Hans Walser, [20090207a]
Folgen im Schachbrett
Wir beginnen mit Gitterpunkten
im Schachbrett und zeichnen eine Zickzack-Linie, deren Ecken zu harmonischen
Folgen fźhren.
Start
Die folgende Figur
zeigt den ersten Schritt der Konstruktion der Zickzack-Linie.
Erster Schritt
Nun folgen weitere
Schritte. An den RŠndern sind die relativen Hšhen der Eckpunkte der
Zickzack-Linie im Vergleich zur SeitenlŠnge des Schachbrettes vermerkt. Diese
Hšhen lassen sich mit einem geeigneten Koordinatensystem berechnen.
Weitere Schritte
Am linken Rand erkennen
wir die klassische harmonische Folge . Der Beweis lŠsst sich induktiv fźhren.
Was hat es mit den
Zahlen am rechten Rand auf sich?
Unter dem harmonischen
Mittel h zweier Zahlen a und b
verstehen wir:
Beispiel: Ein
Autorennfahrer fŠhrt die erste Runde (der LŠnge s) mit der Geschwindigkeit und die zweite
Runde mit der Geschwindigkeit . Wie gro§ ist die Durchschnittsgeschwindigkeit in diesen
ersten beiden Runden zusammen?
Bearbeitung: Fźr die
erste Runde ist ein Zeitaufwand erforderlich,
entsprechend fźr die zweite Runde . Die Durchschnittsgeschwindigkeit ist also:
Wir erhalten das
harmonische Mittel der beiden einzelnen Geschwindigkeiten. Die LŠnge s des Rennringes spielt keine Rolle.
In der klassischen
harmonischen Folge ist jedes
Folgenglied das harmonische Mittel der beiden Nachbarglieder. Wir reden nun
allgemein von einer harmonischen Folge , wenn . Unter diesem Aspekt bilden auch die Zahlen am rechten Rand
eine harmonische Folge, ebenso die Folge, dies sich aus der Vereinigung der
beiden Folgen ergibt:
Aus der
Definitionsbedingung ergibt sich die
Rekursionsformel:
Wegen dem Minuszeichen
im Nenner kann es zu einer Division durch Null kommen. Bei den Startwerten und etwa muss man mit
Gefźhl arbeiten:
Bei den Startwerten und tritt der Pol
nicht auf:
Wir beginnen mit
Gitterpunkten im Schachbrett und zeichnen eine Zickzack-Linie, deren Ecken zu
geometrischen Folgen fźhren.
Erster Schritt
Weitere Schritte
Es entsteht eine
geometrische Folge. Der Beweis ergibt sich aus den StrahlensŠtzen.