Discussion:
Was ist 2 + 2? Vorschläge: 4 oder 5
(zu alt für eine Antwort)
Me
2020-08-21 23:48:28 UTC
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Da kann man mit Rainer sagen: "Fragen über Fragen. Hübsch!"

Auch Ralf hat schon bemerkt, dass

"es ja jetzt grundlegendere Probleme gibt, etwa, ob 2+2 immer 4 sein muß
oder auch mal 5 oder sonstwas sein kann. Mückenheim muß sich anstrengen,
um mit der allgemeinen Verblödung noch mithalten zu können."
Mostowski Collapse
2020-08-22 10:23:26 UTC
Permalink
Crank "Me" was treibt sie rum?
Post by Me
Da kann man mit Rainer sagen: "Fragen über Fragen. Hübsch!"
Auch Ralf hat schon bemerkt, dass
"es ja jetzt grundlegendere Probleme gibt, etwa, ob 2+2 immer 4 sein muß
oder auch mal 5 oder sonstwas sein kann. Mückenheim muß sich anstrengen,
um mit der allgemeinen Verblödung noch mithalten zu können."
Elias Schwerdtfeger
2020-08-22 13:04:53 UTC
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…wenn man seine Zahlen zur Basis 3 schreibt. Mitmensch Sprengmeister
kann *das* an den Fingern einer Hand abzählen.
Ach, ich werde albern.
Me
2020-08-25 00:46:01 UTC
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…wenn man seine Zahlen zur Basis 3 schreibt. Mitmensch Sprengmeister kann
*das* an den Fingern einer Hand abzählen. Ach, ich werde albern.
Aber nicht doch. Wir hatten mal einen Chemielehrer, der (mutmaßlich bedingt durch ...ähem... Chemie-Unfälle) nur noch 3 Finger an einer Hand hatte. Häufig hat er diese Hand erhoben, mit den Finger gewackelt und verkündet, dass es mindesten 4 ... (usw.)
Ulrich Diez
2020-09-12 13:06:23 UTC
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Ob 2 + 2 = 4 oder 5 ist?

In unserer freiheitlichen Gesellschaft möchte ich Dir das nicht vorschreiben.

Da "(2 + 2 = 4)" wahr ist, ist vielleicht auch "(2 + 2 = 4) oder (5)" wahr.
Inwiefern relevant ist, ob "(5)" ein Wahrheitswert zugeordnet werden kann,
und ob dieses "oder" ein "exklusiv-oder" oder ein "und-oder/inklusiv-oder"
ist, sei dahingestellt.

Aber ich persönlich denke, dass "(2 + 2 = 4 oder 5)" im Sinne von
"(2 + 2 = 4) oder (2 + 2 = 5)" nicht wahr ist, denn schließlich lässt
sich - vor allem am ersten April - ganz einfach berechnen, dass
"(2 + 2 = 4) _und_ (2 + 2 = 5)" wahr ist:

Voraussetzung: Sei a=b=1.

Daraus folgt:

a = b
a^2 = ab | <- beide Seiten wurden mit a multipliziert
a^2 - b^2 = ab-b^2 | <- auf beiden Seiten wurde b^2 subtrahiert
(a+b)(a-b) = b(a-b)| <- links wurde dritte binomische Formel angewandt, rechts b ausgeklammert
a+b = b | <- der gemeinsame Faktor (a-b) wurde weggelassen
Einsetzen der vorausgesetzten Werte ergibt:
1+1=1
2=1
2+2+1=1+2+1 | <- 2+1 wurde addiert
2+2+1=2+2
5=2+2=4
(2+2=4) und (2+2=5)
Stephan Gerlach
2020-09-24 22:15:57 UTC
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Ulrich Diez schrieb:

[...]
Post by Ulrich Diez
Voraussetzung: Sei a=b=1.
a = b
a^2 = ab | <- beide Seiten wurden mit a multipliziert
a^2 - b^2 = ab-b^2 | <- auf beiden Seiten wurde b^2 subtrahiert
(a+b)(a-b) = b(a-b)| <- links wurde dritte binomische Formel angewandt, rechts b ausgeklammert
a+b = b | <- der gemeinsame Faktor (a-b) wurde weggelassen
1+1=1
2=1
[...]

Diese Art von "0=1"-Beweisen - oder wie im vorliegenden Beispiel
"2=1"-Beweisen - ist doch relativ bekannt(?) und beruht meistens auf
einer mehr oder weniger "versteckten" Division durch Null.
Im vorliegenden Fall wird offenbar(?) durch Anwendung der 3. binomischen
Formel der Fokus des Lesers abgelenkt(?), so daß der Fehler im Beweis
nicht so auffällt.

Schwieriger zu durchschauen finde ich immer wieder den folgenden Beweis:

SATZ: 1 = -1

Beweis:
1 = sqrt(1) = sqrt(1²) = sqrt((-1)²)
= ((-1)²)^(1/2) = (-1)^(2*1/2) = (-1)^1 = -1.

==> 1 = -1 q.e.d.

Bemerkungen:
Bei der/meiner typischen "Zielgruppe" dieses Beweises sind komplexe
Zahlen idR unbekannt bzw. deren Kenntnis wird nicht vorausgesetzt. Bei
Wurzeln mit geradem Wurzelexponent sind zudem nur positive Radikanden
zugelassen und die "Ergebnisse" solcher Wurzeln sind immer positiv.

Selbst manche Fach-Kollegen tun sich schwer bei der "Auflösung" des
Beweis-Rätsels; Studenten/Schüler sowieso.
Oft werden Fehler/Unklarheiten an Stellen gesehen, wo keine sind. Das
eigentliche Problem wird meistens nicht erkannt.

Ach so: Durch Addition von 1 auf beiden Seiten und Division durch 2
folgt daraus natürlich auch 1 = 0.


Kennt jemand noch "bessere" 0=1-Beweise?
--
Post by Ulrich Diez
Eigentlich sollte Brain 1.0 laufen.
gut, dann werde ich mir das morgen mal besorgen...
(...Dialog aus m.p.d.g.w.a.)
Me
2020-09-24 22:19:31 UTC
Permalink
Post by Stephan Gerlach
SATZ: 1 = -1
1 = sqrt(1) = sqrt(1²) = sqrt((-1)²)
= ((-1)²)^(1/2) = (-1)^(2*1/2) = (-1)^1 = -1.
==> 1 = -1 q.e.d.
Ich kenne den Beweis für den Satz noch etwas anders:

1 = sqrt(1) = sqrt((-1)*(-1)) = sqrt(-1)*sqrt(-1) = i*i = -1 .

Ist vielleicht noch etwas "knackiger" als Deine Version. :-P
Mostowski Collapse
2020-09-25 23:33:01 UTC
Permalink
Ha Ha, Crrank "Me", doesn't
understand the error here:
http://dcproof.com/PowPartialFunction.htm

I do not object at Dans idea to make 0^0 undef.
I object on Dans use of the word "undef".

If f(x,y)=x^y is undef at <0,0>, then Dan
must be able to prove:

~(<0,0> e f)

But he is not able to prove that.
Post by Me
Post by Stephan Gerlach
SATZ: 1 = -1
1 = sqrt(1) = sqrt(1²) = sqrt((-1)²)
= ((-1)²)^(1/2) = (-1)^(2*1/2) = (-1)^1 = -1.
==> 1 = -1 q.e.d.
1 = sqrt(1) = sqrt((-1)*(-1)) = sqrt(-1)*sqrt(-1) = i*i = -1 .
Ist vielleicht noch etwas "knackiger" als Deine Version. :-P
Mostowski Collapse
2020-09-25 23:33:56 UTC
Permalink
Does this surprise me? No! Crrank "Me"
is the same person who claimed first
order function symbols are set-like.

LoL
Post by Mostowski Collapse
Ha Ha, Crrank "Me", doesn't
http://dcproof.com/PowPartialFunction.htm
I do not object at Dans idea to make 0^0 undef.
I object on Dans use of the word "undef".
If f(x,y)=x^y is undef at <0,0>, then Dan
~(<0,0> e f)
But he is not able to prove that.
Post by Me
Post by Stephan Gerlach
SATZ: 1 = -1
1 = sqrt(1) = sqrt(1²) = sqrt((-1)²)
= ((-1)²)^(1/2) = (-1)^(2*1/2) = (-1)^1 = -1.
==> 1 = -1 q.e.d.
1 = sqrt(1) = sqrt((-1)*(-1)) = sqrt(-1)*sqrt(-1) = i*i = -1 .
Ist vielleicht noch etwas "knackiger" als Deine Version. :-P
Stephan Gerlach
2020-09-27 22:56:39 UTC
Permalink
Post by Me
Post by Stephan Gerlach
SATZ: 1 = -1
1 = sqrt(1) = sqrt(1²) = sqrt((-1)²)
= ((-1)²)^(1/2) = (-1)^(2*1/2) = (-1)^1 = -1.
==> 1 = -1 q.e.d.
1 = sqrt(1) = sqrt((-1)*(-1)) = sqrt(-1)*sqrt(-1) = i*i = -1 .
Ist vielleicht noch etwas "knackiger" als Deine Version. :-P
Das ist Ansichtssache...
Deine Version setzt die Kenntnis komplexer Zahlen voraus und wirkt daher
auf den ersten Blick auf unbedarfte(?) Leser
"komplizierter"/wissenschaftlicher.
Bei meiner Version ist der "Vorteil", daß diese eben auch für Leser
zugänglich ist, die nicht Kenntnis komplexer Zahlen haben.

Interessant ist dennoch bei Deiner Version, daß der Fehler *nicht* in
der eventuellen (je nach Definition) Mehrdeutigkeit von sqrt(-1) liegt;
obwohl man natürlich einfach festlegen kann, daß sqrt(-1) diejenige der
beiden Wurzeln mit dem betragsmäßig kleineren Argument (hier: pi/2) sein
soll.
--
Post by Me
Eigentlich sollte Brain 1.0 laufen.
gut, dann werde ich mir das morgen mal besorgen...
(...Dialog aus m.p.d.g.w.a.)
Me
2020-09-27 23:49:27 UTC
Permalink
Post by Stephan Gerlach
Bei meiner Version ist der "Vorteil", daß diese eben auch für Leser
zugänglich ist, die nicht Kenntnis komplexer Zahlen haben.
Ah das ist mir gar nicht aufgefallen. Wenn ich so etwas wie sqrt(-1) sehe, lese ich automatisch i (fasse also sqrt(-1) als den Hauptwert der Quadratwurzel von -1 auf).
Post by Stephan Gerlach
Interessant ist dennoch bei Deiner Version, daß der Fehler *nicht* in
der eventuellen (je nach Definition) Mehrdeutigkeit von sqrt(-1) liegt;
obwohl man natürlich einfach festlegen kann, daß sqrt(-1) diejenige der
beiden Wurzeln mit dem betragsmäßig kleineren Argument (hier: pi/2) sein
soll.
Ja. Hier -habe ich gerade gesehen- wird mein Beispiel auch gebracht:

https://en.wikipedia.org/wiki/Mathematical_fallacy#Square_roots_of_negative_numbers
Klaus Pommerening
2020-09-28 06:26:19 UTC
Permalink
Post by Stephan Gerlach
On Friday, September 25, 2020 at 12:06:32 AM UTC+2, Stephan Gerlach
Post by Stephan Gerlach
1 = sqrt(1) = sqrt(1²) = sqrt((-1)²)
   = ((-1)²)^(1/2) = (-1)^(2*1/2) = (-1)^1 = -1.
==> 1 = -1  q.e.d.
Ist vielleicht noch etwas "knackiger" als Deine Version. :-P
Das ist Ansichtssache...
Deine Version setzt die Kenntnis komplexer Zahlen voraus und wirkt daher
auf den ersten Blick auf unbedarfte(?) Leser
"komplizierter"/wissenschaftlicher.
Bei meiner Version ist der "Vorteil", daß diese eben auch für Leser
zugänglich ist, die nicht Kenntnis komplexer Zahlen haben.
Physiker *kennen* komplexe Zahlen. Mit ihnen kann man beweisen, dass es
keinen Wechselstrom gibt:

Angenommen es gäbe Wechselstrom. Dann hätte die Spannung einen
sinusförmigen Verlauf:

U = U_0 sin (2 pi t /T),

wobei T die Periode ist, gerne ausgedrückt durch T = 1/f mit der
Frequenz f. Also

U = U_0 sin (2 pi f t).

Mit der berühmten Eulerschen Formel e^(i x) = cos x + i sin x
drücken Physiker das auch gerne durch den Imaginärteil der komplexen
Exponentialfunktion aus:

U = U_0 Im e^(2 pi i f t).

Aber o weh! Daraus folgt

U = U_0 Im e^(2 pi i)^(ft) = U_0 Im 1^(ft) = U_0 Im 1

Der Imaginärteil der reellen Zahl 1 ist aber 0, also hat der
mutmaßliche Wechselstrom die Spannung

U = 0 konstant.

Daraus folgt übrigens auch 0 = U/U_0 = sin(pi/2) = 1 (zum Zeitpunkt
t = T/4), um etwas zum Thema beizutragen.

Und dass mir niemand die Formel e^(2 pi i) = 1 anzweifelt!
--
Klaus Pommerening
Ich bin nicht doof, ich habe nur manchmal Pech beim Denken.
Ulrich Diez
2020-09-29 16:20:13 UTC
Permalink
Post by Me
1 = sqrt(1) = sqrt((-1)*(-1)) = sqrt(-1)*sqrt(-1) = i*i = -1 .
Das da geht wohl davon aus, dass aus

i^2 = -1 folgt: i=sqrt(-1).

Ich mach das jetzt auch mal und "beweise", dass i=-i:

Aus i^2 = -1 folgt: i=sqrt(-1).
Aus (-i)^2 = -1 folgt: -i=sqrt(-1).
Ergo: i=sqrt(-1)= -i
Stephan Gerlach
2020-10-05 22:33:11 UTC
Permalink
Post by Ulrich Diez
Post by Me
1 = sqrt(1) = sqrt((-1)*(-1)) = sqrt(-1)*sqrt(-1) = i*i = -1 .
Das da geht wohl davon aus, dass aus
i^2 = -1 folgt: i=sqrt(-1).
Aus i^2 = -1 folgt: i=sqrt(-1).
Aus (-i)^2 = -1 folgt: -i=sqrt(-1).
Ergo: i=sqrt(-1)= -i
Das ist ziemlich leicht durchschaubar und "nutzt" einfach die Tatsache,
daß 2 verschiedene Lösungen der Gleichung i^2=1 beide mit sqrt(-1)
bezeichnet werden.

Im Reellen behilft man sich damit, daß man bei Vorhandensein von zwei
Lösungen idR nur eine der beiden Lösungen als Wurzel definiert, und zwar
idR die positive.

Im Komplexen spricht man dann praktischerweise z.B. von "erste
Einheitswurzel" und "zweite Einheitswurzel".
--
Post by Ulrich Diez
Eigentlich sollte Brain 1.0 laufen.
gut, dann werde ich mir das morgen mal besorgen...
(...Dialog aus m.p.d.g.w.a.)
Hans Crauel
2020-09-24 22:36:08 UTC
Permalink
Stephan Gerlach schrieb
Post by Stephan Gerlach
SATZ: 1 = -1
1 = sqrt(1) = sqrt(1²) = sqrt((-1)²)
= ((-1)²)^(1/2) = (-1)^(2*1/2) = (-1)^1 = -1.
==> 1 = -1 q.e.d.
Bei der/meiner typischen "Zielgruppe" dieses Beweises sind komplexe
Zahlen idR unbekannt bzw. deren Kenntnis wird nicht vorausgesetzt. Bei
Wurzeln mit geradem Wurzelexponent sind zudem nur positive Radikanden
zugelassen und die "Ergebnisse" solcher Wurzeln sind immer positiv.
Aber auf aus negativen (reellen) Zahlen darf man ungerade Wurzeln
ziehen?

Man hat (a^n)^{1/m} = (a^{1/m})^n = a^{n/m} für natürliche Zahlen n
und m, womit man

-2 = (-8)^{1/3} = (-8)^{2/6} = ((-8)^2)^{1/6} = 64^{1/6) = 2

erhält. Oder auch: = ((-8)^{1/6})^2, was gar nicht geht.

Moral: Wenn man mit Wurzeln aus negativen Zahlen rechnen will, so
wie es etwa bei Herleitungen zu Zugehörigkeiten zu L^p-Räumen gern
gemacht wird, muss man dann bei Exponenten-Arithmetik aufpassen wie
ein Luchs. So dass es oft einfacher wird, wenn man doch lieber
Wurzeln aus negativen Zahlen von vornherein ausschließt.
Post by Stephan Gerlach
Selbst manche Fach-Kollegen tun sich schwer bei der "Auflösung" des
Beweis-Rätsels; Studenten/Schüler sowieso.
Oft werden Fehler/Unklarheiten an Stellen gesehen, wo keine sind. Das
eigentliche Problem wird meistens nicht erkannt.
Ja.

Hans
Stephan Gerlach
2020-09-30 22:57:33 UTC
Permalink
Post by Hans Crauel
Stephan Gerlach schrieb
Post by Stephan Gerlach
SATZ: 1 = -1
1 = sqrt(1) = sqrt(1²) = sqrt((-1)²)
= ((-1)²)^(1/2) = (-1)^(2*1/2) = (-1)^1 = -1.
==> 1 = -1 q.e.d.
Bei der/meiner typischen "Zielgruppe" dieses Beweises sind komplexe
Zahlen idR unbekannt bzw. deren Kenntnis wird nicht vorausgesetzt. Bei
Wurzeln mit geradem Wurzelexponent sind zudem nur positive Radikanden
zugelassen und die "Ergebnisse" solcher Wurzeln sind immer positiv.
Aber auf aus negativen (reellen) Zahlen darf man ungerade Wurzeln
ziehen?
Ja. "Wir" legen das so fest, daß eine Wurzel existiert, wenn es eine
reelle Zahl w gibt mit w^n = z (was ja bei ungeradem Wurlelexponent n
immer der Fall ist).

Dazu kommt die Festlegung, daß bei geradem Wurzelexponent (und
nichtnegativem Radikand) die Wurzel w definitionsgemäß positiv sein
soll, um Mehrdeutigkeit zu vermeiden.
Post by Hans Crauel
Man hat (a^n)^{1/m} = (a^{1/m})^n = a^{n/m} für natürliche Zahlen n
und m, womit man
-2 = (-8)^{1/3} = (-8)^{2/6} = ((-8)^2)^{1/6} = 64^{1/6) = 2
erhält. Oder auch: = ((-8)^{1/6})^2, was gar nicht geht.
Das Problem tritt an einer Stelle auf, wo bereits ein gerader
Wurzelexponent beteiligt ist.
Post by Hans Crauel
Moral: Wenn man mit Wurzeln aus negativen Zahlen rechnen will, so
wie es etwa bei Herleitungen zu Zugehörigkeiten zu L^p-Räumen gern
gemacht wird, muss man dann bei Exponenten-Arithmetik aufpassen wie
ein Luchs.
Nicht, daß das jetzt zu weit führt, aber: Bei welchen Herleitungen genau?
Post by Hans Crauel
So dass es oft einfacher wird, wenn man doch lieber
Wurzeln aus negativen Zahlen von vornherein ausschließt.
Ich finde jetzt folgende Fallunterscheidung (nur im Reellen) nicht so
schwierig vermittelbar:

Wenn der Wurzelexponent gerade ist, dann sind alle beteiligten Zahlen
positiv (oder 0).
Wenn der Wurzelexponent ungerade ist, dann dürfen Radikand und
Wurzel-Wert "alles" sein, also auch negativ.


Der "Witz" ist zudem, daß ich bei "meinem" (0=1)-Beweis an keiner
einzigen Stelle eine Wurzel aus einer negativen Zahl benutzt habe.

Der Fehler liegt hier einfach in einer fehlerhaften Anwendung eines
Potenzgesetzes.
--
Post by Hans Crauel
Eigentlich sollte Brain 1.0 laufen.
gut, dann werde ich mir das morgen mal besorgen...
(...Dialog aus m.p.d.g.w.a.)
Hans Crauel
2020-10-03 17:22:18 UTC
Permalink
Stephan Gerlach schrieb
Post by Stephan Gerlach
Aber aus negativen (reellen) Zahlen darf man ungerade Wurzeln
ziehen?
Ja. "Wir" legen das so fest, daß eine Wurzel existiert, wenn es eine
reelle Zahl w gibt mit w^n = z (was ja bei ungeradem Wurlelexponent n
immer der Fall ist).
Sicher kann man das, doch wozu? Man gewinnt wenig, verliert
jedoch viel.
Post by Stephan Gerlach
Dazu kommt die Festlegung, daß bei geradem Wurzelexponent (und
nichtnegativem Radikand) die Wurzel w definitionsgemäß positiv sein
soll, um Mehrdeutigkeit zu vermeiden.
Exponenten der Form 1/n sind nicht besonders interessant.
Interessant sind reelle Exponenten. Rationale Exponenten
der Form m/n sind ein erster Schritt, schon in der Mittelstufe
vermittelbar, diese definiert man vermittels
a^{n/m} = (a^n)^{1/m} = (a^{1/m})^n
für natürliche Zahlen n und nichtnegative a (die zweite Gleichung
ist dafür - einfach - zu verifizieren).
Für den allgemeinen Fall braucht man dann die Exponentialfunktion.
Post by Stephan Gerlach
Man hat (a^n)^{1/m} = (a^{1/m})^n = a^{n/m} für natürliche Zahlen n
und m [...]
Und das will man denn schon. Für negative a ist mit deinem
Vorschlag zwar a^(1/3) definiert, a^(2/6) jedoch nicht, sofern
man weiter wie oben "rechnen" will.
Natürlich kann man jetzt a^(m/n) vermittels der teilerfremden
Form des Bruchs auch für negative a definieren, doch dann
muss man beim Rechnen mit Exponenten hässliche
Fallunterscheidungen machen - sobald einem ein allgemeines
a^(n/m) unterkommt, muss man Teilerfremdheit von n und m
sicherstellen, wenn man negative z zulassen will.
Post by Stephan Gerlach
Wenn man mit Wurzeln aus negativen Zahlen rechnen will, so
wie es etwa bei Herleitungen zu Zugehörigkeiten zu L^p-Räumen gern
gemacht wird, muss man dann bei Exponenten-Arithmetik aufpassen wie
ein Luchs.
Nicht, daß das jetzt zu weit führt, aber: Bei welchen Herleitungen genau?
In der Stochastik häufiger mal, aber schon bei der Hölder-Ungleichung
tauchen duale Exponenten p und q = p/(p-1) auf (so dass man
1/p + 1/q = 1 hat). Oder bei der Lyapunov-Ungleichung.
Gut, da nimmt man oft gleich komplexe a und arbeitet
durchgängig nur mit |a|^p.
Post by Stephan Gerlach
So dass es oft einfacher wird, wenn man doch lieber
Wurzeln aus negativen Zahlen von vornherein ausschließt.
Ich finde jetzt folgende Fallunterscheidung (nur im Reellen) nicht so
Wenn der Wurzelexponent gerade ist, dann sind alle beteiligten Zahlen
positiv (oder 0).
Wenn der Wurzelexponent ungerade ist, dann dürfen Radikand und
Wurzel-Wert "alles" sein, also auch negativ.
Leicht vermittelbar schon, aber für Verallgemeinerungen nicht
nützlich. Dass man in Einzelfällen auf der Suche nach w^n = a
für negative a welche findet, erfordert keine Definition der
Wurzelfunktion *^(1/n) : R -> R (nur) für ungerade n.
Post by Stephan Gerlach
Der "Witz" ist zudem, daß ich bei "meinem" (0=1)-Beweis an keiner
einzigen Stelle eine Wurzel aus einer negativen Zahl benutzt habe.
Der Fehler liegt hier einfach in einer fehlerhaften Anwendung eines
Potenzgesetzes.
"Fehlerhaft" würde ich es nicht nennen. Man kann Quadratwurzeln auf
C nicht so definieren, dass sqrt(x*y) = sqrt(x) * sqrt(y) gilt. Das
ist keine "fehlerhafte Anwendung".
Ist letztlich der gleiche "Fehler" wie a^(m/n) = (a^m)^(1/n) mit
negativem a - das gilt da halt einfach nicht.

Hans
Hans Crauel
2020-10-03 20:20:08 UTC
Permalink
Hans "Ingrid" Crauel schrieb
Post by Hans Crauel
Stephan Gerlach schrieb
Post by Stephan Gerlach
Der "Witz" ist zudem, daß ich bei "meinem" (0=1)-Beweis an keiner
einzigen Stelle eine Wurzel aus einer negativen Zahl benutzt habe.
Der Fehler liegt hier einfach in einer fehlerhaften Anwendung eines
Potenzgesetzes.
"Fehlerhaft" würde ich es nicht nennen. Man kann Quadratwurzeln auf
C nicht so definieren, dass sqrt(x*y) = sqrt(x) * sqrt(y) gilt. Das
ist keine "fehlerhafte Anwendung".
Ist letztlich der gleiche "Fehler" wie a^(m/n) = (a^m)^(1/n) mit
negativem a - das gilt da halt einfach nicht.
Das muss ich nochmal leicht korrigieren. Es ist nicht "der gleiche
Fehler wie", sondern er ist es sogar ganz genau. Du hattest

((-1)²)^(1/2) = (-1)^(2*1/2) = (-1)^1 = -1

argumentiert, aber (-1)^(2*1/2) stimmt deiner (weitergedachten)
Definition von ungeraden Wurzeln aus negativen Zahlen zufolge
mit -1 überein; der Bruch 2/2 ist nicht teilerfremd.

Damit stimmt a = a^1 zwar mit a^(2*1/2) überein, für negatives
a jedoch nicht mit (a^2)^(1/2).

Hans
Stephan Gerlach
2020-10-05 23:25:36 UTC
Permalink
Post by Hans Crauel
Hans "Ingrid" Crauel schrieb
Post by Hans Crauel
Stephan Gerlach schrieb
Post by Stephan Gerlach
Der "Witz" ist zudem, daß ich bei "meinem" (0=1)-Beweis an keiner
einzigen Stelle eine Wurzel aus einer negativen Zahl benutzt habe.
Der Fehler liegt hier einfach in einer fehlerhaften Anwendung eines
Potenzgesetzes.
"Fehlerhaft" würde ich es nicht nennen. Man kann Quadratwurzeln auf
C nicht so definieren, dass sqrt(x*y) = sqrt(x) * sqrt(y) gilt. Das
ist keine "fehlerhafte Anwendung".
Ist letztlich der gleiche "Fehler" wie a^(m/n) = (a^m)^(1/n) mit
negativem a - das gilt da halt einfach nicht.
Das muss ich nochmal leicht korrigieren. Es ist nicht "der gleiche
Fehler wie", sondern er ist es sogar ganz genau. Du hattest
((-1)²)^(1/2) = (-1)^(2*1/2) = (-1)^1 = -1
argumentiert, aber (-1)^(2*1/2) stimmt deiner (weitergedachten)
Definition von ungeraden Wurzeln aus negativen Zahlen zufolge
mit -1 überein; der Bruch 2/2 ist nicht teilerfremd.
(-1)^(2*1/2) ist hier zu interpretieren als
"zuerst 2*1/2 ausrechnen, danach (-1) hoch das Ergebnis rechnen."
Post by Hans Crauel
Damit stimmt a = a^1 zwar mit a^(2*1/2) überein, für negatives
a jedoch nicht mit (a^2)^(1/2).
Ja, das Problem ist einfach, daß
(a^m)^n = a^(m*n)
hier nicht anwendbar ist. Den Schritt in meinem Beweis könnte man
demnach durchaus "fehlerhafte Anwendung eines Potenzgesetzes" nennen.
Witzigerweise stehen die beiden möglichen Gültigkeits-Bedingungen sogar
in den mir bekannten (Schüler-/Studenten-)Tafelwerken drin.
--
Post by Hans Crauel
Eigentlich sollte Brain 1.0 laufen.
gut, dann werde ich mir das morgen mal besorgen...
(...Dialog aus m.p.d.g.w.a.)
Martin Vaeth
2020-10-04 07:38:51 UTC
Permalink
Post by Hans Crauel
Exponenten der Form 1/n sind nicht besonders interessant.
Interessant sind reelle Exponenten. Rationale Exponenten
der Form m/n sind ein erster Schritt, schon in der Mittelstufe
vermittelbar, diese definiert man vermittels
a^{n/m} = (a^n)^{1/m} = (a^{1/m})^n
für natürliche Zahlen n und nichtnegative a (die zweite Gleichung
ist dafür - einfach - zu verifizieren).
Für den allgemeinen Fall braucht man dann die Exponentialfunktion.
Interessanterweise braucht man die für die *Vermittlung* der
Definition nicht: Ich habe damals in der Schule gelernt, dass
man den allgemeinen Fall durch Approximation des reellen
Exponents r durch rationale p_n<r<q_n erhält. Seinerzeit
vermittelte mir das ein komisches Gefühl: Inzwischen weiß ich,
dass dazu eben ein Stetigkeitsargument fehlte, aber ich denke
inzwischen, man hätte das bereits auf diesem Niveau tun können,
nämlich indem man informell gezeigt hätte, dass
a^{q_n}-a^{p_n}\to 0, ohne dass man dazu *explizit* eine
Limit- oder Stetigkeitsdefinition gebraucht hätte.
Post by Hans Crauel
Natürlich kann man jetzt a^(m/n) vermittels der teilerfremden
Form des Bruchs auch für negative a definieren
Das wurde bei uns in der Schule so gemacht.
Post by Hans Crauel
doch dann muss man beim Rechnen mit Exponenten hässliche
Fallunterscheidungen machen - sobald einem ein allgemeines
a^(n/m) unterkommt, muss man Teilerfremdheit von n und m
sicherstellen, wenn man negative z zulassen will.
IIRC wurden die Regeln nur für nichtnegatives a formuliert;
der Clou ist halt, dass das Schüler vergessen, ebenso wie sie
bei der Division vergessen, zu überprüfen, dass man nicht durch 0
teilt.
Übrigense braucht man gar nicht die volle Teilerfremdheit,
sondern muss nur schauen, dass 2 kein gemeinsamer Teiler ist.
Post by Hans Crauel
Post by Stephan Gerlach
Post by Hans Crauel
Wenn man mit Wurzeln aus negativen Zahlen rechnen will, so
wie es etwa bei Herleitungen zu Zugehörigkeiten zu L^p-Räumen gern
gemacht wird
???
Post by Hans Crauel
Hölder-Ungleichung ... Lyapunov-Ungleichung ..
und arbeitet durchgängig nur mit |a|^p.
Letzteres habe ich noch nirgends anders gesehen:
Entweder es wird mit |a| oder nur für nichtnegatives a formuliert.
Post by Hans Crauel
Leicht vermittelbar schon, aber für Verallgemeinerungen nicht
nützlich. Dass man in Einzelfällen auf der Suche nach w^n = a
für negative a welche findet, erfordert keine Definition der
Wurzelfunktion *^(1/n) : R -> R (nur) für ungerade n.
Es deutlich *leichter* vermittelbar, die Wurzelfunktion mit
Lösungen einer Gleichung zu definieren. Die Zusatzvoraussetzung
der Nichtnegativität will man in der Schule bei der Definition
gerade nicht machen, weil sich die Schüler gerade erst daran gewöhnen
müssen, dass die Lösung eben auch mal nichteindeutig sein kann:
Deswegen wird da dann *im Nachhinein* definiert, dass man nur den
positiven Teil nimmt, wenn die Gleichung zwei Lösungen hat.
Post by Hans Crauel
Post by Stephan Gerlach
einzigen Stelle eine Wurzel aus einer negativen Zahl benutzt habe.
Der Fehler liegt hier einfach in einer fehlerhaften Anwendung eines
Potenzgesetzes.
"Fehlerhaft" würde ich es nicht nennen.
Es wird eine formale Rechenregel angewendet, ohne deren Voraussetzung
(Nichtnegativität) zu überprüfen.
Stephan Gerlach
2020-10-05 23:17:07 UTC
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Post by Hans Crauel
Stephan Gerlach schrieb
Post by Stephan Gerlach
Aber aus negativen (reellen) Zahlen darf man ungerade Wurzeln
ziehen?
Ja. "Wir" legen das so fest, daß eine Wurzel existiert, wenn es eine
reelle Zahl w gibt mit w^n = z (was ja bei ungeradem Wurlelexponent n
immer der Fall ist).
Sicher kann man das, doch wozu? Man gewinnt wenig, verliert
jedoch viel.
Es wird in der Regel als nachvollziehbarer aufgefaßt, wenn man wie
erwähnt einfach sagt

"wenn w^n = z ist, dann heißt w n-te Wurzel aus z".

Anders gesagt: Es erscheint "natürlicher", -2 als 3. Wurzel aus -8
erstmal zuzulassen, anstatt zu sagen
"das ginge zwar prinzipiell, aber das wollen wir nicht, weil negative
Zahlen bei Wurzeln generell unerwünscht sind, denkt nur an gerade
Wurzelexponenten, da geht es ja auch nicht".
Es gibt auf den ersten Blick keine Notwenigkeit, sowas wie sqrt[3](-8)
im Reellen zu "verbieten", nur weil es bei geradem Wurzelexponent
problematisch wäre.

Nur wenn keine Lösung existiert oder Mehrdeutigkeit vermieden werden
soll, muß man in die Definition "eingreifen".
Post by Hans Crauel
Post by Stephan Gerlach
Dazu kommt die Festlegung, daß bei geradem Wurzelexponent (und
nichtnegativem Radikand) die Wurzel w definitionsgemäß positiv sein
soll, um Mehrdeutigkeit zu vermeiden.
Exponenten der Form 1/n sind nicht besonders interessant.
Ja. Dennoch spricht das nicht unbedingt gegen ungerade Wurzelexponenten,
wenn man erstmalig Wurzeln definiert (und noch gar nicht bei
nicht-ganzzahligen Exponenten ist).
Post by Hans Crauel
Interessant sind reelle Exponenten.
Natürlich; und in diesem Fall wird's mit negativem a auch sehr schwierig.
Post by Hans Crauel
Rationale Exponenten
der Form m/n sind ein erster Schritt, schon in der Mittelstufe
vermittelbar, diese definiert man vermittels
a^{n/m} = (a^n)^{1/m} = (a^{1/m})^n
für natürliche Zahlen n und nichtnegative a (die zweite Gleichung
ist dafür - einfach - zu verifizieren).
Man definiert wohl didaktisch sinnvollerweise zunächst mal

a^{1/m} = sqrt[m]{a},

was auch für negative a ginge.

Ansonsten, für allgemeine Zähler n, könnte man einfach sagen
"wenn bei der Rechnung (im Rellen) nicht definierte Terme oder
geradzahlige Wurzelexponenten mit a<0 'entstehen', gilt diese Regel
(genauer: Definition)
a^{n/m} = (a^n)^{1/m} = (a^{1/m})^n
eben nicht".

D.h. z.B. ist demnach (-8)^(2/6) definiert, aber es ist *nicht*
identisch mit ((-8)^2)^{1/6} oder ((-8)^{1/6})^2.
Post by Hans Crauel
Für den allgemeinen Fall braucht man dann die Exponentialfunktion.
Ja.
Post by Hans Crauel
Post by Stephan Gerlach
Man hat (a^n)^{1/m} = (a^{1/m})^n = a^{n/m} für natürliche Zahlen n
und m [...]
Und das will man denn schon. Für negative a ist mit deinem
Vorschlag zwar a^(1/3) definiert, a^(2/6) jedoch nicht, sofern
man weiter wie oben "rechnen" will.
Und genau das (wie oben "rechnen") kann man dann eben nicht.

a^(2/6) ist/wäre demnach einfach definiert als
"kürze erstmal 2/6 und rechne (falls möglich) die 'neue' entstehende
Potenz aus",
einfach ganz lapidar weil 2/6 in der Klammer steht und demnach "zuerst"
berechnet werden muß.
Post by Hans Crauel
Natürlich kann man jetzt a^(m/n) vermittels der teilerfremden
Form des Bruchs auch für negative a definieren, doch dann
muss man beim Rechnen mit Exponenten hässliche
Fallunterscheidungen machen - sobald einem ein allgemeines
a^(n/m) unterkommt, muss man Teilerfremdheit von n und m
sicherstellen, wenn man negative z zulassen will.
Post by Stephan Gerlach
Wenn man mit Wurzeln aus negativen Zahlen rechnen will, so
wie es etwa bei Herleitungen zu Zugehörigkeiten zu L^p-Räumen gern
gemacht wird, muss man dann bei Exponenten-Arithmetik aufpassen wie
ein Luchs.
Nicht, daß das jetzt zu weit führt, aber: Bei welchen Herleitungen genau?
In der Stochastik häufiger mal, aber schon bei der Hölder-Ungleichung
tauchen duale Exponenten p und q = p/(p-1) auf (so dass man
1/p + 1/q = 1 hat).
Da müßte ich/man jetzt gucken, ob die in entsprechenden Beweisen
verwendeten Basen a irgendwo negativ sind. AFAIR nicht(?).
Post by Hans Crauel
Oder bei der Lyapunov-Ungleichung.
Gut, da nimmt man oft gleich komplexe a und arbeitet
durchgängig nur mit |a|^p.
Post by Stephan Gerlach
So dass es oft einfacher wird, wenn man doch lieber
Wurzeln aus negativen Zahlen von vornherein ausschließt.
Ich finde jetzt folgende Fallunterscheidung (nur im Reellen) nicht so
Wenn der Wurzelexponent gerade ist, dann sind alle beteiligten Zahlen
positiv (oder 0).
Wenn der Wurzelexponent ungerade ist, dann dürfen Radikand und
Wurzel-Wert "alles" sein, also auch negativ.
Leicht vermittelbar schon, aber für Verallgemeinerungen nicht
nützlich. Dass man in Einzelfällen auf der Suche nach w^n = a
für negative a welche findet, erfordert keine Definition der
Wurzelfunktion *^(1/n) : R -> R (nur) für ungerade n.
Erfordert vielleicht nicht; man stellt eben einfach nur fest "daß es
(prinzipiell) geht". Daß da nicht viel dran verallgemeinerbar ist, steht
auf einem anderen Blatt.
Post by Hans Crauel
Post by Stephan Gerlach
Der "Witz" ist zudem, daß ich bei "meinem" (0=1)-Beweis an keiner
einzigen Stelle eine Wurzel aus einer negativen Zahl benutzt habe.
Der Fehler liegt hier einfach in einer fehlerhaften Anwendung eines
Potenzgesetzes.
"Fehlerhaft" würde ich es nicht nennen.
Naja, doch:
Ich habe einfach das Potenzgesetz (egal ob als tatsächliches Gesetz oder
als Definition)
(a^m)^n = a^(m*n)
benutzt, obwohl das(!) im Reellen nur in folgenden Fällen gilt:

I. a>0, und dann dürfen m und n reell sein, oder...
II. a reell (auch negativ möglich), und m und n sind ganzzahlig.
--
Post by Hans Crauel
Eigentlich sollte Brain 1.0 laufen.
gut, dann werde ich mir das morgen mal besorgen...
(...Dialog aus m.p.d.g.w.a.)
Ulrich Diez
2020-09-29 16:09:31 UTC
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Post by Stephan Gerlach
SATZ: 1 = -1
1 = sqrt(1) = sqrt(1²) = sqrt((-1)²)
= ((-1)²)^(1/2) = (-1)^(2*1/2) = (-1)^1 = -1.
==> 1 = -1 q.e.d.
Du wirst lachen, aber im Moment bin ich echt verwirrt, was aber
vermutlich daran liegt, dass ich grade eine erweiterte 72-Stunden-
Schicht hinter mich gebracht habe und eigentlich ins Bett sollte.

So etwas sollte man aber eigentlich auch im Schlaf können, und
deshalb bringt mich das jetzt um den Schlaf. ;-> Mit mir wirds
vermutlich mal ein böses Ende nehmen.

Muss das mal aufdröseln wenn ich ausgeschlafen habe und die
Welt nicht mehr wie durch ein umgedrehtes Fernglas wahrnehme.

Kann mich nicht erinnern, ((x)^m)^n = (x)^(m*n) für negative x
und m,n beliebig aus R bewiesen gesehen zu haben.

So auf die Schnelle fällt mir ein:

abs(x)= ((x)^(2k))^(1/(2k)); k in N

Bezogen auf den Fall (x=-1 und k=1) müsste es also so weitergehen:

1 = sqrt(1) = sqrt(1²) = sqrt((-1)²) = ((-1)²)^(1/2) = abs(-1)

Nur damit ich ruhig schlafen kann: Bin ich auf dem Holzweg oder
bin ich auf der richtigen Spur?
Stephan Gerlach
2020-09-30 23:05:56 UTC
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Post by Ulrich Diez
Post by Stephan Gerlach
SATZ: 1 = -1
1 = sqrt(1) = sqrt(1²) = sqrt((-1)²)
= ((-1)²)^(1/2) = (-1)^(2*1/2) = (-1)^1 = -1.
==> 1 = -1 q.e.d.
[...]
Post by Ulrich Diez
Kann mich nicht erinnern, ((x)^m)^n = (x)^(m*n) für negative x
und m,n beliebig aus R bewiesen gesehen zu haben.
Das wird schon seinen Grund haben :-) .
Post by Ulrich Diez
abs(x)= ((x)^(2k))^(1/(2k)); k in N
Ähm... ja, das für sich genommen sollte stimmen.
Post by Ulrich Diez
1 = sqrt(1) = sqrt(1²) = sqrt((-1)²) = ((-1)²)^(1/2) = abs(-1)
Womit wir wieder bei 1 wären, also am Anfang der Rechnung :-) .
Im Prinzip hast du dich damit (symbolisch) "im Kreis gedreht".
Aber die entscheidende Stelle hast du offenbar erkannt.
Du bist nicht von ((-1)²)^(1/2) zu (-1)^(2*1/2) übergegangen.
Post by Ulrich Diez
Nur damit ich ruhig schlafen kann: Bin ich auf dem Holzweg oder
bin ich auf der richtigen Spur?
Das mit dem ruhig schlafen wird bzw. genauer wurde wohl nichts, da diese
Antwort hier verspätet kommt.
--
Post by Ulrich Diez
Eigentlich sollte Brain 1.0 laufen.
gut, dann werde ich mir das morgen mal besorgen...
(...Dialog aus m.p.d.g.w.a.)
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