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10C.1 einige Potenzen und Logarithmen schätzen


CC-BY-NC-SA 3.0

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ichschätze mal folgendesohne Taschenrechnerkönne weit zum Schluss den Taschenrechner nachgucken ob das sinnvoll ist?? ich schätze mal folgendes so gut wie es geht was istE hochnull Komma null null eins zwei dreiwas ist E hoch minusnull Komma null einswas es war auch einunddreißig die Zahl kommtauch im alten Windows gerne ?? vorTipp zu zwei Wochen einunddreißigzwei hoch zehntausend vierundzwanzigtausend vierundzwanzig?? ungefährtausend zwei sind es ungefähr zehn hoch dreidas als Tipp zu zwei ?? einunddreißigrelativ einfach schätzendann gibt esdas einzige Problem mit dem Preis können auch auf dem SchachbrettähmNachbarn achtmal die Filialeder Kaiser oder wird Kommasoll ein Reiskorn auf das erste Feldwegen vom Schachbrettdas Doppelte nämlich zwei auf das weite Feld das Doppelte also vier auf das dritte Feld acht auf das vierte Feld und so weitergroß wird der Thurman Reiskörnerviele Reiskörnerwerden das werden das wissen Sie schon ?? dritte vierdie Reiskörner würden das theoretisch wenn man das mit dem Schachbrett machtunterschätzenSie mal als zehn hoch noch waswas ist das dann ungefähr zehn noch irgendwaswerden etwas anders aus gegen die schätzen das man sie noch irgendwasund dann ??mich in die Enge manövriertnoch paar Sachen mit den wird mannämlich den ZehnerlogarithmusLG den Zehnerlogarithmusals ein zwei drei vier fünfso gut wie es geht wie groß ist der ungefähr der Zehnerlogarithmusaus null Komma nullnull eins zwei drei so gut wie es gehtder natürliche Logarithmusaus zehn so gut wie's geht und der natürliche Rhythmus aus null Komma einswenn sie verstanden haben was Exponentialfunktionsind und was Logarithmen sindwüssten sie die Größenordnung und die erste Ziffer angeben können mal sehender's man sonst so genau hinsehen als dass er sich eben gerade gesagt habe mehr als nur die erste Ziffer sollte bei den ersten hingegen als erste StelleanEhe hochnur Komma irgendwasdicht bei null sind beidenicht bei Nulldie Exponentialfunktionbeginnt bei eins durch die y-Achse durchund zwar mit einer Steigung von fünfundvierzigGrad das ist ja der Witz bei der natürlichen Exponentialfunktionhier habe ich Steigung von fünfundvierzig Gradhierhat die Funktion eine Steigung von fünfundvierzig Grad danach wird sie steiler viel viel steiler und davor ist sie flacherKomma genau bei ist gleich nullAktien steigen von den Tätigkeiten steigen von eins das ist der Witz bei dernatürlichenEx MensafunktionE hoch Xund damit können Sie jetzt sehr gut schätzen was das ist E hoch null ist einsund jetzt gehe ich um null Komma null null eins zwei drei nach rechtsdann gehe ichvon den selben Wert nach oben aus der eins aberdas hier oben wird ungefähr sein eins Komma null null eins zwei dreiin auf der Höhe eins?? geheum null Komma null null eins zwei drei nach obenbei meine Funktion hier praktisch eine Gerade ist mit fünf vierzig Grad steigen das hätten sie auch ausrechnen können ?? wie vorher mit Ableitung ausrechnen können ?? es isteinsder werdende Stelle null plusdie Ableitungauch schon wieder eins mal gewaltig zur Seite gehen null Komma null null eins zwei dreioder sie diesen Satz aus der Skizze andasist also die wesentliche Eigenschaft der E Funktionwenn sie eh hoch null Komma null null irgendwas ausrechnen sind sie eins Kommanull null irgendwas verzögert oder gar vorgeführtbei dreijetzt die Ex Mensafunktionsie sind die steht nicht drauf außen auf den klassischen Taschenrechner müssen Inverslogarithmusin das natürliche Logarithmussind eins Komma null null eins zwei drei nullda wird jetzt blödsinnig es ist Ernährungaber sie sehen bestimmt bis eins Komma null null eins zwei dreinur noch die nulldenn ohne zu eins werden sollte vielleichtso genau ist das wenn man so dicht an derein ist gleich null istder nächste dagegen rückwärtsich gehe in X um ein Hundertstel null Komma null eins um ein hundertste nach linksAG die Funktion um ein Hundertstel nach unten das wird also in sehr guter Näherung sein null Komma neun neunund sie noch mal an?? Kommanull einsplusminusPunkt die Exponentialfunktionnull Komma neun neun null null?? sieht das ausalso wenn sie das Wesentliche über den Spezialfondsund die natürliche Anzahl von zu wissen über die Zahleh die Eulersche Zahl wissenkönnen Sie diese beiden hierohne Taschenrechner auf ganz viele Stellen schon angebenich für das ?? ausführlich mit Ableitung voralso meineEhefunktionso das soll die natürlicheExponentialfunktionsein Y ist gleich E hoch Xhier sind wir bei Y gleich eins da wären wir bei X gleich einsBeistrich eins von zwei Komma sieben noch was raus die Zeit die nächste nur kommt eins rausund der Witz einer natürlichen Exponentialfunktionistdas dieseTangenten gerade eine Steigung von fünfundvierzig Grad hatexakt die Steigung eins die Zahl E ist so gebautdass sich hieran dieser Stelle eine Tangente mit exakt Steigung eins habendie meine fünfzig Grad wieder weg damit man etwas anders sehen kannund jetzt guck ich hier an einer Stelle X nachverwickelt man extra nicht genug an einer Stelle X nachund möchte wissen was raus kommt aus der Exponentialfunktiondie hoch Xmöchte wissen was da rauskommtsein das es meine Funktion was ist meine Funktion an der Stelle X meine Funktion an der Stelle X istdie Funktion an der Stelle nullhier bis zu eins rauf bei der Spencer Funktionlustig Ableitung einer Funktion an der Stelle null malwie weit ich mit meinem X aus der Stellung rausgehenplusTerme höherer Ordnungdas wäre die übliche Nehrungerster Ordnungein fester Wert plusdieses lineareWachstumFunktionswert an der Stelle null plus die Ableitung eines der nur mal weil ich zur Seite gehe das hatten sie schon gesehendas ganze ?? oder Steigungsdreieckder Funktionswertwas kommt nach dazuum das Gesichtchen rechnet mit dem SteigungsdreieckausSteigung malden Abstand in X Richtungdie Schrittweite Beistrich dochbei uns ist es eben hier eh hoch XE hoch X was ist E hoch X das ist die hoch null eins plusdie Ableitung der Fusion ?? wieder die Funktion einsmal X minus nullXplus Terme höherer Ordnung in ?? ist eins plus X plus Terme höherer Ordnungund X-Server uns eben null Komma null null eins zwei drei ?? heraus eins plusnull Komma null null eins ??das wäre das mit der Ableitungausführlichgemachtder Trick mit der Ableitung ist das sich ausdrücklichhier das Steigungsdreieckvorstellenmöchte von hier?? und Stückchen rauf wie weit muss ich hierauf das Stückchen wie weit muss ich raufdas ist die Steigung malgewaltig hierhorizontal zur Seite gegangen wenn die Steigung mal wörtlich zur Seite einderselbe Gedanke auch mit der E Funktion hat man das denn irgendwannsoim Bauchaus dem Bauch heraus weiß man eh hoch irgendwas bei null ist eins plus das irgendwasin sehr guter Näherungdas ist doch noch kniffligdann lassen deine Aufgaben deinem Anliegenwar gerade mal folgendes rückwärtsich suche ein X so das E hoch X ungefähr drei istschätzen sie Xauf dieselbe Artschätzen sie X ich möchte das Eriks ungefähr dreißig wir wissen dass die hoch eins gleich zwei Komma siebenirgendwas ist das wissen wir?? die Suche einig sodass Ego X ungefähr drei istversuchen sie auf dieselbe Art X zu schätzenich versuche es noch mal aufzuzeichnenwir sind also bei eins Komma noch was offensichtlicheh hoch eins ist zwei Komma sieben irgendwases soll drei rauskommen ?? sind wir bei ihr hoch eins Kommanoch wasalso guck ich mir an was passiert wenn ich eins einsetzedann kriege ich zwei Komma sieben irgendwas raus E hoch einsich will ein bisschen mehr einsetzenum drei rauszukriegenganz richtig gezeichneteinbisschen mehr einsetzen drei rauszukriegen und sie sehen das es von dem Maßstaboffensichtlich nicht drei das wäre schon viel zu weit aber es ist der Gedanke ?? ich geh ein Stückchen nach rechtshoffe dannden Funktionswert so Deichsel zu können dass er um null Komma drei nach oben gehthier möchte ich um null Komma drei nach obendie Frage ist wie weit gehe ich nach rechtsmit der Funktionswerte null Komma drei rauf gehtdas Stückchen suche ichdas ist gegeben das hier ist null Komma dreidas Stückchen suche ich und ich kenne die Steigungdie Steigung der E Funktion ist wieder die Funktion die Steigung ist eh hoch eins besagen zwei Komma siebenungefährdreisteigen wir es ungefähr drei Benziner gerade dranlegen ist die Steigungexakt zwei Komma sieben irgendwasgewachsen ja Sachen Komma steigendes ungefähr drei ?? können Sie es ausrechnenwie weit sie zur Seite gehen müssennull Komma einszur Seite gehenvergeblich um null Komma drei nach obenentlang der Tangenten tragenalso erwarte ich das X ungefähristeins Kommaeins?? von eins gehe ich noch null Komma eins zur Seite?? gesehen lasseTaschenrechner dazu meinteins Komma einsdavon die EhefunktionInverslendrei Komma null null vier Komma noch nichts gegen sagen sie hätten auch rückwärts rechnen könnte solch ein gesehenes könnte man auch tun sie können sagen dreiund davon den Rhythmusdas wär's also exakt eins Komma null neun acht sechs und so weiter Sie können es auch mit Ableitung den Rhythmus schätzensehr bedingt rückwärtsklappt es eben vorwärtsgerechnetmit derdie Funktionwas ich jetzt gemacht habe ist der Differenzenquotientich hab's nicht hingeschrieben ich hab's mir nur gedachtder neue Funktionswertdieser hier was ist der neue Funktionswertder Neufunktionswertistder alte FunktionswertplusSteigungdrei mal weil ich zur Seite gehenBeistrich nämlich dass sie null Komma drei raus das ist nicht anders als der Differenzenquotientirgendeines wandern soweit das Massaker nicht mehr hin schreibt sondernGefühl hat dies gebich startemit X gleich eins auf der Höhe zwei Komma sieben noch wasich gehe um null Komma eins zur Seite mit einer Steigung von drei geht man Funktionswert um null Komma drei rauf also auf ungefähr dreies ist einfachgrenzenlos sind aus dem Bauweiter bei den Exponentialfunktionzwei hoch einunddreißigzwei hoch zehnist ungefähr tausend vier zwanzig um vierzehn Uhr dreißig wenden also normale Potenzrechengesetzean die können Sie zwei ?? einunddreißigverklausuliertmit zwei hoch zehn schreibenund für zwei ?? zehn setzen Sie zehn hoch drei eindann können Sie sagen was war ?? einunddreißigist in sehr guter Näherungdie Reiskörnerein Reiskorn und zwei Reißmann undvier Reiskörner sich das anguckeneins plus zwei plus vier wenn sie Binärsystemsich erinnern oder sie sind Binärsystem ganz einfachsich an das ist siebeneins weniger als acht interessantwenn sie das nächste Feld dazu nehmensieben plus achtfünfzehn eins weniger als sechzehn Bit sechzehnter zunehmend fünfzehn sechzehn ansi einunddreißigein Zwinger zweiunddreißiges ist immer eine Zweierpotenzminus einswas sie rauskriegenwenn sie ein zwei drei vier fünf Felder habenhaben siezweiunddreißigminus ein Reiskornmit der Beobachtung sollten Sie das jetzthinschreibenkönnen als Formel wie vieles insgesamtsind auf dem Reißbrettund dann gucken sich diese Formel an und nach ähnlich verfahrenwie hier rechnen sie um zehn Uhr noch wasungefährvier bei den zehn Algorithmen müssen sich dran erinnern wieder Rhythmus dekadisch funktioniertder Rhythmus von tausend der zehn Rhythmus ist drei und so weiterhaben sich die ?? und hier unten müssen sich daran erinnern dass die Zahl eh ungefähr drei istkönnen Sie auch die beiden schätzendie zwei hocheinunddreißigich lieber mein Tipp der Weg um das Ergebnis hinschreiben zu könnenein dreißig Faktoren zwei ineinander geschriebenist gleich zwar auch zehn das in zehn Faktorendas sind zwanzig Faktorenlassen dreißig Faktoren miteinander geschrieben und noch einmal die zweite ?? Einreisefaktorwird nur multipliziert keines umzwei auf zehn tausend vier zwanzig ist aber ungefährtausendalso steht hiereigentlichgrob tausend mal tausend mal tausend mal zweitausend ?? tausend eine Million mal tausend eine Milliarde zwei Milliardendas ist ungefähr zwei Milliarden etwas ?? erstes Jahrtausend vier zwanzig tausend etwas mehr als zwei Milliardendas sehen Siebei Windowsmein antiken Windows hin und wieder als Limit zum Beispiel für Dateigrößenund was ähnlicheseinmal programmieren wenn das auch noch sehenals Limits für bestimmte Zahlentypenbei zwei Milliardenan einigen Stellen Schlussin der Informatikaus dem Grunde das zwar noch einunddreißigistdie Frage ?? zwei hundert zweiunddreißigdas letzte zwei ?? dreißigstem Bit Komma nochfür was anderes im Zweifelsfalldieses Akkord in der Rechentechnik sozusagen wieder vor zwei Milliarden?? die Reiskörnerwenn ichein Fels habe okay ein Reiskorn geschenktwenn ich zwei Felder habe sind drei Reiskörnerwenn ichdrei Felder habe sind sieben Reiskörner und so weiter und so weiter plusauf dem letzten Feld liegen zwei auch dreiundsechzigReiskörnerzwei noch null Reiskörner auf den ersten zwei ?? eins auf dem zweiten null eins Minutenauf den sechzigsten die auch dreiundsechzigReiskörnermit etwas eng auf dem Feldwerde das auf summieren ist das netterweise zwei ?? vierundsechzigminus einseins plus zwei S drei ist eins weniger als vier wenn jetzt vier dazu zählenhaben sie siebenals zwei Bayer eins weniger als vier wieder zu zählen ich habe eins weniger als achtes fehlt mir eins zu beachten jetzt die achter zur addierehabe ich eins weniger als sechzehn Zimmer eins weniger als eine Zweierpotenzverfielen sechzig minus einsdie minus eins macht den Braten dann und nicht wirklich fettdas ist also ungefährzwei ?? vierundsechzigUnd-Zeichen sechzig ging sie nach demselben Verfahren zerlegtzwar auch sechzig mal zwei noch vierzweiundsechzigstens?? schafft es immerhin zweiundsechzigmal zweiundvierzig auch wir sind sechzehnzwar viermal sechzehnund zweiundsechzignajazwar noch zehn sind tausendzweiundsechzigsind alsotausendhochsechsdas Sommer umformen ihr zweiundsechzigzwei hoch zehn hoch sechsungefähr tausend hoch sechsnunüberlegen ganz schwer tausend hoch sechstausend und sechs sindzehn hoch drei hoch sechs sind sie noch achtzehnsechzehn mal zehn hoch achtzehn also eins Komma sechsmal zehn hoch neunzehnich bin gespannt ?? guckenwarenzweiX und Y da wo vierundsechzigwar sehr hilfreichsind ziemlich viele warenLeertastesoeins Komma acht mal zehn hoch neunzehn sie sehen ich hab eins Komma sechs mal zehn und neunzehnso viel Reiskörner wird's wohl auf jeden Fall nicht gebenich habe sogar etwas weniger raus als danach ?? werden wird weilich Rechen ja mit tausend statt mit tausend vier zwanzigmuss diesen letzten Schritt ?? man sagen zweiundsechzig?? Abteilung haben da was ein bisschen engzweiundsechzigsind zwei hoch zehn hoch sechsachtzehn Uhr sechs ?? zwei hundert zehn sindzehn hoch dreiungefährzehn hoch drei hundert sechstens also raus sie noch drauf sechsExponenten modifizieren Potenz einer Potenzist sie noch achtzehnso wenig draufgekommendieses hier ist ungefähr zehn und achtzehn mal sechzehneins Komma sechs hat sie noch neunzehnokay ichzeig normal wo die zwar vierundsechzigherkommtwenn sie das machen eins plus zweidann fehlt Ihnen einer zur vierund wenn sie dazu noch vier addierenes hat eben einer zu vier Gefilden fehlt jetzt eine zu acht vier plus vier wäre nach den für den jetzt einer zu achtwenn sie zudem den Knochen acht addierenja in einer zu acht Gefilden für den jetzt einer zur sechzehnund wenn sie und so weiter und so weiter ganz zum Schlusszwei hochdreiundsechzigsowie die nach den letzten Feld addierensehen fehlt in einer zur zwei hoch vierundsechzigder andere Atlas machen kann ist mit Binärzahlendiese Gesamtzahlwenn Sie diese Gesamtzahl binär hinschreibenzweier Systeme ?? schon also eins plus zwei plus vier plus acht plus sechzehnpluszwei hoch dreiundsechzighinsichtlich Witzerstes bezeichnet wird und so weiter finde ich dieses Bild setze bitte die Wertigkeit zwei ?? null zwei eins zwei hoch drei zu erfinden ?? auch dreiundsechzigYen sechzig Bit wenn sie zu dieser Zahl eins dazu addierenvor was das was da passiert zu der Zahl eins dazu addieren eins eins eins eins eins eins ?? ?? Seite schreiben vierundsechzig Einsen hintereinander im Binärsystemund addieren dann eins dazukriegen sie eins plus eins macht null und eins im Sinneins plus eins macht null und eins im Sinnanschlussals Wachtel und Eigensinn und so weiter und so weiternull null null null null Auto überträgt und ihr vorne kommt eine einzigeDamen ?? einsbei der Wertigkeit zwei vierundsechzigwenn ich eins draufaddierekriege ich zwar vierundsechzigalso hatte ich vor zwei ?? gen sechzig minus einsdas ist vielleicht mit handlicheren Zahlenbesser zu erkennen wenn sie diediese Binärzahlen nehmenfünfzehn eins plus zwei plus vierplus achtwenn sie zu der eins dazu zähleneins plus eins ist null eins im Sinn eins plus eins ist null eins im Sinn ein interessantes null eins im Sinnanschluss eines nulleins im Sinnnixund eins ist einsdann haben sie die sechzehnwenn sie eine Binärzahl mit lauter Einsen haben einst dazu zählenkriegen sie eine glatte zwei Potenz das passiert hiereins pluszwei plus vier plus achtund eins dazuist die glatte zwei Potenzsechzehn eine glatte zwei Potenzja der Rhythmus vonzehn tausend plus X sozusagender Rhythmus von zehn tausend plus X zehn tausend hat den Logarithmus in Zehnerlogarithmusvier zehn hoch vier bis zehn tausend dass sie Musik Komma noch was seindas hier ist vier Komma noch ??ganz dreist sodas sollte Ihnen Idee geben diese an den ?? dran kommt den Zehnerlogarithmus von null Komma null null eins zwei drei in welcher Größenordnungsich der?? genau wie erwarten Sie was in der Größenordnung von minus dreivierzehn Rhythmus von null Komma einseins zehntel sie noch minus eins wäre minus eins der Zimmer ?? von null Komma null eins ein HundertstelZiffer minus zwei wäre minus zweider Zehnerlogarithmushier vonnull Komma null eins ein Tausendstelsie noch minus drei wäre minus dreials wir das ja auch in der Größenordnungvonminus drei Liegen ist es mehr als minus drei oder ist es weniger als minus dreigenau minus zwei Komma neun noch weißalso etwas mehr als minusdreiminus zwei Komma neun ist ja mehrZahl Fall vorstellenminus zwei Komma neun ist mehr als minus dreiliegenweiter nach rechts das ist mehr alsminus dreider Logarithmus ist ja eine der Zehnerlogarithmussoll ich sagen ist ja einestreng monotone Funktion wenn sie mir einsetzen kriegen sie auch mehr rauswenn sie null Komma null null eins einsetzen sind sie minus drei rauswenn sie mehr einsetzen als null Komma null null eins das ist mehr müssen sie auch mehr rauskriegen könnte ?? Fallstrickender Taschenrechner sagtnull Kommanull null eins zwei dreiD inZehnerlogarithmusder Musik sinnlos und darum ist der natürliche Daun ist der Zehner sehr raffiniertwarenminus zwei Komma neun eins najaso desder natürlicheRhythmus von zehnwenn er ungefähr drei ist über den ganz groben breiten Daumen wenn ihr ungefähr drei istwas ist eine natürliche Logarithmus Aussehengenau das ?? schon für fortgeschritteneSzenen ist drei hoch zweizehntes drei hoch zwei neunnaja gut neunzehn ist ungefähr drei hoch zweiDas heißtzehn ist auch ungefährE hoch zweies ist E hoch zwei Komma noch wasSinn ist mehr als drei hoch zwei aber nicht viel mehr als drei hoch zweizehn ist also etwas mehr als E hoch zweider natürliche Logarithmus aus E hoch zwei wäre zwei womit produziere ich ihn damit ihr zwei raus kommt die Serie muss also etwas mehr sein als zwei zwei Kommairgendwaseinmal gerade Komma dass irgendwas ganz natürlich jetzt wieder mit der Ableitung schätzenso genau wie seine Stelle nicht haben sehen unduns davonden natürlichen Rhythmus zwei Komma dreidannkönnen sie auch sagen was der natürliche Rhythmusvonnull Komma eins ungefähr ist wenn sie das wissen müssen sie das eigentlichsofort sagen können?? ja zwei verschiedene Wege ich würde sagen ich werde den Tierwelt hier sehen der aus der Kehr wird es nur Komma einsder Logarithmus von Kehrwert ?? vorstellt Kehrwert heißt ja auch minus eins der Logarithmus von Kehrwert ist minus der Logarithmus vom Original das muss also seinminus zwei Kommawas auf die oben rausgekommen ist mit ein Minuszeichensinnliches mit dem Verschiebenvorgestellt ich verschiebe das Komma hier muss ich nach vorne gehen sozusagen mit ihrer irgendwas und sie müssen sie nach hinten gehen mit irgendwasich würd dagegen mit dem Kehrwert Begründung Komma als der Kehrwert von zehn Das heißt Rhythmus ein Minuszeichennoch ein Minus im Exponentender Logarithmus sagt was in Exponenten stehtja dass man solche Schätzaufgabensie erkennen wenn sie solche Sachen schätzen können ist das ein Zeichen ob sie's auch verstanden haben was hinter den Kulissenpassiert ?? darum geht es mirnicht das ihr dreißig Stellen Komma schätzen können sondern ich will wissen das in der Vorstellunghaben was hierpassiertgrößenordnungsmäßignicht dass sie irgendwie den Rhythmus von zehn irgendwo sehen und sagen ?? kommtneun raus vielleichtsolche Vorstellung entwickeln diese Funktionenmehr im Griff zu haben darum geht's mir unnatürliche die Ableitung im Griff zu haben