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Benennen Sie präzise den Fehler im folgenden Induktions-„Beweis“.

• Behauptung: Für jede natürliche Zahl n gilt folgende Aussage, welche wir mit B(n) bezeichnen. Ist unter n Tieren eines ein Elefant, so sind alle n Tiere Elefanten.

• Induktionsanfang: Die Aussage B(1) ist trivial. • Induktionshypothese: Sei n eine natürliche Zahl und sei B(n) wahr.

• Induktionsschritt: Wir stellen die n+1 Tiere so in einer Reihe auf, dass der Elefant an erster Stelle steht. Dann gibt es unter den ersten n Tieren einen Elefanten. Mit der Induktionshypothese folgt daher, dass die ersten n Tiere in der Reihe Elefanten sind. Damit befindet aber auch unter den letzten n Tieren ein Elefant. Somit folgt wiederum mit der Induktionshypothese, dass die letzten n Tiere Elefanten sind. Zusammengenommen sind also alle n + 1 Tiere Elefanten und die Aussage B(n + 1) ist wahr.

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• Induktionsanfang: Die Aussage B(1) ist trivial. • Induktionshypothese: Sei n eine natürliche Zahl und sei B(n) wahr. 

• Induktionsschritt: Wir stellen die n+1 Tiere so in einer Reihe auf, dass der Elefant an erster Stelle steht. Dann gibt es unter den ersten n Tieren einen Elefanten. Mit der Induktionshypothese folgt daher, dass die ersten n Tiere in der Reihe Elefanten sind. Damit befindet aber auch unter den letzten n Tieren ein Elefant. Somit folgt wiederum mit der Induktionshypothese, dass die letzten n Tiere Elefanten sind. Zusammengenommen sind also alle n + 1 Tiere Elefanten und die Aussage B(n + 1) ist wahr.

Der Induktionsschritt setzt voraus, dass sich die Teilmengen aus n Tieren überschneiden.

Das ist aber nicht der Fall beim Übergang von n=1 nach 1+1 = 2.

Also:

• Induktionsschritt: Wir stellen die 2 Tiere so in einer Reihe auf, dass der Elefant an erster Stelle steht. Dann gibt es unter den ersten  Tieren einen Elefanten. Mit der Induktionshypothese folgt daher, dass die ersten 1 Tiere in der Reihe Elefanten sind. Damit befindet aber auch unter den letzten 1 Tieren ein Elefant (hier klappt die Argumentation nicht). Somit folgt wiederum mit der Induktionshypothese, dass die letzten n Tiere Elefanten sind. Zusammengenommen sind also alle n + 1 Tiere Elefanten und die Aussage B(n + 1) ist wahr. 

Fazit: Verankerung muss immer so gewählt werden, dass die Induktionsschritte darauf aufbauen können. D.h. besser erst mal die Fälle n= 1, n=2 und n=3 prüfen und dann erst einen Induktionsschritt machen. 

Analoge Fragen bei den ähnlichen Fragen: Bsp. https://www.mathelounge.de/56851/fehler-im-induktionsbeweis-finden

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