n ∈ N. Behauptung: Ist n⁴ + 4 eine Primzahl, so ist n = 1. Vervollständige den Beweis.

Question

n ∈ N. Behauptung: Ist n⁴ + 4 eine Primzahl, so ist n = 1. Vervollständige den Beweis.

Antwort

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Ist die Riemannsche Vermutung bewiesen?

Beweis des Satzes von Vieta

Einfacher Beweis des Satzes von Vieta.

(A^3 - b^3)(a^3 + b^3)?

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(3x+2)(3x-2) ausmultiplizieren.

Bilde das Binom a² - 8y + 16?

Satz von Vieta: Verwendung, Voraussetzungen, Beweis, Herleitung und Beispiel.

Faktorisierung von x²-9y² nach binomischen Formeln

Accepted Answer

Um die Behauptung zu beweisen, dass \( n^4 + 4 \) nur dann eine Primzahl ist, wenn \( n = 1 \), betrachten wir den Fall, wenn \( n > 1 \). Wir können \( n^4 + 4 \) umformen: \[ n^4 + 4 = n^4 + 4n^2 + 4 - 4n^2 = (n^2 + 2)^2 - (2n)^2 \] Dies ist eine Differenz von Quadraten, die sich wie folgt faktorisieren lässt: \[ n^4 + 4 = (n^2 + 2 - 2n)(n^2 + 2 + 2n) \] Nun setzen wir \( p = n^4 + 4 \) und betrachten die beiden Faktoren: 1. \( n^2 + 2 - 2n \) 2. \( n^2 + 2 + 2n \) Für \( n > 1 \) sind beide Faktoren größer als 1: - Der erste Faktor \( n^2 + 2 - 2n = (n-2)^2 + 2 \) ist für \( n \geq 2 \) immer positiv und größer als 1. - Der zweite Faktor \( n^2 + 2 + 2n = (n+2)^2 \) ist ebenfalls für \( n \geq 2 \) immer positiv und größer als 1. Da beide Faktoren größer als 1 sind, ist das Produkt \( (n^2 + 2 - 2n)(n^2 + 2 + 2n) \) für \( n > 1 \) kein Primzahl, da eine Primzahl nur zwei positive Teiler hat: 1 und sich selbst. Somit folgt, dass \( n^4 + 4 \) nur dann eine Primzahl sein kann, wenn \( n = 1 \). Für \( n = 1 \) ergibt sich: \[ 1^4 + 4 = 1 + 4 = 5 \] 5 ist eine Primzahl. Daher ist die Behauptung bewiesen: Ist \( n^4 + 4 \) eine Primzahl, so muss \( n = 1 \) sein.

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Nein, die Riemannsche Vermutung ist bislang nicht bewiesen. Sie gehört zu den berühmtesten ungelösten Problemen der Mathematik. Die Vermutung wurde 1859 von Bernhard Riemann formuliert... [mehr]

Accepted Answer

Nein, die Riemannsche Vermutung ist bislang nicht bewiesen. Sie gehört zu den berühmtesten ungelösten Problemen der Mathematik. Die Vermutung wurde 1859 von Bernhard Riemann formuliert und besagt, dass alle nicht-trivialen Nullstellen der Riemannschen Zetafunktion den Realteil 1/2 haben. Trotz vieler Teilerfolge und intensiver Forschung gibt es bis heute keinen allgemein anerkannten Beweis. Die Riemannsche Vermutung ist eines der sieben Millennium-Probleme des Clay Mathematics Institute, für deren Lösung jeweils ein Preis von einer Million US-Dollar ausgelobt ist. Weitere Informationen findest du zum Beispiel auf der [Seite des Clay Mathematics Institute](https://www.claymath.org/millennium-problems/riemann-hypothesis).

Accepted Answer

Der Satz von Vieta beschreibt die Beziehungen zwischen den Koeffizienten eines Polynoms und den Wurzeln dieses Polynoms. Für ein quadratisches Polynom der Form \( ax^2 + bx + c = 0 \) mit den Wur... [mehr]

Accepted Answer

Der Satz von Vieta beschreibt die Beziehungen zwischen den Koeffizienten eines Polynoms und den Wurzeln dieses Polynoms. Für ein quadratisches Polynom der Form \( ax^2 + bx + c = 0 \) mit den Wurzeln \( x_1 \) und \( x_2 \) gilt: 1. Die Summe der Wurzeln: \( x_1 + x_2 = -\frac{b}{a} \) 2. Das Produkt der Wurzeln: \( x_1 \cdot x_2 = \frac{c}{a} \) Der Beweis erfolgt durch Anwendung der Mitternachtsformel zur Bestimmung der Wurzeln eines quadratischen Polynoms. Wenn man die Wurzeln \( x_1 \) und \( x_2 \) aus der Formel \( x = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a} \) ableitet, kann man die oben genannten Beziehungen ableiten. Für höhere Grade von Polynomen gibt es ähnliche Beziehungen, die die Summe und das Produkt der Wurzeln in Bezug auf die Koeffizienten des Polynoms darstellen.

Accepted Answer

Der Satz von Vieta beschreibt die Beziehungen zwischen den Koeffizienten eines Polynoms und den Wurzeln dieses Polynoms. Für ein quadratisches Polynom der Form \( ax^2 + bx + c = 0 \) mit den Wur... [mehr]

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Der Satz von Vieta beschreibt die Beziehungen zwischen den Koeffizienten eines Polynoms und den Wurzeln dieses Polynoms. Für ein quadratisches Polynom der Form \( ax^2 + bx + c = 0 \) mit den Wurzeln \( x_1 \) und \( x_2 \) gilt: 1. Die Summe der Wurzeln: \( x_1 + x_2 = -\frac{b}{a} \) 2. Das Produkt der Wurzeln: \( x_1 \cdot x_2 = \frac{c}{a} \) **Ein einfacher Beweis:** 1. **Polynom umformen:** Beginne mit der allgemeinen Form des quadratischen Polynoms: \[ ax^2 + bx + c = 0 \] 2. **Wurzeln ausdrücken:** Angenommen, die Wurzeln \( x_1 \) und \( x_2 \) sind Lösungen der Gleichung. Dann kann das Polynom auch als Produkt der Wurzeln geschrieben werden: \[ a(x - x_1)(x - x_2) = 0 \] 3. **Ausmultiplizieren:** Multipliziere die Klammern aus: \[ a(x^2 - (x_1 + x_2)x + x_1x_2) = 0 \] Dies ergibt: \[ ax^2 - a(x_1 + x_2)x + ax_1x_2 = 0 \] 4. **Vergleich der Koeffizienten:** Vergleiche die Koeffizienten mit der ursprünglichen Form \( ax^2 + bx + c = 0 \): - Der Koeffizient von \( x \) gibt uns \( -a(x_1 + x_2) = b \), was zu \( x_1 + x_2 = -\frac{b}{a} \) führt. - Der konstante Term ergibt \( ax_1x_2 = c \), was zu \( x_1 \cdot x_2 = \frac{c}{a} \) führt. Somit sind die Beziehungen, die der Satz von Vieta beschreibt, bewiesen.

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Der Ausdruck \((A^3 - B^3)(A^3 + B^3)\) kann mithilfe der Identität für die Differenz und die Summe von Kuben vereinfacht werden. Zuerst erkennen wir, dass: \[ A^3 - B^3 = (A - B)(A^2 + A... [mehr]

Accepted Answer

Der Ausdruck \((A^3 - B^3)(A^3 + B^3)\) kann mithilfe der Identität für die Differenz und die Summe von Kuben vereinfacht werden. Zuerst erkennen wir, dass: \[ A^3 - B^3 = (A - B)(A^2 + AB + B^2) \] und \[ A^3 + B^3 = (A + B)(A^2 - AB + B^2) \] Wenn wir diese beiden Identitäten kombinieren, erhalten wir: \[ (A^3 - B^3)(A^3 + B^3) = (A - B)(A^2 + AB + B^2)(A + BA^2 - AB + B^2) \] Das Produkt \((A^3 - B^3)(A^3 + B^3)\) kann auch als \((A^6 - B^6)\) geschrieben werden, da es sich um die Differenz der sechsten Potenzen handelt. Zusammenfassend ergibt sich: \[ (A^3 - B^3)(A^3 + B^3) = A^6 - B^6 \]

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Um den Ausdruck \((5y-1)(5y+1)\) zu multiplizieren, kannst du die Formel für die Differenz der Quadrate verwenden, die lautet: \[ a^2 - b^2 = (a-b)(a+b) \] In diesem Fall ist \(a = 5y\) und \(... [mehr]

Accepted Answer

Um den Ausdruck \((5y-1)(5y+1)\) zu multiplizieren, kannst du die Formel für die Differenz der Quadrate verwenden, die lautet: \[ a^2 - b^2 = (a-b)(a+b) \] In diesem Fall ist \(a = 5y\) und \(b = 1\). Daher ergibt sich: \[ (5y-1)(5y+1) = (5y)^2 - (1)^2 \] Das führt zu: \[ 25y^2 - 1 \] Das Ergebnis ist also: \[ 25y^2 - 1 \]

Accepted Answer

Um den Ausdruck \((4a-5)(4a+5)\) zu multiplizieren, kannst du die Formel für die Differenz der Quadrate verwenden, die lautet: \[ (a-b)(a+b) = a^2 - b^2 \] In diesem Fall ist \(a = 4a\) und \(... [mehr]

Accepted Answer

Um den Ausdruck \((4a-5)(4a+5)\) zu multiplizieren, kannst du die Formel für die Differenz der Quadrate verwenden, die lautet: \[ (a-b)(a+b) = a^2 - b^2 \] In diesem Fall ist \(a = 4a\) und \(b = 5\). Daher ergibt sich: \[ (4a-5)(4a+5) = (4a)^2 - (5)^2 \] Das berechnest du wie folgt: \[ (4a)^2 = 16a^2 \] \[ (5)^2 = 25 \] Setze die Ergebnisse in die Formel ein: \[ 16a^2 - 25 \] Das Endergebnis ist also: \[ 16a^2 - 25 \]

Accepted Answer

Um den Ausdruck \((3x+2)(3x-2)\) zu multiplizieren, kannst du die Formel für die Differenz der Quadrate verwenden, die besagt, dass \((a+b)(a-b) = a^2 - b^2\). Hier ist \(a = 3x\) und \(b = 2\).... [mehr]

Accepted Answer

Um den Ausdruck \((3x+2)(3x-2)\) zu multiplizieren, kannst du die Formel für die Differenz der Quadrate verwenden, die besagt, dass \((a+b)(a-b) = a^2 - b^2\). Hier ist \(a = 3x\) und \(b = 2\). Also gilt: \[ (3x+2)(3x-2) = (3x)^2 - (2)^2 \] Das ergibt: \[ 9x^2 - 4 \] Der vereinfachte Ausdruck ist also \(9x^2 - 4\).

Accepted Answer

Der Ausdruck \( a^2 - 8y + 16 \) kann als Quadrat eines Binoms geschrieben werden. Er lässt sich umformen zu: \[ a^2 - 8y + 16 = (a - 4)^2 \] Das bedeutet, dass der Ausdruck das Quadrat des Bin... [mehr]

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Der Ausdruck \( a^2 - 8y + 16 \) kann als Quadrat eines Binoms geschrieben werden. Er lässt sich umformen zu: \[ a^2 - 8y + 16 = (a - 4)^2 \] Das bedeutet, dass der Ausdruck das Quadrat des Binoms \( (a - 4) \) ist.

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Der Satz von Vieta beschreibt die Beziehungen zwischen den Koeffizienten eines Polynoms und den Wurzeln dieses Polynoms. Er ist besonders nützlich in der Algebra, um Informationen über dieur... [mehr]

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Der Satz von Vieta beschreibt die Beziehungen zwischen den Koeffizienten eines Polynoms und den Wurzeln dieses Polynoms. Er ist besonders nützlich in der Algebra, um Informationen über dieurzeln eines Polynoms zu gewinnen, ohne sie explizit zu berechnen. ### Voraussetzungen Der Satz von Vieta gilt für ein Polynom n-ten Grades der Form: \[ P(x) = a_n x^n + a_{n-1} x^{n-1} + \ldots + a_1 x + a_0 \] wobei \( a_n \neq 0 \) und die Wurzeln \( r_1, r_2, \ldots, r_n \) des Polynoms betrachtet werden. ### Verwendung Der Satz wird verwendet, um die Summe und das Produkt der Wurzeln eines Polynoms in Bezug auf die Koeffizienten zu bestimmen. Für ein Polynom der Form \( P(x) = a_n x^n + a_{n-1} x^{n-1} + \ldots + a_1 x + a_0 \) gilt: - Die Summe der Wurzeln (mit Vorzeichenwechsel) ist gegeben durch: \[ r_1 + r_2 + \ldots + r_n = -\frac{a_{n-1}}{a_n} \] - Das Produkt der Wurzeln (bei geradem n mit Vorzeichenwechsel) ist gegeben durch: \[ r_1 \cdot r_2 \cdot \ldots \cdot r_n = (-1)^n \frac{a_0}{a_n} \] ### Beweis Der Beweis erfolgt durch Induktion über den Grad des Polynoms. Für den Basisfall (n=1) ist der Satz trivial, da ein lineares Polynom \( P(x) = a_1 x + a_0 \) nur eine Wurzel hat, die direkt aus der Gleichung abgeleitet werden kann. Für den Induktionsschritt nimmt man an, dass der Satz für ein Polynom n-ten Grades gilt und zeigt, dass er auch für ein Polynom (n+1)-ten Grades gilt. Man kann das Polynom in der Form \( P(x) = a_n (x - r)(x^{n} + b_{n-1} x^{n-1} + \ldots + b_0) \) schreiben und die Beziehungen zwischen den Koeffizienten und den Wurzeln ableiten. ### Herleitung Die Herleitung des Satzes von Vieta erfolgt durch die Betrachtung der Faktorisierung eines Polynoms. Wenn man ein Polynom in der Form \( P(x) = a_n (x - r_1)(x - r_2) \ldots (x - r_n) \) schreibt, kann man durch Ausmultiplizieren die Koeffizienten in Bezug auf die Wurzeln ausdrücken. ### Beispiel Betrachten wir das Polynom: \[ P(x) = 2x^3 - 6x^2 + 4x - 12 \] Hier sind die Koeffizienten: - \( a_n = 2 \) - \( a_{n-1} = -6 \) - \( a_0 = -12 \) Anwendung des Satzes von Vieta: 1. **Summe der Wurzeln**: \[ r_1 + r_2 + r_3 = -\frac{-6}{2} = 3 \] 2. **Produkt der Wurzeln**: \[ r_1 \cdot r_2 \cdot r_3 = (-1)^3 \frac{-12}{2} = 6 \] Diese Beziehungen helfen, die Wurzeln des Polynoms zu analysieren, ohne sie direkt zu berechnen.

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Der Ausdruck \(x^2 - 9y^2\) kann als Differenz von Quadraten betrachtet werden. Die binomische Formel für die Differenz von Quadraten lautet: \[ a^2 - b^2 = (a - b)(a + b) \] In deinem Fall ist... [mehr]

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Der Ausdruck \(x^2 - 9y^2\) kann als Differenz von Quadraten betrachtet werden. Die binomische Formel für die Differenz von Quadraten lautet: \[ a^2 - b^2 = (a - b)(a + b) \] In deinem Fall ist \(a = x\) und \(b = 3y\). Daher kann der Ausdruck umgeschrieben werden als: \[ x^2 - (3y)^2 = (x - 3y)(x + 3y) \] Das Produkt von \(x^2 - 9y^2\) ist also: \[ (x - 3y)(x + 3y) \]