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2. Die 1,3,2-Regel - MPG Trier

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Vorwort Seite 3<br />

Das Geheimnis Seite 4<br />

der Hüte<br />

<strong>Die</strong> Abschneideregel Seite 6<br />

Das Problem mit Seite 15<br />

der Brücke<br />

<strong>Die</strong> 1,3,2-<strong>Regel</strong> Seite 17<br />

der Zahl 7<br />

Nichttransitive Seite 28<br />

Glücksräder<br />

Witze Seite 34


Und schon wieder ist ein halbes Schuljahr<br />

vergangen; es ist also wieder an der Zeit einen<br />

neuen MADMAX herauszubringen.<br />

<strong>Die</strong>smal testen wir einige viele Zahlen auf ihre<br />

Teilbarkeit, werden von Inkas gefangen, versuchen<br />

unser Glück mit Rädern und bestanden viele<br />

weitere Abenteuer, die wir glücklicherweise<br />

überlebten.<br />

Ein kleines Rätsel soll eure grauen Zellen ebenfalls<br />

anregen. Weitere Rätsel dieser Art findet ihr<br />

übrigens unter www.denknetzwerk.de<br />

Damit der Humor nicht zu kurz kommt, haben wir<br />

diesmal zum ersten Mal (abgesehen von den<br />

Schneiderwitzen der letzten Ausgabe) eine<br />

Witzeseite.<br />

Euer Matheteam<br />

P.S.: Schaut euch doch auch mal im Intranet unser<br />

neues Geometrieprogramm EuklidDynaGeo<br />

an.


Es waren einmal drei Schatzsucher, die auf der<br />

Suche nach der „Goldenen Inkapyramide“ waren.<br />

Leider vielen sie den Inkas in die Hände. Da der<br />

Häuptling<br />

mit einem der Sucher verwandt war, stellte er sie auf<br />

die Probe:<br />

„Ich habe hier drei rote und zwei gelbe Hüte. Jeder<br />

von euch bekommt heimlich einen Hut aufgesetzt,<br />

dann werdet ihr euch gegenüber gestellt und müsst<br />

erraten welchen Hut ihr auf habt. Ihr dürft allerdings<br />

kein Wort miteinander sprechen!“<br />

Gesagt getan. <strong>Die</strong> Schatzsucher bekamen ihre Hüte<br />

auf. Sie überlegten eine Weile. Schließlich riefen alle<br />

wie aus einem Mund: „Ich habe einen roten Hut auf!“<br />

Richtig! Aber wie kamen sie darauf? Nun, um diese<br />

Aufgabe zu lösen muss man sich in die Lage der<br />

Forscher hineinversetzen. Was kann alles<br />

passieren?<br />

Person A sieht, dass Person B einen gelben Hut hat<br />

und C auch, dann muss A einen roten Hut haben.<br />

<strong>Die</strong>s trifft in unserem Fall aber nicht zu.<br />

A sieht, dass B einen gelben und C einen roten Hut<br />

auf dem Kopf hat. Nun überlegt sich A ganz richtig:<br />

Wenn ich einen gelben Hut auf dem Kopf hätte, dann<br />

müsste C ja je die beiden grauen Hüte bei mir und<br />

bei B sehen und sogleich verkünden, dass er selbst<br />

einen roten Hut trüge. Da C dies aber nicht tut, kann


A daraus schließen, dass er einen roten Hut trägt.<br />

Das trifft bei unserem Fall allerdings nicht zu.<br />

A sieht bei B und C rote Hüte. Wenn A einen gelben<br />

Hut trüge, müsste B, und natürlich auch C, die<br />

Überlegung der zweiten Möglichkeit anstellen, d. h.<br />

einer müsste behaupten einen roten Hut aufzuhaben.<br />

Da dies aber nicht geschieht, geht daraus hervor,<br />

das auch A einen roten Hut trägt.<br />

Der Inka-Häuptling hat also nur rote Hüte<br />

verwendet.<br />

„Gut Ding braucht Weile“<br />

Von Tom Jakobs &<br />

Jens Gierke


1.Einführung<br />

In unserer Klasse haben wir Teilbarkeitsregeln<br />

durchgenommen. Dabei ist uns aufgefallen, dass es<br />

keine <strong>Regel</strong> für die 7 gab. Es interessierte uns,<br />

warum es keine <strong>Regel</strong> für die 7 gibt.<br />

Unser Mathelehrer schaute dann im Internet nach.<br />

Dort fand er ein paar <strong>Regel</strong>n für die Zahl 7. Eine<br />

dieser <strong>Regel</strong>n wird in unserer Arbeit erklärt.<br />

<strong>2.</strong><strong>Regel</strong> und Beispiele<br />

<strong>Die</strong> <strong>Regel</strong>, die wir ausgewählt haben, nennen wir<br />

„Abschneideregel“, weil zuerst die beiden letzten<br />

Stellen abgeschnitten werden. Dann wird das, was<br />

übrig bleibt, mit 2 multipliziert. Anschließend<br />

werden die beiden abgeschnittenen Ziffern wieder<br />

dazu addiert.


Das kann man so lange machen, bis die Zahl nur<br />

noch 2 Stellen hat. Ist diese zweistellige Zahl durch<br />

7 teilbar, so ist auch die Anfangszahl durch 7<br />

teilbar.<br />

Alles klar? Nein?<br />

Dann machen wir ein paar Beispiele:<br />

1 581<br />

2⋅581<br />

=1081<br />

=91<br />

7∣91<br />

also: 7∣581<br />

2 427<br />

2⋅427<br />

=827<br />

=35<br />

7∣35<br />

also: 7∣427<br />

3 200006<br />

2⋅20006<br />

=40006<br />

= 4006<br />

2⋅406<br />

=806<br />

=86<br />

7∣86" nicht<br />

also:7∣200006 nicht<br />

3. Begründung der <strong>Regel</strong><br />

<strong>Die</strong> <strong>Regel</strong> scheint zu funktionieren, aber sie war<br />

uns unverständlich. Zuerst haben wir uns deshalb<br />

gefragt, was das Abschneiden der letzten beiden


Ziffern bedeutet. Das sieht man, wenn man die<br />

Zahl zerlegt:<br />

581=50081<br />

=5⋅10081<br />

Das erinnerte uns an den Beweis der Dreierregel.<br />

Dort haben wir die 100 in 99+1 zerlegt, weil die 99<br />

durch 3 teilbar ist.<br />

Hiermüssenwir100=98+2schreiben,weil98<br />

durch 7 teilbar ist.<br />

Also: 581=5⋅98281<br />

Dann wenden wir das Distributivgesetz an, also:<br />

5⋅985⋅281.<br />

Und da wir wissen, dass 7 die 98 teilt, können wir<br />

5⋅98 weglassen, so dass wir nur noch 5⋅281<br />

untersuchen müssen. Und das ist ja genau wieder<br />

unsere <strong>Regel</strong>! Also lässt man einfach einen Teil<br />

weg, der ja durch 7 teilbar ist. Und da 5⋅281 =<br />

91 ist , und 7|91 weiß man , dass 581 auch durch 7<br />

teilbar ist.<br />

Auch bei einer vierstelligen Zahl ist die<br />

Begründung die Gleiche. Als Beispiel haben wir<br />

uns die Zahl 4263 ausgesucht:


4263<br />

=420063<br />

=42⋅10063<br />

=42⋅98263<br />

=42⋅9842⋅263<br />

42⋅98 können wir weglassen, da wir<br />

wissen, dass 98 durch 7 teilbar ist (s.o.). Also muss<br />

man wieder die beiden letzten Ziffern und das<br />

Produkt addieren. Ist diese Summe auch durch 7<br />

teilbar, dann ist die ganze Zahl durch 7 teilbar.<br />

4. Übertragung auf die<br />

Zahl 11<br />

Außerdem haben wir uns gefragt ob diese <strong>Regel</strong><br />

auch für die Zahl 11 gilt. Wegen 5621 = 511 ¿11<br />

ist diese Zahl durch 11 teilbar und wir haben die<br />

<strong>Regel</strong> angewendet.


5621<br />

=2⋅5621<br />

=11221<br />

=131<br />

Pech: 131 ist nicht durch 11 teilbar. So funktioniert<br />

die <strong>Regel</strong> also nicht. Der Fehler liegt vielleicht bei<br />

der Multiplikation mit 2 und wir haben<br />

nachgesehen woher die 2 kommt. Es liegt an der<br />

Aufteilung der Hunderter: x⋅100=x⋅982 ,<br />

wobei wir die 98 hatten, weil sie durch 7 teilbar<br />

war. Hier brauchen wir eine Zahl, die durch 11<br />

teilbar ist und das wäre die 99:<br />

x⋅100= x⋅991<br />

= x⋅99 x⋅1<br />

Wir müssen also mit 1 multiplizieren.<br />

Zweiter Versuch:<br />

5621<br />

56⋅121<br />

=77<br />

<strong>Die</strong> <strong>Regel</strong> ist für die 11 also noch einfacher:<br />

abschneiden und addieren .


5. Übertragung auf die<br />

Zahl 13<br />

Nachdem es bei der Zahl 11 so gut funktioniert hat,<br />

haben wir uns überlegt ob die <strong>Regel</strong> auch bei 13<br />

funktioniert. Wir müssen nur 100 = 91 + 9<br />

zerlegen, weil 91 durch 13 teilbar ist.<br />

273=2⋅100 73<br />

=2⋅91973<br />

=2⋅912⋅9 73<br />

Und da wir wissen das 91 durch 13 teilbar ist,<br />

müssen wir 2⋅91 nicht mehr ausrechnen. Der<br />

Unterschied zur 11-<strong>Regel</strong> ist, dass man mit 9<br />

anstatt mit 1 multiplizieren muss.<br />

Also:<br />

273<br />

2⋅9 73<br />

=18 73<br />

=91<br />

Da 91 durch 13 teilbar ist, ist auch 273 durch 13<br />

teilbar.<br />

Das ganz hat einen Nachteil: Wegen der<br />

Multiplikation mit 9 können die Zahlen sehr groß<br />

werden. Wir wenden z.B. die <strong>Regel</strong> auf 7423 an:


7423<br />

74⋅923<br />

=66623<br />

=689<br />

Das ist viel Rechenarbeit.<br />

Idee:<br />

Statt 100=919 schreiben wir<br />

100=104− 4 und dann ändern wir die <strong>Regel</strong>:<br />

7423<br />

74⋅104− 423<br />

74⋅104<br />

−74⋅423<br />

Leider können wir −29623 nicht rechnen und<br />

die Idee ist nicht brauchbar (Unser Lehrer hat uns<br />

aber erklärt, dass man hier mit Minuszahlen<br />

rechnen kann: - 296 + 23 =<br />

- 273 und da 273 durch 13 teilbar ist, gilt die <strong>Regel</strong><br />

auch so).<br />

6. Überprüfung auf<br />

weitere Primzahlen<br />

Nach unserer Erfahrung mit der 13 könnten bei der<br />

17, der 19 usw. noch größere Zahlen auftreten. Bei


17 muss man statt wie bei der 13 mit 9 mit der 15<br />

multiplizieren, weil die größte durch 17 teilbare<br />

Zahl unter 100 die 85 ist . Und da die Differenz<br />

von 100 und 85 15 ist, muss man mit 15<br />

multiplizieren. Wir machen jetzt mal ein Beispiel<br />

mit der 17 :<br />

2992<br />

29⋅1592<br />

= 43592<br />

=527<br />

5⋅1527<br />

= 7527<br />

=102<br />

1⋅152<br />

=17<br />

Und da 17 durch 17 teilbar ist 2992 ebenfalls durch<br />

17 teilbar.<br />

7. Schlusswort<br />

Es ist uns gelungen die <strong>Regel</strong> für die Zahl 7 zu<br />

beweisen und zu erklären. Darauf fragten wir uns<br />

ob diese <strong>Regel</strong> auch für andere Zahlen gilt. Wir<br />

benutzten die <strong>Regel</strong> für die Zahlen 11, 13 und 17.


Auch bei diesen Zahlen funktionierte die <strong>Regel</strong><br />

bestens. Wir mussten sie nur anpassen. Es<br />

funktioniert bei allen Primzahlen. <strong>Die</strong> anderen<br />

natürlichen Zahlen müssen wir nicht überprüfen da<br />

es für diese Zahlen schon <strong>Regel</strong>n gibt.


1.Einführung<br />

Wir haben in der Schule mit unserem Mathelehrer Teilbarkeitsregeln behandelt und mussten<br />

feststellen, dass es keine <strong>Regel</strong> zur Teilbarkeit der Zahl 7 gibt. Zufällig hat unser Mathelehrer<br />

im Internet <strong>Regel</strong>n zur Teilbarkeit der Zahl 7 gefunden und da wir uns sofort dafür<br />

interessierten nannte er uns eine: <strong>Die</strong> 1,3,2-<strong>Regel</strong>. Wir verstanden sofort, warum wir sie nicht<br />

behandelt hatten: Sie ist sehr kompliziert. Da wir noch in einer Mathematik-AG mitarbeiten<br />

haben wir dann beschlossen, die <strong>Regel</strong> für „Schüler experimentieren“ genauer zu<br />

untersuchen.<br />

<strong>2.</strong> <strong>Die</strong> 1,3,2-<strong>Regel</strong><br />

Man stellt fest ob eine 3-stellige Zahl durch die Zahl 7 teilbar ist, mit der folgenden Methode:<br />

Man multipliziert die letzte Ziffer mit 1, die vorletzte mit 3, die erste mit 2 und addiert alle<br />

Produkte. Ist die Summe durch 7 teilbar, dann auch die Anfangszahl . <strong>Die</strong> so bestimmte<br />

Summe wird ähnlich gebildet wie die Quersumme, aber die einzelnen Ziffern werden<br />

unterschiedlich stark gewichtet. Deshalb spricht man von einer gewichteten Quersumme.<br />

Beispiel 1:<br />

<strong>Die</strong> Zahl 693 soll untersucht werden. Wir berechnen zuerst die gewichtete Quersumme:<br />

3⋅19⋅36⋅2<br />

=32712<br />

= 42<br />

<strong>Die</strong> gewichtete Quersumme 42 ist durch 7 teilbar und nach der <strong>Regel</strong> dann auch 693<br />

Probe: 693=99⋅7<br />

Beispiel 2:<br />

<strong>Die</strong> Zahl 987 soll auch untersucht werden. Wir berechnen wieder zuerst die gewichtete<br />

Quersumme:


7⋅18⋅39⋅2<br />

= 72418<br />

= 49<br />

= 7⋅7<br />

⇒ 7 teilt 987<br />

<strong>Die</strong> gewichtete Quersumme 49 ist durch 7 teilbar und nach der <strong>Regel</strong> dann auch 987.<br />

Ist eine Zahl nicht durch 7 teilbar, dann ist auch die gewichtete Quersumme nicht teilbar. Das<br />

zeigt das folgende Beispiel:<br />

Beispiel 3:<br />

449=9⋅1 4⋅3 4⋅2<br />

=9128<br />

=29<br />

Wie man direkt sieht ist 29 nicht durch 7 teilbar und nach der <strong>Regel</strong> dann auch 449 nicht.<br />

3. Begründung der <strong>Regel</strong><br />

Als wir im Unterricht die Teilbarkeitsregeln für 3 und 9 besprochen haben, haben wir die<br />

Zahlen so zerlegt, dass ein Teil durch 3 oder 9 teilbar war. Der Rest war dann die<br />

Quersumme. Wenn die auch teilbar war, dann war es die ganze Zahl.<br />

Beispiel 4:<br />

957<br />

=9⋅1005⋅10 7⋅1<br />

=9⋅9915⋅917⋅1<br />

=9⋅996⋅15⋅95⋅1 7⋅1<br />

=9⋅995⋅965 7<br />

durch 9 Quersumme<br />

teilbare Zahl<br />

Weil bei der 7er <strong>Regel</strong> auch so etwas wie eine Quersumme auftritt, haben wir dasselbe<br />

probiert. Wir mussten statt 9, 99 oder 999 aber andere Zahlen wählen, die man durch 7 teilen<br />

kann.<br />

Das geht so wie im nächsten Beispiel.<br />

Beispiel 5:


983<br />

=9⋅1008⋅103⋅1<br />

=9⋅9828⋅733⋅1<br />

=9⋅989⋅79⋅28⋅33⋅1<br />

=9⋅988⋅79⋅28⋅33⋅1<br />

durch 7 gewichtete<br />

teilbare Zahl Quersumme<br />

Bei der Zerlegung der Zahl kommt ein Teil heraus der durch 7 teilbar ist und ein anderer der<br />

die gewichtete Quersumme ist. Daher können wir einfach nach der <strong>Regel</strong> die gewichtete<br />

Quersumme bestimmen und prüfen, ob sie durch 7 teilbar ist.<br />

4. Übertragung der <strong>Regel</strong> auf mehrstellige Zahlen<br />

Wir testen nun eine 4-stellige Zahl 8743. Bei diesem Beispiel haben eine Zahl genommen die<br />

durch 7 teilbar ist und versucht, ob man auch die <strong>Regel</strong> anwenden kann. Weil wir nun vier<br />

Stellen haben, müssen wir die <strong>Regel</strong> ändern: wir brauchen noch einen Faktor! Als erstes<br />

dachten wir, wir können wieder mit 1 beginnen (1-3-2-1-3-2-1-3-2- ... –<strong>Regel</strong>).<br />

Beispiel 6:<br />

3⋅1 4⋅3 7⋅28⋅1<br />

=312148<br />

=37<br />

Problem:7 teilt 37 nicht aber 7 teilt 8743!<br />

Leider lässt sich die <strong>Regel</strong> so leicht nicht übertragen. Deshalb haben wir nachgedacht und in<br />

unseren Beweis gesehen: wir müssen die 1000 auch zerlegen.<br />

Beispiel 7:<br />

8⋅1000 7⋅100 4⋅103⋅1<br />

=8⋅99467⋅9824⋅733⋅1<br />

=8⋅9948⋅6 7⋅98 7⋅2 4⋅7 4⋅33⋅1<br />

=8⋅994 7⋅98 4⋅78⋅6 7⋅2 4⋅33⋅1<br />

Hier ist die erste Klammer sicher durch 7 teilbar, weil 994, 98 und 7 durch 7 teilbar sind.<br />

Das heißt, dass die zweite Klammer entscheidet. Das heißt, dass die <strong>Regel</strong> erweitert werden<br />

muss zur 1,3,2,6, -<strong>Regel</strong>, wenn wir vierstellige Zahlen untersuchen wollen.<br />

Auch für fünf- und sechsstellige Zahlen mussten wir neue Faktoren suchen, wie die beiden<br />

nächsten Beispiele zeigen.


Beispiel 8:<br />

47285<br />

= 4⋅10000 7⋅10002⋅1008⋅105⋅1<br />

= 4⋅9996 47⋅99462⋅9828⋅735⋅1<br />

= 4⋅9996 7⋅9942÷988⋅74⋅4 7⋅62⋅28⋅35⋅1<br />

Beispiel 9:<br />

teilbare Zahl gewichtete<br />

Q.S.<br />

435995<br />

= 4⋅1000003⋅100005⋅10009⋅1009⋅105⋅1<br />

= 4⋅9999553⋅9996 45⋅99469⋅9829⋅735⋅1<br />

= 4⋅999953⋅99965⋅9949⋅989⋅74⋅53⋅45⋅69⋅29⋅35⋅1<br />

teilbare Zahl gewichtete Q.S.<br />

Also haben wir jetzt eine 132645-<strong>Regel</strong>.<br />

Beispiel 10:<br />

4853954<br />

= 4⋅10000008⋅1000005⋅100003⋅10009⋅1005⋅10 4⋅1<br />

= 4⋅99999918⋅9999555⋅9996 43⋅9825⋅734⋅1<br />

= 4⋅999998⋅999955⋅99963⋅985⋅74⋅18⋅55⋅43⋅25⋅3 4⋅1<br />

teilbare Zahl gewichtete Q.S.<br />

Das ist umständlich. Aber dann hatten wir eine Idee: Statt 1000 = 994 + 6 kann<br />

man auch 1000 = 1001-1 schreiben<br />

Genauso für 10000 = 999+4 = 1000002 – <strong>2.</strong><br />

Nach diesen Rechnungen haben wir direkt gesehen, dass wir nur eine 1,3,2-<strong>Regel</strong><br />

brauchen. Wir müssen nur nach 1,3,2 mit –1,-3,-2 rechnen. Dann immer abwechselnd<br />

„Plus“ und „Minus“. Für unser 4-stelliges Beispiel sieht das dann so aus:


Beispiel 11:<br />

Beispiel 12:<br />

8743=3⋅1 4⋅3 7⋅2−8⋅1<br />

=31214−8<br />

=29−8<br />

=21<br />

⇒21 teilt 7<br />

735854161<br />

1⋅13⋅62⋅1−1⋅4−3⋅5−2⋅81⋅53⋅32⋅7<br />

=1182− 4−15−165914<br />

=14<br />

7 teilt"14<br />

5. Übertragung auf die Zahl 11<br />

Nachdem das mit der Zahl 7 so gut geklappt hat, dachten wir uns, man müsste die <strong>Regel</strong> doch<br />

eigentlich auch auf andere Zahlen übertragen können. Jetzt stellte sich die Frage, auf welche<br />

Zahl man die <strong>Regel</strong> übertragen könnte. Dann dachten wir an die Zahl 11. So war die Idee der<br />

Übertragung auf die Zahl 11 geboren.<br />

Wir haben als Beispiel die Zahl 847=11⋅77 untersucht.<br />

Wir zerlegen die Zahl wieder: 847=8⋅100 4⋅10 7⋅1 . Hier sieht man gleich das<br />

Problem:<br />

die 11 ist größer als 10! Aber man kann 10 = 11 – 1 schreiben.<br />

Neuer Versuch:<br />

847<br />

=8⋅9914⋅11−17⋅1<br />

=8⋅99 4⋅118⋅1− 4⋅1 7⋅1<br />

Wir müssen nur die letzte Klammer untersuchen und die ist 11 und damit durch 11 teilbar.<br />

Für die anderen Zehnerpotenzen haben wir ebenfalls die Faktoren gesucht und in die folgende<br />

Tabelle geschrieben:<br />

0<br />

1<br />

= 11 -1


10<br />

0<br />

100<br />

0<br />

1000<br />

0<br />

10000<br />

0<br />

= 99 +1<br />

= 1001 -1<br />

= 9999 +1<br />

= 100001 -1<br />

Daraus schließt sich : Es geht immer weiter : +1, -1, +1..................<br />

Beispiel:<br />

2914087 = 2914087=11⋅264917<br />

Test:<br />

2914087=200000090000010000 400080 7<br />

=2⋅99999918⋅100001−11⋅999914⋅1001−18⋅11−17⋅1<br />

=2⋅9999992⋅18⋅100001−8⋅11⋅99991⋅1 4⋅1001− 4⋅18⋅11−8⋅1 7⋅1<br />

=2⋅9999998⋅100001−1⋅9999 4⋅1001−8⋅112⋅18⋅1−1⋅1 4⋅1−8⋅1 7⋅1<br />

durch 11 teilbare Zahl Q.S. durch 11 teilbar<br />

Übertragung auf die Zahl 13<br />

Durch die Jury beim „Jugend forscht“ - Regionalwettbewerb in Bitburg erhielten wir die<br />

Anregung, eine ähnliche Teilbarkeitsregel, wie die „1,3,2-<strong>Regel</strong> für die Zahl 7,nicht nur für<br />

die Zahl 11, sondern auch für die Zahl 13 zu erstellen. <strong>Die</strong>s haben wir versucht, anschaulich<br />

an der Zahl 871 (= 13x67) anschaulich darzustellen.<br />

Eine Übertragung der <strong>Regel</strong> kann dann folgendermaßen aussehen:<br />

871<br />

=8⋅100 7⋅13−31⋅1<br />

=8⋅9197⋅13−31⋅1<br />

=8⋅918⋅9 7⋅13 7⋅3−31⋅1<br />

=8⋅91 7⋅138⋅9 7⋅13−31⋅1<br />

=8⋅7⋅13 7⋅138⋅9 7⋅3−31⋅1<br />

=8⋅7⋅13 7⋅1391<br />

Durch 13 teilb. Zahl gew. Q.S.<br />

Begründung der <strong>Regel</strong>


<strong>Die</strong> Zahlen in der 1. Klammer sind durch „13“ teilbar, da jeweils das Produkt ein vielfaches<br />

der Zahl „13“ ist.<br />

<strong>Die</strong> <strong>2.</strong> Klammer bildet die gewichtete Quersumme. In unserem Fall ist die Summe eine durch<br />

„13“ teilbare Zahl, wie man auch in dieser Zeile sehen kann. 8⋅7⋅13 7⋅1391<br />

Somit können wir feststellen, dass die Übertragung der 1,3,2-<strong>Regel</strong> auch auf die Zahl 13<br />

möglich ist.<br />

6. Schlusswort<br />

Wir haben eine etwas merkwürdige Teilbarkeitsregel für die Zahl 7 untersucht. Wir haben sie<br />

an Beispielen getestet und begründet. Wenn die Zahlen mehr als drei Stellen hatten, konnte<br />

man die <strong>Regel</strong> nicht mehr anwenden und wir haben neue Faktoren gesucht, mit denen wir die<br />

neuen Ziffern multiplizieren mussten. Nachdem wir insgesamt 6 Faktoren gefunden hatten, ist<br />

es wieder bei 1 losgegangen und wir haben auch bemerkt , dass man nicht die Faktoren<br />

1,3,2,6,4,5 benutzen muss, sondern dass man auch 1,3,2,-1,-3,-2 abwechselnd verwenden<br />

kann.<br />

Dann haben wir für die Zahl 11 noch eine ähnliche <strong>Regel</strong> gefunden. Für andere Primzahlen<br />

könnte man es auch versuchen. Aber im Prinzip wird es genauso gehen.


Bei einem unserer letzten Treffen zeichnete Herr<br />

Willkomm drei Kreise mit jeweils drei Zahlen<br />

(Glücksräder) an die Tafel.<br />

1) 8<br />

3 4<br />

2) 1<br />

5 9<br />

3) 6<br />

7 2<br />

Dann fragte er uns, welches Rad wir bei einem Spiel<br />

der drei Räder gegeneinander wählen würden, um zu<br />

gewinnen. Wir ließen jedes der drei Räder gegen die<br />

zwei anderen „antreten“, denn wir wollten wissen<br />

welches das „Beste“ war. Bleibt z.B. Rad 1) bei 3<br />

stehen und Rad 2) bei 5, hat natürlich Rad 2)<br />

gewonnen. Insgesamt gibt es 9 verschiedene<br />

Möglichkeiten, die alle gleich wahrscheinlich sind: (8;9),<br />

(8;5), (8;1), (4;9),....., (3;1)<br />

1)gegen 2)<br />

2 \ 1 8 3 4<br />

1 1) 1) 1)<br />

5 1) 2) 2)<br />

9 2) 2) 2)<br />

Wie die Tabelle zeigt, sind fünf der Möglichkeiten für<br />

Rad 2) günstig, aber nur 4 für Rad 1). Man sagt: Rad 1)<br />

gewinnt mit einer Wahrscheinlichkeit von 4<br />

, Rad 2)<br />

9<br />

mit einer Wahrscheinlichkeit von 5<br />

. D.h., dass im<br />

Mittel Rad 2) in 5 von 9 Fällen der Sieger bleibt, kurz:<br />

Rad 2) gewinnt 5:4!<br />

9


2)gegen 3)<br />

3 \ 2 1 5 9<br />

6 3) 3) 2)<br />

7 3) 3) 2)<br />

2 3) 2) 2)<br />

Klarer Fall: 3) gewinnt gegen 2) und 2) gegen 1)! Also<br />

ist Rad 3) wohl das „Stärkste“, und schlägt Rad 1)<br />

wahrscheinlich locker!?<br />

3)gegen 1)<br />

1 \ 3 6 7 2<br />

8 1) 1) 1)<br />

3 3) 3) 1)<br />

4 3) 3) 1)<br />

Überraschung: 1) gewinnt 5:4<br />

Das ist verblüffend, man stelle sich vor: Peter ist kleiner<br />

als Ralf, Ralf kleiner als Roman und Roman kleiner als<br />

Peter!?<br />

<strong>Die</strong> Glücksräder sind nicht transitiv (transitiv wären<br />

sie, wenn 2) gegen 1) gewinnen würde, 3) gegen 2) und<br />

deshalb 3) auch gegen 1) gewinnen würde).<br />

Es ist egal welches Glücksrad man nimmt, die<br />

Gewinn-/ Verlierchancen sind immer gleich (wobei gilt:<br />

2)>1), 3)>2),1)>3);)<br />

Einem von uns fiel auf, dass jedes Glücksrad einer<br />

Spalte eines magischen Quadrates (für alle die nicht<br />

wissen was ein magisches Quadrat ist: bei einem<br />

magischen Quadrat sind die Summen von Zeilen,<br />

Spalten und Hauptdiagonalen identisch) der Größe 3x3<br />

entspricht:


8 1 6<br />

3 5 7<br />

4 9 2<br />

Nun interessierte es uns natürlich ob ein<br />

Zusammenhang zwischen den nicht transitiven<br />

Glücksrädern und den magischen Quadraten besteht.<br />

Also probierten wir das ganze mit einem magischen<br />

Quadrat der Größe 5x5:<br />

1 2 3 4 5<br />

1 2 0 0 15<br />

7 4 1 8<br />

2 0 0 1 16<br />

3 5 7 4<br />

0 0 1 2 22<br />

4 6 3 0<br />

1 1 1 2 03<br />

0<br />

1<br />

1<br />

2<br />

1<br />

8<br />

9<br />

2<br />

5<br />

1<br />

0<br />

2<br />

Hier spielen jetzt nicht Glücksräder<br />

gegeneinander, sondern Spalten<br />

eines magischen Quadrates.<br />

09<br />

Ergebnis:<br />

1-2 11:14<br />

2-3 11:14<br />

3-4 11:14<br />

4-5 11:14<br />

5-1 11:14<br />

Also: Auch ein magisches Quadrat der Größe 5x5 kann<br />

man zur Bildung nichttransitiver Glücksräder nutzen.<br />

War diese Aussage zu verallgemeinern? Da wir für<br />

beliebige magische Quadrate keinen Ansatz fanden,<br />

haben wir uns auf magische Quadrate mit folgendem<br />

Konstruktionsverfahren konzentriert:


1)<br />

2)<br />

3)<br />

3<br />

1<br />

1<br />

1<br />

2<br />

2<br />

4)<br />

1<br />

3<br />

4 2<br />

5)<br />

1<br />

3 5<br />

4 2<br />

6)<br />

1 6<br />

3 5<br />

4 2<br />

7)<br />

Man fängt mit der „1“ oben in der Mitte an.<br />

Nun setzt man die nächste Zahl nach oben<br />

rechts. Da das hier nicht möglich ist, geht man<br />

an das andere Ende der Zeile/Spalte.<br />

Hier das Gleiche: Oben rechts, an das andere<br />

Ende der Zeile/Spalte.<br />

Wenn man bei der n x X-ten (bei einem<br />

Quadrat n x n) angekommen ist geht man ein<br />

Feld nach unten.<br />

Nun geht das Ganze wieder von Vorne los.<br />

Hier funktioniert es mit oben rechts.<br />

Wieder nach oben rechts, geht nicht, also ans<br />

andere Ende der Zeile/Spalte.


1 6<br />

3 5 7<br />

4 2<br />

8)<br />

8 1 6<br />

3 5 7<br />

4 2<br />

9)<br />

8 1 6<br />

3 5 7<br />

4 9 2<br />

Hier ebenfalls.<br />

Hier wieder ein Feld nach unten.<br />

Noch einmal. Jetzt ist es fertig!!!<br />

<strong>Die</strong> Frage war nun, ob aus dieser speziellen<br />

Konstruktionsmethode folgt, dass mit größerer<br />

Wahrscheinlichkeit von zwei benachbarten Spalten<br />

immer die linke gegen die rechte verliert (die letzte<br />

Spalte wird dabei zum linken Nachbarn der ersten<br />

ernannt).<br />

Jetzt gab Herr Willkomm uns den Tipp, die Methode<br />

einmal ohne „Quadratbegrenzung“ auszuprobieren. Das<br />

ganze sieht dann folgendermaßen aus:


Mannschaft:<br />

2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3<br />

3 5 7 3 5 7 3 5 7<br />

2 4 9 2 4 9 2 4 9 2<br />

1 6 8 1 6 8 1 6 8 1<br />

3 5 7 3 5 7 3 5 7<br />

2 4 9 2 4 9 2 4<br />

1 6 8 1 6 8 1<br />

5 7 3 5 7<br />

9<br />

1<br />

2 4<br />

Aber auch dieser Ansatz brachte uns nicht weiter, da<br />

das Schema zu komplex wird. Vielleicht könnt ihr uns ja<br />

weiterhelfen (wendet euch dann an H. Willkomm).<br />

Jonas Scherer<br />

& Andreas Dixius

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