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ich studiere auf Grundschullehramt und soll in meiner Mathehausaufgabe das Aufgabenformat "Triff die 50" untersuchen. Dabei gibt es eine Startzahl und eine Pluszahl. Ein Zahlenstreifen ergibt sich aus der Startzahl im 1. Feld, beiden Zahlen addiert im 2. Feld und dann jeweils das vorherige Ergebnis plus die Pluszahl. So ergeben sich 5 Felder, am Ende sollen alle Felder zusammen die Summe 50 ergeben.

Jetzt sollen wir allgemeine Gleichungen mit Variablen aufstellen.

Ich habe versucht, so vorzugehen: a + (a+b) + ((a+b)+b) + ..., aber das wird dann doch ziemlich lang. Hat jemand eine andere Idee, wie ich das umformulieren kann?

Weiterhin wollte ich eine Gleichung für die einzelnen Felder aufstellen. Dazu habe ich die Gleichung

a(Index n) = a +(n-1) * b im Internet gefunden. Jetzt verstehe ich allerdings nicht genau, für was n steht, wenn a die Startzahl und b die Pluszahl sind? Und warum wird n-1 gerechnet? (Ich überlegte, ob n für das beliebige Feld steht)

Außerdem ergeben sich nur Summen wie 45, 50, 55, 60, ... Warum kommen nur Fünferzahlen dabei raus, wenn Start- und Pluszahl doch frei variabel sind? 

Ich hoffe, ihr könnt mir helfen :( Oder mir zumindest einen Denkanstoß liefern ;)

Sammy

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Vom Duplikat:

Titel: Lineare Algebra: Summe von Zahlen

Stichworte: lineare-algebra,summe,formel

066.JPG

Text erkannt:

In der Grundschule wird das Aufgabenformat , Wer trifft die \( 50 ?^{\prime \prime} \) eingesetzt.
Hierbei wird eine \( _{\text {, }} \) Startzahl" im ersten Kreis (hier 2 ) gewählt und zusätzlich eine , Additionszahl" über dem ersten Pfeil im Kasten festgelegt (hier 4 ). Die Additionszahl wird nun zur Startzahl addiert und das Ergebnis ins Feld rechts neben diese geschrieben. Dann wird die Additionszahl wiederum zu dem Ergebnis (hier 6 ) addiert und ins Feld daneben geschrieben. So wird auch in den weiteren Feldern vorgegangen.

Wenn alle fünf Felder der Zahlenreihe mit den jeweiligen Ergebnissen ausgefüllt sind, werden alle Zahlen addiert und die Summe der Zahlen, die \( _{u} \) Zielzahl", im äußeren rechten Feld notiert (hier 50 ).
Wir betrachten nun das Spiel , Wer trifft die \( 50 ?^{\prime \prime}- \) d.h. die Zielzahl muss 50 sein.
(a) Wie sieht die Aufgabe für eine beliebige Startzahl \( x \) und eine beliebige Additionszahl \( y \) aus? Verwenden Sie dazu die obige Darstellung.
(b) Bestimmen Sie alle Lösungen von , Wer trifft die \( 50 ?^{\prime \prime}, \) sofern wir als Start- und Additionszahl nur Werte aus \( \mathbb{N}_{0} \) erlauben.


Wir müssen die Aufgabe in dem Fach Lineare Algebra bearbeiten und ich habe nicht verstanden was von mir genau verlangt wird und weiß einfach nicht wie ich hier Vorgehen muss.

1 Antwort

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Beste Antwort

Hallo SammyWy,

Die Startzahl sei \(s\) und die Pluszahl \(p\) und die Zahl im \(i\)'ten Feld sei \(f_i\). Dann ist

$$f_1 = s$$

und 

$$f_i = f_{i-1} + p$$

"Ich habe versucht, so vorzugehen: a + (a+b) + ((a+b)+b) + ..., aber das wird dann doch ziemlich lang. Hat jemand eine andere Idee, wie ich das umformulieren kann?" Die Summe \(S\) kann man rein formal so schreiben:

$$S = \sum_{i=1}^5 f_i$$

" ... habe ich die Gleichung a(Index n) = a +(n-1) * b im Internet gefunden. Jetzt verstehe ich allerdings nicht genau, für was n steht, wenn a die Startzahl und b die Pluszahl sind? Und warum wird n-1 gerechnet?" Die Gleichung für \(f_i\) ist

$$f_i = s + (i-1) \cdot p$$

probier es einfach aus. Im ersten Feld \(f_1\) ist \(i=1\). Folglich muss der Faktor vor dem \(p\) =0 sein. Es muss ja für \(i=1\) \(f_1=s\) heraus kommen. Das \(n\) oben ist demnach die Nummer des Feldes. Und mit \(n-1\) bzw. \(i-1\) wird gerechnet, weil die Zählung bei 1 (und nicht bei 0) beginnt.

"Außerdem ergeben sich nur Summen wie 45, 50, 55, 60, ... Warum kommen nur Fünferzahlen dabei raus" Mit den obigen Informationen könne wir die Summe berechnen:

$$S = \sum_{i=1}^5 f_i = \sum_{i=1}^5 (s + (i-1) \cdot p) = \sum_{i=1}^5 (s) + p \cdot \sum_{i=1}^5 (i-1)$$

Die erste Summe \(\sum_{i=1}^5 (s)\) ist \(5\cdot s\) und die zweite Summe kann man leicht umformen zu 

$$\sum_{i=1}^5 (i-1) = \sum_{k=0}^4 (k) = \sum_{k=1}^4 (k) $$

und dies ist die Summe der ersten vier natürliche Zahlen. Dafür gibt es auch eine Gleichung - die Gaußsche Summenformel. Die Summe ist 10 - und damit ist der Wert für Dein \(S\)

$$S = 5 \cdot s + p \cdot 10 = 5\cdot (s + 2\cdot p)$$

Du siehst, dass die Summe immer durch 5 teilbar ist. Soll nun \(S=50\) sein, so muss \(s+2\cdot p = 10\) oder eben \(s= 10-2\cdot p\) sein

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Erstmal danke für die ausführliche Antwort xD. 

Ich bin nur ein armer Grundschullehramtstudent und war erstmal geschockt, vor allem weil wir das Summenzeichen im Gymnasium nur kurz angerissen hatten... Aber nach ein paar Minuten angestrengtem Draufstarren hat es Klick gemacht xD

Dankeschön für deine schnelle Hilfe!

Noch ein Tipp: ist die Summe  \(S=50\), so müssen die Summen von 

$$f_1+f_5 = f_2 + f_4 =20$$

sein. Und im Feld \(f_3\) muss immer eine \(10\) stehen. Dies ist unabhängig von der Wahl von \(s\) und \(p\). Für \(p=6\) ergibt sich z.B.:

$$ -2; \space 4; \space 10; \space 16; \space 22$$

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