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Hallo,

Aufgabe ist, eine Formel zu finden mit der sich der Treffpunkt auf der Zahlengeraden bestimmen lässt, von immer je zwei linearen Funktionen, die nach einer bestimmten  Vorschrift gebildet werden können.
Ich wähle hier mit Absicht "Treffpunkt" und nicht kgv, weil es weiter unten via kgV nicht mehr geht.

Bevor ich die Vorschrift hier schreibe, vielleicht zunächst ein Beispiel:
Gegeben sind diese beiden Funktionen:
f1(7x) und f2(3y) mit x und y € N (1; 2; 3; 4....) dann ist der erste triviale Treffpunkt bei 21
Wieder diese beiden Funktioen f(7x) und f(3y) aber mit x € N (3; 6; 9; 12...) und y € N (2; 4; 8; 10....), dann ist der erste Treffpunkt bei 42.
Um das auch bei grossen Zahlen leicht zu sehen, kann man sich hier gut klarmachen, dass man einfach die beiden Schrittweiten nehmen kann (21; 6) und auf herkömmliche Weise das kgV zu bestimmen.

Ich nehme wieder diese beiden Funktionen, aber auf 7 und 3 wird jeweils 10 aufaddiert, sodass es dann so aussieht:
f1(17x) und f2(13y) mit  x und y wie oben (x € N (3; 6; 9; 12...) und y € N (2; 4; 8; 10....) ). Der erste Treffpunkt ist dann bei 1326.

Dieser Zusammenhang lösst sich aber auf, wenn die Vorschrift so aussieht:
f1 (a * x) mit a e N (17; 27; 37...) und x € N (19; 29; 39...)
f2 (b * y) mit b e N (13; 23; 33....) und y € N (11; 21; 31...), sodass (wenn man immer nacheinander, paarweise auswählt) die ersten Paare diese wären:
1. f1(17x) und f2(13y);  erster Treffpunkt bei = 663
2. f3(27x) und f4(23y);  erster Treffpunkt bei = 1863
3. f5(37x) und f6(33y);  erster Treffpunkt bei = 3663

Es lässt sich aber einfach keine Gleichung aufstellen, mit der sich diese Treffpunkte berechnen lassen. Und mit den Schrittweiten, um via kgV den Treffpunkt zu bestimmen, geht das hier nicht mehr.
Wenn man ausserderm hinzuzieht, dass es bei x statt (19; 29; 39...) auch die Zahlen (15; 25; 35...) sein können, sodass man dann keinen Treffpunkt mehr hat, sondern nur eine Annährung.... dann...? Wie dann das machen?

EDIT vom 16.09.2021 um 20:08:

dann sind es eben keine linearen Funktionen, so what? Dann ist der 'korrekte' Name eben ein anderer.
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Du musst schon die "Funktionen" f(a*x) genauer definieren! Sind a und x Variable, also Elemente einer Mange natürlicher Zahlen, oder nur x( und a dann eine Konstante)??
Wenn f(x) Geraden sind (und so sieht es in den Beispielen aus), dann sind f(a*x) auch Geraden, wenn a konstant ist, dann lassen sich die Schnittpunkte natürlich berechnen. Allerdings können sie auch leer sein.
  ─   gerdware 15.09.2021 um 11:10

an der Stelle steht was a und x sind, was soll da fehlen?: f1 (a * x) mit a e N (17; 27; 37...) und x € N (19; 29; 39...)   ─   hoffmannk 16.09.2021 um 20:14

dann sind es eben keine linearen Funktionen, so what? Dann ist der 'korrekte' Name eben ein anderer. Warum muss man immer penetrant daran herumpoplen und so tun als könnte man den Zusammenhang nicht verstehen?
Ich schreibe extra diese 3 Beispiele ganz unten, damit klar wird, wie sich diese 'Funktionen' oder was immer,zusammensetzen. Aber trotzdem muss man sich daran hochziehen, muss ääähhh und bäähh machen und da sghet so abe rnicnt
  ─   hoffmannk 16.09.2021 um 20:20

"Du erwartest hier Hilfe", Nein! Ich erhoffte Hilfe, ist ein Unterschied und beim "Treffpunkt" gibt es einen Hinweis auf kgv   ─   hoffmannk 22.09.2021 um 20:36

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Egal ob du Hilfe erwartest oder sie dir erhoffst, hier opfern Menschen ihre Freizeit um anderen zu helfen. Wenn sie also etwas nachfragen, hat das nichts damit zu tun, dass sie dich ärgern wollen, sondern das wie bereits beschrieben etwas einfach nicht klar wird.
Es hat mich auch eine ganze Zeit gekostet zu verstehen, was deine Funktionen darstellen sollen. Ich denke ich habe es jetzt aber verstanden. Die Darstellung deiner Funktionen ist so absolut unüblich.
Deine Funktion $f_1$ bildet natürliche Zahlen auf die 7er Reihe ab. Also $1\mapsto 7, 2 \mapsto 14 $usw. Mathematisch korrekt wäre deine Funktion
$$ f_1 : \mathbb N \to \{ 7,14,21,28,\ldots \} $$
oder
$$ f_1 : x \mapsto 7x, \quad \text{mit} \ x \in \mathbb N $$
oder
$$ f_1(x) = 7x , \quad \text{mit} \ x \in \mathbb N$$
Dann ist es tatsächlich auch eine lineare Funktion.
Der Ausdruck $f_1(7x)$ beschreibt, dass du in eine Funktion $f_1(z)$ eine Substitution mit $z\to 7x$ durchführst. Keiner weiß aber wie $f_1$ aussieht.

Du siehst also, deine Beschreibung hat sehr viel Interpretationsspielraum gelassen. Und jetzt macht auch erst der Hinweis mit dem kgV Sinn, denn du betrachtest hier Vielfache von 7 und Vielfache von 3 und dein Treffpunkt ist dann eben der kgV dieser beiden Zahlen.

Das ist übrigens auch der Grund warum es weiter unten nicht mehr funktioniert. Du betrachtest nicht mehr alle Vielfache von 13 und 17. Deshalb gehört der kgV dieser Zahlen (zumidest in dem Beispiel) nicht mehr zu der Zielmenge deiner Funktionen.

Ich habe aber leider keine Idee, wie man die "Treffpunkte" der anderen Funktionen ohne ausprobieren finden könnte. Ich bin in Zahlentheorie nicht so sehr bewandert (und vermute auch nur, dass dort eventuell der Schlüssel zu deinem Problem liegen könnte).
Wenn du die anderen beteiligten hier aber nochmal nett fragst und einsiehst, dass sie dir nichts böses wollen, dann werfen sie vielleicht auch nochmal einen Blick über die Aufgabe, die hoffentlich jetzt verständlicher ist.

Grüße Christian
  ─   christian_strack 23.09.2021 um 10:10
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Ich versuch mal zu vermitteln.

Der TE wählt "Treffpunkt" als Ersatzbegriff für kgv, weil die übliche Methode, mit der man das kgv bestimmen kann, am Ende nicht mehr greift(so im Text, lieber Christian, das schreibt der TE selber), heisst: Es geht nicht um Schnittpunkte, 7 mal 3 = 21 (21 ist kgv, aber kein Schnitpunkt).

Und ab hier fang ich jetzt mal an zu "merkeln", das ganze vom Ende her betrachten, ab der Stelle wo es heisst: "Dieser Zusammenhang lösst sich aber auf, wenn die Vorschrift so aussieht:
 f1 (a * x) mit a e N (17; 27; 37...) und x € N (19; 29; 39...)
f2 (b * y) mit b e N (13; 23; 33....) und y € N (11; 21; 31...), sodass...."
und es folgen dann drei Beispiele und ich seh nicht, dass man viel herumschieben, viel herumprobieren muss. Leute, es sind kleine Zahlen und wenn das erste Beispiel so aussieht:
"f1(17x) und f2(13y);  erster Treffpunkt bei = 663", und der TE mit dieser Schreibweise "lineare Funktionen" meinen will, dann muss ich selber das nicht in die übliche Schreibweise überführen, nur um zu sehn, was hier wohl gemeint ist, aber ich schreibs mal hin:
f1(x) =  (17x) und f2(x) = (13y) (Ich nehme an, dass es so gemeint ist, etwas was man in der Mathematik häufig tut, wir nehmen an, .... wir tun so als ob...).
Und ich sehe, dass es um das kgv von zwei Zahlen geht, das sich aber nicht auf die übliche Weise bestimmen lässt, weil x und y eben nicht 1;2;3... sind sondern eben wie oben beschr.
Und ich sehe, dass 17 und 13 jeweils die ersten beiden Zahlen sind.
Und auf 663 kommt man, indem man selbes tut wie auch bei 7 und 3, nur dass für x und y nicht 1;2;3;... gilt sondern wie oben beschr..
Und der erste "Treffpunkt" ist dann 663. Auf diese Zahl kommt man aber weder mit kgv Bestimmung für 17/13 noch mit  170/130.

Vielleicht würde ich statt "Treffpunkt" einen anderen Begriff wählen, aber einen bekannten Begriff, für diese Art des Vielfachen aus zwei Zahlen, kenn ich nicht.

Ich hab sogar eine Lösung, leider nicht ganz sauber, leider. Das hätt ich jetzt wirklich gerne zur Hand, weil es so gut hier rein  'passen' würde, zu all dem was man hier schreibt
(Eine Lösung hab ich vielleicht auch deshalb, weil ich im Gegensatz zu Cauchy, die Hieroglyphen, mit denen man i.a. mathematische Zusammenhänge beschreibt, nicht Mathematik nenne. Für mich ist Mathematik, das Verstehen von mathematischen Zusammenhängen.)

Man kann sich fragen: Was passiert denn bei 7 und 3, auf dem Weg zum "Treffpunkt " von 21. Die 7 macht ihren ersten Schritt und ist bei 14, die 3 ist bei 6. Die Differenz ist 8. Die 8 ist aber kein Vielfaches von 3. Die 3 macht den Nächsten... geht aber auch nicht. Erst wenn die 3, die 12 erreicht, und die 7 die 21, ist die Differenz ein Vielfaches von 3. Und 12 = 3 * 4;  und 4 ist die Differenz von 7 -3, also die Differenz der beiden Zahlen um die es geht. Daraus lässt sich eine simple Gleichung aufstellen: 7x -12 > = 7; das ganze nach x, heisst: x > = 19/7; x > = 2.33; x soll aus N sein also x = 3(warum ich auf- und nicht abrunde, weite runten).
Leider lässt sich das so nicht 1:1 auf das TE-Problem übertragen, (1:1 wär möglich wenn es: 17+17+17...wäre, ist es aber nicht).
Aber, was war denn die 7, in dem Beispiel? Sie ist die Distanz von einem Schritt zum Nächsten,  und sie ist auch Startpunkt.
Also lässt sich für das TE-Problem eine ähnliche Gleichung aufstellen:
170x - 40 > = 323 (170 ist die Distanz von einem Schritt zum Nächsten, 323 ist der Startpunkt, 40 ist die Differenz der beiden Distanzen(170 - 130)).
Diese Gleichung nach x, heisst: x > = 2.13; x ist aus N als x = 2
Damit kommt man auf einen "Treffpunkt" von 663, weil: 323 + (170 +2) = 663; damit lässt sich y leicht bestimmen.

Ich schrieb oben, dass es nicht sauber ist, weil: einmal hab ich aufgerundet, einmal abgerundet. Und, und das ist richtig Kake, es geht nur solang wie: Startpunkt+ (Differenz der Distanzen), grösser ist, ausreichend grösser sogar, als die Distanz, sonst liegt das Ergebnis bei 0.xxx.
Diese Gleichung so aufzustellen, dass klar ist, ob aufrunden oder abrunden oder gar nicht runden, überlass ich den Mathematikern.

Etwas zur Freiwilligkeit: Freiwillig machen wir das alle. ABER, es wird ja nicht darum gedealt, ist nicht so, dass die Fragenden darum betteln und dann wird gnädigerweise gewährt. Also ich fand das immer schon albern, die Freiwilligkeit heranzuziehen um damit den TE zu disziplinieren oder sonstige.... abzuleiten
Ausserdem: Wie will Couchy denn davon wieder abrücken, von seinem: "Was bitte sollen das denn....". Wenn der TE seine Schreibe nochmal zurechtgerückt hätte, dann wäre er auf das eigentliche Problem eingegangen... ? Glaub ich nicht.
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"...eine entsprechende Sorgfalt zu pflegen. ", wurde nicht in Frage gestellt
"...habe ich wenig Zeit und Lust", d'ccor, aber dann geh einfach weiter, statt wie ein Kettenhund aus der Hütte zu springen, soooo wirkt das, erst recht wenn es ein First-Question-Frager ist. Oder hat die Freiwilligkeit Grenzen, ist es phasenweise doch wieder nicht ganz so freiwillig. So weit ich seh gibt es viele, die hier antworten und wenn mir etwas konfus erscheint, muss das nicht für jeden anderen gelten. Die Freiwilligkeit als Schiebeschild vorne weg, die Freiwilligkeit als Freibrief für das eigene Verhalten. Weil wir das freiwillig machen sind wir die Guten, kann ja wohl nicht anders sein
  ─   dagobert82 06.10.2021 um 20:38

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Wenn ich deine Frage richtig verstehe, dann lässt sich dein Problem relativ leicht vereinfachen:

Eine Zahl der Form \( 17x \) mit \( x \in \{ 19, 29, 39, \dots \} \) ist ja nichts anderes als eine Zahl der Form \( 17(19+10m)=323+170m \) mit \( m \in \mathbb{N} \).

Analog ist eine Zahl der Form \( 13y \) mit \( y \in \{ 11, 21, 31, \dots \} \) nichts anderes als eine Zahl der Form \( 13(11+10n) = 143 + 130n \) mit \( n \in \mathbb{N} \).

Mit deinem "Treffpunkt" zielst du also im Endeffekt auf eine Lösung der Gleichung \( 323+170m = 143+130n \) in natürlichen Zahlen ab.

Damit ist dein Problem also äquivalent zur Lösung der Linearen Diophantischen Gleichung \( 170m+(-130)n=-180 \) in natürlichen Zahlen. Zu solchen Linearen Diophantischen Gleichungen gibt es eine umfassende und recht elementare Lösungstheorie. Um dein Problem zu lösen solltest du dir diese Theorie am besten mal anschauen.

Ich hoffe, dass ich dir damit weiterhelfen konnte :)
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ich danke Dagobert und Student, leider erst heute. Nach der ersten Antwort dachte ich,es hat keinen Zweck   ─   hoffmannk 03.02.2022 um 00:30

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