Elemente der Arithmetik Flashcards
(54 cards)
Die (An-) Zahl ist eine Eigenschaft der Menge
Kreislauf:
3 - Repräsentation - /// - Abstraktion (Äquivalenzrelation)
> “Gleichmächtig”
Zahlbereichserweiterungen
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
Gründe für neue Zahlen
- uneingeschränktes Durchführen der Rechenoperation Bsp.: 4 - 5 = ? / 5 : 6 = ?
- Gleichungslehre Bsp.: 6 * x = 2 / 5 + x = 4
- genaueres Messen
- Überlegungen am Zahlenstrahl/ an der Zahlengeraden
Zahlendarstellung der Ägypter
Basis 10
> jedes Zeichen kommt maximal 9mal vor und 10 ist die Bündelzahl
Zahlendarstellung der Ägypter
- Vorteile
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.
Zahlendarstellung der Ägypter
- Nachteile
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
Römische Zahlendarstellung:
Ziffern
M - 1000
D - 500
C - 100
L - 50
X - 10
V - 5
I - 1
Römische Zahlendarstellung
- Regeln
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.
Zahlendarstellung der Römer
- Vorteile
- 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
Zahl
> 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
Bündelungsprinzip
Bedeutend für den Aufbau des Zahlensystems
Zahldarstellungssystem der Römer
- Nachteile
- 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
Sexagesimalsystem der Babylonier
- Basis 60
- Je nach Stellung konnten die Ziffern unterschiedliche Bedeutungen haben
Nachteil: Fehlende Eindeutigkeit der Zeichen
Zahlsysteme
Additive System
- römische Zahlen
- Zahlen der Ägypter
Stellenwertsystem
- Babylonier (unvollkommen)
- Dezimalsystem
Additive Systeme
- Verschiedene Ziffern für die Eins und für die Stufenzahlen
- Wiederholung der Ziffern entsprechend der erforderlichen Anzahl
Stellenwertsysteme
- Ein begrenzter Vorrat an Ziffern
- Die Ziffern haben einen unterschiedlichen Wert, abhängig von der Position im Zahlwort
Dezimalsystem
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.
Bündeln von klein nach groß
b-system: 6
1. Die Objekte im angegebenen b-system bündeln:
447=746+3
2. Die gebündelte Zahl (74) wieder bündeln:
74=126+2
3. Die gebündelte Zahl (12) wieder bündeln:
12=26+0
4. Die gebündelte Zahl (2) wieder bündeln:
2=06+2
Das Ergebnis von unten nach oben ablesen: 2023(6)
Regel: Auf jeder Bündelungsstufe muss soweit wie möglich gebündelt werden
Potenzschreibweise:
Bündeln von klein nach groß
((010+4)10+4)10+7
=((4)10+4)10+7
=(410+4)10+7
=410²+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
…
Bündeln von groß nach klein
6 hoch 0 = 1 447=2216+15
6 hoch 1 = 6 15= 036+15
6 hoch 2 = 36 15=26+3
6 hoch 3 = 216 3=31+0
6 hoch 4 = 1296
von oben nach unten ablesen: 2023(6)
Staffelschreibweise
Umwandlung wieder ins Dezimalsystem
- Von groß nach klein
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
Umwandlung wieder ins Dezimalsystem
- Von klein nach groß
2023(6)
=((26+0)6+2)6+3
=((12+0)6+2)6+3
=(126+2)6+3
=(72+2)6+2
=74*6+3
=447
b-Systeme
Jede natürliche Zahl x Element aus natürlichen Zahlen läasst sich in einem Stellenwertsystem zur Basis b (kurz b-System) eindeutig darstellen als
nicht fertig