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Folgen und ihre Glieder

Die Näherungswerte 1,5 — 1,4167 — 1,41422 … stehen in einer festen Reihenfolge. Wie beschreibt man so eine Liste?

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Was ist eine Folge?

Die Näherungswerte aus dem Heron-Verfahren stehen in einer festen Reihenfolge: erster, zweiter, dritter Wert … So eine Liste heißt Folge.

  • Folge:nummerierte Liste von Zahlen \(a_1,\ a_2,\ a_3,\ \ldots\)
  • Glied:\(a_n\) heißt \(n\)-tes Glied; \(n\) ist die Nummer, \(a_n\) der Wert.
  • Beispiele:\(1,\ \frac12,\ \frac13,\ \frac14,\ \ldots\) oder \(2;\ 1{,}5;\ 1{,}41\overline6;\ \ldots\) (Heron)
  • Graph:Punkte \((n\,|\,a_n)\), nicht verbunden.

Ziehe den Punkt am Graphen entlang (oder Pfeiltasten ← →). Er springt von Glied zu Glied; die Hilfslinien zeigen \(n\) und \(a_n\).

Glieder ablesen

Halte fest: Der Graph einer Folge besteht aus einzelnen Punkten \((n\,|\,a_n)\) — nur für \(n=1,2,3,\ldots\). Zwischen den Punkten gibt es nichts.

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Explizit oder rekursiv

Eine Folge lässt sich auf zwei Arten beschreiben.

  • Explizit:\(a_n\) direkt aus \(n\) berechnen: \(a_n=\frac1n\), also \(a_{10}=\frac1{10}=0{,}1\).
  • Rekursiv:jedes Glied aus seinem Vorgänger: \(a_1=2,\ a_{n+1}=2\cdot a_n\) ergibt \(2,\ 4,\ 8,\ 16,\ \ldots\)
  • Heron:rekursiv: \(x_{n+1}=\frac12\left(x_n+\frac2{x_n}\right)\) mit \(x_1=2\).
  • Vergleich:Explizit bekommt man \(a_{100}\) sofort; rekursiv braucht man alle \(99\) Vorgänger.
  • Beides:\(a_n=3-2\cdot0{,}5^n\) lässt sich auch rekursiv schreiben: \(a_1=2,\ a_{n+1}=\frac12a_n+1{,}5\).
Merke

Zwei Darstellungen: explizit \(a_n=f(n)\)  ·  rekursiv \(a_{n+1}=g(a_n)\) mit Startwert \(a_1\)

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Allgemeine Hinweise

Nummer ist nicht Wert

\(a_3\) ist das dritte Glied. Bei \(a_n=\frac1n\) ist \(a_3=\frac13\) — nicht \(3\).

Rekursiv braucht einen Start

Ohne \(a_1\) ist \(a_{n+1}=2\cdot a_n\) nicht festgelegt: Mit \(a_1=3\) entsteht \(3,6,12,\ldots\), mit \(a_1=1\) eine andere Folge.

Punkte nicht verbinden

Es gibt kein Glied \(a_{2{,}5}\). Eine durchgezogene Linie würde Werte vortäuschen, die es nicht gibt.

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