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17.11.2020
16.11.2020
15.11.2020
 #5
avatar+3976 
+1

Klar!

 

Eigentlich erstmal wie ausmultiplizieren, richtig.

 

Bei der ersten nutze ich im letzten Schritt, dass "a oder nicht-a" sowieso immer wahr ist. Daher sind beide Klammern genau dann wahr, wenn die rechte wahr ist.

 

Die Lösung zur zweiten Aufgabe gehe ich mal Schritt für Schritt durch:

 

\((a \lor b) \land (a \lor \neg b) = \ \ | linke \ Klammer \ aufgeloest \\ (a \land (a \lor \neg b)) \lor (b \land (a \lor \neg b)) \ \ | innere \ Klammern \ aufl.\\ (( a \land a ) \lor (a \land \neg b)) \lor ((b \land a) \lor (b \land \neg b)) \ \ | a \land a = a, b \land \neg b = 0\\ (a \lor (a \land \neg b)) \lor (b \land a) = \ \ |a \land \neg b \Rightarrow a \\ a \lor (b \land a) = \ \ | b \land a \Rightarrow a\\ a\)

 

Bei den letzten beiden Schritten nutze ich, dass die eine der Aussagen, die mit "Oder" verknüpft ist, "in der anderen enthalten ist" - sind keine Mengen, aber so kann man sichs ganz gut vorstellen. Sprich, wenn a und nicht-b wahr sind, dann ist ja automatisch a wahr - also kann ich mir gleich nur a anschauen. Das gleiche im letzten Schritt: Wenn a wahr ist oder b&a wahr sind, dann ist halt a wahr. 

 

Dass das so klappt, kann man sich auch gut wie folgt klar machen: Wenn ich dir sage, dass Aussage 1 stimmt, oder Aussage1 und Aussage2 gleichzeitig stimmen, dann ist das einzige, was du schlussfolgern kannst, dass Aussage 1 stimmt - über Aussage 2 ist trotzdem gar nichts bekannt.

 

Ich hoffe, das macht's etwas klarer. Frag gern nochmal nach wenn was noch nicht nachvollziehbar ist!

15.11.2020
13.11.2020
12.11.2020
 #1
avatar+3976 
+8

Der ist zugegebenermaßen etwas tricky. Ich zeige dazu zunächst zwei kleine Zwischenergebnisse vorneweg, die du eventuell schon kennst. Dann musst du sie natürlich nicht nochmal zeigen.

 

Zum einen brauchen wir folgende Aussage (1): \(\binom{n+1}{k} = \binom{n}{k} + \binom{n}{k-1}\)

Wir rechnen das mit Hilfe der Bruch-Definition der Binomialkoeffizienten nach:

\(\binom{n+1}{k} = \\ \frac{(n+1)!}{(n+1-k)!\cdot k!} = \\ \frac{(n+1)\cdot n!}{(n+1-k)!\cdot k!} = \\ \frac{(n+1-k+k)\cdot n!}{(n+1-k)!\cdot k!} = \\ \frac{(n+1-k)\cdot n!}{(n+1-k)!\cdot k!} + \frac{k \cdot n!}{(n+1-k)!\cdot k!} = \\ \frac{n!}{(n-k)! \cdot k!} + \frac{n!}{(n-(k-1))!\cdot (k-1)!} = \\ \binom{n}{k} + \binom{n}{k-1} \)

 

Ok, so weit, so gut. Jetzt gibt's noch das zweite Vor-Resultat: (2): \(\sum_{k=0}^n \binom{n}{k} = 2^n\)

Das zeigen wir per Induktion. Für n=0 passt's auf jeden Fall, nun sei die Aussage wahr für ein n.

\(\sum_{k=0}^{n+1} \binom{n+1}{k} = \\ \sum_{k=1}^{n} \binom{n+1}{k} +1+1 = \\ \sum_{k=1}^{n}( \binom{n}{k}+\binom{n}{k-1}) +1+1 = \\ \sum_{k=1}^{n} \binom{n}{k}+\sum_{k=1}^{n}\binom{n}{k-1} +1+1 =^* \\ \sum_{k=1}^{n} \binom{n}{k}+\sum_{k=0}^{n-1}\binom{n}{k} +1+1 = \\ \sum_{k=0}^{n} \binom{n}{k}+\sum_{k=0}^{n}\binom{n}{k} = \\ 2^n+2^n = 2^{n+1}\)

 

Im letzten Schritt habe ich zweimal die Induktionsvoraussetzung genutzt, bei * wird ein Index-Shift in der zweiten Summe vollzogen. 

 

Mit (1) und (2) können wir nun die eigentliche Aussage zeigen. Der Induktionsanfang klappt hier wie gewohnt (Für n=1 sind beide Seiten der Gleichung 1.). Die Aussage sei wahr für ein n. Es ist wieder ein Index-Shift nötig, den entsprechenden Schritt kennzeichne ich wieder mit einem *.

 

\(\sum_{k=1}^{n+1} k \cdot \binom{n+1}{k} = \\ \sum_{k=1}^n k \cdot \binom{n+1}{k} +n+1 =^{(1)}\\ \sum_{k=1}^n k \cdot ( \binom{n}{k} + \binom{n}{k-1}) +n+1 =\\ \sum_{k=1}^n k \cdot \binom{n}{k} +\sum_{k=1}^n k \cdot \binom{n}{k-1} +n+1 =^* \\ \sum_{k=1}^n k \cdot \binom{n}{k} +\sum_{k=0}^{n-1} (k+1) \cdot \binom{n}{k} +n+1 = \\ \sum_{k=1}^n k \cdot \binom{n}{k} +\sum_{k=0}^{n-1} k \cdot \binom{n}{k} +\sum_{k=0}^{n-1} \binom{n}{k} +n+1 =^{**} \\ \sum_{k=1}^n k \cdot \binom{n}{k} +\sum_{k=1}^{n} k \cdot \binom{n}{k} +\sum_{k=0}^{n} \binom{n}{k} =^{IV, (2)} \\ n \cdot 2^{n-1} + n \cdot 2^{n-1} + 2^n = \\ n \cdot 2^n + 2^n = \\ (n+1) \cdot 2^n\)

 

Bei ** zieh' ich das n in die zweite Summe, als n-ten Summanden, und starte die zweite Summe bei 1, weil der Summand mit k=0 eh gleich 0 ist. Die einzelne 1 wandert in die dritte Summe, als n-ter Summand.

 

Damit sind wir fertig und haben dafür (1), (2) und die Induktionsvoraussetzung gebraucht. Frag' gern nach wenn noch irgendwas unklar ist! :)

12.11.2020
 #1
avatar+15147 
+2

Es fliegt ein A300 entlang einer Wurfparabel. Das Flugzeug gelangt bei einer Höhe von 7500m mit einer Geschwindigkeit von 660km/h und einem Anstellwinkel von 47 Grad auf die Bahn der Wurfparabel. Die Maschine verlässt die Bahn der Wurfparabel, wenn die Anfangshöhe von 7500m wieder erreicht ist. Während des Fluges auf der Wurfparabel herrscht im Flugzeug Schwerelosigkeit.

1.) Welche Strecke über dem Boden legt das Flugzeug während der Schwerelosigkeit zurück?
2.) Wie lange dauert die Schwerelosigkeit?
3.) Welche maximale Flughöhe erreicht das Flugzeug ?

 

Hallo Gast!

 

\(v= \frac{660\ km}{h}\cdot \frac{1000\ m}{km}\cdot \frac{h}{3600\ s}\\ v=183,\overline 3\ m/s\)

Beim Durchfliegen der Flughöhe 7500m wird der Antrieb des A300 abgestellt.

 

zu 2.)

Die Höhenänderung über dem Niveau 7500m folgt der Parabel

\(f(t)=\Delta h=sin(47°)\cdot v\cdot t-\frac{1}{2}g\cdot t^2\)

Ist das Flugzeug nach dem Durchfliegen der Wurfparabel wieder auf Höhe 7500m, ist:

\(\Delta h=sin(47°)\cdot v\cdot t-\frac{1}{2}g\cdot t^2=0\\ -\frac{1}{2}g\cdot t^2+sin(47°)\cdot v\cdot t=0\\ -\frac{1}{2}\cdot 9,81\cdot t^2+sin(47°)\cdot 183,33\cdot t=0\\ -4.905\cdot t^2+134,08\cdot t=0\\ 4,905t=134,08\)

\(t=27,336\ s\)

Die Schwerelosigkeit dauert 27,34 Sekunden.

 

zu 1.)

Die  Geschwindigkeit in horizontaler Richtung beträgt

\(v_h=cos(47°)\cdot 183,\overline 3\ m/s. \)

Dann ist

\(s=v_h\cdot t=183,\overline 3\ m/s\cdot 27,366\\ \color{blue}s=\color{blue}5011,541\ m\)

Die Flugstrecke über Grund beträgt während der Schwerelosigkeit 5011,5m.

 

zu 3.)

\(f(t)=-4.905\cdot t^2+134,08\cdot t\\ \frac{df(t)}{dt}=-9,81\cdot t+134,08=0\\ t=\frac{134,08}{9,81}\)

\(t=13,668\ s\)   

         (\(die\ Zeit\ ohne\ Antrieb\ bis\ zur\ maximalen\ Flugh\ddot ohe\))

\(\Delta h=-\frac{1}{2}\cdot 9,81\cdot 13,668^2+sin(47°)\cdot 183,33\cdot 13,668\)

\(\color{blue}\Delta h=916,227\ m\\ h=7500\ m+\Delta h=7500\ m+916,227\ m\)

\(h=8416,23\ m\)

Das Flugzeug erreicht die maximale Höhe von 8416m.

laugh  !

12.11.2020
11.11.2020
10.11.2020
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10.11.2020

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