Kommutativgesetz 1.) a + b = b + a Entsprechende Umformungen gelten. Assoziativgesetz 3.) ( a + b ) + c = a + ( b + c ) = a + b + c
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- Christian Maurer
- vor 7 Jahren
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1 Elemetre Termumformuge Kommuttivgesetz. + + Etsprehede Umformuge gelte... für Sutrktio ud Divisio iht. Assozitivgesetz 3. ( ( (... ( ( ( (. :. ( :. : Etsprehede Formel gelte für die Ausdrüke - +, - -, : : ud :. iht. Dher sollte m hier zur Vermeidug vo Missverstädisse stets Klmmer setze (zumidest gedklih. Bei Ausdrüke wie - : gilt Puktrehug geht vor Strihrehug. Istitut für Automtisierugstehik Prof. Dr. Ch. Bold Vorsemester V. Folie Distriutivgesetz 7.. ( usmultipliziere usklmmer 8. ( +. ( + d. +. d d Beispiel 7. y x + x. y 7. y x. ( + y 7. ( y + + x. ( + y ( y +. ( 7 + x usmultipliziere fktorisiere Fktorisieruge sid oft sehr hilfreih, er uh oft shwierig zu fide! Istitut für Automtisierugstehik Prof. Dr. Ch. Bold Vorsemester V. Folie
2 Biomishe Formel 9. ( iomishe Formel 0. ( iomishe Formel. ( -. ( iomishe Formel Weitere iomishe Formel:. ( ( ( +. ( ( -. ( ( Die Ketis iomisher Formel ist i viele Fälle uersetzlih, um Fktorisieruge zu fide. Istitut für Automtisierugstehik Prof. Dr. Ch. Bold Vorsemester V. Folie 3 Primfktorzerlegug Primzhle sid türlihe Zhle, die ur durh ud sih selst teilr sid ( d.h. we m eie Primzhl durh eie türlihe Zhl dividiert, so ergit sih ls Quotiet geu d eie türlihe Zhl, we etweder oder die gegeee Zhl selst ist. Primzhle sid lso die Zhle, 3, 5, 7,, 3, 7, 9, 3, 9, 3, 37, 4,... Die Zhl ist keie Primzhl. Es git uedlih viele Primzhle. Jede türlihe Zhl lässt sih ls Produkt vo Primzhle usdrüke. Diese Drstellug ist is uf die Reihefolge der Fktore eideutig ud heißt Primfktorzerlegug ( PFZ vo. Beispiele: Istitut für Automtisierugstehik Prof. Dr. Ch. Bold Vorsemester V. Folie 4
3 ggt Der größte gemeisme Teiler ( ggt zweier türliher Zhle ist die größte türlihe Zhl, durh die m eide ohe Rest dividiere k. Zwei türlihe Zhle, dere ggt ist, heiße teilerfremd. Der ggt zweier Zhle k leiht us der PFZ dieser Zhle estimmt werde. Im ggt zweier Zhle kommt ämlih jede Primzhl so oft vor, wie sie i jeder der PFZ der eide Zhle midestes vorkommt. Beispiel: , : ggt ( 68 ; , 80. 5, ggt ( 4 ; 5 Auh der ggt vo mehr ls zwei Zhle lässt sih uf diese Weise estimme. Beispiel: , , : ggt ( 68 ; 80 ; 75 3 ggt ( ; 75 Istitut für Automtisierugstehik Prof. Dr. Ch. Bold Vorsemester V. Folie 5 kgv Ds kleiste gemeisme Vielfhe ( kgv zweier türliher Zhle ist die kleiste türlihe Zhl, die m durh eide ohe Rest dividiere k. Bei teilerfremde Zhle ist ds kgv ds Produkt der eide Zhle. Ds kgv zweier Zhle k eeflls us ihrer PFZ estimmt werde. Im kgv zweier Zhle kommt ämlih jede Primzhl mit der größte Azhl vor, mit der sie i midestes eier der PFZ der eide Zhle vorkommt. Beispiel: , : kgv ( 68 ; , , ggt ( 4 ; 5 Auh der kgv vo mehr ls zwei Zhle lässt sih uf diese Weise estimme. Beispiel: , , : kgv ( 68 ; 80 ; kgv ( 50 ; 75 Istitut für Automtisierugstehik Prof. Dr. Ch. Bold Vorsemester V. Folie 6 3
4 Bruhrehug 4... erweiter mit kürze durh 5. + d. d. d +. d.. d +.. d Additio 6. - d. d. d -. d.. d -.. d Sutrktio Brühe köe ur ddiert zw. sutrhiert werde, we sie gleihmig sid ( d.h. dss sie de gleihe Neer he. Um dies zu erreihe, geht m i.. iht exkt h de Regel 5 zw. 6 vor, soder m immt ls sogete Hupteer ds kgv der eide Neer. Ddurh erhält m eie eifhere Drstellug des Ergeisses. Istitut für Automtisierugstehik Prof. Dr. Ch. Bold Vorsemester V. Folie 7 Beispiel 5. + d. d. d +. d.. d +.. d Bei der zweite Methode geügt es lso, die PFZ vo zwei kleie Zhle zu estimme, währed ei der erste Methode zwei große Zhle fktorisiert werde müsse. Dieser Vorteil ist oh viel wihtiger, we im Zähler ud Neer der eide Brühe keie türlihe Zhle, soder Reheterme mit Vrile stehe, d es oft sehr shwierig ist, die Fktorisieruge solher Reheterme zu estimme. Istitut für Automtisierugstehik Prof. Dr. Ch. Bold Vorsemester V. Folie 8 4
5 d.. d Multipliktio 8. : d. d. d. Divisio Puktrehug ist mit Brühe lso deutlih eifher ls Strihrehug. Bemerkug (. d : d. ( d d D die Divisio iht ssozitiv ist, git es ei Mehrfhrühe häufig Fehler wege Misshtug der Reihefolge. Um dies zu vermeide, sollte m durh Klmmer oder durh die Läge der Bruhstrihe die Reihefolge der Divisioe deutlih mhe. Noh siherer ist es, Mehrfhrühe zu Eifhrühe umzuforme. Istitut für Automtisierugstehik Prof. Dr. Ch. Bold Vorsemester V. Folie 9 Bemerkug Flls ur eier der eide Operde ei Bruh ist, k m die Reheopertio h de gleihe Regel durhführe, idem m de dere Operd ls Bruh mit dem Neer shreit: : :.. Etsprehed geht m vor, we ur der zweite Operd ei Bruh ist. Istitut für Automtisierugstehik Prof. Dr. Ch. Bold Vorsemester V. Folie 0 5
6 Potez- ud Wurzelrehug Poteze sid defiiert für jede positive Bsis ud jede reelle Expoete. Es git zwr uh Poteze mit egtiver Bsis, die für us er iht vo Bedeutug sid (s.u Multipliktio vo Poteze mit gleiher Bsis 0.. (. Multipliktio vo Poteze mit gleihem Expoet.. - Divisio vo Poteze mit gleiher Bsis ( Divisio vo Poteze mit gleihem Expoet Es git keie Reheregel für die Summe zw. die Differez zweier Poteze. Istitut für Automtisierugstehik Prof. Dr. Ch. Bold Vorsemester V. Folie esodere Poteze Nh Regel gilt z.b. Nh Regel 4 er uh Für jede Bsis defiiert m dher: 3. 0 Nh Regel gilt z.b. Nh Regel 4 er uh Für jede Bsis defiiert m dher: 4. Istitut für Automtisierugstehik Prof. Dr. Ch. Bold Vorsemester V. Folie 6
7 Doppelpoteze Poteziere ist iht ssozitiv. Beispielsweise ist ( 3 64 ud (3 5. Dher drf eie Doppelpotez iht ohe Klmmer geshriee werde 5. (. Doppelpotez mit Klmmer ute Für Doppelpoteze mit Klmmer oe git es keie Reheregel. Negtive Expoete Nh Regel gilt z.b Nh Regel 4 er uh Allgemei defiiert m dher: Istitut für Automtisierugstehik Prof. Dr. Ch. Bold Vorsemester V. Folie 3 Wurzel Nh Defiitio der Wurzel gilt z.b. Adererseits gilt h Regel 9 Allgemei gilt: 7. ( Wurzel sid lso ur eie dere Shreiweise für Poteze. Dher gelte uh die gleihe Reheregel wie ei Poteze: m m. Istitut für Automtisierugstehik Prof. Dr. Ch. Bold Vorsemester V. Folie 4 7
8 m m p q p q ( p q q p ( p q q ( ( p m. m m. m - ( m (. ( + m m. m. m+ Istitut für Automtisierugstehik Prof. Dr. Ch. Bold Vorsemester V. Folie 5 Poteze mit egtiver Bsis Beispiel: ( - 8 ( - 8 Beispiel: ( - 4 ( ( ( ( ist iht defiiert. 4 4 ( - 4 6?? Bei Poteze mit egtiver Bsis gelte lso die ülihe Reheregel iht. Auh ist uklr, o zw. welhe Poteze mit egtiver Bsis üerhupt defiiert sid. Dher werde wir us iht mit Poteze mit egtiver Bsis eshäftige. Istitut für Automtisierugstehik Prof. Dr. Ch. Bold Vorsemester V. Folie 6 8
9 Logrithme x 8 x 3 log ( 8 x 7 x log ( 7 Logrithmus vo 7 zur Bsis Allgemei defiiert m: log ( ist die Zhl, die ergit, we m mit ihr poteziert. Es gelte lso die eide Rehegesetze ( log ( log ( D Poteze ur defiiert sid, we die Bsis positiv ist, ud d uh eie positive Wert he, sid die Logrithme log ( ur für > 0 ud > 0 defiiert. Für jede positive Bsis git es lso eie Logrithmus. Dei sid zwei Logrithme esoders wihtig: Istitut für Automtisierugstehik Prof. Dr. Ch. Bold Vorsemester V. Folie 7 Zeher- Logrithmus Bsis 0 Der Logrithmus zur Bsis 0 heißt dekdisher Logrithmus oder Zeher- Logrithmus ud wird mit lg ezeihet: lg( x log 0 ( x Der Vorteil des dekdishe Logrithmus ist seie Beziehug zum dekdishe Zhlsystem. So weiß m uh ohe Tshereher, ws vor dem Komm eies dekdishe Logrithmuswertes steht. Beispiel: lg( 345 3,... lg( lg( < 345 < 0000 Die Zhl vor dem Komm des Logrithmuswertes ist lso um kleier ls die Azhl der Stelle der Ausggszhl. Istitut für Automtisierugstehik Prof. Dr. Ch. Bold Vorsemester V. Folie 8 9
10 Ntürliher Logrithmus Bsis e, Die Zhl e heißt Euler she Zhl. Der Logrithmus zur Bsis e heißt türliher Logrithmus oder Logrithmus turlis ud wird mit l ezeihet: l( x log e ( x Der Vorteil des türlihe Logrithmus wird erst ei der Differetil- ud Itegrlrehug verstädlih. Er ist llerdigs so grviered, dss m i der Mthemtik fst usshließlih de türlihe Logrithmus eutzt. Dher werde wir uh die Reheregel für Logrithme mit dem türlihe Logrithmus formuliere, owohl sie für lle dere Logrithme eeso gelte. Istitut für Automtisierugstehik Prof. Dr. Ch. Bold Vorsemester V. Folie 9 Reheregel für Logrithme Für, > 0 gilt: 37. l(. l ( + l ( ( log ( log ( (l ( 35. e 36. l(e ( de e l+l e l. e l. 38. l( l ( - l ( ( de e l- l e l e l 39. l( t t. l ( t ( de e t.l ( e l t Istitut für Automtisierugstehik Prof. Dr. Ch. Bold Vorsemester V. Folie 0 0
11 Polyomdivisio Beispiel ( x x 3 +. x + 3. x + : ( x + x ( x 4 + x 3. x 3 + x + 3. x + ( 3. x x x + ( x x + Beispiel ( x x + 6. x + 7 : ( x 3 +. x - x + ( x 4 +. x - x x + 7. x + 7 x + 7. x + 7 x 3 +. x - < 3 Diese Polyomdivisio geht lso iht uf, soder ergit de Rest x + 7. x + 7. Istitut für Automtisierugstehik Prof. Dr. Ch. Bold Vorsemester V. Folie
5.6 Additionsverfahren
5.6 Additiosverfhre Prizip Die eide Gleihuge werde so umgeformt, dss ei der Additio der eide Gleihuge eie Vrile wegfällt. Es müsse h der Umformug lso i eide Gleihuge gleih viele x oder gleih viele y (er
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