder?

bandchef
Bakatan Auf diesen Beitrag antworten »

Gehen wir es nochmal der Kette nach durch:
Du zeigst eine Formel für 1
Dann zeigst du, dass die Formel, falls sie für n gilt sie ebenfalls für n+1 gilt.
Also muss zwangsläufig

gelten. Jetzt form also mal dein Ergebnis so um, dass man das auch erkennt...
bandchef Auf diesen Beitrag antworten »

stimmt jetzt das hier: ? Das ist doch das was ich die ganze zeit wissen will? und wenn ja was kann ich da noch weiterumforem?

danke, bandchef
Bakatan Auf diesen Beitrag antworten »

Zitat:
Original von bandchef

Stimmt. Aber das kannst du auch relativ schnell sehen, da eben genau das rauskommt, was rauskommen sollte:


Du willst doch gerade haben, dass die Formel für n+1 hier erscheint. Denn du bist gerade am zeigen, dass die Formel für n+1 gilt, wenn sie für n bereits bewiesen ist. Die Voraussetzung hast du bereits angewandt, jetzt muss also das passende erscheinen. Denn dann hast du:

Und es eben bereits für 1 gezeigt. Damit ist die Menge der Zahlen, für die diese Formel gibt dasselbe wie N. Also gilt es für alle n aus N.
bandchef Auf diesen Beitrag antworten »



muss da beim zwischen dem produkt der beiden klammern und der letzten klammer aufm bruchstrich nicht ein pluszeichen hin?

Wie kann man das noch weiter zusammenfassen?
klarsoweit Auf diesen Beitrag antworten »

Zitat:
Original von bandchef
Mein Ergebnis würde jetzt so lauten nach dem ich den Term zusammengefasst habe:



unglücklich Das ist zwar richtig, aber völlig überdimensioniert. Bei der Umformung von



brauchst du nur die beiden Brüche zusammenfassen. Die 1 vornedran kannst du stehen lassen. Die wird ja auch in dem Ergebnis benötigt. Obendrein bist du auch nicht sehr geschickt bei der Wahl eines passenden Hauptnenners.
bandchef Auf diesen Beitrag antworten »

@klarsoweit:

Gut, dass ich die 1 stehen hätte lassen können ist mir jetzt auch schon aufgefallen. Aber dann hab ich immer noch da Problem der beiden anderen Brüche. Was soll den da der passende Hauptnenner sein? Ich schätze mal (n+1)(n+2), oder?

Wenn ich dann mit diesem Hauptnenner noch zusammenfasse, dann passt das Ergebnis?

danke, bandchef
klarsoweit Auf diesen Beitrag antworten »

Zitat:
Original von bandchef
Was soll den da der passende Hauptnenner sein? Ich schätze mal (n+1)(n+2), oder?

Das drängt sich förmlich auf. smile

Zitat:
Original von bandchef
Wenn ich dann mit diesem Hauptnenner noch zusammenfasse, dann passt das Ergebnis?

Es sollte dann ein passendes Ergebnis rauskommen.
Bakatan Auf diesen Beitrag antworten »

Zitat:
Original von bandchef
muss da beim zwischen dem produkt der beiden klammern und der letzten klammer aufm bruchstrich nicht ein pluszeichen hin?

Nein.
bandchef Auf diesen Beitrag antworten »

Hi!

Damit ich das jetzt auch richtig verstehe nochmal:

Ich hab jetzt bei mir auf dem blatt das stehen:



Wenn man da nun das Minus das ganz am Anfang des Zählers steht runterzieht, also zwischen die eins und dem Bruch, ändert sich das Plus im Zähler zu einem Minus? Aber warum? Damit es sich ändert, müsste doch eigentlich um die ganzen Klammern am Zähler noch eine große Klammer rumsein, oder?

danke, bandchef
Bakatan Auf diesen Beitrag antworten »



edit: oder anders gesagt: der Bruchstrich steht für 1+(-b+c)/a und ich klammere (-1) aus.
klarsoweit Auf diesen Beitrag antworten »

Zitat:
Original von bandchef
Ich hab jetzt bei mir auf dem blatt das stehen:



Warum machst du es dir bloß so schwer? verwirrt
Wolltest du nicht den Hauptnenner (n+1)(n+2) nehmen?
bandchef Auf diesen Beitrag antworten »

Hi Leute!

Ich habe fertig... *lach*

Ich denke, ich hab jetzt das endgültige Ergebnis nämlich:

Ich hab's jetzt endlich vollständig gerafft. Danke an euch und eure geleistete Arbeit! Auf das, dass man ja -1 ausklammern kann, wär ich in hundert Jahren nicht gekommen (wie man so schön sagt...)

danke, bandchef
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