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Differentenfolgen

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Differentenfolgen

Kann mir jemand das System und die Bedeutung von Differenzenfolgen (bzw. -reihen) etwas näher bringen?

Zum Beispiel Klausuraufgabe 4) WS14/15

Folge Yn = n^2

1 4 9 16 25 36 ...
Differenz (4-1)=3 (9-4)=5 (16-9)=7 (25-16)=9 (36-25)=11 ...
Differenz von der Differenz (5-3)=2 (7-5)=2 (9-7)=2 (11-9)=2 ...

Nach meinem Verständnis versteht man jetzt unter der "Differenz" die ersten Differenzfolge und unter der "Differenz von der Differenz" die zweite Differenzenfolge.

Was wäre denn jetzt die Lösung bei der Aufgabenstellung "Berechnen Sie die erste bzw. zweite Differenzenfolge"?

Häufig habe ich in diesem Zusammenhang von folgenden Formeln gelesen:
ΔYn =3n^2 + 3n +1
Δ^2Yn =6n + 6

Sind diese Formeln allgemeingültig oder wie leite ich diese Formeln für eine Folge?
Was bedeutet dann letztendlich der Lösungswert erste bzw. zweite Differenzenfolge sinngemäß?

Vielen Dank für die Hilfe!
 
System und Bedeutung kann ich dir nicht erklären, aber sehr wohl, wie man die Aufgaben löst 😉

Allgemeine Regel: Für die erste Differenzenfolge (Delta^(1)_y_n) musst du die Folge für (n+1) minus die Folge für n rechnen.
Bei deinem Beispiel: y_n = n^2 wäre das dann:

Delta^(1)_y_n = y_(n+1) - y_n = (n+1)^2 - n^2 = n^2 + 2n+1 - n^2 = 2n+1
Du nimmst also die Folge und erhöhst sie von (n) auf (n+1) und ziehst dann die Folge für (n) ab. Überall wo vorher n stand, schreibst du also erstmal (n+1) rein und ziehst dann die Folge für n ab.
(Wenn du jetzt hier für n erst 1, dann 2, dann 3... einsetzt, kommst du auf die Zahlen, die du zu Beginn deines Posts aufgelistet hast.)

Die zweite Differenzenfolge wäre dann:

Delta^(2)_y_n = Delta^(1)_y_(n+1) - Delta^(1)_y_n = 2(n+1)+1 - (2n+1) = 2n + 2 + 1 - 2n - 1 = 2
Hier also diesmal die erste Differenzfolge nehmen und daraus die zweite Differenzfolge bilden: wieder aus (n) erstmal (n+1) machen und dann die Folge für (n) abziehen.

Wenn du jetzt nach einem bestimmten Glied einer Folge gefragt wirst (z.B. das 100. Glied der 2. Differenzenfolge von n^2) dann musst du nur n=100 einsetzen:
Delta^(2)_y_100 = 2 (da hier kein n drin steht, ist diese Folge für alle Glieder gleich).


Die Formel, die du oben für allgemeingültig gehalten hast, ist die Lösung zur Folge y = n^3 (siehe Klausur März 2012): Geben Sie das 100. Glied der zweiten Differenzenfolge von y=n^3, siehe Grafik.

Ich hoffe, das hilft
 

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