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Aufgabe 78

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      (Gl. 1)

Die Brüche unter der Wurzel bringen wir auf einen Hauptnenner.

      (Gl. 2)

Einen Teil den Zählers substituieren wir durch x2.

      (Gl. 3)

Es gilt.

      (Gl. 4)

Mit Hilfe von Gl. 4 erhalten wir aus Gl. 3.

      (Gl. 5)

Auf beiden Seiten ziehen wir die Wurzel.

      (Gl. 6)

Betrachten wir den rechten Teil des Zählers in Gl. 2.

      (Gl. 7)

Es gilt.

      (Gl. 8)

Mit Hilfe von Gl. 8 erhalten wir aus Gl. 7.

      (Gl. 9)

Wir sortieren die rechte Seite von Gl. 9.

      (Gl. 10)

Auf der rechten Seite können wir einmal 2n ausklammern.

      (Gl. 11)

Auf der rechten Seite setzen wir Gl. 6 ein.

      (Gl. 12)

Wir setzen Gl. 3 und Gl. 12 in Gl. 2 ein.

      (Gl. 13)

Es gilt.

      (Gl. 14)

Mit Hilfe von Gl. 14 erhalten wir aus Gl. 13.

      (Gl. 15)

Es gilt.

      (Gl. 16)

Mit Hilfe von Gl. 16 erhalten wir aus Gl. 15.

      (Gl. 17)

Wurzel und Quadrat heben sich auf.

      (Gl. 18)

Es gilt.

      (Gl. 19)

Mit Hilfe von Gl. 19 erhalten wir aus Gl. 18.

      (Gl. 20)

Wir können einmal x kürzen.

      (Gl. 21)

Es gilt.

      (Gl. 22)

Mit Hilfe von Gl. 22 erhalten wir aus Gl. 21.

      (Gl. 23)

Das Ergebnis der ersten Summenfunktion ist trivial.

      (Gl. 24)

In die zweite Summenfunktion setzen wir Gl. 6 ein.

      (Gl. 25)

Zum Zähler addieren und subtrahieren wir einmal n.

      (Gl. 26)

Den Zähler ordnen wir anders an.

      (Gl. 27)

Es gilt.

      (Gl. 19)

Mit Hilfe von Gl. 19 erhalten wir aus Gl. 27.

      (Gl. 28)

Wir können einmal (n+1) und einmal n kürzen.

      (Gl. 29)

Wir berechnen die ersten und letzten Glieder der Reihe.

      (Gl. 30)       (Gl. 31)

Bis auf das erste und das letzte Glied heben sich benachbarte Glieder auf.

      (Gl. 32)

Wir bringen die Brüche auf einen Hauptnenner.

      (Gl. 33)

Wir setzen Gl. 24 und Gl. 33 in Gl. 23 ein.

      (Gl. 34)

      (Gl. 35)

Das Ergebnis.

      (Gl. 36)

Die wichtigsten Schritte der Berechnung in einer Übersicht.

      (Gl. 37)


Anhang 1

      (Gl. 1)

Wir betrachten die Summe der einzelnen Glieder der Summenfunktion.

n Summe
1    
2    
3    
4    
5    
6    
7    
8    
9    
10    
11    
12    
13    
14    
15    
16    
17    
18    
19    
20    
21    
22    
23    
24    
25    
26    
27    
28    
29    
30    
31    
32    
33    
34    
35    
36    
37    
38    
39    
40    
41    
42    
43    
44    
45    
46    
47    
48    
49    
50    
51    
52    
53    
54    
55    
56    
57    
58    
59    
60    
61    
62    
63    
64    
65    
66    
67    
68    
69    
70    
71    
72    
73    
74    
75    
76    
77    
78    
79    
80    
81    
82    
83    
84    
85    
86    
87    
88    
89    
90    
91    
92    
93    
94    
95    
96    
97    
98    
99    
100    
1,5000000000    
2,6666666667    
3,7500000000    
4,8000000000    
5,8333333333    
6,8571428571    
7,8750000000    
8,8888888888    
9,9000000000    
10,9090909091    
11,9166666667    
12,9230769231    
13,9285714286    
14,9333333333    
15,9375000000    
16,9411764706    
17,9444444444    
18,9473684211    
19,9500000000    
20,9523809524    
21,9545454545    
22,9565217391    
23,9583333333    
24,9600000000    
25,9615384615    
26,9629629630    
27,9642857143    
28,9655172414    
29,9666666667    
30,9677419355    
31,9687500000    
32,9696969697    
33,9705882353    
34,9714285714    
35,9722222222    
36,9729729730    
37,9736842105    
38,9743589744    
39,9750000000    
40,9756097561    
41,9761904762    
42,9767441860    
43,9772727273    
44,9777777778    
45,9782608696    
46,9787234043    
47,9791666667    
48,9795918367    
49,9800000000    
50,9803921569    
51,9807692308    
52,9811320755    
53,9814814815    
54,9818181818    
55,9821428571    
56,9824561404    
57,9827586207    
58,9830508475    
59,9833333333    
60,9836065574    
61,9838709677    
62,9841269841    
63,9843750000    
64,9846153846    
65,9848484848    
66,9850746269    
67,9852941176    
68,9855072464    
69,9857142857    
70,9859154930    
71,9861111111    
72,9863013699    
73,9864864865    
74,9866666667    
75,9868421053    
76,9870129870    
77,9871794872    
78,9873417722    
79,9875000000    
80,9876543210    
81,9878048780    
82,9879518072    
83,9880952381    
84,9882352941    
85,9883720930    
86,9885057471    
87,9886363636    
88,9887640449    
89,9888888889    
90,9890109890    
91,9891304348    
92,9892473118    
93,9893617021    
94,9894736842    
95,9895833333    
96,9896907216    
97,9897959184    
98,9898989899    
99,9900000000    
100,9900990100    

Anhang 2

Ich habe darauf verzichtet die 100 Glieder manuell zu addieren und es bei den ersten 10 belassen.

Wir können uns die Berechnung etwas vereinfachen wenn wir Gl. 6 in Gl. 18 einsetzen.

Im zweiten Schritt addieren wir die Brüche paarweise.


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