Das ist eine gute Frage.

Während des Studiums meine ich gemerkt zu haben, dass es zu fast jeden größeren Thema ein "Nebel am Horizont" existieren kann. Zur jener Zeit wo eine Disziplin begründet wurde bzw. jene Zeitabschnitte wo Disziplinen einschneidend durch herausragende Leistung verändert wurden prägten diese "Funktionäre" mit ihrer Denkart die Arbeitsweise und Methoden der Disziplin. Klar gab es mal Änderungen aus praktischen Gründen, aber in vielen Disziplinen lässt sich das so vorfinden. Ingenieure denken nun mal anders als Chemiker und behandeln gleiche Aufgaben auch auf ihre eigene charakteristische Art und Weise. Dieses Feeling bekommt man in seiner Disziplin eingeprügelt und wird für den Wissenden als normal vernommen, da es durchaus die eigene Persönlichkeit verändern und festigen kann. Dabei hat jede Disziplin mehr oder weniger seine Präsenz im Alltag, da sie auch mit der Zeit einen Einfluss in dem Alltag vieler Menschen ausübte.

Bei der Mathematik ist es relativ speziell. Sie gilt unter den Wissenden auch gern als "abstrakte Sprache", dass ich persönlich auch so sehe. Mit genügendem Verständnis ist so etwas wie eine Rechtschreibung, Grammatik und Ausdrucksweise hinter der Mathematik zu erkennen. Textaufgaben sind perfekte Beispiele in der Mathematik dafür, dass eine Übersetzung von "normale" Sprache in die Mathematik möglich ist. Lernt man als Deutscher als erste Fremdsprache Englisch, Französisch oder Russisch, dann hat jede einzelne Sprache seine ganz individuellen Fallen drin, die einen beim Erlernen der Sprache über den Weg laufen. Schaut man sich das genau an um sich dem bewusst zu werden, dann erkennt man auch die feinen Unterschiede in allen Ebenen:

Sei es Satzbau, Zusammensetzung von Wörtern, Abhängigkeiten der Verwendung von Adjektiven usw.

Die Mathematik beherbergt anscheinend sehr viele solcher Fallen, jedenfalls meine ich diese Erfahrung gemacht zu haben. Sie gilt nicht umsonst zu den abstrakten Sprachen, da sie in jeglichster Hinsicht weit entfernt von den typischen weltlichen Sprachen ist. Obwohl die Mathematik einen überall im Leben verfolgt, drücken wir Erfahrungen möglichst in unserer Sprache aus.

Eine bekannte Persönlichkeit meinte sinngemäß: Mit der Mathematik verhört man die Natur.

Die Natur spricht mit uns, hört uns aber nicht zu obwohl es sonst jeden anderen Anteil unserer kommunikativen Präsenz verspüren mag (sinnbildlich).

Streiten sich zwei Personen, so spricht man über sein Problem. Menschen sind kompliziert und so fordert jedes Problem anderen Aufwand, andere Gedanken oder sonstiges. Wäre jeder Streit gleich, dann wäre der Mensch auch befähigt die Lösung des Problems zu automatisieren und Streit wäre kein Thema mehr das groß am Pranger gestellt wird.

In der Mathematik ist es genau andersrum: Gleiche Methode zur Lösung eines Problems bzw. alternative Möglichkeiten. Aber die Bearbeitung des Problems ist begrenzt. Manchmal bietet eine Methode Vor- aber nach Nachteile als eine andere für das gleiche Problem. Dem muss man sich aber bewusst sein.

Während die meisten die mathematischen Grundkenntnisse auswendig lernen und kreative Entfaltung dynamisch Probleme in der Mathematik zu lösen, das vermag wohl fast nur das Mathematik-Studium. Die Sprache wird angeschnitten, aber nie richtig behandelt.

Alles was man lernt ruft irgendwann ein "Klick" vor und man erkennt viele Zusammenhänge: Der Nebel ist gelichtet. In meinem Empfinden in der Mathematik ein sehr schwieriges Unterfangen, vor allem weil die Lehrkräfte hierfür meist selbst nicht die Fachkompetenz besitzen dynamisch auf einzelne Charakter einzugehen.

Hieraus folgt meiner Meinung nach eine eher stupide Abhandlung während Sprachen auf vielerlei Weise beigebracht bekommen kann.

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Einfache Geschichte:

Du gehst zu jemanden und sagst, dass du 10 Euro gefunden hast. In Wirklichkeit hast du 2 x 5 EUR-Scheine gefunden. Das sind zwar in Summe 10 Euro, aber dem den du das sagst ist das ungewiss. Bei deiner Aussage, du hättest 10 Euro gefunden, geht also Informationen verloren. Wenn man Funktionen ableitet gehen Informationen verloren, wenn man sie aufleitet dann muss man das berücksichtigen. Dein Kumpel wird es nicht interessieren ob du 2 x 5 Euro-Scheine gefunden hast. Aber um den Fall zu berücksichtigen, dass du mehrere Konstellationsmöglichkeiten hast fügt man C als Konstante ein die als Information fehlt. Das C am Ende nicht mehr von Bedeutung ist, ist die glückliche Geschichte hinter der Mathematik.

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Die wichtigsten Informationen:

  • "Drehtür hat drei Flügel"
  • "Tür macht 4 vollständige Umdrehungen pro Minute"
  • "in jedem der drei Türsektoren ist Platz für maximal 4 Personen"

Gesucht ist die maximale Personenanzahl n(max) bei einer Zeitdifferenz von t = 30 min.

Weitere von mir verwendete Formelzeichen wären:

  • Anzahl der Sektionen k zwischen zwei Flügel
  • maximale Personenzahl n zwischen zwei Flügel
  • Umdrehungszahl/Umdrehungen pro Minute U
  • Anzahl der Umdrehungen u

Dann listen wir mal die Informationen anders auf:

  • U = u/t = 4/min
  • k = 3
  • n = 4
  • t = 30 min

Es sollte aus der Logik folgen:

n(max) = n * k * U * t = n * k * u

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Lese von deiner anderen Frage meine Antwort! :)

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Mathematik ist eine Sprache. Sie gehört zwar zu den abstrakten Sprachen, dennoch besitzen sie viele Ähnlichkeiten. Es lassen sich daher aus Textaufgaben sinnvolle Informationen rausfiltern und in mathematische Ausdrücke "übersetzen".

Das Wörtchen "und" steht für Summe. Hier gilt folglich aufaddieren. Der erste Satz lässt sich also als

8A + 5B = 80,5

ausdrücken. Im zweiten Satz steht das Wort "billiger" und diese bezieht sich auf eine prozentuale Angabe p. Dafür lässt sich z.B.

(1 - p) oder (100% - p)

schreiben. B ist genau um diesen Wert billiger als A. Man könnte hierfür schreiben:

A(1 - p) = B

Eingesetzt und die Klammern lösen folgt:

B = A * 0,7

Der letzte Satz ist die Frage nach dem Preis von A und B.

Wir haben zwei Gleichungen und zwei Unbekannte. In der Mathematik gilt, dass alle Unbekannten ermittelt werden können soweit mindestens genauso viele voneinander unabhängige Gleichungen existieren. Unabhängig bedeutet, dass diese Gleichungen letzten Endes unterschiedlich sind/nicht das selbe aussagen. Das wäre z.B. der Fall, wenn die Gleichungen

8A + 5B = 80,5

16A + 10B = 161

vorhanden wären. Ich habe schlichtweg die erste Aussage mit 2 multipliziert. Da drin steckt nicht mehr Information drin als vorher auch. Machen wir nun einen Überblick über die uns "übersetzen" Ausdrücke:

8A + 5B = 80,5

0,7 * B = A

Da dies ein System aus Gleichungen ist (Gleichungssystem), werden diese auch über Verfahren zur Lösung von Gleichungssystemen gelöst. Diese wären zum einen das Eliminierungs- oder das Gleichsetzungsverfahren.

Ich bevorzuge immer das Eliminierungsverfahren:

Man stellt bei einer Gleichung nach einer Variablen um und setzt dann den Ausdruck für die Variable in die andere Gleichung. Hieraus erhält man dann eine Gleichung mit einer Variablen. Es gilt nun, dass man diese Gleichung nach der Variablen umstellt. Danach lässt sich bequem die berechnete Variable in einer der Gleichungen einsetzen und die andere Variable berechnen.

Wir besitzen hier das Glück, dass die eine Gleichung schon nach A umgestellt ist. Daher setzen wir diese bequem in die andere Gleichung ein. Es folgt:

8 * (0,7 * B) + 5 * B = 80,5 | Auflösen der Klammer

5,6 * B + 5 * B = 80,5 | Ausklammern von B / Zusammenfassen von B

B(5,6 + 5) = 80,5

oder

10,6 * B = 80,5 | Dividieren durch 10,6

B = 80,5/10,6

B = 7,59

Der Rest sollte jetzt kein Problem mehr darstellen!

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p = F/A | *A

F = p * A

A = Pi * r²

r = 1/2 d

A = Pi * (1/2 * d)²

A = 1/4 * Pi * d²

F = 1/4 * Pi * p * d²

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mrmeeseeks8 hat schon alles wunderbar beschrieben. Weiterhin empfehle ich dir, falls von Interesse, die Fibonacci-Reihe als weitere mögliche "Inspiration".

Zitate aus Wikipedia:

Benannt ist die Folge nach  Leonardo Fibonacci, der damit im Jahr 1202 das Wachstum einer Kaninchenpopulation beschrieb.
Weitere Untersuchungen zeigten, dass die Fibonacci-Folge auch noch zahlreiche andere  Wachstumsvorgänge der Pflanzen beschreibt. Es scheint, als sei sie eine Art Wachstumsmuster in der Natur.
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Die mittlere Geschwindigkeit bzw. Durchschnittsgeschwindigkeit ist, wie die Namen schon andeuten, ein Geschwindigkeitsmittel. Es gibt daher kein Bezugspunkte, sondern zwei Bezugspunkte die du wählen musst um diese berechnen zu können.

Die Geschwindigkeit v ist definiert über den Weg s und Zeit t:

v = s / t

Die mittlere Geschwindigkeit/Durchschnittsgeschwindigkeit daher aus den Differenzen:

dv = ds / dt = (s2 - s1) / (t2 - t1)

Dabei bezieht sich 2 und 1 auf die jeweiligen Punkte, wobei 2 immer der spätere Zeitpunkt sein soll.

Zwei Punkte P der Form P(s | t):

P1(10 km | 50 s)

P2(20 km | 88 s)

Jetzt mit der obigen Formel:

dv = (20 km - 10 km) / (88 s - 50 s) = 10.000 m / 38 s

dv = 263,2 m/s = 947 km/h

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Es ist das beste Verhältnis zwischen Fläche A und Preis P der Pizza gesucht, also

A / P

Pizzen haben idealerweise die Form eines Kreises. Die Fläche A eines Kreises berechnet sich zu:

A = Pi * r² = 1/4 * Pi * d²

Es folgt also:

Pi * d² / 4P

Und somit für die kleine Pizza:

3,142 * 24² cm² / (4 * 5 EUR) = 90,48 cm² / EUR

Analog für die große Pizza:

3,142 * 38² cm² / (4 * 10 EUR) = 113,43 cm² / EUR

Gegenfrage: Wären die Mietpreise Berliner Wohnungen erträglicher, wenn diese Mietböden aus Pizza bestehen?

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  • gerade + gerade = gerade
  • gerade + ungerade = ungerade
  • ungerade + gerade = ungerade
  • ungerade + ungerade = gerade

Kennt man aus der Mathematik bzgl. Rechnen mit Vorzeichen:

  • "+" und "+" ergibt "+"
  • "+" und "-" ergibt "-"
  • "-" und "+" ergibt "-"
  • "-" und "-" ergibt "+"

Bei 4 Möglichkeiten ergeben 2 ein Bärchen. Eine Chance von 50% pro Wurf beider Würfel. Daher sind auch 50% * 30 Bärchen = 15 Bärchen zu erwarten.

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Der zeitliche Ablauf des Zerfalls von radioaktivem Material wie C14 wird durch das Zeitgesetz 1. Ordnung bestimmt.

Die mathematische Schreibweise kann lauten:

A = A(0) * e^(at)

Die chemische aus der Kinetik stammende Schreibweise lautet:

[A] = [A(0)] * e^(-kt)

Als Funktion:

[A](t) = [A(0)] * e^(-kt)

[A] wäre die Menge zum Zeitpunkt t; [A(0)] die zum Zeitpunkt t = 0. Die Halbwertszeit t(0,5) ist jene Zeit die verstreichen muss, damit das radioaktive Material an 50% Masse abgenommen hat. Zum Zeitpunkt t(0,5) wäre also [A] = 0,5 * [A(0)].

Schauen wir uns die Gleichung nochmal genauer an:

[A] = [A(0)] * e^(-kt)

Will man die C14-Methode anwenden, so ist im Rahmen der Berechnung [A] sowie [A(0)] und t(0,5) bekannt. Damit sind k sowie t fehlend, wenn die Frage nach der Zeit t ist. Du hast damit zwei Unbekannte auf eine Gleichung. Eine Berechnung wäre hier nicht möglich.

Verwendet man jedoch t(0,5) als ein Zeitpunkt, dann hat man nur noch k als Unbekannte. k ist die sog. Geschwindigkeitskonstante und ist wie der Name schon sagt konstant. Haben die k berechnet, so könnte man also k benutzen um Rechnungen abseits von t(0,5) anzustellen.

Es muss also erst k mittels t(0,5) berechnet werden um dann t für das Grabtuch herauszufinden.

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A(Fläche) = 50 cm * 50 cm = 2500 cm²
A(4 Steinchen) = 1 cm²
A(Steinchen) = 1/4 cm² = 0,25 cm²

n(Steinchen) = A(Fläche) / A(Steinchen)

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Mich würde es sehr interessieren ob Ihre Tochter schon Erfolge damit gemacht hat bzw. ob Sie mir bescheid geben könnten wenn ein Ergebnis vorliegt. :)

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FLATone:

K(x) = 0,28 EUR/Gespräch * x + 0,99 EUR

FLATbonus: Fallunterscheidung

Weniger gleich 10 Gespräche:

K(x) = 0,99 EUR

Gleich oder mehr als 10 Gespräche:

K(x) = 0,38 EUR/Gespräch * (x - 10 Gespräche) + 0,99 EUR

K(x) = 0,38 EUR/Gespräch * x - 0,38 EUR/Gespräche * 10 Gespräche + 0,99 EUR

K(x) = 0,38 EUR/Gespräch * x - 3,80 EUR + 0,99 EUR

K(x) = 0,38 EUR/Gespräch * x - 2,81 EUR

Pro Monat folgen dann für die Anzahl der Gespräche:

FLATone: x = (K(x) - 0,99 EUR) / (0,28 EUR/Gespräch)

FLATbonus: x = (K(x) + 2,81 EUR) / 0,38 EUR/Gespräch)

Maximale Grenzen der Kosten sind 15 EUR:

FLATone: x = 14,01 EUR / (0,28 EUR/Gespräche) = 50,04 ... = 50 Gespräche

FLATbonus: x = 17,81 EUR / (0,38 EUR/Gespräche) = 46,87 ... = 46 Gespräche

Schnittpunkte der Funktionen:

0,28 EUR/Gespräch * x + 0,99 EUR = 0,38 EUR/Gespräch * x - 2,81 EUR

x(0,28 EUR/Gespräch - 0,38 EUR/Gespräch) = - 2,81 EUR - 0,99 EUR

x = 3,80 EUR / (0,10 EUR/Gespräch)

x = 38 Gespräche

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Das Zeitgesetz (genau: Konzentrations-Zeit-Gesetz) eines radioaktiv-zerfallenden Stoffes entspricht dem sog. "Zerfallsgesetz". Dies fällt damit unter der Reaktion 1. Ordnung.

Das Zeitgesetz 1. Ordnung lautet:

[A] = [A(0)] * e^(-kt)

Über die Definition der molaren Masse M

M = m/N(A)

mit Masse m und Avogadro-Konstante N(A), ist das Zeitgesetz durch eben genannte Konstante in ein Massen-Zeit-Gesetz überführbar. Ursache hierfür ist in der Proportionalität zwischen Konzentration und Masse zu finden (Proportionalitätsfaktor: Avogadro-Konstante).

Daher lässt sich auch schreiben:

m = m(0) * e^(-kt)

Typisch bei solchen Aufgaben ist, dass die Geschwindigkeitskonstante k zuerst berechnet werden muss. Dies ist dann der Fall, wenn k nicht gegeben ist und die Frage nach der zerfallenen Menge/übrig gebliebenen Menge ist, gleichsam die Zeit nicht der Halbwertszeit entspricht.

Die Halbwertszeit t(1/2) ist angegeben mit

t1/2 = 2,05 * 10^(14) h

wohingegen die Frage nach Mengen für

t = 900 h

die Frage ist. Daher ist das genau solch eine Aufgabe wo k zuerst berechnet werden muss. Hierfür muss natürlich obige Gleichung nach k umgestellt werden. Gehen wir das mal chronologisch durch:

m = m(0) * e^(-kt) | *ln

ln(m) = ln[m(0)] - kt | + (kt)

kt + ln(m) = ln[m(0)] | - ln(m)

kt = ln[m(0)] - ln(m) = ln[m(0) / m]

Unter Verwendung der Halbwertszeit t(1/2) ist die Ausgangsmenge m(0) die doppelte Menge zum Zeitpunkt von t(1/2): Logisch, da die Hälfte zerfallen ist. Es folgt hierfür:

kt(1/2) = ln(2)

k = ln(2) / t(1/2) = 0,693 / (2,05 * 10^(14) h)

k = 3,38 * 10^(-15) h^(-1)

Jetzt können Berechnungen abseits der Halbwertszeit angestellt werden.

m = m(0) * e^(-kt)

m = 5000 g * e^(-3,38 * 10^(-15) h^(-1) * 900 h)

m = 5000 g * e^(-3,04 * 10^(-12))

m = 5000 g * 0,999 ... (mit ewig langen Nachkommastellen 9)

m = 5000 g

Damit zerfällt signifikant nichts innerhalb von 900 h.

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I. Aussage: Mutter (a), Vater (b) und Sohn (c) sind zusammen (Summe) 86 Jahre alt:

a + b + c = 86

II. Aussage: Die Mutter (a) ist dreimal so alt wie ihr Sohn (c):

a = 3c

III. Aussage: Der Sohn (c) ist 26 Jahre jünger als der Vater (b):

b = c + 26

II. in I: Schlussfolgerung A

4c + b = 86

III. in A: Es folgen ...

... der Sohn (c) ist 12 Jahre alt.

5c = 60
c = 12

... der Vater (b) ist 38 Jahre alt.

4 * 12 + b = 86
b = 86 - 4 * 12
b = 86 - 48
b = 38

... die Mutter (a) ist 36 Jahre alt.

a = 3c
a = 3 * 12
a = 36

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Du hast hier zwei Stoffe. Das erste ist 530 mL flüssiges Methanol mit einer Dichte von 0,792 g/cm³. Der zweite 31 g schwere Stoff, der in Methanol gelöst wird, ist Acetamid.

Gesucht ist hier der Massenanteil w, anscheinend vom Acetamid in der entstandenen Lösung.

Die Formel für die Berechnung des Massenanteils lautet:

w = m(Acetamid) / m(Lösung)

Diese Masse vom Methanol ist unbekannt, lässt sich aber schnell über die Dichte rho und das Volumen V berechnen. Denn es gilt:

rho = m / V

Umstellen nach m:

m = rho * V

Es folgt:

m(Methanol) = rho(Methanol) * V(Methanol) = 0,792 g/cm³ * 530 ml

cm³ entspricht ml, daher

m(Methanol) = 0,792 g/ml * 530 ml = 420 g

Weiterhin folgt aus dem Massenerhaltungssatz:

m(Lösung) = m(Methanol) + m(Acetamid)

m(Lösung) = (420 + 31) g = 451 g

Und somit:

w = 31 g / 451 g = 0,0687 = 6,87%

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Wenn man herausfinden möchte ob ein Punkt auf einen Funktionsgraphen liegt, dann muss man den x- sowie y-Wert des Punktes in die Funktionsgleichung einsetzen und schauen, ob diese Gleichung erfüllt wird.

Das Wort "Gleichung" kommt daher, da alles was rechts sowie links den gleichen Wert haben muss damit die Gleichung erfüllt wird. Ist dem so, dann liegt auch der Punkt P auf dem Funktionsgraphen von f(x).

Punkte haben die Form P(x | y)

Beispiel:

y = f(x) = 7x² + 4x

P(3 | 28)

Dementsprechend ist x = 3 sowie y = 28 (laut Punkt). Einsetzen in die Funktionsgleichung:

28 = f(3) = 7 * 3² + 4 * 3

28 = 7 * 9 + 4 * 3

28 = 63 + 12

28 = 75

Das stimmt nicht. 28 ist nicht gleich 75 und somit liegt der Punkt nicht auf dem Funktionsgraphen meines Beispiels.

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