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4.1 Die reellen Zahlen

Die reellen Zahlen

  1. Die reellen Zahlen sind ein Körper K.
  2. Die reellen Zahlen sind kleinster angeordneter Körper für die gilt:
  • Aus a<b und b<c folgt a<c.
  • Aus a<b folgt a+c<b+c.
  • Aus a<b und c>0 folgt ac<bc.
  1. Die reellen Zahlen sind ordnungsvollständig, d. h. jede nichtleere, nach oben beschränkte Teilmenge von R besitzt ein Supremum in R.

Vollständigkeitsaxiom

Jede nichtleere Teilmenge, die eine obere Schranke besitz, hat ein Supremum

Die Betragsfunktion

Die Betragsfunktion ist eine Abbildung ||:RR,
die jedem reellen x seinen »Abstand« zur Null zuordnet:

|x|:={x,falls x0,x,falls x<0.
Typische Rechenregeln, die man sich merken sollte
  • für alle xR:
    1. |x|0.
    2. |x|=0x=0.
    3. |x|=|x|.
    4. |xy|=|x||y|.
    5. |x+y||x|+|y| (Dreiecksungleichung).

Intervalle und Halbstrahlen

Um Teilmengen der reellen Zahlen präzise zu beschreiben, nutzt man folgende Intervalle:

  • Offenes Intervall (a,b): (a,b)={xR:a<x<b}.
  • Abgeschlossenes Intervall [a,b]: [a,b]={xR:axb}.
  • Halboffene Intervalle (a,b] oder [a,b), je nachdem welche Seite offen bzw. abgeschlossen ist.

Halbstrahlen:

  • [a,), (a,)
  • (,b], (,b)

Häufig definiert man spezielle Teilmengen der reellen Zahlen:

  • R+={xR:x0}, also die nichtnegativen reellen Zahlen (inklusive 0).
  • R={xR:x0}, also die nichtpositiven reellen Zahlen (inklusive 0).

Manchmal trifft man auch auf die strikte Variante R>0 bzw. R<0, die dann tatsächlich nur die positiven bzw. negativen Zahlen enthält.