3.1 Folgen. ,...) die Folge der sogenannten Hauptbrüche in Q. Mathematik I WiSe 2005/ y = (y n ) n N = ( 1 3, 1 9, 1 27, 1 81, 1
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- Roland Kohl
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1 Kapitel 3. Folgen und Reihen 3.1 Folgen Eine Folge ist eine durchnummerierte Zusammenfassung von reellen Zahlen. Sie wird geschrieben als a = (a 1, a 2, a 3,...) = (a n ) n N. Es ist also a n R. Der Index n gibt an, an welcher Stelle in der Folge die Zahl a n steht. Beispiel Mit a n = n 2 ist a = (a n ) = (1,4, 9,16,...) die Folge der Quadratzahlen in N. 2. Mit b n = 1 n ist b = (b n) n N = (1, 1 2, 1 3, 1 4,...) die Folge der sogenannten Hauptbrüche in Q. Mathematik I WiSe 2005/ Mit c n = ( 1) n ist c = (c n ) n N = ( 1, 1, 1, 1, 1,...). 4. Mit d n = 2 n ist d = (d n ) n N = (2, 4,8, 16, 32,64, 128,...) die Folge der Zweierpotenzen. 5. Mit y n = ( 1 3) n ist y = (y n ) n N = ( 1 3, 1 9, 1 27, 1 81, 1 243,...). 6. Ist x n = (1 + 1 n )n, dann ist x = (x n ) n N = ( 2, 9 4, 64 27, ,...) Mathematik I WiSe 2005/
2 Einige weitere Folgenglieder sind in der folgenden Tabelle angegeben: n x n n x n Die sogenannte Fibonacci-Folge ist die Folge (a n ) n N mit a 1 = a 2 = 1 und a n = a n 1 + a n 2 für n 3. Die ersten Folgenglieder sind a = (1,1, 2, 3,5, 8,13, 21, 34,...). Mathematik I WiSe 2005/ Die Zahl a n heißt die n-te Fibonaccizahl. Folgen lassen sich auch als Abbildungen auffassen. Eine Folge ist eine Abbildung a : N R mit Definitionsbereich N. Für den Wert a(n) an der Stelle n schreibt man üblicherweise a n. Der Wert a n heißt n-tes Folgenglied von a. Die Fibonacci-Folge heißt rekursiv definiert, da man zur Berechnung eines Folgenglieds a n die vorherigen Folgenglieder benötigt (und Anfangswerte). Die anderen Folgen hingegen sind explizit definiert, da sich jedes a n direkt aus dem Index n berechnen läßt. Man kann auch für die Fibonacci-Folge eine explizite Formel angeben. Die n-te Mathematik I WiSe 2005/
3 Fibonacci-Zahl a n ist nämlich a n = ( 1+ ) n ( ) n Wir können eine Folge a = (a n ) n N graphisch veranschaulichen, indem wir die Punkte mit den Koordinaten (n, a n ) für einige Werte von n in ein Koordinatensystem zeichnen. Wir tun dies hier für die ersten sechs Beispiele. Mathematik I WiSe 2005/ Beispiel Beispiel x x Mathematik I WiSe 2005/
4 Beispiel Beispiel x x Mathematik I WiSe 2005/ Beispiel fuer n<100 Beispiel fuer n< x x Mathematik I WiSe 2005/
5 Eine Folge a = (a n ) n N mit a n 0 für alle n N heißt geometrisch, wenn der Quotient aufeinanderfolgender Glieder konstant ist, wenn es also eine Zahl q R gibt, so dass gilt a n+1 a n = q für alle n N. Beispiel 3.2 Die Folge aus Beispiel ist geometrisch, denn d n+1 = 2n+1 = 2 für alle n N. d n 2n Ebenso ist jede Folge mit der Vorschrift d n = q n für ein festes q R geometrisch. Mathematik I WiSe 2005/ Die anderen Folgen in Beispiel 3.1 sind nicht geometrisch. So ist etwa für die Folge mit b n = 1 n b 3 = 2 b 2 3, aber b 4 = 3 b 3 4. Beispiel 3.3 Ein Anfangskapital K 0 wird zum Zinssatz von p = 0.05 (also 5%) jährlich verzinst. Dann ist nach n Jahren das Kapital angewachsen auf den Wert K n, der sich wie folgt berechnet (Zinseszinz!); K 1 = K 0 + pk 0 = (1 + p)k 0, K 2 = K 1 + pk 1 = (1 + p)k 1 = (1 + p) 2 K 0, K 3 = K 2 + pk 2 = (1 + p)k 2 = (1 + p) 3 K 0, und allgemein K n = (1 + p) n K 0. Mathematik I WiSe 2005/
6 Die Folge der jährlichen Kapitalmenge (K n ) n N ist also geometrisch, da K n+1 K n = 1 + p für alle n N. Für eine geometrische Folge mit dem konstanten Quotienten a n+1 a n = q gilt a n+1 = qa n und daher a 2 = qa 1, a 3 = qa 2 = q 2 a 1, a 4 = qa 3 = q 3 a 1 und allgemein a n = a 1 q n 1 oder a n = a 0 q n Mathematik I WiSe 2005/ wobei a 0 := a 1 q. Wir können a 0 als das nullte Folgenglied auffassen. Eine geometrische Folge ist also vollständig durch den Quotienten q und einen Anfangswert a 0 (oder a 1 ) bestimmt. Eine Folge a = (a n ) n N heißt arithmetisch, wenn die Differenz aufeinanderfolgender Glieder konstant ist, wenn es also eine Zahl d R gibt, so dass gilt a n+1 a n = d für alle n N. Beispiel 3.4 Die Folge a = (a n ) n N mit a n = 3n 7 ist arithmetisch, denn a n+1 a n = 3(n + 1) 7 ( 3n 7 ) = 3 für alle n N. Mathematik I WiSe 2005/
7 Die ersten Folgenglieder sind 4, 1, 2, 5, 8,... Ist eine Folge a = (a n ) n N arithmetisch mit der konstanten Differenz a n+1 a n = d für alle n N, dann gilt a n+1 = d + a n und die einzelnen Folgenglieder ergeben sich durch a 2 = d + a 1, a 3 = d + a 2 = d + d + a 1 = 2d + a 1, a 4 = d + a 3 = 3d + a 1 und allgemein a n = (n 1)d + a 1 oder a n = nd + a 0 Mathematik I WiSe 2005/ wobei a 0 = a 1 d wie bei der geometrischen Folge als nulltes Folgenglied interpretiert werden kann. Eine arithmetische Folge ist also vollständig durch die Differenz d und einen Anfangswert a 0 (oder a 1 ) bestimmt. Ähnlich wie für Abbildungen wollen wir nun die Begriffe Monotonie und Beschränktheit für Folgen erklären. Zusätzlich gibt es noch den Begriff der alternierenden Folge (machen Sie sich klar, dass die Begriffe Monotonie und Beschränktheit sowohl für Folgen als auch reelle Funktionen sinnvoll sind, alternierend aber für Abbildungen auf R nicht sinnvoll definiert werden kann). Mathematik I WiSe 2005/
8 Eine Folge a heißt konstant, falls a n+1 = a n für alle n N gilt. Eine Folge (a n ) n N heißt monoton wachsend bzw. streng monoton wachsend, falls a n+1 a n bzw. a n+1 > a n für alle n N. Eine Folge (a n ) n N heißt monoton fallend bzw. streng monoton fallend, falls a n+1 a n bzw. a n+1 < a n für alle n N. Mathematik I WiSe 2005/ Eine Folge heißt alternierend, falls a n+1 > 0 ist wenn a n < 0 ist und a n+1 < 0 wenn a n > 0 ist. Anders gesagt: a n+1 a n < 0 für alle n N (die Folgenglieder wechseln also in jedem Schritt das Vorzeichen). Beispiel 3.5 Betrachte die Folgen aus Beispiel 3.1 Die Folgen a und d mit a n = n 2 und d n = 2 n sowie die Fibonacci-Folge sind streng monoton wachsend. Die Folge b mit b n = 1 n ist streng monoton fallend. Mathematik I WiSe 2005/
9 Die Folge c mit c n = ( 1) n ist weder monoton wachsend noch monoton fallend. Sie ist alternierend. Die Folge x mit x n = (1 + 1 n )n ist streng monoton wachsend. Das wird zumindest durch den Graphen angedeutet und es lässt sich auch nachrechnen. Außerdem ist auch die Folge der Kapitalmengen in Beispiel 3.3 bei konstanter jährlicher Verzinsung streng monoton wachsend. Das sollte natürlich auch so sein! Beachte, dass es auch Folgen gibt, die weder monoton wachsend noch monoton fallend noch alternierend sind. Wenn wir mit t n die Anzahl der verschiedenen Primteiler von n bezeichnen, so sieht der Graph der Folge ( 1) t(n) t(n) für 1000 n 1100 so aus: Mathematik I WiSe 2005/ Für die besonders wichtigen geometrischen Folgen ist das Monotonieverhalten wie folgt: Mathematik I WiSe 2005/
10 Sei a 0 > 0. Die geometrische Folge a mit a n = a 0 q n ist streng monoton wachsend, wenn q > 1 ist, streng monoton fallend, wenn q (0, 1) ist, und konstant, wenn q = 0 oder q = 1 ist. Für q < 0 ist die geometrische Folge a n = a 0 q n alternierend. Sei a 0 < 0. Die geometrische Folge a mit a n = a 0 q n ist streng monoton fallend, wenn q > 1 ist, streng monoton wachsend, wenn q (0, 1) ist, und konstant, wenn q = 0 oder q = 1 ist. Für q < 0 ist die geometrische Folge a n = a 0 q n alternierend. Beispiel 3.6 Die Folge a n = 5 ( 1 2) n ist streng monoton fallend. Die ersten Folgenglieder sind a 1 = 5 2, a 2 = 5 4, a 3 = 5 8, a 4 = 5 16, a 10 = Mathematik I WiSe 2005/ Für a n = 5 ( 1 2) n erhalten wir a 1 = 5 2, a 2 = 5 4, a 4 = 5 16, a 5 = 5 32, a 10 = Die Folge ist alternierend. Wir halten fest, dass die Folge ( a n ) der Beträge von a n monoton fallend ist. Eine Folge (a n ) n N heißt beschränkt, falls es eine Konstante M R gibt, so dass a n M für alle n N, d. h. alle Folgenglieder liegen im Intervall [ M,M]. Mathematik I WiSe 2005/
11 Beispiel 3.7 Die Folgen a und d mit a n = n 2 und d n = 2 n sowie die Fibonacci-Folge aus Beispiel 3.1 sind nicht beschränkt. Die Folge b mit b n = 1 n ist beschränkt, denn 1 < 1 für alle n N. Die Folge c mit c n = ( 1) n ist beschränkt: ( 1) n = 1 für alle n N. Die Kapitalzuwachsfolge aus Beispiel 3.3 ist unbeschränkt. Wenn man nur lange genug wartet, wird das Kapital beliebig groß. Eine geometrische Folge a mit a n = a 0 q n ist unbeschränkt, wenn q > 1 ist und beschränkt, wenn q [ 1,1] ist. Zur Beschreibung des Verhaltens einer Folge bei wachsendem Index wird, wie schon bei Funktionen, der Begriff Konvergenz eingeführt. n Mathematik I WiSe 2005/ Zunächst einige anschauliche Beispiele von Konvergenz. Beispiel 3.8 Die Folgenglieder aus Beispiel 3.1.1, und werden für wachsende n immer größer. Anders gesagt: sie gehen nach +. Die Folgenglieder aus Beispiel kommen für wachsende n immer näher an die x-achse, anders: die Werte kommen der Null immer näher. In der Folge aus Beispiel wechseln sich die Werte 1 und 1 ab. Die Folge kommt weder dem Wert 1 noch dem Wert 1 beliebig nahe, weil immer wieder der jeweils andere Wert angenommen wird. Die Folgenglieder aus Beispiel wechseln sich mit dem Vorzeichen ab, aber wie in Beispiel 2 kommen die Werte der Null, also der x-achse, immer näher. Der Graph der Folge aus Beispiel deutet an, dass die Folgenglieder zwar Mathematik I WiSe 2005/
12 stets anwachsen, aber nicht beliebig groß werden, sondern sich einem Wert nähern. Was ist der genaue Wert? Diesen Wert nennen wir den Grenzwert der Folge: Mathematik I WiSe 2005/ Grenzwert (Limes) von Folgen Eine reelle Zahl a heißt Grenzwert oder Limes einer Folge (a n ) n N, wenn es zu jedem vorgegebenen ǫ > 0 einen von ǫ abhängigen Index n(ǫ) N gibt, so dass a n a ǫ für alle n n(ǫ). Eine Folge (a n ) n N heißt konvergent wenn sie einen Grenzwert a R besitzt. In diesem Fall schreiben wir: lim a n = a oder a n a für n. n Sprechweise: Limes n gegen unendlich von a n ist gleich a, oder: a n konvergiert Mathematik I WiSe 2005/
13 gegen a für n gegen unendlich. Ist der Grenzwert a = 0, so heißt die Folge eine Nullfolge. Ist eine Folge nicht konvergent, so heißt sie divergent. Man sagt auch die Folge divergiert. Wir können auch noch verschiedene Arten der Divergenz unterscheiden. Die Folge a n = n verhält sich sicherlich anders als die Folge ( 1) n n oder ( 1) n. Mathematik I WiSe 2005/ Eine Folge (a n ) n N heißt bestimmt divergent nach, falls es zu jedem M ein n 0 so gibt, dass a n M für alle n n 0, gilt, d.h. die Folgenglieder werden beliebig groß. Entsprechend wird bestimmte Divergenz nach erklärt. Schreibweise: lim a n =, bzw. lim a n =. n n Achtung: Wir sagen nicht, dass die Folge gegen konvergiert. Wenn wir von Konvergenz sprechen, meinen wir stets Konvergenz gegen eine reelle Zahl, nie gegen ±! Man kann sich die Konvergenz gegen a auch folgendermaßen klar machen: Mathematik I WiSe 2005/
14 Eine Folge (a n ) n N konvergiert gegen ein a R genau dann, wenn für alle ǫ > 0 nur endlich viele Folgenglieder nicht im Intervall [a ǫ,a + ǫ] liegen; ein solches Intervall heißt auch eine ǫ-umgebung von a. Alternative Sprechweise: fast alle Folgenglieder (d.h. mit Ausnahme von höchstens endlich vielen) liegen im Intervall [a ǫ, a + ǫ]. Insbesondere gibt es also nur einen Grenzwert für eine konvergierende Folge. Beispiel 3.9 Die Folge a mit a n = n 2 aus Beispiel ist divergent (bestimmte Divergenz nach ). Die Folge b mit b n = 1 n ist eine Nullfolge. Die Folge c mit c n = ( 1) n ist divergent. Mathematik I WiSe 2005/ Die Folge d mit d n = 2 n ist bestimmt divergent nach. Die Folge y mit y n = ( 1 3) n ist eine Nullfolge. Die Folge x mit x n = (1 + 1 n )n ist konvergent, ihr Grenzwert ist die Eulersche Zahl e, also ( 1) n e := lim n n Wir gehen darauf später noch genauer ein. Die Fibonacci-Folge ist bestimmt divergent gegen. Aus der Definition der Konvergenz folgt sofort Jede konvergente Folge ist beschränkt. Mathematik I WiSe 2005/
15 Wir wollen im nächsten Beispiel das Konvergenzverhalten der arithmetischen und geometrischen Folgen sowie der Folgen 1 ( 1)n n und n zusammenfassen. Beispiel 3.10 ( 1) n n a n a + nd aq n 1 (a > 0) n (1) d 0 q 1 nein nein (1a) d > 0 q > 1 nein nein (2) d 0 0 q 1 ja nein (2a) d < 0 0 < q < 1 ja nein (3) d = 0 1 q 1 ja ja (4) d = 0 1 < q < 1 q = 1 ja ja Limes a 0 a 0 0 Mathematik I WiSe 2005/ Die Zeileneinträge bedeuten dabei folgendes: (1): monoton steigend; (1a): streng monoton steigend (2): monoton fallend; (2a): streng monoton fallend (3): beschränkt (4): konvergent Wir geben jeweils an, für welche Werte von a, d,q die Folgen die entsprechende Eigenschaft haben. Mathematik I WiSe 2005/
16 Ein sehr wichtiges Konvergenzkriterium ist das folgende: Jede beschränkte und monotone Folge (a n ) n N konvergiert, d.h. es gibt ein a R, so dass lim n a n = a. Beispiel 3.11 Die Folge 3 (n+1) ist monoton (fallend) und beschränkt, also konvergent, und der Grenzwert ist 0. Die Folge ( 1)n2 7n ist nicht monoton (aber beschränkt). Diese Folge ist auch konvergent (ihr Grenzwert ist ebenfalls 0). Es kann also durchaus nicht monotone Folgen geben, die konvergieren. Unbeschränkt kann eine konvergente Folge aber nicht sein! Mathematik I WiSe 2005/ Rechenregeln für Grenzwerte Seien (a n ) n N, (b n ) n N konvergente Folgen mit lim n a n = a und lim n b n = b. Dann gilt: 1. (a n ± b n ) n N ist konvergent mit 2. (a n b n ) n N ist konvergent mit lim (a n ± b n ) = a ± b. n lim (a n b n ) = a b. n Mathematik I WiSe 2005/
17 3. Sei b 0. Dann ( gibt ) es ein n 0 N mit b n 0 für alle n n 0, an und die Folge ist konvergent mit b n n n 0 a n lim = a n b n b. 4. Sei λ R. Dann ist auch die Folge (λa n ) n N konvergent mit lim (λa n) = λa. n Mathematik I WiSe 2005/ Satz 3.1 Sei f eine auf (a,b) stetige Funktion. Ferner sei x (a,b) und x n eine Folge reeller Zahlen mit x n (a,b) für alle n. Wenn dann lim n x n = x gilt, so ist lim f(x n) = f(x). n Es genügt hier sogar, x n (a, b) nur für alle n > n 0 für eine Zahl n 0 N zu verlangen. Dieser Satz hat z.b. wegen der Stetigkeit der Wurzelfunktion folgende Konsequenz: Mathematik I WiSe 2005/
18 Ist a n 0 für alle n N und lim n a n = a, dann ist lim an = a. n Wir geben gleich eine Menge an Beispielen an, wie wir die oben angegebenen Sachverhalte ausnutzen können. Wir müssen, grob gesagt, den algebraischen Ausdruck, der die Folgenglieder a n definiert, in Teilausdrücke zerlegen, von denen wir dann jeweils die Grenzwerte kennen. Bevor wir zu den Beispielen kommen, hier ein weiteres wichtiges Konvergenzkriterium: Mathematik I WiSe 2005/ Ausquetschen Seien (a n), (a n) konvergente Folgen mit lim n a n = a = lim n a n. Ist (a n ) eine Folge mit a n a n a n für alle n, dann gilt auch lim a n = a. n Als Spezialfall erhalten wir für Nullfolgen: Mathematik I WiSe 2005/
19 Sei (a n) eine Nullfolge. Ist (a n ) eine Folge mit a n a n für alle n, dann ist auch (a n ) eine Nullfolge. Beispiel 3.12 (1) Für k N ist lim n 1 n k = 0. Mathematik I WiSe 2005/ (2) 3n lim n n 2 = lim (3 + 1 n n2) = lim 3 + lim 1 n n n 2 = 3. (3) Für a R mit a < 1 ist lim n an = 0. (4) Sei a n = n + 1 n, n N. Bei dieser Folge hilft ein Umformungstrick weiter: n + 1 n = ( n+1 n)( n+1+ n) n+1+ n und daher ist = n+1 n n+1+ n = 1 n+1+ n lim n ( n + 1 n) = 0. Mathematik I WiSe 2005/
20 Warnung: Bei einem Grenzwert lim n n + 1 n versuchen viele Anfänger etwa wie folgt zu argumentieren: lim ( n + 1 n) = lim n + 1 lim n = = 0. n n n Das geht aber so nicht, weil der Grenzwert der Summe zweier Folgen nur dann die Summe der Grenzwerte dieser beiden Folgen ist, wenn die beiden Grenzwerte existieren. Das ist aber in unserem Beispiel nicht der Fall.Außerdem macht ein Ausdruck der Form keinen Sinn! Die oben angegebene Umformung ist somit falsch!!! Überlegen Sie sich bitte, dass man mit so einem Argument zeigen könnte lim n ((n + 1) n) = lim n (n + 1) lim n (n) = 0, obwohl natürlich lim (n + 1 n) = lim (1) = 1 gilt. n n Mathematik I WiSe 2005/ Beispiel 3.13 Als einen etwas komplizierteren Grenzwert wollen wir hier zeigen lim n n n = 1 Dazu benötigen wir den binomischen Lehrsatz (a + b) n = n i=0 ( ) n a i b n i i Hier ist (gelesen: n über i), wobei ( ) n = i n! i!(n i)! m! = m (m 1) (m 2) Mathematik I WiSe 2005/
21 die Fakultät von m ist (das ist das Produkt aller natürlichen Zahlen m). Machen wir uns dies an einem Beispiel klar: (a + b) 3 = (a + b) 2 (a + b) = (a 2 + 2ab + b 2 )(a + b) = = a 3 + 3a 2 b + 3ab 2 + b 3 Der binomische Lehrsatz verallgemeinert die binomischen Formeln (Spezialfall n = 2). Wir wollen etwas über die Konvergenz von a n = n n aussagen. Dazu definieren wir b n = a n 1 und berechnen (b n + 1) n mit Hilfe des binomischen Lehrsatzes: n = (b n + 1) n = n i=0 ( ) n b i i n1 n i = n i=0 ( ) n b i i n, (3.1) Mathematik I WiSe 2005/ weil ja b n + 1 = n n. Die Gleichung (3.1) zeigt weil b n 0 (beachte: a n 1), also ( ) n bn 2 n, 2 Wegen b n 0 erhalten wir somit n(n 1) 2 b 2 n n, also b n 2 n 1. 0 b n 2 n 1 Mathematik I WiSe 2005/
22 und deshalb ( Ausquetschen ) lim b n = 0, also lim (b n + 1) = lim n n n n n = 1. Wir haben bereits ein Beispiel einer Folge gesehen, die die Entwicklung eines Anfangskapitals K 0 bei einer p prozentigen Verzinsung beschreibt. Wenn x = p/100 ist, gilt für das Kapital nach m Jahren K n = (1 + x) m K 0 nach einem Jahr also (1 + x)k 0. Nun könnte man es doch als fair empfinden, wenn man statt einmal jährlich p Prozent Zinsen zu bekommen, monatlich p/12 Mathematik I WiSe 2005/ Prozent gutgeschrieben bekommt. Dann wäre das Kapital nach einem Jahr ( 1 + x 12) 12 K0 Bei einer täglichen Verzinsung ist das schon ( 1 + x ) 365 K0 365 Vergleichen wir, wie stark sich das Kapital bei den diversen Verzinsungssmodellen und x = 0.05, d.h. bei einer p prozentigen Verzinsung, vergrössert: 1 + x ( 1 + x ) 12 ( 1 + x ) Mathematik I WiSe 2005/
23 Genauere Untersuchungen zeigen: und ( lim n = e n n) ( lim 1 + x ) n = e x n n Die Zahl e heißt Eulersche Zahl. Interessant ist, dass Banken bei Krediten eher eine monatliche Verzinsung wählen, bei Zinszahlungen aber eher nur jährlich abrechnen. Die unterschiedlichen Modelle können sich nach mehreren Jahren schon bemerkbar machen, wenn auch nicht sehr dramatisch. Wir können die Exponentialfunktion e x oder, wenn es um das Wachstum in m Jahren geht, die Funktion e mx = (e x ) m Mathematik I WiSe 2005/ als eine Grenzfunktion interpretieren, die das Wachstum bei einer kontinuierlichen oder stetigen Verzinsung beschreibt. Wir setzen wieder x = 0.05: Abschreibungen (1 + x) m ( 1 + x 12) 12m e mx m = m = m = m = m = m = Folgen treten in der Ökonomie auch beim Thema Abschreibungen auf. Wichtig sind hier die folgenden drei Größen: Mathematik I WiSe 2005/
24 A: Anschaffungsaufwendungen R: Restwert am Ende der Nutzungsdauer T: Nutzungsdauer (in Jahren) a n Abschreibungsbetrag im n-ten Jahr, n = 1,...,T Wir unterscheiden drei Typen von Abschreibungen: Lineare Abschreibung Arithmetisch-degressive Abschreibung Geometrisch-degressive Abschreibung Beginnen wir mit der linearen Abschreibung. In diesem Fall wird in jedem Jahr derselbe Betrag a abgeschrieben, wir erhalten also a = A R. T Mathematik I WiSe 2005/ Die Abschreibungsbeträge sind also konstant. Bei der arithmetisch-degressiven Abschreibung bilden die a n eine arithmetische Folge, d.h. a n = a 1 (n 1)d Wenn hier A, R und T bekannt sind, kann nicht unmittelbar auf a 1 und d geschlossen werden. Man kann die Abschreibung aber genau bestimmen, wenn der letzte Abschreibungsbetrag genau d sein soll, also a T = d. Dann gilt nämlich d = A R 1 2T(T + 1). Der Grund für diese Formel ist folgender: Im ersten Jahr wird Td abgeschrieben, dann (T 1)d, dann (T 2)d usw, bis im T-ten Jahr d abgeschrieben wird. Mathematik I WiSe 2005/
25 Insgesamt gilt dann A R = T (i d) = d i=1 T i. i=1 Man kann zeigen woraus die Formel für d folgt. T i = i=1 T(T + 1), 2 Bei der geometrisch-degressiven Abschreibung bilden die Abschreibungsbeträge a n eine geometrische Folge. Es sollen jährlich 100p Prozent des Buchwertes abgeschrieben werden (0 < p < 1: Abschreibunsgprozentsatz). Der Buchwert nach einem Jahr ist A Ap = Aq, wobei wir q = 1 p setzen, nach zwei Jahren Mathematik I WiSe 2005/ Aq Aqp = Aq 2 und nach T Jahren Aq T, also R = A(1 p) T. Man kann diese Formel auch nach p auflösen: p = 1 T R A. Man sieht, dass die Abschreibungsbeträge a n hier eine geometrische Folge bilden a n = Apq n 1, ebenso der Zeitwert A n nach n Jahren A n = Aq n. Mathematik I WiSe 2005/
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