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Gleichheit von Mengen beweisen. Wie??

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Tags: Folgen und Reihen, Funktion, Funktionalanalysis, Funktionenfolgen, Gruppen, Körper, Mengenlehre, polynom, Schnittmenge, Stetigkeit, Vereinigung

 
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infoxxg

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21:41 Uhr, 29.04.2018

Antworten
Guten Abend, Leute!

Ich bearbeite gerade mein Übungsblatt für Analysis 1. Wir beschäftigen uns momentan mit dem Beweisen von Mengengleichheiten und habe normalerweise keine so große Schwierigkeiten damit.

Doch beim neuen Übungsblatt weiß ich nicht, was die erste Aufgabe von mir verlangt. Die Aufgabe, die ich meine, habe ich weiter unten hochgeladen, da ich die mathematischen Zeichen hier nicht eintippen kann :


Mein Problem bei Aufgabe 1a)

Die Elemente von x aus M ergeben vereinigt wieder M. Dann ist so offensichtlich, dass ich nicht weiß, wie ich das beweisen soll.... Also zumindest mit der Mengeninklusion fällt mir das nicht ein... Kann mir jemand vllt zeigen, wie man das beweist? Damit ich diesen Typen von Aufgaben einmal gesehen habe.

Mein Problem bei Aufgabe 1b)

Bei der b) bin ich mir nicht sicher, ob ich die Aussage richtig verstehe. "Die Vereinigung aller M ohne ihre Elemente ist gleich M." Wenn ich da so richtig herausgelesen habe, dann kann das nicht stimmen... Wie kann ich das widerlegen? Durch ein Beispiel aus dem Alltag?


Mein Problem bei Aufgabe 1c)

Ich habe das so herausgelesen: "Der Schnitt aller M ohne ihre Elemente ist gleich die leere Menge". Also, M ohne ihre Elemente ist ja nichts mehr. Und der Schnitt von nichts ist ja wieder nichts. Oder wie sollte ich das verstehen...?


Ich stehe echt auf dem Schlauch :( Ich bin für jede Hilfe dankbar!
Ich bedanke mich schon im Voraus

Lg
infoxxg


aufgabe1

Für alle, die mir helfen möchten (automatisch von OnlineMathe generiert):
"Ich möchte die Lösung in Zusammenarbeit mit anderen erstellen."
Hierzu passend bei OnlineMathe:
Funktion (Mathematischer Grundbegriff)
Stetigkeit (Mathematischer Grundbegriff)

Online-Übungen (Übungsaufgaben) bei unterricht.de:
 
Online-Nachhilfe in Mathematik
Antwort
Roman-22

Roman-22

22:25 Uhr, 29.04.2018

Antworten
a) ist in der Tat ein "ja klar, was sonst?".
Die Gleichheit von N=xM{x} und M kannst du formal in zwei Schritten zeigen.
i) xNxM, daher NM
ii)\ xMxN, daher MN
Aus beiden folgt dann N=M

b) hast du falsch verstanden. Ein konkretes Beispiel: M={1;2;3}
xM(M\{x})={2;3}{1;3}{1;2}={1;2;3}=M

Analog dann auch c)

Alle drei Aussagen sind richtig.
Antwort
ermanus

ermanus aktiv_icon

22:26 Uhr, 29.04.2018

Antworten
Hallo,
wieso wird hier die Frage mit allem Begleittext bzgl. der Vermutungen etc. von
2 Personen wörtlich eingestellt? Kann vielleicht ein Beitrag gelöscht werden?
Antwort
ermanus

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22:28 Uhr, 29.04.2018

Antworten
Hallo,
b) ist falsch: M={1}.

infoxxg

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22:30 Uhr, 29.04.2018

Antworten
Danke für eure schnelle Antwort! Ich versuche das jetzt zu beweisen und melde mich bei Fragen wieder!

Lg
Infoxxg
Antwort
Roman-22

Roman-22

22:31 Uhr, 29.04.2018

Antworten
>b) ist falsch: M={a}.
Ooops, das hast du natürlich Recht! Einelementige Mengen hatte ich nicht bedacht!
infoxxg

infoxxg aktiv_icon

23:39 Uhr, 29.04.2018

Antworten
Okay, ich habe nun versucht die folgenden Aufgaben zu beweisen.

Bei der Nr.1 a) habe ich Romans Vorschlag angenommen.


N=M{x} und M.

Zu zeigen: i)xNxM, daher NM
ii) xMxN, daher MN


Beweis:

zu i)

Sei xN
Da N die Vereinigung aller Elemente von M ist
∀x ∈ N:xM
M{x}
NM


zu ii)

Sei xM
∀x ∈ M:xM
∀x ∈ M:x ∈ (⋃ M{x})
∀x ∈ M:xN (weil die Vereinigung als N definiert haben)
MN



Kann man das so beweisen?


Oder gibt es da logische und formale Fehler zu finden?


Bei der Nr.1 c) habe ich den Beweis durch Widerspruch versucht.

Man nehme an, die Menge N (so habe ich sie genannt, da ich diese mathematischen Zeichen nicht eintippen kann) sei nicht leer.

xN

Aus xN

x ∈ ( ∩ (M\{x})
x ∈ ( ∩ (xM und x kein ∈ von M)
Widerspruch, da xM und gleichzeitig nicht in M ist


Ich habe bei der 1c) das Gefühl, dass irgendwas nicht passt. Aber ich weiß nicht, was.
Auch hoer wäre es sehr lieb, wenn ihr mir helfen könntet.


Ich bedanke mich für eure Mühe.

Lg Maxi
Antwort
ermanus

ermanus aktiv_icon

13:27 Uhr, 30.04.2018

Antworten
Hallo,
habe mir deine Lösung für c) angeschaut.
Leider ist diese formal ziemlich "daneben" ;-)
Z.B. benutzt du den Buchstaben x auf zweierlei Weise:
einmal als angenommenes Element von N, dann aber auch als
"Laufindex" in xMM\{x}. Ich bezweifle, dass du diese
verschiedenen Bedeutungen
in den Folgezeilen korrekt auseinander halten kannst.
Du hättest also lieber so beginnen sollen:
Angenommen es gibt ein yxMM\{x}, usw ...

Ich will mal so anfangen, wie du es dir wohl gedacht hast.
Es gebe also ein yxMM\{x}.
Nach Definition von "" gilt dann yM\{x} für alle xM,
insbesondere also auch für x=y, folglich yM\{y}, also yy,
Widerspruch!
infoxxg

infoxxg aktiv_icon

18:01 Uhr, 30.04.2018

Antworten
ahh, das heißt also, dass y alle x aus M sind, die sich von {x} unterscheiden?

Mensch, darauf wäre ich nicht unbedingt gekommen.Wusste aber auch nicht, wie das {x} in meinem Beweis einbringen konnte.

Ich danke dir!

Meinst du, dass mein Beweis für die 1a) auch Sinn macht? Oder gibt es auch dort einen logischen Fehler ?

LG
infoxxg
Antwort
tobit

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11:22 Uhr, 01.05.2018

Antworten
Hallo infoxxg!


Zu a):

Mal abgesehen von manchen formalen Unzulänglichkeiten (wie z.B. die von ermanus schon bei c) angesprochene Verwendung von x in unterschiedlichen Bedeutungen):

Ich kann leider nicht ausmachen, wie du die Definition von N nutzt, um beispielsweise bei i) die Behauptung xN:xM zu begründen.


Zu i) (also N:=xM{x}M):

Sei yN.
Zu zeigen ist yM.

Wegen yN existiert nach Definition von N ein xM mit y{x}.
Also y=x.
Somit ist wegen xM auch yM, was zu zeigen war.


Zu ii) (also MN):

Sei yM.
Zu zeigen ist yN.

Nach Definition von N müssen wir also ein xM finden mit y{x}.

Hast du eine Idee, mit welcher Wahl von x wir dies erreichen?


Viele Grüße
Tobias
infoxxg

infoxxg aktiv_icon

17:19 Uhr, 01.05.2018

Antworten
Hey, danke für deine Antwort! Wie diebRückrichrunf geht, weiß ich nicht wirklich... Habe eine Schwierigkeit damit, dass ich aus y Elemen M alleine nichts daraus folgern kann...

Wie soll das gehen ?

LG

Antwort
tobit

tobit aktiv_icon

17:34 Uhr, 01.05.2018

Antworten
Ist dir meine Formulierung

"Nach Definition von N müssen wir also ein x∈M finden mit y∈{x}."

noch klar?

Dann zunächst ein paar "Schmierzettel-Überlegungen" zur Findung eines passenden x:

Wie muss unser gesuchtes x denn aussehen?
Wir hätten gerne y{x}.
Das kann nur gelten, wenn x=y ist.

Wenn wir also überhaupt eine Chance haben, ein xM zu finden mit y{x}, muss es sich um x:=y handeln.

Und leistet x:=y das Gewünschte?
D.h. gilt tatsächlich
1. xM
und
2. y{x} ?

Siehst du jetzt, wie wir yM nutzen können?
Antwort
Thisnu

Thisnu aktiv_icon

17:44 Uhr, 01.05.2018

Antworten
Wie schreibt man das auf
infoxxg

infoxxg aktiv_icon

17:48 Uhr, 01.05.2018

Antworten
Hey!

Wenn also y element M Ist, dann kann es doch sein, dass x=y, weswegen du x:= definiert hast, oder ?

Aber wenn ein y aus M gleich x ist, ist y auch in N.

Hast du das so gemeint? Weiß aber nicht genau, wie man das mathematisch korrekt schreibt, ohne entscheidende Schritte wegzulassen :

LG
Tim
infoxxg

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17:48 Uhr, 01.05.2018

Antworten
Hey!

Wenn also y element M Ist, dann kann es doch sein, dass x=y, weswegen du x:= definiert hast, oder ?

Aber wenn ein y aus M gleich x ist, ist y auch in N.

Hast du das so gemeint? Weiß aber nicht genau, wie man das mathematisch korrekt schreibt, ohne entscheidende Schritte wegzulassen :

LG
Tim
infoxxg

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17:48 Uhr, 01.05.2018

Antworten
Hey!

Wenn also y element M Ist, dann kann es doch sein, dass x=y, weswegen du x:= definiert hast, oder ?

Aber wenn ein y aus M gleich x ist, ist y auch in N.

Hast du das so gemeint? Weiß aber nicht genau, wie man das mathematisch korrekt schreibt, ohne entscheidende Schritte wegzulassen :

LG
Tim
Antwort
tobit

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17:56 Uhr, 01.05.2018

Antworten
Die Existenz eines x mit gewissen Eigenschaften beweist man typischerweise dadurch, dass man ein solches x angibt (und die gewissen Eigenschaften für dieses x nachweist).

Ein solches x habe ich hier angegeben: x:=y hat hier die "gewissen Eigenschaften".


Ein Formulierungsvorschlag im Zusammenhang:

Zum Nachweis von MN sei yM.
Für x:=y gilt dann xM.
Außerdem ist x{x} und damit (wegen x=y) auch y{x}.
Wir haben also ein xM mit y{x} gefunden.
Insbesondere existiert ein solches x.
Also gilt tatsächlich yN.
Frage beantwortet
infoxxg

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17:59 Uhr, 01.05.2018

Antworten
Puuuuhh,... Auf den ganzen Beweis wäre ich nicht darauf gekommen... Aber jetzt weiß Ich, wie ich solche Aufgaben angehen kann.

Ich bedanke mich an alle!
Antwort
tobit

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18:07 Uhr, 01.05.2018

Antworten
Mein letzter Formulierungsvorschlag war auch sicher nicht der erste Gedanke zur Lösungsfindung.

Wichtig zur Lösungsfindung war u.a.:
- Die Definition von N betrachten (die Aussage yN bedeutet nach Definition von N, dass ein xM mit y{x} existiert).
- Überlegen, was damit zu zeigen bzw. prinzipiell zu tun ist.

Einen schönen Abend! :-)