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Mathematik als formale Sprache

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Academic year: 2022

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Mathematik als formale Sprache

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Die Struktur der Mathematik Zeichenketten Exakte Formulierungen Ubersetzung nat¨¨ urlicher Sprache in mathematische Sprache Diskussion

Inhalt

Die Struktur der Mathematik Zeichenketten

Exakte Formulierungen

Ubersetzung nat¨¨ urlicher Sprache in mathematische Sprache Diskussion

Roland Fesselhofer, 0505195 Mathematik als formale Sprache

(3)

Die Struktur der Mathematik Zeichenketten Exakte Formulierungen Ubersetzung nat¨¨ urlicher Sprache in mathematische Sprache Diskussion

Die Struktur der Mathematik

Die Mathematik basiert auf gewissen Grundaussagen (den Axiomen).

Alle Aussagen werden daraus (und aus bereits bekannten Resultaten) durch logische Schlussfolgerungen davon abgeleitet. Definitionen f¨uhren neue Begriffe ein.

Es gibt Regeln, wie gerechnet und wie etwas interpretiert wird.

(4)

Die Struktur der Mathematik Zeichenketten Exakte Formulierungen Ubersetzung nat¨¨ urlicher Sprache in mathematische Sprache Diskussion

Die Struktur der Mathematik

Die Mathematik basiert auf gewissen Grundaussagen (den Axiomen).

Alle Aussagen werden daraus (und aus bereits bekannten Resultaten) durch logische Schlussfolgerungen davon abgeleitet.

Definitionen f¨uhren neue Begriffe ein.

Es gibt Regeln, wie gerechnet und wie etwas interpretiert wird.

Roland Fesselhofer, 0505195 Mathematik als formale Sprache

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Die Struktur der Mathematik Zeichenketten Exakte Formulierungen Ubersetzung nat¨¨ urlicher Sprache in mathematische Sprache Diskussion

Die Struktur der Mathematik

Die Mathematik basiert auf gewissen Grundaussagen (den Axiomen).

Alle Aussagen werden daraus (und aus bereits bekannten Resultaten) durch logische Schlussfolgerungen davon abgeleitet.

Definitionen f¨uhren neue Begriffe ein.

Es gibt Regeln, wie gerechnet und wie etwas interpretiert wird.

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Die Struktur der Mathematik Zeichenketten Exakte Formulierungen Ubersetzung nat¨¨ urlicher Sprache in mathematische Sprache Diskussion

Die Struktur der Mathematik

Die Mathematik basiert auf gewissen Grundaussagen (den Axiomen).

Alle Aussagen werden daraus (und aus bereits bekannten Resultaten) durch logische Schlussfolgerungen davon abgeleitet.

Definitionen f¨uhren neue Begriffe ein.

Es gibt Regeln, wie gerechnet und wie etwas interpretiert wird.

Roland Fesselhofer, 0505195 Mathematik als formale Sprache

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Die Struktur der Mathematik Zeichenketten Exakte Formulierungen Ubersetzung nat¨¨ urlicher Sprache in mathematische Sprache Diskussion

Richtig rechnen

(8)

Die Struktur der Mathematik Zeichenketten Exakte Formulierungen Ubersetzung nat¨¨ urlicher Sprache in mathematische Sprache Diskussion

Richtig interpretieren

Roland Fesselhofer, 0505195 Mathematik als formale Sprache

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Die Struktur der Mathematik Zeichenketten Exakte Formulierungen Ubersetzung nat¨¨ urlicher Sprache in mathematische Sprache Diskussion

Zeichenketten

In der Mathematik gibt es zul¨assige Zeichenketten (→ Grammatik, Automaten)

Oft werden formalen Zeichenketten mit nat¨urlicher Sprache gemischt.

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Die Struktur der Mathematik Zeichenketten Exakte Formulierungen Ubersetzung nat¨¨ urlicher Sprache in mathematische Sprache Diskussion

Erlaubte Zeichenketten

I x1,2 = −p2 ± q p

2

2

−q

(Kleine L¨osungsformel f¨ur quadratische Gleichungen)

I (a+b)n=Pn k=0

n k

akbn−k (Binomischer Lehrsatz)

I f(z) = 2πi1 H

∂U f(ζ) ζ−z

(Cauchysche Integralformel f¨ur Kreisscheiben)

I Sei p ≥2 eine nat¨urliche Zahl. Dann istp genau dann eine Primzahl, wenn (p−1)! + 1 durchp teilbar ist.

(Satz von Wilson)

Roland Fesselhofer, 0505195 Mathematik als formale Sprache

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Die Struktur der Mathematik Zeichenketten Exakte Formulierungen Ubersetzung nat¨¨ urlicher Sprache in mathematische Sprache Diskussion

Erlaubte Zeichenketten

I x1,2 = −p2 ± q p

2

2

−q

(Kleine L¨osungsformel f¨ur quadratische Gleichungen)

I (a+b)n=Pn k=0

n k

akbn−k (Binomischer Lehrsatz)

I f(z) = 2πi1 H

∂U f(ζ) ζ−z

(Cauchysche Integralformel f¨ur Kreisscheiben)

I Sei p ≥2 eine nat¨urliche Zahl. Dann istp genau dann eine Primzahl, wenn (p−1)! + 1 durchp teilbar ist.

(Satz von Wilson)

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Die Struktur der Mathematik Zeichenketten Exakte Formulierungen Ubersetzung nat¨¨ urlicher Sprache in mathematische Sprache Diskussion

Erlaubte Zeichenketten

I x1,2 = −p2 ± q p

2

2

−q

(Kleine L¨osungsformel f¨ur quadratische Gleichungen)

I (a+b)n=Pn k=0

n k

akbn−k (Binomischer Lehrsatz)

I f(z) = 2πi1 H

∂U f(ζ) ζ−z

(Cauchysche Integralformel f¨ur Kreisscheiben)

I Sei p ≥2 eine nat¨urliche Zahl. Dann istp genau dann eine Primzahl, wenn (p−1)! + 1 durchp teilbar ist.

(Satz von Wilson)

Roland Fesselhofer, 0505195 Mathematik als formale Sprache

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Die Struktur der Mathematik Zeichenketten Exakte Formulierungen Ubersetzung nat¨¨ urlicher Sprache in mathematische Sprache Diskussion

Erlaubte Zeichenketten

I x1,2 = −p2 ± q p

2

2

−q

(Kleine L¨osungsformel f¨ur quadratische Gleichungen)

I (a+b)n=Pn k=0

n k

akbn−k (Binomischer Lehrsatz)

I f(z) = 2πi1 H

∂U f(ζ) ζ−z

(Cauchysche Integralformel f¨ur Kreisscheiben)

I Sei p ≥2 eine nat¨urliche Zahl. Dann istp genau dann eine Primzahl, wenn (p−1)! + 1 durchp teilbar ist.

(Satz von Wilson)

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Die Struktur der Mathematik Zeichenketten Exakte Formulierungen Ubersetzung nat¨¨ urlicher Sprache in mathematische Sprache Diskussion

Unzul¨ assige Zeichenketten

I 1=2

I −2>1

I 5 ¨Apfel + 2 Birnen = 3 Bananen

I ($) ($)>:D >:@

Roland Fesselhofer, 0505195 Mathematik als formale Sprache

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Unzul¨ assige Zeichenketten

I 1=2

I −2>1

I 5 ¨Apfel + 2 Birnen = 3 Bananen

I ($) ($)>:D >:@

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Die Struktur der Mathematik Zeichenketten Exakte Formulierungen Ubersetzung nat¨¨ urlicher Sprache in mathematische Sprache Diskussion

Unzul¨ assige Zeichenketten

I 1=2

I −2>1

I 5 ¨Apfel + 2 Birnen = 3 Bananen

I ($) ($)>:D >:@

Roland Fesselhofer, 0505195 Mathematik als formale Sprache

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Die Struktur der Mathematik Zeichenketten Exakte Formulierungen Ubersetzung nat¨¨ urlicher Sprache in mathematische Sprache Diskussion

Unzul¨ assige Zeichenketten

I 1=2

I −2>1

I 5 ¨Apfel + 2 Birnen = 3 Bananen

I ($) ($)>:D >:@

(18)

Die Struktur der Mathematik Zeichenketten Exakte Formulierungen Ubersetzung nat¨¨ urlicher Sprache in mathematische Sprache Diskussion

Exakte Formulierungen

SeiM die Menge aller M¨anner und F die Menge aller Frauen. Die Aussage ”m♥f” bedeutet ”mliebt f”.

(1) ∀m∈M :∃f ∈F :m♥f

(2) ∃f ∈F :∀m∈M :m♥f

Roland Fesselhofer, 0505195 Mathematik als formale Sprache

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Die Struktur der Mathematik Zeichenketten Exakte Formulierungen Ubersetzung nat¨¨ urlicher Sprache in mathematische Sprache Diskussion

Exakte Formulierungen

SeiM die Menge aller M¨anner und F die Menge aller Frauen. Die Aussage ”m♥f” bedeutet ”mliebt f”.

(1) ∀m∈M :∃f ∈F :m♥f

(2) ∃f ∈F :∀m∈M :m♥f

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Die Struktur der Mathematik Zeichenketten Exakte Formulierungen Ubersetzung nat¨¨ urlicher Sprache in mathematische Sprache Diskussion

Exakte Formulierungen

SeiM die Menge aller M¨anner und F die Menge aller Frauen. Die Aussage ”m♥f” bedeutet ”mliebt f”.

(1) ∀m∈M :∃f ∈F :m♥f

F¨ur jeden Mann gibt es eine Frau, die er liebt.

(2) ∃f ∈F :∀m∈M :m♥f

Es gibt eine Frau, die alle M¨anner lieben.

Roland Fesselhofer, 0505195 Mathematik als formale Sprache

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Exakte Formulierungen

SeiM die Menge aller M¨anner und F die Menge aller Frauen. Die Aussage ”m♥f” bedeutet ”mliebt f”.

(1) ∀m∈M :∃f ∈F :m♥f

F¨ur jeden Mann gibt es eine Frau, die er liebt.

(2) ∃f ∈F :∀m∈M :m♥f

Es gibt eine Frau, die alle M¨anner lieben.

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Ubersetzung nat¨ ¨ urlicher Sprache in mathematische Sprache

Ein klassisches Textbeispiel:1

Eine Treppe hat 22 Stufen. W¨urde jede Stufe um 1.6 cm h¨oher gebaut, k¨onnten zwei Stufen eingespart werden. Wie hoch ist eine Stufe?

1Quelle: http://macfunktion.ch/textaufgaben/beispiele/4bsp.shtml

Roland Fesselhofer, 0505195 Mathematik als formale Sprache

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L¨ osung der Textaufgabe

Die einzelnen Schritte zur L¨osung:2 (1) Aufgabe verstehen

(2) Wahl der Unbekannten: Jede Stufe istx cm hoch. (3) Aufstellen der Gleichung: 22x= 20·(x+ 1.6) (4) L¨osen der Gleichung: x = 16

(5) Pr¨ufen der L¨osung (= Probe) (6) Antwort: Jede Stufe ist 16 cm hoch.

(24)

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L¨ osung der Textaufgabe

Die einzelnen Schritte zur L¨osung:2 (1) Aufgabe verstehen

(2) Wahl der Unbekannten: Jede Stufe istx cm hoch.

(3) Aufstellen der Gleichung: 22x= 20·(x+ 1.6) (4) L¨osen der Gleichung: x = 16

(5) Pr¨ufen der L¨osung (= Probe) (6) Antwort: Jede Stufe ist 16 cm hoch.

2Nach: http://macfunktion.ch/textaufgaben/beispiele/4bsp.shtml

Roland Fesselhofer, 0505195 Mathematik als formale Sprache

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Die Struktur der Mathematik Zeichenketten Exakte Formulierungen Ubersetzung nat¨¨ urlicher Sprache in mathematische Sprache Diskussion

L¨ osung der Textaufgabe

Die einzelnen Schritte zur L¨osung:2 (1) Aufgabe verstehen

(2) Wahl der Unbekannten: Jede Stufe istx cm hoch.

(3) Aufstellen der Gleichung: 22x= 20·(x+ 1.6)

(4) L¨osen der Gleichung: x = 16 (5) Pr¨ufen der L¨osung (= Probe) (6) Antwort: Jede Stufe ist 16 cm hoch.

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L¨ osung der Textaufgabe

Die einzelnen Schritte zur L¨osung:2 (1) Aufgabe verstehen

(2) Wahl der Unbekannten: Jede Stufe istx cm hoch.

(3) Aufstellen der Gleichung: 22x= 20·(x+ 1.6) (4) L¨osen der Gleichung: x = 16

(5) Pr¨ufen der L¨osung (= Probe) (6) Antwort: Jede Stufe ist 16 cm hoch.

2Nach: http://macfunktion.ch/textaufgaben/beispiele/4bsp.shtml

Roland Fesselhofer, 0505195 Mathematik als formale Sprache

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L¨ osung der Textaufgabe

Die einzelnen Schritte zur L¨osung:2 (1) Aufgabe verstehen

(2) Wahl der Unbekannten: Jede Stufe istx cm hoch.

(3) Aufstellen der Gleichung: 22x= 20·(x+ 1.6) (4) L¨osen der Gleichung: x = 16

(5) Pr¨ufen der L¨osung (= Probe)

(6) Antwort: Jede Stufe ist 16 cm hoch.

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Die Struktur der Mathematik Zeichenketten Exakte Formulierungen Ubersetzung nat¨¨ urlicher Sprache in mathematische Sprache Diskussion

L¨ osung der Textaufgabe

Die einzelnen Schritte zur L¨osung:2 (1) Aufgabe verstehen

(2) Wahl der Unbekannten: Jede Stufe istx cm hoch.

(3) Aufstellen der Gleichung: 22x= 20·(x+ 1.6) (4) L¨osen der Gleichung: x = 16

(5) Pr¨ufen der L¨osung (= Probe) (6) Antwort: Jede Stufe ist 16 cm hoch.

2Nach: http://macfunktion.ch/textaufgaben/beispiele/4bsp.shtml

Roland Fesselhofer, 0505195 Mathematik als formale Sprache

(29)

Die Struktur der Mathematik Zeichenketten Exakte Formulierungen Ubersetzung nat¨¨ urlicher Sprache in mathematische Sprache Diskussion

Von der Gleichung zum Text

”Umkehraufgaben” zu den Texbeispielen:

Erfinde eine Geschichte oder Textaufgabe zu folgender Rechnung:

1

8 + 2·1 4 = 5

8

Z.B.: Hans trinkt auf einer Party beim Empfang ein Achtel Wein und im sp¨ateren Verlauf des Abends noch zwei Viertel. Wie viel Wein hat er an diesem Abend insgesamt getrunken?

(30)

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Von der Gleichung zum Text

”Umkehraufgaben” zu den Texbeispielen:

Erfinde eine Geschichte oder Textaufgabe zu folgender Rechnung:

1

8 + 2·1 4 = 5

8

Z.B.: Hans trinkt auf einer Party beim Empfang ein Achtel Wein und im sp¨ateren Verlauf des Abends noch zwei Viertel. Wie viel Wein hat er an diesem Abend insgesamt getrunken?

Roland Fesselhofer, 0505195 Mathematik als formale Sprache

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Diskussion

Wo liegen die Probleme bei der ¨ Ubersetzung?

In welche Richtung gibt es mehr Probleme?

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Die Struktur der Mathematik Zeichenketten Exakte Formulierungen Ubersetzung nat¨¨ urlicher Sprache in mathematische Sprache Diskussion

Danke f¨ ur jegliche Aufmerksamkeit!

Be my sin2, together we’ll be 1.

Yours cos2.

Roland Fesselhofer, 0505195 Mathematik als formale Sprache

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Quellenverzeichnis

Bild 1 (Then a miracle occurs):

http://www.dickatlee.com/humor/then a miracle occurs.html Bild 2 (1nsinx= 6):

http://25.media.tumblr.com/tumblr m1tk1w7FqR1r99uloo1 500.jpg Bild 3 (Findx):

http://simonalascu.files.wordpress.com/2011/03/89094833.jpg

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