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Wie löse ich die Textaufgabe?

"Das Produkt zweier positiver Zahlen ist gleich ihrer Summe. Der Quotient der beiden Zahlen ist gleich ihrer Differenz.''
Berechnen Sie die beiden Zahlen. 

Ansatz von mir:
a·b = a+b

a/b = a-b


--> a = (a+b)/b

a = a/b + 1 
a-1= a/b
a-b = a-1 
-b = -1 
b=1

Ich weiß nicht ob bis hierhin alles stimmt aber weiter komme ich irgendwie nicht ..

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wenn Du ein Gleichheitssystem mit Unbekannten lösen möchtest, so gilt es, diese zu isolieren. So kann man die erste Gleichung nach \(a\) umstellen $$\begin{aligned} a \cdot b &= a + b \quad && \mid -a \\ a \cdot b - a &= b \\ a(b-1) &= b &&\mid \div (b-1) \\ a &= \frac{b}{b-1} \end{aligned}$$ jetzt ist \(a\) isoliert und rechts steht ein Ausdruck, der unabhängig von \(a\) ist. Dann kann man den Ausdruck für \(a\) in die zweite Gleichung einsetzen: $$ \begin{aligned}\frac ab &= a - b \\ \frac{b}{b(b-1)} &= \frac{b}{b-1} - b \\ \frac{1}{b-1} &= \frac{b - b(b-1)}{b-1} &&\mid \cdot (b-1) \\ 1 &= b - b^2 + b &&\mid +b^2 - 2b\\ b^2 -2b + 1 &= 0 \\ (b-1)^2 &= 0\end{aligned}$$ Das würde bedeuten, dass \(b-1=0\) ist. Oben ist aber mit \(b-1\) multipliziert und dividiert worden, womit dies auszuschließen ist. Setzt man \(b=1\) probehalber in den Ausdruck für \(a\) ein, so folgt daraus eine Division durch \(0\). Diese Lösung entfällt damit (siehe aber mein Kommentar unten!).

Nun heißt es aber:

Der Quotient der beiden Zahlen ist gleich ihrer Differenz

aber nicht, was bei 'Differenz' von was abgezogen wird. Ich versuche also:

$$\begin{aligned} \frac ab &= b -a \\ \Rightarrow b^2 -2b -1 &= 0 \\ b_{1,2} &= 1 \pm \sqrt{1 + 1} = 1 \pm \sqrt{2}\end{aligned}$$ Da \(a\) und \(b\) positiv sein sollen, bleibt \(b=1+\sqrt{2}\). Einsetzen in den Ausdruck für \(a\) gibt: $$a = \frac{1+\sqrt{2}}{\sqrt{2}} = \frac12 \sqrt{2}+1$$ Mache die Probe!

Gruß Werner

Avatar von 48 k

Die (Nicht-)Lösung \(b=1\) - womit \(a\) gegen unendlich ginge- ist gar nicht so abwegig, wenn man eine Zahl \(\alpha\) einführt, die für eine unendlich große Zahl steht. Mit folgenden Rechenregeln (\(r \in \mathbb{R} \setminus 0\)): $$\alpha + r = \alpha \\ \alpha \cdot r = \alpha$$ Wenn man eine endliche Zahl zu unendlich addiert, so bleibt es bei unendlich. Und wenn man eine endliche Zahl mit unendlich multipliziert, so kommt auch unendlich raus. Negative \(r\) und der Kehrwert von \(r\) erfüllen dann auch die zweite Bedingung.

Dann wäre \(a=\alpha\) und \(b=1\) auch eine Lösung dieses Problems. Siehe dazu auch den Buchumschlag (und Inhalt!) von 'Pasta all'infinito'.

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solve({a*b=a+b,a/b=a-b})

>\(\left\{ \right\}\)



solve({a*b=a+b,a/b=b-a})

>\( \left\{  \left\{ a = \frac{-\sqrt{2} + 2}{2}, b = -\sqrt{2} + 1 \right\} ,  \left\{ a = \frac{\sqrt{2} + 2}{2}, b = \sqrt{2} + 1 \right\}  \right\} \)

>\({{a = 0.2928932188135, b = (-0.4142135623731)}, {a = 1.707106781187, b = 2.414213562373}}\)

Mach mal die Probe...

Avatar von 21 k

Was haben denn die Dezimalbrüche hier zu suchen?

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