Potenz

Aufrufe: 852     Aktiv: 16.02.2020 um 19:05

0

Wie multipliziert man das aus 🙁

Diese Frage melden
gefragt

Punkte: 10

 

Was ist denn die Aufgabe?   ─   maccheroni_konstante 15.02.2020 um 22:29

Man soll den Term ausmultiplizieren und die Koeffizienten angeben. Als Hinweis soll man das pascalsche Dreieck anschauen. Aber ich kenne nur das für 2 variablen   ─   sofia.kunkel 15.02.2020 um 22:42
Kommentar schreiben
2 Antworten
0

Da hast du auch völlig recht! Das Pascalsche Dreieck ist dazu da, Terme der Form (a+b)^n auszumultiplizieren. Mit 6 Summanden ergibt das eine wirklich elend lange Rechnerei! Selbst, wenn du das Pascalsche Dreieck mehrmals hintereinander benutzt, indem du die Summanden immer wieder in zwei Gruppen zerlegst, braucht man ziemlich lange für die Rechnung. Ich behaupte mal, da hat euer Lehrer entweder nicht nachgedacht, oder er hat das mit dem Pascalschen Dreieck nicht verstanden ...

Das Ergebnis lautet übrigens:

\( x^{18} + 3·x^{17} + 6·x^{16} + 10·x^{15} + 15·x^{14} + 21·x^{13} + 25·x^{12} + 27·x^{11} + 27·x^{10} + 25·x^9 + 21·x^8 + 15·x^7 + 10·x^6 + 6·x^5 + 3·x^4 + x^3 \)

Diese Antwort melden
geantwortet

Lehrer/Professor, Punkte: 1.09K

 

Kommentar schreiben

0

`(x+x^2+x^3+x^4+x^5+x^6)=x*(1+x+x^2+x^3+x^4+x^5)=x*(1+x*(1+x+x^2+x^3+x^4))`
`=x*(1+x(1+x(1+x+x^2+x^3)))=x*(1+x(1+x(1+x(1+x+x^2))))`
`=x*(1+x(1+x(1+x(1+x(1+x)))))`
Das kann man natürlich auch in einem Schritt sehen...

Jetzt haben wird das Problem reduziert auf eine andere Form - vielleicht kennt ihr ja dafür eine Lösungsformel:
Ansonsten mit folgendem Trick arbeiten:

`(x+x^2+x^3+x^4+x^5+x^6)=x*(1+x+x^2+x^3+x^4+x^5)`
`=x*(1+x(1+x(1+x(1+x(1+x)))))*(1-x)/(1-x)=x*(1-x^6)/(1-x)`

Also erhalten wir:

`(x+x^2+x^3+x^4+x^5+x^6)^3=x^3*(1-x^6)^3/(1-x)^3`

Verwende: `(a-b)^n`
1
1 -1
1 -2 1
1 -3 3 -1 --> Hoch 3
 
`=x^3*(1-3x^6+3x^12-x^18)/(1-3x+3x^3-x^3)`

Alternativ:

`(1+x)^2=1+2x+x^2`
`(1+x)^3=1+3x+3x^2+x^3`

`(1+x(1+x))^2=1+2*x(1+x)+x^2*(1+x)^2`
`=1+2x(1+x)+x^2*(1+2x+x^2)`
`=1+2x+2x^2+x^2+2x^3+x^4`
`=1+2x+3x^3+2x^3+x^4`

`(1+x(1+x))^3=1+3*x(1+x)+3*x^2*(1+x)^2+x^3*(1+x)^3`
`=1+3*x(1+x)+3*x^2*(1+2x+x^2)+x^3*(1+3x+3x^2+x^3)`
`=1+3x+3x^2+3x^2+6x^3+3x^4+x^3+3x^4+3x^5+x^6`
`=1+3x+6x^2+7x^3+6x^4+3x^5+x^6`

Mit einigem Aufwand lässt sich jetzt mit Vollständiger Induktion auch eine allgemeine Formel für n Verschachtelungen angeben, aber schon sie aufzuschreiben ist mehr als unangenehm:
Daher nur die ersten Terme (ich gebe nur die Koeffizienten an, begonnen bei `x^0` bis `x^(3*n)`):

1, siehe oben:
`1,3,3,1`
2, siehe oben:
`1,3,6,7,6,3,1`
3,
`1,3,6,10,12,12,10,6,3,1`
4,
`1,3,6,10,15,18,21,18,15,10,6,3,1`
5, Dieses Ergebnis kann ebenfalls für die Aufgabe verwendet werden:
`1,3,6,10,15,21,25,27,27,25,21,15,10,6,3,1`
6,
`1,3,6,10,15,21,28,33,36,37,36,33,28,21,15,10,6,3,1`

Ich hoffe die allgemeine Bildungsregel wird deutlich:

1+2+3+...+(n-1)+n+(n+1)+(n-1)+(n-3)+(n-5)+... bis (+2) oder (+1) erreicht ist, danach symmetrisch!

Diese Antwort melden
geantwortet

Student, Punkte: 5.08K

 

Wenn ich die Tags unter dem Foto richtig interpretiere, dann hat ein Lehrer auf einer Fachoberschule diese Aufgabe als "Vorbereitung" fürs Fachabi gestellt. Da kann der tatsächlich zur Berechnung erforderliche Lösungsweg NIE intendiert gewesen sein, da das WEIT über alles hinaus geht, was man an einer FOS so macht ...   ─   mathematinski 16.02.2020 um 13:22

Naja, es soll ja noch Lehrer geben, die ihre Schüler auf mehr als nur den Abschluss vorbereiten wollen - wenn auch selten - aber ich gebe Ihnen recht, wahrscheinlicher ist, dass das reine (unüberlegte) Beschäftigungstherapie war so in etwas "zählt mal die Zahlen von 1 bis 100 zusammen".   ─   vt5 16.02.2020 um 18:09

Solche Lehrer gibt es in der Tat :-) Doch das geht wirklich meilenweit selbst über die Leistungsfähigkeit eines guten LK-Schülers/Schülerin hinaus. "Sowas" stellt doch mittlerweile bereits für den durchschnittlichen Mathematik Studierenden eine kaum überwindbare Hürde dar ...   ─   mathematinski 16.02.2020 um 18:46

Ja fürs Fachabi eigentlich zu schwer bzw. zu viel Vorwissen benötigt, aber wenn man Mathe-Vorlesungen hat, dann ist das schon etwas, was (vergleichbar mit dem) Stoff des ersten Semester ist (Physik - Bachelor), also so unter der Kategorie schwierigere Aufgabe für Abgabe in einer Woche.   ─   vt5 16.02.2020 um 19:04

Kommentar schreiben