Grundlegende Beweistechniken
In der Mathematik beweisen wir Aussagen. Aber wie führt man einen Beweis? Es gibt verschiedene Beweistechniken, die immer wieder verwendet werden. Hier lernen wir die wichtigsten kennen.
Direkter Beweis
Ein direkter Beweis für "" geht so:
1. Nimm an, dass A wahr ist
2. Leite durch logische Schritte B ab
3. Schließe: Also gilt
Beispiel: Beweise "Wenn gerade ist, dann ist gerade."
Sei gerade. Dann gibt es ein mit .
Also: .
Das ist ein Vielfaches von 2, also gerade.
Beweis durch Kontraposition
Die Kontraposition nutzt: ist äquivalent zu .
Beispiel: Beweise "Wenn gerade ist, dann ist gerade."
Stattdessen zeigen wir: "Wenn ungerade ist, dann ist ungerade."
Sei ungerade, also .
Dann:
Das ist ungerade (Rest 1 bei Division durch 2).
Widerspruchsbeweis
Ein Widerspruchsbeweis zeigt:
1. Nimm das Gegenteil der Behauptung an
2. Leite daraus einen Widerspruch ab
3. Schließe: Also muss die ursprüngliche Behauptung wahr sein
Beispiel: Beweise " ist irrational."
Angenommen, wäre rational, also (gekürzt).
Dann , also .
Also ist gerade, also gerade, also ...
...und schließlich: und sind beide gerade – Widerspruch zur gekürzten Form!
Zusammenfassung
Direkter Beweis: Aus der Voraussetzung die Behauptung ableiten
Kontraposition: durch zeigen
Widerspruchsbeweis: Gegenteil annehmen, Widerspruch ableiten
Übungen
Welche Beweistechnik ist für "Es gibt keine größte Primzahl" am besten geeignet?