Beim ersten Lesen der Auflösung von Frage zwei (Zahlenreihe) bin ich über den Begriff „Vierecke“ gestolpert. Richtig wäre hier „Quadrate“, denn nur für Quadrate macht die Zahlenreihe Sinn.
Die Zeichnung illustriert sehr schön, was gemeint ist.
Allerdings enthält die mathematischen Erläuterung offensichtliche Fehler:
Es handelt sich dabei um alle Zahlen, die entweder eine
exakte Quadratzahl oder das Doppelte einer Quadratzahl sind (Formel: n² oder
2n², wobei n eine ganze Zahl ist).
Diese Aussage ist falsch.
Quadratzahlen sind: 1, 4, 9, 16, 25… Weder 9 noch 25 sind aber Teil der gesuchten Zahlenfolge.
Doppelte Quadratzahlen sind: 2, 8, 18, 32, 50…
Das passt. Allerdings fehlen dann 4, 16, 36…
Tatsächlich sind das die vierfachen Quadratzahlen.
Die richtige Definition wäre also: "Zweifache und vierfache Quadratzahlen" oder "Gerade Quadratzahlen und doppelte Quadratzahlen".
Eine sehr anschauliche Herleitung ist:
• Jedes Quadrat lässt sich in kleinere Quadrate unterteilen: also in 1, 2x2, 3x3 usw. Das heißt, die Zahl der kleinen Quadrate in einem größeren ist immer eine Quadratzahl.
• Jedes der kleinsten Quadrate besteht entweder aus 2 oder aus vier rechtwinklig-gleichschenkligen Dreiecken.
• Demnach besteht die gesuchte Folge aus allen doppelten und allen vierfachen Quadratzahlen.
In der Skizze gibt es die gerade liegenden Quadrate, deren Dreiecksanzahlen den doppelten Quadratzahlen entspricht. Und es gibt die um 45° geneigten Quadrate, deren Dreiecksanzahlen den vierfachen Quadratzahlen entspricht.
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