Wie berechnet man das? (Fakultät )?

2 Antworten

Vom Fragesteller als hilfreich ausgezeichnet

Hallo,

die Summenformel lautet sn=(n+1)!-1, in diesem Fall wäre das Ergebnis daher 2022!-1.

Auf die Summenformel kommst Du, wenn Du Dir die ersten Glieder der Reihe einmal ansiehst: 1; 5; 23; 119, 719, 5039 usw.
Damit verglichen die Fakultäten ab 2!:

2; 6; 24; 120; 720; 5040 usw.

Beweis über vollständige Induktion:

1!*1=(1+1)!-1=2-1=1.

Der Induktionsanfang ist gezeigt.

Nun gilt es zu zeigen, daß unter der Induktionsvoraussetzung SUMME (k=1 bis n):
k!*k=(n+1)!-1 gilt:

SUMME (k=1 bis n+1):k!*k=(n+2)!-1.

Laut Induktionsvoraussetzung ist die Summe von k=1 bis n das Gleiche wie (n+1)!-1. Lasse ich die Summe anstatt bis n bis n+1 laufen, kommt als nächstes Summenglied der Term (n+1)!*(n+1) dazu.

Es muß also gelten: (n+1)!-1+(n+1)!*(n+1)=(n+2)!-1.

Ausklammern von (n+1)! auf der linken Seite ergibt:

(n+1)!*(1+n+1)-1.

Das ist gleich (n+1)!*(n+2)-1=(n+2)!-1.

Genau das aber war zu zeigen.

Herzliche Grüße,

Willy

pallasathena492 
Fragesteller
 21.03.2022, 19:45

Vielen Dank für Ihre umfangreiche Antwort. Haben Sie den Tipp verwendet, oder nicht?

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Willy1729  21.03.2022, 19:46
@pallasathena492

Eher nicht, da ich ziemlich schnell auch so auf die Summenformel gekommen bin. Hat man erst mal die Vermutung, wie sie aussieht, ist der Beweis einfach.

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Willy1729  21.03.2022, 20:09
@Willy1729

Aber wenn Du den Tipp gewinnbringend umsetzen möchtest:

n=(n+1)-1.

Dann ist n!*n=n!*[(n+1)-1]=(n+1)!-n!.

1!*1 ist also 2!-1!, 2!*2 ist 3!-2!, 3!*3 ist 4!-3! usw.

Bilde jetzt mal die Summe von 1!*1 bis 3!*3, also von 2!-1! bis 4!-3!:

2!-1!+3!-2!+4!-3!

Merkst Du was? Bis auf die höchste Fakultät, nämlich die von 4, und die kleinste, nämlich die von 1, heben sich alle anderen Fakultäten auf. So etwas nennt man eine Teleskopsumme.

Ziehst Du das jetzt von 1!*1 bis n!*n durch, bleibt von der ganzen Summe (n+1)!-1!=(n+1)!-1 übrig. So kannst Du auch auf die Summenformel kommen, wenn Du das Muster der Reihenwerte nicht erkannt haben solltest.

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Willy1729  21.03.2022, 20:15
@Willy1729

Diese Addition von 0, also die Änderung eines Terms durch Addition und sofortige Subtraktion einer Zahl wie der 1 ist ein Trick, der bei vielen Beweisen eine wichtige Rolle spielt. In der Schule habt Ihr den bei der quadratischen Ergänzung kennengelernt, bei der ein Binom vervollständigt wird. Solche Kunstgriffe solltest Du Dir gut merken. Du wirst sie - falls Du Mathematik studierst und viel mit Beweisen zu tun hast - sehr gut gebrauchen können.

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pallasathena492 
Fragesteller
 21.03.2022, 20:49
@Willy1729

Vielen Dank dass Sie sich so viel Zeit nehmen, es mir zu erklären, ich schätze es wirklich sehr. Bestimmt werde ich Ihren Tipp auch in Zukunft verwenden können, da ich mich in meiner Freizeit viel mit Mathematik beschäftige. Schönen Abend noch

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Willy1729  24.03.2022, 17:18

Vielen Dank für den Stern.

Willy

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Von Experte Jangler13 bestätigt

Ich würde das ganze als Summe schreiben und den Tipp verwenden Die Summe wird dann aber wirklich groß. Laut Wolfram Alpha ungefähr

Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung – Lehramtsstundent Mathe/Chemie