Bestimme die größte Anzahl von Schnittpunkten, die 2,3,…,n Geraden bilden können.
Für diese Aufgabe benötigst Du folgendes Grundwissen: Schnittpunkt zweier Funktionen
Zwei nicht parallele Geraden f und g haben einen Schnittpunkt. (Bild oben links)
N2=1
Eine weitere Gerade h kann (sofern sie nicht parallel zu f oder g ist) f und g schneiden. Zu dem einen Schnittpunkt S1 kommen 2 Schnittpunkte dazu S2 und S3.
3 Geraden können 3 Schnittpunkte haben. (Bild oben rechts)
N3=1+2=3
Eine weitere Gerade i kann (sofern sie nicht parallel zu einer der vorherigen Geraden ist) f, g und h schneiden. Zu den 3 Schnittpunkten kommen 3 Schnittpunkte hinzu S4, S5 und S6.
4 Geraden können 6 Schnittpunkte haben. (Bild unten links)
N4=1+2+3=6
Eine weitere Gerade j kann (sofern sie nicht parallel zu einer der vorherigen Geraden ist) f, g, h und i schneiden. Zu den 6 Schnittpunkten kommen 4 Schnittpunkte hinzu S7, S8, S9 und S10.
5 Geraden können 10 Schnittpunkte haben. (Bild unten rechts)
N5=1+2+3+4=10
.
.
.
Nn=1+2+3+4+5+6+7+.....+(n−1)
Für diese Summe gibt es eine Formel, die Gaußsche Summenformel:
Bei den Geradenschnittpunkten beginnt die Summe bei n=1 und geht bis (n−1). Für insgesamt n Geraden kann die maximale Anzahl der Schnittpunkte dann nach folgender Formel berechnet werden:
Probe:
n=4⇒N=∑n=13k=2(4−1)⋅4=23⋅4=6
n=5⇒N=∑n=14k=2(5−1)⋅5=24⋅5=10