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Warum ist das Ergebnis von Wurzeln immer positiv?

Schüler Gymnasium, 9. Klassenstufe

Tags: Negativ, positiv, Quadrat, Wurzel

 
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hacker3000

hacker3000 aktiv_icon

21:18 Uhr, 08.08.2012

Antworten
Es gibt ja eine mathematische Regel, die besagt, dass das Ergebnis einer Wurzel immer positiv ist.
Aber man kann das Gegenteil beweisen:

x2=x

x2=x2

x=x

Wenn x=x ist und der Zahlenbereich ℝ oder ℚ ist, gibt es in einer linearen Gleichung wie dieser unendlich viele Lösungen.

Also auch + und - Ergebnis.

Warum dann immer positiv?

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-Übungen (Übungsaufgaben) bei unterricht.de:
 
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Antwort
MrBlum

MrBlum aktiv_icon

22:33 Uhr, 08.08.2012

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"Es gibt ja eine mathematische Regel, die besagt, dass das Ergebnis einer Wurzel immer positiv ist."

Das würde ich so nicht sagen.

Die Wurzel aus 4 kann -2 oder +2 sein.

Beide Zahlen ergeben zum Quadrat allerdings sicher +4
Antwort
anonymous

anonymous

00:17 Uhr, 09.08.2012

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Das ist so nicht die komplette Wahrheit, MrBlum.

Natürlich kann man argumentieren, dass die (Quadrat-)Wurzel aus 4 die Lösung der folgenden Gleichung ist, da das Radizieren eine Umkehrung des Potenzierens ist.

x2=4

Und diese hat in der Tat die beiden Lösungen x=-2 und x=+2.

Wenn wir nun bei den reellen Zahlen bleiben, also von komplexen Zahlen absehen, so bezeichnet die Wurzel aber normalerweise immer nur die positive Lösung, also x=2.
Es wurde also die Konvention getroffen das gilt:

4=2-2

Daher ist im Prinzip die Antwort auf die Frage von hacker3000:
Das die Wurzel immer positiv ist, liegt ganz einfach daran, das es so festgelegt wurde um eine Eindeutigkeit der Wurzel zu erhalten. Sonst wüsste man ja nie ohne zusätzliche Informationen, ob mit 4 nun die Zahl -2 oder die Zahl 2 gemeint ist.

So lautet auch die (mir bekannte) Definition der Wurzel:
Es sei n>1 eine natürliche Zahl. Ist a eine nichtnegative reelle Zahl, so besitzt die Gleichung xn=a genau eine NICHTNEGATIVE Lösung. Diese wird als n-te Wurzel aus a bezeichnet. Man schreibt dafür: x=an

Die Nichtnegativität der Wurzel folgt also direkt aus der Definition.

Zusatz:

Deshalb muss darf man bei der Lösung von x2=4 als nächsten Schritt auch nicht einfach x=4 schreiben, sondern x2=4 oder |x|=4 oder x=±4. Schließlich bezeichnet 4 nur die positive Lösung 2. Es existiert aber auch eine negative Lösung -2.

Denn ein Sachverhalt der sich nun ergibt ist, dass x2=x nur für nicht-negative x gilt. Denn durch die Quadration ist x2 immer positiv, was auch gut so ist, da die Wurzel einer negativen Zahl nicht Teil der reelen Zahlen ist. Und laut Festlegung ist die Wurzel immer die positive Lösung. Daher ist x2 also auch immer positiv. Eigentlich bedeutet x2=x deshalb |x|=x.

Beispiel:

22=2

4=2

2=2


(-2)2-2

4-2

2-2


(-2)2=|-2|=2
Antwort
MrBlum

MrBlum aktiv_icon

07:45 Uhr, 09.08.2012

Antworten
Stimmt schon.

Ich habe den Fragesteller zitiert und seine Aussage so nicht anerkannt ("Das würde ich so nicht sagen...").

Was Du erklärst, läuft im Prinzip darauf hinaus: siehe Bild



Bild
Frage beantwortet
hacker3000

hacker3000 aktiv_icon

16:51 Uhr, 09.08.2012

Antworten
Jetzt versteh ich auch den Sinn der ganzen Sache.
Eindeutigkeit...