Einführung in das mathematische Arbeiten - Mathe Online
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16 2. UMFORMUNGEN, GLEICHUNGEN UND UNGLEICHUNGEN<br />
werden. Dieser Vorgang heißt beweisen. Gilt e<strong>in</strong>e Aussage A als bewiesen und kann man<br />
e<strong>in</strong>e weitere Aussage B logisch aus A ableiten, so gilt auch B als bewiesen.<br />
Die solcherart bewiesenen Aussagen nennt man Sätze oder auch Theoreme. Üblich<br />
<strong>in</strong> der Literatur ist, zuerst die Aussage des Satzes aufzuschreiben und danach den Beweis<br />
anzuschließen, <strong>in</strong> dem die Aussage des Satzes aus bekannten Resultaten hergeleitet wird.<br />
Mit diesem Pr<strong>in</strong>zip steht und fällt die <strong>Mathe</strong>matik, daran lässt sich nicht deuteln.<br />
Anstelle von Satz bzw. Theorem werden auch zuweilen andere Ausdrücke verwendet,<br />
die den Stellenwert der Aussagen untere<strong>in</strong>ander im Rahmen der Theorie andeuten. Ob und<br />
wie man diese Begriffe verwendet, ist re<strong>in</strong>e Geschmackssache.<br />
Satz, Theorem: Dies ist <strong>das</strong> typische Resultat e<strong>in</strong>er Theorie.<br />
Hauptsatz: So wird e<strong>in</strong> besonders wichtiger Satz <strong>in</strong> e<strong>in</strong>em Teilgebiet der <strong>Mathe</strong>matik<br />
genannt. E<strong>in</strong> Beispiel ist etwa der Hauptsatz der Differential- und Integralrechnung,<br />
den Sie im Rahmen der Analysis Vorlesungen kennen lernen werden.<br />
Lemma: Dieses Wort stammt aus dem Griechischen (die Mehrzahl ist daher Lemmata)<br />
und bedeutet ”<br />
Stichwort“ oder ”<br />
Hauptgedanke“. Es wird <strong>in</strong> zwei verschiedenen<br />
Zusammenhängen verwendet. Zum e<strong>in</strong>en bezeichnet es e<strong>in</strong> kle<strong>in</strong>es, meist technisches<br />
Resultat, e<strong>in</strong>en Hilfssatz, der im Rahmen des Beweises e<strong>in</strong>es wichtigen Satzes verwendet<br />
wird aber selbst meist un<strong>in</strong>teressant ist. Zum anderen handelt es sich dabei<br />
um besonders wichtige Schlüsselgedanken, die <strong>in</strong> vielen Situationen nützlich s<strong>in</strong>d.<br />
Solche genialen Erkenntnisse tragen meist den Namen des Erf<strong>in</strong>ders (Lemma von<br />
Zorn, Lemma von Urysohn,. . . ).<br />
Proposition: Dies ist die late<strong>in</strong>ische Bezeichnung für Satz und wird manchmal an<br />
dessen Stelle verwendet, meist aber um e<strong>in</strong> Resultat zu bezeichnen, dessen Wichtigkeit<br />
zwischen der e<strong>in</strong>es Hilfssatzes und der e<strong>in</strong>es Theorems liegt.<br />
Korollar, Folgerung: Dies ist e<strong>in</strong> Satz, der aus e<strong>in</strong>em anderen Satz durch triviale<br />
oder sehr e<strong>in</strong>fache Schlussweise folgt. Manchmal ist es e<strong>in</strong> Spezialfall e<strong>in</strong>er bereits<br />
bewiesenen allgeme<strong>in</strong>eren Aussage. Das Wort Korollar stammt übrigens vom late<strong>in</strong>ischen<br />
Wort corollarium ab, welches e<strong>in</strong> Kränzchen bezeichnet, <strong>das</strong> der Gastgeber<br />
dem Gast ”<br />
e<strong>in</strong>fach so“ schenkt.<br />
Beweis. O.B.d.A. werden wir den Spezialfall 1 = 2 beweisen. Wir werden nur elementare<br />
Umformungen benutzen. Wir beg<strong>in</strong>nen mit reellen Zahlen a und b mit a = b.<br />
Die Abkürzung O.B.d.A. steht für ohne Beschränkung der Allgeme<strong>in</strong>heit. Korrekt verwendet<br />
man sie zu Beg<strong>in</strong>n e<strong>in</strong>es Beweises oder Beweisteils. Damit wird der Leser auf zwei<br />
D<strong>in</strong>ge aufmerksam gemacht. E<strong>in</strong>erseits soll nur e<strong>in</strong> Teil der Aussage bewiesen werden, und<br />
andererseits ist der Autor des Beweises der Me<strong>in</strong>ung, <strong>das</strong>s die Gesamtaussage e<strong>in</strong>fach aus<br />
dem Bewiesenen folgt. Es steckt also h<strong>in</strong>ter o.B.d.A. e<strong>in</strong> weiterer <strong>mathematische</strong>r Satz ( ”<br />
aus<br />
dem tatsächlich Bewiesenen folgt die Aussage des Satzes“), und o.B.d.A. bedeutet dann, <strong>das</strong>s<br />
diese Implikation nach Me<strong>in</strong>ung des Autors trivial, also besonders e<strong>in</strong>fach, zu herzuleiten ist.<br />
Zusätzlich zur Beschränkung auf e<strong>in</strong>en Sonderfall, aus dem schon die gesamte Aussage<br />
folgt, kann man O.B.d.A. auch noch zur Vere<strong>in</strong>fachung der Bezeichnung oder zum Ausschließen<br />
trivialer Sonderfälle verwenden. Beispiele zu diesen Verwendungen werden Sie <strong>in</strong><br />
späteren Beweisen f<strong>in</strong>den.