Reorganisation

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2026-01-18 16:08:19 +01:00
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@@ -1,19 +0,0 @@
\phantomsection
\label{B1.4}
Richtige Antwort\marginpar[\raggedleft\Huge{\textbf{4}}]{\Huge{4}}: $d$ und $e$;
\begin{addmargin}[45pt]{0pt}
denn $2$ ist eine gerade Primzahl, und Adam Ries (1492-1559) und Goethe (1749-1832) waren keinesfalls Zeitgenossen; die Sätze $a$, $b$, $c$ dagegen sind zutreffende Beschreibungen der betreffenden Sachverhalte.
\end{addmargin}
\hspace*{-5.8mm}\begin{tikzpicture}[]
%Vorfüllen sonst verrutscht es
\draw [white](0,0) -- (5,0);
% \node (A) at (8.25,0) {Dann};
\bglayer{%
\draw [line width= 0.35mm, -Latex] (9,0) -- (11.75,0) node [right] {\hyperref[B1.7]{7}};
}
\end{tikzpicture}
%\rule{\textwidth}{4pt}

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@@ -1,23 +0,0 @@
\phantomsection
\label{B1.5}
Sieht man sich in einem mathematischen Text \marginpar[\raggedleft\Huge{5}]{\textbf{\Huge{5}}}oder auch in irgendeinem anderen wissenschaftlichen Fachtext die einzelnen Sätze an, so wird man feststellen, daß kaum jemals Wünsche, Aufforderungen oder Fragen formuliert werden, sondern fast alle Sätze \textbf{Aussagesätze} sind, also Sätze, in denen irgendwelche Sachverhalte ausgesprochen bzw. beschrieben werden.
\textbf{Beispiele} für solche Sätze finden sich nicht nur im wissenschaftlichen Bereich. Zur Illustration seien einige angeführt:
\einrueckung{\begin{description}
\item[a:] \textit{Die Erde ist ein Planet}
\item[b:] \textit{Die Gleichung $x^2+1=0$ hat keine reelle Lösung}
\item[c;] \textit{Das Produkt von $3$ und $4$ ist $12$}
\item[d:] \textit{Jede Primzahl ist ungerade}
\item[e:] \textit{Adam Ries war ein Zeitgenosse Goethes}
\item[\textbf{\Huge{!}}] \raisebox{-0.5\height+\ht\strutbox}{Betrachten Sie diese Beispiele noch einmal!}
\end{description}}
\hspace*{-4.8mm}\begin{tikzpicture}[]
%Vorfüllen sonst verrutscht es
\draw [white](0,0) -- (5,0);
% \node (A) at (8.25,0) {Dann};
\bglayer{%
\draw [line width= 0.35mm, -Latex] (9,0) -- (11.75,0) node [right] {\hyperref[B1.8]{8}};
}
\end{tikzpicture}

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@@ -1,20 +0,0 @@
\phantomsection
\label{B1.9}
Jeder Aussagesatz ist mithin nur als sprachliches Gewand\marginpar[\raggedright\Huge{\textbf{9}}]{\textbf{\Huge{9}}} für den durch ihn ausgedrückten Inhalt von Interesse. Deshalb führen wir für die durch Aussagesätze ausgedrückten bzw. ausdrückbaren Inhalte - das sind Beschreibungen von Sachverhalten - eine eigene Bezeichnung ein: Wir nennen solche Inhalte \textbf{Aussagen}.
\begin{mybox}
\textbf{Aussagen} sind Beschreibungen von Sachverhalten, die ihren sprachlichen Ausdruck in Form von Aussagesätzen finden.
\end{mybox}
Verschiedene Aussagesätze, die dieselbe Aussage formulieren, nennen wir \textbf{gleichwertig}.
Auf Schwierigkeiten, die mit der Feststellung der Gleichwertigkeit gegebener Aussagesätze auf Grund dieser Festlegung zusammenhängen, gehen wir nicht näher ein.
\begin{tikzpicture}[]
%Vorfüllen sonst verrutscht es
\draw [white](0,0) -- (5,0);
% \node (A) at (8.25,0) {Dann};
\bglayer{%
\draw [line width= 0.35mm, -Latex] (9,0) -- (11.75,0) node [right] {\hyperref[B1.6]{6}};
}
\end{tikzpicture}

221
Band1.tex
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@@ -1,221 +0,0 @@
\documentclass[german,9pt,a5paper,final,twoside,titlepage]{scrbook}
%\usepackage[paperheight=212mm,paperwidth=155mm,left=1.1cm,right=2.3cm,top=13mm,bottom=20mm,heightrounded,showframe]{geometry}
\usepackage[utf8]{inputenc}
\usepackage[T1]{fontenc}
\usepackage{babel}
%\usepackage{makeidx}
\usepackage{graphicx}
\usepackage{fancyhdr}
\usepackage{makecell}
\usepackage{tikz}
\usetikzlibrary {arrows.meta,bending,positioning}
%\reversemarginpar
% ref packages
%\usepackage{nameref}
% folowing must be in this order
%\usepackage{varioref}
\usepackage[colorlinks=true,urlcolor=blue,linkcolor=blue]{hyperref}
%\usepackage{cleveref}
\usepackage[parfill]{parskip}
%\newcommand{\anf}[1]{"`#1"'}
\newcommand{\anf}[1]{\glqq#1\grqq}
%\usepackage{showframe}
\usepackage[most]{tcolorbox}
\usepackage{amsmath,amssymb}
\usepackage{fancyhdr}
\pagestyle{fancy}
\fancyhf{}
\cfoot{-\thepage -}
\renewcommand{\headrulewidth}{0pt}
\renewcommand{\footrulewidth}{0pt}
\newcommand{\einrueckung}[1]{\begin{addmargin}[45pt]{0pt}
#1\end{addmargin}
}
%%%%Leerseite
\usepackage{afterpage}
\newcommand\myemptypage{
\null
\thispagestyle{empty}
\addtocounter{page}{-1}
\newpage
}
%%%%Zahl linker Rand
\newcommand{\liRa}[1]{\marginpar[\raggedleft\Huge{\textbf{#1}}]{\textbf{\Huge{#1}}}}
%%%%Farbbox
\newtcolorbox{mybox}[1][]{%
%enhanced,
%boxed title style={colback=red, sharp corners},
colframe = orange!20,
colback = orange!20,
% overlay = {\node[text=white, fill=red] at (frame.east)
% {$\clubsuit$};},
#1}
%\usepackage{enumitem,calc}
%\SetLabelAlign{myparleft}{\parbox[t]\textwidth{#1\par\mbox{}}}
\usepackage{calc}
\usepackage{enumitem}
%\setlist[description]{leftmargin=\parindent,labelindent=\parindent}\usepackage{enumitem}
%\setlist[description]{leftmargin=\parindent,labelindent=\parindent}
\newlength{\mylength}
\newcommand{\ausrichtung}[1]{ % Befehl zur Berechnung der Wortlänge
\settowidth{\mylength}{#1} % Breite des Wortes berechnen und in Längenvariable speichern
\hspace{\mylength}} % wird die Klammer eine Zeile tiefer gesetzt, dann rutscht das nachfolgende um ? nach rechts
\title{Zum Sprachgebrauch der Mathematik}
%%%Pfeile
\pgfdeclarelayer{background}
\pgfsetlayers{background,main}
\newcommand{\bglayer}[1]{%
\begin{pgfonlayer}{background}
\begin{scope}[every picture]
#1
\end{scope}
\end{pgfonlayer}
}
%%%Pfeile
\begin{document}
\maketitle
\input{B1.000.tex}
\myemptypage
\input{B1.001.tex}
\input{B1.002.tex}
\input{B1.003.tex}
\rule{\textwidth}{4pt}
\input{B1.004.tex}
\newpage
\input{B1.005.tex}
\rule{\textwidth}{4pt}
\input{B1.006.tex}
\newpage
\input{B1.007.tex}
\newpage
\input{B1.008.tex}
\rule{\textwidth}{4pt}
\input{B1.009.tex}
\newpage
\input{B1.010.tex}
\rule{\textwidth}{4pt}
\input{B1.011.tex}
\newpage
\input{B1.012.tex}
%%%9
%%%9
Gut! Die von Ihnen (in Lehrschritt 42) \marginpar[\raggedright\huge{I13}]{\textbf{\huge{13}}} gegebene Antwort $c$ ist richtig!
Sie mußten sich überlegen, daß jede Ungleichung der Form $y>a x+b$ bzw. $y<a x+b$ von allen Punkten einer der Halbebenen erfüllt wird, in die die Gerade $y=a x+b$ die Koordinatenebene zerlegt.
In jeder der angegebenen Antwortmöglichkeiten kamen drei solche Halbebenen vor. Die inneren Punkte des betrachteten Dreiecks waren also mittels dreier Halbebenen zu charakterisieren, und zwar gerade dadurch, daß sie $3$ geeigneten Halbebenen zugleich angehören.
\begin{tikzpicture}[]
%Vorfüllen sonst verrutscht es
\draw [white](4,0) -- (6,0);
% \node (A) at (8.25,0) {Dann};
\bglayer{%
\draw [line width= 0.35mm, -Latex] (3.75,0) -- (1,0) node [left] {\hyperref[B1.51]{51}};
}
\end{tikzpicture}
\rule{\textwidth}{4pt}
Dann wird es Ihnen nicht schwerfallen, \marginpar[\raggedright\huge{14}]{\textbf{\huge{14}}} die folgenden \textbf{Aufgaben} zu lösen.
\vspace{1em}
\begin{addmargin}[45pt]{0pt}
{\huge{\textbf{!}}}\;\;\raisebox{-0.5\height+\ht\strutbox}{Halten Sie in jedem Fall Ihre Lösung fest!}
\end{addmargin}
\vspace{2em}
\begin{description}[style=unboxed,leftmargin=0cm]
\item [1.]Die Menge der natürlichen Zahlen (einschließlich der Null) ist eine Teilmenge der Menge der rationalen Zahlen. Durch welche Aussage wird die Eigenschaft einer rationalen Zahl $x$, eine natürliche Zahl zu sein, charakterisiert?
\begin{addmargin}[3em]{2em}% 1em left, 2em right
\begin{description}
\item[a:] Es ist $x \geqq 0$, und $x$ ist ganzzahlig
\item[b:] Es ist $x \geqq 0$, oder $x$ ist ganzzahlig
\end{description}
\end{addmargin}
\item[Antwort:] $\ldots\ldots\ldots\ldots\ldots\ldots$
\ausrichtung{\textbf{Antwort:}}$(a/b)$
%\newlength{\nlaenge}
%\settowidth{\nlaenge}{\textbf{Antwort:}}
%\hspace{\nlaenge}$(a/b)$
%\hspace{\widthof{\bfseries9999999}
\item[2:] Ist die Aussage
\ausrichtung{\textbf{2:} Ist die A} \textit{$2$ oder $4$ ist ein Teiler von $8$}
\ausrichtung{\textbf{2: }}wahr?
\item[Antwort:] $\ldots\ldots\ldots\ldots\ldots\ldots$
\ausrichtung{\textbf{Antwort:}}(wahr/falsch)
\newpage
\item[3:] Ist die Aussage
\ausrichtung{\textbf{3:} Ist die A}\textit{$11$ ist eine Primzahl, und $17$ ist keine Primzahl wahr?}
\item[Antwort:] $\ldots\ldots\ldots\ldots\ldots\ldots$
\ausrichtung{\textbf{Antwort}}(wahr/falsch)
\end{description}
\newpage
\end{document}

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@@ -1,3 +1,9 @@
%!TEX root=Band1.tex
%\documentclass[Band1.tex]{subfiles} % verweist auf das Hauptdokument
%\begin{document}
\textbf{Vorwort des Herausgebers} \textbf{Vorwort des Herausgebers}
Mit diesem Heft eröffnen wir die Reihe „Lehrprogrammbücher Hochschulstudium - Mathematik", die die Akademische Verlagsgesellschaft Geest \& Portig K.-G. dankenswerterweise in ihr Verlagsprogramm aufgenommen hat. Mit diesem Heft eröffnen wir die Reihe „Lehrprogrammbücher Hochschulstudium - Mathematik", die die Akademische Verlagsgesellschaft Geest \& Portig K.-G. dankenswerterweise in ihr Verlagsprogramm aufgenommen hat.
@@ -46,6 +52,7 @@ der Redeweisen
\hspace{1cm}\textit{"`es gibt mindestens (genau, höchstens) $n \ldots $"' $(n=2,3, \ldots)$} \hspace{1cm}\textit{"`es gibt mindestens (genau, höchstens) $n \ldots $"' $(n=2,3, \ldots)$}
sowie den Gebrauch des bestimmten Artikels in der Mathematik verstanden haben. sowie den Gebrauch des bestimmten Artikels in der Mathematik verstanden haben.
@@ -67,15 +74,17 @@ Dieses Lehrprogramm unterscheidet sich in einigen Punkten wesentlich von Lehrbü
Am Ende der Lehrschritte wird durch Pfeile angegeben, welcher Lehrschritt als nächster von Ihnen zu bearbeiten ist. Dabei bedeuten im einzelnen: Am Ende der Lehrschritte wird durch Pfeile angegeben, welcher Lehrschritt als nächster von Ihnen zu bearbeiten ist. Dabei bedeuten im einzelnen:
\begin{tabular}{ll} \begin{tabular}{ll}
\vspace{20pt}\includegraphics[width=0.3\linewidth]{001} \raisebox{-0.4\height}{\includegraphics[width=0.3\linewidth]{Grafiken/001.png}}
& Gehen Sie nach Lehrschritt x ! \\ & Gehen Sie nach Lehrschritt x ! \\
\\ \\
\includegraphics[width=0.3\linewidth]{002}& \makecell[l]{Gehen Sie zunächst zum Lehrschritt $x$, dann weiter \\nach $y$!}\\ \raisebox{-0.4\height}{\includegraphics[width=0.3\linewidth]{Grafiken/002.png}}& \makecell[l]{Gehen Sie zunächst zum Lehrschritt $x$, dann weiter \\nach $y$!}\\
\\ \\
\includegraphics[width=0.3\linewidth]{003}& \makecell[l]{Studieren Sie Lehrschritt $x$ und kehren Sie dann nach \\diesem (eben bearbeiteten) Lehrschritt zurück!}\\ \raisebox{-0.4\height}{\includegraphics[width=0.3\linewidth]{Grafiken/003.png}}& \makecell[l]{Studieren Sie Lehrschritt $x$ und kehren Sie dann \\nach diesem (eben bearbeiteten) Lehrschritt zurück!}\\
\\ \\
\includegraphics[width=0.3\linewidth]{004}& \makecell[l]{Studieren Sie Lehrschritt $x$ und kehren Sie dann nach \\Lehrschritt $y$ zurück!} \\ \raisebox{-0.4\height}{\includegraphics[width=0.3\linewidth]{Grafiken/004.png}}& \makecell[l]{Studieren Sie Lehrschritt $x$ und kehren Sie dann\\nach Lehrschritt $y$ zurück!} \\
\end{tabular} \end{tabular}
@@ -89,3 +98,4 @@ Legen Sie sich zur Lösung der Aufgaben einige Blatt Papier bereit.
\vfill \vfill
Und nun: Frisch ans Werk! Und nun: Frisch ans Werk!
%\end{document}

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@@ -1,5 +1,12 @@
\phantomsection \label{B1.1} %!TEX root=Band1.tex
Es ist kennzeichnend für die Mathematik, daß die \marginpar[\Huge{\textbf{1}}]{{\textbf{1}}}Herleitung ihrer Ergebnisse stets so geschieht, daß aus relativ wenigen genau formulierten Voraussetzungen logisch einwandfrei - und daher unanfechtbar - Schlüsse gezogen werden. Zum Beispiel kann man alle Regeln für das Rechnen mit natürlichen Zahlen aus nur fünf Grundvoraussetzungen herleiten.
%\documentclass[Band1.tex]{subfiles} % verweist auf das Hauptdokument
%\begin{document}
Es\secnr{1} ist kennzeichnend für die Mathematik, daß die Herleitung ihrer Ergebnisse stets so geschieht, daß aus relativ wenigen genau formulierten Voraussetzungen logisch einwandfrei - und daher unanfechtbar - Schlüsse gezogen werden. Zum Beispiel kann man alle Regeln für das Rechnen mit natürlichen Zahlen aus nur fünf Grundvoraussetzungen herleiten.
Die für Nicht-Mathematiker vielleicht erstaunliche Tatsache, daß derart erhaltene Ergebnisse immer dann, wenn die gemachten Voraussetzungen in der Praxis erfüllt sind, auch die objektive Realität richtig beschreiben, resultiert letzten Endes daraus, daß das (logische) Denken des Menschen objektiv real vorhandene Zusammenhänge richtig widerspiegelt. Die für Nicht-Mathematiker vielleicht erstaunliche Tatsache, daß derart erhaltene Ergebnisse immer dann, wenn die gemachten Voraussetzungen in der Praxis erfüllt sind, auch die objektive Realität richtig beschreiben, resultiert letzten Endes daraus, daß das (logische) Denken des Menschen objektiv real vorhandene Zusammenhänge richtig widerspiegelt.
@@ -30,14 +37,6 @@ Da solche allgemeinen Zusammenhänge in jedem Bereich der objektiven Realität b
% \draw[-Stealth] (A) edge (B); % \draw[-Stealth] (A) edge (B);
% \end{tikzpicture} % \end{tikzpicture}
\hspace*{-4.8mm}\begin{tikzpicture}[] \verweisrechts{B1.2}{2}
%Vorfüllen sonst verrutscht es
\draw [white](0,0) -- (5,0);
% \node (A) at (8.25,0) {Dann};
\bglayer{%
\draw [line width= 0.35mm, -Latex] (9,0) -- (11.75,0) node [right] {\hyperref[B1.2]{2}};
}
\end{tikzpicture}
%\end{mybox} %\end{document}
\rule{\textwidth}{4pt}

View File

@@ -1,20 +1,10 @@
\phantomsection %!TEX root=Band1.tex
\label{B1.2}
Wegen der genannten Art der Herleitung mathematischer Ergebnisse ist eine\marginpar[\Huge{\textbf{2}}]{\Huge{\textbf{2}}} der Hauptforderungen an mathematische Überlegungen und deren Darstellung diejenige nach Exaktheit und Klarheit. Denn bei deren Nichterfüllung besteht die Gefahr, daß sich kleine oder kleinste Ungenauigkeiten schließlich zu großen Fehlern ausweiten. Wegen\secnr{2} der genannten Art der Herleitung mathematischer Ergebnisse ist eine der Hauptforderungen an mathematische Überlegungen und deren Darstellung diejenige nach Exaktheit und Klarheit. Denn bei deren Nichterfüllung besteht die Gefahr, daß sich kleine oder kleinste Ungenauigkeiten schließlich zu großen Fehlern ausweiten.
Die Forderung nach \textbf{Exaktheit} und \textbf{Klarheit} darf sich aber nicht nur auf die Aufeinanderfolge logischer Schlüsse beziehen. Sehr wichtig ist auch, daß völlige Klarheit über die verwendeten mathematischen Begriffe und Redewendungen besteht. Diese Forderungen bewahren die Mathematiker davor, sich gegenseitig mißzuverstehen und dadurch evtl. in unfruchtbaren Meinungsstreit zu verfallen. Die Forderung nach \textbf{Exaktheit} und \textbf{Klarheit} darf sich aber nicht nur auf die Aufeinanderfolge logischer Schlüsse beziehen. Sehr wichtig ist auch, daß völlige Klarheit über die verwendeten mathematischen Begriffe und Redewendungen besteht. Diese Forderungen bewahren die Mathematiker davor, sich gegenseitig mißzuverstehen und dadurch evtl. in unfruchtbaren Meinungsstreit zu verfallen.
Wir wollen in diesem Programm keine speziellen mathematischen Begriffe einführen, sondern unsere Aufmerksamkeit gewissen (logischen) Begriffen widmen, die in der Sprache der Mathematik ständig benutzt werden und deren genaues Verständnis daher für die Beschäftigung mit der Mathematik unerläßlich ist. Außerdem wollen wir einige der Mathematik eigentümliche Ausdrucksweisen kennenlernen. Wir wollen in diesem Programm keine speziellen mathematischen Begriffe einführen, sondern unsere Aufmerksamkeit gewissen (logischen) Begriffen widmen, die in der Sprache der Mathematik ständig benutzt werden und deren genaues Verständnis daher für die Beschäftigung mit der Mathematik unerläßlich ist. Außerdem wollen wir einige der Mathematik eigentümliche Ausdrucksweisen kennenlernen.
\verweisrechts{B1.3}{3}
\hspace*{-5.8mm}\begin{tikzpicture}
% \draw[step=1.0,white,thin,xshift=0.5cm,yshift=0.1cm] (0,0) grid (11,0.5);
\draw[-Stealth,thick] (3,0) -- (0,0) node[xshift=-15pt, align=right]{\hyperref[B1.3]{3}};
% \node [blue] at (3,0) {$\circ$};
\end{tikzpicture}
\rule{\textwidth}{4pt}

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@@ -1,15 +1,15 @@
%!TEX root=Band1.tex
\phantomsection \label{B1.3} \phantomsection \label{B1.3}
Leider ist es nicht so, daß jeder,\marginpar[\raggedleft \Huge{\textbf{3}}]{{\Huge \textbf{3}}} der sich in der Umgangssprache einigermaßen gut auszudrücken vermag, sich auch exakt auszudrücken weiß. Denn die Umgangssprache mit ihren Mehrdeutigkeiten und Bedeutungsschattierungen vieler Wörter und Sätze ist nicht immer ein gutes Werkzeug für genaue und klare Formulierungen. Leider ist es nicht so, daß jeder,\secnr{3} der sich in der Umgangssprache einigermaßen gut auszudrücken vermag, sich auch exakt auszudrücken weiß. Denn die Umgangssprache mit ihren Mehrdeutigkeiten und Bedeutungsschattierungen vieler Wörter und Sätze ist nicht immer ein gutes Werkzeug für genaue und klare Formulierungen.
Aus solchen Gründen ist der Mathematiker in seiner Ausdrucksweise zu mehr oder weniger starken Abweichungen von der Umgangssprache genötigt, wobei er mitunter um des genauen Ausdrucks willen auf stilistische Schönheit verzichten muß. Auch haben sich im Laufe der Zeit gewisse Formulierungen herausgebildet, deren Sinn jeder Mathematiker genauestens kennt und durch deren Verwendung sprachliche Mißverständnisse vermieden werden. Aus solchen Gründen ist der Mathematiker in seiner Ausdrucksweise zu mehr oder weniger starken Abweichungen von der Umgangssprache genötigt, wobei er mitunter um des genauen Ausdrucks willen auf stilistische Schönheit verzichten muß. Auch haben sich im Laufe der Zeit gewisse Formulierungen herausgebildet, deren Sinn jeder Mathematiker genauestens kennt und durch deren Verwendung sprachliche Mißverständnisse vermieden werden.
Umgangssprachliche Erscheinungen, die sich aus der gefühlsmäßigen Färbung gewisser Wörter, der Satzmelodie der Sprache und aus dem allgemeinen Textzusammenhang ergeben, liegen außerhalb unserer Betrachtungen. Umgangssprachliche Erscheinungen, die sich aus der gefühlsmäßigen Färbung gewisser Wörter, der Satzmelodie der Sprache und aus dem allgemeinen Textzusammenhang ergeben, liegen außerhalb unserer Betrachtungen.
\hspace*{-4.8mm}\begin{tikzpicture}[]
% \draw[step=1.0,white,thin,xshift=0.5cm,yshift=0.1cm] (0,0) grid (11,0.5); \verweisrechts{B1.5}{5}
\draw[-Stealth,thick] (3,0) -- (0,0) node[xshift=-15pt, align=right]{\hyperref[B1.5]{5}};
% \node [blue] at (3,0) {$\circ$};
\end{tikzpicture}

13
Band1/B1.004.tex Normal file
View File

@@ -0,0 +1,13 @@
%!TEX root=Band1.tex
\phantomsection
\label{B1.4}
Richtige Antwort\secnr{4}: $d$ und $e$;
\vspace{5mm}
\begin{addmargin}[45pt]{0pt}
denn $2$ ist eine gerade Primzahl, und Adam Ries (1492-1559) und Goethe (1749-1832) waren keinesfalls Zeitgenossen; die Sätze $a$, $b$, $c$ dagegen sind zutreffende Beschreibungen der betreffenden Sachverhalte.
\end{addmargin}
\verweisrechts{B1.7}{7}

20
Band1/B1.005.tex Normal file
View File

@@ -0,0 +1,20 @@
%!TEX root=Band1.tex
\phantomsection
\label{B1.5}
Sieht man sich in einem mathematischen Text \secnr{5}oder auch in irgendeinem anderen wissenschaftlichen Fachtext die einzelnen Sätze an, so wird man feststellen, daß kaum jemals Wünsche, Aufforderungen oder Fragen formuliert werden, sondern fast alle Sätze \textbf{Aussagesätze} sind, also Sätze, in denen irgendwelche Sachverhalte ausgesprochen bzw. beschrieben werden.
\textbf{Beispiele} für solche Sätze finden sich nicht nur im wissenschaftlichen Bereich. Zur Illustration seien einige angeführt:
\einrueckung{\begin{description}
\item[a:] \textit{Die Erde ist ein Planet}
\item[b:] \textit{Die Gleichung $x^2+1=0$ hat keine reelle Lösung}
\item[c;] \textit{Das Produkt von $3$ und $4$ ist $12$}
\item[d:] \textit{Jede Primzahl ist ungerade}
\item[e:] \textit{Adam Ries war ein Zeitgenosse Goethes}
\item[\textbf{\Huge{!}}] \raisebox{-0.5\height+\ht\strutbox}{Betrachten Sie diese Beispiele noch einmal!}
\end{description}}
\verweisrechts{B1.8}{8}

View File

@@ -1,28 +1,28 @@
%!TEX root=Band1.tex
\phantomsection \phantomsection
\label{B1.6} \label{B1.6}
Beschreibungen von Sachverhalten \marginpar[\raggedright\Huge{6}]{\textbf{\Huge{6}}}können \textit{zutreffend} sein oder \textit{unzutreffend}. Aussagen können also zutreffende Beschreibungen sein oder nichtzutreffende Beschreibungen. Beschreibungen von Sachverhalten \secnr{6}können \textit{zutreffend} sein oder \textit{unzutreffend}. Aussagen können also zutreffende Beschreibungen sein oder nichtzutreffende Beschreibungen.
\begin{flushright}
\begin{mybox} \begin{mybox}
Ist eine Aussage eine zutreffende Beschreibung eines Sachverhaltes, so nennen wir diese Aussage \textbf{wahr} bzw. eine \textbf{wahre Aussage}. Ist eine Aussage eine zutreffende Beschreibung eines Sachverhaltes, so nennen wir diese Aussage \textbf{wahr} bzw. eine \textbf{wahre Aussage}.
Ist eine Aussage eine nicht-zutreffende Beschreibung eines Sachverhaltes, so nennen wir diese Aussage \textbf{falsch} bzw. eine \textbf{falsche Aussage}. Ist eine Aussage eine nicht-zutreffende Beschreibung eines Sachverhaltes, so nennen wir diese Aussage \textbf{falsch} bzw. eine \textbf{falsche Aussage}.
\end{mybox} \end{mybox}
\end{flushright}
Jede Aussage ist entweder wahr oder falsch. Jede Aussage ist entweder wahr oder falsch.
\begin{description}[labelwidth =\widthof{\bfseries9999999}, leftmargin = !] \begin{description}[labelwidth =\widthof{\bfseries}, leftmargin = !]
\vspace{4mm}
%[leftmargin=3.5em, align=left] %[leftmargin=3.5em, align=left]
%[align=myparleft]%[leftmargin=3.5em, align=left] %[align=myparleft]%[leftmargin=3.5em, align=left]
\item[\textbf{Frage:}] Welche der fünf Aussagen im Lehrschritt 5 ist eine (sind) falsche Aussage(n)? \item[\textbf{Frage:}] Welche der fünf Aussagen im Lehrschritt 5 ist eine (sind) falsche Aussage(n)?
\item[\textbf{Antwort:}] $\ldots \ldots \ldots \ldots \ldots \ldots \ldots$ \item[\textbf{Antwort:}] $\ldots \ldots \ldots \ldots \ldots \ldots \ldots$
\end{description} \end{description}
\hspace*{-4.8mm}\begin{tikzpicture}[]
%Vorfüllen sonst verrutscht es \verweisrechtskom{B1.4}{4}{8.75}{Dann}
\draw [white](0,0) -- (5,0);
\node (A) at (8.25,0) {Dann};
\bglayer{%
\draw [line width= 0.35mm, -Latex] (9,0) -- (11.75,0) node [right] {\hyperref[B1.4]{4}};
}
\end{tikzpicture}

View File

@@ -1,6 +1,12 @@
%!TEX root=Band1.tex
%\documentclass[Band1.tex]{subfiles} % verweist auf das Hauptdokument
%
%\begin{document}
\phantomsection \phantomsection
\label{B1.7} \label{B1.7}
Für Umformungen bzw. Verknüpfungen von \marginpar[\raggedleft\Huge{\textbf{7}}]{\textbf{\Huge{\textbf{7}}}}Aussagen ist es günstig, Buchstaben stellvertretend für Aussagen verwenden zu können. Man bevorzugt insbesondere $p, q$ usw. Wir vereinbaren daher: Buchstaben $p, q$ usw. sollen Aussagen bedeuten können. Für Umformungen bzw. Verknüpfungen von \secnr{7}Aussagen ist es günstig, Buchstaben stellvertretend für Aussagen verwenden zu können. Man bevorzugt insbesondere $p, q$ usw. Wir vereinbaren daher: Buchstaben $p, q$ usw. sollen Aussagen bedeuten können.
Betrachten wir als Beispiel die Aussage Betrachten wir als Beispiel die Aussage
@@ -49,20 +55,6 @@ Wir erkennen, daß wir die gegebene Aussage auch als eine Verknüpfung zweier Au
\item[]....................................................................................................... \item[].......................................................................................................
\end{description} \end{description}
\hspace*{-5.8mm}\begin{tikzpicture}[] \verweisrechtskom{B1.4}{4}{8.75}{Dann}
%Vorfüllen sonst verrutscht es
\draw [white](5.9,0) -- (6,0); %\end{document}
% \node (A) at (8.25,0) {Dann};
\bglayer{%
\draw [line width= 0.35mm, -Latex] (3.75,0) -- (1,0) node [left] {\hyperref[B1.10]{10}};
\node[right, xshift=1mm] at (3.75,0) {Dann};
}
\end{tikzpicture}
%\begin{tikzpicture}[]
% %Vorfüllen sonst verrutscht es
% \draw [white](0,0) -- (5,0);
% \node (A) at (8.25,0) {Dann};
% \bglayer{%
% \draw [line width= 0.35mm, -Latex] (9,0) -- (11.75,0) node [right] {\hyperref[B1.10]{10}};
% }
%\end{tikzpicture}

View File

@@ -1,7 +1,9 @@
%!TEX root=Band1.tex
%%%8 %%%8
\phantomsection \phantomsection
\label{B1.8} \label{B1.8}
Sicher haben Sie erkannt, daß diese Sätze \marginpar[\raggedright\Huge{\textbf{8}}]{\textbf{\Huge{8}}}nicht in jedem Falle den objektiv bestehenden Sachverhalt zutreffend beschreiben. Sicher haben Sie erkannt,\liRa{8} daß diese Sätze nicht in jedem Falle den objektiv bestehenden Sachverhalt zutreffend beschreiben.
Doch betrachten wir zunächst den Satz Doch betrachten wir zunächst den Satz
@@ -24,11 +26,4 @@ etwas genauer. Sein Inhalt läßt sich auch mit anderen Worten wiedergeben. Beis
} }
Da man sich in jeder Wissenschaft in erster Linie für Sachverhalte interessiert, ist die sprachliche Einkleidung der Beschreibungen von Sachverhalten weniger wichtig - jedenfalls so lange, wie verschiedene sprachliche Formulierungen jeweils dasselbe ausdrücken, das heißt, gleichwertig sind. Wichtig sind die \textbf{durch die Sätze ausgedrückten Vorstellungen über Sachverhalte}. Da man sich in jeder Wissenschaft in erster Linie für Sachverhalte interessiert, ist die sprachliche Einkleidung der Beschreibungen von Sachverhalten weniger wichtig - jedenfalls so lange, wie verschiedene sprachliche Formulierungen jeweils dasselbe ausdrücken, das heißt, gleichwertig sind. Wichtig sind die \textbf{durch die Sätze ausgedrückten Vorstellungen über Sachverhalte}.
\begin{tikzpicture}[] \verweisrechts{B1.9}{9}
%Vorfüllen sonst verrutscht es
\draw [white](0,0) -- (5,0);
% \node (A) at (8.25,0) {Dann};
\bglayer{%
\draw [line width= 0.35mm, -Latex] (9,0) -- (11.75,0) node [right] {\hyperref[B1.9]{9}};
}
\end{tikzpicture}

18
Band1/B1.009.tex Normal file
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@@ -0,0 +1,18 @@
%!TEX root=Band1.tex
\phantomsection
\label{B1.9}
Jeder Aussagesatz ist mithin nur als sprachliches Gewand \liRa{9}für den durch ihn ausgedrückten Inhalt von Interesse. Deshalb führen wir für die durch Aussagesätze ausgedrückten bzw. ausdrückbaren Inhalte - das sind Beschreibungen von Sachverhalten - eine eigene Bezeichnung ein: Wir nennen solche Inhalte \textbf{Aussagen}.
\begin{flushright}
\begin{mybox}
\textbf{Aussagen} sind Beschreibungen von Sachverhalten, die ihren sprachlichen Ausdruck in Form von Aussagesätzen finden.
\end{mybox}
\end{flushright}
Verschiedene Aussagesätze, die dieselbe Aussage formulieren, nennen wir \textbf{gleichwertig}.
Auf Schwierigkeiten, die mit der Feststellung der Gleichwertigkeit gegebener Aussagesätze auf Grund dieser Festlegung zusammenhängen, gehen wir nicht näher ein.
\verweisrechts{B1.6}{6}

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@@ -1,3 +1,5 @@
%!TEX root=Band1.tex
\phantomsection \phantomsection
\label{B1.10} \label{B1.10}
\textbf{Lösung:} \textbf{Lösung:}
@@ -22,10 +24,4 @@ Deswegen werden Sie als gesuchte Abkürzungen leicht gefunden haben
Damit ist die gesuchte Aussage abgekürzt worden zu $p$ und $q$. Damit ist die gesuchte Aussage abgekürzt worden zu $p$ und $q$.
\hspace*{-5.8mm}\begin{tikzpicture}[] \verweisrechts{B1.11}{11}
%Vorfüllen sonst verrutscht es
\draw [white](5.9,0) -- (6,0);
\bglayer{%
\draw [line width= 0.35mm, -Latex] (3.75,0) -- (1,0) node [left] {\hyperref[B1.11]{11}};
}
\end{tikzpicture}

View File

@@ -1,8 +1,14 @@
Wir \liRa{11}wollen uns num der Besprechung spezieller Verknüpfungen von Aussagen und dem Übergang von einer Aussage zu ihrem logischen Gegenteil zuwenden. \phantomsection
\label{sec:B1.11}
Wir \liRa{11}wollen uns nun der Besprechung spezieller Verknüpfungen von Aussagen und dem Übergang von einer Aussage zu ihrem logischen Gegenteil zuwenden.
\begin{flushright}
\begin{mybox} \begin{mybox}
Die Aussage, die das \textbf{logische Gegenteil} einer vorgegebenen Aussage ausdrückt, nennt man die \textbf{Negation} der vorgegebenen Aussage. Die Aussage, die das \textbf{logische Gegenteil} einer vorgegebenen Aussage ausdrückt, nennt man die \textbf{Negation} der vorgegebenen Aussage.
\end{mybox} \end{mybox}
\end{flushright}
Hat man eine Aussage $p$ vorliegen, so kann man deren Negation ausdrücken durch die Formulierungen Hat man eine Aussage $p$ vorliegen, so kann man deren Negation ausdrücken durch die Formulierungen
@@ -19,10 +25,4 @@ Jede der möglichen Formulierungen der Negation einer Aussage $p$ wollen wir ein
Die Negation einer Aussage $p$ werden wir mit \textit{nicht-$p$} bezeichnen. Die Negation einer Aussage $p$ werden wir mit \textit{nicht-$p$} bezeichnen.
\hspace*{-5.8mm}\begin{tikzpicture}[] \verweisrechts{B1.12}{12}
%Vorfüllen sonst verrutscht es
\draw [white](5.9,0) -- (6,0);
\bglayer{%
\draw [line width= 0.35mm, -Latex] (3.75,0) -- (1,0) node [left] {\hyperref[B1.12]{12}};
}
\end{tikzpicture}

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@@ -1,6 +1,15 @@
%!TEX root=Band1.tex
\phantomsection
\label{sec:B1.12}
\liRa{12}
\vspace{15mm}
Zur Übung betrachten wir die Aussage Zur Übung betrachten wir die Aussage
\marginpar[\raggedright\huge{12}]{\textbf{\huge{12}}} %\marginpar[\raggedright\huge{12}]{\textbf{\huge{12}}}
\begin{description}[labelwidth =\widthof{\bfseries9999999}, leftmargin = !] \begin{description}[labelwidth =\widthof{\bfseries9999999}, leftmargin = !]
@@ -36,8 +45,9 @@ Zur Übung betrachten wir die Aussage
\end{description} \end{description}
\verweisrechtskom{B1.15}{15}{8.75}{Dann}
{{\fontsize{40}{48} \selectfont Text} %{{\fontsize{40}{48} \selectfont Text}

28
Band1/B1.013.tex Normal file
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@@ -0,0 +1,28 @@
%!TEX root=Band1.tex
%\documentclass[Band1.tex]{subfiles} % verweist auf das Hauptdokument
%\begin{document}
%\vspace{6mm}
\phantomsection \label{B1.13}
Gut! Die\liRa{13} von Ihnen (in Lehrschritt \textcolor{red}{\textbf{42}}) gegebene Antwort $c$ ist richtig!
Sie mußten sich überlegen, daß jede Ungleichung der Form $y>a x+b$ bzw. $y<a x+b$ von allen Punkten einer der Halbebenen erfüllt wird, in die die Gerade $y=a x+b$ die Koordinatenebene zerlegt.
In jeder der angegebenen Antwortmöglichkeiten kamen drei solche Halbebenen vor.
Die inneren Punkte des betrachteten Dreiecks waren also mittels dreier Halbebenen zu charakterisieren, und zwar gerade dadurch, daß sie $3$ geeigneten Halbebenen zugleich angehören.
\verweisrechts{B1.51}{51}
%\hspace*{\dimexpr-5.8mm-0.3em\relax}\begin{tikzpicture}[]
% %Vorfüllen sonst verrutscht es
% \draw [white](4,0) -- (6,0);
% % \node (A) at (8.25,0) {Dann};
% \bglayer{%
% \draw [line width= 0.35mm, -Latex] (3.75,0) -- (1,0) node [left] {\hyperref[B1.51]{51}};
% }
%\end{tikzpicture}
%\end{document}

70
Band1/B1.014.tex Normal file
View File

@@ -0,0 +1,70 @@
%\vspace{5mm}
%!TEX root=Band1.tex
\phantomsection
\label{sec:B1.14}
%\vspace{-5mm}
Dann\liRa{14} wird es Ihnen nicht schwerfallen, die folgenden \textbf{Aufgaben} zu lösen.
\vspace{1em}
\begin{addmargin}[45pt]{0pt}
{\huge{\textbf{!}}}\;\;\raisebox{-0.5\height+\ht\strutbox}{Halten Sie in jedem Fall Ihre Lösung fest!}
\end{addmargin}
\vspace{2em}
\begin{description}[style=unboxed,leftmargin=0cm]
\vspace{-2em}
\item [1.]Die Menge der natürlichen Zahlen (einschließlich der Null) ist eine Teilmenge der Menge der rationalen Zahlen. Durch welche Aussage wird die Eigenschaft einer rationalen Zahl $x$, eine natürliche Zahl zu sein, charakterisiert?
\begin{addmargin}[3em]{2em}% 1em left, 2em right
\begin{description}
\item[a:] Es ist $x \geqq 0$, und $x$ ist ganzzahlig
\item[b:] Es ist $x \geqq 0$, oder $x$ ist ganzzahlig
\end{description}
\end{addmargin}
\item[Antwort:] $\ldots\ldots\ldots\ldots\ldots\ldots$
\ausrichtung{\textbf{Antwort:}}$(a/b)$
%\newlength{\nlaenge}
%\settowidth{\nlaenge}{\textbf{Antwort:}}
%\hspace{\nlaenge}$(a/b)$
%\hspace{\widthof{\bfseries9999999}
\item[2:] Ist die Aussage
\ausrichtung{\textbf{2:} Ist die A} \textit{$2$ oder $4$ ist ein Teiler von $8$}
\ausrichtung{\textbf{2: }}wahr?
\item[Antwort:] $\ldots\ldots\ldots\ldots\ldots\ldots$
\ausrichtung{\textbf{Antwort:}}(wahr/falsch)
\item[3:] Ist die Aussage
\ausrichtung{\textbf{3:} Ist die A}\textit{$11$ ist eine Primzahl, und $17$ ist keine Primzahl wahr?}
\item[Antwort:] $\ldots\ldots\ldots\ldots\ldots\ldots$
\ausrichtung{\textbf{Antwort}}(wahr/falsch)
\end{description}
\vspace{1em}
\verweisrechts{B1.29}{29}
%\hspace*{\dimexpr-5.8mm-0.3em\relax}\begin{tikzpicture}[]
%Vorfüllen sonst verrutscht es
% \draw [white](4,0) -- (6,0);
% \node (A) at (8.25,0) {Dann};
% \bglayer{%
% \draw [line width= 0.35mm, -Latex] (3.75,0) -- (1,0) node [left] {\hyperref[B1.29]{29}};
% }
% \end{tikzpicture}

22
Band1/B1.015.tex Normal file
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@@ -0,0 +1,22 @@
%!TEX root=Band1.tex
\phantomsection \label{B1.15}
%\vspace{-2mm}
\textbf{Lösung} der\liRa{15} Übung aus Lehrschritt \hyperref[sec:B1.12]{12}:
Verneinungen der vorgegebenen Aussage sind die durch
$$
\left(2\right),\left(4\right),\left(5\right),\left(6\right),\left(7\right)
$$
gekennzeichneten Sätze.
Schwierigkeiten ergaben sich für Sie vielleicht aus der Redeweise \anf{\textit{es gibt $\ldots$}}. Wenn wir später diese Redeweise und die Negation von Aussagen, die diese Redeweise enthalten, besprochen haben, werden Sie leicht sehen, daß nur $\left(1\right)$ und $\left(3\right)$ keine Verneinungen der gegebenen Aussage sind.
\verweisrechtskom{B1.16}{16}{8.75}{Dann}

26
Band1/B1.016.tex Normal file
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@@ -0,0 +1,26 @@
%!TEX root=Band1.tex
\phantomsection \label{B1.16}
Wir\liRa{16} wollen uns noch überlegen, welchen Einfluß die Wahrheit bzw. Falschheit einer Aussage $p$ auf die Wahrheit bzw. Falschheit ihrer Negation \textit{$\text{nicht-}p$} hat. Dazu erinnern wir uns, daß die Negation einer betrachteten Aussage $p$ das logische Gegenteil der Aussage $p$ ausdrückt, d. h., die Negation \textit{$\text{nicht-}p$} besagt, daß der durch $p$ beschriebene Sachverhalt nicht vorliegt.
Es sei nun $p$ eine \textbf{wahre Aussage}. Dann beschreibt $p$ einen in der Realität vorliegenden Sachverhalt zutreffend. Die Aussage \textit{$\text{nicht-}p$} dagegen besagt, daß es nicht so ist, wie die Aussage $p$ behauptet. Mithin besagt die Negation \textit{$\text{nicht-}p$}, daß ein anderer als der von $p$ beschriebene Sachverhalt vorliegt. Das ist aber unzutreffend, da $p$ eine wahre Aussage sein sollte. Also beschreibt die Aussage \textit{$\text{nicht-}p$} die Realität nicht richtig - die Negation \textit{$\text{nicht-}p$} der wahren Aussage $p$ ist eine falsche Aussage.
\textbf{Aufgabe:}
Stellen Sie entsprechende Überlegungen für den Fall an, daß $p$ eine \textbf{falsche Aussage} ist. Ist dann die Negation \textit{$\text{nicht-}p$} eine wahre Aussage oder eine falsche Aussage?
\textbf{Antwort:}
\verweisrechtskom{B1.20}{20}{7}{$\text{nicht-}p$ ist wahr}
\verweisrechtskom{B1.21}{21}{7}{$\text{nicht-}p$ ist falsch}
%\begin{tikzpicture}[]
%Vorfüllen sonst verrutscht es
% \draw [white](0,0) -- (5,0);
% \node (A) at (7.6,0) {$\text{nicht-}p$ ist falsch};
% \bglayer{%
% \draw [line width= 0.35mm, -Latex] (9,0) -- (11.25,0) node [right] {\hyperref[B1.21]{21}};
% }
%\end{tikzpicture}

11
Band1/B1.017.tex Normal file
View File

@@ -0,0 +1,11 @@
%!TEX root=Band1.tex
\phantomsection \label{B1.17}
%\vspace{-4mm}
Sie\liRa{17} haben recht, denn $2$ \textsl{und} $4$ sind Teiler von $316$.
\vspace{5mm}
\verweisrechts{B1.19}{19}

31
Band1/B1.018.tex Normal file
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@@ -0,0 +1,31 @@
%\documentclass[Band1.tex]{subfiles} % verweist auf das Hauptdokument
%!TEX root=Band1.tex
%\begin{document}
%\rule{\textwidth}{4pt}
\phantomsection \label{B1.18}
%\vspace{-6mm}
Nein, \liRa{18}diese Aussage ist falsch! Denn es ist sowohl $2$ als auch $4$ ein Teiler von $316$. Der durch die Formulierung, \anf{\textit{Entweder $2$ oder $4$ $\ldots$}} ausgedrückte Sachverhalt, daß $2$ ein Teiler von $316$ sei und $4$ kein Teiler von $316$ bzw. daß $4$ ein Teiler von $316$ sei und $2$ kein Teiler von $316$, liegt also nicht vor.
Mithin ist die Aussage
\textit{$$
\text{Entweder } 2 \text{ oder } 4 \text{ ist ein Teiler von } 316
$$}
eine \textbf{falsche} Aussage.
\verweisrechts{B1.19}{19}
\rule{\textwidth}{4pt}
%\end{document}

35
Band1/B1.019.tex Normal file
View File

@@ -0,0 +1,35 @@
%!TEX root=Band1.tex
%\documentclass[Band1.tex]{subfiles} % verweist auf das Hauptdokument
%\begin{document}
\label{B1.19}
%\vspace*{-6mm}
Häufig \liRa{19}werden Aussagen durch, \anf{\textit{und}} verbunden. Ein Beispiel ist unser Satz, \anf{\textit{Klaus und Dieter haben jeder ein Motorrad.}} aus Lehrschritt 7.
\begin{addmargin}[45pt]{0pt}
\textbf{Dient das Wort \anf{und} zur Verknüpfung zweier Aussagen, so ist es stets gleichbedeutend mit \anf{sowohl $\ldots$ als auch}.}
\end{addmargin}
Anders wird das Wort, \anf{\textit{und}} z. B. in den Sätzen
\begin{addmargin}[45pt]{0pt}
\begin{description}
\item \textit{Klaus und Dieter sind Brüder}
\item \textit{$\pi$ liegt zwischen $3$ und $4$}
\end{description}
\end{addmargin}
verwendet. Derartige andere Bedeutungen -- bei denen das Wort \anf{\textit{und}} nicht zur Verknüpfung von Aussagen dient -- sollen uns hier aber nicht interessieren.
$\qquad$
\verweisrechts{B1.31}{31}
%\rule{\textwidth}{4pt}
%\end{document}

10
Band1/B1.020.tex Normal file
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@@ -0,0 +1,10 @@
%!TEX root=Band1.tex
\phantomsection
\label{B1.20}
%\vspace*{-6mm}
Sie \liRa{20}haben richtig geantwortet, die Negation einer falschen Aussage ist eine wahre Aussage.
\vspace{8mm}
\verweisrechts{B1.22}{22}

14
Band1/B1.021.tex Normal file
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@@ -0,0 +1,14 @@
%!TEX root=Band1.tex
\phantomsection \label{B1.21}
\phantomsection
\label{B1.21}
%\vspace*{-2mm}
%\marginpar[\raggedleft \Huge{\textbf{22}}]{{\Huge \textbf{22}}}
Sie \liRa{21}haben nicht richtig geantwortet. Überlegen wir uns die Antwort gemeinsam!
Wir wollten den Fall betrachten, daß $p$ eine \textbf{falsche Aussage} ist. Dann liegt der durch $p$ beschriebene Sachverhalt in der Realität nicht vor. Andererseits besagt die Negation \textit{nicht}-$p$, daß ein anderer als der von $p$ beschriebene Sachverhalt vorliegt. Damit beschreibt die Aussage \textit{nicht}-$p$ die vorliegende Situation zutreffend. Also ist die Negation \textit{nicht}-$p$ der falschen Aussage $p$ eine wahre Aussage.
\verweisrechts{B1.22}{22}

37
Band1/B1.022.tex Normal file
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@@ -0,0 +1,37 @@
%!TEX root=Band1.tex
\phantomsection \label{B1.22}
\phantomsection
\label{B1.22}
%\vspace*{-6mm}
Zusammenfassend\liRa{22} haben wir erhalten:
\begin{flushright}
\begin{myboxred}
\textbf{Die Negation einer wahren Aussage ist eine falsche Aussage. Die Negation einer falschen Aussage ist eine wahre Aussage.}
\end{myboxred}
\end{flushright}
Kürzen wir die Eigenschaft einer Aussage, wahr zu sein, durch $W$ ab und entsprechend durch $F$ die Eigenschaft, falsch zu sein, so können wir dieses Ergebnis für eine vorgegebene Aussage $p$ auch in Tabellenform aufschreiben:
% \begin{mybox}
\begin{center}
\begin{tabular}{c|c}
\rowcolor{red!50}
$p$ & nicht-p \\
\rowcolor{red!50}
\hline$W$ & $F$ \\
\rowcolor{red!50}
$F$ & $W$ \\
\end{tabular}
\end{center}
%\end{mybox}
\verweisrechts{B1.23}{23}

40
Band1/B1.023.tex Normal file
View File

@@ -0,0 +1,40 @@
%!TEX root=Band1.tex
\phantomsection \label{B1.23}
\phantomsection
\label{B1.23}
\liRa{23}
\vspace*{6mm}
Nun wenden wir uns \textbf{Verknüpfungen von} jeweils \textbf{zwei Aussagen} zu. Sprachlich werden solche Verknüpfungen durch Bindewörter hergestellt.
Wir wollen uns zunächst den Gebrauch der Wörter \anf{\textit{oder}} sowie \anf{\textit{und}} in der Mathematik überlegen, für den wir leicht Beispiele finden:
\begin{addmargin}[45pt]{0pt}
\begin{description}
\item\textit{$2$ ist eine Primzahl, und $3$ ist eine Primzahl}
\item \textit{$1$ oder $-1$ ist Lösung der Gleichung $x^2=-x$.}
\end{description}
\end{addmargin}
Wissen Sie über den Gebrauch dieser Wörter zum Verknüpfen von Aussagęn schon genau Bescheid?
\verweisrechtskom{B1.14}{14}{8.75}{Ja}
\verweisrechtskom{B1.24}{24}{8.75}{Nein}
%\hspace*{\dimexpr-5mm-0.5em\relax}\begin{tikzpicture}[]
% %Vorfüllen sonst verrutscht es
% \draw [white](5.9,0) -- (6,0);
% % \node (A) at (8.25,0) {Dann};
% \bglayer{%
% \draw [line width= 0.35mm, -Latex] (3.75,0) -- (1,0) node [left] {\hyperref[B1.24]{24}};
% \node[right, xshift=1mm] at (3.75,0) {Nein};
% }
%\end{tikzpicture}

23
Band1/B1.024.tex Normal file
View File

@@ -0,0 +1,23 @@
%!TEX root=Band1.tex
\phantomsection \label{B1.24}
\phantomsection
\label{B1.24}
\liRa{24}
\vspace*{6mm}
Stellen Sie sich vor, Sie knobeln mit einem Bekannten in der einfachen Art, daß Sie etwa ein Streichholz in eine geschlossene Hand nehmen und Ihr Partner eine Ihrer beiden Hände zu wählen hat. Er gewinnt, wenn er die Hand wählt, in der Sie das Streichholz verborgen halten.
Sie werden dann vielleicht an Ihren Mitspieler die ihn zum Wählen auffordernde Frage richten: \anf{\textit{Rechte oder linke Hand?}} Dabei ist Ihnen beiden klar, daß \textit{entweder} die rechte \textit{oder} die linke Hand gewählt werden soll; mit anderen Worten, Ihr Partner soll nur die linke und nicht die rechte bzw. nur die rechte und nicht die linke Hand wählen.
\begin{addmargin}[45pt]{0pt}
\textbf{Das Wort \anf{oder} steht also hier abkürzend für \anf{entweder \ldots oder}. Es wird, wie man auch sagt, im ausschließenden Sinne gebraucht.}
\end{addmargin}
\verweisrechts{B1.25}{25}

25
Band1/B1.025.tex Normal file
View File

@@ -0,0 +1,25 @@
%!TEX root=Band1.tex
%\vspace*{4mm}
\phantomsection \label{B1.25}
\liRa{25}
\vspace*{6mm}
Ein anderer Gebrauch des Wortes \anf{\textit{oder}} liegt vor, wenn Ihnen etwa einer Ihrer Freunde seinen Besuch verspricht mit der Einschränkung: \anf{Nur bei Nebel oder Glatteis komme ich nicht.} Dann wird er natürlich auch nicht kommen, wenn sowohl Nebel als auch Glatteis herrschen.
\textbf{Das Wort \anf{oder} wird dabei im nichtausschließenden Sinne gebraucht.}
In diesem Sinne ist das Wort \anf{oder} auch in der Aussage
$0$ oder $-1$ ist Lösung der Gleichung $x^2=-x$.
zu verstehen. Mehr noch:
\begin{flushright}
\begin{myboxred}
\textbf{Nur im nichtausschließenden Sinne wird das Wort \anf{oder} in der Mathematik verwendet.}
\end{myboxred}
\end{flushright}
\verweisrechts{B1.26}{26}

30
Band1/B1.026.tex Normal file
View File

@@ -0,0 +1,30 @@
%!TEX root=Band1.tex
\liRa{26}
\vspace{6mm}
Bei dem in der Mathematik üblichen Gebrauch des Wortes \anf{\textit{oder}} ist die Aussage
\begin{addmargin}[45pt]{0pt}
\begin{description}
\item \textit{$2$ oder $4$ ist ein Teiler von $316$}
\end{description}
\end{addmargin}
eine wahre Aussage. Denn wegen $316=2 \cdot 158$ ist $2$ ein Teiler von $316$. (Eine andere mögliche Begründung wäre: Denn wegen $316=4 \cdot 79$ ist $4$ ein Teiler von $316$.)
Betrachten Sie noch die Aussage
\begin{addmargin}[45pt]{0pt}
\begin{description}
\item Entweder $2$ oder $4$ ist ein Teiler von $316$.
\item Entscheiden Sie, ob diese Aussage wahr ist!
\end{description}
\end{addmargin}
\verweisrechtskom{B1.18}{18}{7.8}{sie ist wahr}
\verweisrechtskom{B1.17}{17}{7.8}{sie ist falsch}

62
Band1/B1.027.tex Normal file
View File

@@ -0,0 +1,62 @@
%!TEX root=Band1.tex
\phantomsection %\phantomsection
\textbf{\liRa{27}\label{sec:B1.27}Aufgabe 4:}
Wir betrachten die durch die Gleichungen $f(x)=|x|$ und $g(x)=2$ gegebenen Funktionen der reellen Variablen $x$ (s. Abb. \ref{fig:001}).
\begin{figure}[ht]
\centering
\begin{tikzpicture}[scale=0.75]
% Koordinatensystem
\draw[arrows = {-Latex[width=1pt 7, length=7pt]}] (-3.5,0) -- (4,0) node[below right, xshift=-10pt,yshift=-2pt] {\small$x$}; % x-Achse
\draw[arrows = {-Latex[width=1pt 7, length=7pt]}] (0,-0.5) -- (0,3.8) node[right,yshift=-5pt,xshift=2pt] {\small $y$}; % y-Achse
% Skalierung und Beschriftungen für x-Achse (ohne die 0)
\foreach \x in {-3,-2,-1,1,2,3}
\draw (\x,0.1) -- (\x,-0.1) node[below] {\small\x};
% Skalierung und Beschriftungen für y-Achse (rechts)
\foreach \y in {1,2,3}
\draw (0.1,\y) -- (-0.1,\y) node[right,xshift=5pt] {\small \y};
% Funktion f(x) = |x|
\draw (-3,3) -- (0,0) -- (3,3) node[right] {\small $f(x) $};
% Funktion g(x) = 2 (gestrichelt)
\draw[dashed] (-3,2) -- (3,2) node[right] {$g(x)$};
\end{tikzpicture}
\caption{\label{fig:001}}
\end{figure}
Die reelle Zahl $x_0$ sei so gewählt, daß
\einrueckung{$f\left(x_0\right)<g\left(x_0\right)$}
gilt.
Welche Aussagen sind dann stets (d. h. unabhängig von der noch auf verschiedene Weise möglichen Wahl von $x_0$ ) wahr?
\einrueckung{
\begin{description}
\item[a:] Es ist $x_0<2$, und es ist $x_0>2$
\item[b:] Es ist $x_0<2$, und es ist nicht $x_0>2$
\item [c:] Es ist $\left|x_0\right|<2$, oder es ist $0 \leqq x_0<2$.
\end{description}}
\begin{addmargin}[45pt]{0pt}
$\begin{array}{ll}
{\huge{\textbf{!}}}\;\;\raisebox{-0.5\height+\ht\strutbox}{Notieren Sie Ihre Lösung(en)!} & \ldots \ldots . . \\
& (\mathrm{a} / \mathrm{b} / \mathrm{c})
\end{array}$
\end{addmargin}
\verweisrechtskom{B1.30}{30}{7}{Erst Dann}
%%% Local Variables:
%%% mode: latex
%%% TeX-master: "Band1.tex"
%%% End:

22
Band1/B1.028.tex Normal file
View File

@@ -0,0 +1,22 @@
%!TEX root=Band1.tex
\phantomsection
\label{B1.28}
\vspace{7mm}\liRa{28}
\vspace{-7mm}Richtig!
Betrachten Sie noch folgendes \textbf{Beispiel}. Es seien $a, b$ reelle Zahlen mit $0<a \leqq 7$ und $0<b \leqq 7$. Dafür gelte
\einrueckung{$\lg a \cdot \cot \frac{b}{2}=0$.}
Welche Aussage ist dann bei jeder zulässigen Wahl von $a, b$ wahr?
\verweisrechtskom{B1.37}{37}{3.75}{$\text{Entweder } a=1 \text { oder } b=\pi$}
\vspace{-2mm}
\verweisrechtskom{B1.35}{35}{3.75}{$a=3\text { oder } b=\pi$}
\vspace{-2mm}
\verweisrechtskom{B1.32}{32}{3.75}{$a=1 \text { oder } b=\frac{1}{2} \pi$}
\vspace{-2mm}
\verweisrechtskom{B1.38}{38}{3.75}{$a=1\text { oder } b=\pi$}

29
Band1/B1.029.tex Normal file
View File

@@ -0,0 +1,29 @@
%!TEX root=Band1.tex
\phantomsection
Für \label{B1.29}\liRa{29}Ihre Antworten (Lehrschritt \hyperref[B1.14]{14}) erhalten Sie Punkte.
\begin{addmargin}[45pt]{0pt}
{\huge{\textbf{!}}}\;\;\raisebox{-0.5\height+\ht\strutbox}{Ermitteln Sie die von Ihnen erreichte Punktzahl!}
\end{addmargin}
\begin{addmargin}[40pt]{0pt}
\begin{tabular}{llll}
Aufgabe 1: &Die richtige Lösung ist & a & 0 Punkte \\
&Die richtige Lösung ist & b & 2 Punkte \\
Aufgabe 2: & Die angegebene Aussage ist \\
&& wahr & 5 Punkte \\
&& falsch & 0 Punkte \\
Aufgabe 3: &Die angegebene Aussage ist \\
&& wahr & 2 Punkte \\
&& falsch & 0 Punkte \\
\end{tabular}
\end{addmargin}
Notieren Sie Ihre Punktzahl:
Lösen Sie noch eine weitere Aufgabe!
$\square$
27

40
Band1/B1.030.tex Normal file
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@@ -0,0 +1,40 @@
%!TEX root=Band1.tex
\phantomsection
Ha\liRa{30}\label{B1.30}ben Sie (in Lehrschritt \hyperref[sec:B1.27]{27}) gefunden, daß nur die Aussage c bei jeder Wahl von $x_0$ wahr ist, so erhalten Sie weitere $0$ Punkte.
Andernfalls fügen Sie zu der bisher von Ihnen (in Lehrschritt 29) erreichten Punktzahl 2 Punkte hinzu.
Wieviel Punkte haben Sie insgesamt?
\begin{tikzpicture}[anchor=west]
%Vorfüllen sonst verrutscht es
\draw [white](0,0) -- (6,0);
\node (A) at (5.2,0) {Mehr als $8$ Punkte};
\bglayer{%
\draw [line width= 0.35mm, -Latex] (9,0) -- (11.25,0) node [right] {\hyperref[B1.33]{33}};
}
\end{tikzpicture}
\vspace{-2mm}
\begin{tikzpicture}[anchor=west]
%Vorfüllen sonst verrutscht es
\draw [white](0,0) -- (6,0);
\node (A) at (5.2,0) {$2$, $4$ bzw. $6$};
\bglayer{%
\draw [line width= 0.35mm, -Latex] (9,0) -- (11.25,0) node [right] {\hyperref[B1.36]{36}};
}
\end{tikzpicture}
\vspace{-2mm}
\begin{tikzpicture}[anchor=west]
%Vorfüllen sonst verrutscht es
\draw [white](0,0) -- (6,0);
\node (A) at (5.2,0) {Eine andere Punktzahl};
\bglayer{%
\draw [line width= 0.35mm, -Latex] (9,0) -- (11.25,0) node [right] {\hyperref[B1.57]{57}};
}
\end{tikzpicture}

45
Band1/B1.031.tex Normal file
View File

@@ -0,0 +1,45 @@
%!TEX root=Band1.tex
\phantomsection
\label{B1.31}
\liRa{31}
Kommen wir nun zu Beispielen für den Gebrauch der Wörter \anf{und}, \anf{oder} in mathematischen Aussagen.
Es seien $a, b$ rationale Zahlen, und es sei $a \cdot b=0$.
\begin{addmargin}[40pt]{0pt}
\textbf{Frage}: Welche Aussage ist dann bei jeder Wahl von $a, b$ wahr?
\end{addmargin}
\begin{tikzpicture}[anchor=west]
%Vorfüllen sonst verrutscht es
\draw [white](0,0) -- (6,0);
\node (A) at (1.25,0) { \textbf{Antwort}: Entweder $a=0$ oder $b=0$};
\bglayer{%
\draw [line width= 0.35mm, -Latex] (9,0) -- (11.25,0) node [right] {\hyperref[B1.40]{40}};
}
\end{tikzpicture}
\vspace{-2mm}
\begin{tikzpicture}[anchor=west]
%Vorfüllen sonst verrutscht es
\draw [white](0,0) -- (6,0);
\node (A) at (2.9,0) { $a=0$ oder $b=0$};
\bglayer{%
\draw [line width= 0.35mm, -Latex] (9,0) -- (11.25,0) node [right] {\hyperref[B1.28]{28}};
}
\end{tikzpicture}
\vspace{-2mm}
\begin{tikzpicture}[anchor=west]
%Vorfüllen sonst verrutscht es
\draw [white](0,0) -- (6,0);
\node (A) at (2.9,0) { $a=0$ und $b=0$};
\bglayer{%
\draw [line width= 0.35mm, -Latex] (9,0) -- (11.25,0) node [right] {\hyperref[B1.34]{34}};
}
\end{tikzpicture}

19
Band1/B1.032.tex Normal file
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@@ -0,0 +1,19 @@
%!TEX root=Band1.tex
\phantomsection
\label{B1.32}
\liRa{32}
Falsch!
\begin{addmargin}[40pt]{0pt}
\textbf{Frage}: Welche Aussage ist dann bei jeder Wahl von $a, b$ wahr?
\end{addmargin}
\begin{addmargin}[45pt]{0pt}
{\scalebox{2}{\huge{\textbf{!}}}}\;\;\raisebox{-0.5\height+\ht\strutbox}{\raisebox{1ex}{\shortstack[l]{Informieren Sie sich in den Lehrschritten \textcolor{red}{106/107} über die \\ trigonometrischen Funktionen, und gehen Sie danach \\ zurück zum Lehrschritt \textcolor{red}{28}.}} }
\end{addmargin}
Informieren Sie sich in den Lehrschritten 106/107 über die trigonometrischen Funktionen, und gehen Sie danach zurück zum Lehrschritt 28.

1
Band1/B1.033.tex Normal file
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@@ -0,0 +1 @@
%!TEX root=Band1.tex

3
Band1/B1.034.tex Normal file
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@@ -0,0 +1,3 @@
%!TEX root=Band1.tex

1
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@@ -0,0 +1 @@
%!TEX root=Band1.tex

1
Band1/B1.036.tex Normal file
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@@ -0,0 +1 @@
%!TEX root=Band1.tex

994
Band1/Band1.tex Normal file
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@@ -0,0 +1,994 @@
\documentclass[german,10pt,final,twoside,titlepage,table]{scrbook}
\input{Definitionen.tex}
\begin{document}
\maketitle
%\subfile{B1.000.tex}
\input{B1.000.tex}
\myemptypage
%\subfile{B1.001.tex}
\input{B1.001.tex}
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\input{B1.002.tex}
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\vspace{8mm}
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\newpage
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\newpage
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\input{B1.033.tex}
%\begin{figure}[ht]
% \centering
% \includegraphics[width=0.5\linewidth]{Grafiken/006}
%\end{figure}
%\begin{tikzpicture}[]
% %Vorfüllen sonst verrutscht es
% \draw [white](0,0) -- (5,0);
% \node (A) at (7.6,0) {$\text{nicht-}p$ ist wahr};
% \bglayer{%
% \draw [line width= 0.35mm, -Latex] (9,0) -- (11.25,0) node [right] {\hyperref[B1.20]{20}};
% }
%\end{tikzpicture}
\hspace{-7mm}\begin{tikzpicture}
[scale=1]
% Linie nach rechts (1 cm)
\draw[line width=1pt] (-1.4,0.8) -- (-0.5 ,0.8);
\draw[line width=1pt] (0.8,0.8) -- (1 ,0.8);
% Zahl 20
\node[right] at (-0.55,0.8) {\hyperref[B1.106]{106}/\hyperref[B1.107]{107}};
% Bogen nach rechts außen und wieder zurück
\draw [line width=1pt](1,0) arc[start angle=270, end angle=450, radius=4mm];
% Linie nach links (1 cm)
\draw[line width=1pt,-Latex] (1,-0mm) -- (-1.5,-0mm)node[xshift=-3mm]{\hyperref[B1.28]{28}};
% Zahl (am Ende der Linie)
\node[below] at (0,-4mm) {10};
\end{tikzpicture}
\phantomsection
\label{B1.33}
\liRa{33}
Zwei oder drei Ihrer Antworten waren falsch. Es ist daher nötig, daß Sie sich erst noch über den richtigen Gebrauch der Wörter ,,und ${ }^*$ sowie ,,oder" informieren.
(Die richtigen Antworten zu den Aufgaben in Lehrschritt 14 und 27 sind: 1. a, 2. wahr, 3. falsch, 4. c).
$\qquad$
-->24
\phantomsection
\label{B1.34}
\liRa{34}
Diese Antwort ist nicht richtig.
Zur Begründung wollen wir speziell als rationale Zahlen $a$ bzw. $b$ die Zahlen 4 bzw. 0 wählen. Dann ist $a \cdot b=4 \cdot 0=0$
Aber in diesem Falle ist die Aussage
$$
a=0 \text { und } b=0
$$
nicht wahr, denn es liegt nicht der Sachverhalt vor, daß (bei unserer Wahl von $a, b) a=b=0$ ist.
-->31
\phantomsection
\label{B1.35}
\liRa{35}
Falsch!
Informieren Sie sich im Lehrschritt 103 über die Logarithmusfunktion, und gehen Sie danach zurück zum Lehrschritt 28.
\hspace{-7mm}\begin{tikzpicture}
[scale=1]
% Linie nach rechts (1 cm)
\draw[line width=1pt] (-1.4,0.8) -- (-0.1 ,0.8);
\draw[line width=1pt] (0.8,0.8) -- (1 ,0.8);
% Zahl 20
\node[right] at (0,0.8) {\hyperref[B1.103]{103}};
% Bogen nach rechts außen und wieder zurück
\draw [line width=1pt](1,0) arc[start angle=270, end angle=450, radius=4mm];
% Linie nach links (1 cm)
\draw[line width=1pt,-Latex] (1,-0mm) -- (-1.5,-0mm)node[xshift=-3mm]{\hyperref[B1.28]{28}};
% Zahl (am Ende der Linie)
\node[below] at (0,-4mm) {10};
\end{tikzpicture}
\phantomsection
\label{B1.36}
\liRa{36}
Leider genügen Ihre Vorkenntnisse nicht, um die Ausführungen über den
Gebrauch von ,,und ${ }^*$, ,,oder ${ }^*$ zu überspringen.
-
Arbeiten Sie deshalb auch diesen Programmteil gründlich durch!
(Die richtigen Antworten zu den Aufgaben in Lehrschritt 14 und 27 sind: 1. a, 2. wahr, 3. falsch, 4. e).
$\qquad$
--> 24
\phantomsection
\label{B1.37}
\liRa{37}
Sie haben auf die in Lehrschritt 28 gestellte Frage falsch geantwortet. Zwar sind $a=1$ bzw. $b=\pi$ Nullstellen von $\lg x$ bzw. cot $\frac{x}{2}$, aber die Verwendung von ,,entweder . . oder ${ }^6$ ist nicht richtig.
Wählen Sie nämlich $a=1$ und $b=\pi$, dann gilt
$$
\lg 1 \cdot \cot \frac{\pi}{2}=0 \cdot 0=0
$$
Aber die Aussage
$$
\text { entweder } a=1 \text { oder } b=\pi
$$
ist falsch.
$\qquad$
--> 40
\phantomsection
\label{B1.38}
\liRa{38}
Sie haben richtig geantwortet. Sicher haben Sie sich überlegt, daß
$$
\lg a \cdot \cot \frac{b}{2}=0
$$
nur gelten kann, falls
$$
\lg a=0 \text { oder } \cot \frac{b}{2}=0
$$
gilt. Innerhalb der für $a$ bzw. $b$ angegebenen Intervalle sind aber $a=1$ die einzige Nullstelle von $\lg a$ und $b=\pi$ die einzige Nullstelle von $\cot \frac{b}{2}$.
--> 40
\phantomsection
\label{B1.39}
\liRa{39}
Ihre Antwort auf die in Lehrschritt 31 gestellte Frage ist nicht richtig.
Um dies einzusehen, wollen wir speziell als rationale Zahlen $a, b$ jeweils die Zahl 0 wählen. Dann ist $a \cdot b=0 \cdot 0=0$. Aber in diesem Falle ist die Aussage
entweder $a=0$ oder $b=0$
nicht wahr. Denn damit diese Aussage wahr ist, muß als Sachverhalt vorliegen, daß $a=0$ und $b \neq 0$ ist bzw. daß $a \neq 0$ und $b=0$ ist.
Versuchen Sie nochmals, die Frage in Lehrschritt 31 richtig zu beantworten.
$\qquad$
--> 31
\phantomsection
\label{B1.40}
\liRa{40}
Das nächste Beispiel soll Sie an die wichtigen Begriffe der Vereinigungsmenge und der Durchschnittsmenge zweier Mengen erinnern.
Tragen Sie jeweils eine der angegebenen Möglichkeiten in die betreffende Lücke ein, so daß wahre Aussagen entstehen!
1. Die Vereinigungsmenge zweier Mengen $A, B$ ist dic Menge aller derjenigen Elemente, die zu $A$. $\qquad$ $B$ gehören.
(und/und nicht/oder/entweder . . . oder)
2. Die Durchschnittsmenge zweier Mengen $A, B$ ist die Menge aller derjenigen Elemente, die zu $A$ $\qquad$ $B$ gehören.
(und/und nicht/oder/entweder . . . oder)
--> 48
\phantomsection
\label{B1.41}
\liRa{41}
Diese Antwort ist nicht richtig. Die Menge der Punkte, die der von Ihnen als zutreffend angesehenen Bedingung genügen, ist die Vereinigungsmenge dreier Mengen - nämlich der Mengen derjenigen Punkte, deren Koordinaten die erste bzw. zweite bzw. dritte Ungleichung erfüllen, die in der von Ihnen gewählten Bedingung genannt werden.
Jede dieser drei Mengen enthält aber Punkte der Ebene, die nicht im Innern des Dreiecks liegen. Zum Beispiel gehört der Punkt (10,5) zur Menge der Punkte, deren Koordinaten die Ungleichung $y<2 x+6$ erfüllen. Er ist aber kein innerer Punkt des Dreiecks. Daher enthält die Vereinigungsmenge dieser drei Mengen erst recht solche Punkte.
Gehen Sie zum Lehrschritt 42, und versuchen Sie, die Menge der von den drei Geraden eingeschlossenen Punkte als eine Durchschnittsmenge darzustellen.
--> 42
\phantomsection
\label{B1.42}
\liRa{42}
Betrachten Sie in einem rechtwinkligen ( $x, y$ )-Koordinatensystem die Geraden $g_1, g_2, g_3$ mit den sie darstellenden Gleichungen
$$
\begin{array}{ll}
g_1: & y=-x+9 \\
g_2: & y=2 \\
g_3: & y=2 x+6
\end{array}
$$
\begin{figure}[ht]
\centering
\scalebox{.4}{
\begin{tikzpicture}[line cap=round,line join=round,x=1cm,y=1cm]
% Koordinatensystem
\draw[thick,-{Latex[length=5mm]}] (-5,0) -- (12,0) node[right] {$x$}; % x-Achse
\draw[thick,-{Latex[length=5mm]}] (0,-3) -- (0,12) node[above] {$y$}; % y-Achse
% Skalierung und Beschriftungen für x-Achse (ohne die 0)
\foreach \x in {-4,-2,2,4,6,8,10}
\draw (\x,0.1) -- (\x,-0.1) node[below] {\x};
\foreach \x in {-3,-1,...,9,11}
\draw (\x,0.1) -- (\x,-0.1);
% Skalierung und Beschriftungen für y-Achse (rechts)
\foreach \y in {-2,2,4,6,10}
\draw (0.2,\y) -- (-0.2,\y) node[right,xshift=10pt] {\y};
\foreach \y in {-1,1,3,5,7,9,11}
\draw (0.2,\y) -- (-0.2,\y);
% Funktion g1: y = -x-9
\draw[line width=1pt,smooth,samples=100,domain=-2:10] plot(\x,{0-(\x)+9}) node [right] {$g_1$};
% Funktion g2: y = 2
\draw[line width=1pt,smooth,samples=100,domain=-4:10] plot(\x,{2}) node [right] {$g_2$};
% Funktion g3: y = 2x+6
\draw[line width=1pt,smooth,samples=100,domain=-4:2.5] plot(\x,{2*\x+6}) node [right] {$g_3$};
\end{tikzpicture}}
\end{figure}
Durch diese Geraden wird ein Dreieck bestimmt.
Frage: Wodurch sind die inneren Punkte dieses Drejecks charakterisiert?
Antwort: Es sind alle Punkte, für deren Koordinaten $(x, y)$ gilt
a: $y>-x+9$ oder $y<2$ oder $y>2 x+6 \longrightarrow 17$
$\mathrm{b}: y>-x+9$ und $y<2$ und $y>2 x+6 \longrightarrow 45$
$\mathrm{c}: y<-x+9$ und $y>2$ und $y<2 x+6 \longrightarrow 13$
$d: y<-x+9$ oder $y>2$ oder $y<2 x+6 \longrightarrow 11$
Wenn Sie nicht zurechtkommen, dann $\longrightarrow$ í
\phantomsection
\label{B1.43}
\liRa{43}
Die Aufgabe im Lehrschritt 49 haben Sie richtig gelöst, falls Sie in die auszufüllende Lücke ,,oder" eingetragen haben. Denn die Ungleichung $f(x)<\cos x$ ist für alle diejenigen $x$-Werte falsch, die zwischen $-\frac{\pi}{2}$ und $\frac{\pi}{2}$ liegen, d. h., für die gilt $-\frac{\pi}{2}<x<\frac{\pi}{2}$.
Für alle anderen $x$-Werte ist die zu betrachtende Ungleichung dagegen richtig. Für diese anderen $x$-Werte gibt es (vergleichen Sie mit Ihrer Skizze) zwei Möglichkeiten: Es kann $x \leqq-\frac{\pi}{2}$ sein oder $x \geqq \frac{\pi}{2}$.
Gilt also
$$
x \leqq-\frac{\pi}{2} \text { oder } \frac{\pi}{2} \leqq x
$$
so gilt die Ungleichung $f(x)<\cos x$. $\qquad$
--> 42
\phantomsection
\label{B1.44}
\liRa{44}
Wir geben Ihnen folgenden Hinweis:
Einer Ungleichung der Form $y<a x+b$ bzw. $y>a x+b$ genügen jeweils
44 alle Punkte einer der Halbebenen, in die die Gerade $y=a x+b$ die gesamte Koordinatenebene zerlegt. (Die Punkte auf der Geraden $y=a x+b$ sind jeweils ausgenommen.)
Im Falle der Geraden $g_1$ mit der Gleichung $y=-x+9$ entspricht $z$. B. der Ungleichung $y<-x+9$ die in
Abb. 3 schraffierte Halbebene.
\begin{figure}[ht]
\centering
\scalebox{0.5}{
\begin{tikzpicture}
\draw[->] (-1,0) -- (10,0) node[right] {$x$};
\draw[->] (0,-1) -- (0,10) node[above] {$y$};
\draw (9,0.2) -- (9,-0.2);
\draw (0.2,9) -- (-0.2,9);
% Die Gerade y = -x + 9
\draw[thick, blue] (-1,10) -- (10,-1) node[below right] {$y = -x + 9$};
% Schraffur links der Geraden, inklusive unterhalb der x-Achse
\foreach \x in {-1,-0.9,...,10} {
% Schnittpunkt der Linie mit der Geraden berechnen
\pgfmathsetmacro{\y}{-1 * \x + 9}
% Linie oberhalb der x-Achse zeichnen
\ifdim \y pt > 0 pt
\draw[red] (\x,\y) -- ++({-0.4*cos(10)},{0.4*sin(-10)});
\else
% Linie unterhalb der x-Achse zeichnen
\pgfmathsetmacro{\ybelow}{max(\y,-1)} % Begrenzung nach unten (falls benötigt)
\draw[red] (\x,\ybelow) -- ++({-0.4*cos(10)},{0.4*sin(-10)});
\fi
% Schnittpunkt mit der y-Achse: (0,9)
\fill[white] (-0.4,9) circle (0.2); % Weißer Kreis
\node at (-0.4,9) {$g$}; % Text "g"
% Schnittpunkt mit der x-Achse: (9,0)
\fill[white] (9,-0.4) circle (0.2); % Weißer Kreis
\node at (9,-0.4) {$g$}; % Text "g"
}
\end{tikzpicture}}
\end{figure}
Mit Hilfe dreier solcher Halbebenen, die durch die Geraden $g_1, g_2$ bzw. $g_3$ bestimmt werden, müssen Sie nun die Gesamtheit der inneren Punkte des Dreiecks charakterisieren.
--> 42
\phantomsection
\label{B1.45}
\liRa{45}
Ihre Antwort ist nicht richtig.
Einen Punkt $P_0$, dessen Koordinaten $x_0, y_0$ der Bedingung
$$
y_0>-x_0+9 \text { und } y_0<2 \text { und } y_0>2 x_0+6
$$
genügen, kann es nämlich gar nicht geben.
Denn für diesen Punkt müßte
sein, das heißt
also wegen
auch
$$
\begin{aligned}
y_0 & <2 \\
2 & >y_0 \\
y_0 & >-x_0+9 \\
2 & >-x_0+9 \\
2+x_0 & >9 \\
x_0 & >7 \\
y_0 & >2 x_0+6 \\
y_0 & >14+6=20 \\
20 & <y_0 \text { und } y_0<2
\end{aligned}
$$
das heißt, es müßte
sein, also $\quad x_0>7$;
wegen
wäre also auch
Also müßte gelten
was nicht sein kann.
Überlegen Sie sich nochmals, welchen Ungleichungen die Koordinaten $x, y$ der inneren Punkte des betrachteten Dreiecks genügen müssen.
$\longrightarrow 42$
\phantomsection
\label{B1.46}
\liRa{46}
Sie kennen den Begriff der Funktion einer reellen Variablen und wissen, daß man sich den Verlauf einer Funktion $f(x)$ meist durch eine Kurve in einem $(x, y)$-Koordinatensystem veranschaulichen kann.
Betrachten Sie die Funktion $f(x)$, für die gilt
$$
f(x)= \begin{cases}1, & \text { falls }-\frac{\pi}{2}<x<\frac{\pi}{2} \\ -2 & \text { für alle anderen reellen Zahlen } x\end{cases}
$$
Skizzieren Sie den Verlauf dieser Funktion auf einem Übungsblatt!
$$
\text { Dann } \longrightarrow 49
$$
\phantomsection
\label{B1.47}
\liRa{47}
Diese Antwort ist nicht richtig.
Die Menge der Punkte, die der von Thnen als zutreffend angesehenen Bedingung genügen, ist die Vereinigungsmenge dreier Mengen - nämlich der Mengen derjenigen Punkte, deren Koordinaten die erste bzw. zweite bzw. dritte Ungleichung erfüllen, die in der von Ihnen gewählten Bedingung genannt werden.
Jede dieser drei Mengen enthält aber Punkte der Ebene, die nicht im Innern des Dreiecks liegen. Zum Beispiel gehört der Punkt ( $-4,0$ ) zur Menge der Punkte, deren Koordinaten die Ungleichung $y>2 x+6$ erfüllen. Er ist aber kein innerer Punkt des Dreiecks. Daher enthält die Vereinigungsmenge dieser drei Mengen erst recht solche Punkte.
Gehen Sie zum Lehrschritt 42 zurück und versuchen Sie, die Menge der von den drei Geraden eingeschlossenen Punkte als eine Durchschnittsmenge darzustellen.
--> 42
\phantomsection
\label{B1.48}
\liRa{48}
Ihre Antworten im Lehrschritt 40 mußten lauten:
1. . . . oder . . .
2. . . . und . . .
Haben Sie richtig geantwortet
Haben Sie nicht richtig geantwortet
\secnr{49}
Sie mußten als Skizze erhalten :
\begin{figure}[ht]
\centering
\scalebox{0.75}{
\begin{tikzpicture}
% Achsen zeichnen
\draw[arrows = {-Latex[width=1pt 10, length=10pt]}] (-4,0) -- (4,0) node[right] {$x$};
\draw[arrows = {-Latex[width=1pt 10, length=10pt]}] (0,-3) -- (0,2.5) node[above] {$f(x)$};
% x-Achsenbeschriftung
\foreach \x in {-3,-2,-1,1,2,3} {
\draw (\x,0.1) -- (\x,-0.1) node[below] {\scriptsize $\x$};
}
% Spezielle Markierung für pi/2 und -pi/2
\draw (1.57,0.1) -- (1.57,-0.1) node[below] {\scriptsize $\frac{\pi}{2}$};
\draw (-1.57,0.1) -- (-1.57,-0.1) node[below] {\scriptsize $-\frac{\pi}{2}$};
% y-Achsenbeschriftung
\foreach \y in {-2,-1,1,2} {
\draw (0.1,\y) -- (-0.1,\y) node[left] {\scriptsize $\y$};
}
% Bereich f(x) = 1 für -pi/2 < x < pi/2
\draw[thick,blue] (-1.57,1) -- (1.57,1); % Linie für f(x) = 1
\fill[white] (-1.57,1) circle (0.08); % Offener Kreis links
\fill[white] (1.57,1) circle (0.08); % Offener Kreis rechts
\node[below right] at (1.57,1) {\scriptsize $\frac{\pi}{2}$};
\node[below left] at (-1.57,1) {\scriptsize $-\frac{\pi}{2}$};
% Abschließende Klammern bei der blauen Funktion
\draw[thick,blue] (-1.4,1.225) arc[start angle=130,end angle=230,radius=0.3]; % Linke Klammer
\draw[thick,blue] (1.4,1.225) arc[start angle=50,end angle=-50,radius=0.3]; % Rechte Klammer
% Bereich f(x) = -2 für x < -pi/2
\draw[thick,red] (-4,-2) -- (-1.57,-2); % Linie links
\fill[white] (-1.57,-2) circle (0.08); % Offener Kreis bei -pi/2
% Bereich f(x) = -2 für x > pi/2
\draw[thick,red] (1.57,-2) -- (4,-2); % Linie rechts
\fill[white] (1.57,-2) circle (0.08); % Offener Kreis bei pi/2
% Abschließende senkrechte Striche bei der roten Funktion
\draw[thick,red] (-1.65,-2.25) -- ++(0,0.5); % Linker senkrechter Strich
\draw[thick,red] (1.65,-2.25) -- ++(0,0.5); % Rechter senkrechter Strich
% Beschriftung
\node[right] at (4,-2) {\scriptsize $f(x) = -2$};
\node[right] at (1.57,1) {\scriptsize $f(x) = 1$};
\end{tikzpicture}
}
\end{figure}
Überprüfen Sie Ihr Ergebnis und korrigieren Sie es nötigenfalls! Zeichnen Sie in dasselbe Koordinatensystem noch $\cos x$ ein! Sollten Sie wider Erwarten den Verlauf dieser Funktion nicht mehr kennen, so informieren Sie sich in den Lehrschritten 106/107 und kehren Sie danach hierher zurück.
\begin{figure}[ht]
\centering
\begin{tikzpicture}
[scale=1]
% Linie nach rechts (1 cm)
\draw[line width=1pt] (-1.4,0.8) -- (-0.5 ,0.8);
\draw[line width=1pt] (0.8,0.8) -- (1 ,0.8);
% Zahl 20
\node[right] at (-0.55,0.8) {\hyperref[B1.106]{106}/\hyperref[B1.107]{107}};
% Bogen nach rechts außen und wieder zurück
\draw [line width=1pt](1,0) arc[start angle=270, end angle=450, radius=4mm];
% Linie nach links (1 cm)
\draw[line width=1pt,-Latex] (1,-0mm) -- (-1.5,-0mm)node[xshift=-3mm]{};
\end{tikzpicture}
\end{figure}
Aus Ihrer vervollständigten Skizze ersehen Sie nun, daß die Ungleichung
$$
f(x)<\cos x
$$
für alle reellen Zahlen $x$ gilt, für die $x \leqq-\frac{\pi}{2} \ldots \ldots \ldots$. (und/oder) $^{\ldots} \begin{array}{r}\pi \\ 2\end{array}$ ist.
(und/oder)
Füllen Sie die Lücke aus!
$$
\text { Dann } \longrightarrow 43
$$
\secnr{50}
Ihre Tabelle muß so aussehen:
\begin{tabular}{c|c|c|c}
\hline$p$ & $q$ & $p$ oder $q$ & $p$ und $q$ \\
\hline$W$ & $W$ & $\mathbf{W}$ & $\mathbf{W}$ \\
$W$ & $F$ & $W$ & $\mathbf{F}$ \\
$F$ & $W$ & $W$ & $\mathbf{F}$ \\
$F$ & $F$ & $\mathbf{F}$ & $F$ \\
\hline
\end{tabular}
Sie sehen, daß die Wahrheit bzw. Falschheit der betrachteten Aussagenverbindungen nur von der Wahrheit bzw. Falschheit der Aussagen abhängt, aus denen sie zusammengesetzt sind.
$\longrightarrow 52$
\secnr{51}
Diejenigen Aussagen, die wir mit Hilfe der Wörter ,,oder" bzw. ,,und" verknüpfen wollen, unterliegen keinen Einschränkungen. Insbesondere wollen wir nicht fordern, daß etwa nur mathematische oder nur nichtmathematische Aussagen miteinander verknüpft werden sollen.
Eine zunächst vielleicht paradox erscheinende Konsequenz dieser Auffassung ist, daß wir z. B. die folgenden Zusammensetzungen als Aussagen zulassen:
Es ist $3+3=6$ und der 1. Januar ein Feiertag
2 ist eine irrationale Zahl, oder gestern war Freitag
Die Gleichung $x^2=1$ hat mindestens eine ganzzahlige Lösung, und es ist $2^4=16$
Berlin ist die Hauptstadt der VR Polen, oder es ist $2^2+3^2=4^2$ $E s$ ist $3<1$ oder $\sin \pi+\cos \pi=1$.
---> 53
Prägen Sie sich bitte folgende Bezeichnungen ein:
\secnr{52}
Eine durch Verbindung zweier Aussagen mittels ,,oder" entstehende Aussage nennt man eine Alternative.
Eine durch Verbindung zweier Aussagen mittels ,,und" entstehende Aussage nennt man eine Konjunktion.
Die Eigenschaft, daß die Wahrheit bzw. Falschheit einer Alternative (Konjunktion) nur von der Wahrheit bzw. Falschheit der Aussagen abhängt, aus denen sie sich zusammensetzt, und nicht von deren Inhalt, nennt man Extensionalität.
---> 54
53
Nun wollen wir uns überlegen, wann die durch Zusammensetzung zweier Aussagen $p, q$ mittels „oder" bzw. „und" entstehende Aussage wahr ist.
Gemäß unserer Vereinbarung, das Wort „oder" stets im nichtausschließenden Sinne zu gebrauchen, ist die Aussage
$$
p \text { oder } q
$$
in folgenden Fällen wahr:
(1) falls der durch die Aussage $p$ beschriebene Sachverhalt vorliegt;
(2) falls der durch die Aussage $q$ beschriebene Sachverhalt vorliegt;
(3) falls sowohl der durch die Aussage $p$ als auch der durch die Aussage $q$ beschriebene Sachverhalt vorliegt.
Sonst ist die Aussage $p$ oder $q$ falsch.
----> 54
55
Die Überlegungen der beiden letzten Lehrschritte können wir in folgender leicht zu merkender Form zusammenfassen:
(1) Die durch Verknüpfung zweier Aussagen mittels „oder" entstehende Aussage ist genau in den Fällen wahr, in denen mindestens eine der verknüpften Aussagen wahr ist.
(2) Die durch Verknüpfung zweier Aussagen mittels „und" entstehende Aussage ist genau in den Fällen wahr, in denen beide verknüpften Aussagen wahr sind.
Prägen Sie sich dieses ein!
$$
\text { Dann } \longrightarrow 56
$$
\begin{tabular}{|l|l|}
\hline & Entscheiden Sie zur Übung für jede der folgenden Aussagen, ob sie wahr oder falsch ist! Schreiben Sie ,,wahr" bzw. ,,falsch" hinter jede Aussage! \\
\hline $p_1$ : & Es ist $3^3=9$ oder $\pi<3,12$ \\
\hline $p_2$ : & Weihnachten ist im Dezember, oder Ostern ist im Frühling \\
\hline $p_3$ : & $\left|\sin \frac{3}{2} \pi\right|=0$ und $(-4)^{17}>0$ \\
\hline $p_4$ xclor
: & $\sqrt{(-4)^2}=-4$ oder $2^3=3^2$ \\
\hline $p_5$ : & -7 ist eine rationale Zahl, und Sie sind jetzt beim Lehrschritt 56 dieses Programms \\
\hline $p_6$ : & $1001=7 \cdot 11 \cdot 13$ oder $1024=2^{10}$ \\
\hline $p_7$ : & Der 28. Februar 1971 war ein Dienstag, oder die Gleichung $5 x-7=0$ hat keine ganzzahlige Lösung \\
\hline
\end{tabular}
56
57
Da Sie nicht mehr als eine Aufgabe falsch haben, dürfen Sie bis hierher alle Lehrschritte überspringen.
Diejenigen Aussagen, die wir mittels der Wörter „oder" bzw. ,,und" verknüpfen wollen, unterliegen keinen Einschränkungen. Insbesondere wollen wir nicht fordern, daß etwa nur mathematische oder nur nichtmathematische Aussagen miteinander verknüpft werden sollen.
Eine Konsequenz dieser Auffassung ist es, daß wir z. B. die folgenden Zusammensetzungen als Aussagen zulassen:
Es ist $3+3=6$, und der 1. Januar ein Feiertag
2 ist eine irrationale Zahl, oder gestern war Freitag
Die Gleichung $x^2=1$ hat mindestens eine ganzzahlige Lösung, und es ist $2^4=16$
Berlin ist die Hauptstadt der VR Polen oder es ist $2^2+3^2=4^2$
Es ist $3<1$ oder $\sin \pi+\cos \pi=1$.
58
58
Es bereitet auch für derartige Aussagen keine Mühe zu entscheiden, ob sie wahr oder ob sie falsch sind, da - wie Sie wissen - gilt:
(1) Die durch Verknüpfung zweier Aussagen mittels „oder" entstehende Aussage ist genau in den Fällen wahr, in denen mindestens eine der verknüpften Aussagen wahr ist.
(2) Die durch Verknüpfung zweier Aussagen mittels „und" entstehende Aussage ist genau in den Fällen wahr, in denen beide verknüpften Aussagen wahr sind.
60
Vergleichen Sie Ihre Lösungen mit den richtigen Lösungen! Wenn Sie Fehler gemacht haben, so überlegen Sie sich an Hand
59 der angegebenen Begründungen den Sachverhalt nochmals.
Die richtigen Lösungen lauten :
\begin{tabular}{|l|l|}
\hline $p_1$ & falsch (denn es ist $3^3=27 \neq 9$ und auch nicht $\pi<3,12$ ) \\
\hline $p_2$ & wahr (denn Weihnachten ist im Dezember) \\
\hline $p_3$ & falsch (denn es ist $(-4)^{17}=(-1)^{17} \cdot 4^{17}=-4^{17}<0$; bzw. andere Begründung: denn es ist $\left|\sin \frac{3 \pi}{2}\right|=|-1|=1 \neq 0$ ) \\
\hline $p_4$ & falsch (denn es ist $\sqrt{(-4)^2}=\sqrt{16}=4$ und es ist $2^3=8 \neq 9=3^2$ ) \\
\hline $p_5$ & wahr (denn -7 ist eine rationale Zahl, und Sie waren bei der Lösung dieser Aufgabe beim Lehrschritt 56 dieses Programms) \\
\hline $p_6$ & wahr \\
\hline $p_7$ & wahr (denn die Gleichung $5 x-7=0$ hat als einzige reelle Lösung $x=\frac{7}{5}$, also keine ganzzahlige Lösung). \\
\hline
\end{tabular}
60
60
Wie schon im Falle der Negation einer Aussage wollen wir nun unsere Ergebnisse über die Wahrheit bzw. Falschheit der durch Verknüpfung zweier Aussagen $p, q$ mittels „oder" bzw. ,,und" entstehenden Aussagen tabellarisch zusammenfassen. $W$ bzw. $F$ sollen die Eigenschaft des Wahrseins bzw. des Falschseins andeuten.
Ergänzen Sie die folgende Tabelle:
\begin{tabular}{c|c|c|c}
\hline$p$ & $q$ & $p$ oder $q$ & $p$ und $q$ \\
\hline$W$ & $W$ & $\cdots$ & $\cdots$ \\
$W$ & $F$ & $W$ & $\cdots$ \\
$F$ & $W$ & $\cdots$ & $\cdots$ \\
$F$ & $F$ & $\cdots$ & $F$
\end{tabular}
$\longrightarrow 50$
$-35-$
\begin{tikzpicture}
\begin{axis}[
extra x tick style={% ändern des Stils für extraticks
every tick/.append style={black, thick},% andere Farbe und Breite
major tick length=0.2cm% andere Länge
},
major tick length=0.2cm, % Länge der Hauptticks
axis lines = middle,
axis line style={-Stealth, thick}, % Stealth-Pfeilspitzen
xlabel = {$x$},
ylabel = {$y$},
xmin=-0.3, xmax=4,
ymin=-1, ymax=1.2,
xtick={1},
ytick={1},
%grid=both,
%width=8cm,
%height=8cm,
%tick length = 0.3cm,
samples=100,
extra x ticks={2,3},
extra x tick labels = {},
xlabel style={xshift=0.25cm, yshift=-0.5cm},
ylabel style={xshift=-0.5cm},
]
\addplot [blue, thick, domain=0.1:4] {log10(x)};
\node at (axis cs:7,2) {$y=\lg x$};
%\filldraw[red] (axis cs:3,{log10(3)}) circle (2pt);
\draw (axis cs:0,0) circle (3pt);
\end{axis}
\end{tikzpicture}
\begin{tikzpicture}
\begin{axis}[
axis lines=middle,
enlargelimits,
xmin=0, xmax=10,
ymin=-1.2, ymax=1.5,
xlabel={$x$},
ylabel={$y$},
xtick={1},
ytick={1},
xtick={1},
% Alle Ticks anpassen
tick style={line width=0.7pt,thick},
% Achsenpfeile
axis line style={-Stealth},
major tick length=6pt,
% Beschriftungen
every axis x label/.style={at={(current axis.right of origin)}, anchor=west},
every axis y label/.style={at={(current axis.above origin)}, anchor=south},
% Extra Tick bei x=1 und y=1 hervorheben
extra x ticks={3,5,7,9},
extra x tick labels = {},
extra x tick style={major tick length=6pt, tick style={line width=1pt}},
extra y tick style={tick style={line width=1pt}},
xlabel style={xshift=-0.25cm, yshift=-0.25cm},
ylabel style={xshift=-0.5cm}
]
% Logarithmus zeichnen
\addplot[domain=0.01:10, samples=200, thick] {log10(x)};
\node at (axis cs:9,1.2) {$y=\lg x$};
% Offener Kreis am Ursprung
\draw[] (axis cs:0,0) circle (3pt);
\end{axis}
\end{tikzpicture}
\begin{tikzpicture}
\begin{axis}[
axis lines=middle,
axis line style={->},
xmin=-2*pi, xmax=2*pi,
ymin=-1.5, ymax=1.5,
domain=-2*pi:2*pi,
samples=200,
xtick={-2*pi, -3*pi/2, -pi, -pi/2, -pi/4, pi/4, pi/2, pi, 3*pi/2, 2*pi},
xticklabels={$-2\pi$, $-\tfrac{3\pi}{2}$, $-\pi$, $-\tfrac{\pi}{2}$, $-\tfrac{\pi}{4}$,
$\tfrac{\pi}{4}$, $\tfrac{\pi}{2}$, $\pi$, $\tfrac{3\pi}{2}$, $2\pi$},
ytick={-1,0,1},
yticklabels={$-1$, $0$, $1$},
tick style={line width=0.7pt},
major tick length=4pt,
every axis x label/.style={at={(current axis.right of origin)}, anchor=west},
every axis y label/.style={at={(current axis.above origin)}, anchor=south},
xlabel={$x$},
ylabel={$y$},
]
% Sinus-Kurve
\addplot[thick] {sin(deg(x))};
\node at (axis cs:3, -0.6) {$y=\sin x$};
% Kosinus-Kurve
\addplot[thick] {cos(deg(x))};
\node at (axis cs:3, 0.8) {$y=\cos x$};
\end{axis}
\end{tikzpicture}
\begin{tikzpicture}
\begin{axis}[
axis lines=middle,
axis line style={->},
xmin=-2*pi, xmax=2*pi,
ymin=-5, ymax=5,
samples=400,
domain=-2*pi:2*pi,
restrict y to domain=-5:5, % schneidet extreme Werte ab
xtick={-2*pi,-3*pi/2,-pi,-pi/2,0,pi/2,pi,3*pi/2,2*pi},
xticklabels={$-2\pi$,$-\tfrac{3\pi}{2}$,$-\pi$,$-\tfrac{\pi}{2}$,
$0$,$\tfrac{\pi}{2}$,$\pi$,$\tfrac{3\pi}{2}$,$2\pi$},
ytick={-5,-4,-3,-2,-1,0,1,2,3,4,5},
xlabel={$x$},
ylabel={$y$},
]
% Kotangens
\addplot[thick,blue] {cos(deg(x))/sin(deg(x))};
\node at (axis cs:1,3) {$y=\cot(x)$};
\addplot[thick,red] {tan(deg(x))};
\node at (axis cs:3, -0.6) {$y=\tan x$};
\end{axis}
\end{tikzpicture}
\begin{tikzpicture}
\begin{scope}
\clip plot [smooth] coordinates {(-10.18,4.48) (-10.316002936123713,4.957552487532145) (-10.387374280453162,5.371506284642951) (-10.276000027487713,5.809778772543043) (-9.849923772019515,6.092720035939893) (-9.088415813657184,6.185139609998673) (-8.132039799642563,6.099493996803334) (-6.247836309345101,5.956751308144436) (-5.58,5.22) (-5.66,4.42) (-6.433401804601669,4.072547817846974) (-7.247035129957392,4.015450742383415) (-7.732360271397647,3.7156910961997274) (-8.34,2.96) (-9.24,2.94) (-9.86,3.48) (-10.18,4.48)};
\draw[line width=1mm] plot [smooth] coordinates {(-10.18,4.48) (-10.316002936123713,4.957552487532145) (-10.387374280453162,5.371506284642951) (-10.276000027487713,5.809778772543043) (-9.849923772019515,6.092720035939893) (-9.088415813657184,6.185139609998673) (-8.132039799642563,6.099493996803334) (-6.247836309345101,5.956751308144436) (-5.58,5.22) (-5.66,4.42) (-6.433401804601669,4.072547817846974) (-7.247035129957392,4.015450742383415) (-7.732360271397647,3.7156910961997274) (-8.34,2.96) (-9.24,2.94) (-9.86,3.48) (-10.18,4.48)};
\fill[pattern=north east lines] (-10.5,0) rectangle (7,6.6);
\draw (0,0) rectangle (4,3);
\end{scope}
\begin{scope}
\clip plot [smooth] coordinates { (-7.270483135965676,5.352927819643642) (-7.089385928695549,6.4757305047184275)
(-6.564204027612182,7.055241567982833)
(-6.220119333798941,7.254448495979973)
(-5.4232916218103835,7.471765144704125)
(-4.300488936735598,7.50798458615815) (-3.630429269836129,6.837924919258681)
(-3.1595765309337995,5.588354189094806) (-3.0509182065717235,4.375002900384957)
(-3,3) (-3.3768931796579515,2.382933620413563)
(-4.065062567284433,2.5278113862296645) (-4.78945139636494,2.9624446836779685)
(-5.550059666899472,3.10732244949407)
(-6.202009613071928,2.8537863593158925)
(-6.763410955609321,2.455372503321614)
(-7.270483135965676,3.034883566586019)
(-7.379141460327752,4.501770945474046)
(-7.270483135965676,5.352927819643642) };
\draw[line width=1mm] plot [smooth]
coordinates { (-7.270483135965676,5.352927819643642) (-7.089385928695549,6.4757305047184275)
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(-3,3) (-3.3768931796579515,2.382933620413563)
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(-7.270483135965676,5.352927819643642)};
\fill[pattern=north west lines] (-8.5,0) rectangle (7,8);
\draw (0,0) rectangle (4,7);
\end{scope}
\node at (-8.75,4.5) {\Huge $M$};
\node at (-4.95,5.05) {\Huge $N$};
\node at (-4.95,5.05) {\Huge $N$};
\end{tikzpicture}
\end{document}

171
Band1/Band1.typ Normal file
View File

@@ -0,0 +1,171 @@
#import "@preview/biz-report:0.3.1": authorwrap, dropcappara, infobox, report
#show text: set text(spacing: 100%) // Erhöht den Abstand zwischen den Wörtern/Zeilen
// ODER (effektiver):
#show par: set par(leading: 1em)
/*#set page(
paper: "iso-b5"
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#show: report.with(
title: "Zum Sprachgebrauch der Mathematik",
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#set par(
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justify: true // Blocksatz (sieht im Report meist besser aus)
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//Formelnummerierung
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// 1. Die Bezeichnung auf "Bild" ändern
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#set figure.caption(separator: [ ])
//#set par(leading: 1.5em)
// 2. Die Nummerierung manuell berechnen
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// Wenn wir mindestens in einer Sektion (Ebene 2) sind
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// Gibt Kapitel.Sektion.Bildnummer zurück
return str(h-nums.at(0)) + "." + str(h-nums.at(1)) + "." + str(nums.pos().last())
} else if h-nums.len() == 1 {
// Falls nur ein Kapitel existiert: Kapitel.Bildnummer
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// 3. Optional: Den Bild-Zähler bei jeder neuen Sektion (==) zurücksetzen
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it
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/*#set text(
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= Vorwort des Herausgebers
Mit diesem Heft eröffnen wir die Reihe „Lehrprogrammbücher Hochschulstudium - Mathematik", die die Akademische Verlagsgesellschaft Geest \& Portig K.-G. dankenswerterweise in ihr Verlagsprogramm aufgenommen hat.
Programmierte Lehrmaterialien werden zusammen mit anderen Methoden für die Aneignung von Wissen und Können einen gesicherten Platz in der Ausbildung an den Hoch- und Fachschulen einnehmen. Die Programme sind vom Ziel und vom Inhalt so angelegt, daß sie sich als Bausteine in den Ausbildungsprozeß einfügen und dem wissenschaftlich-produktiven Studium als grundlegendem Prinzip bei der Entwicklung sozialistischer Persönlichkeiten dienen.
Das hier vorgelegte erste Heft der Reihe bildet nun insofern eine Ausnahme, als es sich nicht vorrangig an denjenigen wendet, der bereits Mathematik studiert, sondern insbesondere an den, der ein Studium der Mathematik im Haupt- oder Nebenfach aufnehmen will oder der sich für mathematische Denkweisen und Sachverhalte interessiert.
Die in dieser Reihe erscheinenden Lehr- und Übungsprogramme sind unter Anleitung und Betreuung des Forschungszentrums für Theorie und Methodologie der Programmierung von Lehr- und Lernprozessen an der Karl-Marx-Universität entstanden und bilden die Grundlage für weitere Forschungen. Deshalb wird in den einzelnen Heften keine einheitliche Programmierungstechnik angewandt. In jedem Programm wird aber großer Wert darauf gelegt, daß der Lernende durch aktives Mitdenken zum Verstehen der Sachverhalte und Zusammenhänge geführt wird.
Es ist programmierten Materialien zu eigen, daß sie für den Lernenden geschrieben sind und seinen Wünschen und Bedürfnissen weitgehend Rechnung zu tragen haben.
Bitte lassen Sie uns wissen, wie weit es uns gelungen ist, dieser Forderung nachzukommen.
Schreiben Sie, welche der in den einzelnen Bausteinen angewandten Programmierungsmethoden Ihnen am meisten zusagt.
Ich wünsche der Reihe einen guten Start!
Leipzig, im Juni 1971#h(1fr);DER HERAUSGEBER
#pagebreak()
== Das Programm richtet sich vorwiegend an
Absolventen der zehnklassigen polytechnischen Oberschule; Abiturienten; Studenten des ersten Semesters an Hoch-, Fach- und Ingenieurschulen sowie pädagogischen Instituten im Direkt- und Fernstudium; Lehrer.
Voraussetzung zum erfolgreichen Durcharbeiten dieses Programms
Mathematik-Abschluß Klasse 10
\textbf{Ziele}
Nach Durcharbeitung des Programms sollen Sie den Gebrauch der Wörter
\hspace{1cm}\textit{\anf{und}, \anf{oder}, "`nicht"',}\par
der Redeweisen
\hspace{1cm}\textit{"`wenn -- so"', "`genau dann, wenn"',}
\hspace{1cm}\textit{"`für alle ..."', "`es gibt mindestens (genau, höchstens) ein..."',}
\hspace{1cm}\textit{"`es gibt mindestens (genau, höchstens) $n \ldots $"' $(n=2,3, \ldots)$}
sowie den Gebrauch des bestimmten Artikels in der Mathematik verstanden haben.
Im besonderen bedeutet dies:
\begin{itemize}
\item Sie haben erfaßt, was unter einer \textit{Aussage} sowie der \textit{Negation} einer Aussage zu verstehen ist.
\item Sie kennen die Aussagenverknüpfungen \textit{Konjunktion}, \textit{Alternative} und \textit{Implikation}, insbesondere wissen Sie Bescheid, in welcher Weise das Wahr- bzw. Falschsein dieser Aussagenverknüpfungen vom Wahr- bzw. Falschsein der jeweils miteinander verknüpften Aussagen abhängt.
\item Sie sind in der Lage, die Gleichwertigkeit gewisser Formulierungen zu erkennen, in denen Wörter oder Redeweisen der genannten Art vorkommen.
\end{itemize}
Im Verlaufe der Durcharbeitung des Programms sollen Teile Ihres Schulwissens über die trigonometrischen Funktionen, die Logarithmusfunktionen, die Quadratwurzel sowie über den absoluten Betrag einer Zahl gefestigt werden.
\newpage
\textbf{Hinweise für die Arbeit mit dem Lehrprogramm}
Dieses Lehrprogramm unterscheidet sich in einigen Punkten wesentlich von Lehrbüchern. Rein äußerlich zeigt sich das bereits darin, daß der Stoff außerordentlich stark gegliedert ist. Er wird Ihnen in sogenannten Lehrschritten geboten. Von wenigen Ausnahmen abgesehen, befinden sich auf jeder Seite mehrere solcher Lehrschritte, die durch Striche voneinander getrennt und durchgehend numeriert sind. Dabei ist es nicht so, daß diese Lehrschritte immer der Reihe nach durchzuarbeiten sind. Oft entscheiden Ihre eigenen Lernergebnisse, die in Aufgaben überprüft werden, über die Reihenfolge der von Ihnen zu bearbeitenden Lehrschritte.
Am Ende der Lehrschritte wird durch Pfeile angegeben, welcher Lehrschritt als nächster von Ihnen zu bearbeiten ist. Dabei bedeuten im einzelnen:
\begin{tabular}{ll}
\raisebox{-0.4\height}{\includegraphics[width=0.3\linewidth]{Grafiken/001.png}}
& Gehen Sie nach Lehrschritt x ! \\
\\
\raisebox{-0.4\height}{\includegraphics[width=0.3\linewidth]{Grafiken/002.png}}& \makecell[l]{Gehen Sie zunächst zum Lehrschritt $x$, dann weiter \\nach $y$!}\\
\\
\raisebox{-0.4\height}{\includegraphics[width=0.3\linewidth]{Grafiken/003.png}}& \makecell[l]{Studieren Sie Lehrschritt $x$ und kehren Sie dann \\nach diesem (eben bearbeiteten) Lehrschritt zurück!}\\
\\
\raisebox{-0.4\height}{\includegraphics[width=0.3\linewidth]{Grafiken/004.png}}& \makecell[l]{Studieren Sie Lehrschritt $x$ und kehren Sie dann\\nach Lehrschritt $y$ zurück!} \\
\end{tabular}
Das erfolgreiche Durcharbeiten des Programms erfordert sehr genaues und konzentriertes Lesen sowie die aktive Auseinandersetzung mit den Aufgaben und Fragen, mit denen Sie ständig konfrontiert werden. Gehen Sie tatsächlich erst dann weiter, wenn Sie überzeugt sind, die richtige Lösung gefunden bzw. den Text verstanden zu haben. Es empfiehlt sich, an einigen Stellen die Arbeit zu unterbrechen, um so einem zu schnellen und oberflächlichen Vorgehen entgegenzuwirken.
Besonders zu beachtende Stellen des Programms sind durch Farbgestaltung hervorgehoben.
Legen Sie sich zur Lösung der Aufgaben einige Blatt Papier bereit.
\vfill
Und nun: Frisch ans Werk!
%\end{document}

154
Band1/Definitionen.tex Normal file
View File

@@ -0,0 +1,154 @@
%!TEX root=Band1.tex
\usepackage{subfiles}
\usepackage[paperheight=222mm,paperwidth=165mm,textwidth=145mm,left=2cm,right=2cm,top=10mm,bottom=15mm,heightrounded]{geometry}
\usepackage[utf8]{inputenc}
\usepackage[T1]{fontenc}
\usepackage{babel}
%\usepackage{makeidx}
\usepackage{graphicx}
% \usepackage{fancyhdr}
\usepackage{makecell}
\usepackage{tikz}
%\usepackage{amsmath}
\usetikzlibrary {arrows.meta,bending,positioning,patterns}
%\reversemarginpar
\usepackage{pgfplots}
% ref packages
%\usepackage{nameref}
% folowing must be in this order
%\usepackage{varioref}
\usepackage[colorlinks=true,urlcolor=black,linkcolor=black]{hyperref}
%\usepackage{hyperref}
%\usepackage{cleveref}
\usepackage[parfill]{parskip}
%\usepackage[german]{babel}
%\newcommand{\anf}[1]{"`#1"'}
\newcommand{\anf}[1]{\glqq#1\grqq}
%\usepackage{showframe}
\usepackage[most]{tcolorbox}
\usepackage{amsmath,amssymb}
\usepackage{fancyhdr}
\pagestyle{fancy}
\fancyhf{}
\cfoot{-\thepage -}
\renewcommand{\headrulewidth}{0pt}
\renewcommand{\footrulewidth}{0pt}
\newcommand{\einrueckung}[1]{\begin{addmargin}[45pt]{0pt}
#1\end{addmargin}
}
%%%%Leerseite
\usepackage{afterpage}
\newcommand\myemptypage{
\null
\thispagestyle{empty}
\addtocounter{page}{-1}
\newpage
}
\everymath{\displaystyle}
%%%%Zahl linker Rand
\newcommand{\liRa}[1]{\marginpar[\raggedleft\Huge{\textbf{#1}}]{\textbf{\Huge{#1}}}}
\newcommand{\secnr}[1]{
\phantomsection
\label{B1.#1}
\liRa{#1}
}
%%%%Farbbox
\newtcolorbox{mybox}[1][width=0.8\textwidth]{%
%enhanced,
%boxed title style={colback=red, sharp corners},
colframe = orange!50,
colback = orange!50,
% overlay = {\node[text=white, fill=red] at (frame.east)
% {$\clubsuit$};},
#1}
\newtcolorbox{myboxred}[1][width=0.8\textwidth]{%
%enhanced,
%boxed title style={colback=red, sharp corners},
colframe = red!50,
colback = red!50,
% overlay = {\node[text=white, fill=red] at (frame.east)
% {$\clubsuit$};},
#1}
%\usepackage{enumitem,calc}
%\SetLabelAlign{myparleft}{\parbox[t]\textwidth{#1\par\mbox{}}}
\usepackage{calc}
\usepackage{enumitem}
%\setlist[description]{leftmargin=\parindent,labelindent=\parindent}\usepackage{enumitem}
%\setlist[description]{leftmargin=\parindent,labelindent=\parindent}
\newlength{\mylength}
\newcommand{\ausrichtung}[1]{ % Befehl zur Berechnung der Wortlänge
\settowidth{\mylength}{#1} % Breite des Wortes berechnen und in Längenvariable speichern
\hspace{\mylength}} % wird die Klammer eine Zeile tiefer gesetzt, dann rutscht das nachfolgende um ? nach rechts
%\usepackage[table]{xcolor}
% table in die documentclass übernommen, da sonst Fehlermeldung
\usepackage{xcolor}
\title{Zum Sprachgebrauch der Mathematik}
%%%Pfeile
\pgfdeclarelayer{background}
\pgfsetlayers{background,main}
\newcommand{\bglayer}[1]{%
\begin{pgfonlayer}{background}
\begin{scope}[every picture]
#1
\end{scope}
\end{pgfonlayer}
}
%%%Pfeile
\usepackage[figurename=Abb.]{caption}
\counterwithin{figure}{part}
%\captionsetup[figure]{labelfont=Large,bf,textfont=it}
\newcommand{\verweisrechts}[2]{
\hspace{-5mm}\begin{tikzpicture}[]
%Vorfüllen sonst verrutscht es
\draw [white](0,0) -- (5,0);
% \node (A) at (8.25,0) {Dann};
\bglayer{%
\draw [line width= 0.35mm, -Latex] (10,0) -- (12.75,0) node [right] {\hyperref[#1]{#2}};
}
\end{tikzpicture}}
\newcommand{\trenner}{\vspace{-4mm}
\rule{\textwidth}{4pt}
\vspace{-4mm}}
\newcommand{\verweisrechtskom}[4]{
\hspace{-5mm}\begin{tikzpicture}[]
%Vorfüllen sonst verrutscht es
\draw [white](0,0) -- (0.1,0);
% \node (A) at (8.25,0) {Dann};
\bglayer{%
\draw [line width= 0.35mm, -Latex] (10,0) -- (12.75,0) node [right] {\hyperref[#1]{#2}};
\node[right, xshift=1mm] at (#3,0) {#4};
}
\end{tikzpicture}}

BIN
Band1/Grafiken/001.png Normal file

Binary file not shown.

After

Width:  |  Height:  |  Size: 5.8 KiB

BIN
Band1/Grafiken/002.png Normal file

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After

Width:  |  Height:  |  Size: 6.8 KiB

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Band1/Grafiken/003.png Normal file

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After

Width:  |  Height:  |  Size: 11 KiB

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After

Width:  |  Height:  |  Size: 11 KiB

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Band1/Grafiken/005.png Normal file

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After

Width:  |  Height:  |  Size: 213 KiB

BIN
Band1/Grafiken/006.png Normal file

Binary file not shown.

After

Width:  |  Height:  |  Size: 33 KiB

25
Band1/Grafiken/abb2.pgf Normal file
View File

@@ -0,0 +1,25 @@
\definecolor{qqqqff}{rgb}{0,0,1}
\definecolor{qqwuqq}{rgb}{0,0.39215686274509803,0}
\begin{tikzpicture}[line cap=round,line join=round,x=1cm,y=1cm]
\begin{axis}[
x=1cm,y=1cm,
axis lines=middle,
ymajorgrids=true,
xmajorgrids=true,
xmin=-5,
xmax=12,
ymin=-3,
ymax=12,
xtick={-4,-2,...,11},
ytick={-2,...,11},]
\clip(-5.974,-6.134) rectangle (27.73,14.964);
\draw[line width=2pt,color=qqwuqq,smooth,samples=100,domain=-5.974000000000008:27.729999999999997] plot(\x,{0-(\x)+9});
\draw [line width=2pt,domain=-5.974:27.73] plot(\x,{(--2-0*\x)/1});
\draw[line width=2pt,color=qqqqff,smooth,samples=100,domain=-5.974000000000008:27.729999999999997] plot(\x,{2*(\x)+6});
\begin{scriptsize}
\draw[color=qqwuqq] (-5.688,14.689) node {$g$};
\draw[color=black] (-5.71,2.435) node {$f$};
\draw[color=qqqqff] (-5.688,-5.287) node {$h$};
\end{scriptsize}
\end{axis}
\end{tikzpicture}

893
Band2/A.tex Normal file
View File

@@ -0,0 +1,893 @@
%!TEX root=Band2.tex
\chapter{Stammfunktion und unbestimmtes Integral}\vspace{-7mm}\secnr{1}
\vspace{10mm}
In der \textbf{Differentialrechnung} wurde folgende Aufgabenstellung betrachtet:
\abstandlinks{40}{
\textit{Gegeben} ist eine Funktion $F(x)$,
\textit{gesucht} wird die erste Ableitung dieser Funktion $F^{\prime}(x)=f(x)$.}
\textbf{Beispiel}
\abstandlinks{40}{
\textit{Gegeben}: $F(x)=x^3$,
\textit{gesucht}: $F^{\prime}(x)=f(x)=3 x^2$.}
Die Aufgabenstellung in der \textbf{Integralrechnung} ist die Umkehrung des Grundproblems der Differentialrechnung:
\abstandlinks{40}{
\textit{Gegeben} ist eine Funktion $f(x)$,
\textit{gesucht} wird eine Funktion $F(x)$ mit der Eigenschaft}
\abstandlinks{55}{
$F^{\prime}(x)=f(x)$.
Die Ableitung der gesuchten Funktion soll also gleich der gegebenen Funktion sein.}
\textbf{Beispiel}
\abstandlinks{40}{
\begin{tabular}{@{}ll@{}}
\textit{Gegeben:} & $f(x)=3 x^2$,\\
\textit{gesucht:} & $F(x)$ mit der Eigenschaft, daß $F^{\prime}(x)=3 x^2$ ist; also \\
& $F(x)=x^3$. \\
\end{tabular}
}
\begin{tcolorbox}[ colback=orange!20!white,frame hidden, boxrule=0pt,left=-4pt, right=2pt, top=2pt, bottom=2pt]
\begin{tabularx}{\linewidth}{lX}
\textbf{Definition} & Die Funktion $y=f(x)$ sei reell und stetig im Intervall $(a, b)$. Jede dort definierte reelle Funktion $F(x)$, deren erste Ableitung gleich $f(x)$ ist, heißt \textbf{Stammfunktion} von $f(x)$ in diesem Intervall. \\
\end{tabularx}
\end{tcolorbox}
% \layout
\newpage
Man kommt zunächst\secnr{H 54}auf
\abstandlinks{40}{
\roteMathBox{\ensuremath{
\begin{array}{c}
\cos ^2 \frac{x}{2}-\sin ^2 \frac{x}{2} \\
[6pt] \hline \\[-6pt]
\sin ^2 \frac{x}{2}+\cos ^2 \frac{x}{2}
\end{array}
}}}
Die weitere Umformung beginnt damit, daß man Zähler und Nenner durch $\cos ^2 \frac{x}{2}$ dividiert.
\hspace*{-5mm}\begin{tikzpicture}[]
%Vorfüllen sonst verrutscht es
\draw [white](0,0) -- (5,0);
% \node (A) at (8.25,0) {Dann};
\bglayer{%
\draw [line width= 0.25mm, -Latex] (10.5,0) -- (11.5,0) node [right] {\hyperref[L93]{L 93}};
}
\end{tikzpicture}
\rule{\textwidth}{1pt}
Die Substitution führt auf\secnr{H 55}
\abstandlinks{40}{ \scalebox{1.5}{$
\bigintsss \frac{\frac{2 \mathrm{~d} t}{1+t^2}}{\frac{2 t}{1+t^2}}
$}}
\hspace*{-5mm}\begin{tikzpicture}[]
%Vorfüllen sonst verrutscht es
\draw [white](0,0) -- (5,0);
% \node (A) at (8.25,0) {Dann};
\bglayer{%
\draw [line width= 0.25mm, -Latex] (10.5,0) -- (11.5,0) node [right] {\hyperref[L95]{L 95}};
}
\end{tikzpicture}
\rule{\textwidth}{1pt}
Die Substitution führt auf\secnr{H 56}
\abstandlinks{40}{ \scalebox{1.5}{$
\bigintsss \frac{\frac{2 \mathrm{~d} t}{1+t^2}}{1+\frac{1-t^2}{1+t^2}}
$}}
\hspace*{-5mm}\begin{tikzpicture}[]
%Vorfüllen sonst verrutscht es
\draw [white](0,0) -- (5,0);
% \node (A) at (8.25,0) {Dann};
\bglayer{%
\draw [line width= 0.25mm, -Latex] (10.5,0) -- (11.5,0) node [right] {\hyperref[L96]{L 96}};
}
\end{tikzpicture}
\vfill
\newpage
\textbf{Beispiele}:
\begin{enumerate}
\item Die Ableitung von $\sin x$ ist $\cos x$. Deshalb ist $F(x)=\sin x$ Stammfunktion von $f(x)=\cos x$.
Beide Funktionen sind im Intervall $(-\infty, \infty)$ definiert.
\item Die Ableitung von $4 x^3+2$ ist $12 x^2$. Deshalb ist $F(x)=4 x^3+2$ Stammfunktion von $f(x)=12 x^2$.
Beide Funktionen sind im Intervall $(-\infty, \infty)$ definiert.
\item Die Ableitung von $\sqrt{x}+C$, wobei $C$ eine beliebige Konstante darstellt, ist $\frac{1}{2 \sqrt{x}}$. Deshalb ist $F(x)=\sqrt{x}+C$ Stammfunktion von $f(x)=\frac{1}{2 \sqrt{x}}$. $f(x)=\frac{1}{2 \sqrt{x}}$ ist definiert im Intervall $(0, \infty)$ und $F(x)=\sqrt{x}+C$ im Intervall $[0, \infty)$. Größtmögliches Intervall, in dem beide Funktionen definiert sind, ist das Intervall $(0, \infty)$.
\end{enumerate}
\trennerschmal
Gegeben sind zehn Funktionen. Diese Funktionen sind nicht wahllos zusammengestellt, sondern so ausgewählt, daß fünf von ihnen Stammfunktionen der fünf übrigen sind.
\vspace{-6mm}
\[
\renewcommand{\arraystretch}{2} % erhöht den Zeilenabstand
\setlength{\arraycolsep}{20pt} % erhöht den Spaltenabstand
\begin{array}{ll}
\sqrt{x-1} ; & 3+x^2 ; \\
2 x ; & \ln (3+x) ; \\
\frac{1}{2 \sqrt{x-1}} ; & \cos x ; \\
-\frac{1}{x^2} ; & \frac{1}{x} ; \\
\frac{1}{3+x} ; & -\sin x .
\end{array}
\]
\begin{enumerate}
\item Stellen Sie die gegebenen Funktionen zu Paaren $(f(x), F(x))$ zusammen, wobei $F(x)$ Stammfunktion von $f(x)$ ist, also $F^{\prime}(x)=f(x)$.
\textbf{Beispiel}: Ein solches Paar ist $\left(2 x, 3+x^2\right)$, da $\left(3+x^2\right)^{\prime}=2 x$ ist.
\item Geben Sie die größtmöglichen Definitionsintervalle an!
\end{enumerate}
Hinweis: Ordnen Sie die Lösungen in einer Tabelle folgender Form an:
\abstandlinks{30}{{\renewcommand{\arraystretch}{1.5}\begin{tabular}{l|l|l}
\hline $\boldsymbol{f ( x )}$ & $\boldsymbol{F}(\boldsymbol{x})$ & \textbf{Definitionsintervall} \\
\hline $2 x$ & $3+x^2$ & $(-\infty, \infty)$
\end{tabular}}}
\begin{addmargin}[22pt]{0pt}
{\scalebox{1.2}{\huge{\textbf{!}}}}\;\;\raisebox{-0.5\height+\ht\strutbox}{\raisebox{1ex}{\shortstack[l]{Schreiben Sie Ihre Lösungen auf, bevor Sie umblättern!}} }
\end{addmargin}
\newpage
Nach\secnr{H 50}der Partialbruchzerlegung ergibt sich folgende neue Aufgabenstellung
\abstandlinks{40}{$\frac{3}{2} \int \frac{\mathrm{~d} x}{x-2}+6 \int \frac{\mathrm{~d} x}{(x-2)^2}+4 \int \frac{\mathrm{~d} x}{(x-2)^3}-\frac{3}{2} \int \frac{\mathrm{~d} x}{x-4}$}
\vspace{-5pt}
\hspace*{-5mm}\begin{tikzpicture}[]
%Vorfüllen sonst verrutscht es
\draw [white](0,0) -- (5,0);
\node (A) at (4.45,0) {};
\bglayer{%
\draw [line width= 0.25mm, -Latex] (10,0) -- (11.5,0) node [right] {\hyperref[L85]{L 85}};
}
\end{tikzpicture}
\rule{\textwidth}{2pt}
Der\secnr{H 51}Nenner besitzt eine reelle Wurzel ( $x=3$ ) und einfache komplexe Wurzeln (die Gleichung $x^2-2 x+5=0$ hat keine reelle Lösung).
\vspace{-5pt}
\hspace*{-5mm}\begin{tikzpicture}[]
%Vorfüllen sonst verrutscht es
\draw [white](0,0) -- (5,0);
\node (A) at (4.45,0) {};
\bglayer{%
\draw [line width= 0.25mm, -Latex] (10,0) -- (11.5,0) node [right] {\hyperref[L86]{L 86}};
}
\end{tikzpicture}
\rule{\textwidth}{2pt}
Das\secnr{H 52}gegebene Integral kann durch folgende Aufgabenstellung ersetzt werden:
\abstandlinks{40}{
\roteMathBox{\ensuremath{\int \frac{\mathrm{d} x}{x-3}+\int \frac{2 x-2}{x^2-2 x+5} \mathrm{~d} x+7 \int \frac{\mathrm{~d} x}{x^2-2 x+5}}}.}
Beim dritten Integral führen quadratische Ergänzung und anschließende Substitution auf
\abstandlinks{40}{$7 \int \frac{\mathrm{~d} x}{(x-1)^2+4}=7 \int \frac{\mathrm{~d} t}{t^2+4}(\text { mit } x-1=t)$.}
\vspace{-5pt}
\hspace*{-5mm}\begin{tikzpicture}[]
%Vorfüllen sonst verrutscht es
\draw [white](0,0) -- (5,0);
\node (A) at (4.45,0) {};
\bglayer{%
\draw [line width= 0.25mm, -Latex] (10,0) -- (11.5,0) node [right] {\hyperref[L90]{L 90}};
}
\end{tikzpicture}
\rule{\textwidth}{2pt}
Für\secnr{H 53}die Zerlegung in Partialbrüche wird folgender Ansatz gemacht:
\abstandlinks{40}{$\frac{A}{x+1}+\frac{M_1 x+N_1}{x^2+x+1}+\frac{M_2 x+N_2}{\left(x^2+x+1\right)^2}$.}
Zur Bestimmung der Koeffizienten durch Koeffizientenvergleich ergibt sich folgendes Gleichungssystem:
%{l|rcrcrcrcrcr}
\abstandlinks{40}{
\roteMathBox{\begin{tabular}{L{3mm}|R{4mm}C{1mm}R{6mm}C{1mm}R{3mm}C{1mm}R{6mm}C{1mm}rC{1mm}r}
$x^4$ & $A$ & $+$ & $M_1$ & &&&&&& $=$ & $0$ \\
$x^3$ & $2A$ & $+$ & $2M_1$&&& $+$& $N_1$&&& $=$ & $-3$ \\
$x^2$ & $3A$ & $+$ & $2M_1$ & $+$ & $M_2$ & $+$ & $2N_1$& & & $=$& $0$\\
$x^1$ & $2A$ & $+$ & $M_1$ & $+$ & $M_2$ &+& $2N_1$ & $+$& $N_2$ & $=$ & $1$\\
$x^0$ & $A$ &&&&& $+$ & $N_1$ & $+$ & $N_2$ & $=$ & $-4$
\end{tabular}}}
Lösung des Gleichungssystems:
\abstandlinks{40}{$A=-2 ; \quad M_1=2 ; \quad M_2=8 ; \quad N_1=-3 ; \quad N_2=1$}
\vspace{-5pt}
\hspace*{-5mm}\begin{tikzpicture}[]
%Vorfüllen sonst verrutscht es
\draw [white](0,0) -- (5,0);
\node (A) at (4.45,0) {};
\bglayer{%
\draw [line width= 0.25mm, -Latex] (10,0) -- (11.5,0) node [right] {\hyperref[L91]{L 91}};
}
\end{tikzpicture}
\newpage
%\SpecialHeader{5}{L1}
\begin{addmargin}[22pt]{0pt}
\renewcommand{\arraystretch}{1.75}
\begin{tabular}{l|l|l}
\hline $\boldsymbol{f ( x )}$ & $\boldsymbol{F}(\boldsymbol{x})$ & \textbf{Definitionsintervall} \\
\hline $2 x$ & $3+x^2$ & $(-\infty, \infty)$ \\
$-\sin x$ & $\cos x$ & $(-\infty, \infty)$ \\
$\frac{1}{2 \sqrt{x-1}}$ & $\sqrt{x-1}$ & $(1, \infty)$ \\
$\frac{1}{3+x}$ & $\ln (3+x)$ & $(-3, \infty)$ \\
$-\frac{1}{x^2}$ & $\frac{1}{x}$ & $(-\infty, 0)$ und $(0, \infty)$
\end{tabular}
\end{addmargin}
Stimmen Ihre Lösungen mit den hier angegebenen vollständig überein, so \hspace*{-5mm}\begin{tikzpicture}[]
%Vorfüllen sonst verrutscht es
\draw [white](0,0) -- (5,0);
% \node (A) at (8.25,0) {Dann};
\bglayer{%
\draw [line width= 0.25mm, -Latex] (9,0) -- (10,0) node [right] {\hyperref[B2.2]{2}};
}
\end{tikzpicture}
\hspace*{-5mm}\begin{tikzpicture}[]
%Vorfüllen sonst verrutscht es
\draw [white](0,0) -- (5,0);
\node (A) at (4,0) {Abweichungen in den Spalten $f(x)$ und $F(x)$:};
\bglayer{%
\draw [line width= 0.25mm, -Latex] (9,0) -- (10,0) node [right] {\hyperref[B2.2]{H1, 1., Seite 63}};
}
\end{tikzpicture}
\hspace*{-5mm}\begin{tikzpicture}[]
%Vorfüllen sonst verrutscht es
\draw [white](0,0) -- (5,0);
\node (A) at (4.45,0) {Abweichungen bei Angabe der Definitionsintervalle:};
\bglayer{%
\draw [line width= 0.25mm, -Latex] (9,0) -- (10,0) node [right] {\hyperref[B2.2]{H1, 1., Seite 63}};
}
\end{tikzpicture}
\begin{tabular}{@{}p{0.67\textwidth}@{\hspace{1em}}c@{\hspace{1em}}l}
Stimmen Ihre Lösungen mit den hier angegebenen vollständig überein, so
& $\longrightarrow$ & 2 \\
\\
Abweichungen in den Spalten $f(x)$ und $F(x)$:
& $\longrightarrow$ & H 1, 1., Seite 63 \\
Abweichungen bei Angabe der Definitionsintervalle:
& $\longrightarrow$ & H 1, 2., Seite 63 \\
\end{tabular}
\rule{\textwidth}{2pt}
Es gilt der folgende\secnr{2}
\begin{tcolorbox}[ colback=red!80!white,frame hidden, boxrule=0pt,left=-4pt, right=2pt, top=2pt, bottom=2pt]
\begin{tabularx}{\linewidth}{lX}
\textbf{Satz} & Ist die Funktion $F(x)$ eine Stammfunktion von $f(x)$ im Intervall $(a, b)$, dann ist auch die Funktion $F(x)+C$, wobei $C$ eine beliebige Konstante ist, eine Stammfunktion von $f(x)$. \\
\end{tabularx}
\end{tcolorbox}
Kennt man also irgendeine Stammfunktion $F(x)$ von $f(x)$, so erhält man daraus durch Addition beliebiger Konstanten $C$ die Menge aller Stammfunktionen von $f(x)$.
Anders ausgedrückt: Zwei Stammfunktionen einer Funktion $f(x)$ unterscheiden sich nur durch eine additive Konstante.
\trennerschmal
Geben Sie für die folgenden Funktionen je zwei Stammfunktionen an!
\begin{tabular}{l@{\hskip 1mm}l@{\hskip 1cm}l@{\hskip 1mm}l@{\hskip 1cm}l@{\hskip 1mm}l}
a) & $f(x)=6x^5$; & b) & $f(x)=x^2+3$; & c) & $f(x)=3 x^2+5 x$. \\
\end{tabular}
\newpage
Man setzt zuerst $t=x+\frac{1}{2}$ und\secnr{H 46}erhält die Lösung von
\abstandlinks{40}{$\int \frac{\mathrm{d} x}{\left(x^2+x+1\right)^2}$}
Multipliziert man dieses Ergebnis mit (-3), so hat man die Lösung eines der beiden Integrale, in die das gegebene Integral aufgespalten wurde (vgl. \textcolor{red}{ L 71}).
Die vollständige Lösung findet man, indem noch die Lösung des zweiten Integrals (vgl. \textcolor{red}{L 72}) addiert wird.
\vspace{-5pt}
\hspace*{-5mm}\begin{tikzpicture}[]
%Vorfüllen sonst verrutscht es
\draw [white](0,0) -- (5,0);
\node (A) at (4.45,0) {};
\bglayer{%
\draw [line width= 0.25mm, -Latex] (10,0) -- (11.5,0) node [right] {\hyperref[L77]{L 77}};
}
\end{tikzpicture}
\rule{\textwidth}{2pt}
Multiplikation\secnr{H 47}mit dem Nennerpolynom und Ordnen nach gleichen Potenzen von $x$ ergibt
$$
3 x-5=(A+B) x+(4 A-2 B) .
$$
Daraus folgt das Gleichungssystem
\abstandlinks{40}{
\roteMathBox{\ensuremath{
\begin{tabular}{r|r}
$x^1$ & $A+B=3$ \\
$x^0$ & $4 A-2 B=-5$
\end{tabular}}}}
\vspace{-5pt}
\hspace*{-5mm}\begin{tikzpicture}[]
%Vorfüllen sonst verrutscht es
\draw [white](0,0) -- (5,0);
\node (A) at (4.45,0) {};
\bglayer{%
\draw [line width= 0.25mm, -Latex] (10,0) -- (11.5,0) node [right] {\hyperref[L81]{L 81}};
}
\end{tikzpicture}
\rule{\textwidth}{2pt}
Als\secnr{H 48}Ergebnis der Partialbruchzerlegung ergibt sich als neue Aufgabenstellung
\abstandlinks{40}{ $\int \frac{3 x-5}{x^2+2 x-8} \mathrm{~d} x=\frac{1}{6} \int \frac{\mathrm{~d} x}{x-2}+\frac{17}{6} \int \frac{\mathrm{~d} x}{x+4}
$}
\vspace{-5pt}
\hspace*{-5mm}\begin{tikzpicture}[]
%Vorfüllen sonst verrutscht es
\draw [white](0,0) -- (5,0);
\node (A) at (4.45,0) {};
\bglayer{%
\draw [line width= 0.25mm, -Latex] (10,0) -- (11.5,0) node [right] {\hyperref[L82]{L 82}};
}
\end{tikzpicture}
\rule{\textwidth}{2pt}
Multiplikation\secnr{H 49}mit dem Nennerpolynom und Ordnen nach gleichen Potenzen von $x$ ergibt
$$
\begin{aligned}
3 x^2-20 x+20= & \left(A_1+B\right) x^3+\left(-8 A_1+A_2-6 B\right) x^2 \\
& +\left(20 A_1-6 A_2+A_3+12 B\right) x \\
& +\left(-16 A_1+8 A_2-4 A_3-8 B\right)
\end{aligned}
$$
Daraus folgt das Gleichungssystem
$$
\begin{array}{|l|rlr|}
\hline x^3 & A_1 & +B= & 0 \\
x^2 & -8 A_1+A_2 & -6 B= & 3 \\
x^1 & 20 A_1-6 A_2+A_3+12 B= & -20 \\
x^0 & -16 A_1+8 A_2-4 A_3-8 B= & 20
\end{array} .
$$
%L. 84
%
%
%\begin{tabular}{r|rcrcrcrcr}
% $x^3$ & $A_1$ & &&& & $+$ & $B$ & $=$ & $0$ \\
%
% $x^0$ & $-16 A_1$ & $+$ & $8A_2$ & $-$ & $4A_3$ & $-$ & $8B$ & = & 20
%
% %$x^0$ & $-16 A_1+8 A_2-4 A_3-8 B$ & $=20$
%
%\end{tabular}
%
%%$x^2$ & $-8 A_1+A_2-6 B$ & $=3$ \\
%
%%$x^1$ & $20 A_1-6 A_2+A_3+12 B$ & $=-20$ \\
%%$x^0$ & $-16 A_1+8 A_2-4 A_3-8 B$ & $=20$
%%\end{tabular}
%
%$$
%V=\left\{\left.\left(\begin{array}{l}
% x_1 \\
% x_2 \\
% x_3
%\end{array}\right) \in \mathbb{R}^3 \right\rvert\, x_1+x_2-x_3=0, x_3=x_2\right\}
%$$
\vfill
\newpage
\renewcommand{\arraystretch}{1.75}
\begin{tabular}{l@{\hskip 1mm}l@{\hskip 7mm}l@{\hskip 1mm}l@{\hskip 7mm}l@{\hskip 1mm}l}
a) & $F_1(x)=x^6$; & b) & $F_1(x)=\frac{1}{3}x^3+3x$; & c) & $F_1(x)=x^3+\frac{5}{2} x^2$ \\
& $F_2(x)=x^6+3$ && $F_2(x)=\frac{1}{3} x^3+3 x+\frac{1}{2}$ && $F_2(x)=x^3+\frac{5}{2} x-2$
\end{tabular}
$F_1(x)$ und $F_2(x)$ sind jeweils zwei \textit{spezielle} Stammfunktionen. Sie haben die Aufgabe richtig gelöst, wenn die von Ihnen angegebenen Stammfunktionen folgende Struktur haben:
\begin{tabular}{l@{\hskip 1mm}l@{\hskip 5mm}l@{\hskip 1mm}l@{\hskip 5mm}l@{\hskip 1mm}l}
a) & $F(x)=x^6+C$; & b) & $F(x)=\frac{1}{3} x^3+3 x+C $; & c) & $F(x)=x^3+\frac{5}{2} x^2+C $. \\
\end{tabular}
$C$ stellt in allen drei Fällen eine beliebige reelle Zahl dar.
\vspace{-5pt}
\rule{\textwidth}{2pt}
Die Menge\secnr{3}aller Stammfunktionen der stetigen Funktion $f(x)$ nennt man das \textit{unbestimmte Integral} von $f(x)$ und bezeichnet es mit dem Symbol $\smallint f(x) \mathrm{d} x$ (gelesen: Integral $f$ von $x \mathrm{~d} x$ ), also
\abstandlinks{40}{
\roteMathBoxFull{\ensuremath{
\smallint f \left(x\right) = F\left(x\right) + C
}}}
Dabei nennt man
\abstandlinks{40}{
\renewcommand{\arraystretch}{.85}
\begin{tabular}{ll}
die Funktion $f(x)$ & \textbf{Integrand}, \\
die Variable $x$ & \textbf{Integrationsvariable}, \\
die Konstante $C$ & \textbf{Integrationskonstante}.
\end{tabular}}
Die Ermittlung einer Stammfunktion einer gegebenen Funktion $f(x)$ bezeichnet man als \textbf{Integration} der Funktion $f(x)$.
Daß gerade $x$ und nicht irgendeine andere Variable die Integrationsvariable ist, wird durch das Symbol $\mathrm{d} x$ zum Ausdruck gebracht. Aus den Darlegungen in 1 und 2 geht hervor, daß die \textit{Integration die Umkehrung der Differentiation} ist.
\begingroup
\renewcommand*\baselinestretch{0.70}%
\makeatletter\@currsize\makeatother%
\textbf{Beispiel}: Es ist
\abstandlinks{40}{$\smallint 6 x^5 \mathrm{~d} x=x^6+C(C \text { beliebige reelle Zahl }),
$}
weil
\abstandlinks{40}{$
\left(x^6+C\right)^{\prime}=6 x^5$}
ist. Die beiden Gleichungen
\abstandlinks{40}{$F^{\prime}(x) \quad=f(x)$}
und
\abstandlinks{40}{$F(x)+C=\int f(x) \mathrm{d} x$}
drücken also das gleiche aus und sind lediglich verschiedene Schreibweisen ein und desselben Sachverhalts.
Schreiben Sie bei folgenden Integralen Integrand und Integrationsvariable auf!
\begin{tabular}{l@{\hskip 1mm}l@{\hskip 1cm}l@{\hskip 1mm}l@{\hskip 1cm}l@{\hskip 1mm}l}
a) & $\int 3 ax\; dx $; & b) & $\int \sin t \;dt $.\\
\end{tabular}
\endgroup
\newpage
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
\newpage
Umformen des zweiten Integrals:\secnr{H 40}
\abstandlinks{40}{$\int \frac{\mathrm{d} x}{x^2-6 x+25}=\int \frac{\mathrm{d} x}{(x-3)^2+16}=\int \frac{\mathrm{d} t}{t^2+16} \cdots$.}
Beachten Sie bei der Endlösung den Faktor 5.
\vspace{-5pt}
\hspace*{-5mm}\begin{tikzpicture}[]
%Vorfüllen sonst verrutscht es
\draw [white](0,0) -- (5,0);
\node (A) at (4.45,0) {};
\bglayer{%
\draw [line width= 0.25mm, -Latex] (10,0) -- (11.5,0) node [right] {\hyperref[L69]{L 69}};
}
\end{tikzpicture}
\vspace{-5mm}
\rule{\textwidth}{1pt}
\vspace{-2mm}
Zerlegung: \secnr{H 41}
\abstandlinks{40}{
\roteMathBox{$\frac{5}{4} \underbrace{\int \frac{2 x-2}{x^2-2 x+\frac{3}{2}}}_{I_1} \mathrm{d} x-\frac{1}{2} \underbrace{\int \frac{\mathrm{~d} x}{x^2-2 x+\frac{3}{2}}}_{I_2}$}.}
Umformen von $I_2$ :
\abstandlinks{40}{$I_2=-\frac{1}{2} \int \frac{\mathrm{~d} t}{t^2+\frac{1}{2}} \text { mit } t=x-1$}
\vspace{-5pt}
\hspace*{-5mm}\begin{tikzpicture}[]
%Vorfüllen sonst verrutscht es
\draw [white](0,0) -- (5,0);
\node (A) at (4.45,0) {};
\bglayer{%
\draw [line width= 0.25mm, -Latex] (10,0) -- (11.5,0) node [right] {\hyperref[L70]{L 70}};
}
\end{tikzpicture}
\vspace{-5mm}
\rule{\textwidth}{1pt}
\vspace{-2mm}
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
Man\secnr{H 42}setzt $x^2+x+1=t$ und erhält mit
\abstandlinks{40}{$4 \int \frac{\mathrm{~d} t}{t^2}=4 \int t^{-2} \mathrm{~d} t$}
in Grundintegral.
\vspace{-5pt}
\hspace*{-5mm}\begin{tikzpicture}[]
%Vorfüllen sonst verrutscht es
\draw [white](0,0) -- (5,0);
\node (A) at (4.45,0) {};
\bglayer{%
\draw [line width= 0.25mm, -Latex] (10,0) -- (11.5,0) node [right] {\hyperref[L72]{L 72}};
}
\end{tikzpicture}
\vspace{-5mm}
\rule{\textwidth}{1pt}
\vspace{-2mm}
Die\secnr{H 43}Substitution $t=\sqrt{\frac{3}{4}} u$ führt auf das Grundintegral
\abstandlinks{40}{$\frac{8}{9} \sqrt{3} \int \frac{\mathrm{~d} u}{1+u^2}$}
Nun hat man noch die beiden Substitutionen $t=\sqrt{\frac{3}{4}} u$ und $x+\frac{1}{2}=t$ rückgängig zu machen.
\vspace{-5pt}
\hspace*{-5mm}\begin{tikzpicture}[]
%Vorfüllen sonst verrutscht es
\draw [white](0,0) -- (5,0);
\node (A) at (4.45,0) {};
\bglayer{%
\draw [line width= 0.25mm, -Latex] (10,0) -- (11.5,0) node [right] {\hyperref[L74]{L 74}};
}
\end{tikzpicture}
\vspace{-5mm}
\rule{\textwidth}{1pt}
\vspace{-2mm}
Die Anwendung der partiellen Integration liefert zunächst
H 44
$$
-\frac{2}{3}\left(\frac{t}{t^2+\frac{3}{4}}-\int \frac{1}{t^2+\frac{3}{4}} \mathrm{~d} t\right)
$$
Das dabei auftretende Integral wurde bereits in 74, Seite 97 gelöst.
$$
\longrightarrow \mathrm{L} 75
$$
\rule{\textwidth}{1pt}
Beachten Sie, daß sich die Glieder $\arctan \frac{2 t}{\sqrt{2}}$ zusammenfassen lassen! 445
\vfill
\newpage
L3
\begin{tabular}{ll}
\hline & Integrand \\
\hline a) $3 \mathrm{a} x$ & Integrationsvariable \\
b) $\sin t$ & $t$
\end{tabular}
\rule{\textwidth}{1pt}
Über die Existenz einer Stammfunktion zu einer gegebenen Funktion macht der folgende Satz eine Aussage.
4
Satz: Zu einer im Intervall $(a, b)$ stetigen Funktion $f(x)$ existiert stets eine Stammfunktion.
Damit wird jedoch nichts darüber ausgesagt, wie man zu einer gegebenen Funktion eine Stammfunktion finden kann. In dieser Hinsicht besteht ein grundlegender Unterschied zur Differentialrechnung. Während dort ein System von Regeln existiert, mit deren Hilfe man zu jeder sogenannten elementaren Funktion die Ableitung dieser Funktion bestimmen kann und als Ergebnis wieder eine elementare Funktion erhält, gilt Analoges für die Integration nicht. Regeln, die den in der Differentialrechnung geltenden entsprechen, gibt es, von einigen Ausnahmen abgesehen, nicht. Außerdem haben schon relativ einfache Funktionen wie $\mathrm{e}^{x^2}, \frac{\mathrm{e}^x}{x}, \frac{\sin x}{x}, \frac{1}{\ln x}$ keine elementaren Stammfunktionen.
Unter elementaren Funktionen wollen wir dabei verstehen: rationale und algebraische Funktionen, die vier trigonometrischen Funktionen und ihre Umkehrfunktionen, die Logarithmusfunktionen und die Exponentialfunktionen sowie alle Funktionen, die sich aus den genannten Funktionen durch Zusammensetzung ergeben.
\vfill
\newpage
L 4
Man bildet einfach die Ableitung:
$$
\left(\mathrm{e}^{x^2}+C\right)^{\prime}=2 x \mathrm{e}^{x^2}
$$
Die bisher in unserem Programm angegebenen Stammfunktionen konnten leicht durch Umkehrung entsprechender Differentiationsformeln gewonnen werden. Nicht immer ist das so einfach. Aus diesem Grunde wollen wir uns im folgenden gewisse Fertigkeiten im Integrieren gegebener Funktionen systematisch erarbeiten.
Dabei soll nur über Stammfunktionen stetiger Funktionen gesprochen werden. Ist das Definitionsintervall der Bereich ( $-\infty, \infty$ ), so wird im folgenden auf seine Angabe vollständig verzichtet. Trifft das nicht zu, so werden wir die Funktion nur in den Intervallen betrachten, in denen sie stetig ist. In diesen Fällen wird zwar auch auf die explizite Angabe der Definitionsintervalle in der üblichen Weise verzichtet, Sie finden jedoch Hinweise, die Ihnen die Bestimmung der Definitionsintervalle sofort ermöglichen.
\trennerschmal
Überprüfen Sie, ob die folgenden unbestimmten Integrale richtig gelösı sind!
Wenn ein Fehler vorliegt, so berichtigen Sie ihn!
a) $\int \cos x \mathrm{~d} x=\sin x+C$;
b) $\int x^2 \mathrm{~d} x=x^3+C$;
c) $\int \sin x \mathrm{~d} x=\cos x+C$.
\newpage
$$
\begin{aligned}
& A_1+M=6 \\
& \begin{aligned}
A_2+N=0 & \\
A_1 & =4 \\
& =1 \\
A_2= & =1 \\
\hline A_1=4, & A_2=1, \quad M=2, \quad N=-1
\end{aligned}
\end{aligned}
$$
1 Pkt.
1 Pk1.
Neue Aufgabenstellung
$$
\begin{aligned}
\int \frac{6 x^3+4 x+1}{x^4+x^2} \mathrm{~d} x & =\int \frac{4}{x} \mathrm{~d} x+\int \frac{\mathrm{d} x}{x^2}+\int \frac{2 x-1}{x^2+1} \mathrm{~d} x \\
& =4 \int \frac{\mathrm{~d} x}{x}+\int x^{-2} \mathrm{~d} x+\int \frac{2 x}{x^2+1} \mathrm{~d} x-\int \frac{\mathrm{d} x}{x^2+1} \\
& =4 \ln |x|-\frac{1}{x}+\ln \left(x^2+1\right)-\arctan x+C \\
& \frac{1 \text { Pkt. }}{8 \text { Pkte. }}
\end{aligned}
$$
\trennerschmal
%\begin{aligned}
% &\text { 5. Aufgabe: Integration durch Substitution in der ersten Form }\\
% &\begin{array}{rlr}
% \int \frac{x^2 \mathrm{~d} x}{\cos ^2\left(x^3+1\right)}= & \frac{1}{3} \int \frac{3 x^2 \mathrm{~d} x}{\cos ^2\left(x^3+1\right)} & \\
% \text { Man setzt } \varphi(x)= & x^3+1=t \\
% & 3 x^2 \mathrm{~d} x=\mathrm{d} t \\
% \frac{1}{3} \int \frac{3 x^2 \mathrm{~d} x}{\cos ^2\left(x^3+1\right)}= & \frac{1}{3} \int \frac{\mathrm{~d} t}{\cos ^2 t} \\
% & =\frac{1}{3} \tan t+C \\
% & =\frac{1}{3} \tan \left(x^3+1\right)+C
% \end{array}
%\end{aligned}
\trennerschmal
```
insgesamt 23 Punkte
Bewertung: 0 bis 8 Pkte.: ungenügend (5)
9 bis 13 Pkte.: genügend (4)
14 bis 17 Pkte.: befriedigend (3)
18 bis 21 Pkte.: gut (2)
22 u. 23 Pkte.: sehr gut (1).
```
\trennerschmal
Damit sind Sie am Ende des Programms angelangt. Wir hoffen, daß Sie Freude an der Arbeit hatten.
\newpage
L 5
a) richtig, denn $(\sin x+C)^{\prime}=\cos x$.
b) falsch, denn $\left(x^3+C\right)^{\prime} \neq x^2 ; \quad$ Lösung: $\frac{1}{3} x^3+C$.
c) falsch, denn $(\cos x+C)^{\prime} \neq \sin x$; Lösung: $-\cos x+C$.
\trennerschmal
B. Grundintegrale und einfache Integrationsregeln
Zunächst stellen wir die Integrationsformeln zusammen, die sich unmittelbar aus der Umkehrung der Differentiation einfacher elementarer Funktionen ergeben. Diese Integrale heißen
6
Grundintegrale
(1) $\int x^n d x=\frac{x^{n+1}}{n+1}+C (n \neq-1$, ganze Zahl; wemm $n<-1$, dann muß $x \neq 0$ sein);
(2) $\int x^\alpha \mathrm{d} x=\frac{x^{\alpha+1}}{x+1}+C (a \neq-1$, reelle zahi $; x>0) ;$
(3) $\int \frac{d x}{x}=\left\{\begin{array}{l}\ln x+C \text { für } x>0 \\ \ln (-x)+C \text { für } x<0\end{array}\right\}$ uder einfach $\int \frac{\mathrm{d} x}{x} \quad=\ln |x|+C \quad(x \neq 0) ;$
(4) $\int a^x d x=\frac{a^x}{\ln a}+C (a>0, a \neq 1) ; \int \mathrm{e}^x \mathrm{~d} x=\mathrm{e}^x+C ;$
(5) $\int \cos x \mathrm{~d} x=\sin x+C$;
(6) $\int \sin x \mathrm{~d} x=-\cos x+C$;
(7) $\int \frac{\mathrm{d} x}{\cos ^2 x}=\tan x+C \quad\left(x+\frac{\pi}{2}+k_i \pi\right.$ mit $\left.k_i=0, \pm 1, \pm 2, \ldots\right)$,
(8) $\int \frac{\mathrm{d} x}{\sin ^2 x}=-\cot x+C \quad(x+l ; \pi$ mit $l:=0, \pm 1, \pm 2, \ldots) ;$
(9) $\int \cosh x d x=\sinh x+C$;
\newpage
3. Aufgabe: Integration durch Substitution in der zweiten Form.
$$
\begin{aligned}
& \text { Man setzt } x=\varphi(t)=t^6 \\
& \qquad \begin{array}{rlrl}
\mathrm{d} x & =6 t^5 \mathrm{~d} t \\
\int \frac{\mathrm{~d} x}{\sqrt{x}+\sqrt[3]{x}} & =\int \frac{6 t^5 \mathrm{~d} t}{\sqrt{t^6}+\sqrt[3]{t^6}}=6 \int \frac{t^5 \mathrm{~d} t}{t^3+t^2}=6 \int \frac{t^3 \mathrm{~d} t}{t+1} & & 1 \text { Pkt. } \\
& =6 \int\left(t^2-t+1-\frac{1}{t+1}\right) \mathrm{d} t & & 1 \text { Pkt. } \\
& =6\left(\frac{t^3}{3}-\frac{t^2}{2}+t-\ln (t+1)\right)+C & & \\
& =2 t^3-3 t^2+6 t-6 \ln (t+1)+C & & 1 \text { Pkt. }
\end{array}
\end{aligned}
$$
Rückkehr zur Variablen $x$ :
Aus $\quad x=\varphi(t)=t^6 \quad$ folgt $\quad t=\psi(x)=\sqrt[6]{x}$.
1 Pkt.
$$
\begin{aligned}
\int \frac{\mathrm{d} x}{\sqrt{x}+\sqrt[3]{x}} & =2 \sqrt[6]{x^3}-3 \sqrt[6]{x^2}+6 \sqrt[6]{x}-6 \ln (\sqrt[6]{x}+1)+C \\
& =2 \sqrt{x}-3 \sqrt[3]{x}+6 \sqrt[6]{x}-6 \ln (\sqrt[6]{x}+1)+C .
\end{aligned}
$$
\trennerschmal
4. Aufgabe: Integration durch Partialbruchzerlegung
1. Nullstellen des Nennerpolynoms:
$$
\begin{aligned}
& x_1=0 \text { (zweifache Nullstelle), } \\
& x^2+1 \text { besitzt keine reellen Wurzeln. }
\end{aligned}
$$
2. Produktdarstellung des Nennerpolynoms:
$$
x^4+x^2=x^2\left(x^2+1\right) .
$$
1 Pkt.
3. Zerlegung in Partialbrüche:
$$
\begin{array}{ll}
\frac{6 x^3+4 x+1}{x^2\left(x^2+1\right)}=\frac{A_1}{x}+\frac{A_2}{x^2}+\frac{M x+N}{x^2+1} . & \text { 1 Pkt. } \\
6 x^3+4 x+1=\left(A_1+M\right) x^3+\left(A_2+N\right) x^2+A_1 x+A_2 . & \text { 1 Pkt. }
\end{array}
$$
\trennerschmal
4. Aufgabe: Integration durch Partialbruchzerlegung
1. Nullstellen des Nennerpolynoms:
$$
\begin{aligned}
& x_1=0 \text { (zweifache Nullstelle) } \\
& x^2+1 \text { besitzt keine reellen Wurzeln. }
\end{aligned}
$$
2. Produktdarstellung des Nennerpolynoms:
$$
x^4+x^2=x^2\left(x^2+1\right)
$$
3. Zerlegung in Partialbrüche:
$$
\begin{array}{ll}
\frac{6 x^3+4 x+1}{x^2\left(x^2+1\right)}=\frac{A_1}{x}+\frac{A_2}{x^2}+\frac{M x+N}{x^2+1} & \text { 1 Pkt. } \\
6 x^3+4 x+1=\left(A_1+M\right) x^3+\left(A_2+N\right) x^2+A_1 x+A_2 . & 1 \text { Pkt. }
\end{array}
$$
\newpage
(10) $\int \sinh x \mathrm{~d} x=\cosh x+C$;
(11) $\int \frac{\mathrm{d} x}{\cosh ^2 x}=\tanh x+C$;
(12) $\int \frac{\mathrm{d} x}{\sinh ^2 x}=-\operatorname{coth} x+C \quad(x \neq 0)$
(13) $\int \frac{\mathrm{d} x}{\sqrt{1-x^2}}=\arcsin x+C \quad(|x|<1)$
(14) $\int \frac{\mathrm{d} x}{1+x^2}=\arctan x+C$;
(15) $\int \frac{\mathrm{d} x}{\sqrt{1+x^2}}=\operatorname{arsinh} x+C=\ln \left(x+\sqrt{1+x^2}\right)+C$;
(16) $\int \frac{\mathrm{d} x}{\sqrt{x^2-1}}=\ln \left|x+\sqrt{x^2-1}\right|+C=\left\{\begin{array}{c}\operatorname{arcosh} x+C \text { für } x>1, \\ -\operatorname{arcosh}(-x)+C \\ \text { für } x<-1 ;\end{array}\right.$
(17) $\int \frac{\mathrm{d} x}{1-x^2}=\frac{1}{2} \ln \left|\frac{x+1}{x-1}\right|+C= \begin{cases}\operatorname{artanh} x+C & \text { für }|x|<1, \\ \operatorname{arcoth} x+C & \text { für }|x|>1 .\end{cases}$
Die zu lösenden Integrale werden nur in wenigen Fällen die Form eines Grundintegrals haben. Da jedoch alle Lösungsverfahren letztlich auf sie zurückführen, muß man die Grundintegrale gut kennen, bevor man an die Lösung komplizierter Aufgaben herangeht.
\trennerschmal
Gehen Sie im Programm nicht eher weiter, bevor Sie die Grundintegrale sicher beherrschen!
Wir empsehlen dazu folgende Übung:
1. Prägen Sie sich jeweils vier oder fünf Grundintegrale gründlich ein!
2. Decken Sie die Lösungen dieser Integrale mit einem Blatt zu und fertigen Sie davon eine Niederschrift an!
3. Setzen Sie dieses Verfahren solange fort, bis Sie alle Grundintegrale fehlerfrei niedergeschrieben haben!
\newpage
Vergleichen Sie und nehmen Sie anhand des angegebenen Bewertungsmaßstabes selbst eine Beurteilung Ihrer Leistungen vor!
1. Aufgabe: Partielle Integration
$$
\begin{aligned}
u & =\ln x & v^{\prime}=x^{10} & \\
u^{\prime} & =\frac{1}{x} \quad v=\frac{1}{11} x^{11} & & 1 \text { Pkt. } \\
\int x^{10} \ln x \mathrm{~d} x & =\frac{1}{11} x^{11} \ln x-\int \frac{1}{11} x^{11} \cdot \frac{1}{x} \mathrm{~d} x & & 1 \text { Pkt. } \\
& =\frac{1}{11} x^{11} \ln x-\frac{1}{11} \int x^{10} \mathrm{~d} x & & \\
& =\frac{1}{11} x^{11} \ln x-\frac{1}{11} \cdot \frac{1}{11} x^{11}+C & & 1 \text { Pkt. } \\
& =\frac{1}{11} x^{11}\left(\ln x-\frac{1}{11}\right)+C & & 2 \text { Plt. }
\end{aligned}
$$
\trennerschmal

40
Band2/Band2.tex Normal file
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\maketitle
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\newpage
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56
Band2/Voraussetzung.tex Normal file
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%!TEX root=Band2.tex
\chapter*{Voraussetzungen für die Durcharbeitung des Programms}
Das Programm gibt eine Einführung in die Technik des Integrierens. Als Voraussetzung für das Studium dieses Programms genügt der Abschluss der 12. Klasse (Abitur) in Mathematik. Allerdings wird demjenigen das Durcharbeiten noch leichter fallen, der in einem Kurs über Differentialrechnung an einer Hoch- oder Fachschule seine Kenntnisse über das Differenzieren erweitert und z. B. auch die hyperbolischen Funktionen, deren Ableitungen und Umkehrungen kennengelernt hat.
Das Programm richtet sich vorwiegend an:
Abiturienten; Studenten des ersten Studienjahres an Hoch-, Fach- und Ingenieurschulen sowie pädagogischen Instituten im Direkt- und Fernstudium; Lehrer; Praktiker.
\section*{Ziele}
Nach dem Durcharbeiten des Programms wird der Lernende
\begin{enumerate}
\item in der Lage sein, unbestimmte Integrale zu berechnen, die entweder Grundintegrale sind oder sich mit Hilfe einfacher Integrationsregeln darauf zurückführen lassen,
\item Verfahren kennen, mit deren Hilfe er Integrale, die nicht zu den Grundintegralen gehören, so umformen kann, daß sie auf Grundintegrale zurückgeführt werden können.
Es handelt sich um folgende Verfahren:
\begin{description}[style=nextline] %per enumitem
\item[- Die Methode der Integration durch Substitution] Neben der Lösung solcher Integrale, bei denen der Integrand die besondere Gestalt $f(\varphi(x)) \cdot \varphi^{\prime}(x)$ hat, werden eine Reihe wichtiger Substitutionen zur Lösung von Integralen besprochen.
\item[- Die Methode der partiellen Integration]
\item[- Die Integration durch Partialbruchzerlegung] Mit dem Studium dieses Abschnittes wird der Lernende systematisch mit der Integration gebrochener rationaler Funktionen vertraut gemacht.
Nach der Zerlegung echt gebrochener rationaler Funktionen in Partialbrüche, der Bestimmung der Koeffizienten durch die Methode des Koeffizientenvergleichs und der Integration der bei der Partialbruchzerlegung auftretenden Grundtypen von gebrochenen rationalen Funktionen sind wesentliche Voraussetzungen für die Integration beliebiger rationaler Funktionen geschaffen.
\end{description}
\end{enumerate}
\newpage
\section*{Hinweise zur Arbeit mit dem Programm}
Das vorliegende Programm hat die Aufgabe, Sie in die Technik des Integrierens einzuführen, d.h. Ihnen bei der selbständigen Aneignung gewisser technischer Fertigkeiten im Integrieren gegebener Funktionen zu helfen. Die Arbeitsweise unterscheidet sich vom Studium eines herkömmlichen Lehrbuches. Vielleicht brauchen Sie eine gewisse Zeit, bis Sie mit der neuen Form des Lernens vertraut sind. Wenn Sie jedoch gewissenhaft arbeiten und die Hinweise im Programm genau befolgen, werden Sie bald Freude an dieser Art zu lernen finden. - Das Integrieren kann man nur erlernen, wenn man selbst zahlreiche Aufgaben löst. Aus diesem Grunde nehmen Übungen einen breiten Raum ein, andere Teile sind dafür bewußt knapp gehalten. Sätze werden nur genannt, auf Beweise wird verzichtet. Das Programm ist seinem Charakter nach ein \textit{Übungsprogramm}.
Beachten Sie bitte im einzelnen folgende Hinweise!
\begin{enumerate}
\item Das Programm gliedert sich in sechs Abschnitte und diese wieder in Lehreinheiten. Jede Lehreinheit besteht aus einem Darbietungsteil, der einen bestimmten Sachverhalt vermittelt, und einem Lösungsteil, welcher durch \textit{L} gekennzeichnet ist.
\item Studieren Sie den Darbietungsteil gründlich, denn er schließt jeweils mit Aufgaben ab. Prägen Sie sich die farbig unterlegten Stellen (es sind meist wichtige Sätze) gut ein!
\item Lösen Sie alle Aufgaben sorgfältig! Legen Sie sich dafür einige Blatt Papier zurecht!
\item Die Ergebnisse der Aufgaben finden Sie jeweils auf der folgenden rechten Seite. Schlagen Sie diese erst auf, wenn Sie die betreffende(n) Aufgabe(n) gelöst haben!
\item Stimmt Ihre Lösung mit der im Programm angegebenen nicht überein, dann werden Sie oft schon durch den Vergleich mit der richtigen Lösung Ihren Fehler erkennen. Außerdem haben Sie die Möglichkeit, die Lösungshinweise (Hilfsschritte \textbf{H1}, \textbf{H2}, \ldots am Ende des Buches) in Anspruch zu nehmen. Sie sind so gestaltet, daß wichtige Stationen auf dem Wege zur Lösung farbig hervorgehoben sind. Wahrscheinlich können Sie bei einiger Übung schon durch einen Vergleich dieser Stellen mit Ihrer Lösung den Fehler finden. Von den Hilfsschritten kehren Sie stets wieder nach vorn zurück.
\item Oft empfiehlt es sich auch, die vorangegangene Information oder bereits früher abgearbeitete Teile des Programms zur Fehlersuche heranzuziehen.
\item Arbeiten Sie zügig!
\vfill
\newpage
\item Am Schluß des Programms finden Sie eine Zusammenfassung, weitere Übungsaufgaben mit Lösungen und eine Kontrollarbeit mit Bewertung.
Gehen Sie aber nur dann im Programm weiter, wenn Sie das Gelesene wirklich verstanden und die Aufgaben gelöst haben.
\item Beachten Sie besonders:
\textbf{Lassen Sie sich durch die Anordnung der Buchseiten (linke Seiten stehen kopf) nicht vom Lernen ablenken. Sie arbeiten stets nur auf der rechten Seite und drehen das Buch nur einmal bei Lehreinheit 50}.
\end{enumerate}
Und denken Sie daran:
Lernen führt nur dann zum Erfolg, wenn der Lernende aktiv ist!
Viel Spaß bei der Arbeit!

221
Band2/definitions.tex Normal file
View File

@@ -0,0 +1,221 @@
%!TEX root=Band2.tex
\documentclass[german,final,twoside,titlepage]{scrbook}
\usepackage[paperheight=235mm,paperwidth=165mm,inner=22mm,outer=25mm,marginparwidth=255mm,top=15mm,bottom=16mm,heightrounded,showframe]{geometry}
\usepackage[utf8]{inputenc}
\usepackage[T1]{fontenc}
\usepackage{babel}
%\usepackage{makeidx}
\usepackage{graphicx}
\usepackage{fancyhdr}
\pagestyle{fancy}
\fancyhf{} % alle Kopf- und Fußzeilen leeren
% Seitenzahl mittig mit Strichen
\fancyfoot[C]{-\;\thepage\;-}
\usepackage{makecell}
\usepackage{tikz}
\usetikzlibrary {arrows.meta,bending,positioning}
%Chapter nach oben rutschen lassen
\renewcommand*{\chapterheadstartvskip}{\vspace*{2\topskip}}
\usepackage{setspace}
%\reversemarginpar
% ref packages
%\usepackage{nameref}
% folowing must be in this order
%\usepackage{varioref}
\usepackage[colorlinks=true,urlcolor=blue,linkcolor=blue]{hyperref}
%\usepackage{cleveref}
\usepackage[parfill]{parskip}
%\newcommand{\anf}[1]{"`#1"'}
\newcommand{\anf}[1]{\glqq#1\grqq}
%\usepackage{showframe}
\usepackage[most]{tcolorbox}
\usepackage{amsmath,amssymb}
\usepackage{enumitem}
\usepackage{fancyhdr}
\pagestyle{fancy}
\fancyhf{}
\cfoot{-\thepage -}
\renewcommand{\headrulewidth}{0pt}
\renewcommand{\footrulewidth}{0pt}
\newcommand{\einrueckung}[1]{\begin{addmargin}[45pt]{0pt}
#1\end{addmargin}
}
%%%%Leerseite
\usepackage{afterpage}
\newcommand\myemptypage{
\null
\thispagestyle{empty}
\addtocounter{page}{-1}
\newpage
}
%%%%Zahl linker Rand
\newcommand{\liRa}[1]{\marginpar[\raggedleft\huge{\textbf{#1}}]{\textbf{\huge{#1}}}}
%%%%Farbbox
\newtcolorbox{mybox}[1][]{%
%enhanced,
%boxed title style={colback=red, sharp corners},
colframe = orange!20,
colback = orange!20,
% overlay = {\node[text=white, fill=red] at (frame.east)
% {$\clubsuit$};},
#1}
%\usepackage{enumitem,calc}
%\SetLabelAlign{myparleft}{\parbox[t]\textwidth{#1\par\mbox{}}}
\usepackage{calc}
\usepackage{enumitem}
%\setlist[description]{leftmargin=\parindent,labelindent=\parindent}\usepackage{enumitem}
%\setlist[description]{leftmargin=\parindent,labelindent=\parindent}
\newlength{\mylength}
\newcommand{\ausrichtung}[1]{ % Befehl zur Berechnung der Wortlänge
\settowidth{\mylength}{#1} % Breite des Wortes berechnen und in Längenvariable speichern
\hspace{\mylength}} % wird die Klammer eine Zeile tiefer gesetzt, dann rutscht das nachfolgende um ? nach rechts
\title{Einführung in die Technik des Integrierens}
\date{}
%%%Pfeile
\pgfdeclarelayer{background}
\pgfsetlayers{background,main}
\newcommand{\bglayer}[1]{%
\begin{pgfonlayer}{background}
\begin{scope}[every picture]
#1
\end{scope}
\end{pgfonlayer}
}
%%%Pfeile
\renewcommand{\thechapter}{\Alph{chapter}}
\usepackage[most]{tcolorbox}
\usepackage{tabularx} % für automatisch umbrechende Spalten
\newcommand{\abstandlinks}[2]{\begin{addmargin}[#1pt]{0pt}
#2
\end{addmargin}}
\newcommand{\trennerschmal}{
\begin{center}
\rule{30mm}{0.5pt}
\end{center}}
%\usepackage{showframe}
\usepackage{layout}
\usepackage{eso-pic}
% Raster zeichnen: alle 1 mm eine Linie
\newcommand\BackgroundGrid{%
\begin{tikzpicture}[remember picture,overlay]
% feines mm-Raster
\draw[step=1mm, very thin, gray!30] (current page.south west) grid (current page.north east);
% grobes cm-Raster
\draw[step=1cm, thin, gray] (current page.south west) grid (current page.north east);
\end{tikzpicture}%
}
% plain-Stil überschreiben (z. B. erste Seite nach Titel)
\fancypagestyle{plain}{%
\fancyhf{}
\fancyfoot[C]{-\;\thepage\;-}
\setlength{\footskip}{7pt} % Abstand vom Textkörper zum Footer
}
%\newcommand{\liRa}[1]{\marginpar[\raggedleft\Huge{\textbf{#1}}]{\textbf{\Huge{#1}}}}
\newcommand{\secnr}[1]{
\phantomsection
\label{B2.#1}
\liRa{#1}
}
% -------------------------------------------
% Spezialheader nur auf bestimmter Seite
% #1 = Seitennummer, #2 = Text
% -------------------------------------------
\newcommand{\AddSpecialHeader}[2]{%
\AddToShipoutPictureFG{%
\AtPageUpperLeft{%
\ifnum\value{page}=#1
\begin{tikzpicture}[remember picture,overlay]
\node[anchor=north west, xshift=24mm, yshift=-10mm] {\bfseries #2};
\end{tikzpicture}%
\fi
}%
}%
}
% -------------------------------------------
\renewcommand*{\chapterformat}{\thechapter\enskip} % Nummer kleiner halten
\addtokomafont{chapter}{\Large} % Schriftgröße anpassen
%\tcbset{colback=white, colframe=red,width=\linewidth,boxrule=0.75mm,
% highlight math style= {enhanced, %<-- needed for the remember options
% colframe=red,colback=red!10!white,boxsep=0pt,fit,width=\textwidth}
%}
\newcommand{\roteMathBox}[1]{\tcbox[nobeforeafter,% kein Umbruch davor und danach
tcbox raise base,% Grundlinie mit Inhalt abgleichen
sharp corners,
colback=white,% Hintergrundfarbe
colframe=red!50!white,% Linienfarbe
boxrule=2pt,% Liniendicke
]{#1}
}
\newcommand{\roteMathBoxFull}[1]{\tcbox[nobeforeafter,% kein Umbruch davor und danach
tcbox raise base,% Grundlinie mit Inhalt abgleichen
sharp corners,
boxsep=0pt,
colback=red!50!white,% Hintergrundfarbe
colframe=red!50!white,% Linienfarbe
boxrule=0pt,% Liniendicke
]{#1}
}
\everymath{\displaystyle}
%Integralzeichen
\usepackage{bigints}
\usepackage{tabularx}
\usepackage{ragged2e}
\newcolumntype{L}[1]{>{\raggedright\arraybackslash}p{#1}}
\newcolumntype{C}[1]{>{\centering\arraybackslash}p{#1}}
\newcolumntype{R}[1]{>{\raggedleft\arraybackslash}p{#1}}
\newcolumntype{J}[1]{>{\justifying\arraybackslash}p{#1}}

58
TestControls.tex Normal file
View File

@@ -0,0 +1,58 @@
%!tikz editor 1.0
\documentclass{article}
\usepackage{tikz}
\usepackage[graphics, active, tightpage]{preview}
\usepackage{circuitikz}
\PreviewEnvironment{tikzpicture}
%!tikz preamble begin
\usepackage{pgfplots}
\pgfplotsset{compat=1.18}
%!tikz preamble end
\begin{document}
%!tikz source begin
\begin{tikzpicture}[scale=3]
\begin{axis}[ axis lines=middle,
xmin=-8, xmax=6,
ymin=-8, ymax=4,
grid=both,
axis equal image]
% ---- obere Schleife ----
\addplot[thick, blue]
plot coordinates {(0,0)}
.. controls (5,1) and (5,4) ..
(0,4) .. controls (-6,4) and (-6.5,2) .. (-6.5,2)
.. controls (-7,-2) and (-7,-2) .. (-5.5,-4);
% .. controls (-2,4) and (-2,2) ..
% (0,0);
% ---- untere Schleife ----
%\addplot[thick, blue]
% plot coordinates {(0,0)}
% .. controls (2,-2) and (2,-4) ..
% (0,-4)
% .. controls (-2,-4) and (-2,-2) ..
% (0,0);
% ---- Punkte markieren ----
% Hauptpunkte
\addplot[only marks, mark=*] coordinates {(0,0) (0,4) (0,-4)};
% Kontrollpunkte
\addplot[only marks, mark=x, mark options={red}]
coordinates {(2,2) (2,4) (-2,4) (-2,2) (2,-2) (2,-4) (-2,-4) (-2,-2)};
\end{axis}
% \draw[help lines] (-3,-2) grid (8,3);
% \draw[thick] (-2,0) .. controls (-2.5,2) and (-1.5,3) .. (0,2.5)
% .. controls (2,2) and (1.5,0.7) .. (-0.5,1)
%.. controls (-0.3,0.5) and (-0.6,-0.5) ..(-0.6,-1)
%.. controls (-1.5,-1.5) and (-2,-1) .. (-2,0);
%\draw[thick] (2,2.5) .. controls (3.5,1.5) and (2.5,-1.5) .. (1,-1)
%.. controls (-0.5,-0.2) and (1,1.8) .. (2,2.5);
\end{tikzpicture}
%!tikz source end
\end{document}