Kapitel 2 fortgesetzt

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2026-03-09 08:31:19 +01:00
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@@ -100,7 +100,7 @@
// $ p^(2)= q^(2) x^(2) limits(=)^((*)) 2 q^(2) quad(* *) $
// Weil die Zahl $2 q^(2)$ durch zwei teilbar ist, muss auch die Zahl $p^(2)$ durch zwei teilbar sein. Also muss $p^(2)$ eine gerade Zahl sein, was nur möglich ist, wenn die Zahl $p $ selbst eine gerade Zahl ist. Denn nur gerade Zahlen sind quadriert wieder gerade! Die Zahl $p $ muss daher von der Form $p = 2 k $ mit $k in ZZ $ sein. Eingesetzt in $(* *)$ ergibt $4 k^(2)= 2 q^(2)$ und nach Division folgt $2 k^(2)= q^(2)$. Weil $2 k^(2)$ gerade ist und damit auch $q^(2)$, muss $q $ selbst wieder eine gerade Zahl sein. Damit wären beide Zahlen $p, q $ gerade Zahlen, was im Widerspruch zur Annahme eines teilerfremden Bruches steht. Also lässt sich die Lösung $x $ der Gleichung $x^(2)= 2 $ nicht als teilerfremden Bruch darstellen, womit die Zahl $x $ also keine rationale Zahl sein kann. $square.filled $
// #v(2em)
// Das Symbol $square.filled $ wird hier verwendet um das Ende eines Beweises zu kennzeichnen. Die Lösungen der Gleichung $x^(2)= 2 $, also $x_(1,2)= plus.minus sqrt(2)$ lassen sich als Wurzel der rationalen Zahl 2 darstellen und sind zwei Vertreter der sogenannten irrationale Zahlen. Aber nicht jede irrationale Zahl lässt sich wiederum durch eine Wurzel darstellen, wie beispielsweise die Zahlen $pi = 3,1 4 1 5 9 ...$ oder $e = 2,7 1 8 2 8 ...$ usw..

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I_2.tex
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@@ -112,63 +112,61 @@ Zur Vorbereitung dieser wichtigen Beweismethode werden zunächst einige Begriffe
\input{Definitionen/I_D_21.tex}
%%%%%%%%BIN HIER %%%%%%%%%%%%%%%%
-16-
\newpage
-17-
Beispiel 15
2.3
Das Summenzeichen dient also dazu, endliche Summen von Ausdrücken oder Termen effizient und platzsparend darzustellen.
Beispiel 16
a) $1+2+3+\ldots+n-1+n=\sum_{k=1}^{n} k$
-17-
\begin{beispiel}\label{B0016}
\begin{enumerate}[a)]
\item $1+2+3+\ldots+n-1+n=\sum_{k=1}^{n} k$
\item $2^{3}+2^{2}+2+1+\frac{1}{2}+\frac{1}{2^{2}}+\frac{1}{2^{3}}+\ldots+\frac{1}{2^{50}}=\sum_{k=-3}^{50} \frac{1}{2^{k}}$
\item $\sqrt{\left(x-x_{1}\right)^{2}+\left(x-x_{2}\right)^{2}+\left(x-x_{3}\right)^{2}+\ldots+\left(x-x_{l}\right)^{2}}=\sqrt{\sum_{k=1}^{l}\left(x-x_{k}\right)^{2}}$
\end{enumerate}
\end{beispiel}
\newpage
-18-
b) $2^{3}+2^{2}+2+1+\frac{1}{2}+\frac{1}{2^{2}}+\frac{1}{2^{3}}+\ldots+\frac{1}{2^{50}}=\sum_{k=-3}^{50} \frac{1}{2^{k}}$
c) $\sqrt{\left(x-x_{1}\right)^{2}+\left(x-x_{2}\right)^{2}+\left(x-x_{3}\right)^{2}+\ldots+\left(x-x_{l}\right)^{2}}=\sqrt{\sum_{k=1}^{l}\left(x-x_{k}\right)^{2}}$
Für das Rechnen mit dem Summenzeichen gelten die im folgenden Satz zusammengestellten Gesetze.
\begin{satz}\label{S0001}
\begin{align}
\sum_{k=m}^{n} a_{k}+\sum_{k=m}^{n} b_{k} &=\sum_{k=m}^{n}\left(a_{k}+b_{k}\right) \\
\sum_{k=m}^{n} c \cdot a_{k} &=c \sum_{k=m}^{n} a_{k} \\
\sum_{k=m}^{n} a_{k} &=\sum_{i=m}^{n} a_{i}=\sum_{j=m}^{n} a_{j} \\
\sum_{k=m}^{n} a_{k} &=\sum_{k=m}^{u} a_{k}+\sum_{k=u+1}^{n} a_{k} \quad \text { für } m \leq u \leq n \\
\sum_{k=m}^{n} a_{k} \sum_{i=u}^{v} b_{i} &=\sum_{k=m}^{n} \sum_{i=u}^{v} a_{k} b_{i}=\sum_{i=u}^{v} \sum_{k=m}^{n} a_{k} b_{i}
\end{align}
Für eine beliebige Zahl $l \in \mathbb{Z}$ lässt sich eine \textbf{Indexverschiebung} im Summenzeichen vornehmen. Es gilt:
\begin{align}
\sum_{k=m}^{n} a_{k}+\sum_{k=m}^{n} b_{k} &=\sum_{k=m}^{n}\left(a_{k}+b_{k}\right) \\
\sum_{k=m}^{n} c \cdot a_{k} &=c \sum_{k=m}^{n} a_{k} \\
\sum_{k=m}^{n} a_{k} &=\sum_{i=m}^{n} a_{i}=\sum_{j=m}^{n} a_{j} \\
\sum_{k=m}^{n} a_{k} &=\sum_{k=m}^{u} a_{k}+\sum_{k=u+1}^{n} a_{k} \quad \text { für } m \leq u \leq n \\
\sum_{k=m}^{n} a_{k} \sum_{i=u}^{v} b_{i} &=\sum_{k=m}^{n} \sum_{i=u}^{v} a_{k} b_{i}=\sum_{i=u}^{v} \sum_{k=m}^{n} a_{k} b_{i}
\end{align}
Für eine beliebige Zahl $l \in \mathbb{Z}$ lässt sich eine \textbf{Indexverschiebung} im Summenzeichen vornehmen. Es gilt:
\begin{align}
\sum_{k=m}^{n} a_{k}=\sum_{k=m+l}^{n+1} a_{k-l}
\sum_{k=m}^{n} a_{k}=\sum_{k=m+l}^{n+1} a_{k-l}
\end{align}
\end{satz}
Beweis:
Mit der Definition $2.1$ gilt :
(1) $\sum_{k=m}^{n} a_{k}+\sum_{k=m}^{n} b_{k}=a_{m}+a_{m+1}+\ldots+a_{n}+b_{m}+b_{m+1}+\ldots+b_{n}$
%%%%%%%%BIN HIER %%%%%%%%%%%%%%%%
\newpage
\newpage
\textbf{Beweis}:
Mit der Definition \ref{D1_1_21} gilt :
\begin{enumerate}[(1)]
\item $\sum_{k=m}^{n} a_{k}+\sum_{k=m}^{n} b_{k}=a_{m}+a_{m+1}+\ldots+a_{n}+b_{m}+b_{m+1}+\ldots+b_{n}$
$$
=a_{m}+b_{m}+a_{m+1}+b_{m+1}+\ldots+a_{n}+b_{n}=\sum_{k=m}^{n}\left(a_{k}+b_{k}\right)
$$
(2) $\sum_{k=m}^{n} c \cdot a_{k}=c \cdot a_{m}+c \cdot a_{m+1}+\ldots+c \cdot a_{n}$
\item $\sum_{k=m}^{n} c \cdot a_{k}=c \cdot a_{m}+c \cdot a_{m+1}+\ldots+c \cdot a_{n}$
$$
=c \cdot\left(a_{m}+a_{m+1}+\ldots+a_{n}\right)=c \sum_{k=m}^{n} a_{k}
$$
\end{enumerate}
-18-
\newpage

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@@ -25,13 +25,13 @@
#text(2em, weight: "bold")[Band I - Mengen]
]
#v(2em)
#include("Definitionen.typ")
//#include("Definitionen.typ")
= Vorwort
#include("I_Vorwort.typ")
= Grundzüge der Mengenlehre
//#include("I_1.typ")
#include("I_1.typ")
/* \input */
/*= Mathematische Beweismethoden
/* \input */I_(2).tex