Köln, Univ., Diss., 2002n. / Computerdatei im Fernzugriff.

Köln, Univ., Diss., 2002n. / Computerdatei im Fernzugriff.

Siegen, Universiẗat, Diss., 1999.

Köln, Universiẗat, Diss., 2002n.

Universiẗat, Diss., 2003--Jena.

The overall program "arborescent numbers" is to similarly perform the constructions from the natural numbers (N) to the positive fractional numbers (Q+) to positive real numbers (R+) beginning with (specific) binary trees instead of natural numbers. N can be regarded as the associative binary trees. The binary trees B and the left-commutative binary trees P allow the hassle-free definition of arbitrary high arithmetic operations (hyper ... hyperpowers). To construct the division trees the algebraic structure "coppice" is introduced which is a group with an addition over which the multiplication is right-distributive. Q+ is the initial associative coppice. The present work accomplishes one step in the program "arborescent numbers". That is the construction of the arborescent equivalent(s) of the positive fractional numbers. These equivalents are the "division binary trees" and the "fractional trees". A representation with decidable word problem for each of them is given. The set of functions f:R1->R1 generated from identity by taking powers is isomorphic to P and can be embedded into a coppice by taking inverses. / Baumartige Zahlen und höhere arithmetische Operationen Von Schülern und Laienmathematikern wird oft die Frage gestellt, warum nach den Operationen Addition (1. Stufe), Multiplikation (2. Stufe), Potenzieren (3. Stufe) keine Operationen der 4. oder höheren Stufen betrachtet werden. Jede Operation der nächsthöheren Stufe ist die Wiederholung der vorhergehenden Operation, z.B. n * x = x + x + ... + x x^n = x * x * ... * x Das offensichtliche Problem mit der Wiederholung des Potenzierens besteht darin, dass das Potenzieren nicht assoziativ ist und es somit mehrere Klammerungsmöglichkeiten für die Wiederholung dieser Operation gibt. Wählt man eine spezifische Klammerungsmöglichkeit aus, z.B. x^^n = (x^(x^(x^(......)))), gibt es jedoch wieder verschiedene Möglichkeiten, diese Operation auf rationale oder reelle n fortzusetzen. In der Tat kann man im Internet verschiedene solcher Fortsetzungen beschrieben finden und keine scheint besonders ausgezeichnet zu sein. Das ganze Dilemma der verschiedenen Klammerungen kann man jedoch überwinden, in dem man den Zahlenbereich abstrakter macht. So dass statt nur der Anzahl auch eine Klammerungsstruktur in einer Zahl kodiert wird. Die ganz natürliche Verallgemeinerung der natürlichen Zahlen in dieser Hinsicht sind die Binärbäume. Und in der Tat lassen sich die 4. und höhere Operationen in einer eindeutigen Weise auf den Binärbäumen erklären. Vielmehr stellt sich sogar heraus, dass die Binärbäume zu viel Information mit sich tragen, wenn es nur darum geht, die höheren Operationen zu definieren. Es gibt eine Spezialisierung der Binärbäume, die aber allgemeiner als die natürlichen Zahlen (die die assoziative Spezialisierung der Binärbäume sind) ist, und die die passende Informationsmenge zur Definition der höheren Operationen kodiert. Dies sind die so genannten linkskommutativen Binärbäume. Es stellt sich heraus, dass die (linkskommutativen) Binärbäume viele Eigenschaften der natürlichen Zahlen teilen, so z.B. die Assoziativität der Multiplikation (die Operation der 2. Stufe) und eine eindeutige Primzahlzerlegung. Dies motiviert die Frage, ob man die Erweiterungskonstruktionen der Zahlen: „natürliche Zahlen zu gebrochenen Zahlen“ (macht die Multiplikation umkehrbar) „gebrochene Zahlen zu positiven reellen Zahlen“ (macht das Potenzieren umkehrbar und erlaubt Grenzwertbildung) auch ausgehend von (linkskommutativen) Binärbäumen vornehmen kann. In der vorliegenden Arbeit wird (neben unzähligen anderen Resultaten) gezeigt, dass die Zahlenbereichserweiterung „natürliche Zahlen zu gebrochenen Zahlen“ auch analog für (linkskommutative) Binärbäume möglich ist. Das Ergebnis dieser Konstruktion sind die Divisionsbinärbäume (bzw. die gebrochenen Bäume). Letztere lassen sich unerwartet in der Form von Brüchen darstellen, sind jedoch als Verallgemeinerung der gebrochenen Zahlen sehr viel komplexer als dieser. (Das kann man live nachprüfen mit dem dafür erstellten Online-Rechner für gebrochene Bäume (auf englisch): http://math.eretrandre.org/cgi-bin/ftc/ftc.pl ) Damit wird ein Programm „baumartige Zahlen“ gestartet, indem es darum geht, auch die Erweiterung „gebrochene Zahlen zu positiven reellen Zahlen“ für die Divisionsbinärbäume (bzw. die gebrochenen Bäume) durchzuführen, wobei die höheren Operationen auf dieser Erweiterung definiert werden könnten und umkehrbar sein müssten. Ob dies wirklich möglich ist, ist derzeit unklar (neben diversen anderen direkt aus der Dissertation sich ergebenden Fragen) und eröffnet damit ein enorm umfangreiches Feld für weitere Forschungen.

This study engaged fourth and fifth graders in solving a set of proportional tasks with focused discussion and concept development by the teacher. In order to understand the students’ ability to generalize the concept, they were asked to write problems that reflected the underlying concepts in the tasks and lessons. A qualitative analysis of the student generated problems show that the majority of the students were able to generalize the concepts. The analysis allowed for a discussion of problems solving approaches and a rich description of how students applied multiplicative reasoning in composing mathematics problems. These results are couched in a discussion of how the students solved the proportional reasoning tasks.

This paper presents a qualitative study in which an attempt was made to extend the debate surrounding the use of real life contexts to make mathematics more meaningful and real. The study investigated Grade 8 learners’ knowledge of number, understanding of number concepts and the kinds of connections they make between number and the context in which number is used. An important aspect of the study’s methodological approach involved an examination of the comments that learners made about what they said they know about number. A response to the question: “Why is the number in the picture?” provided a framework for establishing how learners saw relationships between number and the context in which numbers are used. A face scenario with four questions was given to learners to elicit these relationships. Results pointed to the usefulness of real life contexts as tools that have a central role in uncovering what learners know about number and how they use that knowledge to understand situations that call for proficiency in mathematics.

This study engaged fourth and fifth graders in solving a set of proportional tasks with focused discussion and concept development by the teacher. In order to understand the students’ ability to generalize the concept, they were asked to write problems that reflected the underlying concepts in the tasks and lessons. A qualitative analysis of the student generated problems show that the majority of the students were able to generalize the concepts. The analysis allowed for a discussion of problems solving approaches and a rich description of how students applied multiplicative reasoning in composing mathematics problems. These results are couched in a discussion of how the students solved the proportional reasoning tasks.

The 'Safety in Numbers' (SiN) effect proposes that when the volume of cycling traffic increases, the number of crashes increases less (relative to the cycling volume). A recent meta-analysis supported the general idea of a SiN effect, but also highlighted the heterogeneity of its strength, also see). The authors of this meta-study conclude that the SiN effect is strenger at the macro-level than at the micro-level, but bears no clear relationship to the quality of the cycling infrastructure. The mechanisms producing the SiN effect are still unknown. Possible explanations are (i) that safer street regulations and designs are more likely to ex.ist in societies with more wallcing and bicycling; (ii) changes in the behavior of people walking or bicycling; or (iii) changes in behavior of drivers. However, all of these explanations have their shortcomings. Additionally, some authors have argued that an increase in the number of crashes cannot be ruled out due to the increasing numbe:r of inexpe:rienced or particularly risk-taking cyclists. The:re appears to be little research on the question whether and how the SiN effect may be linked to specific road types featuring different combinations of speed zones and cycling infrastructures. Furthermore, the base rate of cyclists (i.e. the cycling volume) is a highly relevant factor when investigating the distribution of crashes throughout different road types [6]. In our research, we thus use a GIS-based approach aimed at testing the relation between the cycling volume and the number of crashes involving cyclists for roads featuring different speed zones and cycling infrastructures.