Beweis zu pythagoräischen Zahlentripeln

Hi
Ich habe ein Problem bei einer Aufgabe:

Gegeben sind die folgenden wahren Aussagen:

 I. 3²+ 4²- 5²=0
 II. 5²+12²-13²=0
III. 7²+24²-25²=0
 IV. 9²+40²-41²=0

Ergänze um die drei logisch folgenden Beispiele.Formuliere dann eine zugrunde liegende Gesetzmäßigkeit und beweise sie.

Nun, dass es sich bei den Zahlen um pythagoräische handelt ist ja offensichtlich, auch die drei nach folgenden Beispiele sind einfach bestimmt:

 V. 11²+ 60²- 61²=0
 VI. 13²+ 84²- 85²=0
VII. 15²+112²- 113²=0

Denn es gilt(Gesetzmäßigkeit):

(3+2x)²+(4+4y)²-(5+4y)²

x: beginnend bei 0, dann +1
y: beginnend bei 0, dann +2;+5;+9;+14...oder (2\*(2+1))/2-1; (3\*(3+1))/2-1; (4\*(4+1))/2-1;

Nun meine Problem, wie soll ich diese Gesetzmäßigkeit bitte beweisen?
Ich weiß wie sie ‚funktioniert‘, aber warum sie so funktioniert nicht?
Ich hab schon bei Wikipedia geguckt, wäre aber über eine bessere Erklärung erfreut.
Das mit u & v ist mir nicht so ganz verständlich geworden.
Ich sag schon mal vielen Dank.
MfG Sven

Hallo Sven,

Denn es gilt(Gesetzmäßigkeit):

(3+2x)²+(4+4y)²-(5+4y)²

x: beginnend bei 0, dann +1
y: beginnend bei 0, dann +2;+5;+9;+14…oder (2*(2+1))/2-1;
(3*(3+1))/2-1; (4*(4+1))/2-1;

Nun meine Problem, wie soll ich diese Gesetzmäßigkeit bitte
beweisen?

Ein Tipp:
setze

x = n

 (n+1)(n+2)
y = ---------- - 1
 2

Dies setzt Du in

(3+2x)²+(4+4y)²-(5+4y)²

ein und berechnest das Ergebnis. Falls Du 0 bekommst, hast Du

  1. wahrscheinlich richtig gerechnet
  2. den gewuenschten Beweis

HTH,
Puersti

Hallo,

Denn es gilt(Gesetzmäßigkeit):

(3+2x)²+(4+4y)²-(5+4y)²

x: beginnend bei 0, dann +1
y: beginnend bei 0, dann +2;+5;+9;+14…oder (2*(2+1))/2-1;
(3*(3+1))/2-1; (4*(4+1))/2-1;

Nun meine Problem, wie soll ich diese Gesetzmäßigkeit bitte
beweisen?

Einfach ausmultiplizieren und dann vereinfachen, bis nur noch 0 da steht.

Grüße,
Moritz

Hallo Sven,
Ein Tipp:
setze

x = n

(n+1)(n+2)
y = ---------- - 1
2

Dies setzt Du in

(3+2x)²+(4+4y)²-(5+4y)²

ein und berechnest das Ergebnis. Falls Du 0 bekommst, hast Du

  1. wahrscheinlich richtig gerechnet
  2. den gewuenschten Beweis

HTH,
Puersti

Hallo Puersti,
danke für die Antwort.
Nach deiner Rechnung habe ich 0 rausbekommen.
Meine Frage ist, ob n die Stelle der Gleichung ist? (z.B. I.Gl=1 ; II.Gl=2)
Wenn ja, wie bist du dann an die y-Formel gelangt?
Ich definiere jetzt n=3 (–>III.Gl), dann ist x=3 & y=9.
Das hieße beim Einsetzen in meine Gleichung müsste diese lauten:

9²+40²+41²=0 (w)

Das ist jedoch die IV.Gl
…damit hat sich eine Frage erledigt…, jedoch nicht wie du auf die y-Formel gekommen bist und was n denn jetzt ist.
Das hat mich allerdings auf eine Idee gebracht, wenn (mein) n die Stelle d. Gl ist, dann ist

x = n-1


 n(n+1)
y = ------- - 1
 2

Beim Einsetzen für diese x & y erhält man auch 0, d.h. eigentlich müsste dies auch der Beweis sein?

Vielen Dank auch für die anderen Antworten(auch per E-mail)

MfG Sven

Ich versuchs mal…
Hallo Sven:

Ich hab das unabhängig von den beiden mal probiert und komme zu einem Ergebnis, das gleich ist, aber vielleicht etwas leichter verständlich ist und ich kommentiere das mal.

Zuerst vor den Erklärungen:

Will man die natürlichen Zahlen von 1 bis n zusammenzählen dann ist diese Summe n*(n+1)/2. Rechnest Du von 1 bis (n-1) ist es natürlich n*(n-1)/2

Das nennt man den kleinen Gauß nach Carl Friedrich Gauß, dem Princeps der Mathematiker und es wird hier vorgestellt:
http://www.matheakademie.de/wissen/kleiner_gauss.html

Meine Formel lautet:

[2n-1]^2 + [4*n*(n-1)/2]^2 - [4*n*(n-1)/2+1]^2 = 0

Der erste Summand [2n-1]^2 liefert für n=2 die 3^2
Der zweite Summand [4*n*(n-1)/2]^2 liefert für n=2 die 4^2
Der zweite Summand -[4*n*(n-1)/2 +1]^2 liefert für n=2 die -5^2

Wie komm ich darauf?
Der erste Teil ist relativ trivial und ich hab ihn deshalb hingeschrieben.

Beim zweiten hab ich mir die Reihe 4,12,24,40 angesehen. Da alle durch 4 teilbar sind hab ich das einfach mal getan um zu sehen, was rauskommt:
1,3,6,10

Mit etwas Erfahrung sieht man, dass dies die Aufsummierung der natürlichen Zahlen ist. Also denk ich an n*(n+1)/2, muss das aber wieder mit 4 multiplizieren, denn ich hab ja grad die Zahlen durch 4 geteilt:

Versuch ich jetzt 4*n*(n+1)/2 und setzte n=2 ein, denn das brauchte ich ja im ersten Summanden für die „3“, dann kommt hier aber 4*2*(2+1)/2=12 raus. Mist! Ich brauchte nur „4“. Summiert man aber nur bis n-1 auf, dann klappt es…

Der letzte dritte Summand ist wieder trivial, wenn der zweite klar ist. Hoffentlich war das verständlich.

VG, Stefan

PS.: Die Reihe beginnt auch schon im positiven früher, man kann nämlich n=1 einsetzen und man kriegt
1^2+0^2-1^2=0
Nicht überraschend, da die Gesetzmäßigkeit für jedes n, postiv, negativ, ganzzahlig gilt, aber dennoch erwähnenswert, finde ich.

Hallo Stefan,

Gute Erklaerung! Eine kleine Anmerkung sei mir noch erlaubt:

Nicht überraschend, da die Gesetzmäßigkeit für jedes n,
postiv, negativ, ganzzahlig gilt, aber dennoch erwähnenswert,
finde ich.

n muss nicht einmal ganzzahlig sein - diese Gesetzmaessigkeit gilt sogar komplexe Zahlen.

Puersti

So passierts
ja klar, ich hab mich nur verschrieben, bzw vergessen, zu schreiben ganzzahlig oder nicht… Es muss ja auch für komplexe Zahlen gelten, denn auch im komplexen Zahlenbereich ist 0=0 eine wahre Aussage.

VG, Stefan

[Bei dieser Antwort wurde das Vollzitat nachträglich automatisiert entfernt]

Hallo Sven:

Hi

Ich hab das unabhängig von den beiden mal probiert und komme
zu einem Ergebnis, das gleich ist, aber vielleicht etwas
leichter verständlich ist und ich kommentiere das mal.

Zuerst vor den Erklärungen:

Will man die natürlichen Zahlen von 1 bis n zusammenzählen
dann ist diese Summe n*(n+1)/2. Rechnest Du von 1 bis (n-1)
ist es natürlich n*(n-1)/2

Das nennt man den kleinen Gauß nach Carl Friedrich Gauß, dem
Princeps der Mathematiker und es wird hier vorgestellt:
http://www.matheakademie.de/wissen/kleiner_gauss.html

Richtig, damit hatte ich auch versucht(?) zu arbeiten.

Meine Formel lautet:

[2n-1]^2 + [4*n*(n-1)/2]^2 - [4*n*(n-1)/2+1]^2 = 0

Meine Formel:

 n(n+1) n(n+1)
{3+2(n-1)}^2 +{4+4[-------- -1]}^2-{5+4[-------- -1]}^2 = 0
 2 2 

Der erste Summand [2n-1]^2 liefert für n=2 die 3^2
Der zweite Summand [4*n*(n-1)/2]^2 liefert für n=2 die 4^2
Der zweite Summand -[4*n*(n-1)/2 +1]^2 liefert für n=2 die
-5^2

Bei mir:
Der erste Summand {3+2(n-1)}^2 liefert für n=1 (I.Gl) die 3^2
Der zweite Summand {4+4[n(n+1)/2-1]}^2 liefert für n=1 die 4^2
Der dritte Summand -{5+4[n(n+1)/2-1]}^2 liefert für n=1 die -5^2

Wie komm ich darauf?
Der erste Teil ist relativ trivial und ich hab ihn deshalb
hingeschrieben.

Der erste Summand in der ersten Gleichung ist 3^2; in der zweiten Gleichung 5^2, also wird immer das nächste Vielfache von 2 zu 3 addiert (und dann quadriert).In der ersten Gleichung das ‚nullte‘ Vielfache , in der zweiten das erste Vielfache…
3+2*0 ; 3+2*1 ; 3+2*2 ; 3+2*3

Beim zweiten hab ich mir die Reihe 4,12,24,40 angesehen. Da
alle durch 4 teilbar sind hab ich das einfach mal getan um zu
sehen, was rauskommt:
1,3,6,10

Mit etwas Erfahrung sieht man, dass dies die Aufsummierung der
natürlichen Zahlen ist. Also denk ich an n*(n+1)/2, muss das
aber wieder mit 4 multiplizieren, denn ich hab ja grad die
Zahlen durch 4 geteilt:

Versuch ich jetzt 4*n*(n+1)/2 und setzte n=2 ein, denn das
brauchte ich ja im ersten Summanden für die „3“, dann kommt
hier aber 4*2*(2+1)/2=12 raus. Mist! Ich brauchte nur „4“.
Summiert man aber nur bis n-1 auf, dann klappt es…

Ich habe mir ebenfalls die Reihe 4,12,24,40 angeschaut und überlegt wie das aussehen müsste,nämlich:
4+4*0 ; 4+4*2 ; 4+4*5 ; 4+4*9

Die Zahlen 0,2,5,9 haben ‚Ähnlichkeit‘ mit 1,3,6,10, also habe ich unseren kleinen Gauß angewandt jedoch immer am Schluss 1 subtrahiert.

Der letzte dritte Summand ist wieder trivial, wenn der zweite
klar ist. Hoffentlich war das verständlich.

Hier ist es eigentlich das gleiche in grün nur das jetzt da steht:
5+4*0 ; 5+4*2 ; 5+4*5 ; 5+4*9

VG, Stefan

PS.: Die Reihe beginnt auch schon im positiven früher, man
kann nämlich n=1 einsetzen und man kriegt
1^2+0^2-1^2=0
Nicht überraschend, da die Gesetzmäßigkeit für jedes n,
postiv, negativ, ganzzahlig gilt, aber dennoch erwähnenswert,
finde ich.

Stimmt,nur müsste man bei meiner Gleichung n=0 setzen.

Es scheint als gebe es für diesen Beweis mehrere Möglichkeiten, wenn ich denn richtig gedacht habe…
Deine Lösung erscheint mir logisch, kannst du mir sagen, ob mein Lösungsweg auch als Beweis durchgehen würde?

MfG Sven

Hallo!

Deine Lösung erscheint mir logisch, kannst du mir sagen, ob
mein Lösungsweg auch als Beweis durchgehen würde?

Bewiesen hat von uns beiden noch keiner was :wink:

Die Gleichungen müssen zur wahren Aussage 0=0 aufgelöst werden. Außerdem müsste gezeigt werden, dass die Regel für alle Fälle, die genannt sind gilt. Aber deine Lehrkraft sollte mit dem Auflösen nach 0=0 zu Frieden sein

VG, Stefan

Hallo!

Hallo wiedermal^^

Bewiesen hat von uns beiden noch keiner was :wink:

Die Gleichungen müssen zur wahren Aussage 0=0 aufgelöst
werden.

Ja, das hatte ich schon gemacht.

Außerdem müsste gezeigt werden, dass die Regel für
alle Fälle, die genannt sind gilt. Aber deine Lehrkraft sollte
mit dem Auflösen nach 0=0 zu Frieden sein

Gut, dann wär das geklärt.

Vielen Dank nochmal, hätte ohne Hilfe nich gewusst wie das zu beweisen wär.

VG, Stefan

MfG Sven