Internet Publikation für
Allgemeine und Integrative Psychotherapie
(ISSN 1430-6972)
IP-GIPTDAS=02.11.2015
Internet Erstausgabe, letzte Änderung: 27.11.15
Impressum:
Diplom-Psychologe Dr. phil. Rudolf Sponsel Stubenlohstr. 20
D-91052 Erlangen
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Zitierung
& Copyright
Anfang_
Die
Sprache der Mathematik am Beispiel Kommutativität_
Rel.
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iec-verlag___ _Wichtige
Hinweise zu Links und Empfehlungen
Willkommen in unserer Internet-Publikation
für Allgemeine und Integrative Psychotherapie, Abteilung Wissenschaft,
Bereich Mathematik und hier speziell zum Thema:
Die Sprache der Mathematik
Am Beispiel Kommutativität
aus der Sicht eines mathematisch interessierten Laien
Hilfsbegriffe Metamathematik - Die Sprache der Mathematik.
von Rudolf Sponsel, Erlangen
Zusammenfassung: Die allgemeine
Idee der Kommutativität ist einfach erklärt: bei einer Operation
dürfen die Operanden vertauscht werden, ohne dass das Ergebnis verändert
wird. Die Operation ist invariant gegenüber der Reihenfolge der Ausführung.
Ob Operationen kommutativ sind, ist nicht selbstverständlich und muss
im jeweiligen Betrachtungsfall besonders untersucht, begründet, gezeigt
oder vorausgesetzt werden.
Kommutativität kann nun in sehr verschiedenen
Bedeutungen, z.B. als Bedingung, Rechenregel, Axiom, Definition, Gesetz,
Eigenschaft, Voraussetzung, Erklärung u.a.m. gebraucht werden. Sind
diese verschiedenen Verwendungen allesamt in Ordnung? Um die Verwendungsweisen
zu belegen und zu klären wird auf dieser Seite nun Material rund um
den Begriff Kommutativität aus verschiedenen mathematischen Quellen
zusammengetragen. Die Zielmarken bzw. Links zu den Fundstellen werden zur
leichteren Bezugnahme der Reihe nach mit Bxx (B:=Beleg ) gekennzeichnet
(unsystematische Anordnung nach Nachschlagen).
Ergebnisse
der Auswertung im einzelnen
B01-01 Unklarer
Status, insbesondere "ist".
B01-02 Notwendige
Bedingung.
B01-03 Satz
B01-04 Rechenregel
B02 .... Unklarer
Status, insbesondere "ist".
B03 .... Definition
B04 .... Definition
B05 .... Eigenschaft
B06 .... Eigenschaft
B07 .... Eigenschaft
B08 .... Bedingung
an eine Mengenverknüpfung, Definition
B09-01 Kommutatives
Gesetz (Addition)
B09-02 Kommutatives
Gesetz (Arithmetik)
B09-03 Kommutatives
Gesetz (allgemein)
B10-01 Axiom (Gruppe)?
B10-02 5. Axiom
(Abelsche Gruppe)
B11-01 Eigenschaftsaspekt
[Ausdruck Kommutatives Gesetz nicht gefunden]
B11-02 Kommutativität
als Verbandsaxiom
B11-03 Definition
(kommutatives Diagramm)
B11-04 Definition
kommutativ für abelsche Gruppe.
B11-05 Bedingung,
Eigenschaft und Definition.
B11-06 Kommutatives
Gesetz und Satz.
Anmerkung
Helmholtz (1887).
B01 Kommutativität im Fischer Lexikon Mathematik
1 (S. 16, S. 92, S. 249, S. 311)
B01-1 Fundstelle: S. 16 Unter dem Stichwort
"Algebra" wird ausgeführt, dass bei endlich erzeugten abelschen Gruppen
die Verknüpfung kommutativ "ist".
Anmerkung S. 16 Es bleibt hier offen, was die Kommutativität
hier für einen Status
hat.
B01-2 Fundstelle: S. 92 Unter dem Stichwort
Gleichungen (fett kursiv RS) "... Dieser so selbstverständlich scheinende
Sachverhalt beruht aber wesentlich auf der Kommutativität
von K, d. h. auf der für beliebige a, b € K stets gültigen
Beziehung b • a == a • b. Das eingangs angeführte Beispiel einer algebraischen
Gleichung [RS S.79: x^5+x^4-x^3-x^2-2x-2], die im System der Quaternionen
unendlich viele Lösungen besitzt, zeigt, daß für die Gültigkeit
dieses Satzes die Kommutativität von K notwendig ist:
die Quaternionen bilden nämlich einen Schiefkörper, in dem also
die Beziehung b • a = a • b nicht ausnahmslos richtig ist, während
die übrigen Rechenregeln, die für Körper charakteristisch
sind, bestehen."
Anmerkung S. 92 Die Kommutativität scheint
hier den Status einer notwendigen Bedingung
zu haben.
B01-3 Fundstelle: S. 249 Stichwort Mengen, Abbildungen,
Strukturen: Hier wird von Rechenregeln gesprochen, die sich beweisen lassen:
Anmerkung S. 249 Damit wird hier die Kommutativitätsregel
zum Satz, weil beweisbar.
B01-4 Fundstelle: S. 311 Unter dem
Stichwort "Zahlen". Auch hier wird von Rechenregeln
gesprochen:
Anmerkung: Das Kommutativgesetz wird durch Angabe
der Rechenregeln erklärt
mit dem
ausdrücklichen Zusatz der Nicht-Trivialität.
Interessant ist der entwicklungspsychologische Hinweis.
B02 Kommutativ im Kleinen Duden der Mathematik
nach Engesser (1986)
Fundstelle S. 237: "kommutativ, svw. vertauschbar; bezeichnet
auch Verknüpfungen, bei denen das Ergebnis unabhängig von der
Reihenfolge der verknüpften Elemente ist. Addition und Multiplikation
von Zahlen sind kommutative Verknüpfungen; Subtraktion und Division
sind nicht kommutativ.
Ist eine Verknüpfung kommutativ, so sagt man, sie erfüllt
das Kommutativgesetz. Z. B. lautet das Kommutativgesetz der Multiplikation:
Für alle Zahlen a, b gilt a • b = b • a. Ein Verknüpfungsgebilde
mit einer kommutativen Verknüpfung bezeichnet man auch als kommutatives
Verknüpfungsgebilde.
Kommutativgesetz > kommutativ."
Anmerkung: Unklarer Status, insbesondere "ist... erfüllt", darüber
hinaus aber eine Erklärung für den Ausdruck "Kommutativgesetz".
B03 Mathematisches Woerterbuch von Naas
& Schmid (1972)
"Kommutativ > Algebraische Verknüpfung", darin:
Anmerkung: Hier handelt es, wie das "heißt"
nahelegt, um eine Definition.
B04 abc fachlexikon mathematik nach Gellert
et al. (1978)
Anmerkung: Hier handelt es, wie das "heißt"
nahelegt, um eine Definition.
B05 Kommutativ als Eigenschaft bei Felix (1963)
S. 42: "II. Eigenschaften
Erste Frage: Ist die Operation kommutativ, d.h. ist die
Reihenfolge der Elemente beliebig?"
Anmerkung: Hier handelt es sich, wie die Überschrift
"II. Eigenschaften" nahelegt, um eine Eigenschaft.
B06 Duden Rechnen und Mathematik 1994, S. 324
Anmerkung: Hiernach handelt
es sich ganz klar um eine bedingte Eigenschaft.
Beispiele in W.
B07 Kommutativität als Eigenschaft eines
Verbandes
B08 Lexikon der Mathematik, Spektrum Walz
(2001f, Red.), Bd. 3, S. 143
Anmerkung: Hier für das Kommutativgesetz
von einer Bedingung an eine Mengenverknüpfung
gesprochen und erklärt, was unter dem Kommunikationsgesetz in einer
Mengenverknüpfung zu verstehen ist, was man unter der Efüllung
des des Kommutativgesetzes zu verstehen hat (Definition).
B09 Kommutatives Gesetz im Schüler-Rechenduden
(1966) S. 117 [nicht 116], 127, 274.
B09-1 Fundstelle S. 117 (Addition):
"Man kann die Summanden vertauschen (kommutatives Gesetz):
Anmerkung: Hier ist durchweg vom kommutativen Gesetz
die Rede. Zur Literaturangabe "L 9":
v. Mangoldt-Knopp, Einführung in die höhere
Mathematik, Verl. S. Hirzel, Leipzig, 1963.
B10 Kommutativitätsgesetz und Kommutativität
bei Athen & Bruhn (1974) (Register S499):
Fundstellen Kommutativitätsgesetz 35-36, 58, 71, 73, 84, 87, 91,
94, 104-105, 111, 113, 121, 161, 301, 305
Fundstellen Kommutativität 58, 224, [RS: 227], 234
B10-1 Fundstelle S. 58: "Beispiel:
Das Axiomensystem der Gruppe ist nicht vollständig, denn es kann weder
die Aussage der Kommutativität noch die Aussage der Nichtkommutativität
aus ihm hergeleitet werden. Es gibt Modelle für Gruppen, in denen
das Kommutativgesetz gilt, und solche, in denen das Kommutativgesetz nicht
gilt."
Anmerkung: Aus diesem Zitat kann sich der Eindruck ergeben, als fehlte
für die Vollständigkeit der Gruppenaxiome ein Axiom
der Kommutativität.
B10-2 Fundstelle S. 227:
Anmerkung: Für die abelsche Gruppe ist Kommutativität offenbar
das 5. Axiom.
B11 dtv-Atlas der Mathematik
Bd. 1 (Reinhardt & Soeder) (Register S. 261):
Fundstellen kommutativ 39, 41 kommutatives Diagramm 33 — Gesetz 25,
[RS: auch S. 26: Verbandsaxiome], 53.
B11-01 Fundstelle S. 25 Kommutatives
Gesetz
Anmerkung: Auf der Seite 25 konnte ich den Ausdruck "Kommutatives Gesetz"
nicht finden, wohl aber Ausführungen zur Kommutativität im Hinblick
auf Mengenverknüpfungen, wobei hier der Eigenschaftsaspekt
betont wird.
B11-02 Fundstelle S. 26 Kommutativität
als Verbandsaxiom
Anmerkung: Hier ist Kommutativität offenbar ein Axiom.
B11-03 Fundstelle S. 33 kommutatives
Diagramm
B11-04 Fundstelle S. 39 kommutativ
Anmerkung: Definition, wie aus "heißt"
hervorgeht.
B11-06 Fundstelle S. 52, 53 Kommutatives
Gesetz
Geltung der Kommutativgesetze
S. 52: Rechengesetze im Halbring der natürlichen Zahlen: n +
m
=
m
+
n,
nm = mn.
Beweis S. 53, damit Satz.
Literatur (Auswahl)
-
Behnke,
H.; Remmert, R.; Steiner, H.G. & Tietz, H. (1964, Hrsg.). Mathematik
1. Frankfurt a.M.: Das Fischer Lexikon. [ISBN keine Angabe].
-
Beutelspacher,
Albrecht (1992) "Das ist o.B.d.A. trivial" Tips und Tricks zur Formulierung
mathematischer Gedanken. Braunschweig: Vieweg.
-
Bibliographisches
Institut Mannheim (1966) Schüler-Rechenduden. Ein Helfer für
Schulaufgaben. Gekürzte Ausgabe von MEYERS Großem Rechenduden
Bd. I. Mannheim: BI.
-
Engesser, Hermann
(1986). Der kleine Duden Mathematik. Mannheim: PI.
-
Engesser,
Hermann & Scheid, Harald (1994, 5.A.). Duden. Rechnen und Mathematik.
Das Lexikon für Schule und Praxis. Mannheim: Duden-Verlag.
-
Gellert, W.;
Kästner, H. & Neuber, S. (1978, Hrsg.). Fachlexikon ABC Mathematik.
Frankfurt: Deutsch. Kramer, Jürg
& Pippich, Anna-Maria von (2013) Von den natürlichen Zahlen zu
den Quaternionen. Basiswissen Zahlbereiche und Algebra. Wiesbaden: Springer.
-
Naas, J. &
Schmid, H.L. (1972-74, Hrsg.). Mathematisches Wörterbuch mit Einbeziehung
der theoretischen Physik Bd. I A-K, Bd. II. L-Z. Berlin und Leipzig:
Akademie und Teubner.
-
Reinhardt,
Fritz & Soeder, Heinrich (1982 f). dtv-Atlas zur Mathematik. 2 Bde.
München: dtv.
Links (Auswahl: beachte)
Glossar,
Anmerkungen und Fußnoten
1)
GIPT= General and
Integrative
Psychotherapy,
internationale Bezeichnung für Allgemeine und Integrative Psychotherapie.
__
Anmerkung: Helmholtz
(1887) spricht in Zählen und Messen, S.78, unter Berufung auf
Grassmanns Ausdehnungslehre (1878) von "Axiom III. Commutationsgesetz der
Addition".
__
Querverweise
Standort: Die Sprache der Mathematik am Beispiel
Kommutativität.
*
Hilfsbegriffe Metamathematik - Die Sprache der
Mathematik.
*
Überblick Arbeiten
zur Theorie, Definitionslehre, Methodologie, Meßproblematik, Statistik
und Wissenschaftstheorie besonders in Psychologie, Psychotherapie und Psychotherapieforschung.
*
*
Dienstleistungs-Info.
*
Zitierung
Sponsel, R. (DAS). Die
Sprache der Mathematik am Beispiel Kommutativität aus der Sicht
eines mathematisch interessierten Laien. Internet
Publikation für Allgemeine und Integrative Psychotherapie
IP-GIPT. Erlangen: https://www.sgipt.org/wisms/mathe/sprache/dsdm01.htm
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Mitteilung. Soweit es um (längere) Zitate aus ... geht,
sind die Rechte bei/m ... zu erkunden oder eine Erlaubnis einzuholen.
Ende_
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korrigiert: irsf 02.11.2015
Änderungen Kleinere
Änderungen werden nicht extra ausgewiesen; wird gelegentlich überarbeitet
und ergänzt.
02.11.15