Mathematik und Rechnen
Michael Schumacher hält seinen Rück­stand von 29 Punkten nicht für hoff­nungslos: „Dafür gibt es noch keinen Grund. Es gibt mathe­matisch noch zu viele Möglich­keiten, und wer mich kennt, weiß, dass die Mathe­matik mir sehr wichtig ist.“ Doch Mathe­matik ist glück­licher­weise mehr als Rechnen oder Zählen.

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Live 8
Heute lese ich nur von zwei Milliarden Fernseh-​Zuschau­ern der Live-8-​Kon­zerte, vor Tagen wurden noch sechs erwartet. Das stimmt mich versöhn­lich, gleich ob man mich als Nach­richten­seher schon dazu zählt oder nicht. Bei sechs Milli­arden hätte ich gesagt: Ihr Armen, verkauft Eure Fern­seher! Aber bei zweien gehe ich davon aus, daß es sich doch mehr um die Bewohner der Caipi-​Welt [1] handelt, mehr um Drogen­konsu­menten, denn -produ­zenten. Die Dritte Welt hat sich mit mir solida­risch gezeigt und das Spek­takel vorüber­ziehen lassen, dessen Echo umge­hend verhallt ist und mich an den zwei Milli­arden stark zweifeln läßt.

[1] Ulf Lippitz: Caipi trinken für Aprika. Spiegel, 03.07.2005.

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88
Vor ein paar Tagen hielt ich mich zu 1tr8 Frankfurt noch mit Lästerungen über Sprachverhunzungen wie be8lich, gute n8, es ist vollbr8 oder interpol8 zurück. Heute bin ich von der Realität überholt. Da wird Live Aid zu Live 8, in einen Gitarrenhals wird ein 8er-Knoten geschlungen wie früher in Penisse und Kanonen­rohre. Noch einen drauf setzt das ‚deut­sche‘ Bühnenbild mit zwei fetten Zusatz-​Achten: 88 für HH, Hansestadt Hamburg oder Heil Hitler.

Wer mit Glatze oder numerierten T-Shirts durch die Gegend stolziert, wird zumeist einen rechts­radikalen Zusammen­hang von sich weisen, nimmt ihn oftmals aber billi­gend in Kauf, wenn dieser erste Eindruck nicht sofort durch weitere Merkmale ent­kräftet wird. So verwun­derten mich anfangs Jacken mit dickem HH, bis ich irgend­wann ganz klein Helly Hansen las. Als Rechts­radi­kaler würde ich mir sofort eine solche Jacke zulegen.

Und wenn Frauen ihre Möpse mit 28 verzieren, dann möchte ich gerne an diese voll­kommene Zahl denken, doch leider steht 28=BH nicht für Büsten­halter, sondern für Blood and Honour. Die 18=AH für Adolf Hitler bleibt mehr den plumpen Rechten und ihren Kneipen­namen vorbe­halten. Sicher­lich ist es auch nicht jeder­manns Sache, bei 14 auf die 14 Wör­ter einer rassisti­schen Äuße­rung von David Lane zu kommen oder in 311 drei­mal 11, also KKK für Ku Klux Klan und nicht Kinder, Küche, Kirche zu erkennen.

Wenn ich mein(en) Blog nicht Zahlwort, sondern „Der Meister s8“ genannt hätte, würde ich ihn nunmehr umbe­nennen. Bisher wäre ich nicht darauf gekommen, daß s8 nicht nur als Abkür­zung einer Verhun­zung sacht des Wortes sagt inter­pre­tierbar ist, sondern wie 198 (S=19 und H=8) auch als Sieg Heil! Das soll keine Angst vor Zahlen wie 1347 (MDG, Mit deut­schen Gruß) machen, auch gibt es an Zahlen wie 14 (BACH=2+1+3+8=14, DAVID=Daleth+Waw+Daleth=4+6+4=14) ältere Rechte. Es schadet aber nicht, kurz nachzu­denken, bevor man sie mit der Kleidung zur Schau stellt.

[1] Blogtum. Kompetenzteam, 21.06.2005. gebr8, ob8.

[2] Thomas Jahn: Huszti und die "beschissene" Seite 88. Spox, 17.09.2012

18 | 28 | 4/20 | 14

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IXC
Die Zahl 89 ist als 100−10−1 nicht irgend­eine. Sie steht im Zusammen­hang mit den Fibo­nacci-​Zahlen. Wer nach ihr googelt, wird aber eher auf IXC als unzu­lässig gebil­dete römi­sche Zahl stoßen. Nicht breit erläu­tern will ich, wie man aus einer üblichen in arabi­schen Ziffern geschrie­benen Zahl eine römi­sche bildet, denn die Ziffern sind stur in Zeichen­ketten umsetz­bar. In die andere Rich­tung ist es etwas undurch­sich­tiger, doch im Prinzip das gleiche, sofern die römi­sche Zahl korrekt geschrie­ben ist.

Als ich las, daß unzu­lässig geschrie­bene römi­sche Zahlen in Einzel­fällen wie IC=99 und VC=95 zwar eine direkte Inter­preta­tion zulassen, dies aber schon bei IXC zu Doppel­deutig­keiten (91 oder 89) führe, regte sich in mir spontan Wider­spruch, denn auf den ersten Blick würde ich den Wert einer Zeichen­kette aus den Buchstaben MDCLXVI einfach rekursiv bilden: Einer römischen Zahl­zeichen­kette

z = s1 M s2 M s3 M ... sn M t

würde ich schlicht und ergrei­fend den Wert
w(z) = (1000−w(s1)) + (1000−w(s2)) + ... + (1000−w(sn) + w(t)
     = 1000·nw(s1) − w(s2) − ... − w(sn) + w(t)
zuordnen, wobei in den Zeichen­ketten s₁ bis s und t kein M mehr vorkommt. Die Werte w(s₁) bis w(sₙ) und w(t) werden in analoger Weise auf die wei­terer Zeichen­ketten zurück­geführt, die neben M auch kein D mehr ent­halten. So fährt man fort, bis nur noch lauter I bleiben, denen man ihre Länge als Wert zuordnet. Ein Bei­spiel:
w(MILLILIDL)
= 1000 + w(ILLILIDL)
= 1000 + 500 − w(ILLILI) + w(L)
= 1500 − (50·3−w(I)−w(I)+w(I)) + 50
= 1400 + 1 + 1 − 1 = 1401
Abstrus und auch wenig erfolg­reich, denn das nach dieser Methode übersetzte

IXC = − IX + C = − (−I+X) + C = − (−1+10) + 100 = 91

befriedigt nicht. Spontan würde doch jeder IXC=89 sagen. Außerdem gibt es für 91 keinen Abkür­zungs­bedarf, denn 91=XCI ist kor­rekt und auch nicht länger. Deshalb die nächste Idee, aufstei­gende Ketten wie IXCD voll­ständig sub­traktiv auszu­werten, also alles vor dem letzten Buch­staben von ihm abzu­ziehen. Damit das nicht in Rech­nerei aus­artet, verfahre ich wie folgt:

In aufsteigenden Ketten werden alle Zeichen bis auf das letzte zur Kenn­zeich­nung der Subtrak­tion in Klein­buch­staben gewan­delt. Anschlie­ßend können große gegen kleine Buch­staben gekürzt werden. Die verblei­benden Groß­buch­staben MDCLXVI werden zu einer Zahl addiert, ebenso die Kleinbuchstaben dclxvi (666!). Die Diffe­renz ist das hoffent­lich positive Ergebnis. Ein Beispiel:
  MILLIXLIDLXMILLI
= MiLLixLiDLxMiLLI
= MMDLLLLLLIxxiiii
= MMDLLLLLLxxiii
= 2800−23 = 2777
Das befriedigt für die Zahl IXC=ixC=Cxi=100−11=89, macht aber auch deutlich, daß es keinen Sinn hat, ein klei­neres Zeichen sowohl links als auch rechts von einem größeren aufzu­führen. So ist VIXI=ViXI=XVIi=XV=15 und (leider) nicht nach der rekur­siven Auffas­sung VIXI=X−(VI)+I=5 und schon gar nicht VIXI=VXII=17.

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Confed-Zahlen
Es ist wieder einmal Zeit, über Zahlen des sehr alltäg­lichen Lebens zu schrei­ben: Heute schalte ich den Fern­seher ein, um mög­licher­weise Tatort zu sehen, da erblicke ich die Gebüh­renver­schwender vor einer Auf­stellung von Confed-​Zahlen.

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Reihe
Ich nenne Zahlenfolgen normalerweise nicht Sequenz oder Serie, nur unter gewissen Umständen Pro­gres­sion und niemals Reihe. Doch ist der Sprach­gebrauch schwan­kend. Mit Wör­tern wie series, sequence, pro­gres­sion auch der engli­sche. Das führt gele­gent­lich zu Verwir­rungen, doch dient die Viel­falt der Bezeich­nungen eigent­lich nur der Einord­nung oder Bedeu­tung für den Menschen, mathe­matische Inhalte ändern sich dadurch nicht.

Hardy und Wright über­schreiben mehrere Kapitel ihres berühm­ten Zahlen­theorie-​Buches [1] mit „The Series of Primes“, darun­ter auch ein Abschnitt „The sequence of primes“. Sie unter­scheiden also zwischen einer aufzäh­lenden Abfolge (sequence) und der Gesamt­heit (series), womit jedoch nicht einfach die Menge der Prim­zahlen (set of primes) gemeint ist. Die Über­setz­ungen sind für mich nicht einfach Sequenz (sequence) und Serie (series), denn diese Wörter erinnern mich zu sehr an eine endlich Abfolge, wie eine Ton-​Sequenz oder eine Gewinn-​Serie.

Von einer Reihe sollte man im Zusam­men­hang mit Folgen nur spre­chen, wenn man nicht nur die einzel­nen Folge­glieder aufzählt, sondern sie irgend­wie ver­bindet. Es gibt eine Unzahl von solchen Reihen­bil­dunden, viele haben einen eige­nen Namen und nicht in allen kommt das Wort Reihe vor. Die nahe­liegend­ste Verknüp­fung ist die Addition wie in

1 + 1/2 + 1/3 + 1/4 + 1/5 + 1/6 + …

Das ist die harmo­nische Reihe. Diese Bezeich­nung soll verdeut­lichen, daß es nicht einfach nur um die Folge der Summan­den oder die Partial­summen geht, sondern um ein irgend­wie gear­tetes Gesamt­kunst­werk. Viel­leicht kann man sich die Unter­schiede wie folgt verdeut­lichen:
Folge a:          a1,a2,a3,a4,...  1,  1/2,  1/4,  1/8,  1/16,  ...
Partialsummen s:  s1,s2,s3,s4,...  1,  3/2,  7/4, 15/8, 31/16,  ... → 2
Reihe R:          a1+a2+a3+a4+...  1 + 1/2 + 1/4 + 1/8 + 1/16 + ... = 2
Zu jeder Zahlen­folge a kann man eine Summen­folge s (Folge der Partial­summen) und auch eine Reihe R bilden. Wenn die Summen­folge gegen einen Grenz­wert (hier 2) konver­giert, heißt er auch einfach Wert der Reihe. Der Grenz­wert der Aus­gangs­folge a inter­essiert nicht, zumal er bei konver­gie­render Reihe so und so 0 ist. Läge der Schwer­punkt des Inter­esses auf der Folge a und betrach­tete man die zuge­hörige Reihe R nur nebenbei oder gar nicht, würde ich sie schlicht und ergrei­fend Summen­folge nennen. Reihe ist sozu­sagen ein Ehren­titel.

Reihen erfreuen sich aus minde­stens zwei Gründen einer großen Beliebt­heit und füllen wie Inte­grale viele Seiten von Formel­samm­lungen. Zum einen hat man oft­mals die Glieder einer unend­lichen Folge zu addie­ren, bildet also eine Reihe. Zum anderen gestat­tet eine Reihen­darstel­lung eines Grenz­wertes dessen nähe­rungs­weise Berech­nung. Im voran­gehen­den Beispiel ist es zwar inter­essant, die 2 als den Wert der Reihe zu erkennen, die umge­kehrte Betrach­tung, nämlich die Zerlegung der Zahl 2 in diese Reihe, ist jedoch von wenig Nutzen, zumal keiner zur Nähe­rung der Zahl 2 diese Reihe benö­tigt. Für andere Zahlen wie die Euler­sche Zahl e=2,718... aber ist eine Zerle­gung wie
e = 1/0! + 1/1! + 1/2! + 1/3! + 1/4! + 1/5! + 1/6! + ...
  = 1 + 1 + 1/2 + 1/6 + 1/24 + 1/120 + 1/720 + ...
von mehr Inter­esse und könnte der nähe­rungs­weisen Berech­nung der Zahl e dienen. Für π gibt es eben­falls eine Unzahl solcher Reihen­darstel­lungen, und viele Men­schen­leben sind allein in das Bemü­hen geflos­sen, immer schneller konver­gie­rende Reihen zu finden, um mög­lichst schnell mög­lichst viele Stellen von π berech­nen zu können.

[1] Hardy, Wright: An Introduction to the Theory of Numbers. Oxford Uni­ver­sity Press, London, 4. Auf­lage, 1968.

Summenfolge | Serienmörder

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Summenfolge
Zu jeder Zahlenfolge a₁, a₂, a₃, … kann man eine Summen­folge s₁, s₁, s₁, … bilden, deren n‑tes Glied sₙ die ersten n Glie­der der Folge a addiert:

sn = a1+a2+…+an ,  rekursiv s1=a1, sn=sn-1+an für n>1

Definierte man die Diffe­renzen­folge als dₙ=aₙaₙ₋₁ mit a₀=0, so wäre die Summen­folge s der Diffe­renzen­folge d wieder die Ausgangs­folge a:

sn = d1+dn+…+dn = (a1a0)+(a2a1)+…+(anan−1) = ana0 = an

Gleiches gälte auch für die Diffe­renzen­folge d der Summen­folge s:

dn = snsn−1 = (a1+a2+…+an) − (a1+a2+…+an−1) = an

Definiert man dagegen wie üblich dₙ=aₙ₊₁−aₙ, so ist die Diffe­renzen­folge d der Summen­folge s leider die um eine Position verscho­bene Ausgangs­folge a, denn

dn = sn+1sn = (a1+a2+…+an+1) − (a1+a2+…+an) = an+1

Bei der Summenfolge s der Diffe­renzen­folge d wird zudem noch das erste Folge­glied a₁ abge­zogen:

sn = d1+d2+…+dn = (a2a1)+…+(an+1an) = an+1a1

Auf den ersten Blick scheint daher die erste Variante die bessere zu sein. Es gibt aber gute Gründe, weshalb man normaler­weise die zweite wählt. Das hatte ich in meinem Beitrag zur Diffe­renzen­folge in einer Fußnote erläutert. [1]

Summenfolgen sind im allgemeinen inter­essanter als die der Diffe­renzen, was man schon daran erkennt, daß vornehm­lich mit ihrer Betrach­tung gerne von Reihen gesprochen wird. Das hebt sprach­lich die grund­legende Folge als Gesamt­heit hervor, deren Glieder zugun­sten der Partial­summen in den Hinter­grund treten. Insbe­son­dere dann, wenn es vor allem um die Gesamt­summe geht. [2] Ein Beispiel: Die Folge 1, 1/2,  1/4, 1/8, … ist recht schlicht und ihre Summenfolge 1, 3/2, 7/4, 15/8, … eigent­lich auch nur inter­essant, um abzu­leiten, daß die Reihe 1+1/2+1/4+1/8+… gegen 2 konver­giert. [3]

[1] Oberschüler mögen sich daran erinnern, daß grob gesprochen die Inte­gration die Ablei­tung und die Ablei­tung die Inte­gration umkehrt. Wer deshalb die erste Defi­nition der Diffe­renzen­folge für die natür­liche hält, möge beachten, daß mit dem Übergang von 1 nach dx der Unter­schied ver­schwin­det und die zweite Defini­tion mehr der üblichen Darstel­lung des Diffe­rential­quo­tienten ent­spricht.

[2] Manchmal ist es auch umge­kehrt, wenn man beein­druckt davon ist, welche Folge­glieder sich zu einer belieb­ten Zahl addie­ren, wie das bei der Leibniz-​Reihe π/4=1−1/3+1/5−1/7+… der Fall ist. [3]

[3] Falls hier mitten im Bruch häß­lich die Zeile gewech­selt wird, so liegt das daran, daß <nobr> aus welchem Grunde auch immer raus­gefil­tert wird und ich auf das nicht umbre­chende Geteilt­zei­chen (&#8725;) ver­zich­tet habe, weil es oft­mals häß­lich darge­stellt wird. Zur Über­prü­fung: 1/3 (Schräg­strich) und 1∕3 (Geteilt­strich).

Differenzenfolge | Reihe

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