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AAM WSe05/06

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AAM WSe05/06

d. 24. Januar 2007

Ausgew¨ ahlte Anwendungen der Mathematik

A. Π

n

sei ein regelm¨ aßiges n-Eck, eingeschrieben in den Kreis mit Radius 1 und Mittelpunkt M . Die Eckpunkte von Π

n

seien E

1

, E

2

, . . . , E

n

. Außerdem sei α

n

der Winkel zwischen M E

1

und M E

2

. Es gilt α

n

=

n

.

1. Berechnen Sie die L¨ ange der Seite E

1

E

2

mit Hilfe von sin

α2n

;

2. Berechnen Sie die Folge der Umf¨ ange U

4

, U

8

, U

16

, . . . , U

220

mit einem Tabellenkal- kulationsprogramm. Vergeichen Sie die Ergebnisse mit 2π;

3. Was folgt aus Aufgabenteil A2 f¨ ur den Grenzwert lim

n→∞ sinxn

xn

mit x

n

=

πn

. 4. Zeichnen Sie den Graphen der Funktion f (x) =

sinxx

(z. B. mit einem graphi-

schen Taschenrecher, Tabellenkalkulationsprogramm, . . . ). Interpretieren Sie das Ergebnis des Aufgabenteils A3.

B.

1. Zeigen Sie, dass

π

4 = arctg(1) = arctg( 1

2 ) + arctg( 1 3 ).

Siehe den Hinweis Wir wissen, dass

arctg(x) =

X

n=0

(−1)

n

x

2n+1

2n + 1 . Definiere S

n

(x) =

Pnk=0

(−1)

k x2k+12k+1

.

2. Berechnen Sie mit einem Tabellenkalkulationsprogramm S

n

(1), S

n

(

12

) und S

n

(

13

), f¨ ur n = 1, . . . , 10.

3. Vergleichen Sie mit dem Tabellenkalkulationsprogramm S

n

(1) mit

π4

, f¨ ur n = 1, . . . , 10.

4. Vergleichen Sie mit dem Tabellenkalkulationsprogramm

π4

mit S

n

(

12

) + S

n

(

13

), f¨ ur

n = 1, . . . , 10.

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