Ich üb mal wieder für die Olympiade - Seite 2

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AD Auf diesen Beitrag antworten »

Alle Lösungstripel. (Aufgabe lesen!)
igelkind Auf diesen Beitrag antworten »

sind doch alle
Steve_FL Auf diesen Beitrag antworten »

danke @Arthur Dent Augenzwinkern

@Igelkind: nun...eine Lösung zu finden hab ich ja auch geschafft.
Wenn du versuchst mir zu helfen (ich bin ja dankbar für Hilfe), dann lies dir bitte die Aufgabe genau durch und auch das, was ich sonst geschrieben habe. Denn dann wär dir aufgefallen, dass ich mehr als 1 Lösungstripel schon selber gefunden habe.

mfg
AD Auf diesen Beitrag antworten »

Zitat:
Original von igelkind
sind doch alle


Klar, genau wie bei

Lösungsmenge = {x*,y*,z* | x*,y*,z* natürlich mit 1/x*+2/y*-3/z*=1}

Big Laugh Big Laugh Big Laugh Big Laugh Big Laugh Big Laugh Big Laugh Big Laugh Big Laugh Big Laugh Big Laugh Big Laugh


@Steve_FL:

Falls du an einem vollständigen Lösungsweg interessiert bist, bitte melden - ich wollte bloß nichts voreilig verraten.
igelkind Auf diesen Beitrag antworten »

Also, ich denke, dass man es trotzdem so machen kann, man muss nur noch ein klitzekleines bißchen mehr rausholen, vielleicht wird's ja dann.

Aber ich hab noch 'nen 2. Ansatz:

dann halt anders:

u := 1/x
v := 1/y
w := 1/z

Also is offensichtlich: u + 2v - 3w = 1 eine Ebenengleichung im
K-Vektorraum

Vielleicht kann man es so lösen.
AD Auf diesen Beitrag antworten »

@igelkind

Bin wirklich erstaunt, auf welche Ideen du so kommst, angesichts der Ganzzahligkeit des Problems. Natürlich lasse mich mich durch einen Erfolg eines solchen Lösungswegs gern belehren.
 
 
igelkind Auf diesen Beitrag antworten »

Hey ich hab noch 'nen Ansatz: Aber nur falls ihr euch schon mit Restklassen beschäftig habt
AD Auf diesen Beitrag antworten »

Wenn ich auch mein Alter nicht angegeben habe, so doch zumindest meinen Beruf - also keine Beleidigungen bitte! Big Laugh

EDIT: Übrigens ist mir ein Ansatz lieber, der zur Lösung führt, als zig Ansätze, die nix bringen.
AD Auf diesen Beitrag antworten »

OK, genug rumgefrozzelt - hier meine Variante:

Für x>=2 und zugleich y>=4 ist 1/x + 2/y <= 1, also 1/x + 2/y -3/z < 1, damit kann es in diesem Fall keine Lösung geben.

Die restlichen Fälle (nicht notwendig disjunkt, aber vollständig):

1) x=1: Es folgt 3y=2z, also Lösungstripel (1,2t,3t), (t positiv ganz).

2) y=1: Hier folgt nach Umformung (x+1)(z-3) = -3, also gibt es nur die Lösung (2,1,2).

3) y=2: Es ist 3x=z, also Lösungstripel (t,2,3t), (t positiv ganz).

4) y=3: Hier folgt nach Umformung (x-3)(z+9)=-27, also gibt es nur die Lösung (2,3,18).
igelkind Auf diesen Beitrag antworten »

ok ich geb mich geschlagen
AD Auf diesen Beitrag antworten »

(Was ich an dir mag, ist deine Hartnäckigkeit. smile )

Fall 3), Lösung (t,2,3t) mit t=3.

Viel Spaß noch beim Widerlegen meiner Lösung, ich schau morgen früh mal vorbei.

Gute N8
Steve_FL Auf diesen Beitrag antworten »

Zitat:
Für x>=2 und zugleich y>=4 ist 1/x + 2/y <= 1, also 1/x + 2/y -3/z < 1, damit kann es in diesem Fall keine Lösung geben.

So hab ich auch angefangen Augenzwinkern

Für die anderen Tripel bin ich ähnlich vorgegangen, nur dass ich nicht umgeformt habe, sondern einfach durchprobiert.
Aber da du ja schon Erfahrung in Olympiaden hast, kannst du mir sicher verraten, ob es denn notwendig ist, so umzustellen Augenzwinkern

Dann habe ich also alle Lösungen gehabt? (Ausser, dass ich t anstatt x oder y schreiben hätte sollen smile ).

Ich werde evt. übers Wochenende (ansonsten sicher über die Weihnachtsferien) noch mehr Aufgaben zu lösen versuchen und dann gibts hier wieder einiges zu lesen Big Laugh

mfg
AD Auf diesen Beitrag antworten »

Zitat:
Original von Steve_FL
Aber da du ja schon Erfahrung in Olympiaden hast, kannst du mir sicher verraten, ob es denn notwendig ist, so umzustellen Augenzwinkern


Notwendig nicht, aber ziemlich effizient:

Die Umformung (x+1)(z-3) = -3 habe ich ja nur vorgenommen, um folgende bekannte Eigenschaft zu nutzen:

Sind a,b,c ganze Zahlen mit a*b=c, dann sind a und b Teiler von c.

Ziemlich elementar, nicht wahr - aber es erleichtert solche Probleme ungemein. smile
Steve_FL Auf diesen Beitrag antworten »

hm stimmt Augenzwinkern
Auf solche Dinge muss ich wohl mehr achten smile
Hab mit den Zahlentheorieaufgaben noch recht viel Mühe, das heisst üben, üben, üben.

Geometrie geht grösstenteils und Kombinatorik braucht auch noch etwas Übung smile

mfg
Steve_FL Auf diesen Beitrag antworten »

Sorry für Doppelpost, aber das gehört nicht zum letzten Beitrag und würde dann wahrscheinlich nicht auffallen Augenzwinkern

Ich hab gestern noch eine Aufgabe versuchst, die auf einem Skript drauf war, welches ich beim letzten Treffen erhalten habe. Im Internet wurde die korrigierte Version des Skriptes zum Download zur Verfügung gestellt und da ist diese Aufgabe nicht mehr drauf.

Sie lautet aber folgendermassen:

Bestimme alle paarweise teilerfremden Zahlen a, b, c für die folgende Gleichung gilt:


Nach etwas umformen komme ich auf folgende Gleichung:


Das bedeutet ja, dass sowohl c, als auch (a + b) ein Teiler von ab sein muss.
c ist aber weder ein Teiler von a, noch ein Teiler von b.
Kann ich dadurch sagen, dass c auch kein Teiler von ab ist?
Ich denke nicht.
Kann ich sagen, dass (a+b) kein Teiler von ab ist, wenn a und b teilerfremd sind?

Ich kann zeigen, dass a und b grösser sind als c (sonst würde ja wohl kein Gleich gelten bei der ersten Gleichung) und vielleicht kann ich dann zeigen, dass c kein Teiler ist?
Ich vermute nämlich, dass es keine solchen Zahlentripel gibt, für die das gilt und dass die Aufgabe deshalb aus dem Skript gestrichen wurde.

mfg
AD Auf diesen Beitrag antworten »

Du machst dir das viel zu kompliziert:

c ist ein Teiler von a*b, das folgt klar aus c*(a+b)=a*b.
Aber c ist nach Voraussetzung auch teilerfremd zu a und b, somit auch teilerfremd zu a*b.

Also bleibt nur c=1 oder c=-1 (falls beliebige ganze Zahlen zugelassen sind) !!!
Steve_FL Auf diesen Beitrag antworten »

Zitat:
falls beliebige ganze Zahlen zugelassen sind

da bin ich mir auch nicht sicher Augenzwinkern

Das heisst ich muss alle Werte für die gilt:
a + b = ab finden Augenzwinkern

naja, danke auf jeden Fall Augenzwinkern
AD Auf diesen Beitrag antworten »

Zitat:
Original von Steve_FL
Das heisst ich muss alle Werte für die gilt:
a + b = ab finden Augenzwinkern


... und hier greift wieder der "Umformungs-Trick" (a-1)(b-1)=1, aber darauf bist du wohl selbst schon gekommen. Augenzwinkern
Steve_FL Auf diesen Beitrag antworten »

ne, den kannte ich nicht Augenzwinkern

Das heisst:
a, b = 0 oder a, b = 2 -> nicht teilerfremd -> gibt keine Lösungen?

Hab ich das richtig gedacht?
AD Auf diesen Beitrag antworten »

Freude

Wie ich oben bereits geschrieben habe:

Sind a,b,c ganze Zahlen mit a*b=c, dann sind a und b Teiler von c.

erscheint trivial, ist aber eine mächtige Waffe: Nämlich dann, wenn es einem gelingt, seine Gleichung in solch eine Form mit einer Konstanten c zu bringen, und die Variablen durch das Produkt a*b irgendwie separiert werden. Dann muss man sich "nur" noch die Primfaktorzerlegung von c anschauen, und die weiteren Teilbetrachtungen sind dann i.a. einfacher als die Ursprungsgleichung.

Die Umformung a*b=a+b in (a-1)*(b-1)=1 ist ein Paradebeispiel für so ein Vorgehen: Rechts steht die Konstante 1, links werden durch die Produktbildung die Variablen a und b separiert.
Steve_FL Auf diesen Beitrag antworten »

stimmt smile
Danke ^^

Hab mir nun vorgenommen über die Weihnachtsferien jeden Tag mind. 1 Stunde zu üben Rock
Hab auch schon an folgender Aufgabe rumgerätselt und bin zu folgendem Ergebnis gekommen.

Aufgabe:
Zeige, dass für alle natürlichen Zahlen a, b, c folgende Gleichung erfüllt ist.

wobei [a, b] das kgV von a und b und (a, b) den ggT von a und b bezeichnet.

Durch Umformungen bin ich soweit gekommen, dass ich zeigen kann, dass und gilt.

Das heisst, ich müsste zeigen, dass ist.

Und da bleib ich hängen. Ich hab mir überlegt, ob ich es vielleicht dadurch zeigen kann, wenn ich ggT(a,b) beginne in die Primfaktoren zu zerlegen, mit . So müsste man vielleicht zeigen können, dass jeder Primfaktor von (a, b, c) im Produkt des Nenners doppelt vorkommt.

mfg
AD Auf diesen Beitrag antworten »

Zitat:
Original von Steve_FL
Durch Umformungen bin ich soweit gekommen, dass ich zeigen kann, dass und gilt.


Da irrst du dich: Z.B. a=1, b=2, c=4 liefert



und folglich



Zitat:
Original von Steve_FL
Ich hab mir überlegt, ob ich es vielleicht dadurch zeigen kann, wenn ich ggT(a,b) beginne in die Primfaktoren zu zerlegen, mit .


Wenn du diese Überlegungen auch noch auf c und die "Dreierstrukturen" (a,b,c) und [a,b,c] ausdehnst, klingt das erfolgversprechend.
Steve_FL Auf diesen Beitrag antworten »

Ist es denn richtig, wenn ich versuche den kgV durch einen ggT auszudrücken mit der Überlegung, dass (a, b) * [a, b] = a * b ist?

Würde daraus nicht auch folgen, dass (a, b, c) * [a, b, c,] = a * b * c

Ich hab nämlich begonnen, die linke Seite umzuschreiben und kam so auf den Kehrbruch.

mfg
AD Auf diesen Beitrag antworten »

(a, b, c) * [a, b, c] = a * b * c ist falsch, denk an das obige Beispiel a=1, b=2, c=4! Für die beiden Faktoren ggT und kgV im linken Produkt ist es z.B. völlig egal, ob man b=1, b=2 oder b=4 wählt - es bleibt (a, b, c) = 1 und [a, b, c] = 4. Für die rechte Seite ist der Wert von b aber offenbar nicht egal!

(a, b) * [a, b] = a * b ist nur deshalb richtig, weil pro Primfaktor einer der beiden Werte a,b den kleinsten und der andere dann den größten Exponenten beisteuert. (So wird zumindest meist der Beweis dieser Gleichung durchgeführt - ich weiß nicht, ob du ein entsprechendes Buch zur Zahlentheorie momentan zur Hand hast.) Auf drei und mehr Werte lässt sich das so nicht ausdehnen!

Im übrigen rate ich dir, die schon von dir erwähnte Idee weiter zu verfolgen, Primfaktoren getrennt zu betrachten. Zumindest bei dieser Aufgabe kommt man damit rasch zum Ziel.
Leopold Auf diesen Beitrag antworten »

Manchmal hilft auch schon die geeignete Form, wie man etwas aufschreibt - und schon steht das zu Beweisende da.

Jede positive ganze Zahl kann bis auf die Reihenfolge der Faktoren eindeutig als Produkt von Primzahlen geschrieben werden. Es bezeichne die Häufigkeit, mit der die Primzahl in enthalten ist. Zum Beispiel ist



Es gilt



wobei das Produkt über alle Primzahlen zu erstrecken ist. Formal ist das Produkt ein unendliches, in Wirklichkeit ist es aber endlich, denn alle Exponenten bis auf ein paar am Anfang sind ja 0, so daß der entsprechende Faktor den Wert 1 hat (siehe das obige Beispiel).

Der Vorteil dieser Schreibweise ist, daß man dem ganzen Indexgewurstel entgeht und das Augenmerk darauf richten kann, worauf es wirklich ankommt.

Zum Beispiel gilt für beliebige positive ganze Zahlen :



Auf diese Weise kann die Multiplikation auf eine Addition der Exponenten zurückgeführt werden.

Und weiter ist, wie du ja schon festgestellt hast:



Oder bei drei Zahlen :



Und jetzt würde ich die zu beweisende Behauptung erst einmal durch Hochmultiplizieren der Nenner äquivalent in eine rein multiplikative Form bringen. Mit den obigen Regeln kannst du die Multiplikationen auf Additionen in den Exponenten zurückführen. Und dann läuft alles auf die Richtigkeit einer max-min-Gleichung für drei beliebige (reelle) Zahlen hinaus, die man über eine o.B.d.A.-Annahme sofort zeigen kann.
AD Auf diesen Beitrag antworten »
(Schwere?) Zahlentheorie-Aufgabe
@Steve_FL

Da du dich gerade mit Zahlentheorie rumquälst, habe ich mal in meinen alten Unterlagen gestöbert, und folgende Aufgabe zu Tage gefördert:

Zitat:

Seien k >= 2 und n_1,n_2,...,n_k >= 1 natürliche Zahlen mit der Eigenschaft



Man zeige, dass n_1=n_2=...=n_k=1 ist.

(Wie üblich, bedeutet a|b , dass a ein Teiler von b ist.)
Steve_FL Auf diesen Beitrag antworten »

danke Augenzwinkern
Aber ich hab momentan genug Aufgaben.
Ich sollte nicht nur Zahlentheorie, sondern auch Geometrie, Kombinatorik, vollständige Induktion und Schubfachprinzip üben Big Laugh

Ich werde mir die Aufgabe aber demnächst mal anschauen.

mfg
AD Auf diesen Beitrag antworten »

Dann bist du ja ausreichend beschäftigt. Big Laugh

Die obige Aufgabe ist natürlich für alle Interessierten offen!


Off topic: Kannst übrigens mal im Filmzitate-Thread vorbeischauen und deinen Segen zu "X-Men" geben...
Steve_FL Auf diesen Beitrag antworten »

ich hab das mit min und max mal versucht Augenzwinkern



Wenn ich die Gleichung dann umschreibe, sieht das so aus:





(so, jetzt muss ich mir den Code erst ansehen, bevor ich weiterschreibe ^^wär ja auch zu schön gewesen, wenn das beim ersten Mal geklappt hätte...)

hm...ich kriegs nicht hin. Weiss jemand, wo der Fehler liegt, wieso er diesen Code nicht kompilieren kann? Und jetzt sagt nicht, ich hätte die Latex-Klammern vergessen...die hab ich jetzt weggenommen, damit ihr den Code sehen könnt...

Zur Aufgabe: ich hab den ggT durch auszudrücken.
kgV entsprechend mit max und bei ggT(a, b, c) halt mit den 3 Elementen für die min- und max-Menge.
und dann hab ich bei den unteren Dreierkombinationen jeweils alle Exponenten für die gleiche Basis mit addition zusammengefasst und begonnen zu kürzen und dann kommt halt was raus, was ich mit bezeichnete und die waren auf beiden Seiten gleich verteilt.
AD Auf diesen Beitrag antworten »

Ein ganz schönes LaTeX-Monster:



Mathespezialschüler Auf diesen Beitrag antworten »

@Steve_FL
Du hast mMn vor dem "=" eine "}" vergessen.
Leopold Auf diesen Beitrag antworten »

@ Steve FL

Sind da in der zu beweisenden Formel nicht ein paar Quadrate zu viel?
Steve_FL Auf diesen Beitrag antworten »

aaaahhhhhhh Big Laugh
ja klar smile Danke Leopold...
jetzt müssts stimmen

@Arthur Dent:
stimmt die Idee?
kann man das mit "mid(a, b, c)" machen?
AD Auf diesen Beitrag antworten »

Also wenn "mid(a, b, c)" die mittlere der drei Zahlen a, b, c in geordneter Reihenfolge sein soll, dann scheinst du auf dem richtigen Weg zu sein. Freude
Leopold Auf diesen Beitrag antworten »

Schreibe zunächst die zu beweisende Gleichung bruchfrei, wie ich es dir oben schon geraten habe. Verwende dann die folgende Gleichung für beliebige reelle :



Der Beweis dieser Gleichung ist simpel, wenn du z.B. o.B.d.A. annimmst und beide Seiten dann getrennt ausrechnest.
Steve_FL Auf diesen Beitrag antworten »

wenn das mit dem mid(a, b, c) geht, dann ist das kein Problem. Dann hab ich die Aufgabe fertig. hab die heute in der Schule nämlich so gelöst und wollte nur sicher gehen, dass der Weg auch so machbar ist Augenzwinkern

Danke ^^

Am Samstag hab ich die erste Vorselektionsprüfung, dann kommt aus, ob ich gut gelernt habe.

mfg
AD Auf diesen Beitrag antworten »

Interessehalber: Wo startest du eigentlich - in Österreich oder der Schweiz?
Steve_FL Auf diesen Beitrag antworten »

interessante Frage Augenzwinkern
Vorselektion mach ich in der Schweiz. Doch falls ich an die Olympiade gehen kann, starte ich für Liechtenstein. Dieses Jahr gibt es das erste mal ein Team Liechtenstein (haben ein Kumpel und ich zusammen mit einem Leiter des Schweizer Teams organisiert, obwohl ich nicht viel damit zu tun hatte.)

mfg
AD Auf diesen Beitrag antworten »

Hmmm, wenn ich das jetzt richtig verstanden habe, dann hat Liechtenstein noch nie an der IMO teilgenommen?

Na, wenn das kein Ansporn ist, das zu ändern!
Steve_FL Auf diesen Beitrag antworten »

hast du richtig verstanden Augenzwinkern Ich bemüh mich ja auch ^^
Aber das ist ja nicht grad das Topic des Threads smile
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