Mathematik online lernen im Mathe-Forum. Nachhilfe online
Startseite » Forum » Gaußklammer beweis

Gaußklammer beweis

Universität / Fachhochschule

Sonstiges

Tags: Analysis, MATH, Sonstig

 
Antworten Neue Frage stellen Im Forum suchen
Neue Frage
mathe12345hxh

mathe12345hxh aktiv_icon

13:12 Uhr, 20.05.2020

Antworten
Man bestimme alle reellen Lösungen der Gleichung x·[x]=87, wobei [x] die Gaußklammer von x bezeichne. Geben Sie außerdem eine Zahl cN an, sodass x·[x]= c keine Lösung besitzt und beweisen Sie Ihre Behauptung.

Kann jemand bitte helfen habe keine Ahnung, wie man diese Aufgabe bearbeitet

Für alle, die mir helfen möchten (automatisch von OnlineMathe generiert):
"Ich bräuchte bitte einen kompletten Lösungsweg." (setzt voraus, dass der Fragesteller alle seine Lösungsversuche zur Frage hinzufügt und sich aktiv an der Problemlösung beteiligt.)
Online-Nachhilfe in Mathematik
Antwort
HAL9000

HAL9000

14:44 Uhr, 20.05.2020

Antworten
Es ist x-1<xx, dementsprechend folgt aus deiner Gleichung x(x-1)<87x2.

Löst man die auf, bekommt man zwei Intervalle mit insgesamt drei möglichen Kandidaten für x. Die probiert man alle drei via x=87x durch und prüft, ob die erhaltenen x auch tatsächlich zum jeweiligen Ausgangspunkt x passen.


b) ist nicht ohne, denn es sind überhaupt die reellen Zahlen y0 sehr dünn gesäht, für die es KEIN reelles x mit xx=y gibt. Aber es gibt sie, und sie sind sämtlich natürlich! :-)
Antwort
michaL

michaL aktiv_icon

14:55 Uhr, 20.05.2020

Antworten
Hallo,

es ist x:=max{zzx}. (Ich finde die Schreibweise besser als [x].)

Damit gilt: x=87x.

Ich kann also schreiben: x=a+bn mit a,b,n (zunächst einmal!) und b<n.

xx ist dann sehr in der Nähe einer Quadratzahl (da ist mir 81 ins Auge gefallen.)
Dann ist es doch anzunehmen, dass x=9 gelten könnte. Demnach wäre x=879=9+69.

Die Probe gibt mir recht.
Wir hätten dann 87=9(9+69).

Leider können wir bei den negativen Zahlen nicht genau so argumentieren.
Es gilt -a-bn=-a-1 und nicht gleich -a analog zum positiven Fall.

Hier suchen wir also nicht Quadratzahlen sondern das Doppelte von Dreieckszahlen:
-a(-a-1)=2a(a+1)2.
Die nächstgelegene solche Zahl in der Nähe von 87 ist 72=-8(-9). Der Abstand zu 83 beträgt 11, was aber größer ist als die Beträge jeder der beiden möglichen Nenner, sodass es keine negative Lösung geben kann.

Ich hoffe, nichts übersehen zu haben. Verdaue doch dies erst einmal, dann sehen wir, für welche Zahl es keine Lösung geben kann.

Mfg Michael

Edit: Ergebnis angepasst.
mathe12345hxh

mathe12345hxh aktiv_icon

15:40 Uhr, 20.05.2020

Antworten
Vielen Dank,
ich verstehe nicht ganz deinen ersten Ansatz, wie ist x=a+bn. könntest du dies noch etwas genauer erklären?

mathe12345hxh

mathe12345hxh aktiv_icon

15:48 Uhr, 20.05.2020

Antworten
und woher weiß ich das [x]x in der Nähe einer Quadratwurzel sein muss?
Antwort
HAL9000

HAL9000

16:06 Uhr, 20.05.2020

Antworten
Man verschafft sich am besten mal zunächst einen Überblick über den Verlauf der Funktion f(x)=xx (vielleicht auch durch Betrachtung des Funktionsgraphen):

Für x<0 ist sie streng monoton fallend, bis hin zu f(0)=0. Sie verharrt bei Wert 0 für alle 0x<1, um dann für x1 streng monoton zu wachsen. Dabei ist festzustellen, dass die Funktion an allen ganzzahligen Stellen außer 0 unstetig ist, d.h. dort Sprünge aufweist.


Das im Hinterkopf nun zur allgemeinen Lösung von f(x)=y für gegebenes y>0: Man berechnet zunächst n:=y.

1) Ist n2<y<n(n+1), dann ist x=yn die einzige positive Lösung, wegen f(-n)=n2 und f(-n-0)=n(n+1) gibt es keine negative Lösung.

2) Ist n(n+1)<y<(n+1)2, so ist x=-yn+1 die einzige negative Lösung, wegen f((n+1)-0)=n(n+1) und f(n+1)=(n+1)2 gibt es keine positive Lösung.

3) Ist y=n2, so hat man die zwei Lösungen x=n und x=-n.

Wer aufmerksam mitverfolgt hat wird feststellen, dass ein Fall in der Aufzählung fehlt:

4) Ist y=n(n+1), so gibt es keine reelle Lösung x.


Abrundend sein noch hinzugefügt, dass für y=0 das gesamte Intervall [0,1) Lösungsmenge ist, und es für y<0 keine Lösungen gibt - aber das dürfte bei dem oben skizzierten Funktionsverlauf klar sein.

Frage beantwortet
mathe12345hxh

mathe12345hxh aktiv_icon

16:30 Uhr, 20.05.2020

Antworten
ah, jetzt habe ich die einzelnen Schritte verstanden. Hat jemand eine Idee für die Lösung von damit keine Lösung raus kommt?

Antwort
michaL

michaL aktiv_icon

16:38 Uhr, 20.05.2020

Antworten
Hallo,

> Hat jemand eine Idee für die Lösung von damit keine Lösung raus kommt?

Ich bewundere zweierlei:
1. Deine Art, dich auszudrücken.
2. Deine Fähigkeit, die dir zur Hilfe gegebenen Antworten sinnverstehend zu lesen.

HAL9000 schrieb:
>> Wer aufmerksam mitverfolgt hat wird feststellen, dass ein Fall in der Aufzählung fehlt:
>>
>> 4) Ist y=n(n+1), so gibt es keine reelle Lösung x.

Mfg Michael
mathe12345hxh

mathe12345hxh aktiv_icon

16:42 Uhr, 20.05.2020

Antworten
Vielen Dank