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Kurs

Rationale Zahlen

1 Übersicht

Inhalt des Kurses

Dieser Kurs ist eine Einführung in die Menge der "Rationalen Zahlen".

Vorwissen

Du solltest wissen, was die Menge der ganzen Zahlen ist. Außerdem sind Kenntnisse rund um das Thema der Brüche und Dezimalbrüche notwendig.

Einführung durch Mathematicus und den Professor Hut.

Dauer

Die Bearbeitung des Kurses dauert ca. 50 min.

2 Erweiterung von ganzen Zahlen (1/3)

natürliche und ganze Zahlen

3 Erweiterung von ganzen Zahlen (2/3)

rationale Zahlen

Du kennst bereits die natürlichen Zahlen N={1;2;3;4;5;}\mathbb{N}=\{1;2;3;4;5;\ldots\}

und die ganzen Zahlen Z={;3,2;1;0;1;2;3;}\mathbb{Z}={\{\ldots;-3,-2;-1;0;1;2;3;\ldots\}}.

Ebenso hast du schon Brüche wie z.B. 12\frac12 oder 13\frac13 kennengelernt. Diese lassen sich jedoch weder den natürlichen Zahlen N\mathbb{N}, noch den ganzen Zahlen Z\mathbb{Z} zuordnen.

4 Erweiterung von ganzen Zahlen (3/3)

Brüche gehören zu den rationalen Zahlen Q\mathbb{Q}.

Rationale Zahlen kann man auch als Dezimalbruch darstellen.

Zum Beispiel gilt:

  • 12=0,5\dfrac{1}{2}=0{,}5

  • 38=0,375-\dfrac{3}{8}=-0{,}375

  • 13=0,3\dfrac{1}{3}=0,\overline{3}

  • 54=1,25\dfrac{5}{4}=1{,}25

rationale Zahlen

Dezimalbrüche von rationalen Zahlen haben nur endlich viele Nachkommastellen oder sind periodisch.

Die Menge der rationalen Zahlen enthält also alle Zahlen, die sich als

darstellen lassen.

5 Definition: rationale Zahlen

Jede rationale Zahl lässt sich als vollständig gekürzter Bruch in der Form zn\frac z n darstellen, wobei der Zähler zz eine ganze Zahl und der Nenner nn eine natürliche Zahl ist.

Symbolisch bezeichnet man die rationalen Zahlen mit Q\mathbb{Q}.

Zum Beispiel sind folgende Zahlen in der Menge der rationalen Zahlen enthalten:

Q={;347;0;14;0,3;}\mathbb{Q} = \{…;-3\frac{4}{7};0;\frac{1}{4};0,\overline{3};\ldots\}.

rationale Zahlen

6 Zahlen sind nicht eindeutig in der Darstellung

Mathematicus ist verwirrt und wendet sich an seinen Professor, den Hut:

Bruchzahlen nicht eindeutig in der Darstellung

Du kannst also jede beliebige Zahl auf viele verschiedene Arten ausdrücken. Dazu kannst du sie als Bruch schreiben oder als Dezimalzahl.

Beispiele

  • 4=41=82=123=4=\dfrac41=\dfrac82=\dfrac{12}3=…

  • 0,5=12=24=36=48=-0{,}5=-\dfrac12=-\dfrac24=-\dfrac36=-\dfrac{4}8=…

  • 0,3=39=13=26=0,\overline3=\dfrac39=\dfrac13=\dfrac26=…

7 Aufgaben zu unterschiedlichen Darstellungen der Zahlen

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8 Die Zahlengerade in den rationalen Zahlen

Zahlenstrahl in den natürlichen Zahlen

Betrachte nebenstehendes Bild. Die Zahlengerade der natürlichen Zahlen beginnt bei 1 und läuft dann in Einerschritten immer weiter ins Unendliche.

Zahlengerade in den natürlichen Zahlen

Zahlenstrahl (Zahlenhalbgerade) in den natürlichen Zahlen

Zahlenstrahl in den ganzen Zahlen

Bei den ganzen Zahlen geht man auch in Einerschritten die Zahlenstrahl ab. Allerdings kann man hier auch Schritte in Richtung der negativen Zahlen gehen.

Zahlengerade in den ganzen Zahlen

Zahlenstrahl in den ganzen Zahlen

Zahlengerade in den rationalen Zahlen

Auf der Zahlengeraden kannst du jetzt beliebig kleine Schritte gehen und kannst dadurch auch bei Zahlen wie z. B. 2,25,15,54-2{,}25, -\dfrac15 , \dfrac54 oder 316,3\dfrac16, landen.

Zahlengerade in den rationalen Zahlen

Zahlengerade in den rationalen Zahlen

9 Aufgaben zur Zahlengerade in den rationalen Zahlen

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10 Dichtheit

Wie du auf den vorherigen Kursseiten sehen konntest, kannst du von einem Startpunkt aus in beliebig kleinen bzw. großen Schritten die Zahlengerade auf und ablaufen.

Bild

Beispiel:

In den ganzen Zahlen

In den rationalen Zahlen

Zwischen 00 und 55

(1;2;3;4)(1;\: 2;\:3;\:4)

(0,1;0,2;;1;;4,9;)(0{,}1;\:0{,}2;\:…;\: 1;\:…;\:4{,}9;…)

Zwischen 00 und 11

keine

(0,1;0,2;;0,9)(0{,}1;\:0{,}2;…;0{,}9)

Zwischen 2-2 und 1-1

keine

(1,1;1,2;;1,9)(-1{,}1;\:-1{,}2;…;-1{,}9)

11 Zusammenfassung

Du hast in diesem Kurs folgendes kennengelernt:

  • Brüche gehören zu den rationalen Zahlen Q\mathbb{Q}.

  • Rationale Zahlen kann man auch als Dezimalbrüche darstellen.

  • Du kannst jede beliebige Zahl auf viele verschiedene Arten ausdrücken.

  • Auf der Zahlengeraden in den rationalen Zahlen kannst du beliebig kleine Schritte gehen.

  • Die Menge der rationalen Zahlen ist dicht.

Bild

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