Z
Jeder mit einem Begriff verbundene (fettgedruckte) Hyperlink führt in ein Kapitel der Mathematischen Hintergründe.
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Begriffe haben noch keine Eintragung.
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L
M
N
O
P
Q
R
S
T
U
V
W
X
Y
Z
Z
Zahlen
In der Mathematik werden verschiedene
Zahlensysteme
betrachtet. Manche dieser Systeme - wiewohl nicht alle Details - sind uns intuitiv leicht zugänglich, weil sie Zahlen betreffen, mit denen wir zählen, mit deren Hilfe wir ''Beträge'' und ''Meßgrößen'' angeben, und die wir geometrisch deuten können. Siehe
natürliche
,
ganze
,
rationale
,
reelle
,
irrationale
Zahlen und
Dezimaldarstellung
.
Andere Zahlensysteme genügen formal denselben Rechenregeln (siehe
Addition
,
Multiplikation
und
Distributivgesetz
), sind unserer Vorstellung aber schlechter zugänglich. Dennoch haben sie viele nützliche Anwendungen. Siehe
komplexe
Zahlen und
Restklassen
.
Zahlengerade
Eine geometrische Veranschaulichung der Menge der
reellen Zahlen
: Man nehme eine Gerade, zeichne zwei Punkte darauf ein und bezeichne sie mit 0 und 1 (siehe untenstehendes Diagramm)! Dann kann jede reelle Zahl als Punkt auf der Geraden dargestellt werden (positive Zahlen als Punkte rechts von 0 und negative Zahlen als Punkte links von 0).
Die
Ordnung der reellen Zahlen
findet sich als lineare Ordnung auf der Geraden wieder: So ist z.B.
x
<
y
, wenn
x
links von
y
liegt.
Viele Eigenschaften der reellen Zahlen werden intuitiv klar, wenn man sich die Menge
R
einfach als Zahlengerade vorstellt. So ist z.B. die Aussage, die reellen Zahlen stellen eine ''eindimensionale'' Menge dar, unmittelbar einleuchtend.
Eine (''zweidimensionale'') Verallgemeinerung der Zahlengerade bildet die
Zeichenebene
.
Zahlenpaare, Zahlentripel und
n
-Tupel
Ein (geordnetes)
Zahlenpaar
besteht aus zwei Zahlen, einer ersten und einer zweiten. Es wird entweder als (
x
,
y
) oder in der
Vektor
-Schreibweise
æ
ç
è
x
y
ö
÷
ø
angegeben und als
ein
mathematisches Objekt behandelt (siehe
geordnetes Paar
). Die Zahlen
x
und
y
heißen
Komponenten
.
Die Menge aller Paare aus reellen Zahlen wird als
R
2
bezeichnet und geometrisch als Ebene (
Zeichenebene
) gedeutet, in ähnlicher Weise wie die Interpretation von
R
als
Zahlengerade
. Auch die
komplexen Zahlen
bilden eine Ebene, die so beschrieben wird.
Analog können
Zahlentripel
(
x
,
y
,
z
) und, ganz allgemein,
n
-Tupel
(
x
1
,
x
2
, ...
x
n
), wobei
n
Î
N
, betrachtet werden (die sich natürlich auch in der Vektor-Schreibweise
æ
ç
ç
ç
ç
è
x
y
z
ö
÷
÷
÷
÷
ø
bzw.
æ
ç
ç
ç
ç
è
x
1
:
x
n
ö
÷
÷
÷
÷
ø
darstellen lassen).
Die Menge aller reellen Zahlentripel heißt
R
3
und wird geometrisch als
dreidimensionaler Raum
gedeutet. Ganz allgemein wird die Menge aller reellen
n
-Tupel als
R
n
bezeichnet und stellt einen
n
-dimensionalen Raum dar. Mathematisch gesehen, eröffnen diese Objekte die Möglichkeit, Räume beliebiger Dimension zu definieren. Eine ''Vorstellung'' im bildlichen Sinn ist dazu gar nicht notwendig!
Siehe auch
kartesisches Produkt
.
Zähler
Siehe
Bruch
.
Zehner-Logarithmus
auch
dekadischer Logarithmus
genannt, ist der
Logarithmus
zur Basis 10 und wird meist mit dem Symbol lg bezeichnet. Grob gesprochen, drückt er die "Anzahl der Dezimalstellen" aus. So gilt beispielsweise die Beziehung
10
log 1500 = 3.17609... deshalb, weil die Zahl 1500 als "Zehnerpotenz" 10
3.17609...
darstellbar ist. Siehe auch
Umrechnen von Basen für Potenzen und Logarithmen
.
Zeichenebene
wird eine mathematische Ebene genannt, wenn wir sie uns behelfsmäßig als Blatt Papier vorstellen wollen. Wenn auf ihr ein
kartesisches Koordinatensystem
gewählt wird, ist die Position eines Punktes durch zwei reelle Zahlen
x
und
y
(die Koordinaten) eindeutig festgelegt. Dadurch lassen sich Punkte mit
Zahlenpaaren
identifizieren. Jedem Punkt der Ebene entspricht genau ein Zahlenpaar, und jedem Zahlenpaar entspricht genau ein Punkt der Ebene:
P
«
(
x
,
y
)
Die Zeichenebene kann daher als die
Menge aller reellen Zahlenpaare
angesehen werden. Diese ist aber nichts anderes als das
kartesische Produkt
der Menge
R
der reellen Zahlen mit sich selbst und wird mit
R
2
bezeichnet:
R
2
=
R
×
R
. Die beiden Kopien von
R
kann man den beiden
Koordinaten-Achsen
zuordnen: Jedes Element der Menge
R
2
ist ein Paar
(
x
,
y
)
. Die beiden darin vorkommenden Zahlen sind genau die Koordinaten des Punktes, der dem Zahlenpaar entspricht.
Jede der beiden Achsen kann übrigens als
Zahlengerade
aufgefaßt werden, wodurch die Ebene als das (kartesische) Produkt der Zahlengerade mit sich selbst interpretiert werden kann.
Auf diese Weise ist man von einem eindimensionalen Raum (der Menge
R
= der Zahlengeraden = einer Linie) zu einem zweidimensionalen Raum (der Ebene) gelangt. Man kann das durchaus als
Definition der Ebene
betrachten: Ausgehend von der Menge der reellen Zahlen wird die Ebene als eine rein mathematische Konstruktion aus dieser gewonnen! Wenn man die Dinge so sieht, ist die geometrische Vorstellung "nur" mehr
nützlich
, aber nicht mehr
notwendig
. Auf analoge Weise lässt sich zu höherdimensionalen Räumen weiterschreiten.
Auf der Zeichenebene können auch andere
Koordinatensysteme
nützliche Dienste leisten. Aufgrund der oben beschriebenen Konstruktion hat aber das kartesische Koordinatensystem, das im größten Teil der Schulmathematik verwendet wird, eine bevorzugte ("natürliche") Stellung.
Zeigerdiagramme
sind bequeme Hilfsmittel, um Eigenschaften der
Winkelfunktionen
(insbesondere deren Vorzeichen für Winkel, die kleiner als 0° oder größer als 90°) und ihre Beziehungen untereinander geometrisch darzustellen.
Zerfallskonstante
Siehe
exponentielle Abnahme
.
Zerfall(sprozess), exponentieller
Siehe
exponentielle Abnahme
.
Zerfallsrate
Siehe
exponentielle Abnahme
.
Zielfunktion
Siehe
Extremwertaufgabe
.
Zunahme, exponentielle
Siehe
exponentielles Wachstum
.
Zuordnung
Siehe
Funktion
.
Zusammenstellung
der wichtigsten Symbole der
Mengenlehre
:
Î
ist Element von
|
für die gilt
Ç
Durchschnittsmenge
È
Vereinigungsmenge
Í
ist Teilmenge von
Ê
ist Obermenge von
\
Komplementärmenge
$
es existiert ein
"
für alle, für jedes
Zweidimensionaler Raum
Siehe
Zeichenebene
.
Zweier-Logarithmus
auch
dyadischer Logarithmus
genannt, ist der
Logarithmus
zur Basis 2 und wird manchmal mit dem Symbol ld (
logarithmus dualis
) bezeichnet. Seine Verwendung ist vor allem dann angebracht, wenn es um den Begriff der
Information
geht. Siehe auch
Umrechnen von Basen für Potenzen und Logarithmen
.
Zweite Ableitung
Die zweite Ableitung einer
reellen Funktion
f
ist die
Ableitung
der Ableitung von
f
und wird mit dem Symbol
f
''
bezeichnet. Siehe auch
höhere Ableitungen
.
Zweite Mediane
Siehe
Mediane
.
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