Elemente der Arithmetik Flashcards

(54 cards)

1
Q

Die (An-) Zahl ist eine Eigenschaft der Menge

A

Kreislauf:
3 - Repräsentation - /// - Abstraktion (Äquivalenzrelation)
> “Gleichmächtig”

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
2
Q

Zahlbereichserweiterungen

A

N
- 1 natürliche Zahlen bis 20
- 2 natürliche Zahlen bis 1 00
- 3 natürliche Zahlen bis 1 000
- 4 natürliche Zahlen bis 1 000 000
- 5 B/ Q+ (positive) Bruchzahlen
- 7 Q rationale Zahlen (alle positiven und negativen Bruchzahlen)
- 10 R reelle Zahlen

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
3
Q

Gründe für neue Zahlen

A
  1. uneingeschränktes Durchführen der Rechenoperation Bsp.: 4 - 5 = ? / 5 : 6 = ?
  2. Gleichungslehre Bsp.: 6 * x = 2 / 5 + x = 4
  3. genaueres Messen
  4. Überlegungen am Zahlenstrahl/ an der Zahlengeraden
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
4
Q

Zahlendarstellung der Ägypter

A

Basis 10
> jedes Zeichen kommt maximal 9mal vor und 10 ist die Bündelzahl

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
5
Q

Zahlendarstellung der Ägypter
- Vorteile

A

Vorteile:
- Verschiedene Zeichen haben verschiedene Bedeutungen.
- Man braucht keine Null.
- Systemaufbau, Addition und Subtraktion sind simpel.
- Bei Zahlen in üblichen Größenordnungen werden nur wenige verschiedene Zeichen gebraucht.
- Auf die Reihenfolge der Zeichen kommt es nicht an. Wurden trotzdem, von groß nach klein bzw. von klein nach groß sortiert.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
6
Q

Zahlendarstellung der Ägypter
- Nachteile

A

Nachteile:
- Schon für kleine Zahlen werden viele Ziffern benötigt, viel Schreibarbeit, oft unübersichtlich
- mehr Regeln beim Rechnen
- Für sehr große Zahlen werden immer wieder neue Zeichen benötigt, bzw. das Zeichen für die größte Zahl muss oft wiederholt werden

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
7
Q

Römische Zahlendarstellung:
Ziffern

A

M - 1000
D - 500
C - 100
L - 50
X - 10
V - 5
I - 1

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
8
Q

Römische Zahlendarstellung
- Regeln

A

Regeln
1. Jede Ziffer tritt höchstens dreimal hintereinander auf.
2. V, L, D treten höchstens einmal auf (Bsp.: nicht 90 = LXL)
3. Vor einer größeren Ziffer steht höchstens eine kleinere, und zwar nur 10er-Potenzen (nicht IIX = 8/ VL = 45), und nach einer kleineren Ziffer steht höchstens eine größere (nicht IXV = 14)
4. Vor einer Ziffer steht bestenfalls die nächst niedrige 10er-Potenz, und diese darf nicht noch einmal zum Addieren hinten dran stehen, sondern nur, wenn sie ihrerseits durch ihre nächstkleinere 10er-Potenz vermindert ist.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
9
Q

Zahlendarstellung der Römer
- Vorteile

A
  • verschiedene Zeichen haben verschiedene Bedeutungen
  • man braucht keine null
  • Systemaufbau, Addition und Subtraktion simpel
  • Bei Zahlen in üblichen Größenordnungen werden nur wenige verschiedene Zeichen gebraucht
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
10
Q

Zahl

A

> abstrakter Begriff
gegenständliche Ersatzmengen unterstützen
- Trennung von Zahl und gezählten Gegenstandsmengen mit eindeutiger Zuordnung
-Absehenen von spezifischen Eigenschaften der gezählten Menge (Abstraktion)
- Hevorhebung des Anzahlaspekts
- Bildung eigenständiger Zeichensysteme mit eigener Strukturbildung anstelle der Ersatzmengen (Arithmetik)
- vor ca. 6000 Jahren

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
11
Q

Bündelungsprinzip

A

Bedeutend für den Aufbau des Zahlensystems

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
12
Q

Zahldarstellungssystem der Römer
- Nachteile

A
  • für kleinere Zahlen werden viele Ziffern benötigt
  • mehr Regeln beim rechnen (kein nullgerechtes Ergänzen möglich)
  • für sehr große Zahlen werden immer wieder neue Zahlen benötigt bzw. größtes Zahlzeichen muss unpraktikabel oft hingeschrieben werden
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
13
Q

Sexagesimalsystem der Babylonier

A
  • Basis 60
  • Je nach Stellung konnten die Ziffern unterschiedliche Bedeutungen haben

Nachteil: Fehlende Eindeutigkeit der Zeichen

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
14
Q

Zahlsysteme

A

Additive System
- römische Zahlen
- Zahlen der Ägypter
Stellenwertsystem
- Babylonier (unvollkommen)
- Dezimalsystem

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
15
Q

Additive Systeme

A
  • Verschiedene Ziffern für die Eins und für die Stufenzahlen
  • Wiederholung der Ziffern entsprechend der erforderlichen Anzahl
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
16
Q

Stellenwertsysteme

A
  • Ein begrenzter Vorrat an Ziffern
  • Die Ziffern haben einen unterschiedlichen Wert, abhängig von der Position im Zahlwort
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
17
Q

Dezimalsystem

A

Das dezimale Stellenwertsystem ist durch eine enorme Ökonomie gekennzeichnet. Mit nur 10 Ziffern können beliebige große Zahlen dargestellt werde, ohne dass die Ziffernreihen bei schon kleinen Zahlen zu lang werden.

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
18
Q

Bündeln von klein nach groß

A

b-system: 6
1. Die Objekte im angegebenen b-system bündeln:
447=746+3
2. Die gebündelte Zahl (74) wieder bündeln:
74=12
6+2
3. Die gebündelte Zahl (12) wieder bündeln:
12=26+0
4. Die gebündelte Zahl (2) wieder bündeln:
2=0
6+2
Das Ergebnis von unten nach oben ablesen: 2023(6)
Regel: Auf jeder Bündelungsstufe muss soweit wie möglich gebündelt werden

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
19
Q

Potenzschreibweise:
Bündeln von klein nach groß

A

((010+4)10+4)10+7
=((4)
10+4)10+7
=(4
10+4)10+7
=4
10²+4107
> 410 hoch 2 + 410 hoch 1 + 7*10 hoch 0

> Die Exponenten stimmen mit der Nummerierung der Bündelungsstufe überein:
10 hoch 0 = 1/Einer
10 hoch 1 = 10/Zehner
10 hoch 2 = 100/Hunderter

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
20
Q

Bündeln von groß nach klein

A

6 hoch 0 = 1 447=2216+15
6 hoch 1 = 6 15= 0
36+15
6 hoch 2 = 36 15=26+3
6 hoch 3 = 216 3=3
1+0
6 hoch 4 = 1296

von oben nach unten ablesen: 2023(6)

How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
21
Q

Staffelschreibweise

A
How well did you know this?
1
Not at all
2
3
4
5
Perfectly
22
Q

Umwandlung wieder ins Dezimalsystem
- Von groß nach klein

A

Von groß nach klein
2023(6)
=26 hoch 3 + 06 hoch 2 + 26 hoch 1 + 36 hoch 0
= 2216 + 26 + 3
=447 zu Basis 10

23
Q

Umwandlung wieder ins Dezimalsystem
- Von klein nach groß

A

2023(6)
=((26+0)6+2)6+3
=((12+0)
6+2)6+3
=(12
6+2)6+3
=(72+2)
6+2
=74*6+3
=447

24
Q

b-Systeme

A

Jede natürliche Zahl x Element aus natürlichen Zahlen läasst sich in einem Stellenwertsystem zur Basis b (kurz b-System) eindeutig darstellen als

nicht fertig

25
Wieso benötigt man in einem b-system b Ziffern?
26
Welche kleinste/ größte Zahl ist für b sinnvoll?
27
Binär- oder Dualsystem
- b=2 - Ziffern: 0,1 - Zählen im Dualsystem: 0 ,1 ,10(2) ,11(2), 100(2), 101(2), 110(2), 110(2), 1000(2) - Stufenzahlen 2 hoch 0 = 1 2 hoch 1 = 2 2 hoch 2 = 4 2 hoch 3 = 8
28
Hexadezimalsystem
- b = 16 - Ziffern: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A(16) = 10, B(16) = 11, C(16) = 12, D(16) = 13, E(16) = 14, F(16) = 15, 16(16)
29
Größenvergleich in b-Systemen
Um zwei Zahlen im b-System zu vergleichen, schreibt man sie stellengerecht untereinander und kontrolliert von links nach rechs: Da wo zum ersten Mal eine größere Ziffer auftaucht, ist die größere Zahl
30
Multiplizieren mit 10(b)
Für jede beliebige Basis b Element einer natürlichen Zahl größergleich 2 gilt: Multiplizieren mit 10(b) bedeutet Anhängen einer 0.
31
Multiplikationstabelle
32
Teilbarkeit
Für alle a,b ∈ ℕ (+0) gilt: a teilt b, genau dann wenn ein n ∈ ℕ (+0) exisitiert mit a*n=b . Schreibweise: a|b Sprechweisen: a ist Teil von b b ist ein Vielfaches von a b ist teilbar durch a Verneinung: a ∤ b
33
Teilermenge
T (von) b = {a ∈ ℕ (+0)|a|b} heißt Teilermenge von b. > Menge aller Teiler von b und enthält immer 1 und b.
34
Vielfachenmenge
V (von) a = {b ∈ ℕ (+0)|a|b} heißt Vielfachenmenge von a. > Sie ist die Menge aller Vielfachen von a und enhält immer 0 und a.
35
Triviale Teiler
Für alle Zahlen b ∈ ℕ, b ≠ 0 heißen die beiden Teiler 1 und b triviale Teiler von b.
36
Echte Teiler
Wenn a|b und a ≠ 1 und a ≠ b, dann heißt a echter Teiler von b.
37
Komplementäre Teiler
Wenn a*n=b, dann sind a und n beide Teiler von b > n heißt komplementärer Teiler/ Komplementärteiler von a >a heißt komplementärer Teiler/ Komplementärteiler von n
38
Primzahl
Eine Zahl p ∈ ℕ heißt Primzahl, falls sie genau 2 Teiler (1 und p) hat > p ≠ 0 > p ≠ 1 > p besitzt keine echten Teiler
39
Ordnungsrelation
Eine Relation zwischen Zahlen oder anderen mathematischen Objekten, die über die drei Eigenschaften Reflexivität, Antisymmetrie und Transitivität verfügt, heißt Ordnungsrelation
40
Eigenschaften der Teilerrelation
Satz: Für alle a, b, c ∈ ℕ ist die Teilerrelation - transitiv, d.h. wenn a|b und b|c, dann a|c - antisymmetrisch, d.h. wenn a|b und b|a, dann a=b - reflexiv, d.h. a|a für alle a ∈ ℕ
41
Transitivität
42
Antisymmetrie
43
Reflexivität
44
Distributivität der Teilerrelation
Satz: Gegeben seien - zwei Zahlen b, c ∈ ℕ mit b ≥ c - sowie ihre Summe s = b + c - und ihre Differenz d = b - c - und eine Zahl t ∈ ℕ. Dann gilt: > Wenn t|b und t|c / t|s / t|d, dann teilt t auch die jeweils anderen
45
Prüfung der Teilbarkeit
- Bei der Prüfung einr Zahl z ∈ ℕ auf Teilbarkeit durch t ∈ ℕ ersetzt man die Zahl z durch eine viel kleinere Prüfzahl p und prüft diese auf Teilbarkeit durch t. - Dabei wählt man p so, dass t|p <> t|z - p lässt bei der Division durch t den selben Rest wie z bei Division durch t.
46
ℕ (+0)
Die Menge der natürlichen Zahlen setzt sich zusammen aus den Zahlen 0 und 1, den Primzahlen und den Zusammengesetzten Zahlen ℕ (+0) = {0, 1} ∪ {Primzahlen} ∪ {zusammengesetzte Zahlen}
47
Sieb des Eratosthenes - Folgerung
Alle Primzahlen p > 3 sind Vorgänger oder Nachvollger von 6, sind als darstellbar in der Form 6n + 1 oder 6n - 1.
48
Primfaktorzerlegung (PFZ)
Jede natürliche Zahl n > 1 lässt sich als Produkt von endlich vielen Primzahlen (ihre sogenannten Primfaktoren) schreiben. Diese Schreibweise ist eindeutig, wenn die Primfaktoren der Größe nach geordnet werden > für jede natürliche Zahl n > 1 ist der kleinste von 1 verschiedene Teiler eine Primzahl
49
Kanonische Darstellung
Die Darstellung der Zahl in Primfaktorzerlegung (PFZ), bei der die Primfaktoren der Größe nach geordnet sind.
50
Primfakorzerlegung und Multiplikation
Zwei natürliche Zahlen m, n werden multipliziert, indem ihre Primfaktoren multipliziert werden. Dabei werden die Primfaktoren beider Zahlen der Größe nach hintereinandergeschriebn und bei gleichen Primfakotoren die Exponenten addiert.
51
Primfaktorzerlegung und Teilbarkeit
a|b genau dann, wenn in der PFZ von a jeder Exponent kleiner oder gleich dem Exponenten des entsprechenden Promfaktors in der PFZ von b ist.
52
Hasse - Diagramm
- Diagramm aller Teiler einer Zahl - die Teilerbeziehungen vollständig aber mit möglichst geringem Aufwand dargestellt sind. > Alle Informationen die sich aufgrund Transitivität, Antisysmmetrie und Reflexivität ergeben, werden Weggelassen
53
Größter gemeinsamer Teiler (ggT)
Gegeben seien wei natürliche Zahlen a und b mit ihren Teilermengen Ta und tb. > Die Elemete, die sowohl in Ta als auch in Tb enthalten sind, heißen gemeinsame Teiler. > Schreibweise: Ta ∩ Tb (Die Schnittmenge von Ta und Tb) > 1 ist immer ein gemeinsamer Teiler In Ta ∩ Tb gibt es einen größten Teiler. Dieser heißt größter gemeinsamer Teiler von a und b. > Schreibweise: ggT (a,b)
54
Kleinstes gemeinsames Vielfaches (kgV)
Gegeben seien zwei natürliche Zahlen a und b mit ihren Vielfachenmengen Va und Vb > Die Elemente, die sowohl in Va als auch in Vb enthalten sind heißen gemeinsame Vielfache. > Schreibweise: Va ∩ Vb (Die Schnittmenge von Va und Vb) > a*b und alle Vielfache von a*b sind immer gemeinsame Vielfache > 0 ist immer gemeinsames Vielfaches > Va ∩ Vb ist immer unendlich, außer bei a = 0 oder b = 0. In Va ∩ Vb gibt es ein kleinstes Vielfaches, dass größer als 0 ist. Dieses heißt kleinstes geminsames Vielfaches von a und b > Schreibweise: kgV (a,b)