Beweis: keine rationale Zahl

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Schlosshöfen7 Auf diesen Beitrag antworten »
Beweis: keine rationale Zahl
Meine Frage:
Zeige, dass es keine rationale Zahl x für x^3=3 gilt

Meine Ideen:
Ich will das mit dem Widerspruchsbeweis zeigen, komm aber nicht voran

X ist eine rationale Zahl
--->> x=m/n
--->> 3= m^3/n^3 | * n^3
--->> 3*n^3 = m^3

Jetzt muss man glaub ich den Teiler von 3 finden aber das verstehe ich nicht
sixty-four Auf diesen Beitrag antworten »

Bei kannst du noch annehmen, dass m und n tellerfremd sind. Wenn nicht, könntest du solange kürzen, bis es so ist.
Schlosshöfen7 Auf diesen Beitrag antworten »

Aber wie macht man das denn?? Das verstehe ich ja nicht
sixty-four Auf diesen Beitrag antworten »

Wenn du deine gemachte Annahme weiter verfolgst, bedeutet das, dass durch 3 teilbar sein muss, denn es lässt sich ja darstellen als Produkt mit einer 3 als einem Faktor.
Jetzt musst du dir überlegen was es für die Zahl m bedeutet, wenn ihre dritte Potenz durch 3 teilbar ist. Versuche mal zu ermitteln, welchen Rest m dann bei der Division durch 3 lässt.
Dazu gehst du am besten so vor: Du unterscheidest 3 Fälle

m lässt bei Division durch 3...
1. ... den Rest 0
2. ... den Rest 1
3. ... den Rest 2

Für jeden dieser Fälle rechnest du jetzt mal aus, welchen Rest jeweils die dritte Potenz von m lässt.
Schlosshöfen7 Auf diesen Beitrag antworten »

Tut mir leid aber das mit der Division hab ich überhaupt nicht verstanden :/
Den Rest von m ???
sixty-four Auf diesen Beitrag antworten »

Zitat:
Original von Schlosshöfen7
Tut mir leid aber das mit der Division hab ich überhaupt nicht verstanden :/
Den Rest von m ???

Wenn du eine ganze Zahl durch 3 dividierst, gibt es bezüglich des Restes genau 3 Fälle, nämlich: Der Rest ist 0 (dann sagt man auch sie sei durch 3 teilbar), sie läßt den Rest von 1 oder sie lässt den Rest von 2. Eine weitere vierte Möglichkeit gibt es nicht.

Deshalb solltest du diese 3 Fälle betrachten und ausrechnen, was das für die dritte Potenz der Zahl bedeutet.
Beispiel: Die Zahl 15 ist ohne Rest durch 3 teilbar. Die dritte Potenz von 15 ist 3375. Diese Zahl ist auch durch 3 teilbar. Kannst du das verallgemeinern?

Hinweis: eine Zahl m, die ohne Rest durch 3 teilbar ist hat die Darstellung: m=3k mit einer anderen ganzen Zahl k.
Eine Zahl m, die bei Division durch 3 den Rest 1 lässt, hat die Darstellung m=3k+1
u.s.w.

Jetzt musst du ausrechnen, was es jeweils für die dritte Potenz von m bedeutet. Anders gefragt: Wenn m durch 3 teilbar ist, welchen Rest lässt dann bei Division durch 3?
 
 
Schlosshöfen7 Auf diesen Beitrag antworten »

warum ist das denn so das es keine vierte Möglichkeit gibt, hab grad ein paar ausprobiert es kommt immer nur ein Rest mit 3. würde ich zB eine Zahl durch 5 teilen gibt es dann nur 5 Möglichkeiten??

So richtig ??
m^3=3n | : 3
m^3: 3 =n

Wenn m durch 3 teilbar ist muss ja dann m^3 auch durch 3 teilbar sein
Dann bleibt ja dann kein Rest oder ??

Was bedeutet das denn wenn m das gleiche wie m^3 ist ??
sixty-four Auf diesen Beitrag antworten »

Zitat:
Original von Schlosshöfen7
warum ist das denn so das es keine vierte Möglichkeit gibt, hab grad ein paar ausprobiert es kommt immer nur ein Rest mit 3.

Das kommt daher, weil die Reste periodisch sind. Wenn du eine Zahl durch 3 teilst, kannst du keinen Rest von 3 bekommen, denn ein Rest von 3 lässt sich ja wieder durch 3 dividieren. Dann ist der Quotient um 1 größer.
Mach dir das doch am Beispiel klar: 6 lässt bei Division durch 3 den Rest 0, 7 -> 1, 8->2, 9->0, 10 -> 1,11->2 usw. Du kannst keine Reste größer als 2 bekommen.


Zitat:
Original von Schlosshöfen7
würde ich zB eine Zahl durch 5 teilen gibt es dann nur 5 Möglichkeiten??

Ja, aus dem selben Grund. weil die Reste sich periodisch verhalten. Wenn due eine Zahl durch p teilst, kannst du nur die Reste 0,1,2,...,p-1 bekommen.

Zitat:
Original von Schlosshöfen7
Wenn m durch 3 teilbar ist muss ja dann m^3 auch durch 3 teilbar sein
Dann bleibt ja dann kein Rest oder ??

Dann zeige es doch mal.
Zitat:
Original von Schlosshöfen7
Was bedeutet das denn wenn m das gleiche wie m^3 ist ??

Diesen Satz vergesse ich mal. Wenn zwei Zahlen bei Division durch 3 denselben Rest lassen, sind sie noch lange nicht gleich.
sixty-four Auf diesen Beitrag antworten »

Damit du dich nicht verzettelst:
Du weißt, dass durch 3 teilbar ist, denn

Jetzt hatte ich dir empfohlen, zu ermitteln, was es für m selbst bedeutet, wenn seine 3.Potenz durch 3 teilbar ist. Dazu betrachte die 3 Fälle:

1.Fall: m=3k (das ist der Fall, wo m durch 3 teilbar ist)
2.Fall: m=3k+1
3.Fall: m=3k+2

Jetzt rechnest du für jeden Fall die dritte Potenz von m aus. Das geht nach dem binomischen Lehrsatz, der für die dritte Potenz lautet:



Und dann guckst du mal, welchen Rest in jedem dieser Fälle bei der Division durch 3 lässt.
Schlosshöfen7 Auf diesen Beitrag antworten »

Ahso okay das mit den Resten hab ich jetzt verstanden
Ich dachte das wäre schon ein Beweis

m^3=3n | : 3
m^3: 3 =n ???

Okay ich Weiß nicht sorecht wie man bei so einem Beweis vorgeht. Das fällt mir sehr schwer :/
Schlosshöfen7 Auf diesen Beitrag antworten »

Oh deine Antwort hab ich nicht gesehen
Schlosshöfen7 Auf diesen Beitrag antworten »

1. m^3= 3*k
2. m^3= 3*k+1
3.m^3=3*k+2

Dann ist ja das selbe nur mit hoch 3 ??
Das mit dem binomischen SATZ hab ich nicht verstanden.

Tut mir leid dass ich solange brauche um das zu verstehen :/
sixty-four Auf diesen Beitrag antworten »

Wie wäre es, wenn du dir meinen letzten Beitrag von gestern einmal in aller Ruhe durchliest und zu verstehen versuchst?
Ich habe geschrieben, dass du 3 Fälle betrachten mögest. Der erste Fall ist: m=3k, also m ohne Rest durch 3 teilbar. Woher zauberst du jetzt die Gleichung m^3=3k ?

Deine Argumentation muss lauten: Wenn ist, dann ist

Das bedeutet: Wenn m ohne Rest durch 3 teilbar ist, so ist es auch , denn ist ebenfalls durch 3 teilbar, weil die 27 den Faktor 3 enthält.

Für deinen Beweis wäre es von großem Gewinn, wenn du den umgekehrten Sachverhalt zeigen kannst, nämlich: Wenn durch 3 ohne Rest teilbar ist, dann muss es auch m sein. Das kannst du im Moment noch nicht behaupten, denn du hast noch nicht gezeigt, dass in keinem der anderen beiden Fälle (m=3k+1 und m=3k+2) die dritte Potenz nicht auch ohne Rest durch 3 teilbar ist. Du musst also im 2. Fall ausrechnen. Das gleiche machst du für m=3k+2. Dann kannst du sehen, welcher Rest bei Division durch 3 bleibt.
Einen Ausdruck der Form 3k+1 nennt man ein Binom. Wenn man dieses in die dritte Potenz erheben will benötigt man den binomischen Lehrsatz.
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