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diff --git a/vorlesungen/06_msegalois/Makefile b/vorlesungen/06_msegalois/Makefile new file mode 100644 index 0000000..a6e829d --- /dev/null +++ b/vorlesungen/06_msegalois/Makefile @@ -0,0 +1,33 @@ +# +# Makefile -- galois +# +# (c) 2017 Prof Dr Andreas Müller, Hochschule Rapperswil +# +all: galois-handout.pdf MathSemMSE-06-galois.pdf + +include ../slides/Makefile.inc + +SOURCES = common.tex slides.tex $(slides) + +MathSemMSE-06-galois.pdf: MathSemMSE-06-galois.tex $(SOURCES) + pdflatex MathSemMSE-06-galois.tex + +galois-handout.pdf: galois-handout.tex $(SOURCES) + pdflatex galois-handout.tex + +thumbnail: thumbnail.jpg # fix1.jpg + +thumbnail.pdf: MathSemMSE-06-galois.pdf + pdfjam --outfile thumbnail.pdf --papersize '{16cm,9cm}' \ + MathSemMSE-06-galois.pdf 1 +thumbnail.jpg: thumbnail.pdf + convert -density 300 thumbnail.pdf \ + -resize 1920x1080 -units PixelsPerInch thumbnail.jpg + +fix1.pdf: MathSemMSE-06-galois.pdf + pdfjam --outfile fix1.pdf --papersize '{16cm,9cm}' \ + MathSemMSE-06-galois.pdf 1 +fix1.jpg: fix1.pdf + convert -density 300 fix1.pdf \ + -resize 1920x1080 -units PixelsPerInch fix1.jpg + diff --git a/vorlesungen/06_msegalois/MathSemMSE-06-galois.tex b/vorlesungen/06_msegalois/MathSemMSE-06-galois.tex new file mode 100644 index 0000000..2b8da6d --- /dev/null +++ b/vorlesungen/06_msegalois/MathSemMSE-06-galois.tex @@ -0,0 +1,14 @@ +% +% MathSem-06-msegalois.tex -- Präsentation +% +% (c) 2017 Prof Dr Andreas Müller, Hochschule Rapperswil +% +\documentclass[aspectratio=169]{beamer} +\input{common.tex} +\setboolean{presentation}{true} +\begin{document} +\begin{frame} +\titlepage +\end{frame} +\input{slides.tex} +\end{document} diff --git a/vorlesungen/06_msegalois/common.tex b/vorlesungen/06_msegalois/common.tex new file mode 100644 index 0000000..0700acf --- /dev/null +++ b/vorlesungen/06_msegalois/common.tex @@ -0,0 +1,16 @@ +% +% common.tex -- gemeinsame definition +% +% (c) 2017 Prof Dr Andreas Müller, Hochschule Rapperswil +% +\input{../common/packages.tex} +\input{../common/common.tex} +\mode<beamer>{% +\usetheme[hideothersubsections,hidetitle]{Hannover} +} +\beamertemplatenavigationsymbolsempty +\title[Titel]{Titel} +\author[A.~Müller]{Prof. Dr. Andreas Müller} +\date[]{} +\newboolean{presentation} + diff --git a/vorlesungen/06_msegalois/galois-handout.tex b/vorlesungen/06_msegalois/galois-handout.tex new file mode 100644 index 0000000..e3e80f8 --- /dev/null +++ b/vorlesungen/06_msegalois/galois-handout.tex @@ -0,0 +1,11 @@ +% +% msegalois-handout.tex -- Handout XXX +% +% (c) 2017 Prof Dr Andreas Müller, Hochschule Rapperswil +% +\documentclass[handout,aspectratio=169]{beamer} +\input{common.tex} +\setboolean{presentation}{false} +\begin{document} +\input{slides.tex} +\end{document} diff --git a/vorlesungen/06_msegalois/slides.tex b/vorlesungen/06_msegalois/slides.tex new file mode 100644 index 0000000..37739aa --- /dev/null +++ b/vorlesungen/06_msegalois/slides.tex @@ -0,0 +1,32 @@ +% +% slides.tex -- Slides für die kleine Einführung in die Galois-Theorie +% +% (c) 2017 Prof Dr Andreas Müller, Hochschule Rapperswil +% + +\section{Körpererweiterungen} +% XXX Was ist eine Körpererweiterung +\folie{4/galois/erweiterung.tex} + +\section{Galois-Gruppe} +% XXX Übersetzung Körpererweiterungsstruktur in eine Gruppe +\folie{4/galois/automorphismus.tex} + +\section{Geometrische Anwendungen} +% XXX Geometrische Konstruktionen +\folie{4/galois/konstruktion.tex} +% XXX Verdoppelung des Würfels +\folie{4/galois/wuerfel.tex} +% XXX Dreiteilung des Winkels +\folie{4/galois/winkeldreiteilung.tex} +% XXX Quadratur des Kreises +\folie{4/galois/quadratur.tex} + +\section{Lösbarkeit durch Radikale} +% XXX Wurzelformeln mit Radikalen +\folie{4/galois/radikale.tex} +% XXX Auflösbarkeit einer Gruppe +\folie{4/galois/aufloesbarkeit.tex} +% XXX S_n ist nicht auflösbar +\folie{4/galois/sn.tex} + diff --git a/vorlesungen/slides/4/Makefile.inc b/vorlesungen/slides/4/Makefile.inc index 6616f56..5aac429 100644 --- a/vorlesungen/slides/4/Makefile.inc +++ b/vorlesungen/slides/4/Makefile.inc @@ -22,5 +22,15 @@ chapter4 = \ ../slides/4/frobenius.tex \ ../slides/4/qundr.tex \ ../slides/4/alpha.tex \ + ../slides/4/galois/erweiterung.tex \ + ../slides/4/galois/automorphismus.tex \ + ../slides/4/galois/konstruktion.tex \ + ../slides/4/galois/wuerfel.tex \ + ../slides/4/galois/winkeldreiteilung.tex \ + ../slides/4/galois/quadratur.tex \ + ../slides/4/galois/radikale.tex \ + ../slides/4/galois/aufloesbarkeit.tex \ + ../slides/4/galois/sn.tex \ ../slides/4/chapter.tex + diff --git a/vorlesungen/slides/4/chapter.tex b/vorlesungen/slides/4/chapter.tex index 6872018..0691e39 100644 --- a/vorlesungen/slides/4/chapter.tex +++ b/vorlesungen/slides/4/chapter.tex @@ -20,3 +20,12 @@ \folie{4/char2.tex} \folie{4/frobenius.tex} \folie{4/qundr.tex} +\folie{4/galois/erweiterung.tex} +\folie{4/galois/automorphismus.tex} +\folie{4/galois/konstruktion.tex} +\folie{4/galois/wuerfel.tex} +\folie{4/galois/winkeldreiteilung.tex} +\folie{4/galois/quadratur.tex} +\folie{4/galois/radikale.tex} +\folie{4/galois/aufloesbarkeit.tex} +\folie{4/galois/sn.tex} diff --git a/vorlesungen/slides/4/galois/aufloesbarkeit.tex b/vorlesungen/slides/4/galois/aufloesbarkeit.tex new file mode 100644 index 0000000..3215689 --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/4/galois/aufloesbarkeit.tex @@ -0,0 +1,14 @@ +% +% aufloesbarkeit.tex +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +% +\begin{frame}[t] +\frametitle{Auflösbarkeit} +\begin{columns}[t,onlytextwidth] +\begin{column}{0.48\textwidth} +\end{column} +\begin{column}{0.48\textwidth} +\end{column} +\end{columns} +\end{frame} diff --git a/vorlesungen/slides/4/galois/automorphismus.tex b/vorlesungen/slides/4/galois/automorphismus.tex new file mode 100644 index 0000000..ab666cf --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/4/galois/automorphismus.tex @@ -0,0 +1,14 @@ +% +% automorphismus.tex +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +% +\begin{frame}[t] +\frametitle{Automorphismen} +\begin{columns}[t,onlytextwidth] +\begin{column}{0.48\textwidth} +\end{column} +\begin{column}{0.48\textwidth} +\end{column} +\end{columns} +\end{frame} diff --git a/vorlesungen/slides/4/galois/erweiterung.tex b/vorlesungen/slides/4/galois/erweiterung.tex new file mode 100644 index 0000000..1cf0bec --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/4/galois/erweiterung.tex @@ -0,0 +1,14 @@ +% +% erweiterung.tex +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +% +\begin{frame}[t] +\frametitle{Körpererweiterungen} +\begin{columns}[t,onlytextwidth] +\begin{column}{0.48\textwidth} +\end{column} +\begin{column}{0.48\textwidth} +\end{column} +\end{columns} +\end{frame} diff --git a/vorlesungen/slides/4/galois/images/Makefile b/vorlesungen/slides/4/galois/images/Makefile new file mode 100644 index 0000000..444944e --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/4/galois/images/Makefile @@ -0,0 +1,12 @@ +# +# Makefile +# +# (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +# +all: wuerfel2.png wuerfel.png + +wuerfel.png: wuerfel.pov common.inc + povray +A0.1 -W1080 -H1080 -Owuerfel.png wuerfel.pov + +wuerfel2.png: wuerfel2.pov common.inc + povray +A0.1 -W1080 -H1080 -Owuerfel2.png wuerfel2.pov diff --git a/vorlesungen/slides/4/galois/images/common.inc b/vorlesungen/slides/4/galois/images/common.inc new file mode 100644 index 0000000..6cfcabe --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/4/galois/images/common.inc @@ -0,0 +1,89 @@ +// +// common.inc +// +// (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +// +#version 3.7; +#include "colors.inc" +#include "textures.inc" +#include "stones.inc" + +global_settings { + assumed_gamma 1 +} + +#declare imagescale = 0.133; +#declare O = <0, 0, 0>; +#declare E = <1, 1, 1>; +#declare a = pow(2, 1/3); +#declare at = 0.02; + +camera { + location <3, 2, 12> + look_at E * (a / 2) * 0.93 + right x * imagescale + up y * imagescale +} + +light_source { + <11, 20, 16> color White + area_light <1,0,0> <0,0,1>, 10, 10 + adaptive 1 + jitter +} + +sky_sphere { + pigment { + color rgb<1,1,1> + } +} + +#macro wuerfelgitter(A, AT) + cylinder { O, <A, 0, 0>, AT } + cylinder { O, <0, A, 0>, AT } + cylinder { O, <0, 0, A>, AT } + cylinder { <A, 0, 0>, <A, A, 0>, AT } + cylinder { <A, 0, 0>, <A, 0, A>, AT } + cylinder { <0, A, 0>, <A, A, 0>, AT } + cylinder { <0, A, 0>, <0, A, A>, AT } + cylinder { <0, 0, A>, <A, 0, A>, AT } + cylinder { <0, 0, A>, <0, A, A>, AT } + cylinder { <A, A, 0>, <A, A, A>, AT } + cylinder { <A, 0, A>, <A, A, A>, AT } + cylinder { <0, A, A>, <A, A, A>, AT } + sphere { <0, 0, 0>, AT } + sphere { <A, 0, 0>, AT } + sphere { <0, A, 0>, AT } + sphere { <0, 0, A>, AT } + sphere { <A, A, 0>, AT } + sphere { <A, 0, A>, AT } + sphere { <0, A, A>, AT } + sphere { <A, A, A>, AT } +#end + +#macro wuerfel() + union { + box { O, E } + wuerfelgitter(1, 0.5*at) + texture { + T_Grnt24 + } + finish { + specular 0.9 + metallic + } + } +#end + +#macro wuerfel2() + union { + wuerfelgitter(a, at) + pigment { + color rgb<0.8,0.4,0.4> + } + finish { + specular 0.9 + metallic + } + } +#end diff --git a/vorlesungen/slides/4/galois/images/wuerfel.png b/vorlesungen/slides/4/galois/images/wuerfel.png Binary files differnew file mode 100644 index 0000000..ff6fc14 --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/4/galois/images/wuerfel.png diff --git a/vorlesungen/slides/4/galois/images/wuerfel.pov b/vorlesungen/slides/4/galois/images/wuerfel.pov new file mode 100644 index 0000000..a5db465 --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/4/galois/images/wuerfel.pov @@ -0,0 +1,9 @@ +// +// wuerfel.pov +// +// (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +// +#include "common.inc" + +wuerfel() + diff --git a/vorlesungen/slides/4/galois/images/wuerfel2.png b/vorlesungen/slides/4/galois/images/wuerfel2.png Binary files differnew file mode 100644 index 0000000..68919cc --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/4/galois/images/wuerfel2.png diff --git a/vorlesungen/slides/4/galois/images/wuerfel2.pov b/vorlesungen/slides/4/galois/images/wuerfel2.pov new file mode 100644 index 0000000..ac32b2f --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/4/galois/images/wuerfel2.pov @@ -0,0 +1,9 @@ +// +// wuerfel.pov +// +// (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +// +#include "common.inc" + +wuerfel() +wuerfel2() diff --git a/vorlesungen/slides/4/galois/konstruktion.tex b/vorlesungen/slides/4/galois/konstruktion.tex new file mode 100644 index 0000000..6afa359 --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/4/galois/konstruktion.tex @@ -0,0 +1,145 @@ +% +% konstruktion.tex +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +% +\begin{frame}[t] +\frametitle{Konstruktion mit Zirkel und Lineal} +\vspace{-20pt} +\begin{columns}[t,onlytextwidth] +\begin{column}{0.48\textwidth} +\begin{block}{Strahlensatz} +\uncover<6->{% +Jedes beliebige rationale Streckenverhältnis $\frac{p}{q}$ +kann mit Zirkel und Lineal konstruiert werden.} +\end{block} +\end{column} +\begin{column}{0.48\textwidth} +\uncover<7->{% +\begin{block}{Kreis--Gerade} +Aus $c$ und $a$ konstruiere $b=\sqrt{c^2-a^2}$ +\uncover<13->{% +$\Rightarrow$ jede beliebige Quadratwurzel kann konstruiert werden} +\end{block}} +\end{column} +\end{columns} +\begin{columns}[t,onlytextwidth] +\begin{column}{0.48\textwidth} +\begin{center} +\begin{tikzpicture}[>=latex,thick] +\def\s{0.5} +\def\t{0.45} + +\coordinate (A) at (0,0); +\coordinate (B) at ({10*\t},0); + +\uncover<2->{ + \draw (0,0) -- (30:{10.5*\s}); +} + +\uncover<3->{ + \foreach \x in {0,...,10}{ + \fill (30:{\x*\s}) circle[radius=0.03]; + } + \foreach \x in {0,1,2,3,4,7,8,9}{ + \node at (30:{\x*\s}) [above] {\tiny $\x$}; + } + \node at (30:{10*\s}) [above right] {$q=10$}; +} + +\uncover<4->{ + \foreach \x in {1,...,10}{ + \fill (0:{\x*\t}) circle[radius=0.03]; + \draw[->,line width=0.2pt] (30:{\x*\s}) -- (0:{\x*\t}); + } +} + +\draw (A) -- (0:{10.5*\t}); +\node at (A) [below left] {$A$}; +\node at (B) [below right] {$B$}; +\fill (A) circle[radius=0.05]; +\fill (B) circle[radius=0.05]; + +\uncover<5->{ + \node at (30:{6*\s}) [above left] {$p=6$}; + \draw[line width=0.2pt] (0,0) -- (0,-0.4); + \draw[line width=0.2pt] ({6*\t},0) -- ({6*\t},-0.4); + \draw[<->] (0,-0.3) -- ({6*\t},-0.3); + \node at ({3*\t},-0.4) [below] + {$\displaystyle\frac{p}{q}\cdot\overline{AB}$}; +} + +\end{tikzpicture} +\end{center} +\end{column} +\begin{column}{0.48\textwidth} +\uncover<8->{% +\begin{center} +\begin{tikzpicture}[>=latex,thick] + +%\foreach \x in {8,...,14}{ +% \only<\x>{\node at (4,4) {$\x$};} +%} + +\def\r{4} +\def\a{50} + +\coordinate (A) at ({\r*cos(\a)},0); + +\uncover<10->{ + \fill[color=gray] (\r,0) -- (\r,0.3) arc (90:180:0.3) -- cycle; + \fill[color=gray] + (95:\r) -- ($(95:\r)+(185:0.3)$) arc (185:275:0.3) -- cycle; +} + +\draw[->] (0,0) -- (95:\r); +\node at (95:{0.5*\r}) [left] {$c$}; + +\begin{scope} + \clip (-1,-0.3) rectangle (4.5,4.1); + \uncover<10->{ + \draw (-1,0) -- (5,0); + \draw[->] (0,0) -- (\r,0); + \draw (0,0) circle[radius=\r]; + \draw ({\r*cos(\a)},-1) -- ({\r*cos(\a)},5); + } +\end{scope} + +\uncover<11->{ + \fill[color=blue!20] (0,0) -- (A) -- (\a:\r) -- cycle; +} + +\uncover<9->{ + \fill[color=gray!80] (A) -- ($(A)+(0,0.5)$) arc (90:180:0.5) -- cycle; + \fill[color=gray!120] ($(A)+(-0.2,0.2)$) circle[radius=0.07]; + \draw ({\r*cos(\a)},-0.3) -- ({\r*cos(\a)},4.1); +} + +\uncover<11->{ + \draw[color=blue,line width=1.4pt] (0,0) -- (\a:\r); + \node[color=blue] at (\a:{0.5*\r}) [above left] {$c$}; +} + +\draw[color=blue,line width=1.4pt] (0,0) -- ({\r*cos(\a)},0); +\fill[color=blue] (0,0) circle[radius=0.04]; +\fill[color=blue] (A) circle[radius=0.04]; +\node[color=blue] at ({0.5*\r*cos(\a)},0) [below] {$a$}; + +\uncover<12->{ + \fill[color=white,opacity=0.8] + ({\r*cos(\a)+0.1},{0.5*\r*sin(\a)-0.25}) + rectangle + ({\r*cos(\a)+2},{0.5*\r*sin(\a)+0.25}); + + \node[color=red] at ({\r*cos(\a)},{0.5*\r*sin(\a)}) [right] + {$b=\sqrt{c^2-a^2}$}; + \draw[color=red,line width=1.4pt] ({\r*cos(\a)},0) -- (\a:\r); + \fill[color=red] (\a:\r) circle[radius=0.05]; + \fill[color=red] (A) circle[radius=0.05]; +} + +\end{tikzpicture} +\end{center}} +\end{column} +\end{columns} +\end{frame} diff --git a/vorlesungen/slides/4/galois/quadratur.tex b/vorlesungen/slides/4/galois/quadratur.tex new file mode 100644 index 0000000..f5763b9 --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/4/galois/quadratur.tex @@ -0,0 +1,66 @@ +% +% quadratur.tex +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +% +\begin{frame}[t] +\frametitle{Quadratur des Kreises} +\vspace{-20pt} +\begin{columns}[t,onlytextwidth] +\begin{column}{0.44\textwidth} +\begin{center} +\uncover<2->{% +\begin{tikzpicture}[>=latex,thick] + +\def\r{2.8} +\pgfmathparse{sqrt(3.14159)*\r/2} +\xdef\s{\pgfmathresult} + +\fill[color=blue!20] (-\s,-\s) rectangle (\s,\s); +\fill[color=red!40,opacity=0.5] (0,0) circle[radius=\r]; + +\uncover<3->{ + \draw[->,color=red] (0,0) -- (50:\r); + \fill[color=red] (0,0) circle[radius=0.04]; + \node[color=red] at (50:{0.5*\r}) [below right] {$r$}; +} + +\uncover<4->{ + \draw[line width=0.3pt] (-\s,-\s) -- (-\s,{-\s-0.7}); + \draw[line width=0.3pt] (\s,-\s) -- (\s,{-\s-0.7}); + \draw[<->,color=blue] (-\s,{-\s-0.6}) -- (\s,{-\s-0.6}); + \node[color=blue] at (0,{-\s-0.6}) [below] {$l$}; +} + +\uncover<5->{ + \node at (0,{-\s/2}) {${\color{red}\pi r^2}={\color{blue}l^2} + \;\Rightarrow\; + {\color{blue}l}={\color{red}\sqrt{\pi}r}$}; +} + +\end{tikzpicture}} +\end{center} +\end{column} +\begin{column}{0.52\textwidth} +\begin{block}{Aufgabe} +Konstruiere ein zu einem Kreis flächengleiches Quadrat +\end{block} +\uncover<6->{% +\begin{block}{Modifizierte Aufgabe} +Konstruiere eine Strecke, deren Länge Lösung der Gleichung +$x^2-\pi=0$ ist. +\end{block}} +\uncover<7->{% +\begin{proof}[Unmöglichkeitsbeweis mit Widerspruch] +\begin{itemize} +\item<8-> Lösung in einem Erweiterungskörper +\item<9-> Lösung ist Nullstelle eines Polynoms +\item<10-> Lösung ist algebraisch +\item<11-> $\pi$ ist {\bf nicht} algebraisch +\uncover<12->{(Lindemann 1882\only<13>{, Weierstrass 1885})} +\qedhere +\end{itemize} +\end{proof}} +\end{column} +\end{columns} +\end{frame} diff --git a/vorlesungen/slides/4/galois/radikale.tex b/vorlesungen/slides/4/galois/radikale.tex new file mode 100644 index 0000000..52fc4b9 --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/4/galois/radikale.tex @@ -0,0 +1,14 @@ +% +% radikale.tex +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +% +\begin{frame}[t] +\frametitle{Radikale} +\begin{columns}[t,onlytextwidth] +\begin{column}{0.48\textwidth} +\end{column} +\begin{column}{0.48\textwidth} +\end{column} +\end{columns} +\end{frame} diff --git a/vorlesungen/slides/4/galois/sn.tex b/vorlesungen/slides/4/galois/sn.tex new file mode 100644 index 0000000..0e3ebe2 --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/4/galois/sn.tex @@ -0,0 +1,14 @@ +% +% sn.tex +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +% +\begin{frame}[t] +\frametitle{Auflösbarkeit von $S_n$} +\begin{columns}[t,onlytextwidth] +\begin{column}{0.48\textwidth} +\end{column} +\begin{column}{0.48\textwidth} +\end{column} +\end{columns} +\end{frame} diff --git a/vorlesungen/slides/4/galois/winkeldreiteilung.tex b/vorlesungen/slides/4/galois/winkeldreiteilung.tex new file mode 100644 index 0000000..54b941b --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/4/galois/winkeldreiteilung.tex @@ -0,0 +1,94 @@ +% +% winkeldreiteilung.tex +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +% +\begin{frame}[t] +\setlength{\abovedisplayskip}{5pt} +\setlength{\belowdisplayskip}{5pt} +\frametitle{Winkeldreiteilung} +\vspace{-20pt} +\begin{columns}[t,onlytextwidth] +\begin{column}{0.43\textwidth} +\begin{center} +\begin{tikzpicture}[>=latex,thick] +\def\r{5} +\def\a{25} + +\uncover<3->{ + \draw[line width=0.7pt] (\r,0) arc (0:90:\r); +} + +\fill[color=blue!20] (0,0) -- (\r,0) arc(0:{3*\a}:\r) -- cycle; +\node[color=blue] at ({1.5*\a}:{1.05*\r}) {$\alpha$}; + +\draw[color=blue,line width=1.3pt] (\r,0) arc (0:{3*\a}:\r); + +\uncover<2->{ + \fill[color=red!40,opacity=0.5] (0,0) -- (\r,0) arc(0:\a:\r) -- cycle; + \draw[color=red,line width=1.4pt] (\r,0) arc (0:\a:\r); + \node[color=red] at ({0.5*\a}:{0.7*\r}) + {$\displaystyle\frac{\alpha}{3}$}; +} + +\uncover<3->{ + \fill[color=blue] ({3*\a}:\r) circle[radius=0.05]; + \draw[color=blue] ({3*\a}:\r) -- ({\r*cos(3*\a)},-0.1); + + \fill[color=red] ({\a}:\r) circle[radius=0.05]; + \draw[color=red] ({\a}:\r) -- ({\r*cos(\a)},-0.1); + + \draw[->] (-0.1,0) -- ({\r+0.4},0) coordinate[label={$x$}]; + \draw[->] (0,-0.1) -- (0,{\r+0.4}) coordinate[label={right:$y$}]; +} + + +\uncover<4->{ +\node at ({0.5*\r},-0.5) [below] {$\displaystyle +\cos{\color{blue}\alpha} += +4\cos^3{\color{red}\frac{\alpha}3} -3 \cos {\color{red}\frac{\alpha}3} +$}; +} + +\uncover<5->{ + \node[color=blue] at ({\r*cos(3*\a)},0) [below] {$a\mathstrut$}; + \node[color=red] at ({\r*cos(\a)},0) [below] {$x\mathstrut$}; +} + +\end{tikzpicture} +\end{center} +\end{column} +\begin{column}{0.53\textwidth} +\begin{block}{Aufgabe} +Teile einen Winkel in drei gleiche Teile +\end{block} +\vspace{-2pt} +\uncover<6->{% +\begin{block}{Algebraisierte Aufgabe} +Konstruiere $x$ aus $a$ derart, dass +\[ +p(x) += +x^3-\frac34 x -a = 0 +\] +\uncover<7->{% +$a=0$:} +\uncover<8->{$p(x) = x(x^2-\frac{3}{4})\uncover<9->{\Rightarrow x = \frac{\sqrt{3}}2}$} +\end{block}} +\vspace{-2pt} +\uncover<10->{% +\begin{proof}[Unmöglichkeitsbeweis] +\begin{itemize} +\item<11-> +$a\ne 0$ $\Rightarrow$ $p(x)$ irreduzibel +\item<12-> +$p(x)$ definiert eine Körpererweiterung vom Grad $3$ +\item<13-> +Konstruierbar sind nur Körpererweiterungen vom Grad $2^l$ +\qedhere +\end{itemize} +\end{proof}} +\end{column} +\end{columns} +\end{frame} diff --git a/vorlesungen/slides/4/galois/wuerfel.tex b/vorlesungen/slides/4/galois/wuerfel.tex new file mode 100644 index 0000000..ada6079 --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/4/galois/wuerfel.tex @@ -0,0 +1,64 @@ +% +% wuerfel.tex +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +% +\begin{frame}[t] +\frametitle{Würfelverdoppelung} +\vspace{-20pt} +\begin{columns}[t,onlytextwidth] +\begin{column}{0.48\textwidth} +\begin{center} +\begin{tikzpicture}[>=latex,thick] +\node at (0,0) {\includegraphics[width=6.0cm]{../slides/4/galois/images/wuerfel.png}}; +\uncover<2->{ +\node at (0,0) {\includegraphics[width=6.0cm]{../slides/4/galois/images/wuerfel2.png}}; +} + +\uncover<3->{ + \draw[<->,color=blue] (-1.25,-2.4) -- (2.55,-2.25); + \node[color=blue] at (0.75,-2.3) [above] {$a$}; +} + +\uncover<4->{ + \begin{scope}[yshift=0.03cm] + \draw[color=red] (-2.13,-2.89) -- (-2.13,-3.19); + \draw[color=red] (2.85,-2.7) -- (2.85,-3.0); + \draw[<->,color=red] (-2.13,-3.09) -- (2.85,-2.9); + \end{scope} + \node[color=red] at (0.36,-2.9) [below] {$b$}; +} + +\uncover<5->{ +\node at (0,-4) {$ + 2{\color{blue}a}^3={\color{red}b}^3 + \uncover<6->{\;\Rightarrow\; + \frac{b}{a} = \sqrt[3]{2}}$}; +} + +\end{tikzpicture} +\end{center} +\end{column} +\begin{column}{0.52\textwidth} +\begin{block}{Aufgabe} +Konstruiere einen Würfel mit doppeltem Volumen +\end{block} +\uncover<7->{% +\begin{block}{Algebraisierte Aufgabe} +Konstruiere eine Nullstelle von $p(x)=x^3-2$ +\end{block}} +\uncover<8->{% +\begin{proof}[Unmöglichkeitsbeweis] +\begin{itemize} +\item<9-> +$p(x)$ irreduzibel +\item<10-> +$p(x)$ definiert eine Körpererweiterung vom Grad $3$ +\item<11-> +Nur Körpererweiterungen vom Grad $2^l$ sind konstruierbar +\qedhere +\end{itemize} +\end{proof}} +\end{column} +\end{columns} +\end{frame} diff --git a/vorlesungen/slides/test.tex b/vorlesungen/slides/test.tex index d079a05..5bdec4f 100644 --- a/vorlesungen/slides/test.tex +++ b/vorlesungen/slides/test.tex @@ -18,4 +18,32 @@ % XXX polynome auf dem spektrum % XXX Motiviation für *-Operation %\folie{5/normal.tex} -\folie{5/normalbeispiel34.tex} +%\folie{5/normalbeispiel34.tex} + + +\section{Körpererweiterungen} +% XXX Was ist eine Körpererweiterung +%\folie{4/galois/erweiterung.tex} + +\section{Galois-Gruppe} +% XXX Übersetzung Körpererweiterungsstruktur in eine Gruppe +%\folie{4/galois/automorphismus.tex} + +\section{Geometrische Anwendungen} +% XXX Geometrische Konstruktionen +\folie{4/galois/konstruktion.tex} +% XXX Verdoppelung des Würfels +%\folie{4/galois/wuerfel.tex} +% XXX Dreiteilung des Winkels +%\folie{4/galois/winkeldreiteilung.tex} +% XXX Quadratur des Kreises +%\folie{4/galois/quadratur.tex} + +\section{Lösbarkeit durch Radikale} +% XXX Wurzelformeln mit Radikalen +%\folie{4/galois/radikale.tex} +% XXX Auflösbarkeit einer Gruppe +%\folie{4/galois/aufloesbarkeit.tex} +% XXX S_n ist nicht auflösbar +%\folie{4/galois/sn.tex} + |
