Vraag:
Heeft Gauss de formule voor $ 1 + 2 + 3 + \ ldots + (n-2) + (n-1) + n $ op de basisschool gevonden?
Geremia
2014-11-12 04:57:19 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Ik hoorde dat Gauss 'leraar op de basisschool wat druk werk aan zijn klas gaf: alle getallen tussen 1 en 100 optellen. Gauss schreef onmiddellijk 5050. Zijn leraar was geschokt, dus zei ze hem alle getallen op te tellen tot 1000. En net zo snel schreef hij 500500.

Heeft Gauss de $ 1 + 2 + 3 + \ ldots + afgeleid (n-2) + (n-1) + n = \ frac {n (n + 1)} {2} $ formule op de basisschool? Zo ja, welke biografie van Gauss bespreekt het?


Zijn bewijs:

$ 1 + 2 + 3 + \ ldots + (n-2) + (n-1) + n $

$ + $

$ n + (n-1) + (n-2) + \ ldots + 3 + 2 + 1 $

$ = $

$ \ onderbeugel {(n + 1) + (n + 1) + (n + 1) + \ ldots + (n + 1) + (n + 1) + (n + 1)} _ {n} = n (n + 1) $

En toen deelde hij door $ 2 $ vanwege dubbeltellingen om:

$ \ frac {n (n + 1)} {2} $

Het is vermeldenswaard dat er minstens 135 verschillende versies van dit verhaal zijn: http://bit-player.org/wp-content/extras/gaussfiles/gauss-snippets.html. Het is heel goed mogelijk waar, maar een goed antwoord zou moeten zeggen welke versie correct is en geloofwaardige bronnen moeten geven, wat best moeilijk kan zijn.
Deze vraag is oorspronkelijk gesteld op MSE en is op mijn aanbeveling verplaatst.
Dit algemeen bekende verhaal klinkt erg aannemelijk. Maar hoe kun je dit verhaal bewijzen of weerleggen? U hoeft geen Gauss te zijn om dit te doen.
@HDE226868 Ik denk dat dat een slecht idee is, vgl. de discussie over tags die we hadden op meta. Geen naamplaatjes!
@Danu Ja, je hebt gelijk.
Zie [hier] (http://www.americanscientist.org/issues/pub/gausss-day-of-reckoning/2) voor een bespreking van de bron van de anekdote, en zie [hier] (https: // archive .org / details / gauss00waltgoog), pagina 4, voor de bron (1856).
@Danu De tag verwijderd.
Twee antwoorden:
Jack M
2014-11-15 07:12:27 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Volgens an American Scientist-artikel ( Gauss 'day of reckoning door Brian Hayes, Volume 94 p. 200) genoemd in de commentaren, de oorspronkelijke bron voor dit verhaal , of in ieder geval een verhaal dat er erg op lijkt, was Gauss zum Gedächtnis, een gedenkteken dat zeer kort na de dood van Gauss werd geschreven door Wolfgang Sartorius, een collega van hem in Göttingen (ik weet echter niet zeker of Gauss en Sartorius kenden elkaar persoonlijk). Sartorius beweert dat Gauss er op zijn oude dag dol op was het verhaal zelf te vertellen, en vermeldt inderdaad specifiek dat het probleem "het optellen van een rekenkundige reeks" was, zonder te vermelden welke rekenkundige reeks.

Volgens de Amerikaan Wetenschappelijk artikel, de eerste verschijning van de 1-100 sommatie in deze anekdote is in een biografie van Gauss door Ludwig Bieberbach in 1938, die tegelijkertijd het verhaal introduceert over Gauss 'herschikkingsmethode voor het optellen van de getallen.

Nu , kan het zijn dat Bieberbach, de persoon van wie Bieberbach het verhaal leerde, of de persoon van wie ze het verhaal leerden, of iemand anders in de 80-jarige keten tussen Sartorius en Bieberbach het verhaal verzon over de som van 1 tot 100, of op de een of andere manier per ongeluk in de anekdote hebben ingevoegd. Het zou echter ook het geval kunnen zijn, als Gauss inderdaad zo dol was op het vertellen van het verhaal als Sartorius beweert, dat Sartorius eenvoudigweg niet op de hoogte was van de 1-100 details, of vond dat het niet belangrijk genoeg was om op te nemen in zijn biografie , maar dat het feit bleef bestaan ​​in de mondelinge traditie onder andere Duitse wiskundigen, totdat Bieberbach het in 1938 opschreef. Het is onmogelijk te weten.

Het lijkt echter heel vreemd voor een leerkracht in het basisonderwijs om een ​​probleem op te lossen met betrekking tot het optellen van een rekenreeks die veel vreemder was dan "de getallen van één tot honderd". Het doel van de oefening was duidelijk om het vermogen van de studenten te testen op grootschalige, repetitieve berekeningen. Het lijkt erop dat het voldoende zou zijn om de getallen van 1-100 op te tellen, en iets ingewikkelder, zoals "tel elke 11e getallen op van 344 tot 700" of wat dan ook, lijkt niet nodig.

Deze site is interessant http://www.artofproblemsolving.com/Resources/articles.php?page=gallery
Nog wat aanvullende informatie: Brian Hayes gaat door met het bijwerken van zijn [lijst] (http://bit-player.org/wp-content/extras/gaussfiles/gauss-snippets.html) met vertellingen van het verhaal. (Dit is hetzelfde als de link in Logan M's opmerking.) De belangrijkste toevoeging aan de lijst: Hayes heeft een versie van Franz Mathé ontdekt die 30 jaar ouder is dan die van Bieberbach en die zowel de 1-100 details als de koppelingsmethode bevat.
Nog een stukje informatie: het lijkt erop dat Sartorius en Gauss zeer goede vrienden waren. Helen Worthington Gauss in het voorwoord van haar [vertaling] (https://archive.org/details/gauss00waltgoog) uit 1966 van [* Gauss zum Gedächtnis *] (http://catalog.hathitrust.org/Record/011640456) schrijft dat Sartorius "schreef meer dan 100 jaar geleden en onmiddellijk na de dood van zijn lang gekoesterde vriend en collega. Dit verklaart tot op zekere hoogte het extreme gevoel en de taal van de Memorial." Dit wordt bevestigd in de tekst. ...
... We vinden bijvoorbeeld deze passage: "Op een dag in de winter van 1832 kwam ik toevallig bij het Observatorium binnen. Altijd klaar om les te geven en zijn gedachten te delen, pakte Gauss een klein kompas en liet me zien hoe het ijzer staven die het raam sloten, werden zelf in magneten veranderd door de invloed van het aardmagnetisme. " Sartorius, een geoloog die toen nog maar ongeveer 22 jaar oud zou zijn, deed een paar jaar later onderzoek naar aardmagnetisme. ...
... Tegen het einde van Gauss 'leven, lijkt het erop dat ze intiem waren. Sartorius schrijft ontroerend over Gauss 'laatste dagen. Bijvoorbeeld: "Met de ups en downs van zijn ziekte zag ik Gauss pas op 14 januari terug. ... Ik vond Gauss zwakker maar opgewekt. Hij vertelde een incident uit zijn vroegere leven; zijn blauwe ogen fonkelden de laatste keer. Ik zag ze zo. " Het schrijven gaat meerdere pagina's in dezelfde geest verder.
Een [commentaar] (http://mathforum.org/kb/message.jspa?messageID=4286567) van Prof. Ivo Schneider van * The Math Forum * in antwoord op een vraag van Brian Hayes is ook interessant en relevant.
PhD
2018-02-14 03:37:46 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Hoewel het een oude vraag is, zou dit inzicht misschien nuttig zijn voor degenen die over deze vraag struikelen.

Gauss was niet de eerste die deze formule per se afleidde.

Algebraïsch zou je zien "hoe" je de formule kunt afleiden door de afleiding van Gauss te doorlopen. Puur door observatie zou je zien dat je de extreme waarden kunt koppelen om dezelfde som te krijgen en ze gewoon kunt tellen / vermenigvuldigen en het resultaat door twee kunt delen.

Echter, deze formule was ook goed bekend in het oude Griekenland. Pythagoreërs hadden de gewoonte om getallen te 'visualiseren' door schijven / stenen in bepaalde patronen te rangschikken.

Een driehoeksgetal was het getal dat in een driehoek kon worden gerangschikt:

  * * * * * * * * * * 1 3 6  

Een kwadraatgetal was het getal dat in een vierkant kon worden gerangschikt (vandaar ons gebruik van $ x $ kwadraat ):

  * * * * * * * * * * * * * * 1 4 9  

Nu, als je goed kijkt, $ 6 = 1 + 2 + 3 $. Bij uitbreiding $ 10 = 1 + 2 + 3 + 4 $ enzovoort.

U kunt echter gemakkelijk de relatie zien tussen een driehoeksgetal en een overeenkomstig vierkant getal door de driehoek te verdubbelen

  * + + + + * * + + + = > 2 x T (10) = S (4) + 4 = 4 x 5 * * * + + * * * * +  

Verdubbeling geeft je een rechthoek - je kunt de driehoek eenvoudig terughalen door waar te nemen dat

$ 2 \ cdot T (n) = n (n + 1) = > T (n) = \ frac {n (n + 1)} {2} $

Driehoeksgetallen schikken zichzelf toevallig in een eenvoudig patroon van een rekenkundige opeenvolging van opeenvolgende getallen.

Gauss dacht hier algebraïsch over na. We crediteren Gauss met dit verhaal, maar er is geen reden voor. Ik zou zeggen dat we naar het verhaal kijken vanuit de POV van een 'slimme jongen' die wel of niet op de hoogte was van de Griekse geschiedenis van cijfers, maar in staat was 'achterover te leunen en na te denken' in plaats van het probleem met brute kracht aan te pakken mode.

(Kanttekening: de formule voor de som van de kwadraten kostte wat werk en is niet echt meteen duidelijk. Ik geloof dat Archimedes het met succes heeft afgeleid.)

'Deze formule was echter ook goed bekend in het oude Griekenland. Pythagoreërs hadden de gewoonte om getallen te' visualiseren 'door schijven / stenen in bepaalde patronen te rangschikken.' Heeft u hier een bron voor? Zo niet, dan is dit bericht bijna volledig slechts een * uitleg * van de som in deze anekdote, en geen antwoord op de oorspronkelijke vraag.
Voor wat het waard is, in mijn eigen ervaring, terug in de zielige pre-internet dagen, toen we alleen maar moesten spelen met stokken, modder, rotsen en wiskunde, op een zeer wiskundig-naïef punt in mijn leven, raakte ik op sommige van deze formules, inderdaad door geometrische vormen te manipuleren, zoals ik me kan voorstellen dat veel (geïnteresseerde / verveelde) mensen dat al duizenden jaren hadden gedaan.
@BrendanW.Sullivan - Ik zal mijn best doen om een ​​referentie te vinden. Ik leerde dit door de geschiedenis van de wiskunde te doorlopen. Ik kan me gewoon niet herinneren waar uit mijn hoofd. Zal het toevoegen zodra ik het heb gevonden. FWIW, zelfs zonder verwijzing, had dit bewijs voor hen gemakkelijk moeten "zien". Ik geloof dat Archimedes hiernaar verwijst bij het zoeken naar de formule voor de som van de kwadraten. Maar hoe dan ook, ik zal de bron moeten vinden.


Deze Q&A is automatisch vertaald vanuit de Engelse taal.De originele inhoud is beschikbaar op stackexchange, waarvoor we bedanken voor de cc by-sa 3.0-licentie waaronder het wordt gedistribueerd.
Loading...