Der Mathe-Hilfs-Thread

ich hab da ein relativ dringendes problem:

und zwar muss ich rausfinden, ob die durch |z−(1+i)| = |z+(1+i)| beschriebenen punkte auf einem kreis, einer gerade oder auf einer parabel liegen.
z=x+iy

so jetzt würde mich interressieren, wie man da rangeht und wie man rausfindet!
 
ich hab da ein relativ dringendes problem:

und zwar muss ich rausfinden, ob die durch |z−(1+i)| = |z+(1+i)| beschriebenen punkte auf einem kreis, einer gerade oder auf einer parabel liegen.
z=x+iy

so jetzt würde mich interressieren, wie man da rangeht und wie man rausfindet!

Ach du Kacke. Das Thema ist wirklich lang her bei mir und ich werde mal versuchen, dir ein paar Denkanstöße zu geben, da ich wirklich schon lange raus aus diesem Thema bin. ;)

Ich würde mich an diesem Punkt zunächst fragen, was manche Infos zu bedeuten haben. Da ich keine Ahnung habe, was für ein Vorwissen du hast, gebe ich dir einfach mal einen Einstieg, so wie ichs aus meinem Gedächtnis raus noch zusammen bekomme:

1. z=x+iy (häufig auch z=a+ib)

Ist das hier unter Umständen ein math. Standardausdruck, der das weite Feld komplexer Zahlen in sich verbirgt? Schaut ganz so aus!

Komplexe Zahlen sind ein Hilfsgebilde, welches mir das Herumrechnen mit Quadratwurzeln von negativen Zahlen ermöglichen.

Das heißt im konkreten Fall, dass ich folgende Gleichung grundsätzlich lösen und verstehen können muss:

x² = -1

Was ist bislang bekannt?

Der natürliche Zahlenraum: Jede positive ganze Zahl: 1, 2, 3, 4, ... etc.

Der ganze Zahlenraum: Jede negative und positive ganze Zahl: ..., -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3 ...

Der rationale Zahlenraum: Jede negative und positive ganze Zahl sowie jeder negative und positive Bruch: z.B. - 2/3

Der reelle Zahlenraum: Das heißt alle Zahlen des rationalen Zahlenraums, sowie die Zahlen, die ich nicht durch einen Bruch zweier Zahlen darstellen kann, wie z.B. PI oder die Eulerische Zahl oder die Wurzel aus 2

Aber wie ich weiter oben mit der Gleichung "x² = -1" bereits angedeutet habe, muss hier die Wurzel aus einer negativen Zahl gezogen werden. Dies ist im rationalen Zahlenraum aber eine ungültige Rechenoperation!

Aber genau das kann erforderlich sein, wenn ich z.B. Wechselströme berechnen will, um mal einen konkreten Anwendungsfall zu benennen.

Hier kommt der komplexe Zahlenraum mit ins Spiel.
Dieser definiert die sog. imaginäre Einheit "i". Diese Einheit ist nichts anderes, als der Ausdruck

"i² = -1 <-> i ist gleich die Wurzel von minus Eins"

Mit der imaginären Einheit bin ich dann somit in der Lage, eine Wurzel aus einer beliebigen Negativen Zahl zu ziehen. Das Ergebnis ist eine komplexe Zahl "z".

Eine komplexe Zahl "z" ist immer aus einem Realteil "x" bzw. "a" und einem Imaginärteil "iy" bzw. "ib" zusammengesetzt nd ist genau das, was du selbst in deinem Posting ganz beiläufig und ohne jeden weiteren Kommentar mit "z = x + iy" niedergeschrieben hast. ;)

Das Rechnen mit komplexen Zahlen selbst ist eigentlich ganz einfach, wenn man sich an das immer präsente "i" (manchmal auch "j") gewöhnt hat.

2. |z−(1+i)| = |z+(1+i)|

Muss ich diese Gleichung testen? Ist es Teil der Aufgabenstellung, zu prüfen, ob dieser math. Ausdruck überhaupt wahr sein kann, oder ob es sich um eine Ungleichung handelt, bevor ich weiter fortfahre?

Handelt es sich um zwei Funktionen, die miteinander in Bezug gesetzt werden? Offensichtlich "ja".

Was ich sonst noch außer einer möglichen Ungleichheit sehe, ist, dass hier mit Beträgen hantiert wird. Es ist hier zwingend erforderlich, die Umformungsgesetze für Gleichungen, Ungleichungen, sowie für Betragsterme zu beherrschen. Und hier müssen korrekte Mengendefinitionen im Vorfeld getätigt werden. D.h. ich muss zuallererst die Rahmenbedingungen festlegen, unter denen die obige Gleichung überhaupt einen Sinn ergibt.

3. ob die beschriebenen punkte auf einem kreis, einer gerade oder auf einer parabel liegen

Und hier wird es richtig kriminell!

Denn spätestens an dieser Stelle muss man mit zwei verschiedenen Koordinatensystem hantieren.

1. Das Kartesische Koordinatensystem.
2. Das Polarkoordinatensystem.

Außerdem muss man noch zwischen beiden Koordinatensystemen hin- und herübersetzen können.

Fazit:

Um diese Aufgabe lösen zu können solltest du auf jeden Fall Folgendes beherrschen:

  • Beträge
  • Mengenlehre
  • Zahlenräume
  • Grundrechenarten
  • Bruchrechnung
  • Potenzrechnung
  • Logarithmen
  • lineare Algebra
  • Vektorrechnung
  • Gleichungen und Ungleichungen
  • Pythagoras inkl. Sinus, Cosinus und Tangens, sowie Arcussinus, Arcuscosinus und Arcustangens.
  • kartesische und polare Koordinatensysteme

Ich hoffe, ich konnte dir helfen. ;)
 
Huch, es gibt Schulen an denen komplexe Zahlen unterrichtet werden?
Ich wurde damals erst im Studium konftontiert.
Werde mal bei Gelegenheit schauen ob ich das noch lösen können, solltest du nicht selbst darauf kommen.
 
ich hab da ein relativ dringendes problem:

und zwar muss ich rausfinden, ob die durch |z−(1+i)| = |z+(1+i)| beschriebenen punkte auf einem kreis, einer gerade oder auf einer parabel liegen.
z=x+iy

so jetzt würde mich interressieren, wie man da rangeht und wie man rausfindet!

Ist zwar schon ewig her:

Im Grunde ist es ja lediglich eine Subtraktion bzw. Addition zwei Komplexer Zahlen und daraus den Betrag bilden. Der Betrag einer komplexen Zahl ist die Länge des Vektor in der Gaußschen Zahlenebene (also das mit imaginärer und realer Achse). Das heißt also, dass die Gleichung besagt, dass die Länge der Vektoren identisch ist. Rein logisches Denken bringt einen dann zu der Erkenntnis, dass die Länge der Vektoren auch ein Radius von einem Kreis sein kann und damit liegen die Punkte auf einem Kreis.
Wir betrachten die linke und rechte Seite der Gleichung getrennt. Subtraktion und Betrag bilden bringt uns zu einer Gleichung die geneigter Schüler als Koordinatengleichung eines Kreises erkennen kann (das i fällt beim anwenden des euklidischen Abstands ja weg). Dort ist netterweise der Mittelpunkt leicht ablesbar. Eintragen in ein kartesisches Koordinatensystem zeigt, dass sich die Punkte gegenüber liegen einmal bei (-1,-1) und einmal bei (1,1). Es bestätigt sich, dass die Punkte auf einem Kreis und einer Gerade liegen.
Zur Parabel fällt mir allerdings nichts auf die schnelle ein. Es fehlen aber auch einige Angaben. ;)

Das alles ist ohne Gewähr, weil ich das schon Jahre nicht mehr gemacht habe.
 
Huch, es gibt Schulen an denen komplexe Zahlen unterrichtet werden?
Ich wurde damals erst im Studium konftontiert.
Werde mal bei Gelegenheit schauen ob ich das noch lösen können, solltest du nicht selbst darauf kommen.

nix schule, erstes semester mathe für ingenieure

denke für die hilfe,

liegt wohl auf ner geraden :D

mathe testat heute lief so halbwegs,
 
Zuletzt bearbeitet:
hey leute,

ich hab da ein kleines problem und zwar: ich soll den Konvergenzradios der Potenzreihe
P(x) = x/1+(x^2/2^2)+(x^3/3^2)+(x^4/4^2).... bilden.
die potenzreihe ist ja P(x)= summe (von n=1 bis unendlich) x^n/n^2

r= lim(n geg unendich) |an/ an+1| für an hab ich demnach 1/n^2 und für an+1= 1/(n+1)^2

wenn ich jetzt dann meinen Limes bilde, bekomme ich die form unendlich/unendlich

Darf ich jetzt L`hospital anwenden und die summe einfach ableiten und dann das gleich nochmal versuchen?
 
hey leute,

ich hab da ein kleines problem und zwar: ich soll den Konvergenzradios der Potenzreihe
P(x) = x/1+(x^2/2^2)+(x^3/3^2)+(x^4/4^2).... bilden.
die potenzreihe ist ja P(x)= summe (von n=1 bis unendlich) x^n/n^2

r= lim(n geg unendich) |an/ an+1| für an hab ich demnach 1/n^2 und für an+1= 1/(n+1)^2

wenn ich jetzt dann meinen Limes bilde, bekomme ich die form unendlich/unendlich

Darf ich jetzt L`hospital anwenden und die summe einfach ableiten und dann das gleich nochmal versuchen?

Nein, darfst du nicht. r ist ja in diesem Fall ein Folgengrenzwert, kein Funktionsgrenzwert. Die Loesung ist hier aber sogar noch einfacher: Quadrat ausmultiplizieren und dann hoechste Potenz in Zaehler und Nenner kuerzen. ;)
 
Ah danke hab mein fehler gefunden! Ich hab immer ausmultipliziert, kann man auch so einfach zusammen fassen :D

Man siehts immer erst wenn man ne pause vom lernen gemacht hat :rolleyes:

Und ja die 1 bekomm ich dann auch raus
 
Zuletzt bearbeitet:
Da gibt es keinen Unterscheid. Es gibt ja auch keinen Unterschied zwischen einem Auto und einem BMW. ;) Auto ist ein Oberbegriff welches den BMW mit einschließt und so ist es auch mit Funktionen und linearen Funktionen.

Eine Funktion stellt eine Beziehung zwischen zwei (oder mehr) mathematischen Objekten auf. Die Funktion y(x) gibt also an, wie sich der y-Wert verändert, wenn der x-Wert geändert wird.

Eine lineare Funktion ist eine Funktion bei welcher y linear von x abhängt.

Ein Beispiel wäre der Monatslohn eines Arbeiters der für seine geleistete Arbeit bezahlt wird. Sein Gehalt (y) ist linear abhängig von der geleisteten Arbeit (x).
 
Zuletzt bearbeitet:
Da gibt es keinen Unterscheid. Es gibt ja auch keinen Unterschied zwischen einem Auto und einem BMW. ;) Auto ist ein Oberbegriff welches den BMW mit einschließt

Das ist aber ein wenig knapp.

Im Sinne der Mengenlehre, und davon abhängiger Wahrheitstabellen, gibt es da nämlich sehr wohl einen gravierenden Unterschied. So ist ein BMW* zwingend ein Auto, aber ein Auto eben nicht zwingend ein BMW.

In Anlehnung daran in der Informatik: Die Kindklasse "BMW" besitzt alle Eigenschaften von "Auto" (Vier Räder, Motor, Lenkrad etc.) und als zusätzliche eigene Eigenschaften z.B. elektrische Fensterheber, Navigationsgerät und Sitzheizung, die die Vaterklasse "Auto" nicht hat. ;)

*Dass BMW auch Motorräder herstellt, ignoriere ich jetzt einfach mal, ließe sich aber auch entsprechend Formulieren als "Fahrzeug vererbt seine Eigenschaften an Auto, LKW, Fahrrad und Motorrad, Skateboard" usw.

In diesem Sinne:

Die Obermenge aller Funktionen umfasst lineare Funktionen (also die, dessen gezeichnete Funktionsgraphen eine Gerade bilden), aber eben auch andere Funktionen, deren Graphen z.B. eine Parabel (Quadratfunktion), eine Schwingung (Sinus-/Kosinusfunktion) oder bei abschnittsweiser Definition auch Mischungen der Vorgenannten zeichnen können.

Und anhand dieser Mengenlehre können selbst lineare Funktionen der Form f(x) = mx + n auch noch in weitere Untermengen eingeteilt werden, nämlich in steigende, konstante und fallende lineare Funktionen:

steigend: f(x) = y [m > 0 und n = 0]
konstant: f(x) = 1 [m = 0 und n != 0]
fallend: f(x) = -y [m < 0 und n=0]

Es geht hier also eigentlich nur um die Unterscheidbarkeit von Eigenschaften. Bei Funktionen in der Mathematik ist die Untersuchung und Analyse ebendieser Eigenschaften ein wesentlicher Schwerpunkt, der immer wieder auftaucht. Die Funktionen werden mit der Zeit zwar komplexer, aber eigentlich analysiert man immer wieder nur und teilt anhand der Erkenntnisse dann in Kategorien ein.
 
@Bubble-Chewie und @Vanillezucker : Macht es Dir so einen Spaß, mehrere Accounts anzumelden und mit Dir selbst zu sprechen? Und denkst Du wirklich, wir merken das nicht? :p Unsere Forensoftware erkennt das, insofern wissen wir auch von Deinen weiteren Accounts.

Kleiner Schuß vor den Bug bevor es uns endgültig zu blöd wird. ;)
 
Sehr geehrte Administratoren, Moderatoren, gewöhnliche User und was hier sonst noch so mitliest,

hiermit entschuldige mich bei allen, die meinem kleinen Streich zum Opfer gefallen sind und von mir getäuscht wurden. Vor allem bei Vanillezucker, meiner Schwester... (sorry Sis, aber du solltest deinen Laptop nicht immer offen herumstehen lassen :roll::-D)

Bitte löscht das alles, inklusive meinen Account, bevor sie sich wieder einloggt. Ihr Zorn kann furchtbar sein :o

Vielen Dank und auf Wiedersehen! :-)
Beziehungsweise: in diesem Fall wohl besser kein Wiedersehen :speechless:
 
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