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Folgen: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 12:17 Sa 09.07.2005
Autor: Magnia

Hallo
Ich habe ein Problem beim lösen folgender Aufgabe :


Habe eine Folge = 1;5;13;25;41

Habe eine Regelmäßigkeit gefunden und zwar läuft es ja so ab :

+4 ; +8 ; +12; +16;

nun soll ich aber die Regelmäßigkeit als Rekursionsformel aufschreiben
sowie die explizite Darstellung nur leider  weiss ich nicht wie ich das machen soll ?

Ich komme da nicht weiter.
ich hoffe mir kann jemand helfen ?
danke

        
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Folgen: So zum Beispiel
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 12:34 Sa 09.07.2005
Autor: Jazzy

Hi!

Also:

[mm] a_0=1 \;a_1=a_0+4 \; a_2=a_1+8\; a_3=a_2+12\; bzw. \;a_0=1\; a_1=a_0+1\cdot 4 \;a_2=a_1+2 \cdot 4\; a_3=a_2+3 \cdot 4\; allgemein:\; a_{n+1}=a_{n}+(n+1)\cdot 4 [/mm]

Alles klar?


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Folgen: Vorschlag für explizite Formel
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 12:49 Sa 09.07.2005
Autor: Loddar

Hallo Magnia!


Für die Ermittlung der expliziten Folgenvorschrift kann man folgendermaßen vorgehen.


Man bestimmt sich zunächst die ersten Folgenglieder und ermittelt daraus die einzelnen Differenzen:

[mm] $a_k$ [/mm]   :   1    5   13   25    41  ...

[mm] $\Delta a_k$ [/mm]  :      4   8    12   16   ...

Hier haben wir nun noch keinen konstanten Differenzwert (da $4 [mm] \not=8 \not= [/mm] 12 [mm] \not= [/mm] 16 ...$ ). Daher bilden wir nun nochmals die entsprechenden Differenzen:

[mm] $a_k$ [/mm]   :   1    5   13   25    41  ...

[mm] $\Delta a_k$ [/mm]  :      4   8    12   16   ...

[mm] $\Delta^2 a_k$ [/mm] :         4    4     4      ...


Nun haben wir immer einen konstanten Wert für [mm] $\Delta^2 a_k$. [/mm] Da diese Konstanz im zweiten Schritt aufgetreten ist, ist unsere explizite Folgenvorschrift auch ein Polynom zweiter Ordnung:

[mm] $a_k [/mm] \ = \ [mm] b*k^2 [/mm] + c*k + d$

Durch die Vorgabe der ersten Folgenglider können wir nun ein Gleichungssystem bestimmen zur Ermittlung der Koeffizienten $b_$ , $c_$ und $d_$ :

[mm] $a_1 [/mm] \ = \ [mm] b*1^2 [/mm] + c*1 + d \ = \ b + c + d \ = \ 1$

[mm] $a_2 [/mm] \ = \ [mm] b*2^2 [/mm] + c*2 + d \ = \ 4b + 2c + d \ = \ 5$

[mm] $a_3 [/mm] \ = \ [mm] b*3^2 [/mm] + c*3 + d \ = \ 9b + 3c + d \ = \ 13$



Kannst Du nun Deine explizite Folgenvorschrift ermitteln?

Gruß
Loddar


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Folgen: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 13:13 Sa 09.07.2005
Autor: Magnia

hallo
ich kann dir leider nicht folgen.

also die folge ist bekannt.
Sie startet mit a1 und erhöht (+) sich immer um einen wert X2
der Wert x2 erhöht sich immer pro schritt um 4 und startet mit dem wert x.

a1 = 1
x= 4*a1
x2 = x + 4

ich blicke irgend wie nicht mit den ganzen buchstaben von dir durch kannst du die bitte mal erleutern ?

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Folgen: Erläuterung
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 13:36 Sa 09.07.2005
Autor: Loddar

Hallo Magnia!


> Sie startet mit a1 und erhöht (+) sich immer um einen wert X2

[ok] Diesen Wert habe ich [mm] $\Delta a_k$ [/mm] genannt mit: 4, 8, 12, 16, ...


> der Wert x2 erhöht sich immer pro schritt um 4 und startet
> mit dem wert x.

[ok] Diesen Wert x heißt bei mir: [mm] $\Delta^2 a_k$ [/mm] mit [mm] $\Delta^2 a_k [/mm] \ = \ 4$


> ich blicke irgend wie nicht mit den ganzen buchstaben von
> dir durch kannst du die bitte mal erleutern ?

Nun wissen wir, daß unsere Funktionsvorschrift durch ein Polynom 2. Ordnung darstellbar ist. Es handelt sich also um eine quadratische Vorschrift.
Diese lautet ja allgemein: $y \ = \ [mm] A*x^2 [/mm] + B*x + C$

Soweit klar?


Nun heißt in unserer Folge [mm] $a_k$ [/mm] die Variable nicht $x_$ sondern $k_$ (Du kannst auch gerne $n_$ nehmen).


Und wir müssen die bisher unbekannten Koeffizienten $A_$ , $B_$ und $C_$ bestimmen.

Dafür setzen wir einfach mal die Werte $k \ = \ 1$ bzw. $k \ = \ 2$ bzw. $k \ = \ 3$ ein und lösen das entstehende lineare Gleichungssystem.

Am Ende solltest Du erhalten: [mm] $a_k [/mm] \ = \ [mm] 2k^2-2k+1$ [/mm]


Nun etwas klarer?

Gruß
Loddar


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Folgen: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 14:35 Sa 09.07.2005
Autor: Magnia

Danke jetzt verste ich das auch.
Trotzdem hab ich noch eine frage dazu :

Woher wissen wir, daß unsere Funktionsvorschrift durch ein Polynom 2. Ordnung darstellbar ist ?

Das war ja jetzt die explizite Darstellung doch wie stellt man die entdeckte Regelmäßigkeit als Rekursionsformel dar ?

oder ist damit folgendes gemeint :

[mm] a*1^2+b*1+c [/mm] = 1
usw... ?
damit bestimme ich ja immer das jeweilige folgenglied
also wäre das eher explizit
ich komme da leicht durcheinander


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Folgen: weitere Erläuterung
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 14:47 Sa 09.07.2005
Autor: Loddar

Hallo ...


> Woher wissen wir, daß unsere Funktionsvorschrift durch ein
> Polynom 2. Ordnung darstellbar ist ?

Weil bei der Differenzenbildung im 2. Schritt ein konstanter Wert herauskam (ich nannte das ja [mm] $\Delta^{\red{2}} a_k$ [/mm] ).

Wäre hier immer noch kein konstanter Wert mit [mm] $\Delta^2 a_k [/mm] \ = \ 4$ herausgekommen, sondern z.B. erst im 4. Schritt, so wäre es ein Polynom 4. Ordnung [mm] $a_k [/mm] \ = \ [mm] A*k^4 [/mm] + [mm] B*k^3 [/mm] + [mm] C*k^2 [/mm] + D*k + E$ .

[aufgemerkt] Diese Vorgehensweise klappt natürlich nur bei ganz-rationalen Polynomen für die Folgenvorschrift!



> Das war ja jetzt die explizite Darstellung doch wie stellt
> man die entdeckte Regelmäßigkeit als Rekursionsformel dar ?

Siehe oben bei Jazzy's Antwort ...


Gruß
Loddar


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Folgen: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 15:50 Sa 09.07.2005
Autor: Magnia

danke ich habe nun alles verstanden


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