Zahlenfolgen, bei denen die Differenz zweier benachbarter Folgenglieder konstant ist, heißen arithmetische Folgen. Es gilt für sie a n + 1 − a n = d a_{n+1}-a_n=d für ein festes d ∈ R d\in\domR. Damit lässt sich für eine arithmetische Zahlenfolge immer eine Rekursionsformel der Form
a n + 1 = a n + d a_{n+1}=a_n+d (1)
angeben. Deutsche Mathematiker-Vereinigung. Beispiel
Sowohl die Folge der geraden als auch der ungeraden natürlichen Zahlen sind arithmetische Zahlenfolgen, wobei für beide d = 2 d=2 gilt. Ihre gemeinsame Rekursionsformel ist a n + 1 = a n + 2 a_{n+1}=a_n+2. (2)
Sie unterscheiden sich nur durch das Anfangsglied, a 0 = 0 a_0=0 für gerade und a 0 = 1 a_0=1 für die ungeraden Zahlen. Der Name arithmetische Folge rührt daher, dass jedes Folgenglied arithmetisches Mittel seines Vorgängers und seines Nachfolgers ist:
a n = a n − 1 + a n + 1 2 a_n=\dfrac {a_{n-1}+a_{n+1}} 2 (3)
Es gilt a n = a n − 1 + d a_n=a_{n-1}+d also a n − d = a n − 1 a_n-d=a_{n-1} und a n + 1 = a n + d a_{n+1}=a_n+d. Addiert man diese beiden Gleichungen, erkennt man, dass (3) gilt.
- Arithmetisch-geometrische Folgen: Unterricht und Übungen - Fortschritt in Mathematik
- Deutsche Mathematiker-Vereinigung
- Klassenarbeit zu Arithmetische Folgen
- Arithmetische Folgen Mathematik -
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Arithmetisch-Geometrische Folgen: Unterricht Und Übungen - Fortschritt In Mathematik
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Deutsche Mathematiker-Vereinigung
s n = n + 1 2 ( 2 a 0 + 2 n) = ( n + 1) ( a 0 + n) s_n=\dfrac {n+1} 2 \, (2a_0+2n)=(n+1)(a_0+n)
und speziell für die geraden Zahlen s n = n ( n + 1) s_n=n(n+1) und für die ungeraden Zahlen s n = ( n + 1) 2 s_n=(n+1)^2, was wir schon im Beispiel 5227A nachgewiesen haben. Nach unserer bisherigen Erfahrung sind wir zum Vertrauen berechtigt, dass die Natur die Realisierung des mathematisch denkbar Einfachsten ist. Arithmetisch-geometrische Folgen: Unterricht und Übungen - Fortschritt in Mathematik. Albert Einstein
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Klassenarbeit Zu Arithmetische Folgen
Aus der Schulzeit des bedeutenden deutschen Mathematikers CARL FRIEDRICH GAUSS (1777 bis 1855) ist Folgendes überliefert: Der Lehrer, der nebenbei Imkerei betrieb, benötigte Zeit zum Einfangen eines Bienenschwarmes. Deshalb stellte er seinen Schülern der Rechenklasse eine Aufgabe, um sie hinreichend lange zu beschäftigen, sie sollten die Zahlen von 1 bis 100 addieren. Der Lehrer hatte die Aufgabe gerade formuliert und wollte gehen, da rief bereits der neunjährige GAUSS mit 5050 das richtige Ergebnis. GAUSS hatte nicht wie seine Mitschüler brav 1 + 2 + 3 +... gerechnet, sondern einfach überlegt, dass die Summen 100 + 1, 99 + 2, 98 + 3 usw. jeweils 101 ergeben und dass man genau 50 derartige Zahlenpaare bilden kann, womit sich als Ergebnis 50 ⋅ 101 = 5050 ergibt. Klassenarbeit zu Arithmetische Folgen. Damit hatte er im Prinzip die Summenformel der arithmetischen Reihe entdeckt. Eine arithmetische Folge ist dadurch gekennzeichnet, dass die Differenz d zwischen zwei benachbarten Gliedern immer gleich ist, d. h., dass für alle Glieder der Folge gilt: a n = a n − 1 + d Beispiele: ( 1) 5; 9; 13; 17; 21; 25; 29... d = 4 ( 2) 20; 17; 14; 11; 8; 5... d = − 3 ( 3) 2, 1; 2, 2; 2, 3; 2, 4; 2, 5; 2, 6; 2, 7... d = 0, 1 ( 4) 1; 0, 5; 0; − 0, 5; − 1; − 1, 5; − 2... d = − 0, 5 ( 5) 6; 6; 6; 6; 6; 6; 6... d = 0 Durch Angabe der Differenz d und des Anfangsgliedes a 1 ist die gesamte Folge bestimmt, denn es gilt: a n = a 1 + ( n − 1) d
Arithmetische Folgen Mathematik -
Übungsarbeit Mathematik Nr. 1 a) Zeige: Es gibt eine arithmetische Folge (a n) mit a 5 =7 und a 17 =56. b) Berechne die Summe 4+11, 33+18, 66+25, 99+... +231, 23. Nr. 2 a) Zeige: Es gibt eine geometrische Folge (a n) mit a 4 =3, 4 und a 11 =2, 5 Hinweis: Runde die Ergebnisse au f 3 Nachkommastellen! b) Ein Kapital K wird zu einem Zinssatz von 3, 4% pro Monat angelegt. Die Zinsen werden monatlich berechnet und am Monatsende dem Kapital hinzugefügt. Auf welchen Wert ist das Kapital K zu Beginn des [zweiten, dritten, vierten,... ] m - t en Monats und zu Beginn des [zweiten, dritten, vierten,... ] n - ten Jahres angewachsen? Nr. 3 Untersuche die 2 folgenden Folgen bezüglich Monotonie, Beschränktheit und Konvergenz. a) a n = 1 1 + − n n b) a n= n n + − 1 ² 1 Tipp: Berechne einige F olgenglieder! Nr. 4 a) Wann ist eine Folge (a n) nicht nach unten beschränkt? b) Wann ist eine Zahl a kein Grenzwert einer Folge (a n)? c) Veranschauliche in einer Skizze des Grenzwert a einer Folge (a n). Hinweis: Veranschauliche a, ,... i n einem Koordinatensystem!
In dem Bereich setzen wir Großcomputer, aber die verlässliche Theorie dazu fehlt. Noch.
Zeigen wir dazu zunächst, dass es sich um eine geometrische Folge handelt: \begin{array}{l} v_{n+1} = u_{n+1}-l \\ v_{n+1} = a \times u_n+bl \\ v_{n+1} = a \times u_n+b-\dfrac{b}{1-a} \\ v_{n+1} = a \times u_n+\dfrac{b\times(1-a)-b}{1-a} \\ v_{ n+1} = a \times u_n+\dfrac{-ab}{1-a} \\ v_{n+1} = a\times \left( u_n-\dfrac{b}{1-a} \right) \\ v_{n+1} = a\times \left( u_n-l \right)\\ v_{n+1} = a\times v_n\\ \end{array} v n ist also eine geometrische Folge des Verhältnisses a.
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