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| Fortsetzung vom rechten Rand |
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Und man konnte eine Aufgabe in Angriff nehmen, die solche nicht-ganzzahligen
Teiler sucht. Man unterstellt hier die Existenz von etwas, dass
wir heute rationale Zahlen nennen. Und das macht diese Aufgabe so
bedeutsam. Besonders wenn man bedenkt, dass man in Europa erst Jahrtausende
später begann damit zu rechnen.
Ahmes nimmt an, der Haufen besteht aus 7 gleich großen Teilen.
Dafür steht im Text:
7/1 und 1/7
In heutiger Schreibweise bedeutet das
y = 7x
x = (1/7)y
Nun fordert die Aufgabe, dass zu den 7 Teilen ein
weiterer ebenso großer Teil hinzugefügt werden soll.
7x + 1x = 8x
8x = 19
x = 19/8
Eine solche Division stellte für Ahmes keine
Schwierigkeit dar. Die Ägypter hatten ein raffiniertes Schema
für die Division erfunden, das nur mit Verdoppeln und Halbieren
auskam.
In der rechten Spalte wird der Divisor 8 schrittweise
verdoppelt, und zwar so lange, bis die nächste Verdoppelung
größer als der Dividend 19 wäre. In der linken Spalte
wird angefangen mit 1 einfach verdoppelt. Wenn rechts die größte
Zahl erreicht ist, wird der Divisor 8 einfach schrittweise halbiert
bis die 1 erreicht ist. Entsprechend wird links die 1 fortwährend
halbiert.
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| 1 |
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8
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verdoppeln |
| 2 |
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16
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| 1/2 |
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4
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halbieren |
| 1/4 |
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2
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| 1/8 |
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1
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Nun zählt man rechts alle Zahlen zusammen,
die insgesamt 19 ergeben, also 16 + 2 + 1. Dem entsprechend zählt
man links alle Zahlen und Brüche zusammen, also 2 + 1/4 + 1/8.
Und das ist das Ergebnis der Division.
2 + 1/4 + 1/8 = 2 3/8
16 + 2 + 1 = 19
2 3/8 ist der 8. Teil von 19. Nimmt man einen
Teil davon weg, bleiben 7 Teile übrig, und das entspricht dem
ganzen Haufen. Also muss man 2 3/8 mal 7 nehmen und erhält
den Haufen.
2 3/8 * 7 = 16 5/8
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Mathe-Geschichte(n) mit Spaß
lernen
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Wie die alten Ägypter
rechneten
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Wenn Du dieses hier liest hast Du sicherlich
schon die Seite über alte ägyptische
Zahlen gelesen. Hier noch einmal zur Erinnerung
die Tabelle mit den Zahlen-Hieroglyphen.
Zahlen wurden durch Gruppierung bzw. Anordnung
geschrieben, siehe auch die unten stehenden
Beispiele.
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Die Schreibweise
der Hieroglyphen hat sich natürlich im Laufe
von 2 Jahrtausenden etwas gewandelt. Außerdem
sehen sie jeweils etwas anders aus, je nachdem
ob sie von links nach rechts oder von rechts nach
links geschrieben werden. Unten siehst Du eine
Abbildung mit alternativen Schreibweisen. |
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Addiert wird durch Neugruppierung der
Hieroglyphen. Hier ist ein Beispiel. Beachte, dass beim
Ergebnis für die 11 Einer-Hieroglyphen 1 Zehner-Hieroglyphe
und 1 Einer-Hieroglyphe geschrieben wird. |
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Wie aber haben die alten Ägypter multipliziert
oder dividiert? Ich will Dir hier ihre Methoden vorstellen,
aber sage nicht es sei mühsam. Bedenke sie hatten
nicht unsere Zahlenschreibweise. Damit es für
Dich besser durchschaubar ist verwende ich aber unsere
Schreibweise. Wie also haben sie z.B. 47 x 24 gerechnet
?
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x
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Du
legst 2 Spalten an. In die 1. Spalte schreibst
Du 47 und in die 2. Spalte 1. Jetzt musst
Du nur noch von Zeile zu Zeile verdoppeln. |
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| Jetzt setzt Du den Faktor
24 aus den Zahlen der 2. Spalte zusammen
z.B. 8+16=24 |
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24
47 x 24
47 x 24
47 x 24
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=
=
=
=
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16
+ 8
47 x (16 + 8)
752 + 376
1128 |
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Als nächstes will ich Dir die ägyptische
Divisionsmethode zeigen und zwar an der Division 329
: 12. |
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:
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Auch
hier legst Du 2 Spalten an. In die 1.
Spalte schreibst Du den Divisor 12 und
in die 2. Spalte 1. Jetzt musst Du nur
noch von Zeile zu Zeile verdoppeln und
zwar so lange bis die Zahl in der 1. Spalte
größer ist als der Dividend
329. |
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| Jetzt stellst Du folgende
Staffelrechnung an: |
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329
-192
137
-96
41
-24
17
-12
5
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also gilt: 329 = 16 x 12
+ 8 x 12 + 2 x 12 + 1 x 12 + 5 = (16 + 8 + 2 +1) x
12 + 5
demnach ist: 329 : 12 = 27 5/12 = 27 + 1/3 + 1/12
Wir erinnern uns, die alten Ägypter kannten
fast nur Stammbrüche. Aber auf jeden Fall kannten
sie offensichtlich das Distributivgesetz.
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Wir erinnern uns
daran, wie die Ägypter ihre Bruchzahlen schrieben.
Sie setzten über die Zahlen-Hieroglyphe für
den Nenner die Hieroglyphe für "Mund",
also ein Oval. Und sie kannten bis auf die beiden
Ausnahmen 2/3 und 3/4 nur Stammbrüche. Alle
anderen Brüche wandelten sie in Stammbrüche
um. Wenn man ihre Schreibweise in unsere Schreibweise
überträgt, würde es vielleicht
so aussehen: |
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und noch ein Beispiel
für die Umwandlung in Stammbrüche |
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Wie Du sicherlich weißt, ist die
Umwandlung eines Bruches in eine Summe von Stammbrüchen
nicht eindeutig, d.h. Du hast da meistens immer mehrere
Möglichkeiten. |
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1/p |
+ |
1/q |
+ |
1/r+ |
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| 5 |
3 |
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15 |
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| 7 |
4 |
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28 |
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| 9 |
6 |
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18 |
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| 11 |
6 |
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66 |
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| 13 |
8 |
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52 |
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104 |
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| 15 |
10 |
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30 |
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Die Ägypter
bevorzugten nun bestimmte Stammbrüche für
die Zerlegung. Die genaue Formel, die sie für
die Zerlegung eines Bruches in eine Summe von
Stammbrüchen verwendet haben, ist aber noch
unbekannt. Auf alle Fälle benutzten sie aber
Tabellen wie die nebenstehende Tabelle (natürlich
mit Hieroglyphen geschrieben). Diese Tabelle stammt
von Ahmes, der den Rhind-Papyrus geschrieben hat
(siehe Rand). Auf alle Fälle steht fest,
dass die Ägypter die allgemeinen Regeln des
Bruchrechnens beherrschten. |
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Diese Seite wurde zuletzt am
Mittwoch 16 September, 2009 20:18
geändert.
© 2002 Wolfgang Appell
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Der Rhind Papyrus
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Viel von der Mathematik der Alten Ägypter zur Zeit der Pyramiden
kennen wir aus zwei ausgegrabenen Papyrus-Rollen, dem Papyrus RHIND
und den Papyrus MOSKAU. Der Papyrus MOSKAU heißt nach seinem
Aufbewahrungsort, dem Museum der Schönen Künste in Moskau.
Der Papyrus RHIND wurde 1858 von dem Ägyptologen Alexander
Henry Rhind in Theben ausgegraben. Der Papyrus wurde von dem Schreiber
Ahmes bzw. Ahmose angefertigt. Ahmes lebte etwa 1680 v.Chr. bis
1620 v.Chr. und er bestätigt selbst, dass er nicht der Autor
ist, sondern es sich um eine Kopie eines ca. 200 Jahre älteren
Papyrus handelt.
Der Papyrus ist in hieratischer Schrift geschrieben und die Rolle
war ursprünglich 5,40 m lang und 32 cm breit. Er hat sogar
einen richtigen Buchtitel:
"Genaues Rechnen. Einführung in die Kenntnis aller existierenden
Gegenstände und aller dunklen Geheimnisse"
Der Papyrus RHIND enthält 84 Aufgaben sowie eine Tafel der
Divisionen 2 : n. Viele der Aufgaben sind Verteilungs-Aufgaben,
z.B. über die Verteilung von Broten. Aber es finden sich auch
sehr viele geometrische Aufgaben z.B. Flächenberechnungen von
Dreiecken, Kreisen und Rechtecken. Natürlich gibt es auch Aufgaben
zu Pyramiden. Die Rechenkunst war im Alten Ägypten unentbehrlich
für die Verwaltung des Reiches und hatte einen hohen praktischen
Nutzen.
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| Aufgabe 24 im Papyrus RHIND |
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Die Aufgabe 24 ist eine sogenannte "HAU"-Rechnung. Mit
HAU wird etwas bezeichnet, das man wörtlich mit "Haufen"
übersetzt und im mathematischen Sinn eine unbekannte Größe
oder Menge darstellt. Die Aufgabe lautet:
Ein Haufen und sein Siebtel sind 19
Diese Aufgabe steht stellvertretend für eines der Grundprobleme
in der Mathematik. Wie kann aus gegebenen bekannten Größen
auf gesuchte unbekannte Größen geschlossen werden? Man
errechnet exakte Zahlen aus Größen, deren genaue Beschaffenheit
man nicht kennt.
Auch wenn Ahmes die genaue Größe des Haufens nicht kennt,
nimmt er an, dass er aus 7 gleich großen Teilen besteht. Das
ist sozusagen die erste Idee zur Lösung der Aufgabe. Mit welchem
Recht nimmt er 7 Teile an?
Der Haufen ist nicht nur ein "Ganzes", sondern auch ein
"Vieles". Jedes Ganze, das nicht elementar ist, ist aus
Teilen zusammengesetzt. Man kann also zwar willkürlich aber
zulässig annehmen, dass dieses Ganze aus 7 Teilen besteht.
Das ist eine Art Hypothese, die natürlich bewiesen werden muss.
Es ist übrigens nicht die Rede davon, dass es sich um 7 ganzzahlige
Teile handelt. Und diese Tatsache unterstreicht ebenfalls das hohe
geistige Niveau der ägyptischen Rechenkunst. Wer solche Aufgaben
überhaupt stellt, der muss eine Vorstellung von der inneren
Struktur der Welt haben und davon, dass es sozusagen Einzelteile
dieser Welt gibt.
Warum nimmt Ahmes als Summe die 19, wo er doch z.B. mit 28 viel
einfacher hätte rechnen können? Wahrscheinlich gerade
um zu zeigen, dass er das ausrechnen kann. Natürlich wusste
man im Alten Ägypten, dass eine Primzahl wie die 19 keine Teiler
hat. Aber offenbar wusste man auch, dass eine Primzahl lediglich
keine ganzzahligen Teiler hat.
Fortsetzung am linken Rand !
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