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Berechnung eines Wurzeltermes

Universität / Fachhochschule

Tags: Wurzel

 
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Sukomaki

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15:06 Uhr, 25.05.2025

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Nach dem eher schwierigen Unterfangen mit der IMO-Aufgabe hier eine einfachere Aufgabe (Sie war untertitelt mit "many can't solve this"; ich bin aber sicher, dass Ihr das könnt) :

Es geht darum, 30313233+1 ohne Technologie zu berechnen.

Ich persönlich habe nur wenige Minuten gebraucht, um den Term auszurechnen.

Ich sage nur "Symmetrie".

Wer knackt den Term?


Für alle, die mir helfen möchten (automatisch von OnlineMathe generiert):
"Ich möchte die Lösung in Zusammenarbeit mit anderen erstellen."
Hierzu passend bei OnlineMathe:
n-te Wurzel
Wurzel (Mathematischer Grundbegriff)
Online-Nachhilfe in Mathematik
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Roman-22

Roman-22

15:28 Uhr, 25.05.2025

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Lässt sich leicht verallgemeinern a(a+1)(a+2)(a+3)+1=a(a+3)+1
Sukomaki

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15:32 Uhr, 25.05.2025

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Die Verallgemeinerung ist richtig, aber Du schreibst nicht, wie Du auf diese Umformung kommst.

Würde mich interessieren.
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Roman-22

Roman-22

15:42 Uhr, 25.05.2025

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Na, du hast doch mit dem Hinweis auf Symmetrie schon das Wesentliche erwähnt.

30313233+1=3033  3132 + 1=990992+1=

=990(990+2)+1=9902+2990+1=(990+1)2=990+1=991

Und die Verallgemeinerung lässt sich genau so zeigen, wobei es sich empfiehlt, der Einfachheit halber die Substitution b=a(a+3) vorzunehmen, damit man das vollständige Quadrat in b(b+2)+1 leichter sieht.

Die oben angegebene Verallgemeinerung gilt nur für a2+3a+10, also für Werte von a außerhalb von (-5-32; 5-32)(-2,62; -0,38). Andernfalls müsste man das Ergebnis in Betrag setzen.
Sukomaki

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16:14 Uhr, 25.05.2025

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Deine Herleitung ist kurz und einfach.

Dennoch hatte ich mit "Symmetrie" etwas anderes im Sinn :

Mit der Substitution a(a+1)(a+2)(a+3)+1=(b-32)(b-12)(b+12)(b+32)+1 liefert der dritte Binom (b2-54)2, woraus sich leicht die Wurzel ziehen lässt.

Anschliessend rücksubstituiert mit b=a+32 ergibt a(a+3)+1


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Roman-22

Roman-22

18:27 Uhr, 25.05.2025

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Auch schön, auch wenn ich den Schluss auf (b2-54)2 nicht unmittelbar einsichtig finde.
Sukomaki

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21:39 Uhr, 25.05.2025

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Ja, da habe ich zwei, drei Schritte ausgelassen.

Ich dachte, das wäre in der Mathematik so üblicher Brauch?

Nee, mal im Ernst :

Ich habe am Smartphone getippt und wollte mich daher kurz fassen.
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HAL9000

HAL9000

09:03 Uhr, 26.05.2025

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Ja, ein Problem symmetrisieren ist sehr oft eine gute Idee, da dann die Termstruktur i.a besser erkennbar ist. Vor nicht allzu langer Zeit hatte ich hier

www.matheboard.de/thread.php?postid=2236116#post2236116 (Aufgabe 164)

ein Problem gestellt, wo eine solche Symmetrisierung ein wesentlicher Schlüssel zur Lösung war.


So auch im vorliegenden Fall. Wenn man allerdings rasch erkennt, dass (a+1)(a+2)=a(a+3)+2 ist, und somit via x=a(a+3)+1 sofort

a(a+1)(a+2)(a+3)+1=(x-1)(x+1)+1=x2=x

folgert, dann kann man natürlich auf den Symmetrisierungsschritt auch verzichten, und spart dadurch etwas Schreib- und Rechenarbeit. ;-)

Sukomaki

Sukomaki aktiv_icon

17:20 Uhr, 26.05.2025

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In diesem Licht betrachtet erscheint mein Vorgehen ein wenig wie mit Kanonen auf Spatzen geschossen. Aber wie auch immer entbehrt der Ansatz nicht einer gewissen Intuition.

Ich habe eine Frage zu Aufgabe 164 :

> 1. Wenn man die ersten paar n durchprobiert

Wie das? Allein schon für n=6 erhalte ich doch eine Gleichung 5-ten Grades. Diese ist laut Galois-Theorie aber nicht ohne Weiteres lösbar.


Antwort
HAL9000

HAL9000

21:30 Uhr, 26.05.2025

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Mit den ersten paar n ist ja womöglich n=2,4 gemeint, nicht gleich n=6. ;-)


Frage beantwortet
Sukomaki

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10:15 Uhr, 28.05.2025

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Ich habe im Matheboard ein Post an Leopold abgesetzt.

Vielleicht antwortet er mir ja, wie er anhand von n=2, n=4 oder sogar n=6 auf -n+12 als Lösung kommt.