Mathematik online lernen im Mathe-Forum. Nachhilfe online
Startseite » Forum » Wie legt man Quadratzahlen auf normale Zahlen

Wie legt man Quadratzahlen auf normale Zahlen

Universität / Fachhochschule

Tags: Parabel, Quadratzahl

 
Antworten Neue Frage stellen Im Forum suchen
Neue Frage
jan1973

jan1973 aktiv_icon

16:26 Uhr, 18.03.2021

Antworten
Hallo liebe Mathematiker-Gemeinde!

Vor mir liegen zwei Zollstöcke, sie liegen in Querrichtung. Beide Zollstöcke sind skaliert mit Zentimeter.

Auf dem einen Zollstock, der nur 2m lang ist, ist der Wert "0" auf der von mir aus gesehenen rechten Seite. Nach links werden die Zahlen größer, Richtung 200. Ich mache an der rechten "0" und an der "13" eine blaue Markierung, also relativ weit rechts auf diesem Zollstock.
Der andere Zollstock ist sehr, sehr (unendlich) lang. Auf ihm ist am _linken_ Ende die "0", die Zahlen werden also nach rechts größer. Auf diesem Zollstock sind alle Quadratzahlen in Farbe rot markiert. Also: die 0,1,4,9,16,25,36,49,64,81 usw.

Meine Aufgabe ist es, den Quadratzahlen-Zollstock von der rechten Seite her _so_ an den anderen mit der "13" anzulegen, dass sowohl auf dieser blau markierten 13 als auch auf der ebenso blau markierten 0 eine rote Quadratzahl liegt. Egal welche.

Ich gehe also wie folgt vor:
0. Ich überlege mir, welche Quadratzahl muss ich mindestens an der blauen 0 anlegen, so dass ich die links davon gelegene 13 überhaupt erreichen kann. Die 9 wäre ja "zu kurz". Ok, es ist die rote 16. Die liegt jetzt auf der blauen 0. Leider liegt aber bei der blauen 13 keine rot markierte Quadratzahl. Die blaue 13 liegt zwischen der roten 1 und der roten 4 (auf der 3 des Quadratzahlen-Stabes).
1. Ich schiebe den Quadratzahl-Stock nach links weiter, so dass die rote 25 auf der blauen 0 landet. Jetzt liegt die blaue 13 auf der 12 des Quadratzoll-Stockes, also zwischen der roten 9 und der roten 16. Paßt nicht..
2. Ich schiebe den Quadratzahl-Stock nach links weiter, so dass die rote 36 auf der blauen 0 landet. Jetzt liegt die blaue 13 auf der 23 des "roten" Stocks. Zwischen der roten 16 und der roten 25 auf der 23. ...
3. Ich schiebe den Quadratzahl-Stock nach links weiter, so dass die rote 49 auf der blauen 0 landet. Es paßt! Die rote 36 liegt auf der blauen 13!

Meine Frage:
Gibt es eine Formel oder ein Verfahren, wie man das Ganze möglichst schnell rausfinden kann?
Es sind doch immer irgendwie Parabeln, die ich da auf die blaue 0 lege, die "16"er (endet oben bei den offenen Ästen mit 16), die 25er, die 36er, 49er usw...
Ich schiebe sie im Koordinatensystem um 16,25,36 etc. nach unten, so dass die Äste bei der X-Achse enden. Dann wird aus der 13 eine -13. Ist auch ok.
Man müßte die gesamte Parabelschar irgendwie übereinanderlegen und dann mit dem modulo an der blauen -13 runterschauen, wo sie sich kreuzt und dann die Parabelnummer rausfinden..
Geht das oder sowas ähnliches irgendwie? Oder hilft vielleicht die ln Funktion weiter? Oder e? Mein Mathe endete bei K10! :-)

Ich habe hier noch ein paar Beispiele ausprobiert (die blaue Zahl muss immer ungerade sein, nur auf die ungeraden kommt es an):
blau=17, passt bei rot81 auf blau0: rot64 liegt dann auf blau17.
blau=19, passt bei rot100 auf blau0: rot81 liegt dann auf blau19.
blau=21, passt bei rot25 auf blau0: rot4 liegt dann auf blau21.
blau=23, passt bei rot144 auf blau0: rot121 liegt dann auf blau23.
blau=25, passt bei rot25 auf blau0: rot0 liegt dann auf blau25.
blau=27, passt bei rot36 auf blau0: rot9 liegt dann auf blau27.
blau=29, passt bei rot225 auf blau0: rot196 liegt dann auf blau29.
...
...
blau=33, passt bei rot49 auf blau0: rot16 liegt dann auf blau33.
blau=35, passt bei rot36 auf blau0: rot1 liegt dann auf blau35.
....


Wär echt super, wenn Ihr mir helfen könntet!!! Mein Quadrat-Zollstock wird nämlich langsam zu kurz... :-)
Dankeschön!!
Viele Grüße!
Jan

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

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

ledum aktiv_icon

21:52 Uhr, 18.03.2021

Antworten
Hallo
das mit den Zollstöcken ist eine ziemlich umständliche Darstellung zu kapieren, Wenn man durch ist weiß man dass du 2 Quadratzahlen suchst deren Differenz deine gegebene Zahl ist. Beispiel Zahl 21
a2-b2=21 das geht mit (a+b)(a-b)=21 auf 2 Weisen a+b=7a-b=3 also 2a=10a=5 und b=2 das hast du auch, nämlich 4 und 25
eine andere Lösung wäre a+b=21a-b=1 folgt a=11,b=10 und du siehst auch 100 und 121 klappen
bei 13:a+b=13a-b=1a=7,b=6 wieder deine Zahlen 49 und 36
so kannst du für jede Zahl mindestens 1 Paar finden
Gruß lul
jan1973

jan1973 aktiv_icon

05:20 Uhr, 19.03.2021

Antworten
Ich danke Dir sehr für Deine Antwort!

Ich muss sie erst so richtig "checken", aber mein Gefühl sagt mir, dass die Lösung super ist! Ich melde mich hier wieder.
jan1973

jan1973 aktiv_icon

08:19 Uhr, 19.03.2021

Antworten
Ich verstehs leider noch nicht.

Wie kommt man auf die "7"?

Du schreibst:
a2-b2=21 das geht mit (a+b)·(a-b)=21 auf 2 Weisen
a+b=7<---- ??
a-b=3
also 2a=10
a=5 und b=2 das hast du auch, nämlich 4 und 25

Danke
Viele Grüße!
Jan
Antwort
Roman-22

Roman-22

16:45 Uhr, 19.03.2021

Antworten
> Wie kommt man auf die "7"?

21 soll in ein Produkt mit 2 Faktoren zerlegt werden und das ist eben auf zwei Weisen möglich,
entweder 37 oder 121.

Wenn nun (a+b)(a-b)=21 sein soll und a,b, also positiv, sein sollen, dass ist a+b wohl der größere der beiden Faktoren und a-b der kleinere.
Ganzzahlig werden die Lösungen für a und b nur dann, wenn die beiden Faktoren gleiche Parität haben, also entweder beide gerade oder beide ungerade sind. Das bei ungeraden Ausgangszahlen z immer möglich (Zerlegung in z1), bei geraden aber nicht immer.
So führt eine Differenz von 8 mit der Zerlegung in 42 zu a=3 und b=1, Die Zerlegung in 81 liefert keine ganzzahlige Lösung.
Für eine Differenz z=6 gibt es keine ganzzahlige Lösung.

Allgemein gilt:
Wenn deine Differenz z in Faktoren z=f1f2 mit f2f1 zerlegst,
dann ist a=12(f1+f2) und b=12(f1-f2)
Diese Frage wurde automatisch geschlossen, da der Fragesteller kein Interesse mehr an der Frage gezeigt hat.