Beispiel zur Cauchy-Formel

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Beispiel zur Cauchy-Formel

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Wie berechnet man den Radius eines Kreisausschnitts aus Winkel und Flächeninhalt?

Wie trug die Integralrechnung zur Entwicklung der Kreisflächenformel bei?

Was ist x² minus y²?

Kann man in der Mathematik von der Definition einer Formel sprechen?

Wie berechne ich Prozente?

Was ist die längste mathematische Formel der Welt?

Welche Zahl kannst du nennen?

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Was bedeutet bin(n,k)?

Wie lautet die binomische Formel?

Wie lässt sich die relative Häufigkeit einfach anhand eines Beispiels erklären?

Accepted Answer

Die Cauchy-Formel, auch bekannt als Cauchys Integralformel, ist ein zentrales Resultat in der komplexen Analysis. Sie besagt, dass wenn \( f(z) \) eine holomorphe Funktion in einer einfach zusammenhängenden Region ist, die von einer geschlossenen Kurve \( C \) umschlossen wird, dann gilt: \[ f^{(n)}(a) = \frac{1}{2\pi i} \oint_C \frac{f(z)}{(z - a)^{n+1}} \, dz \] für \( n \geq 0 \) und \( a \) innerhalb von \( C \). **Beispiel:** Sei \( f(z) = e^z \) und wir wollen den Wert von \( f'(0) \) berechnen. Hier ist \( a = 0 \) und \( n = 0 \). Die Cauchy-Formel für \( n = 0 \) lautet: \[ f(0) = \frac{1}{2\pi i} \oint_C \frac{f(z)}{z} \, dz \] Wählen wir \( C \) als den Kreis mit Radius 1 um den Ursprung. Dann ist: \[ f(z) = e^z \] Die Berechnung des Integrals ergibt: \[ \oint_C \frac{e^z}{z} \, dz \] Da \( e^z \) auf dem Kreis konstant ist, kann das Integral mit der Residuenmethode oder durch direkte Berechnung durchgeführt werden. Das Ergebnis ist \( 2\pi i \), was bedeutet, dass: \[ f(0) = 1 \] Für die Ableitung \( f'(0) \) können wir die Cauchy-Formel für \( n = 1 \) verwenden: \[ f'(0) = \frac{1}{2\pi i} \oint_C \frac{e^z}{z^2} \, dz \] Das Integral ergibt in diesem Fall \( 2\pi i \), was zu \( f'(0) = 1 \) führt, was mit der bekannten Ableitung von \( e^z \) übereinstimmt.

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Wenn dir der Winkel \(\alpha\) (in Grad oder Bogenmaß) und der Flächeninhalt \(A_a\) eines Kreissektors gegeben sind, kannst du den Radius \(r\) mit folgender Formel berechnen: **Formel:**... [mehr]

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Wenn dir der Winkel \(\alpha\) (in Grad oder Bogenmaß) und der Flächeninhalt \(A_a\) eines Kreissektors gegeben sind, kannst du den Radius \(r\) mit folgender Formel berechnen: **Formel:** \[ A_a = \frac{\alpha}{360^\circ} \cdot \pi r^2 \] **Umgestellt nach \(r\):** \[ r = \sqrt{ \frac{A_a \cdot 360^\circ}{\alpha \cdot \pi} } \] **Hinweis:** - Wenn der Winkel \(\alpha\) im Bogenmaß (\(\text{rad}\)) gegeben ist, lautet die Formel: \[ A_a = \frac{\alpha}{2\pi} \cdot \pi r^2 = \frac{\alpha}{2} r^2 \] Umgestellt nach \(r\): \[ r = \sqrt{ \frac{2A_a}{\alpha} } \] **Achte darauf, dass der Winkel und die Formel zueinander passen (Grad oder Bogenmaß)!**

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Die Integralrechnung spielte eine entscheidende Rolle bei der Herleitung der Formel für den Flächeninhalt eines Kreises. Historisch wurde der Flächeninhalt eines Kreises zwar schon in d... [mehr]

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Die Integralrechnung spielte eine entscheidende Rolle bei der Herleitung der Formel für den Flächeninhalt eines Kreises. Historisch wurde der Flächeninhalt eines Kreises zwar schon in der Antike mit geometrischen Methoden (z. B. Archimedes’ Exhaustionsmethode) bestimmt, aber die moderne, exakte Herleitung nutzt die Integralrechnung. **So funktioniert es:** Stell dir einen Kreis mit dem Radius \( r \) vor. Um den Flächeninhalt \( A \) zu berechnen, kann man die Fläche als Summe unendlich vieler, unendlich dünner Kreisringe (Differentialflächen) betrachten. 1. **Kreisring als Differentialfläche:** Ein dünner Kreisring in Abstand \( x \) vom Mittelpunkt hat die Breite \( dx \) und den Umfang \( 2\pi x \). Die Fläche dieses Rings ist also \( dA = 2\pi x\,dx \). 2. **Integration über den Radius:** Um die gesamte Fläche zu erhalten, integriert man von \( x = 0 \) bis \( x = r \): \[ A = \int_0^r 2\pi x\,dx \] 3. **Berechnung des Integrals:** \[ A = 2\pi \int_0^r x\,dx = 2\pi \left[ \frac{1}{2}x^2 \right]_0^r = 2\pi \cdot \frac{1}{2} r^2 = \pi r^2 \] **Fazit:** Die Integralrechnung ermöglicht es, die Kreisfläche exakt als Grenzwert einer Summe unendlich vieler kleiner Flächen zu berechnen. So liefert sie eine elegante und allgemeingültige Herleitung der bekannten Formel \( A = \pi r^2 \).

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Die Differenz \( x^2 - y^2 \) kann als sogenannte "Differenz zweier Quadrate" geschrieben werden. Sie lässt sich faktorisieren zu: \[ x^2 - y^2 = (x + y)(x - y) \] Das ist eine grundl... [mehr]

Accepted Answer

Die Differenz \( x^2 - y^2 \) kann als sogenannte "Differenz zweier Quadrate" geschrieben werden. Sie lässt sich faktorisieren zu: \[ x^2 - y^2 = (x + y)(x - y) \] Das ist eine grundlegende algebraische Identität.

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In der Mathematik spricht man in der Regel nicht von der „Definition einer Formel“, sondern unterscheidet zwischen den Begriffen „Formel“ und „Definition“: - **For... [mehr]

Accepted Answer

In der Mathematik spricht man in der Regel nicht von der „Definition einer Formel“, sondern unterscheidet zwischen den Begriffen „Formel“ und „Definition“: - **Formel**: Formel ist ein mathematischer Ausdruck, der eine Beziehung zwischen verschiedenen Größen oder Variablen beschreibt, zum Beispiel \( a^2 + b^2 = c^2 \) (Satz des Pythagoras). - **Definition**: Eine Definition legt fest, was unter einem bestimmten mathematischen Begriff oder Objekt zu verstehen ist, zum Beispiel: „Eine Primzahl ist eine natürliche Zahl größer als 1, die nur durch 1 und sich selbst teilbar ist.“ Man kann also sagen, dass Formeln verwendet werden, um mathematische Zusammenhänge darzustellen, während Definitionen Begriffe präzise festlegen. Es ist unüblich, von der „Definition einer Formel“ zu sprechen. Stattdessen spricht man von der „Herleitung“, „Aufstellung“ oder „Verwendung“ einer Formel. Definitionsgemäß werden Begriffe, nicht Formeln, definiert.

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Um Prozente zu berechnen, kannst du folgende Grundformeln nutzen: 1. **Prozentwert berechnen:** Prozentwert = Grundwert × Prozentsatz / 100 Beispiel: 20 % von 150 = 150 × 20 / 1... [mehr]

Accepted Answer

Um Prozente zu berechnen, kannst du folgende Grundformeln nutzen: 1. **Prozentwert berechnen:** Prozentwert = Grundwert × Prozentsatz / 100 Beispiel: 20 % von 150 = 150 × 20 / 100 = 30 2. **Prozentsatz berechnen:** Prozentsatz = (Prozentwert / Grundwert) × 100 Beispiel: 30 von 150 = (30 / 150) × 100 = 20 % 3. **Grundwert berechnen:** Grundwert = Prozentwert × 100 / Prozentsatz Beispiel: 30 sind 20 % von welchem Wert? 30 × 100 / 20 = 150 **Tipp:** Prozente sind immer Anteile von 100. 1 % entspricht 1/100 oder 0,01. Weitere Infos findest du z. B. bei [Mathebibel.de](https://www.mathebibel.de/prozentrechnung).

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Es gibt keine offiziell anerkannte „längste mathematische Formel der Welt“, da mathematische Formeln je nach Kontext und Notation beliebig lang werden können. Allerdings gibt es... [mehr]

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Es gibt keine offiziell anerkannte „längste mathematische Formel der Welt“, da mathematische Formeln je nach Kontext und Notation beliebig lang werden können. Allerdings gibt es einige bekannte Beispiele für extrem lange Formeln: 1. **Beweis der Kepler-Vermutung**: Der Computerbeweis von Thomas Hales zur Kepler-Vermutung umfasst mehrere Gigabyte an Daten und tausende Seiten an Formeln und Beweisschritten. Die eigentliche „Formel“ ist hier aber eher ein riesiges Konglomerat aus Gleichungen und Beweisschritten als eine einzelne Formel. 2. **Monstergruppe**: Die Charaktertafel der sogenannten Monstergruppe (eine extrem große, sporadische endliche einfache Gruppe) enthält Formeln mit Millionen von Termen. Die vollständige Charaktertafel ist so groß, dass sie in der Praxis nicht ausgeschrieben wird. 3. **Ramanujan’s Identitäten**: Einige der von Srinivasa Ramanujan entdeckten Identitäten sind extrem lang, aber auch sie sind nicht die längsten. 4. **Formeln aus der Quantenfeldtheorie**: In der theoretischen Physik, insbesondere bei Feynman-Diagrammen höherer Ordnung, entstehen Formeln mit tausenden oder Millionen von Summanden. **Fazit:** Es gibt keine einzelne, offiziell anerkannte „längste mathematische Formel“. In der Praxis sind die längsten Formeln meist computer-generiert und entstehen in sehr komplexen mathematischen oder physikalischen Beweisen. Sie sind so umfangreich, dass sie nicht mehr von Hand aufgeschrieben werden können. Weitere Informationen: - [Kepler-Vermutung (Wikipedia)](https://de.wikipedia.org/wiki/Kepler-Vermutung) - [Monstergruppe (Wikipedia)](https://de.wikipedia.org/wiki/Monstergruppe)

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Kategorie: Mathematik Tags: Zahl Mathematik Beispiel

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Die Schreibweise **bin(n, k)** steht meist für den **Binomialkoeffizienten** und wird auch als „n über k“ gelesen. Er gibt an, auf wie viele Arten man aus einer Menge von **n** v... [mehr]

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Die Schreibweise **bin(n, k)** steht meist für den **Binomialkoeffizienten** und wird auch als „n über k“ gelesen. Er gibt an, auf wie viele Arten man aus einer Menge von **n** verschiedenen Objekten **k** Objekte auswählen kann, wobei die Reihenfolge keine Rolle spielt. Mathematisch wird der Binomialkoeffizient so definiert: \[ \binom{n}{k} = \frac{n!}{k! \cdot (n-k)!} \] Dabei ist „!“ das Fakultätszeichen (z. B. 4! = 4 × 3 × 2 × 1 = 24). **Beispiel:** \[ \binom{5}{2} = \frac{5!}{2! \cdot 3!} = \frac{120}{2 \cdot 6} = 10 \] Das bedeutet: Es gibt 10 Möglichkeiten, aus 5 Objekten 2 auszuwählen. Weitere Informationen findest du z. B. bei [Wikipedia: Binomialkoeffizient](https://de.wikipedia.org/wiki/Binomialkoeffizient).

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Die binomischen Formeln sind drei spezielle Rechenregeln zur Ausmultiplizierung von Klammern mit zwei Gliedern (Binomen). Sie lauten: 1. Erste binomische Formel: \[(a + b)^2 = a^2 + 2ab + b^2\] 2.... [mehr]

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Die binomischen Formeln sind drei spezielle Rechenregeln zur Ausmultiplizierung von Klammern mit zwei Gliedern (Binomen). Sie lauten: 1. Erste binomische Formel: \[(a + b)^2 = a^2 + 2ab + b^2\] 2. Zweite binomische Formel: \[(a - b)^2 = a^2 - 2ab + b^2\] 3. Dritte binomische Formel: \[(a + b)(a - b) = a^2 - b^2\] Diese Formeln werden als „binomische Formeln“ bezeichnet.

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Die relative Häufigkeit gibt an, wie oft ein bestimmtes Ereignis im Vergleich zur Gesamtzahl aller Ereignisse auftritt. Sie wird berechnet, indem man die Anzahl eines bestimmten Ereignisses durch... [mehr]

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Die relative Häufigkeit gibt an, wie oft ein bestimmtes Ereignis im Vergleich zur Gesamtzahl aller Ereignisse auftritt. Sie wird berechnet, indem man die Anzahl eines bestimmten Ereignisses durch die Gesamtanzahl aller Ereignisse teilt. **Beispiel:** Stell dir vor, du wirfst einen Würfel 20-mal und die Zahl „3“ kommt dabei 5-mal vor. - Absolute Häufigkeit der „3“: 5 - Gesamtzahl der Würfe: 20 **Relative Häufigkeit der „3“:** \( \text{Relative Häufigkeit} = \frac{5}{20} = 0{,}25 \) Das bedeutet: In 25 % der Fälle ist eine „3“ gefallen.