From a791903ec7acf9a6d8dd0e780e01204b1188ff7d Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: =?UTF-8?q?Andreas=20M=C3=BCller?= Date: Mon, 22 Mar 2021 20:19:15 +0100 Subject: new slides --- vorlesungen/slides/4/Makefile.inc | 3 ++ vorlesungen/slides/4/chapter.tex | 3 ++ vorlesungen/slides/4/char2.tex | 48 ++++++++++++++++++++++ vorlesungen/slides/4/charakteristik.tex | 71 +++++++++++++++++++++++++++++++++ vorlesungen/slides/4/frobenius.tex | 54 +++++++++++++++++++++++++ vorlesungen/slides/test.tex | 2 + 6 files changed, 181 insertions(+) create mode 100644 vorlesungen/slides/4/char2.tex create mode 100644 vorlesungen/slides/4/charakteristik.tex create mode 100644 vorlesungen/slides/4/frobenius.tex diff --git a/vorlesungen/slides/4/Makefile.inc b/vorlesungen/slides/4/Makefile.inc index ad1081e..88ae3bb 100644 --- a/vorlesungen/slides/4/Makefile.inc +++ b/vorlesungen/slides/4/Makefile.inc @@ -17,6 +17,9 @@ chapter4 = \ ../slides/4/euklidpoly.tex \ ../slides/4/polynomefp.tex \ ../slides/4/schieberegister.tex \ + ../slides/4/charakteristik.tex \ + ../slides/4/char2.tex \ + ../slides/4/frobenius.tex \ ../slides/4/alpha.tex \ ../slides/4/chapter.tex diff --git a/vorlesungen/slides/4/chapter.tex b/vorlesungen/slides/4/chapter.tex index a10712a..8c9a30b 100644 --- a/vorlesungen/slides/4/chapter.tex +++ b/vorlesungen/slides/4/chapter.tex @@ -16,3 +16,6 @@ \folie{4/polynomefp.tex} \folie{4/alpha.tex} \folie{4/schieberegister.tex} +\folie{4/charakteristik.tex} +\folie{4/char2.tex} +\folie{4/frobenius.tex} diff --git a/vorlesungen/slides/4/char2.tex b/vorlesungen/slides/4/char2.tex new file mode 100644 index 0000000..2b5709a --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/4/char2.tex @@ -0,0 +1,48 @@ +% +% char2.tex +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +% +\begin{frame}[t] +\setlength{\abovedisplayskip}{5pt} +\setlength{\belowdisplayskip}{5pt} +\frametitle{Charakteristik 2} +\vspace{-15pt} +\begin{columns}[t,onlytextwidth] +\begin{column}{0.48\textwidth} +\begin{block}{Plus und Minus} +\[ +x+x = 2x = 0 +\uncover<2->{\Rightarrow +-x=x} +\] +\end{block} +\uncover<3->{% +\begin{block}{Quadrieren} +In $\mathbb{F}_2$ ist $2=0$, d.h +\[ +(x+y)^2 += +x^2 + 2xy + y^2 +\uncover<4->{= +x^2 + y^2} +\] +für alle $x,y\in\Bbbk$ +\end{block}} +\uncover<6->{% +\begin{block}{Frobenius-Automorphismus} +\[ +(x+y)^{2^n} = x^{2^n}+y^{2^n} +\] +\end{block}} +\end{column} +\begin{column}{0.48\textwidth} +\uncover<5->{% +\begin{block}{Pascal-Dreieck} +\begin{center} +\includegraphics[width=\textwidth]{../../buch/chapters/30-endlichekoerper/images/binomial2.pdf} +\end{center} +\end{block}} +\end{column} +\end{columns} +\end{frame} diff --git a/vorlesungen/slides/4/charakteristik.tex b/vorlesungen/slides/4/charakteristik.tex new file mode 100644 index 0000000..a0d6d3e --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/4/charakteristik.tex @@ -0,0 +1,71 @@ +% +% charakteristisk.tex +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +% +\begin{frame}[t] +\setlength{\abovedisplayskip}{5pt} +\setlength{\belowdisplayskip}{5pt} +\frametitle{Primkörper und Charakteristik} +\vspace{-20pt} +\begin{columns}[t,onlytextwidth] +\begin{column}{0.48\textwidth} +\begin{block}{Primkörper} +$1\in\Bbbk$ +\begin{enumerate} +\item<2-> +$n\cdot 1\ne 0\;\forall n\in\mathbb{N}$\uncover<3->{: +$\Rightarrow$ +$\mathbb{Z}\subset \Bbbk$} +\uncover<4->{% +$\Rightarrow$ +$\mathbb{Q}\subset \Bbbk$} +\item<5-> +$\{n\mathbb{Z}\;|\; +\text{$n\cdot 1 = 0$ in $\Bbbk$}\} += +p\mathbb{Z}$ +\uncover<6->{ +$\Rightarrow$ +$\mathbb{F}_p\subset \Bbbk$} +\end{enumerate} +\end{block} +\uncover<7->{% +\begin{block}{Primkörper} +Der Primkörper $\operatorname{Prim}(\Bbbk)$ +eines Körpers $\Bbbk$ ist der kleinste in $\Bbbk$ +enthaltene Körper +\end{block}} +\end{column} +\begin{column}{0.48\textwidth} +\uncover<8->{% +\begin{block}{Charakteristik} +\vspace{-10pt} +\[ +\operatorname{char}(\Bbbk) += +\begin{cases} +\uncover<9->{p&\qquad \operatorname{Prim}(\Bbbk) = \mathbb{F}_p}\\ +\uncover<10->{0&\qquad \operatorname{Prim}(\Bbbk) = \mathbb{Q}} +\end{cases} +\] +\vspace{-10pt} +\end{block}} +\uncover<11->{% +\begin{block}{Vektorraum} +$\Bbbk$ ist ein Vektorraum über $\operatorname{Prim}(\Bbbk)$ +durch Einschränkung der Multiplikation auf $\operatorname{Prim}(\Bbbk)$ +(Körperstruktur vergessen) +\end{block}} +\uncover<12->{% +\begin{block}{Endliche Körper} +\begin{itemize} +\item<13-> +Endliche Körper haben immer Charakteristik $p\ne 0$ +\item<14-> +$\Bbbk$ ist eine endlichdimensionaler $\mathbb{F}_p$-Vektorraum +\end{itemize} +\end{block}} +\end{column} +\end{columns} +\end{frame} diff --git a/vorlesungen/slides/4/frobenius.tex b/vorlesungen/slides/4/frobenius.tex new file mode 100644 index 0000000..56fd78f --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/4/frobenius.tex @@ -0,0 +1,54 @@ +% +% frobenius.tex +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +% +\begin{frame}[t] +\setlength{\abovedisplayskip}{5pt} +\setlength{\belowdisplayskip}{5pt} +\frametitle{Frobenius-Automorphismus} +\vspace{-20pt} +\begin{columns}[t,onlytextwidth] +\begin{column}{0.48\textwidth} +$\operatorname{Prim}(\Bbbk) = \mathbb{F}_p$ +\uncover<2->{% +\begin{block}{Binomial-Koeffizienten} +\vspace{-10pt} +\begin{align*} +\binom{p}{k} +&= +\frac{ +{\color{red}p}\cdot(p-1)\cdot(p-2)\cdot\dots\cdot (p-k+1) +}{ +1\cdot2\cdot3\cdot\dots\cdot k +} +\intertext{{\color{red}$p$} wird nicht gekürzt wegen} +\uncover<3->{1&\not\equiv 0 \mod p}\\ +\uncover<3->{2&\not\equiv 0 \mod p}\\ +\uncover<3->{ &\phantom{a}\vdots}\\ +\uncover<3->{k&\not\equiv 0 \mod p} +\end{align*} +\vspace{-10pt} +\end{block}} +\vspace{-5pt} +\uncover<4->{% +\begin{block}{Frobenius-Authomorphismus} +\vspace{-10pt} +\begin{align*} +\uncover<5->{(x+y)^{p\phantom{\mathstrut^n}} +&= +x^{p\phantom{\mathstrut}^n}+y^{p\phantom{mathstrut^n}}} +\\ +\uncover<6->{(x+y)^{p^n} &= x^{p^n}+y^{p^n}} +\end{align*} +\end{block}} +\end{column} +\begin{column}{0.48\textwidth} +\begin{block}{Pascal-Dreieck} +\begin{center} +\includegraphics[width=\textwidth]{../../buch/chapters/30-endlichekoerper/images/binomial5.pdf} +\end{center} +\end{block} +\end{column} +\end{columns} +\end{frame} diff --git a/vorlesungen/slides/test.tex b/vorlesungen/slides/test.tex index e4b9ad7..466256b 100644 --- a/vorlesungen/slides/test.tex +++ b/vorlesungen/slides/test.tex @@ -15,3 +15,5 @@ % XXX Motiviation für *-Operation %\folie{5/normal.tex} +\folie{4/char2.tex} +\folie{4/frobenius.tex} -- cgit v1.2.1 From 83482f17388b9ebb28b559826d5c68dc1166dbea Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: =?UTF-8?q?Andreas=20M=C3=BCller?= Date: Tue, 23 Mar 2021 10:10:23 +0100 Subject: add new slide --- vorlesungen/slides/4/Makefile.inc | 1 + vorlesungen/slides/4/chapter.tex | 1 + vorlesungen/slides/4/qundr.tex | 138 ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ vorlesungen/slides/test.tex | 1 + 4 files changed, 141 insertions(+) create mode 100644 vorlesungen/slides/4/qundr.tex diff --git a/vorlesungen/slides/4/Makefile.inc b/vorlesungen/slides/4/Makefile.inc index 88ae3bb..6616f56 100644 --- a/vorlesungen/slides/4/Makefile.inc +++ b/vorlesungen/slides/4/Makefile.inc @@ -20,6 +20,7 @@ chapter4 = \ ../slides/4/charakteristik.tex \ ../slides/4/char2.tex \ ../slides/4/frobenius.tex \ + ../slides/4/qundr.tex \ ../slides/4/alpha.tex \ ../slides/4/chapter.tex diff --git a/vorlesungen/slides/4/chapter.tex b/vorlesungen/slides/4/chapter.tex index 8c9a30b..6872018 100644 --- a/vorlesungen/slides/4/chapter.tex +++ b/vorlesungen/slides/4/chapter.tex @@ -19,3 +19,4 @@ \folie{4/charakteristik.tex} \folie{4/char2.tex} \folie{4/frobenius.tex} +\folie{4/qundr.tex} diff --git a/vorlesungen/slides/4/qundr.tex b/vorlesungen/slides/4/qundr.tex new file mode 100644 index 0000000..a6f89bd --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/4/qundr.tex @@ -0,0 +1,138 @@ +% +% qundr.tex +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +% +\bgroup +\definecolor{darkgreen}{rgb}{0,0.6,0} +\definecolor{darkred}{rgb}{0.8,0,0} +\definecolor{darkblue}{rgb}{0,0,0.8} +\begin{frame}[t] +\setlength{\abovedisplayskip}{5pt} +\setlength{\belowdisplayskip}{5pt} +\begin{center} +\begin{tikzpicture}[>=latex,thick] +\coordinate (ll) at (-6,-3.6); +\coordinate (lr) at (6,-3.6); +\coordinate (ur) at (6,3.6); +\coordinate (ul) at (-6,3.6); + +\def\d{0.6} +\def\D{0.5} + +\coordinate (q) at (0,{-2.25+\d}); +\coordinate (r) at (-1.5,{\d+\D}); +\coordinate (a) at (1.5,{\d-\D}); +\coordinate (c) at (0,{2.25+\d}); + +\coordinate (m1) at ($0.5*(q)+0.5*(r)$); +\coordinate (m2) at ($0.5*(q)+0.5*(a)$); +\coordinate (m3) at ($0.5*(c)+0.5*(r)$); +\coordinate (m4) at ($0.5*(c)+0.5*(a)$); + +\def\t{1.5} +\coordinate (M1) at ($(m1)+\t*(m1)-\t*(m4)$); +\coordinate (M2) at ($(m2)+\t*(m2)-\t*(m3)$); +\coordinate (M4) at ($(m4)+\t*(m4)-\t*(m1)$); +\coordinate (M3) at ($(m3)+\t*(m3)-\t*(m2)$); + +\begin{scope} +\clip (ll) rectangle (ur); + +\uncover<3->{ + \fill[color=blue!30] + ($0.9*(m1)+0.1*(M1)+(-6,0)$) -- ($0.9*(m1)+0.1*(M1)$) + -- (M4) -- (ul) -- cycle; +} + +\uncover<4->{ + \fill[color=red!60,opacity=0.5] + ($0.9*(m2)+0.1*(M2)$) -- ($0.9*(m2)+0.1*(M2)+(6,0)$) + -- (ur) -- (M3) -- cycle; +} + +\uncover<2->{ + \fill[color=darkgreen!60,opacity=0.5] + ($1.09*(m3)-0.09*(M3)$) -- ($1.09*(m3)-0.09*(M3)+(-6,0)$) + -- (ll) -- (M2) -- cycle; +} + +\uncover<6->{ + \fill[color=gray,opacity=0.5] + ({6-0.1},{\d+0.22}) rectangle ({6-2.4},{\d+0.62}); + \node[color=yellow] at (6,\d) [above left] {überabzählbar\strut}; + + \fill[color=gray,opacity=0.5] + ({-6+0.1},{\d-0.15}) rectangle ({-6+1.75},{\d-0.55}); + \node[color=yellow] at (-6,\d) [below right] {abzählbar\strut}; + + \draw[color=yellow,line width=2pt] (-7,\d) -- (7,\d); +} + +\end{scope} + +\node at (q) {$\mathbb{Q}$\strut}; +\node at ($(q)+(0,-0.2)$) [below] {Primkörper}; + +\uncover<3->{ + \node at (r) {$\mathbb{R}$\strut}; + \node at (r) [left] {$\text{reelle Zahlen}=\mathstrut$}; + \draw[->,shorten >= 0.3cm,shorten <= 0.3cm] (q) -- (r); + \node at ($0.5*(q)+0.5*(r)$) + [below,rotate={atan((-2.25-\D)/1.5)}] {index $\infty$}; + \node[color=blue] at (ul) + [above right] {topologische Vervollständigung}; +} + +\uncover<4->{ + \node at (a) {$\mathbb{A}$\strut}; + \node at (a) [right] {$\mathstrut = \text{algebraische Zahlen}$}; + \draw[->,shorten >= 0.3cm,shorten <= 0.3cm] (q) -- (a); + \node at ($0.5*(q)+0.5*(a)$) + [below,rotate={atan((2.25-\D)/1.5)}] {index $\infty$}; + \node[color=red] at (ur) + [above left] {algebraische Vervollständigung}; +} + +\uncover<5->{ + \node at (c) {$\mathbb{C}$\strut}; + \draw[->,shorten >= 0.3cm,shorten <= 0.3cm] (r) -- (c); + \draw[->,shorten >= 0.3cm,shorten <= 0.3cm] (a) -- (c); + \node at ($(c)+(0,0.2)$) [above] {komplexe Zahlen}; + \node at ($0.5*(r)+0.5*(c)$) + [above,rotate={atan((2.25-\D)/1.5)}] {index 2}; + \node at ($0.5*(a)+0.5*(c)$) + [above,rotate={atan((-2.25-\D)/1.5)}] {index $\infty$}; +} + +\uncover<3->{ + \node[color=darkblue] at (ul) [below right] + {\begin{minipage}{0.3\textwidth}\raggedright + Grenzwerte von Cauchy-Folgen in $\mathbb{Q}$ hinzufügen + \end{minipage}}; +} + +\uncover<4->{ + \node[color=darkred] at (ur) [below left] + {\begin{minipage}{0.3\textwidth}\raggedleft + Nullstellen von Polynomen in $\mathbb{Q}[X]$ hinzufügen + \end{minipage}}; +} + +\uncover<2->{ + \node[color=darkgreen] at (ll) [above right] + {\begin{minipage}{0.4\textwidth}\raggedright + \begin{block}{Archimedische Eigenschaft} + Für $a>b >0$ gibt es $n\in\mathbb{N}$ mit + $n\cdot b > a$ + \end{block} + \end{minipage}}; + + \node[color=darkgreen] at (ll) [below right] + {geordneter Körper, nötig für die Definition von Cauchy-Folgen}; +} + +\end{tikzpicture} +\end{center} +\end{frame} +\egroup diff --git a/vorlesungen/slides/test.tex b/vorlesungen/slides/test.tex index 466256b..99f9cda 100644 --- a/vorlesungen/slides/test.tex +++ b/vorlesungen/slides/test.tex @@ -17,3 +17,4 @@ \folie{4/char2.tex} \folie{4/frobenius.tex} +\folie{4/qundr.tex} -- cgit v1.2.1 From 2dfcb04e3be2f684c5418225bd690e1707ddb1c3 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: =?UTF-8?q?Andreas=20M=C3=BCller?= Date: Tue, 23 Mar 2021 12:57:24 +0100 Subject: add week 5 presentation --- vorlesungen/05_mseendlichekoerper/Makefile | 33 ++++++++++++++++++++++ .../MathSemMSE-05-endlichekoerper.tex | 14 +++++++++ vorlesungen/05_mseendlichekoerper/common.tex | 16 +++++++++++ .../endlichekoerper-handout.tex | 11 ++++++++ vorlesungen/05_mseendlichekoerper/slides.tex | 30 ++++++++++++++++++++ 5 files changed, 104 insertions(+) create mode 100644 vorlesungen/05_mseendlichekoerper/Makefile create mode 100644 vorlesungen/05_mseendlichekoerper/MathSemMSE-05-endlichekoerper.tex create mode 100644 vorlesungen/05_mseendlichekoerper/common.tex create mode 100644 vorlesungen/05_mseendlichekoerper/endlichekoerper-handout.tex create mode 100644 vorlesungen/05_mseendlichekoerper/slides.tex diff --git a/vorlesungen/05_mseendlichekoerper/Makefile b/vorlesungen/05_mseendlichekoerper/Makefile new file mode 100644 index 0000000..4dd01f2 --- /dev/null +++ b/vorlesungen/05_mseendlichekoerper/Makefile @@ -0,0 +1,33 @@ +# +# Makefile -- endlichekoerper +# +# (c) 2017 Prof Dr Andreas Müller, Hochschule Rapperswil +# +all: endlichekoerper-handout.pdf MathSemMSE-05-endlichekoerper.pdf + +include ../slides/Makefile.inc + +SOURCES = common.tex slides.tex $(slides) + +MathSemMSE-05-endlichekoerper.pdf: MathSemMSE-05-endlichekoerper.tex $(SOURCES) + pdflatex MathSemMSE-05-endlichekoerper.tex + +endlichekoerper-handout.pdf: endlichekoerper-handout.tex $(SOURCES) + pdflatex endlichekoerper-handout.tex + +thumbnail: thumbnail.jpg # fix1.jpg + +thumbnail.pdf: MathSemMSE-05-endlichekoerper.pdf + pdfjam --outfile thumbnail.pdf --papersize '{16cm,9cm}' \ + MathSemMSE-05-endlichekoerper.pdf 1 +thumbnail.jpg: thumbnail.pdf + convert -density 300 thumbnail.pdf \ + -resize 1920x1080 -units PixelsPerInch thumbnail.jpg + +fix1.pdf: MathSemMSE-05-endlichekoerper.pdf + pdfjam --outfile fix1.pdf --papersize '{16cm,9cm}' \ + MathSemMSE-05-endlichekoerper.pdf 1 +fix1.jpg: fix1.pdf + convert -density 300 fix1.pdf \ + -resize 1920x1080 -units PixelsPerInch fix1.jpg + diff --git a/vorlesungen/05_mseendlichekoerper/MathSemMSE-05-endlichekoerper.tex b/vorlesungen/05_mseendlichekoerper/MathSemMSE-05-endlichekoerper.tex new file mode 100644 index 0000000..d03fa99 --- /dev/null +++ b/vorlesungen/05_mseendlichekoerper/MathSemMSE-05-endlichekoerper.tex @@ -0,0 +1,14 @@ +% +% MathSem-05-mseendlichekoerper.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/05_mseendlichekoerper/common.tex b/vorlesungen/05_mseendlichekoerper/common.tex new file mode 100644 index 0000000..7bd6c65 --- /dev/null +++ b/vorlesungen/05_mseendlichekoerper/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{% +\usetheme[hideothersubsections,hidetitle]{Hannover} +} +\beamertemplatenavigationsymbolsempty +\title[Endliche Körper]{Endliche Körper} +\author[A.~Müller]{Prof. Dr. Andreas Müller} +\date[]{} +\newboolean{presentation} + diff --git a/vorlesungen/05_mseendlichekoerper/endlichekoerper-handout.tex b/vorlesungen/05_mseendlichekoerper/endlichekoerper-handout.tex new file mode 100644 index 0000000..cdb077b --- /dev/null +++ b/vorlesungen/05_mseendlichekoerper/endlichekoerper-handout.tex @@ -0,0 +1,11 @@ +% +% mseendlichekoerper-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/05_mseendlichekoerper/slides.tex b/vorlesungen/05_mseendlichekoerper/slides.tex new file mode 100644 index 0000000..2a3df88 --- /dev/null +++ b/vorlesungen/05_mseendlichekoerper/slides.tex @@ -0,0 +1,30 @@ +% +% slides.tex -- +% +% (c) 2017 Prof Dr Andreas Müller, Hochschule Rapperswil +% +\section{Euklidischer Algorithmus} +\folie{4/ggt.tex} +\folie{4/euklidmatrix.tex} +\folie{4/euklidbeispiel.tex} +\folie{4/euklidtabelle.tex} + +\section{Endlicher Körper} +\folie{4/fp.tex} +\folie{4/division.tex} +\folie{4/gauss.tex} +\folie{4/dh.tex} + +\section{Charakteristik} +\folie{4/charakteristik.tex} +\folie{4/char2.tex} +\folie{4/frobenius.tex} +\folie{4/qundr.tex} + +\section{Körpererweiterung} +\folie{4/divisionpoly.tex} +\folie{4/euklidpoly.tex} +\folie{4/polynomefp.tex} +\folie{4/alpha.tex} +\folie{4/schieberegister.tex} + -- cgit v1.2.1 From 3dc190b1151b67bfd47d148b5e466e19d6890e12 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: =?UTF-8?q?Andreas=20M=C3=BCller?= Date: Tue, 23 Mar 2021 19:54:10 +0100 Subject: intro Lie-Gruppen --- buch/chapters/60-gruppen/chapter.tex | 24 ++++++ buch/chapters/60-gruppen/lie-gruppen.tex | 139 +++++++++++++++++++++++++++++++ 2 files changed, 163 insertions(+) diff --git a/buch/chapters/60-gruppen/chapter.tex b/buch/chapters/60-gruppen/chapter.tex index d07db3f..c2aa68d 100644 --- a/buch/chapters/60-gruppen/chapter.tex +++ b/buch/chapters/60-gruppen/chapter.tex @@ -7,6 +7,30 @@ \label{buch:chapter:matrizengruppen}} \lhead{Matrizengruppen} \rhead{} +Matrizen können dazu verwendet werden, Symmetrien von geometrischen oder +physikalischen Systemen zu beschreiben. +Neben diskreten Symmetrien wie zum Beispiel Spiegelungen gehören dazu +auch kontinuierliche Symmetrien wie Translationen oder Invarianz einer +phyisikalischen Grösse über die Zeit. +Solche Symmetrien müssen durch Matrizen beschrieben werden können, +die auf stetige oder sogar differenzierbare Art von der Zeit abhängen. +Die Menge der Matrizen, die zur Beschreibung solcher Symmetrien benutzt +werden, muss also eine zusätzliche Struktur haben, die ermöglicht, +sinnvoll über Stetigkeit und Differenzierbarkeit bei Matrizen +zu sprechen. + +Die Menge der Matrizen bilden zunächst eine Gruppe, +die zusätzliche differenziarbare Struktur macht daraus +eine sogenannte Lie-Gruppe. +Die Ableitungen nach einem Parameter liegen in der sogenannten +Lie-Algebra, einer Matrizen-Algebra mit dem antisymmetrischen +Lie-Klammer-Produkt $[A,B]=AB-BA$, auch Kommutator genannt. +Lie-Gruppe und Lie-Algebra sind eng miteinander verknüpft, +so eng, dass sich die meisten Eigenschaften der Gruppe aus den Eigenschaften +der Lie-Gruppe aus der Lie-Algebra ableiten lassen. +Die Verbindung wird hergestellt durch die Exponentialabbildung. +Ziel dieses Kapitels ist, die Grundzüge dieses interessanten +Zusammenhangs darzustellen. \input{chapters/60-gruppen/symmetrien.tex} \input{chapters/60-gruppen/lie-gruppen.tex} diff --git a/buch/chapters/60-gruppen/lie-gruppen.tex b/buch/chapters/60-gruppen/lie-gruppen.tex index cb1ca84..022de97 100644 --- a/buch/chapters/60-gruppen/lie-gruppen.tex +++ b/buch/chapters/60-gruppen/lie-gruppen.tex @@ -6,3 +6,142 @@ \section{Lie-Gruppen \label{buch:section:lie-gruppen}} \rhead{Lie-Gruppen} + +\subsection{Drehungen in der Ebene +\label{buch:gruppen:drehungen2d}} +Drehungen der Ebene können in einer orthonormierten Basis durch +Matrizen der Form +\[ +D_{\alpha} += +\begin{pmatrix} +\cos\alpha&-\sin\alpha\\ +\sin\alpha& \cos\alpha +\end{pmatrix} +\] +dargestellt werden. +Wir bezeichnen die Menge der Drehmatrizen in der Ebene mit +$\operatorname{SO}(2)\subset\operatorname{GL}_2(\mathbb{R})$. +Die Abbildung +\[ +D_{\bullet} +\colon +\mathbb{R}\to \operatorname{SO}(2) +: +\alpha \mapsto D_{\alpha} +\] +hat die Eigenschaften +\begin{align*} +D_{\alpha+\beta}&= D_{\alpha}D_{\beta} +\\ +D_0&=I +\\ +D_{2k\pi}&=I\qquad \forall k\in\mathbb{Z}. +\end{align*} +Daraus folgt zum Beispiel, dass $D_{\bullet}$ eine $2\pi$-periodische +Funktion ist. +$D_{\bullet}$ bildet die Menge der Winkel $[0,2\pi)$ bijektiv auf +die Menge der Drehmatrizen in der Ebene ab. + +Ein alternatives Bild für die Drehungen der Ebene kann man in der komplexen +Ebene $\mathbb{C}$ erhalten. +Die Multiplikation mit der komplexen Zahl $e^{i\alpha}$ beschreibt eine +Drehung der komplexen Ebene um den Winkel $\alpha$. +Die Zahlen der Form $e^{i\alpha}$ haben den Betrag $1$ und die Abbildung +\[ +f\colon \mathbb{R}\to \mathbb{C}:\alpha \mapsto e^{i\alpha} +\] +hat die Eigenschaften +\begin{align*} +f(\alpha+\beta) &= f(\alpha)f(\beta) +\\ +f(0)&=1 +\\ +f(2\pi k)&=1\qquad\forall k\in\mathbb{Z}, +\end{align*} +die zu den Eigenschaften der Abbildung $\alpha\mapsto D_{\alpha}$ +analog sind. + +Jede komplexe Zahl $z$ vom Betrag $1$ kann geschrieben werden in der Form +$z=e^{i\alpha}$, die Abbildung $f$ ist also eine Parametrisierung des +Einheitskreises in der Ebene. +Wir bezeichen $S^1=\{z\in\mathbb{C}\;|\; |z|=1\}$ die komplexen Zahlen vom +Betrag $1$. +$S^1$ ist eine Gruppe bezüglich der Multiplikation, da für jede Zahl +$z,w\in S^1$ gilt +$|z^{-1}|=1$ und $|zw|=1$ und damit $z^{-1}\in S^1$ und $zw\in S^1$. + +Zu einer komplexen Zahl $z\in S^1$ gibt es einen bis auf Vielfache +von $2\pi$ eindeutigen Winkel $\alpha(z)$ derart, dass $e^{i\alpha(z)}=z$. +Damit kann man jetzt die Abbildung +\[ +\varphi +\colon +S^1\to \operatorname{SO}(2) +: +z\mapsto D_{\alpha(z)} +\] +konstruieren. +Da $D_{\alpha}$ $2\pi$-periodisch ist, geben um Vielfache +von $2\pi$ verschiedene Wahlen von $\alpha(z)$ die gleiche +Matrix $D_{\alpha(z)}$, die Abbildung $\varphi$ ist daher +wohldefiniert. +$\varphi$ erfüllt ausserdem die Bedingungen +\begin{align*} +\varphi(z_1z_2) +&= +D_{\alpha(z_1z_2)} += +D_{\alpha(z_1)+\alpha(z_2)} += +D_{\alpha(z_1)}D_{\alpha(z_2)} += +\varphi(z_1)\varphi(z_2) +\\ +\varphi(1) +&= +D_{\alpha(1)} += +D_0 += +I +\end{align*} +Die Abbildung $\varphi$ ist ein Homomorphismus der Gruppe $S^1$ +in die Gruppe $\operatorname{SO}(2)$. +Die Menge der Drehmatrizen in der Ebene kann also mit dem Einheitskreis +in der komplexen Ebene identifiziert werden. + +\subsection{Isometrien von $\mathbb{R}^n$ +\label{buch:gruppen:isometrien}} +Lineare Abbildungen der Ebene $\mathbb{R}^n$ mit dem üblichen Skalarprodukt +können durch $n\times n$-Matrizen beschrieben werden. +Die Matrizen, die das Skalarprodukt erhalten, bilden eine Gruppe, +die in diesem Abschnitt genauer untersucht werden soll. +Eine Matrix $A\in M_{2}(\mathbb{R})$ ändert das Skalarprodukt nicht, wenn +für jedes beliebige Paar $x,y$ von Vektoren gilt +$\langle Ax,Ay\rangle = \langle x,y\rangle$. +Das Standardskalarprodukt kann mit dem Matrixprodukt ausgedrückt werden: +\[ +\langle Ax,Ay\rangle += +(Ax)^tAy += +x^tA^tAy += +x^ty += +\langle x,y\rangle +\] +für jedes Paar von Vektoren $x,y\in\mathbb{R}$. + +Mit dem Skalarprodukt kann man auch die Matrixelemente einer Matrix +einer Abbildung $f$ in der Standardbasis bestimmen. +Das Skalarprodukt $\langle e_i, v\rangle$ ist die Länge der Projektion +des Vektors $v$ auf die Richtung $e_i$. +Die Komponenten von $Ae_j$ sind daher $a_{ij}=\langle e_i,f(e_j)\rangle$. +Die Matrix $A$ der Abbildung $f$ hat also die Matrixelemente +$a_{ij}=e_i^tAe_j$. + + +\subsection{Die Gruppe $\operatorname{SU}(2)$ +\label{buch:gruppen:su2}} -- cgit v1.2.1 From c2327f731ba243a91d47c48ad14ecbcd3b058caf Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: Nao Pross Date: Tue, 23 Mar 2021 23:42:48 +0100 Subject: Change title and authors, remove sample --- buch/papers/punktgruppen/Makefile.inc | 12 +++----- buch/papers/punktgruppen/main.tex | 30 ++----------------- buch/papers/punktgruppen/teil0.tex | 22 -------------- buch/papers/punktgruppen/teil1.tex | 55 ----------------------------------- buch/papers/punktgruppen/teil2.tex | 40 ------------------------- buch/papers/punktgruppen/teil3.tex | 40 ------------------------- 6 files changed, 7 insertions(+), 192 deletions(-) delete mode 100644 buch/papers/punktgruppen/teil0.tex delete mode 100644 buch/papers/punktgruppen/teil1.tex delete mode 100644 buch/papers/punktgruppen/teil2.tex delete mode 100644 buch/papers/punktgruppen/teil3.tex diff --git a/buch/papers/punktgruppen/Makefile.inc b/buch/papers/punktgruppen/Makefile.inc index 7c6e70d..629abca 100644 --- a/buch/papers/punktgruppen/Makefile.inc +++ b/buch/papers/punktgruppen/Makefile.inc @@ -3,12 +3,8 @@ # # (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule # -dependencies-punktgruppen = \ - papers/punktgruppen/packages.tex \ - papers/punktgruppen/main.tex \ - papers/punktgruppen/references.bib \ - papers/punktgruppen/teil0.tex \ - papers/punktgruppen/teil1.tex \ - papers/punktgruppen/teil2.tex \ - papers/punktgruppen/teil3.tex +dependencies-punktgruppen = \ + papers/punktgruppen/packages.tex \ + papers/punktgruppen/main.tex \ + papers/punktgruppen/references.bib diff --git a/buch/papers/punktgruppen/main.tex b/buch/papers/punktgruppen/main.tex index fc91913..71e9a92 100644 --- a/buch/papers/punktgruppen/main.tex +++ b/buch/papers/punktgruppen/main.tex @@ -3,34 +3,10 @@ % % (c) 2020 Hochschule Rapperswil % -\chapter{Thema\label{chapter:punktgruppen}} -\lhead{Thema} +\chapter{Crystal M\rotatebox[origin=c]{180}{a}th\label{chapter:punktgruppen}} +\lhead{Crystal M\rotatebox[origin=c]{180}{a}th} \begin{refsection} -\chapterauthor{Hans Muster} - -Ein paar Hinweise für die korrekte Formatierung des Textes -\begin{itemize} -\item -Absätze werden gebildet, indem man eine Leerzeile einfügt. -Die Verwendung von \verb+\\+ ist nur in Tabellen und Arrays gestattet. -\item -Die explizite Platzierung von Bildern ist nicht erlaubt, entsprechende -Optionen werden gelöscht. -Verwenden Sie Labels und Verweise, um auf Bilder hinzuweisen. -\item -Beginnen Sie jeden Satz auf einer neuen Zeile. -Damit ermöglichen Sie dem Versionsverwaltungssysteme, Änderungen -in verschiedenen Sätzen von verschiedenen Autoren ohne Konflikt -anzuwenden. -\item -Bilden Sie auch für Formeln kurze Zeilen, einerseits der besseren -Übersicht wegen, aber auch um GIT die Arbeit zu erleichtern. -\end{itemize} - -\input{papers/punktgruppen/teil0.tex} -\input{papers/punktgruppen/teil1.tex} -\input{papers/punktgruppen/teil2.tex} -\input{papers/punktgruppen/teil3.tex} +\chapterauthor{Tim T\"onz, Naoki Pross} \printbibliography[heading=subbibliography] \end{refsection} diff --git a/buch/papers/punktgruppen/teil0.tex b/buch/papers/punktgruppen/teil0.tex deleted file mode 100644 index 5a8278e..0000000 --- a/buch/papers/punktgruppen/teil0.tex +++ /dev/null @@ -1,22 +0,0 @@ -% -% einleitung.tex -- Beispiel-File für die Einleitung -% -% (c) 2020 Prof Dr Andreas Müller, Hochschule Rapperswil -% -\section{Teil 0\label{punktgruppen:section:teil0}} -\rhead{Teil 0} -Lorem ipsum dolor sit amet, consetetur sadipscing elitr, sed diam -nonumy eirmod tempor invidunt ut labore et dolore magna aliquyam -erat, sed diam voluptua \cite{punktgruppen:bibtex}. -At vero eos et accusam et justo duo dolores et ea rebum. -Stet clita kasd gubergren, no sea takimata sanctus est Lorem ipsum -dolor sit amet. - -Lorem ipsum dolor sit amet, consetetur sadipscing elitr, sed diam -nonumy eirmod tempor invidunt ut labore et dolore magna aliquyam -erat, sed diam voluptua. -At vero eos et accusam et justo duo dolores et ea rebum. Stet clita -kasd gubergren, no sea takimata sanctus est Lorem ipsum dolor sit -amet. - - diff --git a/buch/papers/punktgruppen/teil1.tex b/buch/papers/punktgruppen/teil1.tex deleted file mode 100644 index 228af33..0000000 --- a/buch/papers/punktgruppen/teil1.tex +++ /dev/null @@ -1,55 +0,0 @@ -% -% teil1.tex -- Beispiel-File für das Paper -% -% (c) 2020 Prof Dr Andreas Müller, Hochschule Rapperswil -% -\section{Teil 1 -\label{punktgruppen:section:teil1}} -\rhead{Problemstellung} -Sed ut perspiciatis unde omnis iste natus error sit voluptatem -accusantium doloremque laudantium, totam rem aperiam, eaque ipsa -quae ab illo inventore veritatis et quasi architecto beatae vitae -dicta sunt explicabo. -Nemo enim ipsam voluptatem quia voluptas sit aspernatur aut odit -aut fugit, sed quia consequuntur magni dolores eos qui ratione -voluptatem sequi nesciunt -\begin{equation} -\int_a^b x^2\, dx -= -\left[ \frac13 x^3 \right]_a^b -= -\frac{b^3-a^3}3. -\label{punktgruppen:equation1} -\end{equation} -Neque porro quisquam est, qui dolorem ipsum quia dolor sit amet, -consectetur, adipisci velit, sed quia non numquam eius modi tempora -incidunt ut labore et dolore magnam aliquam quaerat voluptatem. - -Ut enim ad minima veniam, quis nostrum exercitationem ullam corporis -suscipit laboriosam, nisi ut aliquid ex ea commodi consequatur? -Quis autem vel eum iure reprehenderit qui in ea voluptate velit -esse quam nihil molestiae consequatur, vel illum qui dolorem eum -fugiat quo voluptas nulla pariatur? - -\subsection{De finibus bonorum et malorum -\label{punktgruppen:subsection:finibus}} -At vero eos et accusamus et iusto odio dignissimos ducimus qui -blanditiis praesentium voluptatum deleniti atque corrupti quos -dolores et quas molestias excepturi sint occaecati cupiditate non -provident, similique sunt in culpa qui officia deserunt mollitia -animi, id est laborum et dolorum fuga \eqref{000tempmlate:equation1}. - -Et harum quidem rerum facilis est et expedita distinctio -\ref{punktgruppen:section:loesung}. -Nam libero tempore, cum soluta nobis est eligendi optio cumque nihil -impedit quo minus id quod maxime placeat facere possimus, omnis -voluptas assumenda est, omnis dolor repellendus -\ref{punktgruppen:section:folgerung}. -Temporibus autem quibusdam et aut officiis debitis aut rerum -necessitatibus saepe eveniet ut et voluptates repudiandae sint et -molestiae non recusandae. -Itaque earum rerum hic tenetur a sapiente delectus, ut aut reiciendis -voluptatibus maiores alias consequatur aut perferendis doloribus -asperiores repellat. - - diff --git a/buch/papers/punktgruppen/teil2.tex b/buch/papers/punktgruppen/teil2.tex deleted file mode 100644 index b48e785..0000000 --- a/buch/papers/punktgruppen/teil2.tex +++ /dev/null @@ -1,40 +0,0 @@ -% -% teil2.tex -- Beispiel-File für teil2 -% -% (c) 2020 Prof Dr Andreas Müller, Hochschule Rapperswil -% -\section{Teil 2 -\label{punktgruppen:section:teil2}} -\rhead{Teil 2} -Sed ut perspiciatis unde omnis iste natus error sit voluptatem -accusantium doloremque laudantium, totam rem aperiam, eaque ipsa -quae ab illo inventore veritatis et quasi architecto beatae vitae -dicta sunt explicabo. Nemo enim ipsam voluptatem quia voluptas sit -aspernatur aut odit aut fugit, sed quia consequuntur magni dolores -eos qui ratione voluptatem sequi nesciunt. Neque porro quisquam -est, qui dolorem ipsum quia dolor sit amet, consectetur, adipisci -velit, sed quia non numquam eius modi tempora incidunt ut labore -et dolore magnam aliquam quaerat voluptatem. Ut enim ad minima -veniam, quis nostrum exercitationem ullam corporis suscipit laboriosam, -nisi ut aliquid ex ea commodi consequatur? Quis autem vel eum iure -reprehenderit qui in ea voluptate velit esse quam nihil molestiae -consequatur, vel illum qui dolorem eum fugiat quo voluptas nulla -pariatur? - -\subsection{De finibus bonorum et malorum -\label{punktgruppen:subsection:bonorum}} -At vero eos et accusamus et iusto odio dignissimos ducimus qui -blanditiis praesentium voluptatum deleniti atque corrupti quos -dolores et quas molestias excepturi sint occaecati cupiditate non -provident, similique sunt in culpa qui officia deserunt mollitia -animi, id est laborum et dolorum fuga. Et harum quidem rerum facilis -est et expedita distinctio. Nam libero tempore, cum soluta nobis -est eligendi optio cumque nihil impedit quo minus id quod maxime -placeat facere possimus, omnis voluptas assumenda est, omnis dolor -repellendus. Temporibus autem quibusdam et aut officiis debitis aut -rerum necessitatibus saepe eveniet ut et voluptates repudiandae -sint et molestiae non recusandae. Itaque earum rerum hic tenetur a -sapiente delectus, ut aut reiciendis voluptatibus maiores alias -consequatur aut perferendis doloribus asperiores repellat. - - diff --git a/buch/papers/punktgruppen/teil3.tex b/buch/papers/punktgruppen/teil3.tex deleted file mode 100644 index 94abd74..0000000 --- a/buch/papers/punktgruppen/teil3.tex +++ /dev/null @@ -1,40 +0,0 @@ -% -% teil3.tex -- Beispiel-File für Teil 3 -% -% (c) 2020 Prof Dr Andreas Müller, Hochschule Rapperswil -% -\section{Teil 3 -\label{punktgruppen:section:teil3}} -\rhead{Teil 3} -Sed ut perspiciatis unde omnis iste natus error sit voluptatem -accusantium doloremque laudantium, totam rem aperiam, eaque ipsa -quae ab illo inventore veritatis et quasi architecto beatae vitae -dicta sunt explicabo. Nemo enim ipsam voluptatem quia voluptas sit -aspernatur aut odit aut fugit, sed quia consequuntur magni dolores -eos qui ratione voluptatem sequi nesciunt. Neque porro quisquam -est, qui dolorem ipsum quia dolor sit amet, consectetur, adipisci -velit, sed quia non numquam eius modi tempora incidunt ut labore -et dolore magnam aliquam quaerat voluptatem. Ut enim ad minima -veniam, quis nostrum exercitationem ullam corporis suscipit laboriosam, -nisi ut aliquid ex ea commodi consequatur? Quis autem vel eum iure -reprehenderit qui in ea voluptate velit esse quam nihil molestiae -consequatur, vel illum qui dolorem eum fugiat quo voluptas nulla -pariatur? - -\subsection{De finibus bonorum et malorum -\label{punktgruppen:subsection:malorum}} -At vero eos et accusamus et iusto odio dignissimos ducimus qui -blanditiis praesentium voluptatum deleniti atque corrupti quos -dolores et quas molestias excepturi sint occaecati cupiditate non -provident, similique sunt in culpa qui officia deserunt mollitia -animi, id est laborum et dolorum fuga. Et harum quidem rerum facilis -est et expedita distinctio. Nam libero tempore, cum soluta nobis -est eligendi optio cumque nihil impedit quo minus id quod maxime -placeat facere possimus, omnis voluptas assumenda est, omnis dolor -repellendus. Temporibus autem quibusdam et aut officiis debitis aut -rerum necessitatibus saepe eveniet ut et voluptates repudiandae -sint et molestiae non recusandae. Itaque earum rerum hic tenetur a -sapiente delectus, ut aut reiciendis voluptatibus maiores alias -consequatur aut perferendis doloribus asperiores repellat. - - -- cgit v1.2.1 From d9ef9c5c72c314a4a6378c157d19d06ad395b013 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: =?UTF-8?q?Andreas=20M=C3=BCller?= Date: Fri, 26 Mar 2021 12:27:29 +0100 Subject: fix typo --- vorlesungen/slides/4/euklidmatrix.tex | 2 +- 1 file changed, 1 insertion(+), 1 deletion(-) diff --git a/vorlesungen/slides/4/euklidmatrix.tex b/vorlesungen/slides/4/euklidmatrix.tex index be5b3ca..c63afec 100644 --- a/vorlesungen/slides/4/euklidmatrix.tex +++ b/vorlesungen/slides/4/euklidmatrix.tex @@ -18,7 +18,7 @@ a_k = b_kq_k + r_k \;\Rightarrow\; \left\{ \begin{aligned} -a_{k+1} &= b_k = \phantom{a_k-q_k}\llap{$-\mathstrut$}b_k \\ +a_{k+1} &= b_k = \phantom{a_k-q_k}b_k \\ b_{k+1} &= \phantom{b_k}\llap{$r_k$} = a_k - q_kb_k \end{aligned} \right.} -- cgit v1.2.1 From 0a3486fa2ae398bb113053ad0823cf59c4a3b1eb Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: =?UTF-8?q?Andreas=20M=C3=BCller?= Date: Sat, 27 Mar 2021 20:33:43 +0100 Subject: new images --- buch/chapters/40-eigenwerte/grundlagen.tex | 30 +++ buch/chapters/40-eigenwerte/images/Makefile | 7 +- buch/chapters/40-eigenwerte/images/bild1.jpg | Bin 0 -> 76315 bytes buch/chapters/40-eigenwerte/images/bild2.jpg | Bin 0 -> 87846 bytes buch/chapters/40-eigenwerte/images/drei.jpg | Bin 0 -> 95383 bytes buch/chapters/40-eigenwerte/images/kern1.jpg | Bin 0 -> 61717 bytes buch/chapters/40-eigenwerte/images/kern2.jpg | Bin 0 -> 87289 bytes buch/chapters/40-eigenwerte/images/kernbild.pdf | Bin 0 -> 189482 bytes buch/chapters/40-eigenwerte/images/kernbild.tex | 40 ++++ buch/chapters/40-eigenwerte/images/kernbild1.jpg | Bin 0 -> 84647 bytes buch/chapters/40-eigenwerte/images/kernbild2.jpg | Bin 0 -> 76111 bytes buch/chapters/40-eigenwerte/images/kombiniert.jpg | Bin 0 -> 117063 bytes buch/chapters/40-eigenwerte/images/kombiniert.pdf | Bin 0 -> 131131 bytes buch/chapters/40-eigenwerte/images/kombiniert.tex | 48 ++++ buch/chapters/60-gruppen/images/castle.jpeg | Bin 0 -> 148054 bytes buch/chapters/60-gruppen/lie-algebren.tex | 255 ++++++++++++++++++++++ buch/chapters/60-gruppen/lie-gruppen.tex | 179 +++++++++++++++ buch/chapters/60-gruppen/symmetrien.tex | 98 +++++++++ buch/common/teilnehmer.tex | 20 +- vorlesungen/slides/5/beispiele/kombiniert.jpg | Bin 109739 -> 117063 bytes vorlesungen/slides/5/beispiele/kombiniert.pov | 1 + 21 files changed, 667 insertions(+), 11 deletions(-) create mode 100644 buch/chapters/40-eigenwerte/images/bild1.jpg create mode 100644 buch/chapters/40-eigenwerte/images/bild2.jpg create mode 100644 buch/chapters/40-eigenwerte/images/drei.jpg create mode 100644 buch/chapters/40-eigenwerte/images/kern1.jpg create mode 100644 buch/chapters/40-eigenwerte/images/kern2.jpg create mode 100644 buch/chapters/40-eigenwerte/images/kernbild.pdf create mode 100644 buch/chapters/40-eigenwerte/images/kernbild.tex create mode 100644 buch/chapters/40-eigenwerte/images/kernbild1.jpg create mode 100644 buch/chapters/40-eigenwerte/images/kernbild2.jpg create mode 100644 buch/chapters/40-eigenwerte/images/kombiniert.jpg create mode 100644 buch/chapters/40-eigenwerte/images/kombiniert.pdf create mode 100644 buch/chapters/40-eigenwerte/images/kombiniert.tex create mode 100644 buch/chapters/60-gruppen/images/castle.jpeg diff --git a/buch/chapters/40-eigenwerte/grundlagen.tex b/buch/chapters/40-eigenwerte/grundlagen.tex index d984452..ffc452b 100644 --- a/buch/chapters/40-eigenwerte/grundlagen.tex +++ b/buch/chapters/40-eigenwerte/grundlagen.tex @@ -16,6 +16,36 @@ gestreckt werden. Gelingt es, eine Basis aus solchen sogenanten {\em Eigenvektoren} zu finden, dann kann man die Matrix $A$ durch Basiswechsel in diese Form bringen. +\begin{figure} +\centering +\includegraphics[width=\textwidth]{chapters/40-eigenwerte/images/kernbild.pdf} +\caption{Iterierte Kerne und Bilder einer $3\times 3$-Matrix mit Rang~2. +Die abnehmend geschachtelten iterierten Bilder +$\mathcal{J}^1(A) \subset \mathcal{J}^2(A)$ +sind links dargestellt, die zunehmen geschachtelten iterierten Kerne +$\mathcal{K}^1(A) \subset \mathcal{K}^2(A)$ rechts. +\label{buch:eigenwerte:img:kernbild}} +\end{figure} + +\begin{figure} +\centering +\includegraphics[width=\textwidth]{chapters/40-eigenwerte/images/kombiniert.pdf} +\caption{Iterierte Kerne und Bilder einer $3\times 3$-Matrix mit Rang~2. +Da $\dim\mathcal{J}^2(A)=1$ und $\dim\mathcal{J}^1(A)=2$ ist, muss es +einen Vektor in $\mathcal{J}^1(A)$ geben, der von $A$ auf $0$ abgebildet +wird, der also auch im Kern $\mathcal{K}^1(A)$ liegt. +Daher ist $\mathcal{K}^1(A)$ die Schnittgerade von $\mathcal{J}^1(A)$ und +$\mathcal{K}^2(A)$. +Man kann auch gut erkennen, dass +$\mathbb{R}^3 += +\mathcal{K}^1(A)\oplus \mathcal{J}^1(A) += +\mathcal{K}^2(A) \oplus \mathcal{J}^2(A)$ +ist. +\label{buch:eigenwerte:img:kombiniert}} +\end{figure} + % % Kern und Bild von Matrixpotenzen % diff --git a/buch/chapters/40-eigenwerte/images/Makefile b/buch/chapters/40-eigenwerte/images/Makefile index db00dac..753153d 100644 --- a/buch/chapters/40-eigenwerte/images/Makefile +++ b/buch/chapters/40-eigenwerte/images/Makefile @@ -3,7 +3,7 @@ # # (c) 2020 Prof Dr Andreas Müller, Hochschule Rappersil # -all: sp.pdf nilpotent.pdf +all: sp.pdf nilpotent.pdf kernbild.pdf kombiniert.pdf sp.pdf: sp.tex sppaths.tex pdflatex sp.tex @@ -14,3 +14,8 @@ sppaths.tex: spbeispiel.m nilpotent.pdf: nilpotent.tex pdflatex nilpotent.tex +kernbild.pdf: kernbild.tex bild2.jpg kern2.jpg + pdflatex kernbild.tex + +kombiniert.pdf: kombiniert.tex kombiniert.jpg + pdflatex kombiniert.tex diff --git a/buch/chapters/40-eigenwerte/images/bild1.jpg b/buch/chapters/40-eigenwerte/images/bild1.jpg new file mode 100644 index 0000000..879fae8 Binary files /dev/null and b/buch/chapters/40-eigenwerte/images/bild1.jpg differ diff --git a/buch/chapters/40-eigenwerte/images/bild2.jpg b/buch/chapters/40-eigenwerte/images/bild2.jpg new file mode 100644 index 0000000..2597c95 Binary files /dev/null and b/buch/chapters/40-eigenwerte/images/bild2.jpg differ diff --git a/buch/chapters/40-eigenwerte/images/drei.jpg b/buch/chapters/40-eigenwerte/images/drei.jpg new file mode 100644 index 0000000..35f9034 Binary files /dev/null and b/buch/chapters/40-eigenwerte/images/drei.jpg differ diff --git a/buch/chapters/40-eigenwerte/images/kern1.jpg b/buch/chapters/40-eigenwerte/images/kern1.jpg new file mode 100644 index 0000000..5c99664 Binary files /dev/null and b/buch/chapters/40-eigenwerte/images/kern1.jpg differ diff --git a/buch/chapters/40-eigenwerte/images/kern2.jpg b/buch/chapters/40-eigenwerte/images/kern2.jpg new file mode 100644 index 0000000..87d18ac Binary files /dev/null and b/buch/chapters/40-eigenwerte/images/kern2.jpg differ diff --git a/buch/chapters/40-eigenwerte/images/kernbild.pdf b/buch/chapters/40-eigenwerte/images/kernbild.pdf new file mode 100644 index 0000000..2a321b2 Binary files /dev/null and b/buch/chapters/40-eigenwerte/images/kernbild.pdf differ diff --git a/buch/chapters/40-eigenwerte/images/kernbild.tex b/buch/chapters/40-eigenwerte/images/kernbild.tex new file mode 100644 index 0000000..4eced84 --- /dev/null +++ b/buch/chapters/40-eigenwerte/images/kernbild.tex @@ -0,0 +1,40 @@ +% +% kernbild.tex -- Kern und Bild einer Matrix +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +% +\documentclass[tikz]{standalone} +\usepackage{amsmath} +\usepackage{times} +\usepackage{txfonts} +\usepackage{pgfplots} +\usepackage{csvsimple} +\usetikzlibrary{arrows,intersections,math} +\begin{document} +\def\skala{1} +\definecolor{darkgreen}{rgb}{0,0.4,0} +\definecolor{turqoise}{rgb}{0,0.3,0.6} +\begin{tikzpicture}[>=latex,thick,scale=\skala] + +\begin{scope}[xshift=-3.5cm] +\node at (0,0) {\includegraphics[width=6.8cm]{bild2.jpg}}; + +\fill[color=white,opacity=0.8] (-3,-2.75) rectangle (-2,-2.3); +\node[color=orange] at (-2.5,-2.5) {$\mathcal{J}^1(A)$}; +\node at (3.3,0) {$x_1$}; +\node at (0.3,3.2) {$x_3$}; +\node[color=purple] at (2.3,0.6) [rotate=8] {$\mathcal{J}^2(A)$}; +\end{scope} + +\begin{scope}[xshift=3.5cm] +\node at (0,0) {\includegraphics[width=6.8cm]{kern2.jpg}}; +\node[color=darkgreen] at (1.8,2.2) [rotate=58] {$\mathcal{K}^1(A)$}; +\fill[color=white,opacity=0.8] (-1.5,0.8) rectangle (-0.5,1.2); +\node[color=turqoise] at (-1,1) {$\mathcal{K}^2(A)$}; +\node at (3.3,0) {$x_1$}; +\node at (0.3,3.2) {$x_3$}; +\end{scope} + +\end{tikzpicture} +\end{document} + diff --git a/buch/chapters/40-eigenwerte/images/kernbild1.jpg b/buch/chapters/40-eigenwerte/images/kernbild1.jpg new file mode 100644 index 0000000..87e874e Binary files /dev/null and b/buch/chapters/40-eigenwerte/images/kernbild1.jpg differ diff --git a/buch/chapters/40-eigenwerte/images/kernbild2.jpg b/buch/chapters/40-eigenwerte/images/kernbild2.jpg new file mode 100644 index 0000000..1160b31 Binary files /dev/null and b/buch/chapters/40-eigenwerte/images/kernbild2.jpg differ diff --git a/buch/chapters/40-eigenwerte/images/kombiniert.jpg b/buch/chapters/40-eigenwerte/images/kombiniert.jpg new file mode 100644 index 0000000..bebc36f Binary files /dev/null and b/buch/chapters/40-eigenwerte/images/kombiniert.jpg differ diff --git a/buch/chapters/40-eigenwerte/images/kombiniert.pdf b/buch/chapters/40-eigenwerte/images/kombiniert.pdf new file mode 100644 index 0000000..91cee0b Binary files /dev/null and b/buch/chapters/40-eigenwerte/images/kombiniert.pdf differ diff --git a/buch/chapters/40-eigenwerte/images/kombiniert.tex b/buch/chapters/40-eigenwerte/images/kombiniert.tex new file mode 100644 index 0000000..d850c64 --- /dev/null +++ b/buch/chapters/40-eigenwerte/images/kombiniert.tex @@ -0,0 +1,48 @@ +% +% kombiniert.tex -- Iterierte Kerne und Bilder +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +% +\documentclass[tikz]{standalone} +\usepackage{amsmath} +\usepackage{times} +\usepackage{txfonts} +\usepackage{pgfplots} +\usepackage{csvsimple} +\usetikzlibrary{arrows,intersections,math} +\begin{document} +\definecolor{darkgreen}{rgb}{0,0.4,0} +\definecolor{turqoise}{rgb}{0,0.3,0.6} +\def\skala{1} +\newboolean{showgrid} +\setboolean{showgrid}{false} +\def\breite{7} +\def\hoehe{7} +\begin{tikzpicture}[>=latex,thick,scale=\skala] + +\node at (0,0) {\includegraphics[width=13.8cm]{kombiniert.jpg}}; + +\node at (6.6,-0.1) {$x_1$}; +\node at (0.3,6.7) {$x_3$}; + +\node[color=purple] at (4.8,1) [rotate=8] {$\mathcal{J}^2(A)$}; +\node[color=darkgreen] at (3.5,4.6) [rotate=58] {$\mathcal{K}^1(A)$}; + +\fill[color=white,opacity=0.8] (-2.3,3.8) rectangle (-1.3,4.2); +\node[color=turqoise] at (-1.8,4) {$\mathcal{K}^2(A)$}; + +\fill[color=white,opacity=0.8] (2.5,-5.75) rectangle (3.5,-5.3); +\node[color=orange] at (3,-5.5) {$\mathcal{J}^1(A)$}; + +%\node at G +% Gitter +\ifthenelse{\boolean{showgrid}}{ +\draw[step=0.1,line width=0.1pt] (-\breite,-\hoehe) grid (\breite, \hoehe); +\draw[step=0.5,line width=0.4pt] (-\breite,-\hoehe) grid (\breite, \hoehe); +\draw (-\breite,-\hoehe) grid (\breite, \hoehe); +\fill (0,0) circle[radius=0.05]; +}{} + +\end{tikzpicture} +\end{document} + diff --git a/buch/chapters/60-gruppen/images/castle.jpeg b/buch/chapters/60-gruppen/images/castle.jpeg new file mode 100644 index 0000000..bf90a36 Binary files /dev/null and b/buch/chapters/60-gruppen/images/castle.jpeg differ diff --git a/buch/chapters/60-gruppen/lie-algebren.tex b/buch/chapters/60-gruppen/lie-algebren.tex index 69d4b1d..6c6b74b 100644 --- a/buch/chapters/60-gruppen/lie-algebren.tex +++ b/buch/chapters/60-gruppen/lie-algebren.tex @@ -6,3 +6,258 @@ \section{Lie-Algebren \label{buch:section:lie-algebren}} \rhead{Lie-Algebren} +Im vorangegangenen Abschnitt wurde gezeigt, dass alle beschriebenen +Matrizengruppen als Untermannigfaltigkeiten im $n^2$-dimensionalen +Vektorraum $M_n(\mathbb{R}9$ betrachtet werden können. +Die Gruppen haben damit nicht nur die algebraische Struktur einer +Matrixgruppe, sie haben auch die geometrische Struktur einer +Mannigfaltigkeit. +Insbesondere ist es sinnvoll, von Ableitungen zu sprechen. + +Eindimensionale Untergruppen einer Gruppe können auch als Kurven +innerhalb der Gruppe angesehen werden. +In diesem Abschnitt soll gezeigt werden, wie man zu jeder eindimensionalen +Untergruppe einen Vektor in $M_n(\mathbb{R})$ finden kann derart, dass +der Vektor als Tangentialvektor an diese Kurve gelten kann. +Aus einer Abbildung zwischen der Gruppe und diesen Tagentialvektoren +erhält man dann auch eine algebraische Struktur auf diesen Tangentialvektoren, +die sogenannte Lie-Algebra. +Sie ist charakteristisch für die Gruppe. +Insbesondere werden wir sehen, wie die Gruppen $\operatorname{SO}(3)$ +und $\operatorname{SU}(2)$ die gleich Lie-Algebra haben und dass die +Lie-Algebra von $\operatorname{SO}(3)$ mit dem Vektorprodukt in $\mathbb{R}^3$ +übereinstimmt. + +% +% Tangentialvektoren und SO(2) +% +\subsection{Tangentialvektoren und $\operatorname{SO}(2)$} +Die Drehungen in der Ebene können reell als Matrizen der Form +\[ +D_{\alpha} += +\begin{pmatrix} +\cos\alpha&-\sin\alpha\\ +\sin\alpha& \cos\alpha +\end{pmatrix} +\] +als eidimensionale Kurve innerhalb von $M_2(\mathbb{R})$ beschrieben +werden. +Alternativ können Drehungen um den Winkel $\alpha$ als mit Hilfe von +der Abbildung +$ +\alpha\mapsto e^{i\alpha} +$ +als komplexe Zahlen vom Betrag $1$ beschrieben werden. +Dies sind zwei verschiedene Parametrisierungen der gleichen +geometrischen Transformation. + +Die Ableitung nach $\alpha$ ist $ie^{i\alpha}$, der Tangentialvektor +im Punkt $e^{i\alpha}$ ist also $ie^{i\alpha}$. +Die Multiplikation mit $i$ ist die Drehung um $90^\circ$, der Tangentialvektor +ist also der um $90^\circ$ gedrehte Ortsvektor zum Punkt auf der Kurve. + +In der Darstelllung als $2\times 2$-Matrix ist die Ableitung +\[ +\frac{d}{d\alpha}D_\alpha += +\frac{d}{d\alpha} +\begin{pmatrix} +\cos\alpha& -\sin\alpha\\ +\sin\alpha& \cos\alpha +\end{pmatrix} += +\begin{pmatrix} +-\sin\alpha & -\cos\alpha \\ + \cos\alpha & -\sin\alpha +\end{pmatrix}. +\] +Die rechte Seite kann wieder mit der Drehmatrix $D_\alpha$ geschrieben +werden, es ist nämlich +\[ +\frac{d}{d\alpha}D_\alpha += +\begin{pmatrix} +-\sin\alpha & -\cos\alpha \\ + \cos\alpha & -\sin\alpha +\end{pmatrix} += +\begin{pmatrix} +\cos\alpha & -\sin\alpha\\ +\sin\alpha & \cos\alpha +\end{pmatrix} +\begin{pmatrix} +0&-1\\ +1& 0 +\end{pmatrix} += +D_\alpha J. +\] +Der Tangentialvektor an die Kurve $\alpha\mapsto D_\alpha$ innerhalb +$M_2(\mathbb{R})$ im Punkt $D_\alpha$ ist also die Matrix +$JD_\alpha$. +Die Matrix $J$ ist die Drehung um $90^\circ$, denn $J=D_{\frac{\pi}2}$. +Der Zusammenhang zwischen dem Punkt $D_\alpha$ und dem Tangentialvektor +ist also analog zur Beschreibug mit komplexen Zahlen. + +Im Komplexen vermittelt die Exponentialfunktion den Zusammenhang zwischen +dem Winkel $\alpha$ und dre Drehung $e^{i\alpha}$. +Der Grund dafür ist natürlich die Differentialgleichung +\[ +\frac{d}{d\alpha} z(\alpha) = iz(\alpha). +\] +Die analoge Differentialgleichung +\[ +\frac{d}{d\alpha} D_\alpha = J D_\alpha +\] +führt auf die Matrix-Exponentialreihe +\begin{align*} +D_\alpha += +\exp (J\alpha) +&= +\sum_{k=0}^\infty \frac{(J\alpha)^k}{k!} += +\biggl( +1-\frac{\alpha^2}{2!} + \frac{\alpha^4}{4!} -\frac{\alpha^6}{6!}+\dots +\biggr) ++ +J\biggl( +\alpha - \frac{\alpha^3}{3!} ++ \frac{\alpha^5}{5!} +- \frac{\alpha^7}{7!}+\dots +\biggr) +\\ +&= +I\cos\alpha ++ +J\sin\alpha, +\end{align*} +welche der Eulerschen Formel $e^{i\alpha} = \cos\alpha + i \sin\alpha$ +analog ist. + +In diesem Beispiel gibt es nur eine Tangentialrichtung und alle in Frage +kommenden Matrizen vertauschen miteinander. +Es ist daher nicht damit zu rechnen, dass sich eine interessante +Algebrastruktur für die Ableitungen konstruieren lässt. + +% +% Die Lie-Algebra einer Matrizengruppe +% +\subsection{Lie-Algebra einer Matrizengruppe} +Das eindimensionale Beispiel $\operatorname{SO}(2)$ hat gezeigt, dass +die Tangentialvektoren in einem beliebigen Punkt $D_\alpha$ aus dem +Tangentialvektor im Punkt $I$ durch Anwendung der Drehung hervorgehen, +die $I$ in $D_\alpha$ abbildet. +Die Drehungen einer eindimensionalen Untergruppe transportieren daher +den Tangentialvektor in $I$ entlang der Kurve auf jeden beliebigen +anderen Punkt. +Zu jedem Tangentialvektor im Punkt $I$ dürfte es daher genau eine +eindimensionale Untergruppe geben. + +Sei die Abbildung $\varrho\colon\mathbb{R}\to G$ eine Einparameter-Untergruppe +von $G\subset M_n(\mathbb{R})$. +Durch Ableitung der Gleichung $\varrho(t+x) = \varrho(t)\varrho(x)$ nach +$x$ folgt die Differentialgleichung +\[ +\varrho'(t) += +\frac{d}{dx}\varrho(t+x)\bigg|_{x=0} += +\varrho(t) \frac{d}{dx}\varrho(0)\bigg|_{x=0} += +\varrho(t) \varrho'(0). +\] +Der Tangentialvektor in $\varrho'(t)$ in $\varrho(t)$ ist daher +der Tangentialvektor $\varrho'(0)$ in $I$ transportiert in den Punkt +$\varrho(t)$ mit Hilfe der Matrix $\varrho(t)$. + +Aus der Differentialgleichung folgt auch, dass +\[ +\varrho(t) = \exp (t\varrho'(0)). +\] +Zu einem Tangentialvektor in $I$ kann man also immer die +Einparameter-Untergruppe mit Hilfe der Differentialgleichung +oder der expliziten Exponentialreihe rekonstruieren. + +Die eindimensionale Gruppe $\operatorname{SO}(2)$ ist abelsch und +hat einen eindimensionalen Tangentialraum, man kann also nicht mit +einer interessanten Algebrastruktur rechnen. +Für eine höherdimensionale, nichtabelsche Gruppe sollte sich aus +der Tatsache, dass es verschiedene eindimensionale Untergruppen gibt, +deren Elemente nicht mit den Elemente einer anderen solchen Gruppe +vertauschen, eine interessante Algebra konstruieren lassen, deren +Struktur die Nichtvertauschbarkeit wiederspiegelt. + +Seien also $A$ und $B$ Tangentialvektoren einer Matrizengruppe $G$, +die zu den Einparameter-Untergruppen $\varphi(t)=\exp At$ und +$\varrho(t)=\exp Bt$ gehören. +Insbesondere gilt $\varphi'(0)=A$ und $\varrho'(0)=B$. +Das Produkt $\pi(t)=\varphi(t)\varrho(t)$ ist allerdings nicht notwendigerweise +eine Einparametergruppe, denn dazu müsste gelten +\begin{align*} +\pi(t+s) +&= +\varphi(t+s)\varrho(t+s) += +\varphi(t)\varphi(s)\varrho(t)\varrho(s) +\\ += +\pi(t)\pi(s) +&= +\varphi(t)\varrho(t)\varphi(s)\varrho(s) +\end{align*} +Durch Multiplikation von links mit $\varphi(t)^{-1}$ und +mit $\varrho(s)^{-1}$ von rechts folgt, dass dies genau dann gilt, +wenn +\[ +\varphi(s)\varrho(t)=\varrho(t)\varphi(s). +\] +Die beiden Seiten dieser Gleichung sind erneut verschiedene Punkte +in $G$. +Durch Multiplikation mit $\varrho(t)^{-1}$ von links und mit +$\varphi(s)^{-1}$ von rechts erhält man die äquivaliente +Bedingung +\begin{equation} +\varrho(-t)\varphi(s)\varrho(t)\varphi(-s)=I. +\label{buch:lie:konjugation} +\end{equation} +Ist die Gruppe $G$ nicht kommutativ, kann man nicht +annehmen, dass diese Bedingung erfüllt ist. + +Aus \eqref{buch:lie:konjugation} erhält man jetzt eine Kurve +\[ +t \mapsto \gamma(t,s) = \varrho(-t)\varphi(s)\varrho(t)\varphi(-s) \in G +\] +in der Gruppe, die für $t=0$ durch $I$ geht. +Ihren Tangentialvektor kann man durch Ableitung bekommen: +\begin{align*} +\frac{d}{dt}\gamma(t,s) +&= +-\varrho'(-t)\varphi(s)\varrho(t)\varphi(-s) ++\varrho(-t)\varphi(s)\varrho'(t)\varphi(-t) +\\ +\frac{d}{dt}\gamma(t)\bigg|_{t=0} +&= +-B\varphi(s) + \varphi(-s)B +\end{align*} +Durch erneute Ableitung nach $s$ erhält man dann +\begin{align*} +\frac{d}{ds} \frac{d}{dt}\gamma(t,s)\bigg|_{t=0} +&= +-B\varphi'(s) - \varphi(-s)B +\end{align*} + +% +% Die Lie-Algebra von SO(3) +% +\subsection{Die Lie-Algebra von $\operatorname{SO}(3)$} + +% +% Die Lie-Algebra von SU(2) +% +\subsection{Die Lie-Algebra von $\operatorname{SU}(2)$} + + + + diff --git a/buch/chapters/60-gruppen/lie-gruppen.tex b/buch/chapters/60-gruppen/lie-gruppen.tex index 022de97..1268ce2 100644 --- a/buch/chapters/60-gruppen/lie-gruppen.tex +++ b/buch/chapters/60-gruppen/lie-gruppen.tex @@ -111,6 +111,9 @@ in die Gruppe $\operatorname{SO}(2)$. Die Menge der Drehmatrizen in der Ebene kann also mit dem Einheitskreis in der komplexen Ebene identifiziert werden. +% +% Isometrien von R^n +% \subsection{Isometrien von $\mathbb{R}^n$ \label{buch:gruppen:isometrien}} Lineare Abbildungen der Ebene $\mathbb{R}^n$ mit dem üblichen Skalarprodukt @@ -142,6 +145,182 @@ Die Komponenten von $Ae_j$ sind daher $a_{ij}=\langle e_i,f(e_j)\rangle$. Die Matrix $A$ der Abbildung $f$ hat also die Matrixelemente $a_{ij}=e_i^tAe_j$. +\subsubsection{Die orthogonale Gruppe $\operatorname{O}(n)$} +Die Matrixelemente von $A^tA$ sind +$\langle A^tAe_i, e_j\rangle =\langle e_i,e_j\rangle = \delta_{ij}$ +sind diejenigen der Einheitsmatrix, +die Matrix $A$ erfüllt $AA^t=I$ oder $A^{-1}=A^t$. +Dies sind die {\em orthogonalen} Matrizen. +Die Menge $\operatorname{O}(n)$ der isometrischen Abbildungen besteht +daher aus den Matrizen +\[ +\operatorname{O}(n) += +\{ A\in M_n(\mathbb{R})\;|\; AA^t=I\}. +\] +Die Matrixgleichung $AA^t=I$ liefert $n(n+1)/2$ unabhängige Bedingungen, +die die orthogonalen Matrizen innerhalb der $n^2$-dimensionalen +Menge $M_n(\mathbb{R})$ auszeichnen. +Die Menge $\operatorname{O}(n)$ der orthogonalen Matrizen hat daher +die Dimension +\[ +n^2 - \frac{n(n+1)}{2} += +\frac{2n^2-n^2-n}{2} += +\frac{n(n-1)}2. +\] +Im Spezialfall $n=2$ ist die Gruppe $O(2)$ eindimensional. + +\subsubsection{Die Gruppe $\operatorname{SO}(n)$} +Die Gruppe $\operatorname{O}(n)$ enhält auch Isometrien, die +die Orientierung des Raumes umkehren, wie zum Beispiel Spiegelungen. +Wegen $\det (AA^t)=\det A\det A^t = (\det A)^2=1$ kann die Determinante +einer orthogonalen Matrix nur $\pm 1$ sein. +Orientierungserhaltende Isometrien haben Determinante $1$. + +Die Gruppe +\[ +\operatorname{SO}(n) += +\{A\in\operatorname{O}(n)\;|\; \det A=1\} +\] +heisst die {\em spezielle orthogonale Gruppe}. +Die Dimension der Gruppe $\operatorname{O}(n)$ ist $n(n-1)/2$. + +\subsubsection{Die Gruppe $\operatorname{SO}(3)$} +Die Gruppe $\operatorname{SO}(3)$ der Drehungen des dreidimensionalen +Raumes hat die Dimension $3(3-1)/2=3$. +Eine Drehung wird festgelegt durch die Richtung der Drehachse und den +Drehwinkel. +Die Richtung der Drehachse ist ein Einheitsvektor, also ein Punkt +auf der zweidimensionalen Kugel. +Der Drehwinkel ist der dritte Parameter. +Drehungen mit kleinen Drehwinkeln können zusammengesetzt werden +aus den Matrizen +\[ +D_{x,\alpha} += +\begin{pmatrix} +1&0&0\\ +0&\cos\alpha&-\sin\alpha\\ +0&\sin\alpha& \cos\alpha +\end{pmatrix}, +\qquad +D_{y,\beta} += +\begin{pmatrix} + \cos\beta&0&\sin\beta\\ + 0 &1& 0 \\ +-\sin\beta&0&\cos\beta +\end{pmatrix}, +\qquad +D_{z,\gamma} += +\begin{pmatrix} +\cos\gamma&-\sin\gamma&0\\ +\sin\gamma& \cos\gamma&0\\ + 0 & 0 &1 +\end{pmatrix}, +\] +die Drehungen um die Koordinatenachsen um den Winkel $\alpha$ +beschreiben. +Auch die Winkel $\alpha$, $\beta$ und $\gamma$ können als die +drei Koordinaten der Mannigkfaltigkeit $\operatorname{SO}(3)$ +angesehen werden. + +% +% Die Gruppe SU(2) +% \subsection{Die Gruppe $\operatorname{SU}(2)$ \label{buch:gruppen:su2}} +Die Menge der Matrizen +\[ +\operatorname{SU}(2) += +\left\{ +\left. +A=\begin{pmatrix} a&b\\c&d\end{pmatrix} +\;\right|\; +a,b,c,d\in\mathbb{C},\det(A)=1, AA^*=I +\right\} +\] +heisst die {\em spezielle unitäre Gruppe}. +Wegen $\det(AB)=\det(A)\det(B)=1$ und $(AB)^*AB=B^*A^*AB=B^*B=I$ ist +$\operatorname{SU}(2)$ eine Untergruppe von $\operatorname{GL}_2(\mathbb{C})$. +Die Bedingungen $\det A=1$ und $AA^*=I$ schränken die möglichen Werte +von $a$ und $b$ weiter ein. +Aus +\[ +A^* += +\begin{pmatrix} +\overline{a}&\overline{c}\\ +\overline{b}&\overline{d} +\end{pmatrix} +\] +und den Bedingungen führen die Gleichungen +\[ +\begin{aligned} +a\overline{a}+b\overline{b}&=1 +&&\Rightarrow&|a|^2+|b|^2&=1 +\\ +a\overline{c}+b\overline{d}&=0 +&&\Rightarrow& +\frac{a}{b}&=-\frac{\overline{d}}{\overline{c}} +\\ +c\overline{a}+d\overline{b}&=0 +&&\Rightarrow& +\frac{c}{d}&=-\frac{\overline{b}}{\overline{a}} +\\ +c\overline{c}+d\overline{d}&=1&&\Rightarrow&|c|^2+|d|^2&=1 +\\ +ad-bc&=1 +\end{aligned} +\] +Aus der zweiten Gleichung kann man ableiten, dass es eine Zahl $t\in\mathbb{C}$ +gibt derart, dass $c=-t\overline{b}$ und $d=t\overline{a}$. +Damit wird die Bedingung an die Determinante zu +\[ +1 += +ad-bc = at\overline{a} - b(-t\overline{b}) += +t(|a|^2+|b|^2) += +t, +\] +also muss die Matrix $A$ die Form haben +\[ +A += +\begin{pmatrix} +a&b\\ +-\overline{b}&\overline{a} +\end{pmatrix} +\qquad\text{mit}\quad |a|^2+|b|^2=1. +\] +Schreibt man $a=a_1+ia_2$ und $b=b_1+ib_2$ mit rellen $a_i$ und $b_i$, +dann besteht $SU(2)$ aus den Matrizen der Form +\[ +A= +\begin{pmatrix} + a_1+ia_2&b_1+ib_2\\ +-b_1+ib_2&a_1-ia_2 +\end{pmatrix} +\] +mit der zusätzlichen Bedingung +\[ +|a|^2+|b|^2 += +a_1^2 + a_2^2 + b_1^2 + b_2^2 = 1. +\] +Die Matrizen von $\operatorname{SU}(2)$ stehen daher in einer +eins-zu-eins-Beziehung zu den Vektoren $(a_1,a_2,b_1,b_2)\in\mathbb{R}^4$ +eines vierdimensionalen reellen Vektorraums mit Länge $1$. +Geometrisch betrachtet ist also $\operatorname{SU}(2)$ eine dreidmensionalen +Kugel, die in einem vierdimensionalen Raum eingebettet ist. + + + diff --git a/buch/chapters/60-gruppen/symmetrien.tex b/buch/chapters/60-gruppen/symmetrien.tex index 8d5c0e0..cb07475 100644 --- a/buch/chapters/60-gruppen/symmetrien.tex +++ b/buch/chapters/60-gruppen/symmetrien.tex @@ -7,4 +7,102 @@ \section{Symmetrien \label{buch:section:symmetrien}} \rhead{Symmetrien} +Der geometrische Begriff der Symmetrie meint die Eigenschaft eines +geometrischen Objektes, dass es bei einer Bewegung auf sich selbst +abgebildet wird. +Das Wort stammt aus dem altgriechischen, wo es {\em Gleichmass} +bedeutet. +Spiegelsymmetrische Objekte zeichnen sich zum Beispiel dadurch aus, +dass Messungen von Strecken die gleichen Werte ergeben wie die Messungen +der entsprechenden gespiegelten Strecken (siehe auch +Abbildung~\ref{buch:lie:bild:castlehoward}, was die Herkunft des +Begriffs verständlich macht. +\begin{figure} +\centering +\includegraphics[width=\textwidth]{chapters/60-gruppen/images/castle.jpeg} +\caption{Das Castle Howard in Yorkshire war in dieser ausgeprägt symmetrischen +Form geplant, wurde dann aber in modifizeirter Form gebaut. +Messungen zwischen Punkten in der rechten Hälfte des Bildes +ergeben die gleichen Werte wie Messungen entsprechenden Strecken +in der linken Hälfte, was den Begriff Symmetrie rechtfertigt. +\label{buch:lie:bild:castlehoward}} +\end{figure} +In der Physik wird dem Begriff der Symmetrie daher auch eine erweiterte +Bedeutung gegeben. +Jede Transformation eines Systems, welche bestimmte Grössen nicht +verändert, wird als Symmetrie bezeichnet. +Die Gesetze der Physik sind typischerweise unabhängig davon, wo man den +den Nullpunkt der Zeit oder das räumlichen Koordinatensystems ansetzt, +eine Transformation des Zeitnullpunktes oder des Ursprungs des +Koordinatensystems ändert daher die Bewegungsgleichungen nicht, sie ist +eine Symmetrie des Systems. + +Umgekehrt kann man fragen, welche Symmetrien ein System hat. +Da sich Symmetrien zusammensetzen und umkehren lassen, kann man in davon +ausgehen, dass die Symmetrietransformationen eine Gruppe bilden. +Besonders interessant ist dies im Falle von Transformationen, die +durch Matrizen beschrieben weren. +Eine unter der Symmetrie erhaltene Eigenschaft definiert so eine +Untergruppe der Gruppe $\operatorname{GL}_n(\mathbb{R})$ der +invertierbaren Matrizen. +Die erhaltenen Eigenschaften definieren eine Menge von Gleichungen, +denen die Elemente der Untergruppe genügen müssen. +Als Lösungsmenge einer Gleichung erhält die Untergruppe damit eine +zusätzliche geometrische Struktur, man nennt sie eine differenzierbare +Mannigfaltigkeit. +Dieser Begriff wird im Abschnitt~\ref{buch:subsection:mannigfaltigkeit} +eingeführt. +Es wird sich zum Beispiel zeigen, dass die Menge der Drehungen der +Ebene mit den Punkten eines Kreises parametrisieren lassen, +die Lösungen der Gleichung $x^2+y^2=1$ sind. + +Eine Lie-Gruppe ist eine Gruppe, die gleichzeitig eine differenzierbare +Mannigfaltigkeit ist. +Die Existenz von geometrischen Konzepten wie Tangentialvektoren +ermöglicht zusätzliche Werkzeuge, mit denen diese Gruppe untersucht +und verstanden werden können. +Ziel dieses Abschnitts ist, die Grundlagen für diese Untersuchung zu +schaffen, die dann im Abschnitt~\ref{buch:section:lie-algebren} +durchgeführt werden soll. + +\subsection{Algebraische Symmetrien +\label{buch:subsection:algebraische-symmetrien}} +Mit Matrizen lassen sich Symmetrien in einem geometrischen Problem +oder in einem physikalischen System beschreiben. +Man denkt dabei gerne zuerst an geometrische Symmetrien wie die +Symmetrie unter Punktspiegelung oder die Spiegelung an der $x_1$-$x_2$-Ebene, +wie sie zum Beispiel durch die Abbildungen +\[ +\mathbb{R}^3\to\mathbb{R}^3 : x\mapsto -x +\qquad\text{oder}\qquad +\mathbb{R}^3\to\mathbb{R}^3 : +\begin{pmatrix}x_1\\x_2\\x_3\end{pmatrix} +\mapsto +\begin{pmatrix}-x_1\\x_2\\x_3\end{pmatrix} +\] +dargestellt werden. +Beide haben zunächst die Eigenschaft, dass Längen und Winkel und damit +das Skalarprodukt erhalten sind. +Diese Eigenschaft allein erlaubt aber noch nicht, die beiden Transformationen +zu unterscheiden. +Die Punktspiegelung zeichnet sich dadurch aus, das alle Geraden und alle +Ebenen durch den Ursprung auf sich selbst abgebildet werden. +Dies funktioniert für die Ebenenspiegelung nicht, dort bleibt nur die +Spiegelungsebene (die $x_1$-$x_2$-Ebene im vorliegenden Fall) und +ihre Normale erhalten. +Die folgenden Beispiele sollen zeigen, wie solche Symmetriedefinitionen +auf algebraische Bedingungen an die Matrixelemente führen. + + +\subsection{Manningfaltigkeiten +\label{buch:subsection:mannigfaltigkeit}} + +\subsection{Der Satz von Noether +\label{buch:subsection:noether}} + + + + + + diff --git a/buch/common/teilnehmer.tex b/buch/common/teilnehmer.tex index aeaddd5..4d57f84 100644 --- a/buch/common/teilnehmer.tex +++ b/buch/common/teilnehmer.tex @@ -7,21 +7,21 @@ Joshua Baer, % E Marius Baumann, % E Reto Fritsche, % E -Ahmet Güzel%, % E +%Ahmet Güzel%, % E +Alain Keller%, % E \\ -%Pascal Honegger, % I -Alain Keller, % E +Marc Kühne, % B Robine Luchsinger, % B -Jan Marbach%, % E -\\ -Andrea Mozzin Vellen, % E Naoki Pross, % E -Michael Schmid%, % MSE +Thomas Reichlin%, % B \\ +Michael Schmid, % MSE Pascal Andreas Schmid, % B -Thierry Schwaller, % E -Michael Steiner%, % E +Adrian Schuler%, % B \\ +Thierry Schwaller, % E +Michael Steiner, % E Tim Tönz, % E -Fabio Viecelli, % B +Fabio Viecelli%, % B +\\ Lukas Zogg%, % B diff --git a/vorlesungen/slides/5/beispiele/kombiniert.jpg b/vorlesungen/slides/5/beispiele/kombiniert.jpg index 9cb789c..bebc36f 100644 Binary files a/vorlesungen/slides/5/beispiele/kombiniert.jpg and b/vorlesungen/slides/5/beispiele/kombiniert.jpg differ diff --git a/vorlesungen/slides/5/beispiele/kombiniert.pov b/vorlesungen/slides/5/beispiele/kombiniert.pov index c187d08..d17adb7 100644 --- a/vorlesungen/slides/5/beispiele/kombiniert.pov +++ b/vorlesungen/slides/5/beispiele/kombiniert.pov @@ -18,5 +18,6 @@ ebene(k21, k22, gruen2) arrow(O, j11, at, orange1) arrow(O, j12, at, orange1) arrow(O, k11, at, gruen1) +gerade(k11, gruen1) ebene(j11, j12, orange1) -- cgit v1.2.1 From 5d98cca1c8a9d2aee3de96f6291a827a5485be13 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: =?UTF-8?q?Andreas=20M=C3=BCller?= Date: Sat, 27 Mar 2021 20:42:02 +0100 Subject: cover participants --- cover/buchcover.tex | 14 +++++++------- 1 file changed, 7 insertions(+), 7 deletions(-) diff --git a/cover/buchcover.tex b/cover/buchcover.tex index de0c7d8..834eec4 100644 --- a/cover/buchcover.tex +++ b/cover/buchcover.tex @@ -72,27 +72,27 @@ Joshua Baer, % E Marius Baumann, % E Reto Fritsche, % E (2) - Ahmet Güzel%, % E + Alain Keller%, % E +% Ahmet Güzel%, % E }}; \node at ({\einschlag+2*\gelenk+\ruecken+1.5*\breite},17.75) [color=white,scale=1] {\hbox to\hsize{\hfill% \sf \fontsize{13}{5}\selectfont - %Pascal Honegger, % I - Alain Keller, % E + Marc Kühne, Robine Luchsinger, % B - Jan Marbach, % E - Andreas Mozzini Vellen%, % E + Naoki Pross, % E + Thomas Reichlin%, % B }}; \node at ({\einschlag+2*\gelenk+\ruecken+1.5*\breite},17.1) [color=white,scale=1] {\hbox to\hsize{\hfill% \sf \fontsize{13}{5}\selectfont - Naoki Pross, % E Michael Schmid, % MSE - Pascal Andreas Schmid%, % B + Pascal Andreas Schmid, % B + Adrian Schuler%, }}; \node at ({\einschlag+2*\gelenk+\ruecken+1.5*\breite},16.45) -- cgit v1.2.1 From 70ac96eb428c0415908942cb3af605d882635f92 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: =?UTF-8?q?Andreas=20M=C3=BCller?= Date: Sun, 28 Mar 2021 18:00:00 +0200 Subject: new slides --- vorlesungen/06_spektral2/slides.tex | 8 +- vorlesungen/slides/5/Makefile.inc | 5 + vorlesungen/slides/5/approximation.tex | 56 +++++++++ vorlesungen/slides/5/chapter.tex | 4 + vorlesungen/slides/5/plan.tex | 198 ++++++++++++++++++++++++++++++ vorlesungen/slides/5/planbeispiele.tex | 103 ++++++++++++++++ vorlesungen/slides/5/stoneweierstrass.tex | 63 +++++++++- vorlesungen/slides/test.tex | 7 +- 8 files changed, 435 insertions(+), 9 deletions(-) create mode 100644 vorlesungen/slides/5/approximation.tex create mode 100644 vorlesungen/slides/5/plan.tex create mode 100644 vorlesungen/slides/5/planbeispiele.tex diff --git a/vorlesungen/06_spektral2/slides.tex b/vorlesungen/06_spektral2/slides.tex index b049f2f..86cd59f 100644 --- a/vorlesungen/06_spektral2/slides.tex +++ b/vorlesungen/06_spektral2/slides.tex @@ -3,9 +3,13 @@ % % (c) 2017 Prof Dr Andreas Müller, Hochschule Rapperswil % +\section{Plan} +\folie{5/plan.tex} +\folie{5/planbeispiele.tex} + \section{Normen} \folie{2/norm.tex} -\folie{2/skalarprodukt.tex} +%\folie{2/skalarprodukt.tex} \folie{2/operatornorm.tex} \section{Matrix-Analysis} @@ -14,8 +18,8 @@ \folie{5/spektralgelfand.tex} \folie{5/Aiteration.tex} \folie{5/satzvongelfand.tex} -% XXX stone weierstrass incomplete \folie{5/stoneweierstrass.tex} +\folie{5/swbeweis.tex} \folie{5/spektrum.tex} % XXX polynome auf dem spektrum % XXX Motiviation für *-Operation diff --git a/vorlesungen/slides/5/Makefile.inc b/vorlesungen/slides/5/Makefile.inc index 4ca3de4..bea2feb 100644 --- a/vorlesungen/slides/5/Makefile.inc +++ b/vorlesungen/slides/5/Makefile.inc @@ -5,6 +5,8 @@ # (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule # chapter5 = \ + ../slides/5/plan.tex \ + ../slides/5/planbeispiele.tex \ ../slides/5/verzerrung.tex \ ../slides/5/motivation.tex \ ../slides/5/charpoly.tex \ @@ -36,9 +38,12 @@ chapter5 = \ ../slides/5/satzvongelfand.tex \ \ ../slides/5/stoneweierstrass.tex \ + ../slides/5/swbeweis.tex \ ../slides/5/potenzreihenmethode.tex \ ../slides/5/logarithmusreihe.tex \ ../slides/5/exponentialfunktion.tex \ ../slides/5/hyperbolisch.tex \ + \ + ../slides/5/approximation.tex \ ../slides/5/chapter.tex diff --git a/vorlesungen/slides/5/approximation.tex b/vorlesungen/slides/5/approximation.tex new file mode 100644 index 0000000..a35bae7 --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/5/approximation.tex @@ -0,0 +1,56 @@ +% +% approximation.tex +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +% + +\begin{frame}[t] +\frametitle{Approximation einer reellen Funktion} +\vspace{-18pt} +\begin{columns}[t,onlytextwidth] +\begin{column}{0.5\textwidth} +\begin{block}{Gegeben} +Eine stetige Funktion $f\colon[a,b]\to\mathbb{R}$ +\end{block} +\end{column} +\begin{column}{0.5\textwidth} +\uncover<2->{% +\begin{block}{Gesucht} +Approximationspolynome $p_n\to f$ gleichmässig auf $[a,b]$ +\end{block}} +\end{column} +\end{columns} +\uncover<3->{% +\begin{block}{Lösungsmöglichkeiten} +\vspace{-3pt} +\begin{center} +\renewcommand{\arraystretch}{1.3} +\begin{tabular}{|p{4.2cm}|l|} +\hline +Familie&Approximationspolynom für $[a,b]=[0,1]$ +\\ +\hline +\uncover<4->{% +\raggedright +Lagrange-Interpolationspolynom} +&\uncover<5->{% +$\displaystyle\begin{aligned} +l(x)&=(x-x_0)(x-x_1)\dots(x-x_n),\quad x_k = \frac{k}{n} +\\ +p_n(x)&= \sum_{k=0}^n f(x_k)\frac{l(x)}{x-x_k} +\end{aligned}$} +\\ +\hline\uncover<6->{% +\raggedright +Approximation mit Bernstein-Polynomen} +&\uncover<7->{$\displaystyle \begin{aligned} +B_{k,n}(t) &= \frac{1}{(b-a)^n}\binom{n}{k}(t-a)^k(b-t)^{n-k} +\\ +B_n(f)(t) &= \sum_{k=0}^n B_{k,n}(t) \cdot f\biggl(\frac{k}{n}\biggr) +\end{aligned}$} +\\ +\hline +\end{tabular} +\end{center} +\end{block}} +\end{frame} diff --git a/vorlesungen/slides/5/chapter.tex b/vorlesungen/slides/5/chapter.tex index 96eea29..314269d 100644 --- a/vorlesungen/slides/5/chapter.tex +++ b/vorlesungen/slides/5/chapter.tex @@ -3,6 +3,8 @@ % % (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, Hochschule Rapperswi % +\folie{5/plan.tex} +\folie{5/planbeispiele.tex} \folie{5/verzerrung.tex} \folie{5/motivation.tex} \folie{5/charpoly.tex} @@ -28,9 +30,11 @@ \folie{5/Aiteration.tex} \folie{5/satzvongelfand.tex} \folie{5/stoneweierstrass.tex} +\folie{5/swbeweis.tex} \folie{5/potenzreihenmethode.tex} \folie{5/logarithmusreihe.tex} \folie{5/exponentialfunktion.tex} \folie{5/hyperbolisch.tex} \folie{5/spektrum.tex} \folie{5/normal.tex} +\folie{5/approximation.tex} diff --git a/vorlesungen/slides/5/plan.tex b/vorlesungen/slides/5/plan.tex new file mode 100644 index 0000000..23b1b93 --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/5/plan.tex @@ -0,0 +1,198 @@ +% +% plan.tex +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +% +\bgroup +\definecolor{darkgreen}{rgb}{0,0.5,0} +\definecolor{darkred}{rgb}{0.8,0.0,0} +\begin{frame}[t] +\frametitle{Was ist $f(A)$?} +\vspace{-5pt} +\begin{center} +\begin{tikzpicture}[>=latex,thick] + +\uncover<7->{ + \fill[color=blue!20] (-1.5,0.7) rectangle (11.5,3.8); +} + +\uncover<4->{ + \fill[color=darkgreen!20] (-1.5,-0.7) rectangle (11.5,0.7); +} + +\uncover<12->{ + \fill[color=darkred!20] (-1.5,-0.7) rectangle (11.5,-3.8); +} + +\begin{scope}[xshift=-1cm] +\node at (0,0) [left] {$A$}; +\end{scope} + +%\foreach \x in {1,...,20}{ +% \only<\x>{ \node at (-1,3) {\x}}; +%} + +% +% Blauer Ast +% + +\uncover<2->{ + \draw[->,color=blue,shorten <= 0.3cm, shorten >= 0.0cm] + (-1.2,0) -- (0,1.3); + + \begin{scope}[xshift=0cm,yshift=1.5cm] + \fill[color=white,opacity=0.7] (0,-0.6) rectangle (3.4,0.6); + \draw[color=blue] (0,-0.6) rectangle (3.4,0.6); + \node at (0,0) [right] {$\begin{aligned} + f&=p\in\mathbb{R}[X]\\ + f(A)&=p(A) + \end{aligned} + $}; + \end{scope} +} + +\uncover<7->{ + \draw[->,color=blue] (1.8,2.1) -- (3.6,3); + + \begin{scope}[xshift=3.6cm,yshift=3cm] + \fill[color=white,opacity=0.7] (0,-0.6) rectangle (3.7,0.6); + \draw[color=blue] (0,-0.6) rectangle (3.7,0.6); + \node at (0,0) [right] {\begin{minipage}{3cm}\raggedright + $f$ durch $p_n\in\mathbb{R}[X]$\\ + approximieren + \end{minipage}}; + \end{scope} +} + +\uncover<8->{ + \draw[->,color=blue] (7.3,3) -- (9.5,1.9); + + \begin{scope}[xshift=7.6cm,yshift=1.5cm] + \fill[color=white,opacity=0.7] (0,-0.35) rectangle (3.8,0.4); + \draw[color=blue] (0,-0.35) rectangle (3.8,0.4); + \node at (0,0) [right] {$\displaystyle f(A) = \lim_{n\to\infty}p_n(A)$}; + \end{scope} +} + +\uncover<9->{ + \node[color=blue] at (3.6,1.6) [right] {\begin{minipage}{4cm} + \raggedright + Konvergenz $p_n\to f$\\ + auf Spektrum $\operatorname{Sp}(A)\subset\mathbb{R}$ + \end{minipage}}; +} + +\uncover<11->{ + \node[color=blue] at (-1.5,3.8) [below right] + {$A$ symmetrisch: $A=A^*$}; +} +\uncover<10->{ + \node[color=blue] at (11.5,3.8) [below left] {$A$ diagonalisierbar}; +} + +% +% Roter Ast +% + +\uncover<12->{ + \draw[->,color=darkred,shorten <= 0.3cm, shorten >= 0.0cm] (-1.2,0) -- (0,-1.3); + + \begin{scope}[xshift=0cm,yshift=-1.5cm] + \fill[color=white,opacity=0.7] (0,-0.6) rectangle (3.4,0.6); + \draw[color=darkred] (0,-0.6) rectangle (3.4,0.6); + \node at (0,0) [right] {$\begin{aligned} + f&=p\in\mathbb{C}[Z,\overline{Z}]\\ + f(A)&=p(A,A^*) + \end{aligned}$}; + \end{scope} +} + +\uncover<13->{ + \node[color=darkred] at (1.7,-2.1) [below left] + {Für $|Z|^2 = Z\overline{Z}$}; +} + +\uncover<14->{ + \draw[->,color=darkred] (1.8,-2.1) -- (3.6,-3); + + \begin{scope}[xshift=3.6cm,yshift=-3cm] + \fill[color=white,opacity=0.7] (0,-0.6) rectangle (3.7,0.6); + \draw[color=darkred] (0,-0.6) rectangle (3.7,0.6); + \node at (0,0) [right] {\begin{minipage}{3.5cm}\raggedright + $f$ durch $q_n\in\mathbb{C}[Z,\overline{Z}]$\\ + approximieren + \end{minipage}}; + \end{scope} +} + +\uncover<15->{ + \draw[->,color=darkred] (7.3,-3) -- (9.5,-1.85); + + \begin{scope}[xshift=7.6cm,yshift=-1.5cm] + \fill[color=white,opacity=0.7] (0,-0.35) rectangle (3.8,0.4); + \draw[color=darkred] (0,-0.35) rectangle (3.8,0.4); + \node at (0,0) [right] + {$\displaystyle f(A) = \lim_{n\to\infty}q_n(A,A^*)$}; + \end{scope} +} + +\uncover<16->{ + \node[color=darkred] at (3.6,-1.8) [right] {\begin{minipage}{4cm} + \raggedright + Konvergenz $p_n\to f$\\ + auf $\operatorname{Sp}(A)\cup\operatorname{Sp}(A^*)$ + \end{minipage}}; +} + +\uncover<17->{ + \node[color=darkred] at (11.5,-3.8) [above left] {% + \begin{minipage}{3.5cm}\raggedleft + nur sinnvoll definiert wenn + $AA^*=A^*A$ + \end{minipage}}; +} + +\uncover<18->{ + \node[color=darkred] at (-1.5,-3.8) [above right] + {$A$ normal: $AA^*=A^*A$}; +} + +% +% Grüner Ast +% + +\uncover<3->{ + \draw[->,color=darkgreen,shorten <= 0.0cm, shorten >= 0.0cm] + (-1,0) -- (0,0); + + \begin{scope}[xshift=0cm,yshift=0cm] + \fill[color=white,opacity=0.7] (0,-0.6) rectangle (2.9,0.6); + \draw[color=darkgreen] (0,-0.6) rectangle (2.9,0.6); + \node at (0,0) [right] {$\displaystyle + f(z)=\sum_{k=0}^\infty a_kz^k$}; + \end{scope} +} + +\uncover<5->{ + \node[color=darkgreen] at (5.9,0) [above] {$f(z)$ analytisch!}; +} +\uncover<6->{ + \node[color=darkgreen] at (5.9,0) [below] + {$\varrho(A)<\text{Konvergenzradius}$}; +} + +\uncover<4->{ + \draw[->,color=darkgreen] (2.9,0) -- (8.5,0); + + \begin{scope}[xshift=8.5cm] + \fill[color=white,opacity=0.7] (0,-0.6) rectangle (2.9,0.6); + \draw[color=darkgreen] (0,-0.6) rectangle (2.9,0.6); + \node at (0,0) [right] {$\displaystyle + f(A)=\sum_{k=0}^\infty a_kA^k$}; + \end{scope} +} + +\end{tikzpicture} +\end{center} +\end{frame} +\egroup diff --git a/vorlesungen/slides/5/planbeispiele.tex b/vorlesungen/slides/5/planbeispiele.tex new file mode 100644 index 0000000..7b98a95 --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/5/planbeispiele.tex @@ -0,0 +1,103 @@ +% +% planbeispiele.tex +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +% +\bgroup +\definecolor{darkgreen}{rgb}{0,0.6,0} +\definecolor{darkred}{rgb}{0.8,0,0} +\setlength{\abovedisplayskip}{5pt} +\setlength{\belowdisplayskip}{5pt} +\begin{frame}[t] +\frametitle{Beispiele} +\vspace{-15pt} +\begin{columns}[t] +\begin{column}{0.33\textwidth} +\setbeamercolor{block body}{bg=blue!20} +\setbeamercolor{block title}{bg=blue!20} +\uncover<2->{% +\begin{block}{$A$ diagonal, $\operatorname{Sp}(A)\subset\mathbb{R}$\strut} +Beispiele: +\begin{align*} +f(x) +&= +x^k, +\\ +f(x)&= +\sqrt{x}, +\sqrt[k]{x} +\\ +f(x)&=|x| +\end{align*} +\vspace{43pt} +\end{block}} +\end{column} +\begin{column}{0.33\textwidth} +\setbeamercolor{block body}{bg=darkgreen!20} +\setbeamercolor{block title}{bg=darkgreen!20} +\uncover<1->{% +\begin{block}{$f(z)$ analytisch\strut} +Beispiele: +\begin{align*} +e^z +&= +\sum_{k=0}^\infty \frac{z^k}{k!} +\\ +\cos z +&= +\sum_{k=0}^\infty (-1)^k\frac{z^{2k}}{2k!} +\\ +\sin z +&= +\sum_{k=0}^\infty (-1)^k\frac{z^{2k+1}}{(2k+1)!} +\end{align*} +\end{block}} +\end{column} +\begin{column}{0.33\textwidth} +\setbeamercolor{block body}{bg=darkred!20} +\setbeamercolor{block title}{bg=darkred!20} +\uncover<3->{% +\begin{block}{$A$ normal, $AA^*=A^*A$\strut} +Beispiele: +\begin{align*} +f(z)&=\sqrt{z\overline{z}}=|z| +\end{align*} +\vspace{76pt} +\end{block}} +\end{column} +\end{columns} +\vspace{-10pt} +\begin{columns}[t] +\begin{column}{0.33\textwidth} +\setbeamercolor{block body}{bg=blue!20} +\setbeamercolor{block title}{bg=blue!20} +\uncover<5->{% +\begin{block}{} +\vspace{-6pt} +$f(A)$ wohldefiniert für {\color{blue}diagonalisierbare} +Matrizen $A\in M_n(\mathbb{R})$ +\end{block}} +\end{column} +\begin{column}{0.33\textwidth} +\setbeamercolor{block body}{bg=darkgreen!20} +\setbeamercolor{block title}{bg=darkgreen!20} +\uncover<4->{% +\begin{block}{} +\vspace{-6pt} +$f(A)$ wohldefiniert für {\color{darkgreen}jedes} $A\in M_n(\mathbb{C})$ +\vspace{14pt} +\end{block}} +\end{column} +\begin{column}{0.33\textwidth} +\setbeamercolor{block body}{bg=darkred!20} +\setbeamercolor{block title}{bg=darkred!20} +\uncover<6->{% +\begin{block}{} +\vspace{-6pt} +$f(A)$ wohldefiniert für {\color{darkred}normale} +Matrizen $A\in M_n(\mathbb{C})$ +\end{block}} +\end{column} +\end{columns} +\end{frame} +\egroup diff --git a/vorlesungen/slides/5/stoneweierstrass.tex b/vorlesungen/slides/5/stoneweierstrass.tex index 3f9cab5..e2e9e30 100644 --- a/vorlesungen/slides/5/stoneweierstrass.tex +++ b/vorlesungen/slides/5/stoneweierstrass.tex @@ -3,9 +3,64 @@ % % (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, Hochschule Rapperswil % +\bgroup +\definecolor{darkgreen}{rgb}{0,0.6,0} \begin{frame}[t] -\frametitle{Stone-Weierstrass} - -TODO XXX - +\frametitle{Allgemeiner Approximationssatz} +\vspace{-20pt} +\begin{columns}[t] +\begin{column}{0.5\textwidth} +\begin{theorem}[Stone-Weierstrass, $\mathbb{R}$] +$A$ eine {\color{darkgreen}$\mathbb{R}$}-Algebra +von stetigen Funktionen auf einem +%abgeschlossenen und beschränkten +kompakten +Definitionsgebiet $D\subset {\color{darkgreen}\mathbb{R}}$, +\begin{itemize} +\item<2-> konstante Funktion $c\in A$, +\item<3-> für $d_1,d_2\in D$ gibt es ein $s\in A$ mit +$s(d_1)\ne s(d_2)$. +\end{itemize} +\uncover<4->{% +Dann lässt sich jede stetige Funktion durch Funktionen aus $A$ +approximieren} +\end{theorem} +\uncover<5->{ +\begin{block}{Anwendung} +\uncover<6->{$A={\color{darkgreen}\mathbb{R}}[X]$}\uncover<7->{, +$s(X)=X$}\uncover<8->{, +jede stetige Funktion kann durch +Polynome in $X$ approximiert werden} +\end{block}} +\end{column} +\begin{column}{0.5\textwidth} +\uncover<9->{% +\begin{theorem}[Stone-Weierstrass, $\mathbb{C}$] +$A$ eine {\color<10->{red}$\mathbb{C}$}-Algebra von stetigen Funktionen +auf einem +%abgeschlossenen und beschränkten +kompakten +Definitionsgebiet $D\subset {\color<10->{red}\mathbb{C}}$, +\begin{itemize} +\item konstante Funktion $c\in A$, +\item für $d_1,d_2\in D$ gibt es ein $s\in A$ mit +$s(d_1)\ne s(d_2)$. +\only<11->{ +\item {\color{red}$f\in A\Rightarrow \overline{f}\in A$} +} +\end{itemize} +Dann lässt sich jede stetige Funktion durch Funktionen aus $A$ +approximieren +\end{theorem}} +\vspace{-5pt} +\uncover<12->{% +\begin{block}{Anwendung} +$A={\color{red}\mathbb{C}}[Z,\overline{Z}]$\uncover<13->{, +$s(Z{\color{red},\overline{Z}})=Z$}\uncover<14->{, +jede stetige Funktion +lässt sich durch Polynome in $Z{\color{red},\overline{Z}}$ approximieren} +\end{block}} +\end{column} +\end{columns} \end{frame} +\egroup diff --git a/vorlesungen/slides/test.tex b/vorlesungen/slides/test.tex index 99f9cda..90138a1 100644 --- a/vorlesungen/slides/test.tex +++ b/vorlesungen/slides/test.tex @@ -4,17 +4,18 @@ % (c) 2019 Prof Dr Andreas Müller, Hochschule Rapperswil % %\folie{5/verzerrung.tex} +%\folie{5/plan.tex} +\folie{5/planbeispiele.tex} +%\folie{5/approximation.tex} % XXX Visualisierung Cayley-Hamilton-Produkte % XXX \folie{5/chvisual.tex} % XXX stone weierstrass incomplete %\folie{5/stoneweierstrass.tex} +%\folie{5/swbeweis.tex} % XXX polynome auf dem spektrum % XXX Motiviation für *-Operation %\folie{5/normal.tex} -\folie{4/char2.tex} -\folie{4/frobenius.tex} -\folie{4/qundr.tex} -- cgit v1.2.1 From 60c006856f10cc8ac1d33265594af7923a94d868 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: =?UTF-8?q?Andreas=20M=C3=BCller?= Date: Sun, 28 Mar 2021 20:41:23 +0200 Subject: add new slides --- vorlesungen/06_spektral2/slides.tex | 10 ++- vorlesungen/slides/5/Makefile.inc | 2 + vorlesungen/slides/5/chapter.tex | 2 + vorlesungen/slides/5/normalbeispiel.tex | 108 ++++++++++++++++++++++++++++++ vorlesungen/slides/5/normalbeispiel34.tex | 80 ++++++++++++++++++++++ vorlesungen/slides/5/swbeweis.tex | 56 ++++++++++++++++ vorlesungen/slides/test.tex | 4 +- 7 files changed, 257 insertions(+), 5 deletions(-) create mode 100644 vorlesungen/slides/5/normalbeispiel.tex create mode 100644 vorlesungen/slides/5/normalbeispiel34.tex create mode 100644 vorlesungen/slides/5/swbeweis.tex diff --git a/vorlesungen/06_spektral2/slides.tex b/vorlesungen/06_spektral2/slides.tex index 86cd59f..905c47d 100644 --- a/vorlesungen/06_spektral2/slides.tex +++ b/vorlesungen/06_spektral2/slides.tex @@ -12,15 +12,19 @@ %\folie{2/skalarprodukt.tex} \folie{2/operatornorm.tex} -\section{Matrix-Analysis} +\section{Potenzreihen} \folie{5/konvergenzradius.tex} \folie{5/krbeispiele.tex} +\folie{5/spektrum.tex} \folie{5/spektralgelfand.tex} \folie{5/Aiteration.tex} \folie{5/satzvongelfand.tex} + +\section{Polynomapproximation} +\folie{5/normal.tex} +\folie{5/normalbeispiel.tex} +\folie{5/normalbeispiel34.tex} \folie{5/stoneweierstrass.tex} \folie{5/swbeweis.tex} -\folie{5/spektrum.tex} % XXX polynome auf dem spektrum % XXX Motiviation für *-Operation -\folie{5/normal.tex} diff --git a/vorlesungen/slides/5/Makefile.inc b/vorlesungen/slides/5/Makefile.inc index bea2feb..5b849ec 100644 --- a/vorlesungen/slides/5/Makefile.inc +++ b/vorlesungen/slides/5/Makefile.inc @@ -29,6 +29,8 @@ chapter5 = \ \ ../slides/5/spektrum.tex \ ../slides/5/normal.tex \ + ../slides/5/normalbeispiel.tex \ + ../slides/5/normalbeispiel34.tex \ ../slides/5/unitaer.tex \ \ ../slides/5/konvergenzradius.tex \ diff --git a/vorlesungen/slides/5/chapter.tex b/vorlesungen/slides/5/chapter.tex index 314269d..cdf2ea5 100644 --- a/vorlesungen/slides/5/chapter.tex +++ b/vorlesungen/slides/5/chapter.tex @@ -37,4 +37,6 @@ \folie{5/hyperbolisch.tex} \folie{5/spektrum.tex} \folie{5/normal.tex} +\folie{5/normalbeispiel.tex} +\folie{5/normalbeispiel34.tex} \folie{5/approximation.tex} diff --git a/vorlesungen/slides/5/normalbeispiel.tex b/vorlesungen/slides/5/normalbeispiel.tex new file mode 100644 index 0000000..e130c15 --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/5/normalbeispiel.tex @@ -0,0 +1,108 @@ +% +% normalbeispiel.tex +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +% +\bgroup +\definecolor{darkred}{rgb}{0.8,0,0} +\definecolor{darkgreen}{rgb}{0,0.6,0} +\begin{frame}[t] +\setlength{\abovedisplayskip}{5pt} +\setlength{\belowdisplayskip}{5pt} +\frametitle{Beispiele für normale Matrizen} +\vspace{-15pt} +\begin{columns}[t,onlytextwidth] +\begin{column}{0.49\textwidth} +\uncover<3->{% +\begin{block}{Symmetrisch und Antisymmetrisch} +$A\in M_n(\mathbb{C})$ +\begin{align*} +A&=\pm A^t &&\Rightarrow &AA^* &=A\overline{A^t} =\pm A\overline{A} +\\ + & && & &=\pm\overline{A}A =\overline{A^t}A +\\ + & && & &=A^*A +\end{align*} +\end{block}} +\end{column} +\begin{column}{0.49\textwidth} +\uncover<4->{% +\begin{block}{Orthogonal} +$A\in M_n(\mathbb{R})\;\Rightarrow\; A^*=A^t$ +\begin{align*} +AA^t&=I &&\Rightarrow& AA^*&=AA^t=I\\ + & && & &=A^tA=A^*A +\end{align*} +\end{block}} +\end{column} +\end{columns} +\vspace{-15pt} +\begin{columns}[t,onlytextwidth] +\begin{column}{0.49\textwidth} +\uncover<1->{% +\begin{block}{Hermitesch und Antihermitesch} +$A\in M_n(\mathbb{C})$ +\begin{align*} +A&=\pm A^* &&\Rightarrow &AA^* &=\pm A^2=A^*A +\end{align*} +\end{block}} +\end{column} +\begin{column}{0.49\textwidth} +\uncover<2->{% +\begin{block}{Unitär} +$A\in M_n(\mathbb{C})$ +\begin{align*} +AA^*&=I &&\Rightarrow& AA^*=I=A^*A +\end{align*} +\end{block}} +\end{column} +\end{columns} +%\uncover<5->{% +%\begin{block}{Weitere} +%$N\in M_n(\mathbb{C})$ nilpotent, $N^k=0$\uncover<11->{ +%$\Rightarrow$ +%normal für $l=k-l\Rightarrow l=\frac{k}{2}$} +%\uncover<6->{% +%\[ +%\left. +%\begin{aligned} +%A &=N^l+(N^t)^{k-l} +%\\ +%A^t&=(N^t)^l+N^{k-1} +%\end{aligned} +%\right\} +%\uncover<7->{% +%\Rightarrow +%\left\{ +%\begin{aligned} +%\mathstrut +%A^t A +%&\only<8>{= +%((N^t)^l+N^{k-l}) (N^l+(N^t)^{k-l})} +%\uncover<9->{= +%{\color<10>{darkgreen}(N^t)^lN^l} +%\only<9>{+ +%{\color{orange}(N^t)^k}} +%+ +%{\color<10>{darkred}N^{k-l}(N^t)^{k-l}} +%\only<9>{+ +%{\color{orange}N^k}}} +%\\ +%\mathstrut +%A A^t +%&\only<8>{= +%(N^l+(N^t)^{k-l})((N^t)^l+N^{k-l})} +%\uncover<9->{= +%{\color<10>{darkred}N^l(N^t)^l} +%+ +%\only<9>{{\color{orange}N^k} +%+ +%{\color{orange}(N^t)^k} +%+} +%{\color<10>{darkgreen}(N^t)^{k-l}N^{k-l}}} +%\end{aligned} +%\right.} +%\hspace{20cm} +%\]} +%\end{block}} +\end{frame} diff --git a/vorlesungen/slides/5/normalbeispiel34.tex b/vorlesungen/slides/5/normalbeispiel34.tex new file mode 100644 index 0000000..f2647b0 --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/5/normalbeispiel34.tex @@ -0,0 +1,80 @@ +% +% normalbeispiel34.tex +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +% +\bgroup +\definecolor{darkgreen}{rgb}{0,0.6,0} +\definecolor{darkred}{rgb}{0.8,0,0} +\begin{frame}[t] +\frametitle{Beispiele normaler Matrizen für $n=3$} +\vspace{-20pt} +\begin{columns}[t,onlytextwidth] +\begin{column}{0.49\textwidth} +\begin{align*} +A +&= +\begin{pmatrix} +\alpha&\beta & 0 \\ + 0 &\alpha&\beta \\ +\beta & 0 &\alpha +\end{pmatrix}, +\; +A^t= +\begin{pmatrix} +\alpha& 0 &\beta \\ +\beta &\alpha& 0 \\ + 0 &\beta &\alpha +\end{pmatrix} +& +\uncover<2->{% +&\Rightarrow\left\{ +\begin{aligned} +AA^t&=\begin{pmatrix} +\alpha^2+\beta^2 & \alpha\beta & \alpha\beta \\ +\alpha\beta & \alpha^2+\beta^2 & \alpha\beta \\ +\alpha\beta & \alpha\beta & \alpha^2+\beta^2 +\end{pmatrix} +\\ +&\phantom{ooooooooooooooo}\| +\\ +A^tA&=\begin{pmatrix} +\alpha^2+\beta^2 & \alpha\beta & \alpha\beta \\ +\alpha\beta & \alpha^2+\beta^2 & \alpha\beta \\ +\alpha\beta & \alpha\beta & \alpha^2+\beta^2 +\end{pmatrix} +\end{aligned}\right.} +\\ +\uncover<3->{ +A&=\alpha I + \beta O}\uncover<4->{, O=\begin{pmatrix}0&1&0\\0&0&1\\1&0&0\end{pmatrix}\in \operatorname{O}(3)} +& +\uncover<5->{ +&\Rightarrow +\left\{ +\begin{aligned} +AA^*&= \alpha^2I^2 + \beta^2 +\ifthenelse{\boolean{presentation}}{ \only<6->{I} }{} \only<-5>{OO^*} ++ \alpha\beta(O+O^*)\\ +A^*A&= \alpha^2I^2 + \beta^2 +\ifthenelse{\boolean{presentation}}{ \only<6->{I} }{} \only<-5>{O^*O} ++ \alpha\beta(O^*+O) +\end{aligned} +\right.} +\\ +\uncover<7->{A&=U+V^*,\text{normal}}\uncover<10->{\text{, } +{\color{darkgreen}UV}={\color{darkgreen}VU}} +& +&\uncover<8->{\Rightarrow +\left\{ +\begin{aligned} +AA^* &= UU^* + {\color<9->{darkgreen}UV} + {\color<9->{darkred}V^*U^*} + V^*V +\\ +A^*A &= U^*U + {\color<9->{darkred}U^*V^*} + {\color<9->{darkgreen}VU} + VV^* +\end{aligned} +\right.} +\end{align*} +\end{column} +\begin{column}{0.49\textwidth} +\end{column} +\end{columns} +\end{frame} diff --git a/vorlesungen/slides/5/swbeweis.tex b/vorlesungen/slides/5/swbeweis.tex new file mode 100644 index 0000000..927322b --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/5/swbeweis.tex @@ -0,0 +1,56 @@ +% +% swbeweis.tex +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +% +\bgroup +\definecolor{darkgreen}{rgb}{0,0.6,0} +\begin{frame}[t] +\setlength{\abovedisplayskip}{5pt} +\setlength{\belowdisplayskip}{5pt} +\frametitle{Beweisidee Stone-Weierstrass} +\vspace{-15pt} +\begin{columns}[t] +\begin{column}{0.5\textwidth} +\begin{enumerate} +\item<1-> +$\exists$ eine monoton wachsende Folge von Polynomen $u_n(t)\to \sqrt{t}$ +gleichmässig auf $[0,1]\subset{\color{darkgreen}\mathbb{R}}$ +\item<2-> +$f\in A$, dann kann man $|f| = \sqrt{f^2}$ beliebig genau approximieren +durch Funktionen +in $A$ +\item<3-> +$f,g\in A$, dann kann +\begin{align*} +\max(a,b)&={\textstyle\frac12}(f+g+|f-g|)\\ +\min(a,b)&={\textstyle\frac12}(f+g-|f-g|) +\end{align*} +in $A$ beliebig genau approximiert werden. +\end{enumerate} +\end{column} +\begin{column}{0.5\textwidth} +\begin{enumerate} +\setcounter{enumi}{3} +\item<4-> +Für $x,y\in D$ und $\alpha,\beta\in\mathbb{R}$ gibt es $f\in A$ mit +$f(x)=\alpha$ und $f(y)=\beta$ +\item<5-> +Zu +$f\colon D\to\mathbb{R}$ stetig und $x\in D$ gibt es $g\in A$ mit $g(x)=f(x)$ +und $g(y) \le f(y)+\varepsilon$ für $y\ne x$ +\item<6-> +Für $f$ gibt es endlich viele Approximationen $g_i$ mit Punkten $x_i$ +wie in Schritt~4. +Dann ist $\max_i g_i$ eine Approximation von $f$, die beliebig genau in +$A$ approximiert werden kann. +\end{enumerate} +\end{column} +\end{columns} + +\vspace{10pt} +\uncover<7->{% +Schritt~2 braucht in {\color{red}$\mathbb{C}$} die komplex Konjugierte: +$|f|^2=f\overline{f}$} +\end{frame} +\egroup diff --git a/vorlesungen/slides/test.tex b/vorlesungen/slides/test.tex index 90138a1..d079a05 100644 --- a/vorlesungen/slides/test.tex +++ b/vorlesungen/slides/test.tex @@ -5,7 +5,7 @@ % %\folie{5/verzerrung.tex} %\folie{5/plan.tex} -\folie{5/planbeispiele.tex} +%\folie{5/planbeispiele.tex} %\folie{5/approximation.tex} % XXX Visualisierung Cayley-Hamilton-Produkte @@ -18,4 +18,4 @@ % XXX polynome auf dem spektrum % XXX Motiviation für *-Operation %\folie{5/normal.tex} - +\folie{5/normalbeispiel34.tex} -- cgit v1.2.1 From 3815d5cc9533eded31b96a8492fc48c6e7ffc90d Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: =?UTF-8?q?Andreas=20M=C3=BCller?= Date: Mon, 29 Mar 2021 16:24:40 +0200 Subject: new stuff --- buch/chapters/40-eigenwerte/Makefile.inc | 3 + buch/chapters/40-eigenwerte/chapter.tex | 4 +- buch/chapters/40-eigenwerte/spektralradius.tex | 6 +- buch/chapters/40-eigenwerte/spektraltheorie.tex | 581 ++++++++++++++++++++- .../40-eigenwerte/uebungsaufgaben/4004.tex | 72 +++ .../40-eigenwerte/uebungsaufgaben/4005.tex | 151 ++++++ 6 files changed, 810 insertions(+), 7 deletions(-) create mode 100644 buch/chapters/40-eigenwerte/uebungsaufgaben/4004.tex create mode 100644 buch/chapters/40-eigenwerte/uebungsaufgaben/4005.tex diff --git a/buch/chapters/40-eigenwerte/Makefile.inc b/buch/chapters/40-eigenwerte/Makefile.inc index b15f476..5f30ab5 100644 --- a/buch/chapters/40-eigenwerte/Makefile.inc +++ b/buch/chapters/40-eigenwerte/Makefile.inc @@ -12,4 +12,7 @@ CHAPTERFILES = $(CHAPTERFILES) \ chapters/40-eigenwerte/spektraltheorie.tex \ chapters/40-eigenwerte/uebungsaufgaben/4001.tex \ chapters/40-eigenwerte/uebungsaufgaben/4002.tex \ + chapters/40-eigenwerte/uebungsaufgaben/4003.tex \ + chapters/40-eigenwerte/uebungsaufgaben/4004.tex \ + chapters/40-eigenwerte/uebungsaufgaben/4005.tex \ chapters/40-eigenwerte/chapter.tex diff --git a/buch/chapters/40-eigenwerte/chapter.tex b/buch/chapters/40-eigenwerte/chapter.tex index e769b38..5f8cb83 100644 --- a/buch/chapters/40-eigenwerte/chapter.tex +++ b/buch/chapters/40-eigenwerte/chapter.tex @@ -34,8 +34,8 @@ Dies wird in Abschnitt~\ref{buch:section:spektraltheorie} beschrieben. \input{chapters/40-eigenwerte/grundlagen.tex} \input{chapters/40-eigenwerte/normalformen.tex} \input{chapters/40-eigenwerte/spektralradius.tex} -\input{chapters/40-eigenwerte/numerisch.tex} \input{chapters/40-eigenwerte/spektraltheorie.tex} +\input{chapters/40-eigenwerte/numerisch.tex} \section*{Übungsaufgaben} \rhead{Übungsaufgaben} @@ -44,5 +44,7 @@ Dies wird in Abschnitt~\ref{buch:section:spektraltheorie} beschrieben. \uebungsaufgabe{4001} \uebungsaufgabe{4002} \uebungsaufgabe{4003} +\uebungsaufgabe{4004} +\uebungsaufgabe{4005} \end{uebungsaufgaben} diff --git a/buch/chapters/40-eigenwerte/spektralradius.tex b/buch/chapters/40-eigenwerte/spektralradius.tex index bdc725f..a36dc33 100644 --- a/buch/chapters/40-eigenwerte/spektralradius.tex +++ b/buch/chapters/40-eigenwerte/spektralradius.tex @@ -3,9 +3,9 @@ % % (c) 2020 Prof Dr Andreas Müller, Hochschule Rapperswi % -\section{Funktionen einer Matrix -\label{buch:section:funktionen-einer-matrix}} -\rhead{Funktionen einer Matrix} +\section{Analytische Funktionen einer Matrix +\label{buch:section:analytische-funktionen-einer-matrix}} +\rhead{Analytische Funktionen einer Matrix} Eine zentrale Motivation in der Entwicklung der Eigenwerttheorie war das Bestreben, Potenzen $A^k$ auch für grosse $k$ effizient zu berechnen. diff --git a/buch/chapters/40-eigenwerte/spektraltheorie.tex b/buch/chapters/40-eigenwerte/spektraltheorie.tex index 4146505..a3f86ba 100644 --- a/buch/chapters/40-eigenwerte/spektraltheorie.tex +++ b/buch/chapters/40-eigenwerte/spektraltheorie.tex @@ -5,7 +5,582 @@ % \section{Spektraltheorie \label{buch:section:spektraltheorie}} -% Matrix-Exponentialfunktion -% Wurzel einer Matrix -% Beliebige Funktion f(A) für normale Matrizen +Aufgabe der Spektraltheorie ist, Bedingungen an eine Matrix $A$ und eine +Funktion $f(z)$ zu finden, unter denen es möglich ist, $f(A)$ auf +konsistente Art und Weise zu definieren. +Weiter müssen Methoden entwickelt werden, mit denen $f(A)$ berechnet +werden kann. +Für ein Polynom $p(z)$ ist $p(A)$ durch einsetzen definiert. +Für Funktionen, die sich nicht durch ein Polynom darstellen lassen, +muss eine Approximation der Funktion durch Polynome verwendet werden. +Sei also $p_n(z)$ eine Folge von Polynomen, die als Approximation der +Funktion $f(z)$ verwendet werden soll. +Das Ziel ist, $f(A)$ als den Grenzwert der Matrixfolge $p_n(A)$ +zu definieren. + +Zunächst ist nicht klar, wie eine solche Folge gewählt werden muss. +Es muss eine Teilmenge von $K\subset\mathbb{C}$ spezifiziert werden, +auf der die Funktionenfolge $p_n(z)$ konvergieren muss, +damit auch die Konvergenz der Matrizenfolge $p_n(A)$ garantiert ist. +Auch die Art der Konvergenz von $p_n(z)$ auf der Menge $K$ ist noch +unklar. +Da der Abstand zweier Matrizen $A$ und $B$ in der Operatornorm +mit der grössten Abweichung $\|(A-B)v\|$ für Einheitsvektoren $v$ +gemessen wird, ist es einigermassen plausibel, dass +die grösse Abweichung zwischen zwei Polynomen $|p(z) - q(z)|$ auf +der Menge $K$ kleine sein muss, wenn $\|p(A)-q(A)\|$ klein +sein soll. +Da die Differenz $p(z)-q(z)$ für beliebige Polynome, die sich nicht +nur um eine Konstante unterscheiden, mit $z$ über alle Grenzen wächst, +muss $K$ beschränkt sein. +Gesucht ist also eine kompakte Menge $K\subset\mathbb{C}$ und eine +Folge $p_n(z)$ von Polynomen, die auf $K$ gleichmässig gegen $f(z)$ +konvergieren. +Die Wahl von $K$ muss sicherstellen, dass für jede gleichmässig +konvergente Folge von Polynomen $p_n(z)$ auch die Matrizenfolge +$p_n(A)$ konvergiert. + +Es wird sich zeigen, dass die Menge $K$ das Spektrum von $A$ ist, +also eine endliche Teilmenge von $\mathbb{C}$. +Jede Funktion kann auf so einer Menge durch Polynome exakt wiedergegeben +werden. +Es gibt insbesondere Folgen von Polynomen, die eingeschränkt +auf das Spektrum gleich sind, also $p_n(z)=p_m(z)$ für alle $z\in K$, +die aber ausserhalb des Spektrums alle verschieden sind. +Als Beispiel kann die Matrix +\[ +N=\begin{pmatrix}0&1\\0&0\end{pmatrix} +\] +herangezogen werden. +Ihr Spektrum ist $\operatorname{Sp}(N)=\{0\}\subset\mathbb{C}$. +Zwei Polynome stimmen genau dann auf $\operatorname{Sp}(N)$ überein, +wenn der konstante Koeffizient gleich ist. +Die Polynome $p(z)=z$ und $q(z)=z^2$ stimmen daher auf dem Spektrum +überein. +Für die Matrizen gilt aber $p(N)=N$ und $q(N)=N^2=0$, die Matrizen +stimmen also nicht überein. +Es braucht also zusätzliche Bedingungen an die Matrix $A$, die +sicherstellen, dass $p(A)=0$ ist, wann immer $p(z)=0$ für +$z\in\operatorname{Sp}(A)$ gilt. + +In diesem Abschnitt sollen diese Fragen untersucht werden. +In Abschnitt~\ref{buch:subsection:approximation-durch-polynome} +wird gezeigt, wie sich Funktionen durch Polynome approximieren +lassen, woraus sich dann Approximationen von $f(A)$ für diagonalisierbare +Matrizen mit reellen Eigenwerten ergeben. + +Der Satz von Stone-Weierstrass, der in +Abschnitt~\ref{buch:subsetion:stone-weierstrass} dargestellt wird, +ist ein sehr allgemeines Approximationsresultat, welches nicht nur +zeigt, dass die Approximation unter sehr natürlichen Voraussetzungen +beliebig genau möglich ist, sondern uns im komplexen Fall auch +weitere Einsicht dafür geben kann, welche Voraussetzungen an eine +komplexe Matrix gestellt werden müssen, damit man damit rechnen kann, +dass die Approximation zu einer konsistenten Definition von $f(A)$ führt. + +% +% Approximation +% +\subsection{Approximation durch Polynome +\label{buch:subsection:approximation-durch-polynome}} +Die der Berechnung von $f(A)$ für eine beleibige stetige Funktion, +die sich nicht als Potenzreihe schreiben lässt, verwendet Approximationen +von Polynomen. +Die numerische Mathematik hat eine grosse Menge von solchen +Approximationsverfahren entwickelt, wovon zwei kurz (ohne Beweise) +vorgestellt werden sollen. + +\subsubsection{Das Legendre-Interpolationspolynom} +Zu vorgegebenen, verschiedenen Zahlen $z_i\in\mathbb{C}$, $0\le i\le n$, +die auch die {\em Stützstellen} genannt werden, +gibt es immer ein Polynom vom Grade $n$, welches in den $z_i$ vorgegebene +Werte $f(z_i)$ annimmt. +Ein solches Polynom lässt sich im Prinzip mit Hilfe eines linearen +Gleichungssystems finden, man kann aber auch direkt eine Lösung +konstruieren. +Dazu bildet man erst die Polynome +\begin{align*} +l(z) &= (z-z_0)(z-z_1)\dots (z-z_n) \qquad\text{und} +\\ +l_i(z) &= (z-z_0)\dots \widehat{(z-z_i)}\dots (z-z_n). +\end{align*} +Darin bedeutet der Hut, dass dieser Term weggelassen werden soll. +Für $z\ne z_i$ ist $l_i(z)=l(z)/(z-z_i)$. +Die Polynome +\[ +k_i(z) += +\frac{l_i(z)}{l_i(z_i)} += +\frac{(z-z_0)\dots \widehat{(z-z_i)}\dots (z-z_n)}{(z_i-z_0)\dots \widehat{(z_i-z_i)}\dots (z_i-z_n)} +\] +haben die Eigenschaft +$k_i(z_j)=\delta_{ij}$. +Damit lässt sich jetzt ein Polynom +\[ +p(z) = \sum_{j=0}^n f(z_j) \frac{l_j(z)}{l_j(z_j)} +\] +vom Grad $n$ konstruieren, welches die Werte +\[ +p(z_i) += +\sum_{j=0}^n f(z_j) \frac{l_j(z_i)}{l_j(z_j)} += +\sum_{j=0}^n f(z_j) \delta_{ij} += +f_(z_i) +\] +annimmt. +Das Polynom $p(z)$ heisst das {\em Legendre-Interpolationspolynom}. + +Zwar lässt sich also für eine endliche Menge von komplexen Zahlen immer +ein Polynom finden, welches vorgeschriebene Wert in allen diesen Zahlen +annimmt, doch ist die Stabilität für grosse $n$ eher beschränkt. + + +\subsubsection{Gleichmassige Approximation mit Bernstein-Polynomen} +Das Legendre-Interpolationspolynom nimmt in den Stützstellen die +verlangten Werte an, aber ausserhalb der Stützstellen ist nicht +garantiert, dass man eine gute Approximation einer Funktion $f(z)$ +erhält. + +Für die Approximation auf einem reellen Interval $[a,b]$ hat +Sergei Natanowitsch Bernstein ein +Dazu werden zuerst die reellen Bernsteinpolynome vom Grad $n$ +durch +\begin{align*} +B_{i,n}(t) = \binom{n}{i} t^i(1-t)^{n-i}. +\end{align*} +definiert. +Als Approximationspolynom für die auf dem Interval +$[0,1]$ definierte, stetige Funktion $f(t)$ kann man dann +\[ +B_n(f)(t) += +\sum_{i=0}^n B_{i,n}(t) f\biggl(\frac{i}{n}\biggr) +\] +verwenden. +Die Polynome $B_n(f)(t)$ konvergieren gleichmässig auf $[0,1]$ +gegen die Funktion $f(t)$. +Über die Konvergenz ausserhalb des reellen Intervalls wird nichts +ausgesagt. +Die Approximation mit Bernstein-Polynomen ist daher nur sinnvoll, +wenn man weiss, dass die Eigenwerte der Matrix reell sind, was im +wesentlichen auf diagonalisierbare Matrizen führt. + +Für ein anderes Interval $[a,b]$ kann man ein Approximationspolynom +erhalten, indem man die affine Transformation +$s\mapsto (s-a)/(b-a)$ +von $[a,b]$ auf $[0,1]$ +verwendet. + +% +% Der Satz von Stone-Weierstrass +% +\subsection{Der Satz von Stone-Weierstrasss +\label{buch:subsetion:stone-weierstrass}} +Der Satz von Stone-Weierstrass behandelt im Gegensatz zu den in +Abschnitt~\ref{buch:subsection:approximation-durch-polynome} +besprochenen Approximationsmethoden nicht nur Funktionen von +reellen Variablen durch Polynome. +Vielmehr kann das Definitionsgebiet irgend eine abgeschlossene +und beschränkte Teilmenge eines reellen oder komplexen Vektorraumes +sein und die Funktionen können Polynome aber auch viel allgemeinere +Funktionen verwendet werden, wie zum Beispiel die Funktionen +$x\mapsto \cos nx$ und $x\mapsto \sin nx$ definiert auf dem +Intervall $[0,2\pi]$. +In diesem Fall liefert der Satz von Stone-Weierstrass die Aussage, +dass sich jede stetige periodische Funktion gleichmässig durch +trigonometrische Polynome approximieren lässt. + +Die Aussage des Satz von Stone-Weierstrass über reelle Funktionen +lässt sich nicht auf komplexe Funktionen erweitern. +Von besonderem Interesse ist jedoch, dass der Beweis des Satz +zeigt, warum solche Aussagen für komplexe Funktionen nicht mehr +zutreffen. +Im Falle der Approximation von komplexen Funktionen $f(z)$ durch Polynome +zwecks Definition von $f(A)$ werden sich daraus Bedingungen an die +Matrix ableiten lassen, die eine konsistente Definition überhaupt +erst ermöglichen werden. + +\subsubsection{Punkte trennen} +Aus den konstanten Funktionen lassen sich durch algebraische +Operationen nur weitere konstante Funktionen erzeugen. +Die konstanten Funktionen sind also nur dann eine genügend +reichhaltige Menge, wenn die Menge $K$ nur einen einzigen Punkt +enthält. +Damit sich Funktionen approximieren lassen, die in zwei Punkten +verschiedene Werte haben, muss es auch unter den zur Approximation +zur Verfügung stehenden Funktionen solche haben, deren Werte sich +in diesen Punkten unterscheiden. +Diese Bedingung wird in der folgenden Definition formalisiert. + +\begin{definition} +Sei $K$ eine beliebige Menge und $A$ eine Menge von Funktionen +$K\to \mathbb{C}$. +Man sagt, $A$ {\em trennt die Punkte von $K$}, wenn es für jedes Paar +\index{Punkte trennen}% +von Punkten $x,y\in K$ eine Funktion $f\in A$ gibt derart, dass +$f(x)\ne f(y)$. +\end{definition} + +Man kann sich die Funktionen $f$, die gemäss dieser Definition die Punkte +von $K$ trennen, als eine Art Koordinaten der Punkte in $K$ vorstellen. +Die Punkte der Teilmenge $K\subset \mathbb{R}^n$ werden zum Beispiel +von den Koordinatenfunktionen $x\mapsto x_i$ getrennt. +Wir schreiben für die $i$-Koordinate daher auch als Funktion $x_i(x)=x_i$. +Zwei verschiedene Punkte $x,y\in K$ unterscheiden sich in mindestens +einer Koordinate. +Für diese Koordinate sind dann die Werte der zugehörigen +Koordinatenfunktion $x_i=x_i(x)\ne x_i(y)=y_i$ verschieden, die +Funktionen $x_1(x)$ bis $x_n(x)$ trennen also die Punkte. + +\begin{beispiel} +Wir betrachten einen Kreis in der Ebene, also die Menge +\[ +S^1 += +\{(x_1,x_2)\;|\; x_1^2 + x_2^2=1\} +\] +$S^1$ ist eine abgeschlossene und beschränkte Menge in $\mathbb{R}^2$. +Die Funktion $x\mapsto x_1$ trennt die Punkte nicht, denn zu jedem +Punkt $(x_1,x_2)\in S^2$ gibt es den an der ersten Achse +gespiegelten Punkt $\sigma(x)=(x_1,-x_2)$, dessen erste Koordinate +den gleichen Wert hat. +Ebenso trennt die Koordinatenfunktion $x\mapsto x_2$ die Punkte nicht. +Die Menge $A=\{ x_1(x), x_2(x)\}$ bestehend aus den beiden +Koordinatenfunktionen trennt dagegen die Punkte von $S^1$, da die Punkte +sich immer in mindestens einem Punkt unterscheiden. + +Man könnte auch versuchen, den Kreis in Polarkoordinaten zu beschreiben. +Die Funktion $\varphi(x)$, die jedem Punkt $x\in S^1$ den Polarwinkel +zuordnet, trennt sicher die Punkte des Kreises. +Zwei verschiedene Punkte auf dem Kreis haben verschieden Polarwinkel. +Die Menge $\{\varphi\}$ trennt also die Punkte von $S^1$. +Allerdings ist die Funktion nicht stetig, was zwar der Definition +nicht widerspricht aber ein Hindernis für spätere Anwendungen ist. +\end{beispiel} + + +\subsubsection{Der Satz von Stone-Weierstrass für reelle Funktionen} +Die Beispiele von Abschnitt~\ref{buch:subsection:approximation-durch-polynome} +haben bezeigt, dass sich reellwertige Funktionen einer reellen +Variable durch Polynome beliebig genau approximieren lassen. +Es wurde sogar eine Methode vorgestellt, die eine auf einem Intervall +gleichmässig konvergente Polynomefolge produziert. +Die Variable $x\in[a,b]$ trennt natürlich die Punkte, die Algebra der +Polynome in der Variablen $x$ enthält also sicher Funktionen, die in +verschiedenen Punkten des Intervalls auch verschiedene Werte annehmen. +Nicht ganz so selbstverständlich ist aber, dass sich daraus bereits +ergibt, dass jede beliebige Funktion sich als Polynome in $x$ +approximieren lässt. +Dies ist der Inhalt des folgenden Satzes von Stone-Weierstrass. + +\begin{satz}[Stone-Weierstrass] +\label{buch:satz:stone-weierstrass} +Enthält eine $\mathbb{R}$-Algebra $A$ von stetigen, rellen Funktionen +auf einer kompakten Menge $K$ die konstanten Funktionen und trennt sie +Punkte, d.~h.~für zwei verschiedene Punkte $x,y\in K$ gibt es +immer eine Funktion $f\in A$ mit $f(x)\ne f(y)$, dann ist jede stetige, +reelle Funktion auf $K$ gleichmässig approximierbar durch Funktionen +in $A$. +\end{satz} + +\begin{proof}[Beweis] +XXX TODO +\end{proof} + +Der entscheidende Schritt des Beweises ist, dass man die Betragsfunktion +konstruieren kann. +Daraus leiten sich dann alle folgenden Konstruktionen ab. + +\subsubsection{Anwendung auf symmetrische und hermitesche Matrizen} +Für symmetrische und hermitesche Matrizen $A$ ist bekannt, dass die +Eigenwerte reell sind, also das Spektrum $\operatorname{A}\subset\mathbb{R}$ +ist. +Für eine Funktion $\mathbb{R}\to \mathbb{R}$ lässt sich nach dem +Satz~\ref{buch:satz:stone-weierstrass} immer eine Folge $p_n$ von +approximierenden Polynomen in $x$ finden, die auf $\operatorname{Sp}(A)$ +gleichmässig konvergiert. +Die Matrix $f(A)$ kann dann definiert werden also der Grenzwert +\[ +f(A) = \lim_{n\to\infty} p_n(A). +\] +Da diese Matrizen auch diagonalisierbar sind, kann man eine Basis +aus Eigenvektoren verwenden. +Die Wirkung von $p_n(A)$ auf einem Eigenvektor $v$ zum Eigenwert $\lambda$ +ist +\[ +p_n(A)v += +(a_kA^k + a_{k-1}A^{k-1}+\dots +a_2A^2+a_1A+a_0I)v += +(a_k\lambda^k + a_{k-1}\lambda^{k-1}+\dots + a_2\lambda^2 + a_1\lambda + a_0)v += +p_n(\lambda)v. +\] +Im Grenzwert wirkt $f(A)$ daher durch Multiplikation eines Eigenvektors +mit $f(\lambda)$, die Matrix $f(A)$ hat in der genannten Basis die +Diagonalform +\[ +A=\begin{pmatrix} +\lambda_1& & & \\ + &\lambda_2& & \\ + & &\ddots& \\ + & & &\lambda_n +\end{pmatrix} +\qquad\Rightarrow\qquad +f(A)=\begin{pmatrix} +f(\lambda_1)& & & \\ + &f(\lambda_2)& & \\ + & &\ddots& \\ + & & &f(\lambda_n) +\end{pmatrix}. +\] + +\begin{satz} +\label{buch:eigenwerte:satz:spektralsatz} +Ist $A$ symmetrische oder selbstadjungiert Matrix und $f$ eine Funktion +auf dem Spektrum $\operatorname{Sp}(A)$ von $A$. +Dann gibt es genau eine Matrix $f(A)$, die Grenzwert jeder beliebigen +Folge $p_n(A)$ für Polynomfolgen, die $\operatorname{Sp}(A)$ gleichmässig +gegen $f$ konvergieren. +\end{satz} + +\subsubsection{Der Satz von Stone-Weierstrass für komplexe Funktionen} +Der Satz~\ref{buch:satz:stone-weierstrass} von Stone-Weierstrass für +reelle Funktionen gilt nicht für komplexe Funktionen. +Der Grund ist, dass im Beweis benötigt wird, dass man den Betrag +einer Funktion approximieren können muss. +Dies geschah, indem zunächst eine Polynom-Approximation für die +Quadratwurzel konstruiert wurde, die dann auf das Quadrat einer +Funktion angewendet wurde. +Der Betrag einer komplexen Zahl $z$ ist aber nicht allein aus $z$ +berechenbar, man braucht in irgend einer Form Zugang zu Real- +und Imaginärteil. +Zum Beispiel kann man Real- und Imaginärteil als +$\Re z= \frac12(z+\overline{z})$ und $\Im z = \frac12(z-\overline{z})$ +bestimmen. +Kenntnis von Real- und Imaginärteil ist als gleichbedeutend mit +der Kenntnis der komplex Konjugierten $\overline{z}$. +Der Betrag lässt sich daraus als $|z|^2 = z\overline{z}$ finden. +Beide Beispiele zeigen, dass man den im Beweis benötigten Betrag +nur dann bestimmen kann, wenn mit jeder Funktion aus $A$ auch die +komplex konjugierte Funktion zur Verfügung steht. + +\begin{satz}[Stone-Weierstrass] +Enthält eine $\mathbb{C}$-Algebra $A$ von stetigen, komplexwertigen +Funktionen auf einer kompakten Menge $K$ die konstanten Funktionen, +trennt sie Punkte und ist ausserdem mit jeder Funktion $f\in A$ auch +die komplex konjugiert Funktion $\overline{f}\in A$, +dann lässt sich jede stetige, komplexwertige Funktion +auf $K$ gleichmässig durch Funktionen aus $A$ approximieren. +\end{satz} + +Mit Hilfe der konjugiert komplexen Funktion lässt sich immer eine +Approximation für die Betragsfunktion finden, so dass sich der +Beweis des reellen Satzes von Stone-Weierstrass übertragen lässt. + +% +% Normale Matrizen +% +\subsection{Normale Matrizen +\label{buch:subsection:normale-matrizen}} +Aus dem Satz von Stone-Weierstrass für komplexe Matrizen kann man +jetzt einen Spektralsätze für eine etwas grössere Klasse von Matrizen +ableiten, als im Satz~\ref{buch:eigenwerte:satz:spektralsatz} +möglich war. +Der Satz besagt, dass für eine beliebige Funktion $f$ auf dem Spektrum +$\operatorname{Sp}(A)$ eine Folge von auf $\operatorname{Sp}(A)$ +gleichmässig konvergenten, approximierenden Polynomen +$p_n(z,\overline{z})$ gefunden werden kann. +Doch wie soll jetzt aus dieser Polynomfolge ein Kandidat von $f(A)$ +gefunden werden? + +Zunächst stellt sich die Frage, was für die Variable $\overline{z}$ +eingesetzt werden soll. +$1\times 1$-Matrizen sind notwendigerweise diagonal, also muss +man in diesem Fall die Matrix $\overline{A}$ für die Variable +$\overline{z}$ eingesetzt werden. +Dies erklärt aber noch nicht, wie für $n\times n$-Matrizen +vorzugehen ist, wenn $n>1$ ist. + +Die Notwendigkeit, die Variable $\overline{z}$ hinzuzunehmen +ergab sich aus der Anforderung, dass der Betrag aus $|z|^2=z\overline{z}$ +konstruiert werden können muss. +Insbesondere muss beim Einsetzen eine Matrix entstehen, die nur +positive Eigenwerte hat. +Für eine beliebige komplexe $n\times n$-Matrix $A$ ist aber +$A\overline{A}$ nicht notwendigerweise positiv, wie das Beispiel +\[ +A += +\begin{pmatrix}0&i\\i&0\end{pmatrix} +\qquad +\Rightarrow +\qquad +A\overline{A} += +\begin{pmatrix}0&i\\-i&0\end{pmatrix} +\begin{pmatrix}0&-i\\i&0\end{pmatrix} += +\begin{pmatrix} +-1&0\\ + 0&-1 +\end{pmatrix} += +-I +\] +zeigt. +Eine positive Matrix entsteht dagegen immer, wenn man statt +$A$ die Adjungierte $A^*=\overline{A}^t$ verwendet. + +Die Substitution von $A$ für $z$ und $A^*$ für $\overline{z}$ +in einem Polynom $p(z,\overline{z})$ ist nicht unbedingt eindeutig. +Schon das Polynom $p(z,\overline{z})=z\overline{z}$ kann man auch +als $\overline{z}z$ schreiben. +Damit die Substition eindeutig wird, muss man also fordern, dass +$AA^* = A^*A$ ist. + +\begin{definition} +Eine Matrix $A\in M_n(\mathbb{C})$ heisst {\em normal}, wenn $AA^*=A^*A$ gilt. +\end{definition} + +\subsubsection{Beispiele normaler Matrizen} + +\begin{enumerate} +\item +Hermitesche und Antihermitesche Matrizen sind normal, denn solche +Matrizen erfüllen $A^*=\pm A$ und damit +\( +AA^* = \pm A^2 = A^*A. +\) +\item +Symmetrische und antisymmetrische Matrizen sind normal, +denn aus $A=A^t$ folgt $A^*=\overline{A}^t$ und damit +\begin{align*} +AA^* &= A\overline{A}^t = +\\ +A^*A &= +\end{align*} +\item +Unitäre Matrizen $U$ sind normal, das $UU^*=I=U^*U$ gilt. +\item +Orthogonale Matrizen sind normal wegen $O(n) = U(n) \cap M_n(\mathbb{R})$. +\end{enumerate} + +Jede Matrix lässt sich durch Wahl einer geeigneten Basis in Jordansche +Normalform bringen. +Allerdings sind Jordan-Blöcke keine normalen Matrizen, wie der folgende +Satz zeigt. + +\begin{satz} +Eine Dreiecksmatrix ist genau dann normal, wenn sie diagonal ist. +\end{satz} + +\begin{proof}[Beweis] +Sei $A$ eine obere Dreiecksmatrix, das Argument für eine untere Dreiecksmatrix +funktioniert gleich. +Wir berechnen ein Diagonalelement für beide Produkte $AA^*$ und $A^*A$. +Dazu brauchen wir die Matrixelemente von $A$ und $A^*$. +Bezeichnen wir die Matrixelemente von $A$ mit $a_{ij}$, dann hat $A^*$ +die Matrixelemente $(A^*)_{ij}=\overline{a}_{ji}$. +Damit kann man die Diagonalelemente der Produkte als +\begin{align*} +(AA^*)_{ii} +&= +\sum_{j=1}^n a_{ij}\overline{a}_{ij} += +\sum_{j=i}^n |a_{ij}|^2 +\\ +(A^*A)_{ii} +&= +\sum_{j=1}^n \overline{a}_{ji}a_{ji} += +\sum_{j=1}^i |a_{ji}|^2 +\end{align*} +ausrechnen. +Der obere Ausdruck ist die quadrierte Länge der Zeile $i$ der Matrix $A$, +der untere ist die quadrierte Länge der Spalte $i$. +Da die Matrix eine obere Dreiecksmatrix ist, hat die erste Spalte höchstens +ein einziges von $0$ verschiedenes Element. +Daher kann auch die erste Zeile höchstens dieses eine Elemente haben. +Die Matrix hat daher Blockstruktur mit einem $1\times 1$-Block in der +linken obere Ecke und einem $n-1$-dimensionalen Block für den Rest. +Durch Wiederholen des Arguments für den $(n-1)\times (n-1)$-Block +kann man so schrittweise schliessen, dass die Matrix $A$ diagonal sein muss. +\end{proof} + + +\begin{satz} +Sind $A$ und $B$ normale Matrizen und $AB^*=B^*A$, dann sind auch $A+B$ +und $AB$ normal. +\end{satz} + +\begin{proof}[Beweis] +Zunächst folgt aus $AB^*=B^*A$ auch +$A^*B = (B^*A)^* = (AB^*)^* = BA^*$. +Der Beweis erfolgt durch Nachrechnen: +\begin{align*} +(A+B)(A+B)^* +&= +AA^* + AB^* + BA^*+BB^* +\\ +(A+B)^*(A+B) +&= +A^*A + A^*B + B^*A + B^*B +\end{align*} +Die ersten und letzten Terme auf der rechten Seite stimmen überein, weil +$A$ und $B$ normal sind. +Die gemischten Terme stimmen überein wegen der Vertauschbarkeit von +$A$ und $B^*$. + +Für das Produkt rechnet man +\begin{align*} +(AB)(AB)^* +&= ABB^*A^* = AB^*BA^* += B^*AA^*B += +B^*A^*AB += +(AB)^*(AB), +\end{align*} +was zeigt, dass auch $AB$ normal ist. +\end{proof} + +\subsubsection{Äquivalente Bedingungen} +Es gibt eine grosse Zahl äquivalenter Eigenschaften für normale Matrizen. +Die folgenden Eigenschaften sind äquivalent: +\begin{enumerate} +\item +Die Matrix $A$ ist mit einer unitären Matrix diagonalisierbar +\item +Es gibt eine orthonormale Basis von Eigenvektoren von $A$ für $\mathbb{C}^n$ +\item +Für jeden Vektor $x\in\mathbb{C}^n$ gilt $\|Ax\|=\|A^*x\|$ +\item +Die Forbenius-Norm der Matrix $A$ kann mit den Eigenwerten $\lambda_i$ +von $A$ berechnet werden: +$\operatorname{Spur}(A^*A) = \sum_{i=1}^n |\lambda_i|^2$ +\item +Der hermitesche Teil $\frac12(A+A^*)$ und der antihermitesche Teil +$\frac12(A-A^*)$ von $A$ vertauschen. +\item +$A^*$ ist ein Polynom vom Grad $n-1$ in $A$. +\item +Es gibt eine unitäre Matrix $U$ derart, dass $A^*=AU$ +\item +Es gibt eine Polarzerlegugn $A=UP$ mit einer unitären Matrix $U$ und +einer postiv semidefiniten Matrix $P$, die untereinander vertauschen. +\item +Es gibt eine Matrix $N$ mit verschiedenen Eigenwerten, mit denen $A$ +vertauscht. +\item +Wenn $A$ die (absteigend geordneten) singulärwerte $\sigma_i$ und +die absteigend geordneten Eigenwerte $\lambda_i$ hat, +dann it $\sigma_i=|\lambda_i|$. +\end{enumerate} + + + diff --git a/buch/chapters/40-eigenwerte/uebungsaufgaben/4004.tex b/buch/chapters/40-eigenwerte/uebungsaufgaben/4004.tex new file mode 100644 index 0000000..5940b46 --- /dev/null +++ b/buch/chapters/40-eigenwerte/uebungsaufgaben/4004.tex @@ -0,0 +1,72 @@ +Berechnen Sie $\sin At$ für die Matrix +\[ +A=\begin{pmatrix} +\omega& 1 \\ + 0 &\omega +\end{pmatrix}. +\] +Kontrollieren Sie Ihr Resultat, indem Sie den Fall $\omega = 0$ gesondert +ausrechnen. +\begin{hinweis} +Schreiben Sie $A=\omega I + N$ mit einer nilpotenten Matrix. +\end{hinweis} + +\begin{loesung} +Man muss $At$ in die Potenzreihe +\[ +\sin z = z - \frac{z^3}{3!} + \frac{z^5}{5!} - \frac{z^7}{7!} + \dots +\] +für die Sinus-Funktion einsetzen. +Mit der Schreibweise $A=\omega I + N$, wobei $N^2=0$ können die Potenzen etwas +leichter berechnet werden: +\begin{align*} +A^0 &= I +\\ +A^1 &= \omega I + N +\\ +A^2 &= \omega^2 I + 2\omega N +\\ +A^3 &= \omega^3 I + 3\omega^2 N +\\ +A^4 &= \omega^4 I + 4\omega^3 N +\\ +&\phantom{a}\vdots +\\ +A^k &= \omega^k I + k\omega^{k-1} N +\end{align*} +Damit kann man jetzt $\sin At$ berechnen: +\begin{align} +\sin At +&= +At - \frac{A^3t^3}{3!} + \frac{A^5t^5}{5!} - \frac{A^7t^7}{7!} +\dots +\notag +\\ +&= +\biggl( +\omega t - \frac{\omega^3t^3}{3!} + \frac{\omega^5t^5}{5!} - \frac{\omega^7t^7}{7!} ++\dots +\biggr)I ++ +\biggl( +t -\frac{3\omega^2t^3}{3!} + \frac{5\omega^4t^5}{5!} - \frac{7\omega^6t^7}{7!}+\dots +\biggr)N +\notag +\\ +&= +I\sin\omega t ++tN\biggl(1-\frac{\omega^2t^2}{2!} +\frac{\omega^4t^4}{4!} +- \frac{\omega^6t^6}{6!} ++\dots\biggr) +\notag +\\ +&=I\sin\omega t + tN\cos\omega t. +\label{4004:resultat} +\end{align} +Im Fall $\omega=0$ ist $A=N$ und $A^2=0$, so dass +\[ +\sin At = tN, +\] +dies stimmt mit \eqref{4004:resultat} für $\omega=0$ überein, da +$\cos\omega t = \cos 0=1$ in diesem Fall. +\end{loesung} diff --git a/buch/chapters/40-eigenwerte/uebungsaufgaben/4005.tex b/buch/chapters/40-eigenwerte/uebungsaufgaben/4005.tex new file mode 100644 index 0000000..ec76c34 --- /dev/null +++ b/buch/chapters/40-eigenwerte/uebungsaufgaben/4005.tex @@ -0,0 +1,151 @@ +Rechnen Sie nach, dass die Matrix +\[ +A += +\begin{pmatrix} +2&1&0\\ +0&2&1\\ +1&0&2 +\end{pmatrix} +\] +normal ist. +\begin{teilaufgaben} +\item +Berechnen Sie die Eigenwerte, indem Sie das charakteristische Polynom +von $A$ und seine Nullstellen bestimmen. +\item +Das Polynom +\[ +p(z,\overline{z}) += +\frac{(3-\sqrt{3})z\overline{z}-9(1-\sqrt{3})}{6} +\] +hat die Eigenschaft, dass +\begin{align*} +p(\lambda,\lambda) &= |\lambda| +\end{align*} +für alle drei Eigenwerte von $A$. +Verwenden Sie dieses Polynom, um $B=|A|$ zu berechen. +\item +Überprüfen Sie Ihr Resultat, indem Sie mit einem Computeralgebra-Programm +die Eigenwerte von $B$ bestimmen. +\end{teilaufgaben} + +\begin{loesung} +Die Matrix $A$ ist von der Form $2I+O$ mit $O\in\operatorname{SO}(3)$, +für solche Matrizen wurde gezeigt, dass sie normal sind. +Man kann aber auch direkt nachrechnen: +\begin{align*} +AA^t +&= +\begin{pmatrix} +2&1&0\\ +0&2&1\\ +1&0&2 +\end{pmatrix} +\begin{pmatrix} +2&0&1\\ +1&2&0\\ +0&1&2 +\end{pmatrix} += +\begin{pmatrix} +5&2&2\\ +2&5&2\\ +2&2&5 +\end{pmatrix} +\\ +A^tA +&= +\begin{pmatrix} +2&0&1\\ +1&2&0\\ +0&1&2 +\end{pmatrix} +\begin{pmatrix} +2&1&0\\ +0&2&1\\ +1&0&2 +\end{pmatrix} += +\begin{pmatrix} +5&2&2\\ +2&5&2\\ +2&2&5 +\end{pmatrix} +\end{align*} +Es gilt also $AA^t=A^tA$, die Matrix ist also normal. +\begin{teilaufgaben} +\item Das charakteristische Polynom ist +\begin{align} +\chi_A(\lambda) +&=\left| +\begin{matrix} +2-\lambda & 1 & 0  \\ + 0 & 2-\lambda & 1 \\ + 1 & 0 & 2-\lambda +\end{matrix} +\right| += +(2-\lambda)^3+1 +\label{4005:charpoly} +\\ +&=-\lambda^3 -6\lambda^2 + 12\lambda +9. +\notag +\end{align} +Mit einem Taschenrechner kann man die Nullstellen finden, +aber man kann das auch die Form \eqref{4005:charpoly} +des charakteristischen Polynoms direkt faktorisieren: +\begin{align*} +\chi_A(\lambda) +&= +(2-\lambda)^3+1 +\\ +&= +((2-\lambda)+1) +((2-\lambda)^2 -(2-\lambda)+1) +\\ +&= +(3-\lambda) +(\lambda^2-3\lambda +4-2+\lambda +1) +\\ +&= +(3-\lambda) +(\lambda^2-2\lambda +3) +\end{align*} +Daraus kann man bereits einen Eigenwert $\lambda=3$ ablesen, +die weiteren Eigenwerte sind die Nullstellen des zweiten Faktors, die +man mit der Lösungsformel für quadratische Gleichungen finden kann: +\begin{align*} +\lambda_{\pm} +&= +\frac{3\pm\sqrt{9-12}}{2} += +\frac{3}{2} \pm\frac{\sqrt{-3}}{2} += +\frac{3}{2} \pm i\frac{\sqrt{3}}{2} +\end{align*} +\item +Wir müssen $z=A$ und $\overline{z}=A^t$ im Polynom $p(z,\overline{z})$ +substituieren und erhalten +\begin{align*} +B +&= +\frac{3-\sqrt{3}}6 \begin{pmatrix}5&2&2\\2&5&2\\2&2&5\end{pmatrix} ++\frac{\sqrt{3}-1}{2}I +\\ +&= +\begin{pmatrix} + 2.1547005& 0.42264973& 0.42264973 \\ + 0.4226497& 2.15470053& 0.42264973 \\ + 0.4226497& 0.42264973& 2.15470053 +\end{pmatrix} +\end{align*} +\item +Tatsächlich gibt die Berechnung der Eigenwerte +den einfachen Eigenwert $\mu_0=3=|\lambda_0|$ +und +den doppelten Eigenwert $\mu_{\pm} = \sqrt{3}=1.7320508=|\lambda_{\pm}|$. +\qedhere +\end{teilaufgaben} +\end{loesung} -- cgit v1.2.1 From dfcaa8ec3257a82bb77920524c929419ed2edb56 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: =?UTF-8?q?Andreas=20M=C3=BCller?= Date: Tue, 30 Mar 2021 07:55:07 +0200 Subject: =?UTF-8?q?Tippfehler=20korrigiert=20(mit=20Dank=20f=C3=BCr=20den?= =?UTF-8?q?=20Hinweis=20an=20L.=20Zogg)?= MIME-Version: 1.0 Content-Type: text/plain; charset=UTF-8 Content-Transfer-Encoding: 8bit --- .../30-endlichekoerper/uebungsaufgaben/3003.tex | 2 +- .../30-endlichekoerper/uebungsaufgaben/3004.tex | 30 +++++++++++----------- 2 files changed, 16 insertions(+), 16 deletions(-) diff --git a/buch/chapters/30-endlichekoerper/uebungsaufgaben/3003.tex b/buch/chapters/30-endlichekoerper/uebungsaufgaben/3003.tex index 8a83256..5dea881 100644 --- a/buch/chapters/30-endlichekoerper/uebungsaufgaben/3003.tex +++ b/buch/chapters/30-endlichekoerper/uebungsaufgaben/3003.tex @@ -46,7 +46,7 @@ Q(2)Q(1)Q(3)Q(4) \begin{pmatrix} 4&-17\\ -11&47 \end{pmatrix}. \end{align*} Daraus kann man ablesen, dass $s=4$ und $t=-17$, tatsächlich ist -$4\cdot 47-47\cdot 11=188-187=1$. +$4\cdot 47-17\cdot 11=188-187=1$. Wir schliessen daraus, dass $-17=30\in\mathbb{F}_{47}$ die multiplikative Inverse von $b=11$ ist. Die Rechnung $11\cdot 30 = 330 = 7\cdot 47 + 1$ zeigt, dass dies diff --git a/buch/chapters/30-endlichekoerper/uebungsaufgaben/3004.tex b/buch/chapters/30-endlichekoerper/uebungsaufgaben/3004.tex index 046ac94..deb15dc 100644 --- a/buch/chapters/30-endlichekoerper/uebungsaufgaben/3004.tex +++ b/buch/chapters/30-endlichekoerper/uebungsaufgaben/3004.tex @@ -65,19 +65,19 @@ Die Gauss-Tableaux sind \begin{align*} \begin{tabular}{|>{$}c<{$}>{$}c<{$}>{$}c<{$}>{$}c<{$}|>{$}c<{$}|} \hline - 1 & 1 & 0 & 0 & 1\\ - 0 & 1 & 1 & 1 & 0\\ - 1 & 1 & 1 & 1 & 0\\ - 0 & 1 & 1 & 0 & 1\\ + 1 & 1 & 0 & 0 & 0\\ + 0 & 1 & 1 & 1 & 1\\ + 1 & 1 & 1 & 1 & 1\\ + 0 & 1 & 1 & 0 & 0\\ \hline \end{tabular} &\to \begin{tabular}{|>{$}c<{$}>{$}c<{$}>{$}c<{$}>{$}c<{$}|>{$}c<{$}|} \hline - 1 & 1 & 0 & 0 & 1\\ - 0 & 1 & 1 & 1 & 0\\ + 1 & 1 & 0 & 0 & 0\\ + 0 & 1 & 1 & 1 & 1\\ 0 & 0 & 1 & 1 & 1\\ - 0 & 1 & 1 & 0 & 1\\ + 0 & 1 & 1 & 0 & 0\\ \hline \end{tabular} %\\ @@ -85,8 +85,8 @@ Die Gauss-Tableaux sind \to \begin{tabular}{|>{$}c<{$}>{$}c<{$}>{$}c<{$}>{$}c<{$}|>{$}c<{$}|} \hline - 1 & 1 & 0 & 0 & 1\\ - 0 & 1 & 1 & 1 & 0\\ + 1 & 1 & 0 & 0 & 0\\ + 0 & 1 & 1 & 1 & 1\\ 0 & 0 & 1 & 1 & 1\\ 0 & 0 & 0 & 1 & 1\\ \hline @@ -95,8 +95,8 @@ Die Gauss-Tableaux sind \to \begin{tabular}{|>{$}c<{$}>{$}c<{$}>{$}c<{$}>{$}c<{$}|>{$}c<{$}|} \hline - 1 & 1 & 0 & 0 & 1\\ - 0 & 1 & 1 & 0 & 1\\ + 1 & 1 & 0 & 0 & 0\\ + 0 & 1 & 1 & 0 & 0\\ 0 & 0 & 1 & 0 & 0\\ 0 & 0 & 0 & 1 & 1\\ \hline @@ -106,8 +106,8 @@ Die Gauss-Tableaux sind \to \begin{tabular}{|>{$}c<{$}>{$}c<{$}>{$}c<{$}>{$}c<{$}|>{$}c<{$}|} \hline - 1 & 1 & 0 & 0 & 1\\ - 0 & 1 & 0 & 0 & 1\\ + 1 & 1 & 0 & 0 & 0\\ + 0 & 1 & 0 & 0 & 0\\ 0 & 0 & 1 & 0 & 0\\ 0 & 0 & 0 & 1 & 1\\ \hline @@ -118,7 +118,7 @@ Die Gauss-Tableaux sind \begin{tabular}{|>{$}c<{$}>{$}c<{$}>{$}c<{$}>{$}c<{$}|>{$}c<{$}|} \hline 1 & 0 & 0 & 0 & 0\\ - 0 & 1 & 0 & 0 & 1\\ + 0 & 1 & 0 & 0 & 0\\ 0 & 0 & 1 & 0 & 0\\ 0 & 0 & 0 & 1 & 1\\ \hline @@ -128,7 +128,7 @@ In der ersten Zeile stehen die Schritt der Vorwärtsreduktion, in der zweiten die Schritte des Rückwärtseinsetzens. Als Lösung liest man ab \[ -x=\begin{pmatrix}0\\1\\0\\1 \end{pmatrix}, +x=\begin{pmatrix}0\\0\\0\\1 \end{pmatrix}, \] die Korrektheit kann man leicht durch Einsetzen überprüfen. \item -- cgit v1.2.1 From f62357e61d1a1cb647bc5e208946ac5be018bd85 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: =?UTF-8?q?Andreas=20M=C3=BCller?= Date: Thu, 1 Apr 2021 13:33:00 +0200 Subject: add missing files --- buch/chapters/40-eigenwerte/grundlagen.tex | 192 ++++++++++++++++++ buch/chapters/40-eigenwerte/images/Makefile | 23 ++- buch/chapters/40-eigenwerte/images/dimjk.pdf | Bin 0 -> 23762 bytes buch/chapters/40-eigenwerte/images/dimjk.tex | 78 ++++++++ buch/chapters/40-eigenwerte/images/jknilp.pdf | Bin 0 -> 23241 bytes buch/chapters/40-eigenwerte/images/jknilp.tex | 181 +++++++++++++++++ buch/chapters/40-eigenwerte/images/normalform.pdf | Bin 0 -> 18132 bytes buch/chapters/40-eigenwerte/images/normalform.tex | 214 +++++++++++++++++++++ buch/chapters/40-eigenwerte/images/wa.m | 80 ++++++++ buch/chapters/40-eigenwerte/images/wurzel.pdf | Bin 0 -> 19221 bytes buch/chapters/40-eigenwerte/images/wurzel.tex | 94 +++++++++ .../chapters/40-eigenwerte/images/wurzelapprox.pdf | Bin 0 -> 33171 bytes .../chapters/40-eigenwerte/images/wurzelapprox.tex | 107 +++++++++++ buch/chapters/40-eigenwerte/spektraltheorie.tex | 213 +++++++++++++++++++- .../40-eigenwerte/uebungsaufgaben/4001.tex | 12 +- .../40-eigenwerte/uebungsaufgaben/4003.tex | 30 +-- buch/chapters/60-gruppen/lie-algebren.tex | 2 +- buch/test2.tex | 91 +++++++++ 18 files changed, 1286 insertions(+), 31 deletions(-) create mode 100644 buch/chapters/40-eigenwerte/images/dimjk.pdf create mode 100644 buch/chapters/40-eigenwerte/images/dimjk.tex create mode 100644 buch/chapters/40-eigenwerte/images/jknilp.pdf create mode 100644 buch/chapters/40-eigenwerte/images/jknilp.tex create mode 100644 buch/chapters/40-eigenwerte/images/normalform.pdf create mode 100644 buch/chapters/40-eigenwerte/images/normalform.tex create mode 100644 buch/chapters/40-eigenwerte/images/wa.m create mode 100644 buch/chapters/40-eigenwerte/images/wurzel.pdf create mode 100644 buch/chapters/40-eigenwerte/images/wurzel.tex create mode 100644 buch/chapters/40-eigenwerte/images/wurzelapprox.pdf create mode 100644 buch/chapters/40-eigenwerte/images/wurzelapprox.tex create mode 100644 buch/test2.tex diff --git a/buch/chapters/40-eigenwerte/grundlagen.tex b/buch/chapters/40-eigenwerte/grundlagen.tex index ffc452b..69618a9 100644 --- a/buch/chapters/40-eigenwerte/grundlagen.tex +++ b/buch/chapters/40-eigenwerte/grundlagen.tex @@ -213,6 +213,24 @@ Somit können sich $\mathcal{K}^i(A)$ und $\mathcal{J}^i(A)$ für $i>n$ nicht mehr ändern. \end{proof} +\begin{figure} +\centering +\includegraphics{chapters/40-eigenwerte/images/dimjk.pdf} +\caption{Entwicklung der Dimension von $\dim\mathcal{K}^k(A)$ (grün) +und $\dim\mathcal{J}^k(A)$ (orange) in Abhängigkeit vom Exponenten $k$. +Für $k\ge l$ ändern sich die Dimensionen nicht mehr, $A$ eingeschränkt +auf $\mathcal{J}^l(A)=\mathcal{J}(A)$ ist injektiv. +\label{buch:eigenwerte:fig:dimjk}} +\end{figure} + +Abbildung~\ref{buch:eigenwerte:fig:dimjk} zeigt die Abhängigkeit der +Dimensionen $\dim\mathcal{K}^k(A)$ und $\dim\mathcal{J}^k(A)$ von $k$. +Die Dimension $\dim\mathcal{J}^k(A)$ nimmt ab bis zu $k=l$, danach ändert +sie sich nicht mehr und die Einschränkung von $A$ auf $\mathcal{J}^l(A)$ +ist injektiv. +Die Dimension $\dim\mathcal{K}^k(A)$ nimmt zu bis zu $k=l$, danach +ändert sie sich nicht mehr. + \begin{definition} \label{buch:eigenwerte:def:KundJ} Die gemäss Satz~\ref{buch:eigenwerte:satz:ketten} identischen Unterräume @@ -228,6 +246,7 @@ $\mathcal{J}^i(A)$ für $i\ge k$ werden mit bezeichnet. \end{definition} + % % Inveriante Unterräume % @@ -399,6 +418,7 @@ Mit vollständiger Induktion folgt, dass $a_{ij}^s=0$ für $i+s>j$. Insbesondere ist $A^n=0$, die Matrix $A$ ist nilpotent. \end{beispiel} + Man kann die Konstruktion der Unterräume $\mathcal{K}^i(A)$ weiter dazu verwenden, eine Basis zu finden, in der eine nilpotente Matrix eine besonders einfach Form erhält. @@ -487,6 +507,178 @@ Nach Satz~\ref{buch:eigenwerte:satz:allgnilpotent} kann man in $\mathcal{K}(A)$ eine Basis so wählen, dass die Matrix die Blockform \eqref{buch:eigenwerte:eqn:allgnilpotent} erhält. + + +\begin{figure} +\centering +\includegraphics[width=\textwidth]{chapters/40-eigenwerte/images/jknilp.pdf} +\caption{Entwicklung der Dimensionen von Kern und Bild von $A^k$ in +Abhängigkeit von $k$ +\label{buch:eigenwte:fig:jknilp}} +\end{figure} + +\begin{beispiel} +In der Abbildung~\ref{buch:eigenwte:fig:jknilp} sind die Dimensionen +von Kern und Bild der Matrix +\[ +\setcounter{MaxMatrixCols}{12} +A=\begin{pmatrix} +0& & & & & & & & & & & \\ + &0& & & & & & & & & & \\ + & &0& & & & & & & & & \\ + & & &0& & & & & & & & \\ + & & & &0&1& & & & & & \\ + & & & & &0& & & & & & \\ + & & & & & &0&1& & & & \\ + & & & & & & &0&1& & & \\ + & & & & & & & &0&1& & \\ + & & & & & & & & &0&1& \\ + & & & & & & & & & &0& +\end{pmatrix} +\] +dargestellt. +Die Matrix $A^k$ ist in den kleinen Quadraten am unteren Rand der Matrix +symbolisch dargestellt. +Grüne Spalten bestehen aus lauter Nullen, die zugehörigen +Standardbasisvektoren werden von diesem $A^k$ auf $0$ abgebildet. +Die orangen Felder enthalten Einsen, die entsprechenden Standardbasisvektoren +bilden daher eine Basis des Bildes von $A^k$. +\end{beispiel} + +% +% Basis für die Jordan-Normalform einer nilpotenten Matrix +% +\subsection{Basis für die Normalform einer nilpotenten Matrix bestimmen +\label{buch:subsection:normalform-einer-nilpotenten-matrix}} +Die Zerlegung in die invarianten Unterräume $\mathcal{J}^k(f)$ und +$\mathcal{K}^k(f)$ ermöglichen, eine Basis zu finden, in der die +Matrix von $f$ die Blockform \eqref{buch:eigenwerte:eqn:allgnilpotent} +hat. +In diesem Abschnitt soll die Konstruktion einer solchen Basis +etwas ausführlicher beschrieben werden. + +\begin{figure} +\centering +\includegraphics{chapters/40-eigenwerte/images/normalform.pdf} +\caption{Konstruktion der Basis für die Jordansche Normalform einer +nilpotenten Matrix. +Die Vektoren werden in der Reihenfolge von rechts nach links in die +Matrix gefüllt. +\label{buch:eigenwerte:fig:normalform}} +\end{figure} + +Abbildung~\ref{buch:eigenwerte:fig:normalform} illustriert den Prozess +an einer nilpotenten Matrix $A$ mit $A^3=0$ +Die vertikalen Rechtecke im linken Teil der Abbildung symbolisieren +die Unterräume $\mathcal{K}^k(A)$. +Es ist bekannt, dass $\mathcal{K}^k(A) \subset \mathcal{K}^{k+1}(A)$ ist, +die Einbettung wird in der Abbildung durch graue Rechtecke dargestellt. +Es sei wieder $l$ der Exponent, für den $\mathcal{K}^l(A)=\Bbbk^n$ wird. +Da $\mathcal{K}^{l-1}(A)\ne \mathcal{K}^l(A)$ ist, muss es einen +komplementären Unterraum geben, in dem eine Basis gewählt wird. +Jeder der Vektoren $b_1,\dots,b_s$ dieser Basis gibt Anlass zu einem +Block der Form $N_l$, der auf dem Unterraum +$\langle b_i,Ab_i,\dots,A^{l-1}b_i\rangle$ operiert. +In der Abbildung ist $b_i$ durch einen roten Punkt symbolisiert und +die Bilder $Ab_i,\dots,A^{l-1}b_i$ werden durch blaue Pfeile untereinander +verbunden. + +Der Raum $\mathcal{K}^{l-1}(A)$ enthält dann $\mathcal{K}^{l-2}(A)$ und +die Vektoren $Ab_1,\dots,Ab_s$. +Es ist aber möglich, dass diese Vektoren nicht den ganzen Raum +$\mathcal{K}^{l-1}(A)$ erzeugen. +In diesem Fall lassen sich die Vektoren mit Hilfe weiterer Vektoren +$b_{s+1},\dots,b_{s+r}$ zu einer Basisi von $\mathcal{K}^{l-1}(A)$ +ergänzen. +Wie vorhin gibt jeder der Vektoren $b_{s+i}$ Anlass zu einem Block +der Form $N_{l-1}$, der auf dem Unterraum +$\langle b_{s+i},Ab_{s+i}\dots,A^{l-2}b_{s+i}\rangle$ +operiert. + +Durch Wiederholung dieses Prozesses können schrittweise Basisvektoren +$b_i$ erzeugt werden. +Die Matrix der Abbildung $f$ in der Basis $\{b_i,Ab_i,\dots,A^kb_i\}$ +ist ein Block der Form $N_k$. +Für $0\le k\le l-1$ sind die Vektoren $A^kb_i$, +solange sie von $0$ verschieden sind, +alle nach Konstruktion linear unabhängig, sie bilden eine Basis +von $\mathcal{K}^l(A)=\mathbb{R}^n$. + +\begin{beispiel} +Die Basis für die Zerlegung der Matrix +\[ +A += +\begin{pmatrix*}[r] + 3& 1&-2\\ +-21&-7&14\\ + -6&-2& 4 +\end{pmatrix*} +\] +in Blockform soll nach der oben beschriebenen Methode ermittelt werden. +Zunächst kann man nachrechnen, dass $A^2=0$ ist. +Der Kern von $A$ ist der Lösungsraum der Gleichung $Ax=0$, da alle Zeilen +Vielfache der ersten Zeile sind, recht es zu verlangen, dass die +Komponenten $x_i$ der Lösung die Gleichung +\[ +3x_1+x_2-2x_3=0 +\] +erfüllen. +Jetzt muss ein Vektor $b_1$ ausserhalb von $\mathbb{L}$ gefunden werden, +der erste Standardbasisvektor $e_1$ kann dazu verwendet werden. +Es ist auch klar, dass $Ae_1\ne 0$ ist. +Wir verwenden daher die beiden Vektoren +\[ +b_3=e_1=\begin{pmatrix} 1\\0\\0 \end{pmatrix} +,\qquad +b_2=Ab_3=\begin{pmatrix*}[r] 3\\-21\\-6 \end{pmatrix*}, +\] +in dieser Basis hat $A$ die Matrix $N_2$. +Jetzt muss noch ein Basisvektor $b_1$ gefunden werden, +der in $\ker A=\mathbb{L}$ liegt und so, dass $b_1$ und $b_2$ +linear unabhängig sind. +Die zweite Bedingung kann leicht dadurch sichergestellt werden, +dass man die erste Komponente von $b_1$ als $0$ wählt. +Eine mögliche Lösung ist dann +\[ +b_1=\begin{pmatrix}0\\2\\1\end{pmatrix} +\] +Die Matrix +\[ +B=\begin{pmatrix*}[r] + 0& 1& 3\\ + 2& 0& -21\\ + 1& 0& -6 +\end{pmatrix*} +\qquad\text{mit Inverser} +\qquad +B^{-1}=\begin{pmatrix*}[r] +0&-\frac23& \frac73\\ +0&-\frac19& \frac29\\ +1& \frac13&-\frac23 +\end{pmatrix*} +\] +transformiert die Matrix $A$ auf den Block $N_3$: +\[ +B^{-1}AB += +B^{-1}\begin{pmatrix*}[r] +0&0& 3\\ +0&0&-21\\ +0&0& -6 +\end{pmatrix*} += +\begin{pmatrix} +0&0&0\\ +0&0&1\\ +0&0&0 +\end{pmatrix} += +N_3. +\qedhere +\] +\end{beispiel} + % % Begriff des Eigenwertes und Eigenvektors % diff --git a/buch/chapters/40-eigenwerte/images/Makefile b/buch/chapters/40-eigenwerte/images/Makefile index 753153d..bec12d5 100644 --- a/buch/chapters/40-eigenwerte/images/Makefile +++ b/buch/chapters/40-eigenwerte/images/Makefile @@ -3,7 +3,9 @@ # # (c) 2020 Prof Dr Andreas Müller, Hochschule Rappersil # -all: sp.pdf nilpotent.pdf kernbild.pdf kombiniert.pdf +all: sp.pdf nilpotent.pdf kernbild.pdf kombiniert.pdf \ + wurzelapprox.pdf wurzel.pdf dimjk.pdf jknilp.pdf \ + normalform.pdf sp.pdf: sp.tex sppaths.tex pdflatex sp.tex @@ -19,3 +21,22 @@ kernbild.pdf: kernbild.tex bild2.jpg kern2.jpg kombiniert.pdf: kombiniert.tex kombiniert.jpg pdflatex kombiniert.tex + +wurzelapprox.pdf: wurzelapprox.tex wa.tex + pdflatex wurzelapprox.tex + +wa.tex: wa.m + octave wa.m + +wurzel.pdf: wurzel.tex + pdflatex wurzel.tex + +dimjk.pdf: dimjk.tex + pdflatex dimjk.tex + +jknilp.pdf: jknilp.tex + pdflatex jknilp.tex + +normalform.pdf: normalform.tex + pdflatex normalform.tex + diff --git a/buch/chapters/40-eigenwerte/images/dimjk.pdf b/buch/chapters/40-eigenwerte/images/dimjk.pdf new file mode 100644 index 0000000..fcfe4da Binary files /dev/null and b/buch/chapters/40-eigenwerte/images/dimjk.pdf differ diff --git a/buch/chapters/40-eigenwerte/images/dimjk.tex b/buch/chapters/40-eigenwerte/images/dimjk.tex new file mode 100644 index 0000000..28e0f9f --- /dev/null +++ b/buch/chapters/40-eigenwerte/images/dimjk.tex @@ -0,0 +1,78 @@ +% +% dimjk.tex -- dimensionen von K^l und J^l +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +% +\documentclass[tikz]{standalone} +\usepackage{amsmath} +\usepackage{times} +\usepackage{txfonts} +\usepackage{pgfplots} +\usepackage{csvsimple} +\usetikzlibrary{arrows,intersections,math} +\begin{document} +\def\skala{1.2} +\begin{tikzpicture}[>=latex,thick,scale=\skala] + +\definecolor{darkgreen}{rgb}{0,0.6,0} + +\def\pfad{ + ({0*\sx},{6-6}) -- + ({1*\sx},{6-4.5}) -- + ({2*\sx},{6-3.5}) -- + ({3*\sx},{6-2.9}) -- + ({4*\sx},{6-2.6}) -- + ({5*\sx},{6-2.4}) -- + ({8*\sx},{6-2.4}) +} +\def\sx{1.2} + +\fill[color=orange!20] \pfad -- ({6*\sx},6) -- (0,6) -- cycle; +\fill[color=darkgreen!20] \pfad -- ({6*\sx},0) -- cycle; + +\fill[color=orange!40] ({5*\sx},6) rectangle ({8*\sx},{6-2.4}); +\fill[color=darkgreen!40] ({5*\sx},0) rectangle ({8*\sx},{6-2.4}); + +\draw[color=darkgreen,line width=2pt] ({3*\sx},{6-6}) -- ({3*\sx},{6-2.9}); +\node[color=darkgreen] at ({3*\sx},{6-4.45}) [rotate=90,above] {$\dim\mathcal{K}^k(A)$}; +\draw[color=orange,line width=2pt] ({3*\sx},{6-0}) -- ({3*\sx},{6-2.9}); +\node[color=orange] at ({3*\sx},{6-1.45}) [rotate=90,above] {$\dim\mathcal{J}^k(A)$}; + +\node[color=orange] at ({6.5*\sx},{6-1.2}) {bijektiv}; +\node[color=darkgreen] at ({6.5*\sx},{6-4.2}) {konstant}; + +\fill ({0*\sx},{6-6}) circle[radius=0.08]; +\fill ({1*\sx},{6-4.5}) circle[radius=0.08]; +\fill ({2*\sx},{6-3.5}) circle[radius=0.08]; +\fill ({3*\sx},{6-2.9}) circle[radius=0.08]; +\fill ({4*\sx},{6-2.6}) circle[radius=0.08]; +\fill ({5*\sx},{6-2.4}) circle[radius=0.08]; +\fill ({6*\sx},{6-2.4}) circle[radius=0.08]; +\fill ({7*\sx},{6-2.4}) circle[radius=0.08]; +\fill ({8*\sx},{6-2.4}) circle[radius=0.08]; + +\draw \pfad; + +\draw[->] (-0.5,0) -- ({8*\sx+0.5},0) coordinate[label={$k$}]; +\draw[->] (-0.5,6) -- ({8*\sx+0.5},6); + +\foreach \x in {0,...,8}{ + \draw ({\x*\sx},-0.05) -- ({\x*\sx},0.05); +} +\foreach \x in {0,...,3}{ + \node at ({\x*\sx},-0.05) [below] {$\x$}; +} +\node at ({4*\sx},-0.05) [below] {$\dots\mathstrut$}; +\node at ({5*\sx},-0.05) [below] {$l$}; +\node at ({6*\sx},-0.05) [below] {$l+1$}; +\node at ({7*\sx},-0.05) [below] {$l+2$}; +\node at ({8*\sx},-0.05) [below] {$l+3$}; + +\node[color=orange] at ({1.2*\sx},5.6) + {$\mathcal{J}^k(A)\supset\mathcal{J}^{k+1}(A)$}; +\node[color=darkgreen] at ({1.2*\sx},0.4) + {$\mathcal{K}^k(A)\subset\mathcal{K}^{k+1}(A)$}; + +\end{tikzpicture} +\end{document} + diff --git a/buch/chapters/40-eigenwerte/images/jknilp.pdf b/buch/chapters/40-eigenwerte/images/jknilp.pdf new file mode 100644 index 0000000..9293263 Binary files /dev/null and b/buch/chapters/40-eigenwerte/images/jknilp.pdf differ diff --git a/buch/chapters/40-eigenwerte/images/jknilp.tex b/buch/chapters/40-eigenwerte/images/jknilp.tex new file mode 100644 index 0000000..e8e8e14 --- /dev/null +++ b/buch/chapters/40-eigenwerte/images/jknilp.tex @@ -0,0 +1,181 @@ +% +% jknilp.tex -- Dimensionen von K^l und J^l für nilpotente Matrizen +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +% +\documentclass[tikz]{standalone} +\usepackage{amsmath} +\usepackage{times} +\usepackage{txfonts} +\usepackage{pgfplots} +\usepackage{csvsimple} +\usetikzlibrary{arrows,intersections,math} +\begin{document} +\def\skala{1} +\begin{tikzpicture}[>=latex,thick,scale=\skala] + +\definecolor{darkgreen}{rgb}{0,0.6,0} + +\def\s{0.15} +\def\punkt#1#2{({#1*\s},{#2*\s})} + +\def\vektor#1{ + \fill[color=darkgreen!30] \punkt{#1}{0} rectangle \punkt{(#1+1)}{12}; +} +\def\feld#1#2{ + \fill[color=orange!60] ({#1*\s},{(12-#2)*\s}) rectangle + ({(#1+1)*\s},{(11-#2)*\s}); +} + +\def\quadrat#1{ + \draw \punkt{0}{0} rectangle \punkt{12}{12}; + + \draw \punkt{0}{11} -- \punkt{2}{11} -- \punkt{2}{9} -- \punkt{4}{9} + -- \punkt{4}{6} -- \punkt{12}{6}; + + \draw \punkt{1}{12} -- \punkt{1}{10} -- \punkt{3}{10} + -- \punkt{3}{8} -- \punkt{6}{8} -- \punkt{6}{0}; + \node at ({6*\s},0) [below] {#1\strut}; +} + +\begin{scope}[xshift=-0.9cm,yshift=-3cm] +\foreach \n in {0,...,11}{ + \feld{\n}{\n} +} +\quadrat{$A^0=I$} +\end{scope} + +\begin{scope}[xshift=1.1cm,yshift=-3cm] +\vektor{0} +\vektor{1} +\vektor{2} +\vektor{3} +\vektor{4} +\vektor{6} +\feld{5}{4} +\feld{7}{6} +\feld{8}{7} +\feld{9}{8} +\feld{10}{9} +\feld{11}{10} +\quadrat{$A$} +\end{scope} + +\begin{scope}[xshift=3.1cm,yshift=-3cm] +\vektor{0} +\vektor{1} +\vektor{2} +\vektor{3} +\vektor{4} +\vektor{5} +\vektor{6} +\vektor{7} +\feld{8}{6} +\feld{9}{7} +\feld{10}{8} +\feld{11}{9} +\quadrat{$A^2$} +\end{scope} + +\begin{scope}[xshift=5.1cm,yshift=-3cm] +\vektor{0} +\vektor{1} +\vektor{2} +\vektor{3} +\vektor{4} +\vektor{5} +\vektor{6} +\vektor{7} +\vektor{8} +\feld{9}{6} +\feld{10}{7} +\feld{11}{8} +\quadrat{$A^3$} +\end{scope} + +\begin{scope}[xshift=7.1cm,yshift=-3cm] +\vektor{0} +\vektor{1} +\vektor{2} +\vektor{3} +\vektor{4} +\vektor{5} +\vektor{6} +\vektor{7} +\vektor{8} +\vektor{9} +\feld{10}{6} +\feld{11}{7} +\quadrat{$A^4$} +\end{scope} + +\begin{scope}[xshift=9.1cm,yshift=-3cm] +\vektor{0} +\vektor{1} +\vektor{2} +\vektor{3} +\vektor{4} +\vektor{5} +\vektor{6} +\vektor{7} +\vektor{8} +\vektor{9} +\vektor{10} +\feld{11}{6} +\quadrat{$A^5$} +\end{scope} + +\begin{scope}[xshift=11.1cm,yshift=-3cm] +\vektor{0} +\vektor{1} +\vektor{2} +\vektor{3} +\vektor{4} +\vektor{5} +\vektor{6} +\vektor{7} +\vektor{8} +\vektor{9} +\vektor{10} +\vektor{11} +\quadrat{$A^6$} +\end{scope} + +\def\pfad{ + (0,0) -- (2,3) -- (4,4) -- (6,4.5) -- (8,5) -- (10,5.5) -- (12,6) +} + + +\fill[color=orange!20] \pfad -- (-1,6) -- (-1,0) -- cycle; +\fill[color=darkgreen!20] \pfad -- (13,6) -- (13,0) -- cycle; +\draw[line width=1.3pt] \pfad; + +\fill (0,0) circle[radius=0.08]; +\fill (2,3) circle[radius=0.08]; +\fill (4,4) circle[radius=0.08]; +\fill (6,4.5) circle[radius=0.08]; +\fill (8,5) circle[radius=0.08]; +\fill (10,5.5) circle[radius=0.08]; +\fill (12,6) circle[radius=0.08]; + +\foreach \y in {0.5,1,...,5.5}{ + \draw[line width=0.3pt] (-1.1,\y) -- (13.0,\y); +} +\foreach \y in {0,2,4,...,12}{ + \node at (-1.1,{\y*0.5}) [left] {$\y$}; +} +\foreach \x in {0,...,6}{ + \draw ({2*\x},0) -- ({2*\x},-1.2); + \node at ({2*\x},-0.6) [above,rotate=90] {$k=\x$}; +} + +\draw[->] (-1.1,0) -- (13.4,0) coordinate[label={$k$}]; +\draw[->] (-1.1,6) -- (13.4,6); +\draw[->] (-1.0,0) -- (-1.0,6.5); + +\node[color=darkgreen] at (8,1.95) [above] {$\dim \mathcal{K}^k(A)$}; +\node[color=orange] at (2,4.95) [above] {$\dim \mathcal{J}^k(A)$}; + +\end{tikzpicture} +\end{document} + diff --git a/buch/chapters/40-eigenwerte/images/normalform.pdf b/buch/chapters/40-eigenwerte/images/normalform.pdf new file mode 100644 index 0000000..c5bdb61 Binary files /dev/null and b/buch/chapters/40-eigenwerte/images/normalform.pdf differ diff --git a/buch/chapters/40-eigenwerte/images/normalform.tex b/buch/chapters/40-eigenwerte/images/normalform.tex new file mode 100644 index 0000000..f3cb532 --- /dev/null +++ b/buch/chapters/40-eigenwerte/images/normalform.tex @@ -0,0 +1,214 @@ +% +% normalform.tex -- Normalform einer Matrix ermitteln +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +% +\documentclass[tikz]{standalone} +\usepackage{amsmath} +\usepackage{times} +\usepackage{txfonts} +\usepackage{pgfplots} +\usepackage{csvsimple} +\usetikzlibrary{arrows,intersections,math} +\begin{document} +\def\skala{1} +\begin{tikzpicture}[>=latex,thick,scale=\skala] + +\definecolor{darkgreen}{rgb}{0,0.6,0} + +\def\b{0.025} + +\def\s{2.5} +\def\t{0.7} +\def\T{0.5} + +\fill[color=darkgreen!20] + ({-3*\s-0.5*\t},{8*\t}) + -- + ({-3*\s+0.5*\t},{8*\t}) + -- + ({-2*\s-0.5*\t},{7*\t}) + -- + ({-2*\s+0.5*\t},{7*\t}) + -- + ({-1*\s-0.5*\t},{4*\t}) + -- + ({-1*\s+0.5*\t},{4*\t}) + -- + ({-0.5*\t},0) + -- + ({-3*\s-0.5*\t},{0*\t}) + -- cycle; + + +\fill[color=white,rounded corners=3pt] + ({-0.5*\t-\b},{-\b}) rectangle ({0.5*\t+\b},{\b+0.15}); +\draw[rounded corners=3pt] + ({-0.5*\t-\b},{-\b}) rectangle ({0.5*\t+\b},{\b+0.15}); +\node at (0,0) [below] {$\mathcal{K}^0(A)$}; + +\fill[color=white,rounded corners=3pt] + ({-1*\s-0.5*\t-\b},{-\b}) rectangle ({-1*\s+0.5*\t+\b},{4*\t+\b}); +\draw[rounded corners=3pt] + ({-1*\s-0.5*\t-\b},{-\b}) rectangle ({-1*\s+0.5*\t+\b},{4*\t+\b}); +\fill[color=blue!20,rounded corners=2pt] + ({-1*\s-0.5*\t+\b},{1*\t+\b}) rectangle ({-1*\s+0.5*\t-\b},{3*\t-\b}); +\draw[color=blue!40,rounded corners=2pt] + ({-1*\s-0.5*\t+\b},{1*\t+\b}) rectangle ({-1*\s+0.5*\t-\b},{3*\t-\b}); +\fill[color=blue!20,rounded corners=2pt] + ({-1*\s-0.5*\t+\b},{3*\t+\b}) rectangle ({-1*\s+0.5*\t-\b},{4*\t-\b}); +\draw[color=blue!40,rounded corners=2pt] + ({-1*\s-0.5*\t+\b},{3*\t+\b}) rectangle ({-1*\s+0.5*\t-\b},{4*\t-\b}); +\fill[color=red!20,rounded corners=2pt] + ({-1*\s-0.5*\t+\b},{\b}) rectangle ({-1*\s+0.5*\t-\b},{1*\t-\b}); +\draw[color=red,rounded corners=2pt] + ({-1*\s-0.5*\t+\b},{\b}) rectangle ({-1*\s+0.5*\t-\b},{1*\t-\b}); +\fill[color=red] ({-1*\s},{0.5*\t}) circle[radius=0.1]; +\fill[color=red,opacity=0.5] ({-1*\s},{1.5*\t}) circle[radius=0.1]; +\fill[color=red,opacity=0.5] ({-1*\s},{2.5*\t}) circle[radius=0.1]; +\fill[color=red,opacity=0.5] ({-1*\s},{3.5*\t}) circle[radius=0.1]; +\node at ({-1*\s},0) [below] {$\mathcal{K}^1(A)$}; + +\fill[color=white,rounded corners=3pt] + ({-2*\s-0.5*\t-\b},{-\b}) rectangle ({-2*\s+0.5*\t+\b},{7*\t+\b}); +\draw[rounded corners=3pt] + ({-2*\s-0.5*\t-\b},{-\b}) rectangle ({-2*\s+0.5*\t+\b},{7*\t+\b}); +\fill[color=gray!20,rounded corners=2pt] + ({-2*\s-0.5*\t+\b},{+\b}) rectangle ({-2*\s+0.5*\t-\b},{4*\t-\b}); +\draw[color=gray,rounded corners=2pt] + ({-2*\s-0.5*\t+\b},{+\b}) rectangle ({-2*\s+0.5*\t-\b},{4*\t-\b}); +\node[color=black!70] at ({-2*\s},{2*\t}) [rotate=90] {$\mathcal{K}^1(A)$}; +\fill[color=red!20,rounded corners=2pt] + ({-2*\s-0.5*\t+\b},{4*\t+\b}) rectangle ({-2*\s+0.5*\t-\b},{6*\t-\b}); +\draw[color=red,rounded corners=2pt] + ({-2*\s-0.5*\t+\b},{4*\t+\b}) rectangle ({-2*\s+0.5*\t-\b},{6*\t-\b}); +\fill[color=blue!20,rounded corners=2pt] + ({-2*\s-0.5*\t+\b},{6*\t+\b}) rectangle ({-2*\s+0.5*\t-\b},{7*\t-\b}); +\draw[color=blue!40,rounded corners=2pt] + ({-2*\s-0.5*\t+\b},{6*\t+\b}) rectangle ({-2*\s+0.5*\t-\b},{7*\t-\b}); +\fill[color=red] ({-2*\s},{4.5*\t}) circle[radius=0.1]; +\fill[color=red] ({-2*\s},{5.5*\t}) circle[radius=0.1]; +\fill[color=red,opacity=0.5] ({-2*\s},{6.5*\t}) circle[radius=0.1]; +\draw[->,color=blue,line width=1.2pt,shorten >= 0.15cm,shorten <= 0.15cm] + ({-2*\s},{6.5*\t}) -- ({-1*\s},{3.5*\t}); +\draw[->,color=blue,line width=1.2pt,shorten >= 0.15cm,shorten <= 0.15cm] + ({-2*\s},{5.5*\t}) -- ({-1*\s},{2.5*\t}); +\draw[->,color=blue,line width=1.2pt,shorten >= 0.15cm,shorten <= 0.15cm] + ({-2*\s},{4.5*\t}) -- ({-1*\s},{1.5*\t}); +\node at ({-2*\s},0) [below] {$\mathcal{K}^2(A)$}; + +\fill[color=white,rounded corners=3pt] + ({-3*\s-0.5*\t-\b},{-\b}) rectangle ({-3*\s+0.5*\t+\b},{8*\t+\b}); +\draw[rounded corners=3pt] + ({-3*\s-0.5*\t-\b},{-\b}) rectangle ({-3*\s+0.5*\t+\b},{8*\t+\b}); +\fill[color=gray!20,rounded corners=2pt] + ({-3*\s-0.5*\t+\b},{+\b}) rectangle ({-3*\s+0.5*\t-\b},{7*\t-\b}); +\draw[color=gray,rounded corners=2pt] + ({-3*\s-0.5*\t+\b},{+\b}) rectangle ({-3*\s+0.5*\t-\b},{7*\t-\b}); +\node[color=black!70] at ({-3*\s},{3.5*\t}) [rotate=90] {$\mathcal{K}^2(A)$}; +\fill[color=red!20,rounded corners=2pt] + ({-3*\s-0.5*\t+\b},{7*\t+\b}) rectangle ({-3*\s+0.5*\t-\b},{8*\t-\b}); +\draw[color=red,rounded corners=2pt] + ({-3*\s-0.5*\t+\b},{7*\t+\b}) rectangle ({-3*\s+0.5*\t-\b},{8*\t-\b}); +\fill[color=red] ({-3*\s},{7.5*\t}) circle[radius=0.1]; +\draw[->,color=blue,line width=1.2pt,shorten >= 0.15cm,shorten <= 0.15cm] + ({-3*\s},{7.5*\t}) -- ({-2*\s},{6.5*\t}); +\node at ({-3*\s},0) [below] {$\mathcal{K}^3(A)$}; + +\def\xo{1} +\def\yo{-1} + +\def\punkt#1#2{ + ({\xo+(#1)*\T},{\yo-(#2)*\T}) +} + +\fill[color=red!20] \punkt{0}{0} rectangle \punkt{1}{8}; +\fill[color=red!20] \punkt{2}{0} rectangle \punkt{3}{8}; +\fill[color=red!20] \punkt{4}{0} rectangle \punkt{5}{8}; +\fill[color=red!20] \punkt{7}{0} rectangle \punkt{8}{8}; + +\fill[color=blue!20] \punkt{2}{1} rectangle \punkt{3}{2}; +\fill[color=blue!20] \punkt{4}{3} rectangle \punkt{5}{4}; +\fill[color=blue!20] \punkt{6}{5} rectangle \punkt{7}{6}; +\fill[color=blue!20] \punkt{7}{6} rectangle \punkt{8}{7}; + +\draw \punkt{0}{0} rectangle \punkt{8}{8}; + +\draw[color=gray] \punkt{0}{1} -- \punkt{3}{1} -- \punkt{3}{5} -- \punkt{8}{5}; +\draw[color=gray] \punkt{1}{0} -- \punkt{1}{3} -- \punkt{5}{3} -- \punkt{5}{8}; + +\draw[->,color=red] + ({-3*\s+0.5*\t+\b},{7.5*\t}) + -- + ({0*\s+0.5*\t},{7.5*\t}) + to[out=0,in=90] + ({\xo+7.5*\T},{\yo}); + +\draw[->,color=blue] + ({-2*\s+0.5*\t+\b},{6.5*\t}) + -- + ({0*\s+0.5*\t},{6.5*\t}) + to[out=0,in=90] + ({\xo+6.5*\T},{\yo}); + +\draw[->,color=blue] + ({-1*\s+0.5*\t+\b},{3.5*\t}) + -- + ({0*\s+0.5*\t},{3.5*\t}) + to[out=0,in=90] + ({\xo+5.5*\T},{\yo}); + +\draw[->,color=red] + ({-2*\s+0.5*\t+\b},{5.5*\t}) + -- + ({0*\s+0.5*\t},{5.5*\t}) + to[out=0,in=90] + ({\xo+4.5*\T},{\yo}); + +\draw[->,color=red] + ({-2*\s+0.5*\t+\b},{4.5*\t}) + -- + ({0*\s+0.5*\t},{4.5*\t}) + to[out=0,in=90] + ({\xo+2.5*\T},{\yo}); + +\draw[->,color=blue] + ({-1*\s+0.5*\t+\b},{2.5*\t}) + -- + ({0*\s+0.5*\t},{2.5*\t}) + to[out=0,in=90] + ({\xo+3.5*\T},{\yo}); + +\draw[->,color=red] + ({-1*\s+0.5*\t+\b},{0.5*\t}) + -- + ({0*\s+0.5*\t},{0.5*\t}) + to[out=0,in=90] + ({\xo+0.5*\T},{\yo}); + +\draw[->,color=blue] + ({-1*\s+0.5*\t+\b},{1.5*\t}) + -- + ({0*\s+0.5*\t},{1.5*\t}) + to[out=0,in=90] + ({\xo+1.5*\T},{\yo}); + +\node at \punkt{0.5}{0.5} {$0$}; +\node at \punkt{1.5}{1.5} {$0$}; +\node at \punkt{2.5}{2.5} {$0$}; +\node at \punkt{3.5}{3.5} {$0$}; +\node at \punkt{4.5}{4.5} {$0$}; +\node at \punkt{5.5}{5.5} {$0$}; +\node at \punkt{6.5}{6.5} {$0$}; +\node at \punkt{7.5}{7.5} {$0$}; + +\node[color=blue] at \punkt{2.5}{1.5} {$1$}; +\node[color=blue] at \punkt{4.5}{3.5} {$1$}; +\node[color=blue] at \punkt{6.5}{5.5} {$1$}; +\node[color=blue] at \punkt{7.5}{6.5} {$1$}; + +\node at \punkt{-0.5}{4} [left] {$A=$}; + +\end{tikzpicture} +\end{document} + diff --git a/buch/chapters/40-eigenwerte/images/wa.m b/buch/chapters/40-eigenwerte/images/wa.m new file mode 100644 index 0000000..3d6d2c3 --- /dev/null +++ b/buch/chapters/40-eigenwerte/images/wa.m @@ -0,0 +1,80 @@ +# +# wa.m -- Wurzelapproximation +# +# (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +# +global u; +global N; +global t; +global s; + +N = 100; +n = 10; +s = 1; + +u = zeros(N + 2, n); +t = (0:N+1)' / N; +t = t.^2; + +for i = (2:n) + u(:,i) = u(:,i-1) + 0.5 * (t-u(:,i-1).^2); +end + +u + +global f; +f = fopen("wa.tex", "w"); +fprintf(f, "%%\n"); +fprintf(f, "%% Approximation der Wurzelfunktion\n"); +fprintf(f, "%%\n"); + +function pfad(i, name) + global f; + global u; + global t; + global N; + fprintf(f, "\\def\\pfad%s{\n", name); + fprintf(f, "(%.4f,%.4f)\n", t(1,1), u(1,i)); + for j = (2:N+1) + fprintf(f, "--(%.4f,%.4f)\n", t(j,1), u(j,i)); + end + fprintf(f, "}\n"); +end + +pfad( 1, "a") +pfad( 2, "b") +pfad( 3, "c") +pfad( 4, "d") +pfad( 5, "e") +pfad( 6, "f") +pfad( 7, "g") +pfad( 8, "h") +pfad( 9, "i") +pfad(10, "j") + +function fehler(i, name) + global f; + global u; + global t; + global N; + global s; + fprintf(f, "\\def\\fehler%s{\n", name); + fprintf(f, "(%.4f,%.4f)\n", t(1,1), s*(sqrt(t(1,1))-u(1,i))); + for j = (2:N+2) + fprintf(f, "--(%.4f,%.4f)\n", t(j,1), s*(sqrt(t(j,1))-u(j,i))); + end + fprintf(f, "}\n"); +end + +fehler( 1, "a") +fehler( 2, "b") +fehler( 3, "c") +fehler( 4, "d") +fehler( 5, "e") +fehler( 6, "f") +fehler( 7, "g") +fehler( 8, "h") +fehler( 9, "i") +fehler(10, "j") + +fclose(f); diff --git a/buch/chapters/40-eigenwerte/images/wurzel.pdf b/buch/chapters/40-eigenwerte/images/wurzel.pdf new file mode 100644 index 0000000..751cf33 Binary files /dev/null and b/buch/chapters/40-eigenwerte/images/wurzel.pdf differ diff --git a/buch/chapters/40-eigenwerte/images/wurzel.tex b/buch/chapters/40-eigenwerte/images/wurzel.tex new file mode 100644 index 0000000..ca2825a --- /dev/null +++ b/buch/chapters/40-eigenwerte/images/wurzel.tex @@ -0,0 +1,94 @@ +% +% wurzel.tex -- Wurzel +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +% +\documentclass[tikz]{standalone} +\usepackage{amsmath} +\usepackage{times} +\usepackage{txfonts} +\usepackage{pgfplots} +\usepackage{csvsimple} +\usetikzlibrary{arrows,intersections,math} +\begin{document} +\def\skala{10} +\definecolor{darkgreen}{rgb}{0,0.6,0} +\begin{tikzpicture}[>=latex,thick,scale=\skala] + +\def\a{0.8} +\def\U{0} + +\fill[color=blue!20] (0,\a) rectangle (1.00,1.03); +\draw[line width=0.4pt] (0,1) -- (1,1) -- (1,0); + +\draw[->] (0,{-0.01}) -- (0,{1.06}) coordinate[label={right:$y$}]; + +\begin{scope} +\clip (0,0) rectangle (1,1); +\draw[color=blue,line width=1.4pt] plot[domain=0:1.01,samples=100] + ({\x},{\x*\x}); +\end{scope} + +%\draw[color=purple,line width=0.5pt] (0.48,-0.01) -- (1,1); +%\fill[color=purple] (1,1) circle[radius=0.008]; + +\node[color=blue] at (0,{\a}) [left] {$a$}; + +\def\schritt#1#2{ + \xdef\u{\U} + \pgfmathparse{0.5*(\a-\u*\u)} + \xdef\d{\pgfmathresult} + \pgfmathparse{\u+\d} + \xdef\U{\pgfmathresult} + + \fill[color=purple!10] (\u,{\u*\u}) -- (\U,\a) -- (\u,\a) -- cycle; + + \node[color=darkgreen] at (\u,0) [below] {$u_#1$}; + \draw[color=darkgreen,line width=0.1pt] (\u,0)--(\u,\a); + + \fill[color=darkgreen] (\u,{\u*\u}) circle[radius=0.006]; + + \draw[<->,color=darkgreen] (\u,{\u*\u}) -- (\u,\a); + + \draw[color=purple,shorten <= 0.6mm] + (\u,{\u*\u}) -- (\U,\a); +} +\def\marke#1#2{ + \node[color=orange] at ({0.5*(\u+\U)},\a) [#2] {$\frac12(a-u_#1^2)$}; + \draw[<->,color=orange,shorten >= 0mm,shorten <= 0mm] + (\u,\a) -- (\U,\a); +} + +\def\hoehe#1{ + \node[color=darkgreen] at ({\u+0.01},{\a-\d-0.01}) + [above,rotate=90] {$a-u_#1^2$}; +} + +\schritt{0}{1} +\hoehe{0} +\marke{0}{above} + +\schritt{1}{2} +\hoehe{1} +\marke{1}{above} +\node[color=darkgreen] at (\u,{\u*\u-0.02}) [above left] {$u_1^2$}; + +\schritt{2}{3} +\hoehe{2} +%\marke{2}{right,rotate=90} +\marke{2}{above} +\node[color=darkgreen] at (\u,{\u*\u-0.02}) [above left] {$u_2^2$}; + +\schritt{3}{4} + +\draw[color=blue] ({sqrt(\a)},-0.01) -- ({sqrt(\a)},\a); +\node[color=blue] at ({sqrt(\a)-0.02},0) [below right] {$\sqrt{a}$}; + +\draw[->] (-0.01,0) -- (1.05,0) coordinate[label={$u$}]; +\node at (1,0) [below] {$1$}; +\node at (0,1) [left] {$1$}; +\draw (1,-0.01) -- (1,0.01); + +\end{tikzpicture} +\end{document} + diff --git a/buch/chapters/40-eigenwerte/images/wurzelapprox.pdf b/buch/chapters/40-eigenwerte/images/wurzelapprox.pdf new file mode 100644 index 0000000..aeb5e5d Binary files /dev/null and b/buch/chapters/40-eigenwerte/images/wurzelapprox.pdf differ diff --git a/buch/chapters/40-eigenwerte/images/wurzelapprox.tex b/buch/chapters/40-eigenwerte/images/wurzelapprox.tex new file mode 100644 index 0000000..676c7e9 --- /dev/null +++ b/buch/chapters/40-eigenwerte/images/wurzelapprox.tex @@ -0,0 +1,107 @@ +% +% wurzelapprox.tex -- template for standalon tikz images +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +% +\documentclass[tikz]{standalone} +\usepackage{amsmath} +\usepackage{times} +\usepackage{txfonts} +\usepackage{pgfplots} +\usepackage{csvsimple} +\usetikzlibrary{arrows,intersections,math} +\begin{document} +\def\skala{5.7} +\begin{tikzpicture}[>=latex,thick,scale=\skala] + +\definecolor{darkgreen}{rgb}{0,0.6,0} + +\input{wa.tex} + +\begin{scope}[xshift=-0.63cm] + +\draw[->] (-0.01,0) -- (1.05,0) coordinate[label={$t$}]; + +\begin{scope} + \clip (0,0) rectangle (1,1.01); + \draw[color=blue,line width=1.6pt] \pfada; + \draw[color=blue,line width=1.2pt] \pfadb; + \draw[color=blue,line width=1.2pt] \pfadc; + \draw[color=blue,line width=1.2pt] \pfadd; + \draw[color=blue,line width=1.2pt] \pfade; + \draw[color=blue,line width=1.2pt] \pfadf; + \draw[color=blue,line width=1.2pt] \pfadg; + \draw[color=blue,line width=1.2pt] \pfadh; + \draw[color=blue,line width=1.2pt] \pfadi; + \draw[color=blue,line width=1.2pt] \pfadj; + + \draw[color=red,line width=1.6pt] + plot[domain=0:1.01,samples=100] ({\x*\x},{\x}); +\end{scope} + +\node[color=red] at (0.5,0.707) [above,rotate={atan(0.5)}] {$\sqrt{t}$}; + +\draw[->] (0,-0.01) -- (0,1.05) coordinate[label={right:$u_n(t)$}]; + +\foreach \x in {2,4,...,8}{ + \draw ({0.1*\x},-0.01) -- ({0.1*\x},0.01); + \node at ({0.1*\x},-0.01) [below] {0.\x\strut}; + \draw (-0.01,{0.1*\x}) -- (0.01,{0.1*\x}); + \node at (-0.01,{0.1*\x}) [left] {0.\x\strut}; +} +\draw (1,-0.01) -- (1,0.01); +\node at (1,-0.01) [below] {1.0\strut}; +\node at (0,-0.01) [below] {0\strut}; + +\draw (-0.01,1) -- (0.01,1); +\node at (-0.01,1) [left] {1.0\strut}; + +\node[color=blue] at (1.01,0) [above left] {$u_0(t)$}; +\node[color=blue] at (1,0.51) [below left,rotate={atan(0.5)}] {$u_1(t)$}; +\node[color=blue] at (1,{0.86+0.03}) [below left,rotate={atan(0.86)}] {$u_2(t)$}; +\node[color=blue] at (1,1.00) [below left,rotate={atan(0.5)}] {$u_3(t)$}; + +\end{scope} + +\begin{scope}[xshift=0.63cm] + +\begin{scope} + \clip (0,0) rectangle (1,1.01); + \draw[color=darkgreen,line width=1.2pt] \fehlera; + \draw[color=darkgreen,line width=1.2pt] \fehlerb; + \draw[color=darkgreen,line width=1.2pt] \fehlerc; + \draw[color=darkgreen,line width=1.2pt] \fehlerd; + \draw[color=darkgreen,line width=1.2pt] \fehlere; + \draw[color=darkgreen,line width=1.2pt] \fehlerf; + \draw[color=darkgreen,line width=1.2pt] \fehlerg; + \draw[color=darkgreen,line width=1.2pt] \fehlerh; + \draw[color=darkgreen,line width=1.2pt] \fehleri; + \draw[color=darkgreen,line width=1.2pt] \fehlerj; +\end{scope} + +\draw[->] (0,-0.01) -- (0,1.05) coordinate[label={right:${\color{red}\sqrt{t}}-{\color{blue}u_n(t)}$}]; +\draw[->] (-0.01,0) -- (1.05,0) coordinate[label={$t$}]; + +\foreach \x in {2,4,...,9}{ + \draw ({0.1*\x},-0.01) -- ({0.1*\x},0.01); + \node at ({0.1*\x},-0.01) [below] {0.\x\strut}; + \draw (-0.01,{0.1*\x}) -- (0.01,{0.1*\x}); + \node at (-0.01,{0.1*\x}) [left] {0.\x\strut}; +} +\draw (1,-0.01) -- (1,0.01); +\node at (1,-0.01) [below] {1.0\strut}; +\node at (0,-0.01) [below] {0\strut}; + +\draw (-0.01,1) -- (0.01,1); +\node at (-0.01,1) [left] {1.0\strut}; + +\node[color=darkgreen] at (1,1) [below left,rotate={atan(0.5)}] {$n=0$}; +\node[color=darkgreen] at (1,0.5) [above left] {$n=1$}; +\node[color=darkgreen] at (1,0.13) [above left,rotate=-13] {$n=2$}; +\node[color=darkgreen] at (1,0.00) [above left,rotate=-9] {$n=3$}; + +\end{scope} + +\end{tikzpicture} +\end{document} + diff --git a/buch/chapters/40-eigenwerte/spektraltheorie.tex b/buch/chapters/40-eigenwerte/spektraltheorie.tex index a3f86ba..4bf5c42 100644 --- a/buch/chapters/40-eigenwerte/spektraltheorie.tex +++ b/buch/chapters/40-eigenwerte/spektraltheorie.tex @@ -276,6 +276,25 @@ ergibt, dass jede beliebige Funktion sich als Polynome in $x$ approximieren lässt. Dies ist der Inhalt des folgenden Satzes von Stone-Weierstrass. +\begin{figure} +\centering +\includegraphics{chapters/40-eigenwerte/images/wurzel.pdf} +\caption{Konstruktion einer monoton wachsenden Approximationsfolge für +$\sqrt{a}$ +\label{buch:eigenwerte:fig:wurzelverfahren}} +\end{figure} + +\begin{figure} +\centering +\includegraphics[width=\textwidth]{chapters/40-eigenwerte/images/wurzelapprox.pdf} +\caption{Monoton wachsende Approximation der Funktion $t\mapsto\sqrt{t}$ mit +Polynomen $u_n(t)$ nach +\eqref{buch:eigenwerte:eqn:wurzelapproximation} +(links) und der Fehler der Approximation +(rechts). +\label{buch:eigenwerte:fig:wurzelapproximation}} +\end{figure} + \begin{satz}[Stone-Weierstrass] \label{buch:satz:stone-weierstrass} Enthält eine $\mathbb{R}$-Algebra $A$ von stetigen, rellen Funktionen @@ -286,12 +305,137 @@ reelle Funktion auf $K$ gleichmässig approximierbar durch Funktionen in $A$. \end{satz} +Für den Beweis des Satzes wird ein Hilfsresultat benötigt, welches wir +zunächst ableiten. +Es besagt, dass sich die Wurzelfunktion $t\mapsto\sqrt{t}$ +auf dem Interval $[0,1]$ gleichmässig +von unten durch Polynome approximieren lässt, die in +Abbildung~\ref{buch:eigenwerte:fig:wurzelapproximation} dargestellt +sind. + +\begin{satz} +Die rekursiv definierte Folge von Polynomen +\begin{equation} +u_{n+1}(t) += +u_n(t) + \frac12(t-u_n(t)^2), +\qquad +u_0(t)=0 +\label{buch:eigenwerte:eqn:wurzelapproximation} +\end{equation} +ist monoton wachsend und approximiert die Wurzelfunktion $t\mapsto\sqrt{t}$ +gleichmässig auf dem Intervall $[0,1]$. +\end{satz} + \begin{proof}[Beweis] -XXX TODO +Wer konstruieren zunächst das in +Abbildung~\ref{buch:eigenwerte:fig:wurzelverfahren} +visualierte Verfahren, mit dem für jede Zahl $a\in[0,1]$ +die Wurzel $\sqrt{a}$ berechnet werden kann. +Sei $u < \sqrt{a}$ eine Approximation der Wurzel. +Die Approximation ist der exakte Wert der Lösung, wenn $a-u^2=0$. +In jedem anderen Fall muss $u$ um einen Betrag $d$ vergrössert werden. +Natürlich muss immer noch $u+d<\sqrt{a}$ sein. +Man kann die maximal zulässige Korrektur $d$ geometrisch abschätzen, +wie dies in Abbildung~\ref{buch:eigenwerte:fig:wurzelverfahren} +skizziert ist. +Die maximale Steigung des Graphen der Funktion $u\mapsto u^2$ ist $2$, +daher darf man $u$ maximal um die Hälfte der Differenz $a-u^2$ (grün) +vergrössern, also $d=\frac12(a-u^2)$. +Die Rekursionsformel +\[ +u_{n+1} = u_n + d = u_n + \frac12(a-u_n^2) +\] +mit dem Startwert $u_0=0$ liefert daher eine +Folge, die gegen $\sqrt{a}$ konvergiert. \end{proof} -Der entscheidende Schritt des Beweises ist, dass man die Betragsfunktion -konstruieren kann. +\begin{proof}[Beweis des Satzes von Stone-Weierstrass] +Da $A$ eine Algebra ist, ist mit jeder Funktion $f\in A$ für jedes Polynome +$p\in\mathbb{R}[X]$ auch $p(f)$ eine Funktion in $A$. +\begin{enumerate} +\item Schritt: Für jede Funktion $f\in A$ lässt sich auch $|f|$ durch +Funktionen in $A$ beliebig genau durch eine monoton wachsende Folge +von Funktionen approximieren. + +Da $A$ eine Algebra ist, ist $f^2\in A$. +Sei ausserdem $m^2=\sup \{f(x)^2\;|\;x\in K\}$, so dass $f^2/m^2$ eine Funktion +mit Werten im Intervall $[0,1]$ ist. +Die Funktionen $f_n(x)=mu_n(f(x)^2/m^2)$ sind ebenfalls in $A$ und +approximieren gleichmässig $\sqrt{f(x)^2}=|f(x)|$. +\item Schritt: Für zwei Funktionen $f,g\in A$ gibt es eine monoton wachsende +Folge, die $\max(f,g)$ gleichmässig beliebig genau approximiert +und eine monoton fallende Folge, die $\min(f,g)$ gleichmässig beliebig +genau approximiert. + +Diese Folgen können aus der Approximationsfolge für den Betrag einer +Funktion und den Identitäten +\begin{align*} +\max(f,g) &= \frac12(f+g+|f-g|) \\ +\min(f,g) &= \frac12(f+g-|f-g|) +\end{align*} +gefunden werden. +\item Schritt: Zu zwei beliebigen Punkten $x,y\in K$ und Werten +$\alpha,\beta\in\mathbb{R}$ gibt es immer eine Funktion in $A$, +die in den Punkten $x,y$ die vorgegebenen Werte $\alpha$ bzw.~$\beta$ +annimmt. +Da $A$ die Punkte trennt, gibt es eine Funktion $f_0$ mit $f_0(x)\ne f_0(y)$. +Dann ist die Funktion +\[ +f(t) += +\beta + \frac{f_0(t)-f_0(y)}{f_0(x)-f_0(y)}(\alpha-\beta) +\] +wohldefiniert und nimmt die verlangten Werte an. +\item Schritt: Zu jeder stetigen Funktion $f\colon K\to\mathbb{R}$, jedem +Punkt $x\in K$ und jedem $\varepsilon>0$ gibt es eine Funktion $g\in A$ derart, +dass $g(x)=f(x)$ und $g(y) \le f(y)+\varepsilon$ für alle $y\in K$. + +Zu jedem $z\in K$ gibt es eine Funktion in $A$ mit +$h_z(x)=f(x)$ und $h_z(z) \le f(z)+\frac12\varepsilon$. +Wegen der Stetigkeit von $h_z$ gibt es eine Umgebung $V_z$ von $z$, in der +immer noch gilt $h_z(y)\le f(y)+\varepsilon$ für $y\in V_z$. +Wegen der Kompaktheit von $K$ kann man endlich viele Punkte $z_i$ wählen +derart, dass die $V_{z_i}$ immer noch $K$ überdecken. +Dann erfüllt die Funktion +\( +g(z) = \inf h_{z_i} +\) +die Bedingungen $g(x) = f(x)$ und für $z\in V_{z_i}$ +\[ +g(z) = \inf_{j} h_{z_j}(z) \le h_{z_i}(z) \le f(z)+\varepsilon. +\] +Ausserdem ist $g(z)$ nach dem zweiten Schritt beliebig genau durch +Funktionen in $A$ approximierbar. +\item Schritt: Jede stetige Funktion $f\colon K\to\mathbb{R}$ kann +beliebig genau durch Funktionen in $A$ approximiert werden. +Sei $\varepsilon > 0$. + +Nach dem vierten Schritt gibt es für jedes $y\in K$ eine Funktion $g_y$ +derart, dass $g_y(y)=f(y)$ und $g_y(x) \le f(x) + \varepsilon$ für +$x\in K$. +Da $g_y$ stetig ist, gilt ausserdem $g_y(x) \ge f(x) -\varepsilon$ in +einer Umgebung $U_y$ von $y$. +Da $K$ kompakt ist, kann man endlich viele $y_i$ derart, dass die $U_{y_i}$ +immer noch ganz $K$ überdecken. +Die Funktion $g=\sup g_{y_i}$ erfüllt dann überall $g(x) \le f(x)+\varepsilon$, +weil jede der Funktionen $g_y$ diese Ungleichung erfüllt. +Ausserdem gilt für $x\in V_{x_j}$ +\[ +g(x) = \sup_i g_{x_i}(x) \ge g_{x_j}(x) \ge f(x)-\varepsilon. +\] +Somit ist +\[ +|f(x)-g(x)| \le \varepsilon. +\] +Damit ist $f(x)$ beliebig nahe an der Funktion $g(x)$, die sich +beliebig genau durch Funktionen aus $A$ approximieren lässt. +\qedhere +\end{enumerate} +\end{proof} + +Im ersten Schritt des Beweises ist ganz entscheidend, dass man die +Betragsfunktion konstruieren kann. Daraus leiten sich dann alle folgenden Konstruktionen ab. \subsubsection{Anwendung auf symmetrische und hermitesche Matrizen} @@ -347,13 +491,66 @@ Folge $p_n(A)$ für Polynomfolgen, die $\operatorname{Sp}(A)$ gleichmässig gegen $f$ konvergieren. \end{satz} -\subsubsection{Der Satz von Stone-Weierstrass für komplexe Funktionen} +\subsubsection{Unmöglichkeit der Approximation von $z\mapsto \overline{z}$ +in $\mathbb{C}[z]$} Der Satz~\ref{buch:satz:stone-weierstrass} von Stone-Weierstrass für reelle Funktionen gilt nicht für komplexe Funktionen. -Der Grund ist, dass im Beweis benötigt wird, dass man den Betrag -einer Funktion approximieren können muss. -Dies geschah, indem zunächst eine Polynom-Approximation für die -Quadratwurzel konstruiert wurde, die dann auf das Quadrat einer +In diesem Abschnitt zeigen wir, dass sich die Funktion $z\mapsto\overline{z}$ +auf der Einheitskreisscheibe $K=\{z\in\mathbb{C}\;|\; |z|\le 1\}$ nicht +gleichmässig durch Polynome $p(z)$ mit komplexen Koeffizienten approximieren +lässt. + +Wäre eine solche Approximation möglich, dann könnte man $\overline{z}$ +auch durch eine Potenzreihe +\[ +\overline{z} += +\sum_{k=0}^\infty a_kz^k +\] +darstellen. +Das Wegintegral beider Seiten über den Pfad $\gamma(t) = e^{it}$ +in der komplexen Ebene ist +\begin{align*} +\oint_\gamma z^k\,dz +&= +\int_0^{2\pi} e^{ikt} ie^{it}\,dt += +i\int_0^{2\pi} e^{it(k+1)}\,dt += +i\biggl[ \frac{1}{i(k+1)} e^{it(k+1)}\biggr]_0^{2\pi} += +0 +\\ +\oint_\gamma +\sum_{k=0}^\infty a_kz^k +\,dz +&= +\sum_{k=0}^\infty a_k \oint_\gamma z^k\,dz += +\sum_{k=0}^\infty a_k\cdot 0 += +0 +\\ +\oint_\gamma \overline{z}\,dz +&= +\int_0^{2\pi} e^{it} ie^{it}\,dt += +i\int_0^{2\pi} \,dt = 2\pi i, +\end{align*} +dabei wurde $\overline{\gamma}(t)=e^{-it}$ verwendet. +Insbesondere widersprechen sich die beiden Integrale. +Die ursprüngliche Annahmen, $\overline{z}$ lasse sich durch Polynome +gleichmässig approximieren, muss daher verworfen werden. + +\subsubsection{Der Satz von Stone-Weierstrass für komplexe Funktionen} +Der Satz von Stone-Weierstrass kann nach dem vorangegangene Abschnitt +also nicht gelten. +Um den Beweis des Satzes~\ref{buch:satz:stone-weierstrass} +auf komplexe Zahlen zu übertragen, muss im ersten Schritt ein Weg +gefunden werden, den Betrag einer Funktion zu approximieren. + +Im reellen Fall geschah dies, indem zunächst eine Polynom-Approximation +für die Quadratwurzel konstruiert wurde, die dann auf das Quadrat einer Funktion angewendet wurde. Der Betrag einer komplexen Zahl $z$ ist aber nicht allein aus $z$ berechenbar, man braucht in irgend einer Form Zugang zu Real- diff --git a/buch/chapters/40-eigenwerte/uebungsaufgaben/4001.tex b/buch/chapters/40-eigenwerte/uebungsaufgaben/4001.tex index 2fab61a..dd82067 100644 --- a/buch/chapters/40-eigenwerte/uebungsaufgaben/4001.tex +++ b/buch/chapters/40-eigenwerte/uebungsaufgaben/4001.tex @@ -2,7 +2,7 @@ Verwenden Sie die Matrixdarstellung komplexer Zahlen, um $i^i$ zu berechnen. \begin{hinweis} -Verwenden Sie die eulersche Formel um $\log J$ zu bestimmen. +Verwenden Sie die Eulersche Formel um $\log J$ zu bestimmen. \end{hinweis} \begin{loesung} @@ -14,11 +14,11 @@ Zunächst erinnern wir an die Eulersche Formel = \sum_{k=0}^\infty \frac{t^k J^k}{k!} = -\sum_{i=0}^\infty \frac{t^{2i}(-1)^i}{(2i)!}\cdot E +\sum_{i=0}^\infty \frac{t^{2i}(-1)^i}{(2i)!}\cdot I + \sum_{i=0}^\infty \frac{t^{2i+1}(-1)^i}{(2i+1)!}\cdot J = -\cos t\cdot E +\cos t\cdot I + \sin t\cdot J. \] @@ -49,7 +49,7 @@ J = \begin{pmatrix} Als nächstes müssen wir $J\log J$ berechnen. Aus \eqref{4001:logvalue} folgt \[ -J\log J = J\cdot \frac{\pi}2J = - \frac{\pi}2 \cdot E. +J\log J = J\cdot \frac{\pi}2J = - \frac{\pi}2 \cdot I. \] Darauf ist die Exponentialreihe auszuwerten, also \[ @@ -57,7 +57,7 @@ J^J = \exp (J\log J) = -\exp(-\frac{\pi}2 E) +\exp(-\frac{\pi}2 I) = \exp \begin{pmatrix} @@ -70,7 +70,7 @@ e^{-\frac{\pi}2}&0\\ 0&e^{-\frac{\pi}2} \end{pmatrix} = -e^{-\frac{\pi}2} E. +e^{-\frac{\pi}2} I. \] Als komplexe Zahlen ausgedrückt folgt also $i^i = e^{-\frac{\pi}2}$. \end{loesung} diff --git a/buch/chapters/40-eigenwerte/uebungsaufgaben/4003.tex b/buch/chapters/40-eigenwerte/uebungsaufgaben/4003.tex index 3cd9959..b749356 100644 --- a/buch/chapters/40-eigenwerte/uebungsaufgaben/4003.tex +++ b/buch/chapters/40-eigenwerte/uebungsaufgaben/4003.tex @@ -78,11 +78,11 @@ Ab_1 = 3b_1 \] ab. -Diesen Vektor können wir auch finden, indem wir $\mathcal{J}(A-eE)$ +Diesen Vektor können wir auch finden, indem wir $\mathcal{J}(A-2I)$ bestimmen. -Die vierte Potenz von $A-2E$ ist +Die vierte Potenz von $A-2I$ ist \begin{equation} -(A-2E)^4 +(A-2I)^4 = \begin{pmatrix} 0& 0& 0& 0\\ @@ -108,13 +108,13 @@ b_4 = \begin{pmatrix}0\\0\\1\\2\end{pmatrix} \] -für den Kern $\mathcal{K}(A-2E)$ ablesen. -Da $\lambda=2$ der einzige andere Eigenwert ist, muss $\mathcal{K}(A-2E) -= \mathcal{J}(A-3E)$ sein. -Dies lässt sich überprüfen, indem wir die vierte Potenz von $A-2E$ +für den Kern $\mathcal{K}(A-2I)$ ablesen. +Da $\lambda=2$ der einzige andere Eigenwert ist, muss $\mathcal{K}(A-2I) += \mathcal{J}(A-3I)$ sein. +Dies lässt sich überprüfen, indem wir die vierte Potenz von $A-2I$ berechnen, sie ist \[ -(A-2E)^4 +(A-2I)^4 = \begin{pmatrix} 79& -26& 152& -152\\ @@ -124,7 +124,7 @@ berechnen, sie ist \end{pmatrix}. \] Die Spaltenvektoren lassen sich alle durch die Vektoren $b_2$, $b_3$ -und $b_4$ ausdrücken, also ist $\mathcal{J}(A-2E)=\langle b_2,b_3,b_4\rangle$. +und $b_4$ ausdrücken, also ist $\mathcal{J}(A-2I)=\langle b_2,b_3,b_4\rangle$. Indem die Vektoren $b_i$ als Spalten in eine Matrix $T$ schreibt, kann man jetzt berechnen, wie die Matrix der linearen Abbildung in dieser neuen @@ -154,16 +154,16 @@ A_1 \end{pmatrix} \] in der rechten unteren Ecke hat den dreifachen Eigenwert $2$, -und die Potenzen von $A_1-2E$ sind +und die Potenzen von $A_1-2I$ sind \[ -A_1-2E +A_1-2I \begin{pmatrix} -15 & 5& 29\\ -27 & 9& 51\\ -3 & 1& 6 \end{pmatrix} ,\qquad -(A_1-2E)^2 +(A_1-2I)^2 = \begin{pmatrix} 3 & -1 & -6\\ @@ -171,10 +171,10 @@ A_1-2E 0 & 0 & 0\\ \end{pmatrix} ,\qquad -(A_1-2E)^3=0. +(A_1-2I)^3=0. \] Für die Jordan-Normalform brauchen wir einen von $0$ verschiedenen -Vektor im Kern von $(A_1-2E)^2$, zum Beispiel den Vektor mit den +Vektor im Kern von $(A_1-2I)^2$, zum Beispiel den Vektor mit den Komponenten $1,3,1$. Man beachte aber, dass diese Komponenten jetzt in der neuen Basis $b_2,\dots,b_4$ zu verstehen sind, d.~h.~der Vektor, den wir suchen, ist @@ -185,7 +185,7 @@ b_1+ 3b_2+b_3 = \begin{pmatrix}1\\3\\1\\2\end{pmatrix}. \] -Jetzt berechnen wir die Bilder von $c_3$ unter $A-2E$: +Jetzt berechnen wir die Bilder von $c_3$ unter $A-2I$: \[ c_2 = diff --git a/buch/chapters/60-gruppen/lie-algebren.tex b/buch/chapters/60-gruppen/lie-algebren.tex index 6c6b74b..366d280 100644 --- a/buch/chapters/60-gruppen/lie-algebren.tex +++ b/buch/chapters/60-gruppen/lie-algebren.tex @@ -118,7 +118,7 @@ D_\alpha &= \sum_{k=0}^\infty \frac{(J\alpha)^k}{k!} = -\biggl( +I\biggl( 1-\frac{\alpha^2}{2!} + \frac{\alpha^4}{4!} -\frac{\alpha^6}{6!}+\dots \biggr) + diff --git a/buch/test2.tex b/buch/test2.tex new file mode 100644 index 0000000..ea842ce --- /dev/null +++ b/buch/test2.tex @@ -0,0 +1,91 @@ +% +% test2.tex -- Test 2 +% +% (c) 2012 Prof. Dr. Andreas Mueller, HSR +% +%\documentclass[a4paper,12pt]{book} +\documentclass[a4paper,12pt]{article} +\usepackage{geometry} +\geometry{papersize={210mm,297mm},total={165mm,260mm}} +\usepackage{ngerman} +\usepackage[utf8]{inputenc} +\usepackage[T1]{fontenc} +\usepackage{times} +\usepackage{amsmath} +\usepackage{amssymb} +\usepackage{amsfonts} +\usepackage{amsthm} +\usepackage{graphicx} +\usepackage{fancyhdr} +\usepackage{textcomp} +\usepackage[all]{xy} +\usepackage{txfonts} +\usepackage{alltt} +\usepackage{verbatim} +\usepackage{paralist} +\usepackage{makeidx} +\usepackage{array} +\usepackage{hyperref} +\usepackage{caption} +\usepackage{subcaption} +\usepackage{standalone} +\usepackage{environ} +\usepackage{tikz} +\input{../common/linsys.tex} +\newcounter{beispiel} +\newenvironment{beispiele}{ +\bgroup\smallskip\parindent0pt\bf Beispiele\egroup + +\begin{list}{\arabic{beispiel}.} + {\usecounter{beispiel} + \setlength{\labelsep}{5mm} + \setlength{\rightmargin}{0pt} +}}{\end{list}} +\newcounter{uebungsaufgabe} +% environment fuer uebungsaufgaben +\newenvironment{uebungsaufgaben}{ +\begin{list}{\arabic{uebungsaufgabe}.} + {\usecounter{uebungsaufgabe} + \setlength{\labelwidth}{2cm} + \setlength{\leftmargin}{0pt} + \setlength{\labelsep}{5mm} + \setlength{\rightmargin}{0pt} + \setlength{\itemindent}{0pt} +}}{\end{list}\vfill\pagebreak} +\newenvironment{teilaufgaben}{ +\begin{enumerate} +\renewcommand{\labelenumi}{\alph{enumi})} +}{\end{enumerate}} +% Loesung +\NewEnviron{loesung}{% +\begin{proof}[L"osung]% +\renewcommand{\qedsymbol}{$\bigcirc$} +\BODY +\end{proof}} +\NewEnviron{bewertung}{\relax} +\NewEnviron{diskussion}{ +\BODY +} +\RenewEnviron{loesung}{\relax} +\RenewEnviron{diskussion}{\relax} +\newenvironment{hinweis}{% +\renewcommand{\qedsymbol}{} +\begin{proof}[Hinweis]}{\end{proof}} + +\begin{document} +{\parindent0pt\hbox to\hsize{% +Name: \hbox to7cm{\dotfill} Vorname: \dotfill}} +\vspace{0.5cm} + +\section*{Kurztest 2} + +\begin{uebungsaufgaben} + +\item +\input chapters/40-eigenwerte/uebungsaufgaben/4004.tex +\item +\input chapters/40-eigenwerte/uebungsaufgaben/4005.tex + +\end{uebungsaufgaben} + +\end{document} -- cgit v1.2.1 From 4e240f84f558b1eeb17f50392e885fa87a6ec175 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: =?UTF-8?q?Andreas=20M=C3=BCller?= Date: Thu, 1 Apr 2021 13:33:45 +0200 Subject: add missing files --- vorlesungen/04_graphen/MathSem-04-graphen.tex | 18 ++++++++++ vorlesungen/04_graphen/common.tex | 16 +++++++++ vorlesungen/04_graphen/graphen-handout.tex | 11 ++++++ vorlesungen/04_graphen/slides.tex | 50 +++++++++++++++++++++++++++ 4 files changed, 95 insertions(+) create mode 100644 vorlesungen/04_graphen/MathSem-04-graphen.tex create mode 100644 vorlesungen/04_graphen/common.tex create mode 100644 vorlesungen/04_graphen/graphen-handout.tex create mode 100644 vorlesungen/04_graphen/slides.tex diff --git a/vorlesungen/04_graphen/MathSem-04-graphen.tex b/vorlesungen/04_graphen/MathSem-04-graphen.tex new file mode 100644 index 0000000..61e21a1 --- /dev/null +++ b/vorlesungen/04_graphen/MathSem-04-graphen.tex @@ -0,0 +1,18 @@ +% +% MathSem-04-graphen.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 +\vspace{-1.5cm} +\begin{center} +\includegraphics[width=12cm]{title.jpg} +\end{center} +\end{frame} +\input{slides.tex} +\end{document} diff --git a/vorlesungen/04_graphen/common.tex b/vorlesungen/04_graphen/common.tex new file mode 100644 index 0000000..5050789 --- /dev/null +++ b/vorlesungen/04_graphen/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{% +\usetheme[hideothersubsections,hidetitle]{Hannover} +} +\beamertemplatenavigationsymbolsempty +\title[Graphen]{Graphen und Matrizen} +\author[A.~Müller]{Prof. Dr. Andreas Müller} +\date[]{} +\newboolean{presentation} + diff --git a/vorlesungen/04_graphen/graphen-handout.tex b/vorlesungen/04_graphen/graphen-handout.tex new file mode 100644 index 0000000..9dd4264 --- /dev/null +++ b/vorlesungen/04_graphen/graphen-handout.tex @@ -0,0 +1,11 @@ +% +% graphen-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/04_graphen/slides.tex b/vorlesungen/04_graphen/slides.tex new file mode 100644 index 0000000..c22557f --- /dev/null +++ b/vorlesungen/04_graphen/slides.tex @@ -0,0 +1,50 @@ +% +% slides.tex -- XXX +% +% (c) 2017 Prof Dr Andreas Müller, Hochschule Rapperswil +% +\section{Graphen} +\folie{8/graph.tex} +\folie{8/dgraph.tex} + +\section{Matrizen} +\folie{8/grad.tex} +\folie{8/inzidenz.tex} +\folie{8/inzidenzd.tex} + +\section{Pfade} +\folie{8/pfade/adjazenz.tex} +\folie{8/pfade/langepfade.tex} +\folie{8/pfade/beispiel.tex} +\folie{8/pfade/gf.tex} + +\ifthenelse{\boolean{presentation}}{ +\section{Floyd-Warshall} +\folie{8/floyd-warshall/problem.tex} +\folie{8/floyd-warshall/rekursion.tex} +\folie{8/floyd-warshall/iteration.tex} +\folie{8/floyd-warshall/wege.tex} +\folie{8/floyd-warshall/wegiteration.tex} +}{} + +\section{Flüsse} +\folie{8/diffusion.tex} +\ifthenelse{\boolean{presentation}}{ +\folie{8/tokyo/google.tex} +\folie{8/tokyo/bahn0.tex} +\folie{8/tokyo/bahn1.tex} +\folie{8/tokyo/bahn2.tex} +}{} + +\folie{8/laplace.tex} +\folie{8/produkt.tex} +\folie{8/fourier.tex} +\folie{8/spanningtree.tex} + +\section{Markov-Ketten} +\folie{8/markov/google.tex} +\folie{8/markov/markov.tex} +\folie{8/markov/stationaer.tex} +\folie{8/markov/irreduzibel.tex} +\folie{8/markov/pf.tex} + -- cgit v1.2.1 From 33fe1f4c5dba8a21d313222fa5af8edf7b0de08d Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: =?UTF-8?q?Andreas=20M=C3=BCller?= Date: Thu, 1 Apr 2021 13:34:11 +0200 Subject: add missing files --- vorlesungen/04_graphen/Makefile | 35 +++++++++++++++++++++++++++++++++++ 1 file changed, 35 insertions(+) create mode 100644 vorlesungen/04_graphen/Makefile diff --git a/vorlesungen/04_graphen/Makefile b/vorlesungen/04_graphen/Makefile new file mode 100644 index 0000000..49b6cbe --- /dev/null +++ b/vorlesungen/04_graphen/Makefile @@ -0,0 +1,35 @@ +# +# Makefile -- graphen +# +# (c) 2017 Prof Dr Andreas Müller, Hochschule Rapperswil +# +all: graphen-handout.pdf MathSem-04-graphen.pdf + +include ../slides/Makefile.inc + +SOURCES = common.tex slides.tex $(slides) + +MathSem-04-graphen.pdf: MathSem-04-graphen.tex $(SOURCES) + pdflatex MathSem-04-graphen.tex + +graphen-handout.pdf: graphen-handout.tex $(SOURCES) + pdflatex graphen-handout.tex + +thumbnail: thumbnail.jpg fix1.jpg title.jpg + +thumbnail.pdf: MathSem-04-graphen.pdf + pdfjam --outfile thumbnail.pdf --papersize '{16cm,9cm}' \ + MathSem-04-graphen.pdf 1 +thumbnail.jpg: thumbnail.pdf + convert -density 300 thumbnail.pdf \ + -resize 1920x1080 -units PixelsPerInch thumbnail.jpg + +fix1.pdf: MathSem-04-graphen.pdf + pdfjam --outfile fix1.pdf --papersize '{16cm,9cm}' \ + MathSem-04-graphen.pdf 187 +fix1.jpg: fix1.pdf + convert -density 300 fix1.pdf \ + -resize 1920x1080 -units PixelsPerInch fix1.jpg + +title.jpg: fix1.jpg + convert -extract 1620x620+340+150 fix1.jpg title.jpg -- cgit v1.2.1 From d6cada0da41ae105c293804d5b314d88c72bbcee Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: Roy Seitz Date: Thu, 1 Apr 2021 13:39:23 +0200 Subject: Typo. --- buch/chapters/30-endlichekoerper/uebungsaufgaben/3005.tex | 2 +- 1 file changed, 1 insertion(+), 1 deletion(-) diff --git a/buch/chapters/30-endlichekoerper/uebungsaufgaben/3005.tex b/buch/chapters/30-endlichekoerper/uebungsaufgaben/3005.tex index 28f4d2c..8435bf3 100644 --- a/buch/chapters/30-endlichekoerper/uebungsaufgaben/3005.tex +++ b/buch/chapters/30-endlichekoerper/uebungsaufgaben/3005.tex @@ -1,4 +1,4 @@ -Das Polynom $m(X)=X^2+X+1$ ist als Polynom in $\mathbb{F}_3[X]$ irreduzibel. +Das Polynom $m(X)=X^2+2X+2$ ist als Polynom in $\mathbb{F}_3[X]$ irreduzibel. Dies bedeutet, dass der Ring der Polynome $\mathbb{F}_3[X] / (m(X))$ ein Körper ist, man bezeichnet ihn auch mit $\mathbb{F}_3(\alpha)$, wobei man sich $\alpha$ als eine Nullstelle von $m(X)$ -- cgit v1.2.1 From e3672b14f72766592748d50c0162f7544c5df907 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: Roy Seitz Date: Thu, 1 Apr 2021 15:20:39 +0200 Subject: =?UTF-8?q?Musterl=C3=B6sung=20korrigiert.?= MIME-Version: 1.0 Content-Type: text/plain; charset=UTF-8 Content-Transfer-Encoding: 8bit --- .../30-endlichekoerper/uebungsaufgaben/3005.tex | 121 ++++++++++++++------- 1 file changed, 81 insertions(+), 40 deletions(-) diff --git a/buch/chapters/30-endlichekoerper/uebungsaufgaben/3005.tex b/buch/chapters/30-endlichekoerper/uebungsaufgaben/3005.tex index 8435bf3..65c18a2 100644 --- a/buch/chapters/30-endlichekoerper/uebungsaufgaben/3005.tex +++ b/buch/chapters/30-endlichekoerper/uebungsaufgaben/3005.tex @@ -1,10 +1,12 @@ +% !TeX spellcheck = de_CH Das Polynom $m(X)=X^2+2X+2$ ist als Polynom in $\mathbb{F}_3[X]$ irreduzibel. Dies bedeutet, dass der Ring der Polynome $\mathbb{F}_3[X] / (m(X))$ -ein Körper ist, man bezeichnet ihn auch mit $\mathbb{F}_3(\alpha)$, -wobei man sich $\alpha$ als eine Nullstelle von $m(X)$ +ein Körper ist. +Man bezeichnet ihn auch mit $\mathbb{F}_3(\alpha)$, +wobei man sich $\alpha$ als Nullstelle von $m(X)$ oder als die Matrix \[ -\alpha = \begin{pmatrix} 0&2\\1&2\end{pmatrix} +\alpha = \begin{pmatrix} 0&1\\1&1\end{pmatrix} \] vorstellen kann. \begin{teilaufgaben} @@ -70,17 +72,30 @@ Die Additions- und Multiplikationstabelle von $\mathbb{F}_3$ ist \end{tikzpicture} \end{center} \item -Wegen $m(\alpha)=\alpha^2+\alpha+1=0$ folgt $\alpha+1+\alpha^{-1}=0$ -oder $\alpha^{-1} = -\alpha - 1 = 2+2\alpha$. +Aus $m(\alpha)=\alpha^2+2\alpha+2=0$ folgt +\begin{align*} + \alpha + 2 + 2\alpha^{-1} + &= + 0 + \\ + 2\alpha^{-1} + &= + 2\alpha + 1 + \\ + \alpha^{-1} + &= + \alpha + 2 + . +\end{align*} Als Matrix kann man \[ \alpha^{-1} = -2\alpha + 2 +\alpha + 2 = \begin{pmatrix} -0&4\\ -2&4 +0&1\\ +1&1 \end{pmatrix} + \begin{pmatrix} @@ -88,10 +103,10 @@ Als Matrix kann man \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} -2&4\\2&2 +2&1\\1&3 \end{pmatrix} \equiv -\begin{pmatrix}2&1\\2&0\end{pmatrix} +\begin{pmatrix}2&1\\1&0\end{pmatrix} \mod 3 \] schreiben und durch Nachrechnen verifizieren dass, tatsächlich gilt @@ -99,17 +114,17 @@ schreiben und durch Nachrechnen verifizieren dass, tatsächlich gilt \alpha\alpha^{-1} = \begin{pmatrix} -0&2\\ -1&2 +0&1\\ +1&1 \end{pmatrix} \begin{pmatrix} 2&1\\ -2&0 +1&0 \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} -4&0\\ -6&1 +1&0\\ +3&1 \end{pmatrix} \equiv \begin{pmatrix} @@ -125,9 +140,11 @@ Im ersten Schritt ist es \[ \arraycolsep=1.4pt \begin{array}{rcrcrcrcrcr} - \llap{$($}X^2&+&X&+&1\rlap{$)$}&\;:&(X&+&1)&=&X = q_1\\ -\llap{$-($}X^2&+&X\rlap{$)$}& & & & & & & & \\ \cline{1-3} - & &0&+&1 &\rlap{$\mathstrut = r_1$}\phantom{)}& & & & & \\ + \llap{$($}X^2&+&2X&+&2\rlap{$)$}&\;:&(X&+&1)&=&X + 1 = q_1\\ + \llap{$-($}X^2&+&X\rlap{$)$}& & & & & & & & \\ \cline{1-3} + & &X&+&2 & & & & & & \\ + & & \llap{$-($}X&+&1\rlap{$)$} & & & & & & \\ \cline{3-5} + & & & &1 &\rlap{$\mathstrut = r_1$}\phantom{)}& & & & &\\ \end{array} \] Die nächste Division ist $(X+1) : 1$, die als Quotient $q_2=X+1$ und den @@ -152,53 +169,77 @@ Q(q_1) 0&1\\1&2X+2 \end{pmatrix} \begin{pmatrix} -0&1\\{\color{red}1}&{\color{red}2X} +0&1\\1&2X+2 \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} -{\color{red}1}&{\color{red}2X}\\ -2X&X^2+X+1 +1&2X+2\\ +2X+2&X^2+X+2 \end{pmatrix}. \end{align*} -Die gesuchten Polynome sind $s=1$ und $t=2X$ und man kann nachrechnen, +Die gesuchten Polynome sind $s=1$ und $t=2X+2$ und man kann nachrechnen, dass \begin{align*} s\cdot m(X) + t\cdot (X+1) &= -X^2+X+1 + 2X\cdot (X+1) -= -X^2+X+1 + 2X^2 + 2X +X^2+2X+2 + (2X+2)\cdot (X+1) \\ -&= 3X^2+3X+1\equiv 1 \mod 3. +&= +X^2+2X+2 + 2X^2 + 4X + 2 +\\ +&= 3X^2+6X+1\\ +&\equiv 1 \mod 3. \end{align*} Natürlich kann man $s$ und $t$ auch mit der erweiterten Tabelle finden: \begin{center} \begin{tabular}{|>{$}c<{$}|>{$}c<{$}>{$}c<{$}|>{$}c<{$}|>{$}c<{$}|>{$}c<{$}>{$}c<{$}|} \hline -k& a_k&b_k& q_k&r_k& c_k& d_k\\ +k& a_k&b_k & q_k&r_k& c_k& d_k\\ \hline - & & & & & 1& 0\\ -0&X^2+X+1&X+1& X & 1& 0& 1\\ -1& X+1& 1& X+1& 0&{\color{red} 1}&{\color{red} 2X}\\ -2& 1& 0& & 0&2X+2& 2X^2+2X\\ + & & & & & 1& 0\\ +0&X^2+2X+2&X+1& X+1& 1& 0& 1\\ +1& X+1& 1& X+1& 0& 1& 2X+2\\ +2& 1& 0& & 0&2X+2&X^2+2X+2\\ \hline \end{tabular} \end{center} -In allen Fällen ist also $(1+X)^{-1} = 2X$. +In allen Fällen ist also $(X+1)^{-1} = 2X+2$. \item -Wegen $m(\alpha)=0$ ist $\alpha^2=-\alpha-1=2\alpha+2$ und damit +Wegen $m(\alpha)=\alpha^2 + 2\alpha + 2 = 0$ ist +$\alpha^2=-2\alpha-2=\alpha+1$ und damit \begin{align*} \alpha^3 &= -\alpha\cdot \alpha^2 = \alpha (2\alpha +2) = -2\alpha^2 + 2\alpha -= -2(\underbrace{\alpha^2 + \alpha + 1}_{\displaystyle=0} + 2) -= -2\cdot 2 +\alpha\cdot \alpha^2 = \alpha (\alpha +1) = +\alpha^2 + \alpha = -1. +2\alpha+1 +. +\end{align*} +Die restlichen Potenzen von $\alpha$ sind +\begin{align*} + \alpha^4 + &= + \alpha (2\alpha+1) + = 2\alpha^2 + \alpha + = 2\alpha + 2 + \alpha = 2 + \\ + \alpha^5 + &= + 2\alpha + \\ + \alpha^6 + &= + 2\alpha^2 + = + 2\alpha + 2 + \\ + \alpha^7 + &= + 2\alpha^2 + 2\alpha + = + \alpha + 2 \qedhere \end{align*} \end{teilaufgaben} -- cgit v1.2.1 From 70e0542e3f16a4677aac37b11a891d1ac06d6eb2 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: Joshua Baer Date: Thu, 1 Apr 2021 17:22:14 +0200 Subject: add Author --- buch/papers/reedsolomon/main.tex | 2 +- 1 file changed, 1 insertion(+), 1 deletion(-) diff --git a/buch/papers/reedsolomon/main.tex b/buch/papers/reedsolomon/main.tex index c04be7f..8219b63 100644 --- a/buch/papers/reedsolomon/main.tex +++ b/buch/papers/reedsolomon/main.tex @@ -6,7 +6,7 @@ \chapter{Thema\label{chapter:reedsolomon}} \lhead{Thema} \begin{refsection} -\chapterauthor{Hans Muster} +\chapterauthor{Joshua Bär und Michael Steiner} Ein paar Hinweise für die korrekte Formatierung des Textes \begin{itemize} -- cgit v1.2.1 From e0e48e498a5e70bf35b6c7b52cb74f876349c208 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: =?UTF-8?q?Andreas=20M=C3=BCller?= Date: Fri, 2 Apr 2021 20:12:06 +0200 Subject: add new images --- buch/chapters/40-eigenwerte/images/Makefile | 4 +- buch/chapters/40-eigenwerte/images/minmax.pdf | Bin 0 -> 53375 bytes buch/chapters/40-eigenwerte/images/minmax.tex | 134 +++++++++++++++++++++ buch/chapters/40-eigenwerte/images/sp.pdf | Bin 24022 -> 24019 bytes .../chapters/40-eigenwerte/images/wurzelapprox.pdf | Bin 33171 -> 33171 bytes buch/chapters/40-eigenwerte/spektraltheorie.tex | 25 +++- vorlesungen/stream/countdown.html | 2 +- vorlesungen/stream/ende.html | 1 + vorlesungen/stream/thumbnail.jpg | Bin 309067 -> 182814 bytes 9 files changed, 161 insertions(+), 5 deletions(-) create mode 100644 buch/chapters/40-eigenwerte/images/minmax.pdf create mode 100644 buch/chapters/40-eigenwerte/images/minmax.tex diff --git a/buch/chapters/40-eigenwerte/images/Makefile b/buch/chapters/40-eigenwerte/images/Makefile index bec12d5..54b36d5 100644 --- a/buch/chapters/40-eigenwerte/images/Makefile +++ b/buch/chapters/40-eigenwerte/images/Makefile @@ -5,7 +5,7 @@ # all: sp.pdf nilpotent.pdf kernbild.pdf kombiniert.pdf \ wurzelapprox.pdf wurzel.pdf dimjk.pdf jknilp.pdf \ - normalform.pdf + normalform.pdf minmax.pdf sp.pdf: sp.tex sppaths.tex pdflatex sp.tex @@ -40,3 +40,5 @@ jknilp.pdf: jknilp.tex normalform.pdf: normalform.tex pdflatex normalform.tex +minmax.pdf: minmax.tex + pdflatex minmax.tex diff --git a/buch/chapters/40-eigenwerte/images/minmax.pdf b/buch/chapters/40-eigenwerte/images/minmax.pdf new file mode 100644 index 0000000..46ed28a Binary files /dev/null and b/buch/chapters/40-eigenwerte/images/minmax.pdf differ diff --git a/buch/chapters/40-eigenwerte/images/minmax.tex b/buch/chapters/40-eigenwerte/images/minmax.tex new file mode 100644 index 0000000..f661d5b --- /dev/null +++ b/buch/chapters/40-eigenwerte/images/minmax.tex @@ -0,0 +1,134 @@ +% +% minmax.tex -- minimum und maximum +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +% +\documentclass[tikz]{standalone} +\usepackage{amsmath} +\usepackage{times} +\usepackage{txfonts} +\usepackage{pgfplots} +\usepackage{csvsimple} +\usetikzlibrary{arrows,intersections,math} +\begin{document} +\def\skala{1} +\begin{tikzpicture}[>=latex,thick,scale=\skala] + +\definecolor{darkgreen}{rgb}{0,0.5,0} + +\def\mittellinie{ + plot[domain=0:6.2832,samples=400] + ({\x},{0.5*(sin(180*\x/3.14159)+cos(180*\x/3.14159))}) +} + +\begin{scope} + \fill[color=darkgreen!20] + plot[domain=0:6.2832,samples=360] + ({\x},{sin(180*\x/3.1415)}) + -- + plot[domain=6.2832:0,samples=360] + ({\x},{cos(180*\x/3.1415)}) + -- cycle; + \foreach \x in {0.5,1,...,6}{ + \draw[color=darkgreen] + ({\x},{sin(180*\x/3.1415)}) + -- + ({\x},{cos(180*\x/3.1415)}); + } + + \node[color=darkgreen] at (2,-0.8) [left] {$|f(x)-g(x)|$}; + \draw[color=darkgreen,line width=0.3pt] (2,-0.8) -- (2.5,-0.7); + + \draw[color=blue,line width=1.4pt] plot[domain=0:6.29,samples=360] + ({\x},{sin(180*\x/3.1415)}); + \draw[color=red,line width=1.4pt] plot[domain=0:6.29,samples=360] + ({\x},{cos(180*\x/3.1415)}); + \draw[color=purple!50,line width=1.4pt] \mittellinie; + \node[color=purple!50] at (6.2832,0.5) [right] {$\frac12(f(x)+g(x))$}; + + \draw[->] (-0.1,0) -- (6.5,0) coordinate[label={below:$x$}]; + \draw[->] (0,-1.1) -- (0,1.3) coordinate[label={right:$y$}]; + + + \xdef\x{2} + \node[color=blue] at (\x,{sin(180*\x/3.1415)}) [above right] {$f(x)$}; + \pgfmathparse{2.5*3.14159-\x} + \xdef\x{\pgfmathresult} + \node[color=red] at (\x,{cos(180*\x/3.1415)}) [above left] {$g(x)$}; + +\end{scope} + +\draw[->,line width=4pt,color=gray!40] ({3.1415-1},-1.3) -- ({3.1415-2.3},-3); +\draw[->,line width=4pt,color=gray!40] ({3.1415+1},-1.3) -- ({3.1415+2.3},-3); + +\node at ({3.1415-1.75},-2.15) [left] {$\frac12(f(x)+g(x))+\frac12|f(x)-g(x)|$}; +\node at ({3.1415+1.75},-2.15) [right] {$\frac12(f(x)+g(x))-\frac12|f(x)-g(x)|$}; + +\def\s{(-0.1)} + +\begin{scope}[xshift=-3.4cm,yshift=-4.6cm] + \fill[color=darkgreen!20] + \mittellinie + -- + plot[domain=6.2832:0,samples=400] + ({\x},{0.5*(sin(180*\x/3.14159)+cos(180*\x/3.14159)+abs(sin(180*\x/3.14159)-cos(180*\x/3.14159)))}) + -- cycle; + \foreach \x in {0.5,1,...,6}{ + \draw[color=darkgreen] + ({\x},{0.5*(sin(180*\x/3.14159)+cos(180*\x/3.14159)+abs(sin(180*\x/3.14159)-cos(180*\x/3.14159)))}) + -- + ({\x},{0.5*(sin(180*\x/3.14159)+cos(180*\x/3.14159))}); + } + \draw[color=darkgreen,line width=1.4pt] + plot[domain=6.2832:0,samples=400] + ({\x},{0.5*(sin(180*\x/3.14159)+cos(180*\x/3.14159)+abs(sin(180*\x/3.14159)-cos(180*\x/3.14159)))}); + + \node[color=darkgreen] at (2,-0.3) [left] {$|f(x)-g(x)|$}; + \draw[color=darkgreen,line width=0.3pt] (2,-0.3) -- (2.5,0.2); + + \draw[color=purple!50,line width=1.4pt] \mittellinie; + \pgfmathparse{0.75*3.1415+\s} + \xdef\x{\pgfmathresult} + \node[color=darkgreen] at (\x,{sin(180*\x/3.1415)}) [above right] + {$\max(f(x),g(x))$}; + \node[color=purple!50] at ({1.25*3.1415},-0.7) [below] + {$\frac12(f(x)+g(x))$}; + \draw[->] (-0.1,0) -- (6.5,0) coordinate[label={$x$}]; + \draw[->] (0,-1.1) -- (0,1.3) coordinate[label={right:$y$}]; +\end{scope} + + +\begin{scope}[xshift=+3.4cm,yshift=-4.6cm] + \fill[color=darkgreen!20] + \mittellinie + -- + plot[domain=6.2832:0,samples=400] + ({\x},{0.5*(sin(180*\x/3.14159)+cos(180*\x/3.14159)-abs(sin(180*\x/3.14159)-cos(180*\x/3.14159)))}) + -- cycle; + \foreach \x in {0.5,1,...,6}{ + \draw[color=darkgreen] + ({\x},{0.5*(sin(180*\x/3.14159)+cos(180*\x/3.14159)-abs(sin(180*\x/3.14159)-cos(180*\x/3.14159)))}) + -- + ({\x},{0.5*(sin(180*\x/3.14159)+cos(180*\x/3.14159))}); + } + \draw[color=darkgreen,line width=1.4pt] + plot[domain=6.2832:0,samples=400] + ({\x},{0.5*(sin(180*\x/3.14159)+cos(180*\x/3.14159)-abs(sin(180*\x/3.14159)-cos(180*\x/3.14159)))}); + + \node[color=darkgreen] at (3,0.3) [right] {$|f(x)-g(x)|$}; + \draw[color=darkgreen,line width=0.3pt] (3,0.3) -- (2.5,-0.4); + + \draw[color=purple!50,line width=1.4pt] \mittellinie; + \pgfmathparse{0.75*3.1415-\s} + \xdef\x{\pgfmathresult} + \node[color=darkgreen] at (\x,{cos(180*\x/3.1415)}) [below left] + {$\min(f(x),g(x))$}; + \node[color=purple!50] at ({0.25*3.1415},0.7) [above right] + {$\frac12(f(x)+g(x))$}; + \draw[->] (-0.1,0) -- (6.5,0) coordinate[label={$x$}]; + \draw[->] (0,-1.1) -- (0,1.3) coordinate[label={right:$y$}]; +\end{scope} + +\end{tikzpicture} +\end{document} + diff --git a/buch/chapters/40-eigenwerte/images/sp.pdf b/buch/chapters/40-eigenwerte/images/sp.pdf index d4de984..b93b890 100644 Binary files a/buch/chapters/40-eigenwerte/images/sp.pdf and b/buch/chapters/40-eigenwerte/images/sp.pdf differ diff --git a/buch/chapters/40-eigenwerte/images/wurzelapprox.pdf b/buch/chapters/40-eigenwerte/images/wurzelapprox.pdf index aeb5e5d..01fa714 100644 Binary files a/buch/chapters/40-eigenwerte/images/wurzelapprox.pdf and b/buch/chapters/40-eigenwerte/images/wurzelapprox.pdf differ diff --git a/buch/chapters/40-eigenwerte/spektraltheorie.tex b/buch/chapters/40-eigenwerte/spektraltheorie.tex index 4bf5c42..466b99e 100644 --- a/buch/chapters/40-eigenwerte/spektraltheorie.tex +++ b/buch/chapters/40-eigenwerte/spektraltheorie.tex @@ -327,6 +327,20 @@ ist monoton wachsend und approximiert die Wurzelfunktion $t\mapsto\sqrt{t}$ gleichmässig auf dem Intervall $[0,1]$. \end{satz} +\begin{figure} +\centering +\includegraphics{chapters/40-eigenwerte/images/minmax.pdf} +\caption{Graphische Erklärung der +Identitäten~\eqref{buch:eigenwerte:eqn:minmax} für +$\max(f(x),g(x))$ und $\min(f(x),g(x))$. +Die purpurrote Kurve stellt den Mittelwert von $f(x)$ und $g(x)$ dar, +die vertikalen grünen Linien haben die Länge der Differenz $|f(x)-g(x)|$. +Das Maximum erhält man, indem man den halben Betrag der Differenz zum +Mittelwert hinzuaddiert, das Minimum erhält man durch Subtraktion +der selben Grösse. +\label{buch:eigenwerte:fig:minmax}} +\end{figure} + \begin{proof}[Beweis] Wer konstruieren zunächst das in Abbildung~\ref{buch:eigenwerte:fig:wurzelverfahren} @@ -368,13 +382,18 @@ Folge, die $\max(f,g)$ gleichmässig beliebig genau approximiert und eine monoton fallende Folge, die $\min(f,g)$ gleichmässig beliebig genau approximiert. + Diese Folgen können aus der Approximationsfolge für den Betrag einer Funktion und den Identitäten -\begin{align*} +\begin{equation} +\begin{aligned} \max(f,g) &= \frac12(f+g+|f-g|) \\ \min(f,g) &= \frac12(f+g-|f-g|) -\end{align*} -gefunden werden. +\end{aligned} +\label{buch:eigenwerte:eqn:minmax} +\end{equation} +gefunden werden, die in Abbildung~\ref{buch:eigenwerte:fig:minmax} +graphisch erklärt werden. \item Schritt: Zu zwei beliebigen Punkten $x,y\in K$ und Werten $\alpha,\beta\in\mathbb{R}$ gibt es immer eine Funktion in $A$, die in den Punkten $x,y$ die vorgegebenen Werte $\alpha$ bzw.~$\beta$ diff --git a/vorlesungen/stream/countdown.html b/vorlesungen/stream/countdown.html index 77f9ca9..940e269 100644 --- a/vorlesungen/stream/countdown.html +++ b/vorlesungen/stream/countdown.html @@ -17,7 +17,7 @@ color: #990000;
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+ + + + + diff --git a/vorlesungen/stream/ende.html b/vorlesungen/stream/ende.html index ee25dcf..cfd9e99 100644 --- a/vorlesungen/stream/ende.html +++ b/vorlesungen/stream/ende.html @@ -1,30 +1,30 @@ - - - - - - -
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+ + + -- cgit v1.2.1 From 96c61feb021015cb3e5a2ae74ed7fd64236da8cd Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: =?UTF-8?q?Andreas=20M=C3=BCller?= Date: Tue, 13 Apr 2021 08:56:40 +0200 Subject: add experiment to reedsolomon --- buch/papers/reedsolomon/experiments/f.m | 56 +++++++++++++++++++++++++++++++++ 1 file changed, 56 insertions(+) create mode 100644 buch/papers/reedsolomon/experiments/f.m diff --git a/buch/papers/reedsolomon/experiments/f.m b/buch/papers/reedsolomon/experiments/f.m new file mode 100644 index 0000000..ba58825 --- /dev/null +++ b/buch/papers/reedsolomon/experiments/f.m @@ -0,0 +1,56 @@ +# +# f.m -- Reed-Solomon-Visualisierung mit FFT +# +# (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +# +N = 64; +b = 32; +l = N + b; + +signal = zeros(l,1); +signal(1:N,1) = round(10 * rand(N,1)); +signal + +codiert = fft(signal) + +plot(abs(signal)); +xlim([1, l]); +title("Signal"); +pause() + +fehler = zeros(l,1); +fehler(21,1) = 2; +fehler(75,1) = 1; +fehler(7,1) = 2; + +plot(fehler); +xlim([1, l]); +title("Fehler"); +pause() + +empfangen = codiert + fehler; + +plot(abs(empfangen)); +xlim([1, l]); +title("Empfangen"); +pause() + +decodiert = ifft(empfangen) +plot(abs(decodiert)); +xlim([1, l]); +title("Decodiert"); +pause() + +syndrom = decodiert; +syndrom(1:N,1) = zeros(N,1) +plot(abs(syndrom)); +xlim([1, l]); +title("Syndrom"); +pause() + +locator = abs(fft(syndrom)) + +plot(locator); +xlim([1, l]); +title("Locator"); +pause() -- cgit v1.2.1 From 516b6c8a4d7672a13847d1fb71be2df213459d3a Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: =?UTF-8?q?Andreas=20M=C3=BCller?= Date: Tue, 13 Apr 2021 09:47:35 +0200 Subject: update fs-fft --- buch/papers/reedsolomon/experiments/f.m | 9 +++++++-- 1 file changed, 7 insertions(+), 2 deletions(-) diff --git a/buch/papers/reedsolomon/experiments/f.m b/buch/papers/reedsolomon/experiments/f.m index ba58825..6bdc741 100644 --- a/buch/papers/reedsolomon/experiments/f.m +++ b/buch/papers/reedsolomon/experiments/f.m @@ -11,13 +11,18 @@ signal = zeros(l,1); signal(1:N,1) = round(10 * rand(N,1)); signal -codiert = fft(signal) - plot(abs(signal)); xlim([1, l]); title("Signal"); pause() +codiert = fft(signal) + +plot(abs(codiert)); +xlim([1, l]); +title("Codiert"); +pause() + fehler = zeros(l,1); fehler(21,1) = 2; fehler(75,1) = 1; -- cgit v1.2.1 From ee33b6de909df12cdd757abcb5db04fc9d2b5a56 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: =?UTF-8?q?Andreas=20M=C3=BCller?= Date: Tue, 13 Apr 2021 15:46:41 +0200 Subject: kgV --- buch/chapters/30-endlichekoerper/euklid.tex | 236 ++++++++++++++++++++++++++++ 1 file changed, 236 insertions(+) diff --git a/buch/chapters/30-endlichekoerper/euklid.tex b/buch/chapters/30-endlichekoerper/euklid.tex index db326f8..9bc36a6 100644 --- a/buch/chapters/30-endlichekoerper/euklid.tex +++ b/buch/chapters/30-endlichekoerper/euklid.tex @@ -431,6 +431,7 @@ zur Bestimmung des grössten gemeinsamen Teilers von $76415$ und $23205$ zur Berechnung der Koeffizienten $c_k$ und $d_k$ Wir schreiben die gefundenen Zahlen in eine Tabelle: \begin{center} +\label{buch:endlichekoerper:beispiel1erweitert} \renewcommand{\arraystretch}{1.1} \begin{tabular}{|>{$}r<{$}|>{$}r<{$}|>{$}r<{$}|>{$}r<{$}|>{$}r<{$}|>{$}r<{$}>{$}r<{$}|} \hline @@ -614,4 +615,239 @@ Aus den letzten zwei Zeilen folgt $ua-vb = ab/g - ab/g = 0$, wie erwartet. \end{beispiel} +% +% Das kleinste gemeinsame Vielfache +% +\subsection{Das kleinste gemeinsame Vielfache +\label{buch:subsection:daskgv}} +Das kleinste gemeinsame Vielfache zweier Zahlen $a$ und $b$ ist +\[ +\operatorname{kgV}(a,b) += +\frac{ab}{\operatorname{ggT}(a,b)}. +\] +Wir suchen nach einen Algorithmus, mit dem man das kleinste gemeinsame +Vielfache effizient berechnen kann. + +Die Zahlen $a$ und $b$ sind beide Vielfache des grössten gemeinsamen +Teilers $g=\operatorname{ggT}(a,b)$, es gibt also Zahlen $u$ und $v$ derart, +dass $a=ug$ und $b=vg$. +Wenn $t$ ein gemeinsamer Teiler von $u$ und $v$ ist, dann ist $tg$ ein +grösserer gemeinsamer Teiler von $a$ und $b$. +Dies kann nicht sein, also müssen $u$ und $v$ teilerfremd sein. +Das kleinste gemeinsame Vielfache von $a$ und $b$ ist dann $ugv=av=ub$. +Die Bestimmung des kleinsten gemeinsamen Vielfachen ist also gleichbedeutend +mit der Bestimmung der Zahle $u$ und $v$. + +Die definierende Eigenschaften von $u$ und $v$ kann man in Matrixform als +\begin{equation} +\begin{pmatrix} +a\\b +\end{pmatrix} += +\underbrace{ +\begin{pmatrix} +u&?\\ +v&? +\end{pmatrix}}_{\displaystyle =K} +\begin{pmatrix} +\operatorname{ggT}(a,b)\\ 0 +\end{pmatrix} +\label{buch:eindlichekoerper:eqn:uvmatrix} +\end{equation} +geschrieben werden, wobei wir die Matrixelemente $?$ nicht kennen. +Diese Elemente müssen wir auch nicht kennen, um $u$ und $v$ zu bestimmen. + +Bei der Bestimmung des grössten gemeinsamen Teilers wurde der Vektor auf +der rechten Seite von~\eqref{buch:eindlichekoerper:eqn:uvmatrix} bereits +gefunden. +Die Matrizen $Q(q_i)$, die die einzelne Schritte des euklidischen +Algorithmus beschreiben, ergeben ihn als +\[ +\begin{pmatrix} +\operatorname{ggT}(a,b)\\0 +\end{pmatrix} += +Q(q_n)Q(q_{n-1}) \dots Q(q_1)Q(q_0) +\begin{pmatrix}a\\b\end{pmatrix}. +\] +Indem wir die Matrizen $Q(q_n)$ bis $Q(q_0)$ auf die linke Seite der +Gleichung schaffen, erhalten wir +\[ +\begin{pmatrix}a\\b\end{pmatrix} += +Q(q_0)^{-1} +Q(q_1)^{-1} +\dots +Q(q_{n-1})^{-1} +Q(q_n) +\begin{pmatrix}\operatorname{ggT}(a,b)\\0\end{pmatrix}. +\] +Eine mögliche Lösung für die Matrix $K$ in +\eqref{buch:eindlichekoerper:eqn:uvmatrix} +ist der die Matrix +\[ +K += +Q(q_0)^{-1} +Q(q_1)^{-1} +\dots +Q(q_{n-1})^{-1} +Q(q_n). +\] +Insbesondere ist die Matrix $K$ die Inverse der früher gefundenen +Matrix $Q$. + +Die Berechnung der Matrix $K$ als Inverse von $Q$ ist nicht sehr +effizient. +Genauso wie es möglich war, das Produkt $Q$ der Matrizen +$Q(q_k)$ iterativ zu bestimmen, muss es auch eine Rekursionsformel +für das Produkt der inversen Matrizen $Q(q_k)^{-1}$ geben. + +Schreiben wir die die gesuchte Matrix +\[ +K_k += +Q(q_0)^{-1}\dots Q(q_{k-1})^{-1} += +\begin{pmatrix} +e_k & e_{k-1}\\ +f_k & f_{k-1} +\end{pmatrix}, +\] +dann kann, kann $K_k$ durch die Rekursion +\[ +K_{k+1} += +K_{k} Q(q_k)^{-1} += +K_k K(q_k) +\qquad\text{mit}\qquad +K_0 = \begin{pmatrix}1&0\\0&1\end{pmatrix} = I +\] +berechnen. +Die Inverse von $Q(q)$ ist +\[ +K(q) += +Q(q)^{-1} += +\frac{1}{\det Q(q)} +\begin{pmatrix} +q&1\\ +1&0 +\end{pmatrix} +\quad\text{denn}\quad +K(q)Q(q) += +\begin{pmatrix} +q&1\\ +1&0 +\end{pmatrix} +\begin{pmatrix} +0&1\\ +1&-q +\end{pmatrix} += +\begin{pmatrix} +1&0\\ +0&1 +\end{pmatrix}. +\] +Da die zweite Spalte von $K(q)$ die erste Spalte einer Einheitsmatrix +ist, wird die zweite Spalte des Produktes $AK(q)$ immer die erste Spalte +von $A$ sein. +In $K_{k+1}$ ist daher nur die erste Spalte neu, die zweite Spalte ist +die erste Spalte von $K_k$. + +Wenn $K_k$ die Matrixelemente +\[ +K_k += +\begin{pmatrix} +e_k & e_{k-1} \\ +f_k & f_{k-1} +\end{pmatrix} +\qquad\text{und}\qquad +K_0 = +\begin{pmatrix} +1&0\\ +0&1 +\end{pmatrix} +\Rightarrow +\left\{ +\begin{aligned} +e_0 &= 1 & e_{-1} &= 0\\ +f_0 &= 0 & f_{-1} &= 1 +\end{aligned} +\right. +\] +Daraus kann man Rekursionsformeln für die Folgen $e_k$ und $f_k$ +ablesen, es gilt +\begin{align*} +e_{k+1} &= q_ke_k + e_{k-1} \\ +f_{k+1} &= q_kf_k + f_{k-1} +\end{align*} +für $k=0,1,\dots ,n$. +Damit können $e_k$ und $f_k$ gleichzeitig mit den Zahlen $c_k$ und $d_k$ +in einer Tabelle berechnen. + +\begin{beispiel} +Wir erweitern das Beispiel von +Seite~\pageref{buch:endlichekoerper:beispiel1erweitert} +um die beiden Spalten zur Berechnung von $e_k$ und $f_k$: +\begin{center} +\renewcommand{\arraystretch}{1.1} +\begin{tabular}{|>{$}r<{$}|>{$}r<{$}|>{$}r<{$}|>{$}r<{$}|>{$}r<{$}|>{$}r<{$}>{$}r<{$}|>{$}r<{$}>{$}r<{$}|} +\hline +k& a_k& b_k& q_k& r_k& c_k& d_k& e_k& f_k\\ +\hline + & & & & & 1& 0& 0& 1\\ +0& 76415& 23205& 3& 6800& 0& 1& 1& 0\\ +1& 23205& 6800& 3& 2805& 1& -3& 3& 1\\ +2& 6800& 2805& 2& 1190& -3& 10& 10& 3\\ +3& 2805& 1190& 2& 425& 7& -23& 23& 7\\ +4& 1190& 425& 2& 340& -17& 56& 56& 17\\ +5& 425& 340& 1& 85& 41& -135& 135& 41\\ +6& 340& 85& 4& 0& -58& 191& 191& 58\\ +7& 85& 0& & & 273& -899& 899& 273\\ +\hline +\end{tabular} +\end{center} +Der grösste gemeinsame Teiler ist $\operatorname{ggT}(a,b)=85$. +Aus der letzten Zeile der Tabelle kann man jetzt die Zahlen $u=e_7=899$ +und $v=f_7=273$ ablesen, und tatsächlich ist +\[ +a=76415 = 899\cdot 85 +\qquad\text{und}\qquad +b=23205 = 273 \cdot 85. +\] +Daraus kann man dann auch das kleinste gemeinsame Vielfache ablesen, es ist +\[ +\operatorname{kgV}(a,b) += +\operatorname{kgV}(76415,23205) += +\left\{ +\begin{aligned} +ub +&= +899\cdot 23205\\ +va +&= +273\cdot 76415 +\end{aligned} +\right\} += +20861295. +\qedhere +\] +\end{beispiel} + +Der erweiterte Algorithmus kann auch dazu verwendet werden, +das kleinste gemeinsame Vielfache zweier Polynome zu berechnen. +Dies wird zum Beispiel bei der Decodierung des Reed-Solomon-Codes in +Kapitel~\ref{chapter:reedsolomon} verwendet. + + -- cgit v1.2.1 From b94b4240a20b40871b914ddd7ae5df14f020e112 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: =?UTF-8?q?Andreas=20M=C3=BCller?= Date: Tue, 13 Apr 2021 15:58:59 +0200 Subject: typos --- buch/chapters/30-endlichekoerper/euklid.tex | 38 +++++++---------------------- 1 file changed, 9 insertions(+), 29 deletions(-) diff --git a/buch/chapters/30-endlichekoerper/euklid.tex b/buch/chapters/30-endlichekoerper/euklid.tex index 9bc36a6..8aa2f71 100644 --- a/buch/chapters/30-endlichekoerper/euklid.tex +++ b/buch/chapters/30-endlichekoerper/euklid.tex @@ -637,7 +637,7 @@ grösserer gemeinsamer Teiler von $a$ und $b$. Dies kann nicht sein, also müssen $u$ und $v$ teilerfremd sein. Das kleinste gemeinsame Vielfache von $a$ und $b$ ist dann $ugv=av=ub$. Die Bestimmung des kleinsten gemeinsamen Vielfachen ist also gleichbedeutend -mit der Bestimmung der Zahle $u$ und $v$. +mit der Bestimmung der Zahlen $u$ und $v$. Die definierende Eigenschaften von $u$ und $v$ kann man in Matrixform als \begin{equation} @@ -704,7 +704,7 @@ Genauso wie es möglich war, das Produkt $Q$ der Matrizen $Q(q_k)$ iterativ zu bestimmen, muss es auch eine Rekursionsformel für das Produkt der inversen Matrizen $Q(q_k)^{-1}$ geben. -Schreiben wir die die gesuchte Matrix +Schreiben wir die gesuchte Matrix \[ K_k = @@ -715,8 +715,8 @@ e_k & e_{k-1}\\ f_k & f_{k-1} \end{pmatrix}, \] -dann kann, kann $K_k$ durch die Rekursion -\[ +dann kann man $K_k$ durch die Rekursion +\begin{equation} K_{k+1} = K_{k} Q(q_k)^{-1} @@ -724,7 +724,8 @@ K_{k} Q(q_k)^{-1} K_k K(q_k) \qquad\text{mit}\qquad K_0 = \begin{pmatrix}1&0\\0&1\end{pmatrix} = I -\] +\label{buch:endlichekoerper:eqn:kgvrekursion} +\end{equation} berechnen. Die Inverse von $Q(q)$ ist \[ @@ -760,30 +761,9 @@ von $A$ sein. In $K_{k+1}$ ist daher nur die erste Spalte neu, die zweite Spalte ist die erste Spalte von $K_k$. -Wenn $K_k$ die Matrixelemente -\[ -K_k -= -\begin{pmatrix} -e_k & e_{k-1} \\ -f_k & f_{k-1} -\end{pmatrix} -\qquad\text{und}\qquad -K_0 = -\begin{pmatrix} -1&0\\ -0&1 -\end{pmatrix} -\Rightarrow -\left\{ -\begin{aligned} -e_0 &= 1 & e_{-1} &= 0\\ -f_0 &= 0 & f_{-1} &= 1 -\end{aligned} -\right. -\] -Daraus kann man Rekursionsformeln für die Folgen $e_k$ und $f_k$ -ablesen, es gilt +Aus der Rekursionsformel \eqref{buch:endlichekoerper:eqn:kgvrekursion} +für die Matrizen $K_k$ kann man jetzt eine Rekursionsbeziehung +für die Folgen $e_k$ und $f_k$ ablesen, es gilt \begin{align*} e_{k+1} &= q_ke_k + e_{k-1} \\ f_{k+1} &= q_kf_k + f_{k-1} -- cgit v1.2.1 From 2e2b334e97f9054732a99db70b9f279c56eaa1c7 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: =?UTF-8?q?Andreas=20M=C3=BCller?= Date: Tue, 13 Apr 2021 21:16:46 +0200 Subject: add example from Weitz --- buch/chapters/30-endlichekoerper/euklid.tex | 150 ++++++++++++++++++++++++++++ 1 file changed, 150 insertions(+) diff --git a/buch/chapters/30-endlichekoerper/euklid.tex b/buch/chapters/30-endlichekoerper/euklid.tex index 8aa2f71..15fd88c 100644 --- a/buch/chapters/30-endlichekoerper/euklid.tex +++ b/buch/chapters/30-endlichekoerper/euklid.tex @@ -519,6 +519,7 @@ Insbesondere ist der euklidische Algorithmus genauso wie die Matrixschreibweise auch für Polynome durchführbar. \begin{beispiel} +\label{buch:endlichekoerper:eqn:polynomggt} Wir berechnen als Beispiel den grössten gemeinsamen Teiler der Polynome \[ @@ -829,5 +830,154 @@ das kleinste gemeinsame Vielfache zweier Polynome zu berechnen. Dies wird zum Beispiel bei der Decodierung des Reed-Solomon-Codes in Kapitel~\ref{chapter:reedsolomon} verwendet. +\subsubsection{Polynome +\label{buch:endlichekoerper:eqn:polynomkgv}} +Im Beispiel auf Seite~\pageref{buch:endlichekoerper:eqn:polynomggt} +wird der grösste gemeinsame Teiler der Polynome +\[ +a += +X^4 - 2X^3 -7 X^2 + 8X + 12, +\qquad +b = X^4 + X^3 -7X^2 -X + 6 +\] +berechnet. +Dies kann jetzt erweitert werden für die Berechnung des kleinsten +gemeinsamen Vielfachen. + +\begin{beispiel} +Die Berechnungstabelle nur für die Spalten $e_k$ und $f_k$ ergibt +\begin{center} +\renewcommand{\arraystretch}{1.4} +\begin{tabular}{|>{$}r<{$}|>{$}r<{$}|>{$}r<{$}>{$}r<{$}|} +\hline +k& q_k& e_k& f_k\\ +\hline + & & 0& 1\\ +0& 1& 1& 0\\ +1&-\frac13X-\frac13& 1& 1\\ +2& \frac34X+\frac34& -\frac13X+\frac23& -\frac13X-\frac13\\ + & &-\frac14X^2+\frac14X+\frac32&-\frac14X^2-\frac12X+\frac34\\ +\hline +\end{tabular} +\end{center} +Daraus kann man ablesen, dass +\[ +u += +-\frac14X^2+\frac14X+\frac32 +\qquad\text{und}\qquad +v += +-\frac14X^2-\frac12X+\frac34. +\] +Daraus ergibt sich das kleinste gemeinsame Vielfache auf zwei verschiedene Weisen: +\[ +\operatorname{ggT}(a,b) += +\left\{ +\begin{aligned} +\textstyle +(-\frac14X^2+\frac14X+\frac32)&\cdot(X^4 - 2X^3 -7 X^2 + 8X + 12) +\\ +\textstyle +(-\frac14X^2-\frac12X+\frac34)&\cdot(X^4 + X^3 -7X^2 -X + 6) +\end{aligned} +\right\} += +-\frac14X^6+\frac72X^4-\frac{49}4X^2+9. +\] +Die beiden Berechnungsmöglichkeiten stimmen wie erwartet überein. +\end{beispiel} + +\subsubsection{Anwendung: Decodierung des Reed-Solomon-Codes} +Der Reed-Solomon-Code verwendet Polynome zur Codierung der Daten, +dies wird in Kapitel~\ref{chapter:reedsolomon} im Detail beschrieben. +Bei der Decodierung muss der Faktor $u$ für zwei gegebene Polynome +$n(X)$ und $r(X)$ bestimmt werden. +Allerdings ist das Polynom $r(X)$ nicht vollständig bekannt, nur die +ersten paar Koeffizienten sind gegeben. +Dafür weiss man zusätzlich, wieviele Schritte genau der Euklidische +Algorithmus braucht. +Daraus lässt sich genügend Information gewinnen, um die Faktoren $u$ +und $v$ zu bestimmen. +Das Video \url{https://youtu.be/uOLW43OIZJ0} von Edmund Weitz +erklärt die Theorie hinter dieser Teilaufgabe anhand von Beispielen. + +\begin{beispiel} +Wir berechnen also die Faktoren $u$ und $v$ für die beiden Polynome +\begin{align*} +n(X) +&= +X^12+12 +\\ +r(X) +&= +7 X^{11} + 4 X^{10} + X^9 + 12 X^8 + 2 X^7 + 12 X^6 + w(X) +\end{align*} +in $\mathbb{F}_13[X]$, wobei $w(X)$ ein unbekanntes Polynom vom Grad $5$ ist. +Man weiss zusätzlich noch, dass der euklidische Algorithmus genau drei +Schritte braucht, es gibt also genau drei Quotienten, die in die +Berechnung der Zahlen $e_k$ und $f_k$ einfliessen. +Im ersten Schritt des euklidischen Algorithmus ist der Quotient +$n(X) / r(X)$ zu bestimmen, der Grad $1$ haben muss. +\begin{align*} +a_0=n(X) &= X^12+12 +\\ +b_0=r(X) &= 7 X^{11} + 4 X^{10} + X^9 + 12 X^8 + 2 X^7 + 12 X^6 + \dots +\\ +q_0 &= 2X+10 +\\ +r_0 = a_0-b_0\cdot q_0 &= 10X^{10} + 5X^9 + 6X^8 + 8X^7 + \dots +\\ +a_1 &= 7 X^{11} + 4 X^{10} + X^9 + 12 X^8 + 2 X^7 + 12 X^6 + \dots +\\ +b_1 &= 10X^{10} + 5X^9 + 6X^8 + 8X^7 + \dots +\\ +q_1 &= 2X+2 +\\ +r_1 = a_1 - b_1q_1 &= 5X^9 + 10 X^8 + \dots +\\ +a_2 &= 10X^{10} + 5X^9 + 6X^8 + 8X^7 + \dots +\\ +b_2 &= 5X^9 + 10 X^8 + \dots +\\ +q_2 &= 2X+10 +\end{align*} +Aus den Polynomen $q_k$ können jetzt die Faktoren $u$ und $v$ +bestimmt werden: +\begin{center} +\begin{tabular}{|>{$}c<{$}|>{$}r<{$}|>{$}r<{$}|>{$}r<{$}|} +\hline +k& q_k& e_k& f_k\\ +\hline + & & 0& 1\\ +0& 2X+10& 1& 0\\ +1& 2X+2 & 2X+10& 1\\ +2& 2X+10& 4X^2+11X+8& 2X+2\\ + & & 8X^3+10X^2+11X+12& 4X^2+11X+8\\ +\hline +\end{tabular} +\end{center} +Die Faktorisierung des Polynoms +\[ +u += +8X^3+10X^2+11X+12 +\] +kann bestimmt werden, indem man alle Zahlen $1,2,\dots,12\in\mathbb{F}_{13}$ +einsetzt. +Man findet so die Nullstellen $3$, $4$ und $8$, also muss das Polynom +$u$ faktorisiert werden können als +\[ +u= +8(X-3)(X-4)(X-8) += +8X^3 - 120X^2+544X-768 += +8X^3 +10X^2+11X+12. +\qedhere +\] +\end{beispiel} -- cgit v1.2.1 From 1fda316d0aacd6d068b3af4281871bee5b8e72cd Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: =?UTF-8?q?Andreas=20M=C3=BCller?= Date: Tue, 13 Apr 2021 21:21:25 +0200 Subject: add rs example --- .../30-endlichekoerper/rechnungen/rs.maxima | 29 ++++++++++++++++++++++ 1 file changed, 29 insertions(+) create mode 100644 buch/chapters/30-endlichekoerper/rechnungen/rs.maxima diff --git a/buch/chapters/30-endlichekoerper/rechnungen/rs.maxima b/buch/chapters/30-endlichekoerper/rechnungen/rs.maxima new file mode 100644 index 0000000..9116023 --- /dev/null +++ b/buch/chapters/30-endlichekoerper/rechnungen/rs.maxima @@ -0,0 +1,29 @@ +n: X^12 + 12; +r: 7*X^11 + 4*X^10 + X^9 + 12*X^8 + 2*X^7 + 12*X^6; + +q0: 2*X+10; +q1: 2*X+2; +q2: 2*X+10; + +a0: n; +b0: r; +r0: expand(a0 - q0 * b0); + +a1: b0; +b1: r0; +r1: expand(a1 - q1 * b1); + +a2: b1; +b2: r1; +r2: expand(a2 - q2 * b2); + +K: matrix([1,0],[0,1]); + +K: expand(K . matrix([q0,1],[1,0])); +K: expand(K . matrix([q1,1],[1,0])); +K: expand(K . matrix([q2,1],[1,0])); + +u: 8*X^3+10*X^2+11*X+12; +v: 4*X^2+11*X+8; + +factor(u), modulus:13; -- cgit v1.2.1 From b41e50e636a895ad3c425896ef4b3fb7c89dbb3c Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: =?UTF-8?q?Andreas=20M=C3=BCller?= Date: Wed, 14 Apr 2021 10:16:15 +0200 Subject: typo --- buch/chapters/30-endlichekoerper/euklid.tex | 6 +++--- buch/chapters/30-endlichekoerper/galois.tex | 6 +++--- buch/chapters/30-endlichekoerper/wurzeln.tex | 2 +- 3 files changed, 7 insertions(+), 7 deletions(-) diff --git a/buch/chapters/30-endlichekoerper/euklid.tex b/buch/chapters/30-endlichekoerper/euklid.tex index 15fd88c..094a07a 100644 --- a/buch/chapters/30-endlichekoerper/euklid.tex +++ b/buch/chapters/30-endlichekoerper/euklid.tex @@ -909,13 +909,13 @@ Wir berechnen also die Faktoren $u$ und $v$ für die beiden Polynome \begin{align*} n(X) &= -X^12+12 +X^{12}+12 \\ r(X) &= 7 X^{11} + 4 X^{10} + X^9 + 12 X^8 + 2 X^7 + 12 X^6 + w(X) \end{align*} -in $\mathbb{F}_13[X]$, wobei $w(X)$ ein unbekanntes Polynom vom Grad $5$ ist. +in $\mathbb{F}_{13}[X]$, wobei $w(X)$ ein unbekanntes Polynom vom Grad $5$ ist. Man weiss zusätzlich noch, dass der euklidische Algorithmus genau drei Schritte braucht, es gibt also genau drei Quotienten, die in die Berechnung der Zahlen $e_k$ und $f_k$ einfliessen. @@ -923,7 +923,7 @@ Berechnung der Zahlen $e_k$ und $f_k$ einfliessen. Im ersten Schritt des euklidischen Algorithmus ist der Quotient $n(X) / r(X)$ zu bestimmen, der Grad $1$ haben muss. \begin{align*} -a_0=n(X) &= X^12+12 +a_0=n(X) &= X^{12}+12 \\ b_0=r(X) &= 7 X^{11} + 4 X^{10} + X^9 + 12 X^8 + 2 X^7 + 12 X^6 + \dots \\ diff --git a/buch/chapters/30-endlichekoerper/galois.tex b/buch/chapters/30-endlichekoerper/galois.tex index fbacba6..2f8117e 100644 --- a/buch/chapters/30-endlichekoerper/galois.tex +++ b/buch/chapters/30-endlichekoerper/galois.tex @@ -27,7 +27,7 @@ Primzahlpotenz $p^n$ von Elementen haben und die die Basis wichtiger kryptographischer Algorithmen sind. % -% Arithmetik module $o$ +% Arithmetik modulo $o$ % \subsection{Arithmetik modulo $p$ \label{buch:subsection:arithmetik-modulo-p}} @@ -413,7 +413,7 @@ Elemente. \begin{figure} \centering \includegraphics{chapters/30-endlichekoerper/images/binomial2.pdf} -\caption{Binomialkoeffizienten module $2$ im Pascal-Dreieck. +\caption{Binomialkoeffizienten modulo $2$ im Pascal-Dreieck. Auf den rot hinterlegten Zeilen, die zu Exponenten der Form $2^k$ gehören, sind alle Koeffizienten ausser dem ersten und letzten durch $2$ teilbar. \label{buch:endliche-koerper:fig:binomial2}} @@ -423,7 +423,7 @@ sind alle Koeffizienten ausser dem ersten und letzten durch $2$ teilbar. \begin{figure} \centering \includegraphics{chapters/30-endlichekoerper/images/binomial5.pdf} -\caption{Binomialkoeffizienten module $5$ im Pascal-Dreieck. +\caption{Binomialkoeffizienten modulo $5$ im Pascal-Dreieck. Die von $0$ verschiedenen Reste werden durch Farben dargestellt: $1=\text{schwarz}$, $2=\text{\color{farbe2}rot}$, diff --git a/buch/chapters/30-endlichekoerper/wurzeln.tex b/buch/chapters/30-endlichekoerper/wurzeln.tex index 02429dc..600336c 100644 --- a/buch/chapters/30-endlichekoerper/wurzeln.tex +++ b/buch/chapters/30-endlichekoerper/wurzeln.tex @@ -731,7 +731,7 @@ dass sf+tm=1. \] Reduzieren wir modulo $m$, wird daraus $af=1$ in $\Bbbk[X]/m\Bbbk[X]$. -Das Polynom $a$, reduziert module $m$, ist also die multiplikative +Das Polynom $a$, reduziert modulo $m$, ist also die multiplikative Inverse von $f$. Bei der praktischen Durchführung des euklidischen Algorithmus ist der -- cgit v1.2.1 From 509a497c5f138723762ff76e8291e29a897b8ea2 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: =?UTF-8?q?Andreas=20M=C3=BCller?= Date: Wed, 14 Apr 2021 13:57:56 +0200 Subject: typos --- buch/chapters/90-crypto/arith.tex | 2 +- 1 file changed, 1 insertion(+), 1 deletion(-) diff --git a/buch/chapters/90-crypto/arith.tex b/buch/chapters/90-crypto/arith.tex index 44eb6bb..dcc31b8 100644 --- a/buch/chapters/90-crypto/arith.tex +++ b/buch/chapters/90-crypto/arith.tex @@ -91,7 +91,7 @@ Die Berechnung der Quadratwurzel lässt sich in Hardware effizient implementieren. \begin{algorithmus} -Der folgende Algorithmsu berechnet $a^k$ in $O(\log_2(k))$ +Der folgende Algorithmus berechnet $a^k$ in $O(\log_2(k))$ Multiplikationen \begin{enumerate} \item Initialisiere $p=1$ und $q=a$ -- cgit v1.2.1 From 3b99e1259fea76103adc3c25b3af2da6d98635ed Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: Nao Pross Date: Wed, 14 Apr 2021 17:14:20 +0200 Subject: Add some animations --- vorlesungen/punktgruppen/crystals.py | 269 +++++++++++++++ vorlesungen/punktgruppen/poetry.lock | 591 ++++++++++++++++++++++++++++++++ vorlesungen/punktgruppen/pyproject.toml | 15 + 3 files changed, 875 insertions(+) create mode 100644 vorlesungen/punktgruppen/crystals.py create mode 100644 vorlesungen/punktgruppen/poetry.lock create mode 100644 vorlesungen/punktgruppen/pyproject.toml diff --git a/vorlesungen/punktgruppen/crystals.py b/vorlesungen/punktgruppen/crystals.py new file mode 100644 index 0000000..0f97a0f --- /dev/null +++ b/vorlesungen/punktgruppen/crystals.py @@ -0,0 +1,269 @@ +from manim import * + +import math as m +import numpy as np + +# configure style +config.background_color = '#202020' +config.tex_template.add_to_preamble( + r"\usepackage[p,osf]{scholax}" + r"\usepackage{amsmath}" + r"\usepackage[scaled=1.075,ncf,vvarbb]{newtxmath}" +) + +# scenes +class Geometric2DSymmetries(Scene): + def construct(self): + # title + title = Tex(r"Geometrische \\ Symmetrien") + title.scale(1.5) + self.play(Write(title)) + self.wait() + self.play(FadeOut(title)) + self.wait() + + self.intro() + self.cyclic() + self.dihedral() + + def intro(self): + # create square + square = Square() + square.set_fill(PINK, opacity=.5) + self.play(SpinInFromNothing(square)) + self.wait() + + # the action of doing nothing + action = MathTex(r"1") + self.play(Write(action)) + self.play(ApplyMethod(square.scale, 1.2)) + self.play(ApplyMethod(square.scale, 1/1.2)) + self.play(FadeOut(action)) + + # show some reflections + axis = DashedLine(2 * LEFT, 2 * RIGHT) + sigma = MathTex(r"\sigma") + sigma.next_to(axis, RIGHT) + + self.play(Create(axis)) + self.play(Write(sigma)) + + self.play(ApplyMethod(square.flip, RIGHT)) + self.wait() + + for d in [UP + RIGHT, UP]: + self.play( + Rotate(axis, PI/4), + Rotate(sigma, PI/4, about_point=ORIGIN)) + + self.play(Rotate(sigma, -PI/4), run_time=.5) + self.play(ApplyMethod(square.flip, d)) + + self.play( + FadeOutAndShift(sigma), + Uncreate(axis)) + + # show some rotations + dot = Dot(UP + RIGHT) + figure = VGroup() + figure.add(square) + figure.add(dot) + + rot = MathTex(r"r") + self.play(Write(rot), Create(dot)) + + last = rot + for newrot in map(MathTex, [r"r", r"r^2", r"r^3"]): + self.play( + ReplacementTransform(last, newrot), + Rotate(figure, PI/2, about_point=ORIGIN)) + self.wait() + last = newrot + + self.play(Uncreate(dot), FadeOut(square), FadeOut(last)) + + + def cyclic(self): + # create symmetric figure + figure = VGroup() + prev = [1.5, 0, 0] + for i in range(1,6): + pos = [ + 1.5*m.cos(2 * PI/5 * i), + 1.5*m.sin(2 * PI/5 * i), + 0 + ] + + if prev: + line = Line(prev, pos) + figure.add(line) + + dot = Dot(pos, radius=.1) + if i == 5: + dot.set_fill(RED) + + prev = pos + figure.add(dot) + + group = MathTex(r"G = \langle r \rangle") + self.play(Write(group), run_time = 2) + self.wait() + self.play(ApplyMethod(group.to_corner, UP)) + + actions = map(MathTex, [r"1", r"r", r"r^2", r"r^3", r"r^4", r"1"]) + action = next(actions, MathTex(r"r")) + + self.play(Create(figure)) + self.play(Write(action)) + self.wait() + + for i in range(5): + newaction = next(actions, MathTex(r"r")) + self.play( + ReplacementTransform(action, newaction), + Rotate(figure, 2*PI/5, about_point=ORIGIN)) + action = newaction + + self.play(Uncreate(figure), FadeOut(action)) + + whole_group = MathTex( + r"G = \langle r \rangle" + r"= \left\{1, r, r^2, r^3, r^4 \right\}") + + self.play(ApplyMethod(group.move_to, ORIGIN)) + self.play(ReplacementTransform(group, whole_group)) + self.wait() + + cyclic = MathTex( + r"C_n = \langle r \rangle" + r"= \left\{1, r, r^2, \dots, r^n \right\}") + + cyclic_title = Tex(r"Zyklische Gruppe") + cyclic_title.next_to(cyclic, UP * 2) + + cyclic.scale(1.2) + cyclic_title.scale(1.2) + + self.play(ReplacementTransform(whole_group, cyclic)) + self.play(FadeInFrom(cyclic_title, UP)) + + self.wait(5) + self.play(FadeOut(cyclic), FadeOut(cyclic_title)) + + def dihedral(self): + # create square + square = Square() + square.set_fill(PINK, opacity=.5) + + # generator equation + group = MathTex( + r"G = \langle \sigma, r \,|\,", + r"\sigma^2 = 1,", + r"r^4 = 1,", + r"(\sigma r)^2 = 1 \rangle") + + self.play(Write(group), run_time = 2) + self.wait() + self.play(ApplyMethod(group.to_corner, UP)) + self.play(FadeIn(square)) + + axis = DashedLine(2 * LEFT, 2 * RIGHT) + sigma = MathTex(r"\sigma^2 = 1") + sigma.next_to(axis, RIGHT) + self.play(Create(axis), Write(sigma)) + self.play(ApplyMethod(square.flip, RIGHT)) + self.play(ApplyMethod(square.flip, RIGHT)) + self.play(Uncreate(axis), FadeOut(sigma)) + + # rotations + dot = Dot(UP + RIGHT) + rot = MathTex(r"r^4 = 1") + rot.next_to(square, DOWN * 3) + + figure = VGroup() + figure.add(dot) + figure.add(square) + + self.play(Write(rot), Create(dot)) + for i in range(4): + self.play(Rotate(figure, PI/2)) + self.play(FadeOut(rot), Uncreate(dot)) + + # rotation and flip + action = MathTex(r"(\sigma r)^2 = 1") + action.next_to(square, DOWN * 5) + + dot = Dot(UP + RIGHT) + axis = DashedLine(2 * LEFT, 2 * RIGHT) + self.play(Create(dot), Create(axis), Write(action)) + + figure = VGroup() + figure.add(dot) + figure.add(square) + + for i in range(2): + self.play(Rotate(figure, PI/2)) + self.play(ApplyMethod(figure.flip, RIGHT)) + self.wait() + + self.play(Uncreate(dot), Uncreate(axis), FadeOut(action)) + self.play(FadeOut(square)) + + # equation for the whole + whole_group = MathTex( + r"G &= \langle \sigma, r \,|\," + r"\sigma^2 = r^4 = (\sigma r)^2 = 1 \rangle \\" + r"&= \left\{" + r"1, r, r^2, r^3, \sigma, \sigma r, \sigma r^2, \sigma r^3" + r"\right\}") + + self.play(ApplyMethod(group.move_to, ORIGIN)) + self.play(ReplacementTransform(group, whole_group)) + self.wait(2) + + dihedral = MathTex( + r"D_n &= \langle \sigma, r \,|\," + r"\sigma^2 = r^n = (\sigma r)^2 = 1 \rangle \\" + r"&= \left\{" + r"1, r, r^2, \dots, \sigma, \sigma r, \sigma r^2, \dots" + r"\right\}") + + dihedral_title = Tex(r"Diedergruppe: Symmetrien eines \(n\)-gons") + dihedral_title.next_to(dihedral, UP * 2) + + dihedral.scale(1.2) + dihedral_title.scale(1.2) + + self.play(ReplacementTransform(whole_group, dihedral)) + self.play(FadeInFrom(dihedral_title, UP)) + + self.wait(5) + self.play(FadeOut(dihedral), FadeOut(dihedral_title)) + + +class Geometric3DSymmetries(ThreeDScene): + def construct(self): + self.symmetric() + + def symmetric(self): + self.renderer.camera.light_source.move_to(3*IN) # changes the source of the light + self.set_camera_orientation(phi=60 * DEGREES, theta=-20 * DEGREES) + + cube = Cube() + axes = ThreeDAxes() + + axis = np.array([2,2,2]) + line = DashedLine(-axis, axis) + + self.play(Create(axes), Create(cube)) + self.play(Create(line)) + + self.play(ApplyMethod(cube.rotate, PI, axis / abs(axis))) + + self.begin_ambient_camera_rotation(rate=0.1) + self.wait(7) + + +class AlgebraicSymmetries(Scene): + def construct(self): + pass diff --git 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0000000..e4fc63c --- /dev/null +++ b/vorlesungen/punktgruppen/script.tex @@ -0,0 +1,47 @@ +\documentclass[a4paper]{article} + +\usepackage[cm]{manuscript} +\usepackage{xcolor} + +\newcommand{\scene}[1]{\noindent[ #1 ]\par} +\newenvironment{totranslate}{\color{red!60!black}}{} + +\begin{document} + +\section{Intro} + +\section{Geometrie} +\scene{Intro} +\scene{Zyklische Gruppe} + +\begin{totranslate} + Let's now focus our attention on the simplest class of simmetries: those + generated only by a rotation. We'll describe the symmetries with a group + \(G\), and we'll write that it is generated by a rotation \(r\) with these + angle brackets. + + Take this shape as an example. By applying the rotation \emph{action} 5 + times, it seems as if we had not done anything, furthermore, if we \emph{act} + with higher ``powers'' \(r\), they will have the same effect as one of the + previous action. Thus the group only contain the identity and the powers of + \(r\) up to 4. + + In general, groups with this structure are known as the + ``Cyclic Groups'' of order \(n\), where the action \(r\) can be applied + \(n-1\) times before wrapping around. +\end{totranslate} + +\scene{Diedergruppe} + +\begin{totranslate} + Okay that was not difficult, now let's spice this up a bit. +\end{totranslate} + +\scene{Symmetrische Gruppe} +\scene{Alternierende Gruppe} + +\section{Algebra} + +\section{Krystalle} + +\end{document} -- cgit v1.2.1 From 588ba7c095b15178deedd7aed4713d66a8cf4da7 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: Roy Seitz Date: Wed, 14 Apr 2021 22:29:43 +0200 Subject: =?UTF-8?q?Slides=20f=C3=BCr=20Vorlesung=20DGL=20begonnen.?= MIME-Version: 1.0 Content-Type: text/plain; charset=UTF-8 Content-Transfer-Encoding: 8bit --- vorlesungen/08_dgl/Makefile | 33 ++++++ vorlesungen/08_dgl/MathSem-08-dgl.tex | 14 +++ vorlesungen/08_dgl/common.tex | 16 +++ vorlesungen/08_dgl/dgl-handout.tex | 11 ++ vorlesungen/08_dgl/slides.tex | 24 +++++ vorlesungen/slides/10/n-zu-1.tex | 54 ++++++++++ vorlesungen/slides/10/taylor.tex | 195 ++++++++++++++++++++++++++++++++++ 7 files changed, 347 insertions(+) create mode 100644 vorlesungen/08_dgl/Makefile create mode 100644 vorlesungen/08_dgl/MathSem-08-dgl.tex create mode 100644 vorlesungen/08_dgl/common.tex create mode 100644 vorlesungen/08_dgl/dgl-handout.tex create mode 100644 vorlesungen/08_dgl/slides.tex create mode 100644 vorlesungen/slides/10/n-zu-1.tex create mode 100644 vorlesungen/slides/10/taylor.tex diff --git a/vorlesungen/08_dgl/Makefile b/vorlesungen/08_dgl/Makefile new file mode 100644 index 0000000..613a5d9 --- /dev/null +++ b/vorlesungen/08_dgl/Makefile @@ -0,0 +1,33 @@ +# +# Makefile -- dgl +# +# (c) 2017 Prof Dr Andreas Müller, Hochschule Rapperswil +# +all: dgl-handout.pdf MathSem-08-dgl.pdf + +include ../slides/Makefile.inc + +SOURCES = common.tex slides.tex $(slides) + +MathSem-08-dgl.pdf: MathSem-08-dgl.tex $(SOURCES) + pdflatex MathSem-08-dgl.tex + +dgl-handout.pdf: dgl-handout.tex $(SOURCES) + pdflatex dgl-handout.tex + +thumbnail: thumbnail.jpg # fix1.jpg + +thumbnail.pdf: MathSem-08-dgl.pdf + pdfjam --outfile thumbnail.pdf --papersize '{16cm,9cm}' \ + MathSem-08-dgl.pdf 1 +thumbnail.jpg: thumbnail.pdf + convert -density 300 thumbnail.pdf \ + -resize 1920x1080 -units PixelsPerInch thumbnail.jpg + +fix1.pdf: MathSem-08-dgl.pdf + pdfjam --outfile fix1.pdf --papersize '{16cm,9cm}' \ + MathSem-08-dgl.pdf 1 +fix1.jpg: fix1.pdf + convert -density 300 fix1.pdf \ + -resize 1920x1080 -units PixelsPerInch fix1.jpg + diff --git a/vorlesungen/08_dgl/MathSem-08-dgl.tex b/vorlesungen/08_dgl/MathSem-08-dgl.tex new file mode 100644 index 0000000..1bcb946 --- /dev/null +++ b/vorlesungen/08_dgl/MathSem-08-dgl.tex @@ -0,0 +1,14 @@ +% +% MathSem-08-dgl.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/08_dgl/common.tex b/vorlesungen/08_dgl/common.tex new file mode 100644 index 0000000..75b8586 --- /dev/null +++ b/vorlesungen/08_dgl/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{% +\usetheme[hideothersubsections,hidetitle]{Hannover} +} +\beamertemplatenavigationsymbolsempty +\title[DGL]{Differential-Gleichungen} +\author[R.~Seitz]{Roy Seitz} +\date[]{} +\newboolean{presentation} + diff --git a/vorlesungen/08_dgl/dgl-handout.tex b/vorlesungen/08_dgl/dgl-handout.tex new file mode 100644 index 0000000..2bd08a1 --- /dev/null +++ b/vorlesungen/08_dgl/dgl-handout.tex @@ -0,0 +1,11 @@ +% +% dgl-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/08_dgl/slides.tex b/vorlesungen/08_dgl/slides.tex new file mode 100644 index 0000000..db4e27c --- /dev/null +++ b/vorlesungen/08_dgl/slides.tex @@ -0,0 +1,24 @@ +% +% slides.tex -- XXX +% +% (c) 2017 Prof Dr Andreas Müller, Hochschule Rapperswil +% + +% Wie findet man die Lösung von \dot x = Ax? +% Fall \dot x = ax +% Potenzreihenansatz -> exp(ax) x_0 + +%% Plan: +% 1. Tailor-Reihen p_n -> f +% 2. x' = ax => x = exp(ax) x_0 via Potenzreihe finden +% 3. n-Dim-skalar -> 1-Dim-Matrix +% 4. Analogie zur Vektor-Matrix-Form +% 5. exp(Ax) x_0 als Fluss +% 6. Strömungslinien = Pfade für Lie-Theorie, A lokal, exp(Ax) global +% 7. Beispiele so(2), Jordan-Block, vielleicht [0 1; 1 0] + +%\folie{10/taylor.tex} +\folie{10/n-zu-1.tex} +%\folie{5/potenzreihenmethode.tex} + +%\folie{10/eindimensional.tex} \ No newline at end of file diff --git a/vorlesungen/slides/10/n-zu-1.tex b/vorlesungen/slides/10/n-zu-1.tex new file mode 100644 index 0000000..e3fffe9 --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/10/n-zu-1.tex @@ -0,0 +1,54 @@ +% +% n-zu-1.tex -- Umwandlend einer DGL n-ter Ordnung in ein System 1. Ordnung +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +% Erstellt: 2021-04-14, Roy Seitz +% +% !TeX spellcheck = de_CH +\bgroup +\begin{frame}[t] +\setlength{\abovedisplayskip}{5pt} +\setlength{\belowdisplayskip}{5pt} +\frametitle{Reicht $1.$ Ordnung?} +\vspace{-20pt} +\begin{columns}[t,onlytextwidth] +\begin{column}{0.48\textwidth} +\begin{block}{Beispiel: DGL 3.~Ordnung} \vspace*{-1ex} + \begin{align*} + x^{(3)} + a_2 \ddot x + a_1 \dot x + a_0 x = 0 \\ + \Rightarrow + x^{(3)} = -a_2 \ddot x - a_1 \dot x - a_0 x + \end{align*} +\end{block} +\begin{block}{Ziel: Nur noch 1.~Ableitungen} + Einführen neuer Variablen: + \begin{align*} + x_0 &\coloneqq x & + x_1 &\coloneqq \dot x & + x_2 &\coloneqq \ddot x + \end{align*} +System von Gleichungen 1.~Ordnung + \begin{align*} + \dot x_0 &= x_1 \\ + \dot x_1 &= x_2 \\ + \dot x_2 &= -a_2 x_2 - a_1 x_1 - a_0 x_0 +\end{align*} +\end{block} +\end{column} +\begin{column}{0.48\textwidth} +\begin{block}{Als Vektor-Gleichung} \vspace*{-1ex} + \begin{align*} + \frac{d}{dt} + \begin{pmatrix} x_0 \\ x_1 \\ x_2 \end{pmatrix} + = \begin{pmatrix} + 0 & 1 & 0 \\ + 0 & 0 & 1 \\ + -a_0 & -a_1 & -a_2 + \end{pmatrix} + \begin{pmatrix} x_0 \\ x_1 \\ x_2 \end{pmatrix} + \end{align*} +\end{block} +\end{column} +\end{columns} +\end{frame} +\egroup diff --git a/vorlesungen/slides/10/taylor.tex b/vorlesungen/slides/10/taylor.tex new file mode 100644 index 0000000..8912cb7 --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/10/taylor.tex @@ -0,0 +1,195 @@ +% +% eindiomensional.tex -- Lösung der eindimensionalen DGL +% +% (c) 2021 Roy Seitz, Hochschule Rapperswil +% +% !TeX spellcheck = de_CH +\bgroup + +\begin{frame}[t] + \setlength{\abovedisplayskip}{5pt} + \setlength{\belowdisplayskip}{5pt} + \frametitle{Beispiel $\sin x$} + \vspace{-20pt} + %\onslide<+-> + \begin{block}{Taylor-Approximationen von $\sin x$} + \begin{align*} + p_n(x) + &= + \uncover<1->{0} + \uncover<2->{+ x} + \uncover<3->{+ 0 \frac{x^2}{2!}} + \uncover<4->{- 1 \frac{x^3}{3!}} + \uncover<5->{+ 0 \frac{x^4}{4!}} + \uncover<6->{+ 1 \frac{x^5}{5!}} + \uncover<7->{+ \ldots} + \uncover<8->{ + = \sum_{k=0}^{n/2} (-1)^{2k + 1}\frac{x^{2k+1}}{(2k+1)!} + } + \end{align*} + \end{block} + \begin{center} + \begin{tikzpicture}[>=latex,thick,scale=1.3] + \draw[->] (-5.0, 0.0) -- (5.0,0.0) coordinate[label=$x$]; + \draw[->] ( 0.0,-1.5) -- (0.0,1.5); + \clip (-5,-1.5) rectangle (5,1.5); + \draw[domain=-4:4, samples=50, smooth, blue] + plot ({\x}, {sin(180/3.1415968*\x)}) + node[above right] {$\sin(x)$}; + \uncover<1>{ + \draw[domain=-4:4, samples=2, smooth, red] + plot ({\x}, {0}) + node[above right] {$p_0(x)$};} + \uncover<2>{ + \draw[domain=-1.5:1.5, samples=2, smooth, red] + plot ({\x}, {\x}) + node[below right] {$p_1(x)$};} + \uncover<3>{ + \draw[domain=-1.5:1.5, samples=2, smooth, red] + plot ({\x}, {\x}) + node[below right] {$p_2(x)$};} + \uncover<4>{ + \draw[domain=-3:3, samples=50, smooth, red] + plot ({\x}, {\x - \x*\x*\x/6}) + node[above right] {$p_3(x)$};} + \uncover<5>{ + \draw[domain=-3:3, samples=50, smooth, red] + plot ({\x}, {\x - \x*\x*\x/6}) + node[above right] {$p_4(x)$};} + \uncover<6>{ + \draw[domain=-3.9:3.9, samples=50, smooth, red] + plot ({\x}, {\x - \x*\x*\x/6 + \x*\x*\x*\x*\x/120}) + node[below right] {$p_5(x)$};} + \uncover<7>{ + \draw[domain=-3.9:3.9, samples=50, smooth, red] + plot ({\x}, {\x - \x*\x*\x/6 + \x*\x*\x*\x*\x/120}) + node[below right] {$p_6(x)$};} + \uncover<8->{ + \draw[domain=-4:4, samples=50, smooth, red] + plot ({\x}, {\x - \x*\x*\x/6 + \x*\x*\x*\x*\x/120 - + \x*\x*\x*\x*\x*\x*\x/5040}) + node[above right] {$p_7(x)$};} + \end{tikzpicture} + \end{center} +\end{frame} + + +\begin{frame}[t] +\setlength{\abovedisplayskip}{5pt} +\setlength{\belowdisplayskip}{5pt} +\frametitle{Taylor-Reihen} +\vspace{-20pt} +\onslide<+-> + \begin{block}{Polynom-Approximationen von $f(t)$} + \vspace{-15pt} + \begin{align*} + p_n(t) + &= + f(0) + + f'(0) t + + f''(0)\frac{t^2}{2} + + f^{(3)}(0)\frac{t^3}{3!} + + \ldots + + f^{(n)}(0) \frac{t^n}{n!} + = + \sum_{k=0}^{n} f^{(k)} \frac{t^k}{k!} + \end{align*} + \end{block} + \begin{block}{Die ersten $n$ Ableitungen von $f(0)$ und $p_n(0)$ sind gleich!} + \vspace{-15pt} + \begin{align*} + p'_n(t) + &= + f'(0) + + f''(0)t + + f^{(3)}(0) \frac{t^2}{2!} + + \mathcal O(t^3) + &\Rightarrow&& + p'_n(0) = f'(0) + \\ + p''_n(0) + &= + f''(0) + f^{(3)}(0)t + \ldots + f^{(n)}(0) \frac{t^{n-2}}{(n-2)!} + &\Rightarrow&& + p''_n(0) = f''(0) + \end{align*} + \end{block} + \begin{block}{Für unendlich lange Polynome stimmen alle Ableitungen überein!} + \vspace{-15pt} + \begin{align*} + \lim_{n\to \infty} p_n(t) + = + f(t) + \end{align*} + \end{block} +\end{frame} + + +\begin{frame}[t] + \setlength{\abovedisplayskip}{5pt} + \setlength{\belowdisplayskip}{5pt} + \frametitle{Beispiel $\exp x$} + \vspace{-20pt} + %\onslide<+-> + \begin{block}{Taylor-Approximationen von $\exp x$} + \begin{align*} + p_n(x) + = + 1 + \uncover<1->{+ x} + \uncover<2->{+ \frac{x^2}{2}} + \uncover<3->{+ \frac{x^3}{3!}} + \uncover<4->{+ \frac{x^4}{4!}} + \uncover<5->{+ \frac{x^5}{5!}} + \uncover<6->{+ \frac{x^6}{6!}} + \uncover<7->{+ \ldots + = \sum_{k=0}^{n} \frac{x^k}{k!}} + \end{align*} + \end{block} + \begin{center} + \begin{tikzpicture}[>=latex,thick,scale=1.3] + \draw[->] (-4.0, 0.0) -- (4.0,0.0) coordinate[label=$x$]; + \draw[->] ( 0.0,-0.5) -- (0.0,2.5); + \clip (-3,-0.5) rectangle (3,2.5); + \draw[domain=-4:1, samples=50, smooth, blue] + plot ({\x}, {exp(\x)}) + node[above right] {$\exp(x)$}; + \uncover<1>{ + \draw[domain=-4:1.5, samples=10, smooth, red] + plot ({\x}, {1 + \x}) + node[below right] {$p_1(x)$};} + \uncover<2>{ + \draw[domain=-4:1, samples=50, smooth, red] + plot ({\x}, {1 + \x + \x*\x/2}) + node[below right] {$p_2(x)$};} + \uncover<3>{ + \draw[domain=-4:1, samples=50, smooth, red] + plot ({\x}, {1 + \x + \x*\x/2 + \x*\x*\x/6}) + node[below right] {$p_3(x)$};} + \uncover<4>{ + \draw[domain=-4:0.9, samples=50, smooth, red] + plot ({\x}, {1 + \x + \x*\x/2 + \x*\x*\x/6 + \x*\x*\x*\x/24}) + node[below left] {$p_4(x)$};} + \uncover<5>{ + \draw[domain=-4:0.9, samples=50, smooth, red] + plot ({\x}, {1 + \x + \x*\x/2 + \x*\x*\x/6 + \x*\x*\x*\x/24 + + \x*\x*\x*\x*\x/120}) + node[below left] {$p_5(x)$};} + \uncover<6>{ + \draw[domain=-4:0.9, samples=50, smooth, red] + plot ({\x}, {1 + \x + \x*\x/2 + \x*\x*\x/6 + \x*\x*\x*\x/24 + + \x*\x*\x*\x*\x/120 + + \x*\x*\x*\x*\x*\x/720}) + node[below left] {$p_6(x)$};} + \uncover<7>{ + \draw[domain=-4:0.9, samples=50, smooth, red] + plot ({\x}, {1 + \x + \x*\x/2 + \x*\x*\x/6 + \x*\x*\x*\x/24 + + \x*\x*\x*\x*\x/120 + + \x*\x*\x*\x*\x*\x/720 + + \x*\x*\x*\x*\x*\x*\x/5040}) + node[below left] {$p_7(x)$};} + \end{tikzpicture} + \end{center} +\end{frame} + +\egroup -- cgit v1.2.1 From 89aec59f070bcbf4ad32d274da73a19131f58a98 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: Nao Pross Date: Thu, 15 Apr 2021 09:53:59 +0200 Subject: Start animating algebraic symmetries --- vorlesungen/punktgruppen/crystals.py | 79 ++++++++++++++++++++++++++++++++++-- 1 file changed, 76 insertions(+), 3 deletions(-) diff --git a/vorlesungen/punktgruppen/crystals.py b/vorlesungen/punktgruppen/crystals.py index 0f97a0f..d0ff205 100644 --- a/vorlesungen/punktgruppen/crystals.py +++ b/vorlesungen/punktgruppen/crystals.py @@ -135,8 +135,8 @@ class Geometric2DSymmetries(Scene): self.wait() cyclic = MathTex( - r"C_n = \langle r \rangle" - r"= \left\{1, r, r^2, \dots, r^n \right\}") + r"Z_n = \langle r \rangle" + r"= \left\{1, r, r^2, \dots, r^{n-1} \right\}") cyclic_title = Tex(r"Zyklische Gruppe") cyclic_title.next_to(cyclic, UP * 2) @@ -266,4 +266,77 @@ class Geometric3DSymmetries(ThreeDScene): class AlgebraicSymmetries(Scene): def construct(self): - pass + # title + title = Tex(r"Algebraische \\ Symmetrien") + title.scale(1.5) + self.play(Write(title)) + self.wait() + self.play(FadeOut(title)) + self.wait() + + self.cyclic() + + def cyclic(self): + root_powers = MathTex( + r"\left( e^\frac{\pi i}{2} \right)^0 &= 1 \\", + r"\left( e^\frac{\pi i}{2} \right)^1 &= i \\", + r"\left( e^\frac{\pi i}{2} \right)^2 &= -1 \\", + r"\left( e^\frac{\pi i}{2} \right)^3 &= -i \\") + + root_more_powers = MathTex( + r"\left( e^\frac{\pi i}{2} \right)^4 &= 1 \\", + r"\left( e^\frac{\pi i}{2} \right)^5 &= i \\", + r"\left( e^\frac{\pi i}{2} \right)^6 &= -1 \\", + r"\left( e^\frac{\pi i}{2} \right)^7 &= -i \\") + + root_powers.shift(LEFT * 2) + root_more_powers.shift(RIGHT * 2) + + for line in root_powers: + self.play(Write(line)) + + for line in root_more_powers: + self.play(Write(line)) + + self.wait() + self.play( + ApplyMethod(root_powers.to_edge, LEFT), + FadeOutAndShift(root_more_powers, RIGHT)) + + groups = MathTex( + r"G &= \left\{ 1, i, -1, -i \right\} \\", + r"&= \left\{", + "1,", "i,", "i^2,", "i^3", + r"\right\} \\", + r"Z_4 &= \left\{", + "1,", "r,", "r^2,", "r^3" + r"\right\}") + groups.shift(UP) + + self.play(Write(groups[0])) + self.play(FadeOutAndShift(root_powers, LEFT)) + for part in groups[0:]: + self.play(Write(part)) + self.play(ApplyMethod(groups.to_corner, UP + LEFT)) + self.wait() + + isomorphism = MathTex( + r"\varphi : G &\to Z_4 \\", + r"\mathrm{ker}(\varphi) &= \emptyset \\", + r"G &\cong Z_4") + + iso_it = iter(isomorphism) + self.play(Write(next(iso_it))) + self.wait() + self.play(Write(next(iso_it))) + self.wait() + + # TODO: show in group + + self.play(Write(next(iso_it))) + self.wait() + + self.play(ApplyMethod(isomorphism.to_edge, UP)) + + self.wait(5) + -- cgit v1.2.1 From 852e683777b8d8594ddd2a752affccb98ebc9fdf Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: Nao Pross Date: Thu, 15 Apr 2021 09:54:19 +0200 Subject: Reword video script --- vorlesungen/punktgruppen/script.pdf | Bin 22284 -> 22295 bytes vorlesungen/punktgruppen/script.tex | 14 +++++++------- 2 files changed, 7 insertions(+), 7 deletions(-) diff --git a/vorlesungen/punktgruppen/script.pdf b/vorlesungen/punktgruppen/script.pdf index 0893e79..044a426 100644 Binary files a/vorlesungen/punktgruppen/script.pdf and b/vorlesungen/punktgruppen/script.pdf differ diff --git a/vorlesungen/punktgruppen/script.tex b/vorlesungen/punktgruppen/script.tex index e4fc63c..a1e356a 100644 --- a/vorlesungen/punktgruppen/script.tex +++ b/vorlesungen/punktgruppen/script.tex @@ -15,13 +15,13 @@ \scene{Zyklische Gruppe} \begin{totranslate} - Let's now focus our attention on the simplest class of simmetries: those - generated only by a rotation. We'll describe the symmetries with a group - \(G\), and we'll write that it is generated by a rotation \(r\) with these - angle brackets. + Let's now focus our attention on the simplest class of symmetries: those + generated by a single rotation. We describe the symmetries with a group + \(G\), and denote that it is generated by a rotation \(r\) with these angle + brackets. - Take this shape as an example. By applying the rotation \emph{action} 5 - times, it seems as if we had not done anything, furthermore, if we \emph{act} + Take this shape as an example. By applying the rotation \emph{action} 5 + times, it looks as if we had not done anything, furthermore, if we \emph{act} with higher ``powers'' \(r\), they will have the same effect as one of the previous action. Thus the group only contain the identity and the powers of \(r\) up to 4. @@ -34,7 +34,7 @@ \scene{Diedergruppe} \begin{totranslate} - Okay that was not difficult, now let's spice this up a bit. + Okay that was not difficult, now let's spice this up a bit. \end{totranslate} \scene{Symmetrische Gruppe} -- cgit v1.2.1 From c8a276fee03f789becc6b412d29e2358903152a2 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: =?UTF-8?q?Andreas=20M=C3=BCller?= Date: Thu, 15 Apr 2021 11:13:29 +0200 Subject: add devide and conquor slides --- vorlesungen/slides/Makefile.inc | 3 +- vorlesungen/slides/a/Makefile.inc | 12 +++++ vorlesungen/slides/a/chapter.tex | 11 +++++ vorlesungen/slides/a/dc/beispiel.tex | 54 ++++++++++++++++++++++ vorlesungen/slides/a/dc/effizient.tex | 65 ++++++++++++++++++++++++++ vorlesungen/slides/a/dc/naiv.txt | 2 + vorlesungen/slides/a/dc/prinzip.tex | 86 +++++++++++++++++++++++++++++++++++ vorlesungen/slides/test.tex | 41 +++++------------ 8 files changed, 243 insertions(+), 31 deletions(-) create mode 100644 vorlesungen/slides/a/Makefile.inc create mode 100644 vorlesungen/slides/a/chapter.tex create mode 100644 vorlesungen/slides/a/dc/beispiel.tex create mode 100644 vorlesungen/slides/a/dc/effizient.tex create mode 100644 vorlesungen/slides/a/dc/naiv.txt create mode 100644 vorlesungen/slides/a/dc/prinzip.tex diff --git a/vorlesungen/slides/Makefile.inc b/vorlesungen/slides/Makefile.inc index e2271b8..0f5fa8c 100644 --- a/vorlesungen/slides/Makefile.inc +++ b/vorlesungen/slides/Makefile.inc @@ -12,7 +12,8 @@ include ../slides/5/Makefile.inc include ../slides/7/Makefile.inc include ../slides/8/Makefile.inc include ../slides/9/Makefile.inc +include ../slides/a/Makefile.inc slides = \ $(chapter0) $(chapter1) $(chapter2) $(chapter3) $(chapter4) \ - $(chapter5) $(chapter7) $(chapter8) $(chapter9) + $(chapter5) $(chapter7) $(chapter8) $(chapter9) $(chaptera) diff --git a/vorlesungen/slides/a/Makefile.inc b/vorlesungen/slides/a/Makefile.inc new file mode 100644 index 0000000..9b88c8f --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/a/Makefile.inc @@ -0,0 +1,12 @@ + +# +# Makefile.inc -- additional depencencies +# +# (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +# +chaptera = \ + ../slides/a/dc/prinzip.tex \ + ../slides/a/dc/effizient.tex \ + ../slides/a/dc/beispiel.tex \ + ../slides/a/chapter.tex + diff --git a/vorlesungen/slides/a/chapter.tex b/vorlesungen/slides/a/chapter.tex new file mode 100644 index 0000000..f03ca19 --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/a/chapter.tex @@ -0,0 +1,11 @@ +% +% chapter.tex +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, Hochschule Rapperswi +% + +\folie{a/dc/prinzip.tex} +\folie{a/dc/effizient.tex} +\folie{a/dc/beispiel.tex} + + diff --git a/vorlesungen/slides/a/dc/beispiel.tex b/vorlesungen/slides/a/dc/beispiel.tex new file mode 100644 index 0000000..4c99e9e --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/a/dc/beispiel.tex @@ -0,0 +1,54 @@ +% +% beispiel.tex -- slide template +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +% +\bgroup +\def\u#1#2{\uncover<#1->{#2}} +\begin{frame}[t] +\setlength{\abovedisplayskip}{5pt} +\setlength{\belowdisplayskip}{5pt} +\frametitle{Beispiel} +\vspace{-20pt} +\begin{columns}[t,onlytextwidth] +\begin{column}{0.48\textwidth} +\begin{block}{Aufgabe} +Berechne $1291^{17}\in\mathbb{F}_{2027}$ +\end{block} +\uncover<2->{% +\begin{block}{Exponent} +\vspace{-10pt} +\[ +17 = 2^4 + 1 += +\texttt{10001}_2 += +\texttt{0x11} +\] +\end{block}} +\end{column} +\begin{column}{0.48\textwidth} +\uncover<3->{% +\begin{block}{Divide-and-Conquor} +\begin{center} +\begin{tabular}{|>{$}r<{$}>{$}r<{$}|>{$}r<{$}|>{$}r<{$}|>{$}r<{$}|>{$}r<{$}|} +\hline +i&2^i& a^{2^i} & n & n_i & m \\ +\hline +0& 1& 1291 & 17 & \u{4}{1}&\u{5}{ 1291}\\ +1& 2& \u{6}{ 487}& \u{7}{8}& \u{8}{0}& \u{9}{\color{gray}1291}\\ +2& 4&\u{10}{ 10}&\u{11}{4}&\u{12}{0}&\u{13}{\color{gray}1291}\\ +3& 8&\u{14}{ 100}&\u{15}{2}&\u{16}{0}&\u{17}{\color{gray}1291}\\ +4& 16&\u{18}{1892}&\u{19}{1}&\u{20}{1}&\u{21}{ 37}\\ +\hline +\end{tabular} +\end{center} +\end{block}} +\uncover<22->{% +\begin{block}{Resultat} +\(1291^{17} \equiv 37\mod 2027\) +\end{block}} +\end{column} +\end{columns} +\end{frame} +\egroup diff --git a/vorlesungen/slides/a/dc/effizient.tex b/vorlesungen/slides/a/dc/effizient.tex new file mode 100644 index 0000000..327ee7e --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/a/dc/effizient.tex @@ -0,0 +1,65 @@ +% +% effizient.tex -- Effiziente Berechnung der Potenz +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +% +\bgroup +\definecolor{darkgreen}{rgb}{0,0.6,0} +\begin{frame}[t] +\setlength{\abovedisplayskip}{5pt} +\setlength{\belowdisplayskip}{5pt} +\frametitle{Effiziente Berechnung} +\vspace{-20pt} +\begin{columns}[t,onlytextwidth] +\begin{column}{0.48\textwidth} +\begin{block}{Prinzip} +\begin{enumerate} +\item<3-> {\color{red}Bits mit Shift isolieren} +\item<4-> {\color{blue}Laufend reduzieren} +\item<5-> {\color{darkgreen}effizient quadrieren} +\end{enumerate} +\end{block} +\end{column} +\begin{column}{0.48\textwidth} +\begin{block}{Algorithmus} +\begin{center} +\begin{tikzpicture}[>=latex,thick] +\uncover<3->{ +\fill[color=red!20] (2.3,-2.44) rectangle (3.8,-1.98); +\fill[color=red!20] (1.45,-3.88) rectangle (3.2,-3.42); +} +\uncover<4->{ +\fill[color=blue!20] (2.15,-2.94) rectangle (3.7,-2.48); +} +\uncover<5->{ +\fill[color=darkgreen!20] (1.45,-4.37) rectangle (3.8,-3.91); +} +\node at (0,0) [below right] {\begin{minipage}{6cm}\obeylines +{\tt int potenz(int $a$, int $n$) \{}\\ +\hspace*{0.7cm}{\tt int m = 1;}\\ +\hspace*{0.7cm}{\tt int q = $a$;}\\ +\uncover<2->{% +\hspace*{0.7cm}{\tt while ($n$ > 0) \{}\\ +\uncover<3->{% +\hspace*{1.4cm}{\tt if (0x1 \& $n$) \{}\\ +\uncover<4->{% +\hspace*{2.1cm}{\tt m *= q;}\\ +}% +\hspace*{1.4cm}{\tt \}}\\ +\hspace*{1.4cm}{\tt $n$ >{}>= 1;}\\ +}% +\uncover<5->{% +\hspace*{1.4cm}{\tt q = sqr(q);}\\ +}% +\hspace*{0.7cm}{\tt \}}\\ +}% +\hspace*{0.7cm}{\tt return m;}\\ +{\tt \}} +\end{minipage}}; +\end{tikzpicture} +\end{center} +\end{block} +\end{column} +\end{columns} +\end{frame} +\egroup diff --git a/vorlesungen/slides/a/dc/naiv.txt b/vorlesungen/slides/a/dc/naiv.txt new file mode 100644 index 0000000..bf5569d --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/a/dc/naiv.txt @@ -0,0 +1,2 @@ +int m = 1, i = 0; +while (i++ < n) { m *= a; } diff --git a/vorlesungen/slides/a/dc/prinzip.tex b/vorlesungen/slides/a/dc/prinzip.tex new file mode 100644 index 0000000..c75af61 --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/a/dc/prinzip.tex @@ -0,0 +1,86 @@ +% +% prinzip.tex -- slide template +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +% +\bgroup +\begin{frame}[t] +\setlength{\abovedisplayskip}{5pt} +\setlength{\belowdisplayskip}{5pt} +\frametitle{Potenzieren $\mod p$} +\vspace{-20pt} +\begin{columns}[t,onlytextwidth] +\begin{column}{0.48\textwidth} +\begin{block}{Aufgabe} +Berechne $a^n\in\mathbb{F}_p$ für grosses $n$ +\end{block} +\uncover<2->{% +\begin{block}{Mengengerüst} +\( +\log_2 n > 2000 +\) +\\ +\uncover<3->{% +RSA mit $N=pq$: Exponenten sind $e,d$, $e$ klein, aber +\( +ed\equiv 1 \mod \varphi(N) +\)} +\end{block}} +\uncover<4->{% +\begin{block}{Naive Idee} +\verbatiminput{../slides/a/dc/naiv.txt} +Laufzeit: $O(n) \uncover<5->{= O(2^{\log_2n})}$% +\uncover<5->{, d.~h.~exponentiell in der Bitlänge von $n$} +\end{block}} +\end{column} +\begin{column}{0.48\textwidth} +\uncover<6->{% +\begin{block}{Idee 1: Exponent binär schreiben} +\vspace{-12pt} +\[ +n = n_k2^k + n_{k-1}2^{k-1} + \dots +n_12^1 + n_02^0 +\] +\end{block}} +\vspace{-5pt} +\uncover<7->{% +\begin{block}{Idee 2: Potenzgesetze} +\vspace{-12pt} +\[ +a^n += +a^{n_k2^k} +a^{n_{k-1}2^k} +\dots +a^{n_12^1} +a^{n_02^0} +\uncover<8->{= +\prod_{n_i = 1} +a^{2^i}} +\] +\end{block}} +\vspace{-15pt} +\uncover<9->{% +\begin{block}{Idee 3: Quadrieren} +\vspace{-10pt} +\begin{align*} +a^{2^i} +&= +a^{2\cdot 2^{i-1}} +\uncover<10->{= +(a^{2^{i-1}})^2} +\\ +&\uncover<11->{= +(\dots(a\underbrace{\mathstrut^2)^2\dots)^2}_{\displaystyle i}} +\end{align*} +\end{block}} +\vspace{-18pt} +\uncover<12->{% +\begin{block}{Laufzeit} +Multiplikationen: $\le 2 \cdot(\log_2(n) - 1)$ +\\ +\uncover<13->{Worst case Laufzeit: $O(\log_2 n)$} +\end{block}} +\end{column} +\end{columns} +\end{frame} +\egroup diff --git a/vorlesungen/slides/test.tex b/vorlesungen/slides/test.tex index 4673f76..ffd492c 100644 --- a/vorlesungen/slides/test.tex +++ b/vorlesungen/slides/test.tex @@ -4,36 +4,17 @@ % (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, Hochschule Rapperswil % -\section{Matrizen-Gruppen} -% Was sind Symmetrien -%\folie{7/symmetrien.tex} -% Algebraische Bedingungen für Matrixgruppen -%\folie{7/algebraisch.tex} -% Parametrisierung, Beispiel SO(3) -%\folie{7/parameter.tex} -% Mannigfaltigkeiten -%\folie{7/mannigfaltigkeit.tex} -% Weitere Beispiele -% SL_2(R) -%\folie{7/sl2.tex} -\folie{7/drehung.tex} -%\folie{7/drehanim.tex} -% Semidirekte Produkte SO(2) x R^2, R^+ x R -%\folie{7/semi.tex} +\folie{a/dc/prinzip.tex} +\folie{a/dc/effizient.tex} +\folie{a/dc/beispiel.tex} -\section{Ableitungen} -% Kurven in einer Gruppe -%\folie{7/kurven.tex} -% Einparameter-Gruppen -%\folie{7/einparameter.tex} -% Ableitung einer Einparameter-Gruppe -%\folie{7/ableitung.tex} -% Lie-Algebra -%\folie{7/liealgebra.tex} -% Kommutator -%\folie{7/kommutator.tex} +%\folie{a/ecc/gruppendh.tex} +%\folie{a/ecc/kurve.tex} +%\folie{a/ecc/operation.tex} +%\folie{a/ecc/quadrieren.tex} -\section{Exponentialabbildung} -% Differentialgleichung für die Exponentialabbildung -%\folie{7/dg.tex} +%\folie{a/aes/bytes.tex} +%\folie{a/aes/blockes.tex} +%\folie{a/aes/kays.tex} +%\folie{a/aes/runden.tex} -- cgit v1.2.1 From 27e4a77c3527d0e3321ac64df5a9d694a437e08f Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: =?UTF-8?q?Andreas=20M=C3=BCller?= Date: Thu, 15 Apr 2021 11:14:18 +0200 Subject: add MSE presentation --- vorlesungen/07_msecrypto/Makefile | 33 +++++++++++++++++++++ vorlesungen/07_msecrypto/MathSemMSE-07-crypto.tex | 14 +++++++++ vorlesungen/07_msecrypto/common.tex | 16 ++++++++++ vorlesungen/07_msecrypto/msecrypto-handout.tex | 11 +++++++ vorlesungen/07_msecrypto/slides.tex | 36 +++++++++++++++++++++++ 5 files changed, 110 insertions(+) create mode 100644 vorlesungen/07_msecrypto/Makefile create mode 100644 vorlesungen/07_msecrypto/MathSemMSE-07-crypto.tex create mode 100644 vorlesungen/07_msecrypto/common.tex create mode 100644 vorlesungen/07_msecrypto/msecrypto-handout.tex create mode 100644 vorlesungen/07_msecrypto/slides.tex diff --git a/vorlesungen/07_msecrypto/Makefile b/vorlesungen/07_msecrypto/Makefile new file mode 100644 index 0000000..5d4ecd0 --- /dev/null +++ b/vorlesungen/07_msecrypto/Makefile @@ -0,0 +1,33 @@ +# +# Makefile -- crypto +# +# (c) 2017 Prof Dr Andreas Müller, Hochschule Rapperswil +# +all: crypto-handout.pdf MathSemMSE-07-crypto.pdf + +include ../slides/Makefile.inc + +SOURCES = common.tex slides.tex $(slides) + +MathSemMSE-07-crypto.pdf: MathSemMSE-07-crypto.tex $(SOURCES) + pdflatex MathSemMSE-07-crypto.tex + +crypto-handout.pdf: crypto-handout.tex $(SOURCES) + pdflatex crypto-handout.tex + +thumbnail: thumbnail.jpg # fix1.jpg + +thumbnail.pdf: MathSemMSE-07-crypto.pdf + pdfjam --outfile thumbnail.pdf --papersize '{16cm,9cm}' \ + MathSemMSE-07-crypto.pdf 1 +thumbnail.jpg: thumbnail.pdf + convert -density 300 thumbnail.pdf \ + -resize 1920x1080 -units PixelsPerInch thumbnail.jpg + +fix1.pdf: MathSemMSE-07-crypto.pdf + pdfjam --outfile fix1.pdf --papersize '{16cm,9cm}' \ + MathSemMSE-07-crypto.pdf 1 +fix1.jpg: fix1.pdf + convert -density 300 fix1.pdf \ + -resize 1920x1080 -units PixelsPerInch fix1.jpg + diff --git a/vorlesungen/07_msecrypto/MathSemMSE-07-crypto.tex b/vorlesungen/07_msecrypto/MathSemMSE-07-crypto.tex new file mode 100644 index 0000000..179837b --- /dev/null +++ b/vorlesungen/07_msecrypto/MathSemMSE-07-crypto.tex @@ -0,0 +1,14 @@ +% +% MathSem-07-msecrypto.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/07_msecrypto/common.tex b/vorlesungen/07_msecrypto/common.tex new file mode 100644 index 0000000..0700acf --- /dev/null +++ b/vorlesungen/07_msecrypto/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{% +\usetheme[hideothersubsections,hidetitle]{Hannover} +} +\beamertemplatenavigationsymbolsempty +\title[Titel]{Titel} +\author[A.~Müller]{Prof. Dr. Andreas Müller} +\date[]{} +\newboolean{presentation} + diff --git a/vorlesungen/07_msecrypto/msecrypto-handout.tex b/vorlesungen/07_msecrypto/msecrypto-handout.tex new file mode 100644 index 0000000..d42a260 --- /dev/null +++ b/vorlesungen/07_msecrypto/msecrypto-handout.tex @@ -0,0 +1,11 @@ +% +% msecrypto-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/07_msecrypto/slides.tex b/vorlesungen/07_msecrypto/slides.tex new file mode 100644 index 0000000..e95d534 --- /dev/null +++ b/vorlesungen/07_msecrypto/slides.tex @@ -0,0 +1,36 @@ +% +% slides.tex -- Präsentation zur Kryptographie +% +% (c) 2017 Prof Dr Andreas Müller, Hochschule Rapperswil +% +\section{Diffie-Hellmann} +\folie{4/dh.tex} + +\section{Divide and Conquer} +% XXX Potenzieren +%\folie{a/dc/prinzip.tex} +% XXX effiziente Durchführung +%\folie{a/dc/effizient.tex} +% XXX Beispieldurchführung +%\folie{a/dc/beispiel.tex} + +\section{Elliptische Kurven} +% XXX Idee +%\folie{a/ecc/gruppendh.tex} +% XXX Was ist eine elliptische Kurve (char 0 Bild) +%\folie{a/ecc/kurve.tex} +% XXX Verknüpfung +%\follie{a/ecc/operation.tex} +% XXX Quadrieren +%\folie{a/ecc/quadrieren.tex} + +\section{AES} +% XXX Byte-Operationen +%\folie{a/aes/bytes.tex} +% XXX Block-Operationen +%\folie{a/aes/blocks.tex} +% XXX Key-Schedule +%\folie{a/aes/keys.tex} +% XXX Zusammensetzung +%\folie{a/aes/runden.tex} + -- cgit v1.2.1 From d83ad723f1f7e5fc30f5e0e4f87a77668aac0918 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: =?UTF-8?q?Andreas=20M=C3=BCller?= Date: Thu, 15 Apr 2021 12:16:19 +0200 Subject: more ec slides --- vorlesungen/07_msecrypto/crypto-handout.tex | 11 +++++ vorlesungen/07_msecrypto/msecrypto-handout.tex | 11 ----- vorlesungen/07_msecrypto/slides.tex | 14 ++++--- vorlesungen/slides/a/Makefile.inc | 6 ++- vorlesungen/slides/a/chapter.tex | 3 ++ vorlesungen/slides/a/ecc/gruppendh.tex | 51 +++++++++++++++++++++++ vorlesungen/slides/a/ecc/inverse.tex | 48 ++++++++++++++++++++++ vorlesungen/slides/a/ecc/kurve.tex | 56 ++++++++++++++++++++++++++ vorlesungen/slides/test.tex | 9 +++-- 9 files changed, 187 insertions(+), 22 deletions(-) create mode 100644 vorlesungen/07_msecrypto/crypto-handout.tex delete mode 100644 vorlesungen/07_msecrypto/msecrypto-handout.tex create mode 100644 vorlesungen/slides/a/ecc/gruppendh.tex create mode 100644 vorlesungen/slides/a/ecc/inverse.tex create mode 100644 vorlesungen/slides/a/ecc/kurve.tex diff --git a/vorlesungen/07_msecrypto/crypto-handout.tex b/vorlesungen/07_msecrypto/crypto-handout.tex new file mode 100644 index 0000000..d42a260 --- /dev/null +++ b/vorlesungen/07_msecrypto/crypto-handout.tex @@ -0,0 +1,11 @@ +% +% msecrypto-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/07_msecrypto/msecrypto-handout.tex b/vorlesungen/07_msecrypto/msecrypto-handout.tex deleted file mode 100644 index d42a260..0000000 --- a/vorlesungen/07_msecrypto/msecrypto-handout.tex +++ /dev/null @@ -1,11 +0,0 @@ -% -% msecrypto-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/07_msecrypto/slides.tex b/vorlesungen/07_msecrypto/slides.tex index e95d534..bdd4087 100644 --- a/vorlesungen/07_msecrypto/slides.tex +++ b/vorlesungen/07_msecrypto/slides.tex @@ -7,18 +7,20 @@ \folie{4/dh.tex} \section{Divide and Conquer} -% XXX Potenzieren -%\folie{a/dc/prinzip.tex} -% XXX effiziente Durchführung -%\folie{a/dc/effizient.tex} -% XXX Beispieldurchführung -%\folie{a/dc/beispiel.tex} +% Potenzieren +\folie{a/dc/prinzip.tex} +% effiziente Durchführung +\folie{a/dc/effizient.tex} +% Beispieldurchführung +\folie{a/dc/beispiel.tex} \section{Elliptische Kurven} % XXX Idee %\folie{a/ecc/gruppendh.tex} % XXX Was ist eine elliptische Kurve (char 0 Bild) %\folie{a/ecc/kurve.tex} +% XXX Involution/Inverse +%\folie{a/ecc/inverse.tex} % XXX Verknüpfung %\follie{a/ecc/operation.tex} % XXX Quadrieren diff --git a/vorlesungen/slides/a/Makefile.inc b/vorlesungen/slides/a/Makefile.inc index 9b88c8f..45e22fc 100644 --- a/vorlesungen/slides/a/Makefile.inc +++ b/vorlesungen/slides/a/Makefile.inc @@ -1,4 +1,3 @@ - # # Makefile.inc -- additional depencencies # @@ -8,5 +7,10 @@ chaptera = \ ../slides/a/dc/prinzip.tex \ ../slides/a/dc/effizient.tex \ ../slides/a/dc/beispiel.tex \ + \ + ../slides/a/ecc/gruppendh.tex \ + ../slides/a/ecc/kurve.tex \ + ../slides/a/ecc/inverse.tex \ + \ ../slides/a/chapter.tex diff --git a/vorlesungen/slides/a/chapter.tex b/vorlesungen/slides/a/chapter.tex index f03ca19..270aa0d 100644 --- a/vorlesungen/slides/a/chapter.tex +++ b/vorlesungen/slides/a/chapter.tex @@ -8,4 +8,7 @@ \folie{a/dc/effizient.tex} \folie{a/dc/beispiel.tex} +\folie{a/ecc/gruppendh.tex} +\folie{a/ecc/kurve.tex} +\folie{a/ecc/inverse.tex} diff --git a/vorlesungen/slides/a/ecc/gruppendh.tex b/vorlesungen/slides/a/ecc/gruppendh.tex new file mode 100644 index 0000000..13d85c8 --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/a/ecc/gruppendh.tex @@ -0,0 +1,51 @@ +% +% template.tex -- slide template +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +% +\bgroup +\begin{frame}[t] +\setlength{\abovedisplayskip}{5pt} +\setlength{\belowdisplayskip}{5pt} +\frametitle{Diffie-Hellmann verallgemeinern} +\vspace{-20pt} +\begin{columns}[t,onlytextwidth] +\begin{column}{0.48\textwidth} +\begin{block}{Diffie-Hellman in $\mathbb{F}_p$\strut} +\begin{enumerate} +\item<2-> Parteien einigen sich auf $g\in \mathbb{F}_p$, $g\ne 0$, $g\ne 1$ +\item<3-> $A$ und $B$ wählen Exponenten $a,b\in \mathbb{N}$ +\item<4-> Parteien tauschen $u=g^a$ und $v=g^b$ aus +\item<5-> Parteien berechnen $v^a$ und $u^b$ +\[ +v^a = (g^b)^a = g^{ab} =(g^a)^b = u^b +\] +gemeinsamer privater Schlüssel +\end{enumerate} +\end{block} +\uncover<11->{% +{\usebeamercolor[fg]{title}Spezialfall:} $G=\mathbb{F}_p^*$ +} +\end{column} +\begin{column}{0.48\textwidth} +\uncover<6->{% +\begin{block}{Diffie-Hellmann in $G$\strut} +\begin{enumerate} +\item<7-> Parteien einigen sich auf $g\in G$, $g\ne e$ +\item<8-> $A$ und $B$ wählen Exponenten $a,b\in \mathbb{N}$ +\item<9-> Parteien tauschen $u=g^a$ und $v=g^b$ aus +\item<10-> Parteien berechnen $v^a$ und $u^b$ +\[ +v^a = (g^b)^a = g^{ab} =(g^a)^b = u^b +\] +gemeinsamer privater Schlüssel +\end{enumerate} +\end{block}} +\uncover<12->{% +{\usebeamercolor[fg]{title}Idee:} Wähle effizient zu berechnende, ``grosse'' +Gruppen, mit ``komplizierter'' Multiplikation +} +\end{column} +\end{columns} +\end{frame} +\egroup diff --git a/vorlesungen/slides/a/ecc/inverse.tex b/vorlesungen/slides/a/ecc/inverse.tex new file mode 100644 index 0000000..f66101d --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/a/ecc/inverse.tex @@ -0,0 +1,48 @@ +% +% inverse.tex -- slide template +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +% +\bgroup +\begin{frame}[t] +\setlength{\abovedisplayskip}{5pt} +\setlength{\belowdisplayskip}{5pt} +\frametitle{Involution/Inverse} +\vspace{-20pt} +\begin{columns}[t,onlytextwidth] +\begin{column}{0.48\textwidth} +\begin{center} +\includegraphics[width=\textwidth]{../../buch/chapters/90-crypto/images/elliptic.pdf} +\end{center} +\end{column} +\begin{column}{0.48\textwidth} +\begin{block}{In speziellen Koordinaten} +\vspace{-12pt} +\[ +v^2 = u^3+Au+B +\] +\uncover<2->{invariant unter $v\mapsto -v$}% +\\ +\uncover<3->{{\color{red}geht nicht in $\mathbb{F}_2$}} +\end{block} +\uncover<4->{% +\begin{block}{Allgemein} +\vspace{-12pt} +\begin{align*} +Y^2+XY &= X^3 + aX+b +\\ +\uncover<5->{% +Y(Y+X) &= X^3 + aX + b} +\end{align*} +\uncover<6->{invariant unter} +\begin{align*} +\uncover<7->{X&\mapsto X,& Y&\mapsto -X-Y} +\\ +\uncover<8->{&&\Rightarrow X+Y&\mapsto -Y} +\end{align*} +Spezialfall $\mathbb{F}_2$: $Y\leftrightarrow X+Y$ +\end{block}} +\end{column} +\end{columns} +\end{frame} +\egroup diff --git a/vorlesungen/slides/a/ecc/kurve.tex b/vorlesungen/slides/a/ecc/kurve.tex new file mode 100644 index 0000000..9cf1aa2 --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/a/ecc/kurve.tex @@ -0,0 +1,56 @@ +% +% kurve.tex -- elliptische Kurven +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +% +\bgroup +\begin{frame}[t] +\setlength{\abovedisplayskip}{5pt} +\setlength{\belowdisplayskip}{5pt} +\frametitle{Kubische Kurven} +\vspace{-20pt} +\begin{columns}[t,onlytextwidth] +\begin{column}{0.48\textwidth} +\begin{center} +\uncover<5->{% +\includegraphics[width=\textwidth]{../../buch/chapters/90-crypto/images/elliptic.pdf} +} +\end{center} +\end{column} +\begin{column}{0.48\textwidth} +\begin{block}{Allgemein} +mit $a,b\in\Bbbk$ +\[ +Y^2 + XY = X^3 + aX + b +\] +\end{block} +\vspace{-10pt} +\uncover<2->{% +\begin{block}{Spezielle Parametrisierung} +\vspace{-10pt} +\begin{align*} +Y^2 + XY + \frac14X^2 +&= +X^3 + \frac14X^2 + aX + b +\\ +\uncover<3->{ +(Y+\frac12X)^2 +&= +X^3 + \frac14X^2 + aX + b +}\\ +\uncover<4->{ +v^2 +&= +u^3+Au+B} +\end{align*} +\uncover<4->{mit +\[ +v=Y+{\textstyle\frac12}X, +\qquad +u=X+\frac1{12} +\]} +\end{block}} +\end{column} +\end{columns} +\end{frame} +\egroup diff --git a/vorlesungen/slides/test.tex b/vorlesungen/slides/test.tex index ffd492c..8a7c0a7 100644 --- a/vorlesungen/slides/test.tex +++ b/vorlesungen/slides/test.tex @@ -4,12 +4,13 @@ % (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, Hochschule Rapperswil % -\folie{a/dc/prinzip.tex} -\folie{a/dc/effizient.tex} -\folie{a/dc/beispiel.tex} +%\folie{a/dc/prinzip.tex} +%\folie{a/dc/effizient.tex} +%\folie{a/dc/beispiel.tex} %\folie{a/ecc/gruppendh.tex} -%\folie{a/ecc/kurve.tex} +\folie{a/ecc/kurve.tex} +\folie{a/ecc/inverse.tex} %\folie{a/ecc/operation.tex} %\folie{a/ecc/quadrieren.tex} -- cgit v1.2.1 From 91284841f585ad2e5bf5002ce10ee4f3baa93b95 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: =?UTF-8?q?Andreas=20M=C3=BCller?= Date: Thu, 15 Apr 2021 16:43:09 +0200 Subject: add oakley groups --- vorlesungen/07_msecrypto/slides.tex | 22 +++++---- vorlesungen/slides/a/Makefile.inc | 3 ++ vorlesungen/slides/a/chapter.tex | 3 ++ vorlesungen/slides/a/ecc/inverse.tex | 2 +- vorlesungen/slides/a/ecc/oakley.tex | 85 +++++++++++++++++++++++++++++++++ vorlesungen/slides/a/ecc/oakley1.txt | 14 ++++++ vorlesungen/slides/a/ecc/oakley2.txt | 16 +++++++ vorlesungen/slides/a/ecc/oakley3.txt | 17 +++++++ vorlesungen/slides/a/ecc/oakley4.txt | 17 +++++++ vorlesungen/slides/a/ecc/operation.tex | 68 ++++++++++++++++++++++++++ vorlesungen/slides/a/ecc/prime1.txt | 5 ++ vorlesungen/slides/a/ecc/prime2.txt | 8 ++++ vorlesungen/slides/a/ecc/primes | 13 +++++ vorlesungen/slides/a/ecc/quadrieren.tex | 59 +++++++++++++++++++++++ vorlesungen/slides/test.tex | 9 ++-- 15 files changed, 326 insertions(+), 15 deletions(-) create mode 100644 vorlesungen/slides/a/ecc/oakley.tex create mode 100644 vorlesungen/slides/a/ecc/oakley1.txt create mode 100644 vorlesungen/slides/a/ecc/oakley2.txt create mode 100644 vorlesungen/slides/a/ecc/oakley3.txt create mode 100644 vorlesungen/slides/a/ecc/oakley4.txt create mode 100644 vorlesungen/slides/a/ecc/operation.tex create mode 100644 vorlesungen/slides/a/ecc/prime1.txt create mode 100644 vorlesungen/slides/a/ecc/prime2.txt create mode 100644 vorlesungen/slides/a/ecc/primes create mode 100644 vorlesungen/slides/a/ecc/quadrieren.tex diff --git a/vorlesungen/07_msecrypto/slides.tex b/vorlesungen/07_msecrypto/slides.tex index bdd4087..0f62d18 100644 --- a/vorlesungen/07_msecrypto/slides.tex +++ b/vorlesungen/07_msecrypto/slides.tex @@ -15,16 +15,18 @@ \folie{a/dc/beispiel.tex} \section{Elliptische Kurven} -% XXX Idee -%\folie{a/ecc/gruppendh.tex} -% XXX Was ist eine elliptische Kurve (char 0 Bild) -%\folie{a/ecc/kurve.tex} -% XXX Involution/Inverse -%\folie{a/ecc/inverse.tex} -% XXX Verknüpfung -%\follie{a/ecc/operation.tex} -% XXX Quadrieren -%\folie{a/ecc/quadrieren.tex} +% Idee +\folie{a/ecc/gruppendh.tex} +% Was ist eine elliptische Kurve (char 0 Bild) +\folie{a/ecc/kurve.tex} +% Involution/Inverse +\folie{a/ecc/inverse.tex} +% Verknüpfung +\folie{a/ecc/operation.tex} +% Quadrieren +\folie{a/ecc/quadrieren.tex} +% XXX Oakley Gruppe +%\folie{a/ecc/oakley.tex} \section{AES} % XXX Byte-Operationen diff --git a/vorlesungen/slides/a/Makefile.inc b/vorlesungen/slides/a/Makefile.inc index 45e22fc..9dba93f 100644 --- a/vorlesungen/slides/a/Makefile.inc +++ b/vorlesungen/slides/a/Makefile.inc @@ -11,6 +11,9 @@ chaptera = \ ../slides/a/ecc/gruppendh.tex \ ../slides/a/ecc/kurve.tex \ ../slides/a/ecc/inverse.tex \ + ../slides/a/ecc/operation.tex \ + ../slides/a/ecc/quadrieren.tex \ + ../slides/a/ecc/oakley.tex \ \ ../slides/a/chapter.tex diff --git a/vorlesungen/slides/a/chapter.tex b/vorlesungen/slides/a/chapter.tex index 270aa0d..84ee609 100644 --- a/vorlesungen/slides/a/chapter.tex +++ b/vorlesungen/slides/a/chapter.tex @@ -11,4 +11,7 @@ \folie{a/ecc/gruppendh.tex} \folie{a/ecc/kurve.tex} \folie{a/ecc/inverse.tex} +\folie{a/ecc/operation.tex} +\folie{a/ecc/quadrieren.tex} +\folie{a/ecc/oakley.tex} diff --git a/vorlesungen/slides/a/ecc/inverse.tex b/vorlesungen/slides/a/ecc/inverse.tex index f66101d..c50f698 100644 --- a/vorlesungen/slides/a/ecc/inverse.tex +++ b/vorlesungen/slides/a/ecc/inverse.tex @@ -40,7 +40,7 @@ Y(Y+X) &= X^3 + aX + b} \\ \uncover<8->{&&\Rightarrow X+Y&\mapsto -Y} \end{align*} -Spezialfall $\mathbb{F}_2$: $Y\leftrightarrow X+Y$ +\uncover<9->{Spezialfall $\mathbb{F}_2$: $Y\leftrightarrow X+Y$} \end{block}} \end{column} \end{columns} diff --git a/vorlesungen/slides/a/ecc/oakley.tex b/vorlesungen/slides/a/ecc/oakley.tex new file mode 100644 index 0000000..6980c10 --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/a/ecc/oakley.tex @@ -0,0 +1,85 @@ +% +% oakley.tex -- Oakley Gruppen +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +% +\bgroup +\begin{frame}[t] +\setlength{\abovedisplayskip}{5pt} +\setlength{\belowdisplayskip}{5pt} +\frametitle{Oakley-Gruppen} +\only<1>{% +\small +\verbatiminput{../slides/a/ecc/oakley1.txt} +$\approx 1.55252\cdot 10^{231}$ +} +\only<2>{% +\begin{block}{$\mathbb{F}_p$} +Endlicher Körper mit $p = $ +\verbatiminput{../slides/a/ecc/prime1.txt} +\end{block} +} +\only<3>{% +\small +\verbatiminput{../slides/a/ecc/oakley2.txt} +} +\only<4>{% +\begin{block}{$\mathbb{F}_p$} +Endlicher Körper mit $p = $ +\verbatiminput{../slides/a/ecc/prime2.txt} +$\approx 1.7977\cdot 10^{308}$ +\end{block} +} +\only<5>{% +\small +\verbatiminput{../slides/a/ecc/oakley3.txt} +} +\only<6>{% +\begin{block}{Oakley Gruppe 3} +\begin{align*} +m(x) &= x^{155} + x^{62} + 1 +\\ +a &= 0 +\\ +b &= \texttt{0x07338f} +\\ +g_x &= 0x7b = x^6 + x^5 + x^4 + x^3 + x + 1 +\\ +&= +x^{18}+x^{17}+x^{16} ++ +x^{13}+x^{12} ++ +x^{9}+x^{8}+x^{7} ++ +x^{3}+x^{1}+x^{1}+1 +\\ +|G|&=45671926166590716193865565914344635196769237316 = 4.5672\cdot 10^{46} +\\ +\log_2|G|&=155\,\text{bit} +\end{align*} +\end{block}} +\only<7>{% +\small +\verbatiminput{../slides/a/ecc/oakley4.txt} +} +\only<8>{% +\begin{block}{Oakley Gruppe 4} +\begin{align*} +m(x) &= x^{185} + x^{69} + 1 +\\ +a &= 0 +\\ +b &= \texttt{0x1ee9} = x^{12} + x^{11}+x^{10}+x^9 + x^7+x^6+x^5 + x^3+1 +\\ +g_x &= \texttt{0x18} = x^4+x^3 +\\ +|G| &= 49039857307708443467467104857652682248052385001045053116 +\\ +&= 4.9040\cdot 10^{55} +\\ +\log_2|G| &= 185 +\end{align*} +\end{block}} +\end{frame} +\egroup diff --git a/vorlesungen/slides/a/ecc/oakley1.txt b/vorlesungen/slides/a/ecc/oakley1.txt new file mode 100644 index 0000000..4cc31ae --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/a/ecc/oakley1.txt @@ -0,0 +1,14 @@ +6.1 First Oakley Default Group + + Oakley implementations MUST support a MODP group with the following + prime and generator. This group is assigned id 1 (one). + + The prime is: 2^768 - 2 ^704 - 1 + 2^64 * { [2^638 pi] + 149686 } + Its hexadecimal value is + + FFFFFFFF FFFFFFFF C90FDAA2 2168C234 C4C6628B 80DC1CD1 + 29024E08 8A67CC74 020BBEA6 3B139B22 514A0879 8E3404DD + EF9519B3 CD3A431B 302B0A6D F25F1437 4FE1356D 6D51C245 + E485B576 625E7EC6 F44C42E9 A63A3620 FFFFFFFF FFFFFFFF + + The generator is: 2. diff --git a/vorlesungen/slides/a/ecc/oakley2.txt b/vorlesungen/slides/a/ecc/oakley2.txt new file mode 100644 index 0000000..ddb2d2a --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/a/ecc/oakley2.txt @@ -0,0 +1,16 @@ +6.2 Second Oakley Group + + IKE implementations SHOULD support a MODP group with the following + prime and generator. This group is assigned id 2 (two). + + The prime is 2^1024 - 2^960 - 1 + 2^64 * { [2^894 pi] + 129093 }. + Its hexadecimal value is + + FFFFFFFF FFFFFFFF C90FDAA2 2168C234 C4C6628B 80DC1CD1 + 29024E08 8A67CC74 020BBEA6 3B139B22 514A0879 8E3404DD + EF9519B3 CD3A431B 302B0A6D F25F1437 4FE1356D 6D51C245 + E485B576 625E7EC6 F44C42E9 A637ED6B 0BFF5CB6 F406B7ED + EE386BFB 5A899FA5 AE9F2411 7C4B1FE6 49286651 ECE65381 + FFFFFFFF FFFFFFFF + + The generator is 2 (decimal) diff --git a/vorlesungen/slides/a/ecc/oakley3.txt b/vorlesungen/slides/a/ecc/oakley3.txt new file mode 100644 index 0000000..ab2c78f --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/a/ecc/oakley3.txt @@ -0,0 +1,17 @@ +6.3 Third Oakley Group + + IKE implementations SHOULD support a EC2N group with the following + characteristics. This group is assigned id 3 (three). The curve is + based on the Galois Field GF[2^155]. The field size is 155. The + irreducible polynomial for the field is: + u^155 + u^62 + 1. + The equation for the elliptic curve is: + y^2 + xy = x^3 + ax^2 + b. + + Field Size: 155 + Group Prime/Irreducible Polynomial: + 0x0800000000000000000000004000000000000001 + Group Generator One: 0x7b + Group Curve A: 0x0 + Group Curve B: 0x07338f + Group Order: 0X0800000000000000000057db5698537193aef944 diff --git a/vorlesungen/slides/a/ecc/oakley4.txt b/vorlesungen/slides/a/ecc/oakley4.txt new file mode 100644 index 0000000..3ec20cc --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/a/ecc/oakley4.txt @@ -0,0 +1,17 @@ +6.4 Fourth Oakley Group + + IKE implementations SHOULD support a EC2N group with the following + characteristics. This group is assigned id 4 (four). The curve is + based on the Galois Field GF[2^185]. The field size is 185. The + irreducible polynomial for the field is: + u^185 + u^69 + 1. The + equation for the elliptic curve is: + y^2 + xy = x^3 + ax^2 + b. + + Field Size: 185 + Group Prime/Irreducible Polynomial: + 0x020000000000000000000000000000200000000000000001 + Group Generator One: 0x18 + Group Curve A: 0x0 + Group Curve B: 0x1ee9 + Group Order: 0X01ffffffffffffffffffffffdbf2f889b73e484175f94ebc diff --git a/vorlesungen/slides/a/ecc/operation.tex b/vorlesungen/slides/a/ecc/operation.tex new file mode 100644 index 0000000..61ef95d --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/a/ecc/operation.tex @@ -0,0 +1,68 @@ +% +% operation.tex -- Gruppen-Operation auf einer elliptischen Kurve +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +% +\bgroup +\begin{frame}[t] +\setlength{\abovedisplayskip}{5pt} +\setlength{\belowdisplayskip}{5pt} +\frametitle{Gruppenoperation} +\vspace{-20pt} +\begin{columns}[t,onlytextwidth] +\begin{column}{0.40\textwidth} +\begin{center} +\includegraphics[width=\textwidth]{../../buch/chapters/90-crypto/images/elliptic.pdf} +\end{center} +\vspace{-23pt} +\uncover<8->{% +\begin{block}{Verifizieren} +\begin{enumerate} +\item<9-> Assoziativ? +\item<10-> Neutrales Element $\mathstrut=\infty$ +\item<11-> Involution = Inverse? +\end{enumerate} +\end{block}} +\end{column} +\begin{column}{0.56\textwidth} +\begin{block}{Gerade} +$g_1,g_2\in G$, $t\in \Bbbk$ +\begin{align*} +g(t) +&= +tg_1+(1-t)g_2 +\\ +\uncover<2->{ +\begin{pmatrix}X(t)\\Y(t)\end{pmatrix} +&= +t\begin{pmatrix}x_1\\y_1\end{pmatrix} ++ +(1-t)\begin{pmatrix}x_2\\y_2\end{pmatrix} +\in\Bbbk^2 +} +\end{align*} +\end{block} +\vspace{-13pt} +\uncover<3->{% +\begin{block}{3. Schnittpunkt} +$g(t)$ einsetzen in die elliptische Kurve +\[ +p(t) += +Y(t)^2+X(t)Y(t)-X(t)^3-aX(t)-b=0 +\] +\vspace{-12pt} +\begin{enumerate} +\item<4-> +kubisches Polynom mit Nullstellen $t=0,1$ +\item<5-> +$p(t) $ ist durch $t(t-1)$ teilbar +\item<6-> +$p(t) = t(t-1)(Jt+K)=0 +\uncover<7->{\Rightarrow t=-K/J$} +\end{enumerate} +\end{block}} +\end{column} +\end{columns} +\end{frame} +\egroup diff --git a/vorlesungen/slides/a/ecc/prime1.txt b/vorlesungen/slides/a/ecc/prime1.txt new file mode 100644 index 0000000..eb4515d --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/a/ecc/prime1.txt @@ -0,0 +1,5 @@ + 15 52518 09230 07089 35130 91813 12584 +81755 63133 40494 34514 31320 23511 94902 96623 99491 02107 +25866 94538 76591 64244 29100 07680 28886 42291 50803 71891 +80463 42632 72761 30312 82983 74438 08208 90196 28850 91706 +91316 59317 53674 69551 76311 98433 71637 22100 72105 77919 diff --git a/vorlesungen/slides/a/ecc/prime2.txt b/vorlesungen/slides/a/ecc/prime2.txt new file mode 100644 index 0000000..13458fb --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/a/ecc/prime2.txt @@ -0,0 +1,8 @@ + 1797 69313 +48623 15907 70839 15679 37874 53197 86029 60487 56011 70644 +44236 84197 18021 61585 19368 94783 37958 64925 54150 21805 +65485 98050 36464 40548 19923 91000 50792 87700 33558 16639 +22955 31362 39076 50873 57599 14822 57486 25750 07425 30207 +74477 12589 55095 79377 78424 44242 66173 34727 62929 93876 +68709 20560 60502 70810 84290 76929 32019 12819 44676 27007 + diff --git a/vorlesungen/slides/a/ecc/primes b/vorlesungen/slides/a/ecc/primes new file mode 100644 index 0000000..3feea29 --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/a/ecc/primes @@ -0,0 +1,13 @@ +#! /bin/bash +# +# primes +# +# (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +# +bc <{{\color{red}ohne Analysis!}} +\end{block} +\begin{center} +\includegraphics[width=\textwidth]{../../buch/chapters/90-crypto/images/elliptic.pdf} +\end{center} +\end{column} +\begin{column}{0.56\textwidth} +\uncover<3->{% +\begin{block}{Lösung} +Finde $h\in G$ derart, dass +\begin{align*} +g(t) +&= +tg + (1-t)h +\\ +\uncover<4->{% +\begin{pmatrix}X(t)\\Y(t)\end{pmatrix} +&= +t\begin{pmatrix}x_g\\y_g\end{pmatrix} ++(1-t) \begin{pmatrix}x_h\\y_h\end{pmatrix} +} +\end{align*} +\uncover<5->{eingesetzt +\[ +p(t) += +Y(t)^2+X(t)Y(t)-X(t)^3-aX(t)-b += +0 +\]}% +\uncover<6->{% +Nullstellen $0$ (doppelt) und $1$ hat:} +\[ +\uncover<7->{p(t) = c(t^3-t)} +\] +\uncover<8->{Koeffizientenvergleich: einfachere Gleichungen für $x_h$ und $y_h$} +\end{block}} +\end{column} +\end{columns} +\end{frame} +\egroup diff --git a/vorlesungen/slides/test.tex b/vorlesungen/slides/test.tex index 8a7c0a7..bc1744b 100644 --- a/vorlesungen/slides/test.tex +++ b/vorlesungen/slides/test.tex @@ -9,10 +9,11 @@ %\folie{a/dc/beispiel.tex} %\folie{a/ecc/gruppendh.tex} -\folie{a/ecc/kurve.tex} -\folie{a/ecc/inverse.tex} -%\folie{a/ecc/operation.tex} -%\folie{a/ecc/quadrieren.tex} +%\folie{a/ecc/kurve.tex} +%\folie{a/ecc/inverse.tex} +\folie{a/ecc/operation.tex} +\folie{a/ecc/quadrieren.tex} +\folie{a/ecc/oakley.tex} %\folie{a/aes/bytes.tex} %\folie{a/aes/blockes.tex} -- cgit v1.2.1 From bd913de11450cc6294e874f2c38a838b0c1e6cd5 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: Roy Seitz Date: Thu, 15 Apr 2021 17:46:09 +0200 Subject: Skalar-zu-Matrix DGL Folie. --- vorlesungen/slides/10/matrix-vektor-dgl.tex | 127 ++++++++++++++++++++++++++++ vorlesungen/slides/10/n-zu-1.tex | 5 +- vorlesungen/slides/10/taylor.tex | 3 +- vorlesungen/slides/10/template.tex | 21 +++++ 4 files changed, 154 insertions(+), 2 deletions(-) create mode 100644 vorlesungen/slides/10/matrix-vektor-dgl.tex create mode 100644 vorlesungen/slides/10/template.tex diff --git a/vorlesungen/slides/10/matrix-vektor-dgl.tex b/vorlesungen/slides/10/matrix-vektor-dgl.tex new file mode 100644 index 0000000..d9bd97c --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/10/matrix-vektor-dgl.tex @@ -0,0 +1,127 @@ +% +% matrix-vektor-dgl.tex -- DGL mit Matrix-Koeffizienten und Vektor-Variablen +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +% Erstellt durch Roy Seitz +% +% !TeX spellcheck = de_CH +\bgroup +%\begin{frame}[t] +%\setlength{\abovedisplayskip}{5pt} +%\setlength{\belowdisplayskip}{5pt} +%\frametitle{Matrix-Vektor-DGL} +%\vspace{-20pt} +%\begin{columns}[t,onlytextwidth] +%\begin{column}{0.48\textwidth} +% \begin{block}{Bekannt} +% Vorgehen für DGL 1.~Ordnung mit Skalaren. +% Aufgabe: Sei $a, x, x_0 \in \mathbb R$, +% \[ +% \dot x = ax, +% \quad +% x(0) = x_0 +% \] +% Lösung: $x(t) = \exp(at) x_0$, wobei +% \begin{align*} +% \exp(at) +% &= 1 + at + \frac{a^2t^2}{2!} + \ldots\\ +% &= e^{at} +% \end{align*} +% \end{block} +%\end{column} +%\begin{column}{0.48\textwidth} +% \begin{block}{Mit Matrizen} +% Wir können: +% \begin{itemize} +% \item Matrizen potenzieren: $A$, $A^2$, $A^3$ +% \item Matrizen skalieren: $At$ +% \item Matrizen addieren: $A_1 + A_2$ +% \end{itemize} +% Also ist auch +% \[ +% \exp(At) = 1 + At + \frac{A^2t^2}{2!} + \ldots +% \] +% wohldefiniert. +% \end{block} +%\end{column} +%\end{columns} +%Folglich, sei $A \in M_n$ und $x \in \mathbb R^n$, +%\[ \dot x = Ax, \quad x(0) = x_0, \] +%dann ist +%\[ x = \exp(At)x_0. \] +%\end{frame} + +\begin{frame}[t] + \setlength{\abovedisplayskip}{5pt} + \setlength{\belowdisplayskip}{5pt} + \frametitle{1.~Ordnung mit Skalaren} + \vspace{-20pt} + \begin{columns}[t,onlytextwidth] + \begin{column}{0.48\textwidth} + \begin{block}{Aufgabe} + Sei $a, x(t), x_0 \in \mathbb R$, + \[ + \dot x(t) = ax(t), + \quad + x(0) = x_0 + \] + \end{block} + \begin{block}{Potenzreihen-Ansatz} + Sei $a_k \in \mathbb R$, + \[ + x(t) = a_0 + a_1t + a_2t^2 + a_3t^3 \ldots + \] + \end{block} + \end{column} + \begin{column}{0.48\textwidth} + \begin{block}{Lösung} + Einsetzen in DGL, Koeffizientenvergleich liefert + \[ x(t) = \exp(at) \, x_0, \] + wobei + \begin{align*} + \exp(at) + &= 1 + at + \frac{a^2t^2}{2} + \frac{a^3t^3}{3!} + \ldots \\ + &{\color{gray}(= e^{at}.)} + \end{align*} + \end{block} + \end{column} + \end{columns} +\end{frame} + +\begin{frame}[t] + \setlength{\abovedisplayskip}{5pt} + \setlength{\belowdisplayskip}{5pt} + \frametitle{1.~Ordnung mit Matrizen} + \vspace{-20pt} + \begin{columns}[t,onlytextwidth] + \begin{column}{0.48\textwidth} + \begin{block}{Aufgabe} + Sei $A \in M_n$, $x(t), x_0 \in \mathbb R^n$, + \[ + \dot x(t) = Ax(t), + \quad + x(0) = x_0 + \] + \end{block} + \begin{block}{Potenzreihen-Ansatz} + Sei $A_k \in \mathbb M_n$, + \[ + x(t) = A_0 + A_1t + A_2t^2 + A_3t^3 \ldots + \] + \end{block} + \end{column} + \begin{column}{0.48\textwidth} + \begin{block}{Lösung} + Einsetzen in DGL, Koeffizientenvergleich liefert + \[ x(t) = \exp(At) \, x_0, \] + wobei + \[ + \exp(At) + = 1 + At + \frac{A^2t^2}{2} + \frac{A^3t^3}{3!} + \ldots + \] + \end{block} + \end{column} + \end{columns} +\end{frame} + +\egroup diff --git a/vorlesungen/slides/10/n-zu-1.tex b/vorlesungen/slides/10/n-zu-1.tex index e3fffe9..737df03 100644 --- a/vorlesungen/slides/10/n-zu-1.tex +++ b/vorlesungen/slides/10/n-zu-1.tex @@ -2,7 +2,7 @@ % n-zu-1.tex -- Umwandlend einer DGL n-ter Ordnung in ein System 1. Ordnung % % (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule -% Erstellt: 2021-04-14, Roy Seitz +% Erstellt durch Roy Seitz % % !TeX spellcheck = de_CH \bgroup @@ -47,6 +47,9 @@ System von Gleichungen 1.~Ordnung \end{pmatrix} \begin{pmatrix} x_0 \\ x_1 \\ x_2 \end{pmatrix} \end{align*} + + Geht für jede lineare Differentialgleichung! + \end{block} \end{column} \end{columns} diff --git a/vorlesungen/slides/10/taylor.tex b/vorlesungen/slides/10/taylor.tex index 8912cb7..bbd1126 100644 --- a/vorlesungen/slides/10/taylor.tex +++ b/vorlesungen/slides/10/taylor.tex @@ -1,7 +1,8 @@ % % eindiomensional.tex -- Lösung der eindimensionalen DGL % -% (c) 2021 Roy Seitz, Hochschule Rapperswil +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +% Erstellt durch Roy Seitz % % !TeX spellcheck = de_CH \bgroup diff --git a/vorlesungen/slides/10/template.tex b/vorlesungen/slides/10/template.tex new file mode 100644 index 0000000..50f0a3b --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/10/template.tex @@ -0,0 +1,21 @@ +% +% template.tex -- slide template +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +% Erstellt durch Roy Seitz +% +% !TeX spellcheck = de_CH +\bgroup +\begin{frame}[t] +\setlength{\abovedisplayskip}{5pt} +\setlength{\belowdisplayskip}{5pt} +\frametitle{Template} +\vspace{-20pt} +\begin{columns}[t,onlytextwidth] +\begin{column}{0.48\textwidth} +\end{column} +\begin{column}{0.48\textwidth} +\end{column} +\end{columns} +\end{frame} +\egroup -- cgit v1.2.1 From e3d9795c1790e530a198ddb10977499f77ee874a Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: =?UTF-8?q?Andreas=20M=C3=BCller?= Date: Thu, 15 Apr 2021 19:38:56 +0200 Subject: add aes slides --- vorlesungen/07_msecrypto/slides.tex | 23 ++-- vorlesungen/slides/a/Makefile.inc | 6 ++ vorlesungen/slides/a/aes/blocks.tex | 193 ++++++++++++++++++++++++++++++++++ vorlesungen/slides/a/aes/bytes.tex | 96 +++++++++++++++++ vorlesungen/slides/a/aes/keys.tex | 36 +++++++ vorlesungen/slides/a/aes/runden.tex | 47 +++++++++ vorlesungen/slides/a/aes/sinverse.tex | 15 +++ vorlesungen/slides/a/chapter.tex | 6 ++ vorlesungen/slides/test.tex | 11 +- 9 files changed, 418 insertions(+), 15 deletions(-) create mode 100644 vorlesungen/slides/a/aes/blocks.tex create mode 100644 vorlesungen/slides/a/aes/bytes.tex create mode 100644 vorlesungen/slides/a/aes/keys.tex create mode 100644 vorlesungen/slides/a/aes/runden.tex create mode 100644 vorlesungen/slides/a/aes/sinverse.tex diff --git a/vorlesungen/07_msecrypto/slides.tex b/vorlesungen/07_msecrypto/slides.tex index 0f62d18..cb0c548 100644 --- a/vorlesungen/07_msecrypto/slides.tex +++ b/vorlesungen/07_msecrypto/slides.tex @@ -25,16 +25,19 @@ \folie{a/ecc/operation.tex} % Quadrieren \folie{a/ecc/quadrieren.tex} -% XXX Oakley Gruppe -%\folie{a/ecc/oakley.tex} +% Oakley Gruppe +\ifthenelse{\boolean{presentation}}{ +\folie{a/ecc/oakley.tex} +}{} \section{AES} -% XXX Byte-Operationen -%\folie{a/aes/bytes.tex} -% XXX Block-Operationen -%\folie{a/aes/blocks.tex} -% XXX Key-Schedule -%\folie{a/aes/keys.tex} -% XXX Zusammensetzung -%\folie{a/aes/runden.tex} +% Byte-Operationen +\folie{a/aes/bytes.tex} +\folie{a/aes/sinverse.tex} +% Block-Operationen +\folie{a/aes/blocks.tex} +% Key-Schedule +\folie{a/aes/keys.tex} +% Zusammensetzung +\folie{a/aes/runden.tex} diff --git a/vorlesungen/slides/a/Makefile.inc b/vorlesungen/slides/a/Makefile.inc index 9dba93f..0c7ab0b 100644 --- a/vorlesungen/slides/a/Makefile.inc +++ b/vorlesungen/slides/a/Makefile.inc @@ -15,5 +15,11 @@ chaptera = \ ../slides/a/ecc/quadrieren.tex \ ../slides/a/ecc/oakley.tex \ \ + ../slides/a/aes/bytes.tex \ + ../slides/a/aes/sinverse.tex \ + ../slides/a/aes/blocks.tex \ + ../slides/a/aes/keys.tex \ + ../slides/a/aes/runden.tex \ + \ ../slides/a/chapter.tex diff --git a/vorlesungen/slides/a/aes/blocks.tex b/vorlesungen/slides/a/aes/blocks.tex new file mode 100644 index 0000000..9e95a86 --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/a/aes/blocks.tex @@ -0,0 +1,193 @@ +% +% blocks.tex -- slide template +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +% +\bgroup +\def\s{0.4} +\def\punkt#1#2{({#1*\s},{(3-#2)*\s})} +\def\feld#1#2#3{ + \fill[color=#3] \punkt{(#1-0.5)}{(#2+0.5)} + rectangle \punkt{(#1+0.5)}{(#2-0.5)}; +} +\definecolor{darkgreen}{rgb}{0,0.6,0} +\begin{frame}[t] +\setlength{\abovedisplayskip}{5pt} +\setlength{\belowdisplayskip}{5pt} +\frametitle{Blocks} +\vspace{-20pt} +\begin{columns}[t,onlytextwidth] +\begin{column}{0.48\textwidth} +\begin{block}{Blocks} +$4\times k$ Matrizen mit $k=4,\dots,8$ +\begin{center} +\begin{tikzpicture}[>=latex,thick] +\xdef\s{0.4} +\foreach \i in {0,...,31}{ + \pgfmathparse{mod(\i,4)} + \xdef\y{\pgfmathresult} + \pgfmathparse{int(\i/4)} + \xdef\x{\pgfmathresult} + \node at \punkt{\x}{\y} {\tiny $\i$}; +} +\foreach \x in {-0.5,0.5,...,7.5}{ + \draw \punkt{\x}{-0.5} -- \punkt{\x}{3.5}; +} +\foreach \y in {-0.5,0.5,...,3.5}{ + \draw \punkt{-0.5}{\y} -- \punkt{7.5}{\y}; +} +\end{tikzpicture} +\end{center} +\uncover<2->{% +Spalten sind $4$-dimensionale $\mathbb{F}_{2^8}$-Vektoren +} +\end{block} +\uncover<3->{% +\begin{block}{Zeilenshift} +\begin{center} +\begin{tikzpicture}[>=latex,thick] + +\xdef\s{0.35} + +\begin{scope} + \feld{0}{3}{red!20} + \feld{0}{2}{red!20} + \feld{0}{1}{red!20} + \feld{0}{0}{red!20} + + \feld{1}{3}{red!10} + \feld{1}{2}{red!10} + \feld{1}{1}{red!10} + \feld{1}{0}{red!10} + + \feld{2}{3}{yellow!20} + \feld{2}{2}{yellow!20} + \feld{2}{1}{yellow!20} + \feld{2}{0}{yellow!20} + + \feld{3}{3}{yellow!10} + \feld{3}{2}{yellow!10} + \feld{3}{1}{yellow!10} + \feld{3}{0}{yellow!10} + + \feld{4}{3}{darkgreen!20} + \feld{4}{2}{darkgreen!20} + \feld{4}{1}{darkgreen!20} + \feld{4}{0}{darkgreen!20} + + \feld{5}{3}{darkgreen!10} + \feld{5}{2}{darkgreen!10} + \feld{5}{1}{darkgreen!10} + \feld{5}{0}{darkgreen!10} + + \feld{6}{3}{blue!20} + \feld{6}{2}{blue!20} + \feld{6}{1}{blue!20} + \feld{6}{0}{blue!20} + + \feld{7}{3}{blue!10} + \feld{7}{2}{blue!10} + \feld{7}{1}{blue!10} + \feld{7}{0}{blue!10} + + \foreach \x in {-0.5,0.5,...,7.5}{ + \draw \punkt{\x}{-0.5} -- \punkt{\x}{3.5}; + } + \foreach \y in {-0.5,0.5,...,3.5}{ + \draw \punkt{-0.5}{\y} -- \punkt{7.5}{\y}; + } +\end{scope} + +\begin{scope}[xshift=3.5cm] + \feld{0}{0}{red!20} + \feld{1}{1}{red!20} + \feld{2}{2}{red!20} + \feld{3}{3}{red!20} + + \feld{1}{0}{red!10} + \feld{2}{1}{red!10} + \feld{3}{2}{red!10} + \feld{4}{3}{red!10} + + \feld{2}{0}{yellow!20} + \feld{3}{1}{yellow!20} + \feld{4}{2}{yellow!20} \feld{5}{3}{yellow!20} + + \feld{3}{0}{yellow!10} + \feld{4}{1}{yellow!10} + \feld{5}{2}{yellow!10} + \feld{6}{3}{yellow!10} + + \feld{4}{0}{darkgreen!20} + \feld{5}{1}{darkgreen!20} + \feld{6}{2}{darkgreen!20} + \feld{7}{3}{darkgreen!20} + + \feld{5}{0}{darkgreen!10} + \feld{6}{1}{darkgreen!10} + \feld{7}{2}{darkgreen!10} + \feld{0}{3}{darkgreen!10} + + \feld{6}{0}{blue!20} + \feld{7}{1}{blue!20} + \feld{0}{2}{blue!20} + \feld{1}{3}{blue!20} + + \feld{7}{0}{blue!10} + \feld{0}{1}{blue!10} + \feld{1}{2}{blue!10} + \feld{2}{3}{blue!10} + + \foreach \x in {-0.5,0.5,...,7.5}{ + \draw \punkt{\x}{-0.5} -- \punkt{\x}{3.5}; + } + \foreach \y in {-0.5,0.5,...,3.5}{ + \draw \punkt{-0.5}{\y} -- \punkt{7.5}{\y}; + } + + \node at \punkt{-1.5}{1.5} {$\rightarrow$}; +\end{scope} + +\end{tikzpicture} +\end{center} +\end{block}} +\end{column} +\begin{column}{0.50\textwidth} +\uncover<4->{% +\begin{block}{Spalten mischen} +Lineare Operation auf Spaltenvektoren mit Matrix +\begin{align*} +C&=\begin{pmatrix} +\texttt{02}_{16}&\texttt{03}_{16}&\texttt{01}_{16}&\texttt{01}_{16}\\ +\texttt{01}_{16}&\texttt{02}_{16}&\texttt{03}_{16}&\texttt{01}_{16}\\ +\texttt{01}_{16}&\texttt{01}_{16}&\texttt{02}_{16}&\texttt{03}_{16}\\ +\texttt{03}_{16}&\texttt{01}_{16}&\texttt{01}_{16}&\texttt{02}_{16} +\end{pmatrix} +\\ +\uncover<5->{ +\det C +&= +\texttt{0a}_{16} +} +\uncover<6->{ +\ne 0} +\uncover<7->{ +\quad\Rightarrow\quad \exists C^{-1} +} +\end{align*} +\end{block}} +\uncover<8->{% +\begin{block}{Als Polynommultiplikation} +Spalten = Polynome in $\mathbb{F}_{2^8}[Z]/(Z^4-1)$, +\\ +\uncover<9->{% +$C=\mathstrut$ Multiplikation mit +\[ +c(Z) = \texttt{03}_{16}Z^3 + Z^2 + Z + \texttt{02}_{16} +\] +} +\end{block}} +\end{column} +\end{columns} +\end{frame} +\egroup diff --git a/vorlesungen/slides/a/aes/bytes.tex b/vorlesungen/slides/a/aes/bytes.tex new file mode 100644 index 0000000..e873e9a --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/a/aes/bytes.tex @@ -0,0 +1,96 @@ +% +% bytes.tex -- slide template +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +% +\bgroup +\begin{frame}[t] +\setlength{\abovedisplayskip}{5pt} +\setlength{\belowdisplayskip}{5pt} +\frametitle{Bytes} +\vspace{-20pt} +\begin{columns}[t,onlytextwidth] +\begin{column}{0.48\textwidth} +\begin{block}{Endlicher Körper} +1 Byte = 8 bits: $\mathbb{F}_{2^8}$ +mit Minimalpolynom: +\[ +m(X) = X^8+X^4+X^3+X+1 +\] +\end{block} +\vspace{-10pt} +\uncover<2->{% +\begin{block}{Inverse $a^{-1}$} +Mit dem euklidischen Algorithmus +\[ +\begin{aligned} +sa+tm&=1 +&&\Rightarrow& +\uncover<3->{ +a^{-1} &= s} +\\ +& +&&& +\uncover<4->{ +\overline{a} +&= +\begin{cases} +a^{-1}&\; a\ne 0\\ +0 &\; a = 0 +\end{cases}} +\end{aligned} +\] +\end{block}} +\vspace{-10pt} +\uncover<5->{% +\begin{block}{Vektorraum} +$\mathbb{R}_{2^8}$ +ist ein $8$-dimensionaler $\mathbb{F}_2$-Vektorraum +\end{block}} +\end{column} +\begin{column}{0.48\textwidth} +\uncover<6->{% +\begin{block}{S-Box} +$S\colon a\mapsto A\overline{a}+q$ mit +\begin{align*} +\only<1-7>{\phantom{\mathstrut^{-1}}A} +\ifthenelse{\boolean{presentation}}{}{\only<8>{A^{-1}}} +&=\only<1-7>{\begin{pmatrix} +1&0&0&0&1&1&1&1\\ +1&1&0&0&0&1&1&1\\ +1&1&1&0&0&0&1&1\\ +1&1&1&1&0&0&0&1\\ +1&1&1&1&1&0&0&0\\ +0&1&1&1&1&1&0&0\\ +0&0&1&1&1&1&1&0\\ +0&0&0&1&1&1&1&1 +\end{pmatrix}} +\ifthenelse{\boolean{presentation}}{}{ +\only<8->{ +\begin{pmatrix} +0&0&1&0&0&1&0&1\\ +1&0&0&1&0&0&1&0\\ +0&1&0&0&1&0&0&1\\ +1&0&1&0&0&1&0&0\\ +0&1&0&1&0&0&1&0\\ +0&0&1&0&1&0&0&1\\ +1&0&0&1&0&1&0&0\\ +0&1&0&0&1&0&1&0 +\end{pmatrix}} +} +\\ +q&=X^7+X^6+X+1 +\end{align*} +\end{block}} +\vspace{-10pt} +\uncover<7->{% +\begin{block}{Inverse $S$-Box} +\vspace{-10pt} +\[ +S^{-1}(b) = \overline{A^{-1}(b-q)} +\] +\end{block}} +\end{column} +\end{columns} +\end{frame} +\egroup diff --git a/vorlesungen/slides/a/aes/keys.tex b/vorlesungen/slides/a/aes/keys.tex new file mode 100644 index 0000000..d2ab712 --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/a/aes/keys.tex @@ -0,0 +1,36 @@ +% +% keys.tex -- slide template +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +% +\bgroup +\begin{frame}[t] +\setlength{\abovedisplayskip}{5pt} +\setlength{\belowdisplayskip}{5pt} +\frametitle{Schlüsselerzeugung} +\vspace{-20pt} +\begin{columns}[t,onlytextwidth] +\begin{column}{0.48\textwidth} +\begin{center} +\includegraphics[width=\textwidth]{../../buch/chapters/90-crypto/images/keys.pdf} +\end{center} +\end{column} +\begin{column}{0.48\textwidth} +\begin{block}{Algorithmus} +\begin{enumerate} +\item<2-> +Startblock: begebener Schlüssel +\item<3-> +Zeilenpermutation: +$\pi=\mathstrut$ Multiplikation mit $Z^3=Z^{-1}$ +\item<4-> $S$-Box +\item<5-> $r_i$: Addition einer Konstanten +\[ +r_i = (\texttt{02}_{16})^{i-1} +\] +\end{enumerate} +\end{block} +\end{column} +\end{columns} +\end{frame} +\egroup diff --git a/vorlesungen/slides/a/aes/runden.tex b/vorlesungen/slides/a/aes/runden.tex new file mode 100644 index 0000000..570b577 --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/a/aes/runden.tex @@ -0,0 +1,47 @@ +% +% runden.tex -- slide template +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +% +\bgroup +\begin{frame}[t] +\setlength{\abovedisplayskip}{5pt} +\setlength{\belowdisplayskip}{5pt} +\frametitle{$n$ Runden} +\vspace{-23pt} +\begin{columns}[t,onlytextwidth] +\begin{column}{0.48\textwidth} +\begin{block}{Verschlüsselung} +In Runde $i=0,\dots,n-1$ +\begin{enumerate} +\item<2-> Wende die $S$-Box auf alle Bytes des Blocks an +\item<3-> Führe den Zeilenschift durch +\item<4-> Mische die Spalten +\item<5-> Berechne den Schlüsselblock $i$ ($i=0$: ursprünglicher Schlüssel) +\item<6-> Addiere (XOR) den Rundenschlüssel +\end{enumerate} +\end{block} +\end{column} +\begin{column}{0.48\textwidth} +\uncover<7->{% +\begin{block}{Entschlüsselung} +In Runde $i=0,\dots,n-1$ +\begin{enumerate} +\item<8-> Addiere den Rundenschlüssel $n-1-i$ +\item<9-> Invertiere Spaltenmischung (mit $C^{-1}$) +\item<10-> Invertiere den Zeilenshift +\item<11-> Wende $S^{-1}$ an auf jedes Byte +\end{enumerate} +\end{block}} +\end{column} +\end{columns} +\uncover<12->{% +\begin{block}{Charakteristika} +\begin{itemize} +\item<13-> Invertierbar +\item<14-> Skalierbar: beliebig grosse Blöcke (Vielfache von 32\,bit) +\item<15-> Keine ``magischen'' Schritte +\end{itemize} +\end{block}} +\end{frame} +\egroup diff --git a/vorlesungen/slides/a/aes/sinverse.tex b/vorlesungen/slides/a/aes/sinverse.tex new file mode 100644 index 0000000..059100e --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/a/aes/sinverse.tex @@ -0,0 +1,15 @@ +% +% sinverse.tex -- slide template +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +% +\bgroup +\begin{frame}[t] +\setlength{\abovedisplayskip}{5pt} +\setlength{\belowdisplayskip}{5pt} +\frametitle{Inverse $S$-Box} +\begin{center} +\includegraphics[width=\textwidth]{../../buch/chapters/90-crypto/images/sbox.pdf} +\end{center} +\end{frame} +\egroup diff --git a/vorlesungen/slides/a/chapter.tex b/vorlesungen/slides/a/chapter.tex index 84ee609..78eec84 100644 --- a/vorlesungen/slides/a/chapter.tex +++ b/vorlesungen/slides/a/chapter.tex @@ -15,3 +15,9 @@ \folie{a/ecc/quadrieren.tex} \folie{a/ecc/oakley.tex} +\folie{a/aes/bytes.tex} +\folie{a/aes/sinverse.tex} +\folie{a/aes/blocks.tex} +\folie{a/aes/keys.tex} +\folie{a/aes/runden.tex} + diff --git a/vorlesungen/slides/test.tex b/vorlesungen/slides/test.tex index bc1744b..43da30a 100644 --- a/vorlesungen/slides/test.tex +++ b/vorlesungen/slides/test.tex @@ -11,12 +11,13 @@ %\folie{a/ecc/gruppendh.tex} %\folie{a/ecc/kurve.tex} %\folie{a/ecc/inverse.tex} -\folie{a/ecc/operation.tex} -\folie{a/ecc/quadrieren.tex} -\folie{a/ecc/oakley.tex} +%\folie{a/ecc/operation.tex} +%\folie{a/ecc/quadrieren.tex} +%\folie{a/ecc/oakley.tex} %\folie{a/aes/bytes.tex} -%\folie{a/aes/blockes.tex} -%\folie{a/aes/kays.tex} +%\folie{a/aes/sinverse.tex} +%\folie{a/aes/blocks.tex} +\folie{a/aes/keys.tex} %\folie{a/aes/runden.tex} -- cgit v1.2.1 From 105096af327f05779ca943770cf3209eacf55617 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: =?UTF-8?q?Andreas=20M=C3=BCller?= Date: Thu, 15 Apr 2021 19:51:31 +0200 Subject: title --- vorlesungen/07_msecrypto/common.tex | 2 +- 1 file changed, 1 insertion(+), 1 deletion(-) diff --git a/vorlesungen/07_msecrypto/common.tex b/vorlesungen/07_msecrypto/common.tex index 0700acf..0026619 100644 --- a/vorlesungen/07_msecrypto/common.tex +++ b/vorlesungen/07_msecrypto/common.tex @@ -9,7 +9,7 @@ \usetheme[hideothersubsections,hidetitle]{Hannover} } \beamertemplatenavigationsymbolsempty -\title[Titel]{Titel} +\title[Crypto]{Endliche Körper und Kryptographie} \author[A.~Müller]{Prof. Dr. Andreas Müller} \date[]{} \newboolean{presentation} -- cgit v1.2.1 From cb562f607b18540df333d6d9a911cf51c91884d0 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: Roy Seitz Date: Thu, 15 Apr 2021 23:49:49 +0200 Subject: Mehr Folien und einige Typos. --- vorlesungen/08_dgl/Makefile | 21 ++- vorlesungen/08_dgl/slides.tex | 8 +- vorlesungen/slides/10/matrix-vektor-dgl.tex | 44 ----- vorlesungen/slides/10/so2.tex | 138 ++++++++++++++ vorlesungen/slides/10/taylor.tex | 2 +- vorlesungen/slides/10/vektorfelder.mp | 266 +++++++++++++++++++++++++++ vorlesungen/slides/5/potenzreihenmethode.tex | 2 +- 7 files changed, 428 insertions(+), 53 deletions(-) create mode 100644 vorlesungen/slides/10/so2.tex create mode 100644 vorlesungen/slides/10/vektorfelder.mp diff --git a/vorlesungen/08_dgl/Makefile b/vorlesungen/08_dgl/Makefile index 613a5d9..f646db6 100644 --- a/vorlesungen/08_dgl/Makefile +++ b/vorlesungen/08_dgl/Makefile @@ -5,15 +5,28 @@ # all: dgl-handout.pdf MathSem-08-dgl.pdf +# SHELL = /bin/bash + include ../slides/Makefile.inc SOURCES = common.tex slides.tex $(slides) +IMAGES = vektorfelder-1.pdf + + +MathSem-08-dgl.pdf: MathSem-08-dgl.tex $(SOURCES) $(IMAGES) + pdflatex MathSem-08-dgl.tex > /dev/null -MathSem-08-dgl.pdf: MathSem-08-dgl.tex $(SOURCES) - pdflatex MathSem-08-dgl.tex +dgl-handout.pdf: dgl-handout.tex $(SOURCES) $(IMAGES) + pdflatex dgl-handout.tex > /dev/null -dgl-handout.pdf: dgl-handout.tex $(SOURCES) - pdflatex dgl-handout.tex +vektorfelder-1.pdf: ../slides/10/vektorfelder.mp + cd ../slides/10/; \ + TEX=latex mpost vektorfelder.mp; \ + for f in vektorfelder.[0-9]*; \ + do \ + mptopdf $${f} > /dev/null; \ + done; \ + rm -f vektorfelder.[0-9]* vektorfelder.log vektorfelder.mpx thumbnail: thumbnail.jpg # fix1.jpg diff --git a/vorlesungen/08_dgl/slides.tex b/vorlesungen/08_dgl/slides.tex index db4e27c..48b01ff 100644 --- a/vorlesungen/08_dgl/slides.tex +++ b/vorlesungen/08_dgl/slides.tex @@ -17,8 +17,10 @@ % 6. Strömungslinien = Pfade für Lie-Theorie, A lokal, exp(Ax) global % 7. Beispiele so(2), Jordan-Block, vielleicht [0 1; 1 0] -%\folie{10/taylor.tex} +\folie{10/taylor.tex} +\folie{5/potenzreihenmethode.tex} \folie{10/n-zu-1.tex} -%\folie{5/potenzreihenmethode.tex} +\folie{10/matrix-vektor-dgl.tex} +\folie{10/so2.tex} -%\folie{10/eindimensional.tex} \ No newline at end of file +%\folie{10/eindimensional.tex} diff --git a/vorlesungen/slides/10/matrix-vektor-dgl.tex b/vorlesungen/slides/10/matrix-vektor-dgl.tex index d9bd97c..f7bd995 100644 --- a/vorlesungen/slides/10/matrix-vektor-dgl.tex +++ b/vorlesungen/slides/10/matrix-vektor-dgl.tex @@ -6,50 +6,6 @@ % % !TeX spellcheck = de_CH \bgroup -%\begin{frame}[t] -%\setlength{\abovedisplayskip}{5pt} -%\setlength{\belowdisplayskip}{5pt} -%\frametitle{Matrix-Vektor-DGL} -%\vspace{-20pt} -%\begin{columns}[t,onlytextwidth] -%\begin{column}{0.48\textwidth} -% \begin{block}{Bekannt} -% Vorgehen für DGL 1.~Ordnung mit Skalaren. -% Aufgabe: Sei $a, x, x_0 \in \mathbb R$, -% \[ -% \dot x = ax, -% \quad -% x(0) = x_0 -% \] -% Lösung: $x(t) = \exp(at) x_0$, wobei -% \begin{align*} -% \exp(at) -% &= 1 + at + \frac{a^2t^2}{2!} + \ldots\\ -% &= e^{at} -% \end{align*} -% \end{block} -%\end{column} -%\begin{column}{0.48\textwidth} -% \begin{block}{Mit Matrizen} -% Wir können: -% \begin{itemize} -% \item Matrizen potenzieren: $A$, $A^2$, $A^3$ -% \item Matrizen skalieren: $At$ -% \item Matrizen addieren: $A_1 + A_2$ -% \end{itemize} -% Also ist auch -% \[ -% \exp(At) = 1 + At + \frac{A^2t^2}{2!} + \ldots -% \] -% wohldefiniert. -% \end{block} -%\end{column} -%\end{columns} -%Folglich, sei $A \in M_n$ und $x \in \mathbb R^n$, -%\[ \dot x = Ax, \quad x(0) = x_0, \] -%dann ist -%\[ x = \exp(At)x_0. \] -%\end{frame} \begin{frame}[t] \setlength{\abovedisplayskip}{5pt} diff --git a/vorlesungen/slides/10/so2.tex b/vorlesungen/slides/10/so2.tex new file mode 100644 index 0000000..e3f74ae --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/10/so2.tex @@ -0,0 +1,138 @@ +% +% so2.tex -- Illustration of so(2) -> SO(2) +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +% Erstellt durch Roy Seitz +% +% !TeX spellcheck = de_CH +\bgroup + +\newcommand{\gSL}[2]{\ensuremath{\text{SL}(#1, \mathbb{#2})}} +\newcommand{\gSO}[1]{\ensuremath{\text{SO}(#1)}} +\newcommand{\gGL}[2]{\ensuremath{\text{GL}(#1, \mathbb #2)}} + +\newcommand{\asl}[2]{\ensuremath{\mathfrak{sl}(#1, \mathbb{#2})}} +\newcommand{\aso}[1]{\ensuremath{\mathfrak{so}(#1)}} +\newcommand{\agl}[2]{\ensuremath{\mathfrak{gl}(#1, \mathbb #2)}} + +\begin{frame}[t] +\setlength{\abovedisplayskip}{5pt} +\setlength{\belowdisplayskip}{5pt} +\frametitle{Von der Lie-Gruppe zur -Algebra} +\vspace{-20pt} +\begin{columns}[t,onlytextwidth] +\begin{column}{0.48\textwidth} + \begin{block}{Lie-Gruppe} + Darstellung von \gSO2: + \begin{align*} + \mathbb R + &\to + \gSO2 + \\ + t + &\mapsto + \begin{pmatrix} + \cos t & -\sin t \\ + \sin t & \phantom-\cos t + \end{pmatrix} + \end{align*} + \end{block} + \begin{block}{Ableitung am neutralen Element} + \begin{align*} + \frac{d}{d t} + & + \left. + \begin{pmatrix} + \cos t & -\sin t \\ + \sin t & \phantom-\cos t + \end{pmatrix} + \right|_{ t = 0} + \\ + = + & + \begin{pmatrix} -\sin0 & -\cos0 \\ \phantom-\cos0 & -\sin0 \end{pmatrix} + = + \begin{pmatrix} 0 & -1 \\ 1 & \phantom-0 \end{pmatrix} + \end{align*} + \end{block} +\end{column} +\begin{column}{0.48\textwidth} + \begin{block}{Lie-Algebra} + Darstellung von \aso2: + \begin{align*} + \mathbb R + &\to + \aso2 + \\ + t + &\mapsto + \begin{pmatrix} + 0 & -t \\ + t & \phantom-0 + \end{pmatrix} + \end{align*} + \end{block} +\end{column} +\end{columns} +\end{frame} + + +\begin{frame}[t] +\setlength{\abovedisplayskip}{5pt} +\setlength{\belowdisplayskip}{5pt} +\frametitle{Von der Lie-Algebra zur -Gruppe} +\vspace{-20pt} +\begin{columns}[t,onlytextwidth] +\begin{column}{0.48\textwidth} + \begin{block}{Differentialgleichung} + Gegeben: + \[ + A + = + \dot\gamma(0) = \begin{pmatrix} 0 & -1 \\ 1 & \phantom-0 \end{pmatrix} + \] + Gesucht: + \[ \dot \gamma (t) = \gamma(t) A \qquad \gamma \in \gSO2 \] + \[ \Rightarrow \gamma(t) = \exp(At) \gamma(0) = \exp(At) \] + \end{block} +\end{column} +\begin{column}{0.48\textwidth} + \begin{block}{Lie-Algebra} + Potenzen von A: + \begin{align*} + A^2 &= -I & + A^3 &= -A & + A^4 &= I & + \ldots + \end{align*} + \end{block} +\end{column} +\end{columns} +Folglich: +\begin{align*} + \exp(At) + &= I + At + + A^2\frac{t^2}{2!} + + A^3\frac{t^3}{3!} + + A^4\frac{t^4}{4!} + + A^5\frac{t^5}{5!} + + \ldots \\ + &= \begin{pmatrix} + \vspace*{3pt} + 1 - \frac{t^2}{2} + \frac{t^4}{4!} - \ldots + & + -t + \frac{t^3}{3!} - \frac{t^5}{5!} + \ldots + \\ + t - \frac{t^3}{3!} + \frac{t^5}{5!} - \ldots + & + 1 - \frac{t^2}{2!} + \frac{t^4}{4!} - \ldots + \end{pmatrix} + = + \begin{pmatrix} + \cos t & -\sin t \\ + \sin t & \phantom-\cos t + \end{pmatrix} +\end{align*} + +\end{frame} +\egroup diff --git a/vorlesungen/slides/10/taylor.tex b/vorlesungen/slides/10/taylor.tex index bbd1126..920470f 100644 --- a/vorlesungen/slides/10/taylor.tex +++ b/vorlesungen/slides/10/taylor.tex @@ -1,5 +1,5 @@ % -% eindiomensional.tex -- Lösung der eindimensionalen DGL +% taylor.tex -- Repetition Taylot-Reihen % % (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule % Erstellt durch Roy Seitz diff --git a/vorlesungen/slides/10/vektorfelder.mp b/vorlesungen/slides/10/vektorfelder.mp new file mode 100644 index 0000000..f488327 --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/10/vektorfelder.mp @@ -0,0 +1,266 @@ +% +% Stroemungsfelder linearer Differentialgleichungen +% +% (c) 2015 Prof Dr Andreas Mueller, Hochschule Rapperswil +% 2021-04-14, Roy Seitz, Copied for SeminarMatrizen +% +verbatimtex +\documentclass{book} +\usepackage{times} +\usepackage{amsmath} +\usepackage{amssymb} +\usepackage{amsfonts} +\usepackage{txfonts} +\begin{document} +etex; + +input TEX; + +TEXPRE("%&latex" & char(10) & +"\documentclass{book}" & +"\usepackage{times}" & +"\usepackage{amsmath}" & +"\usepackage{amssymb}" & +"\usepackage{amsfonts}" & +"\usepackage{txfonts}" & +"\begin{document}"); +TEXPOST("\end{document}"); + +% +% Vektorfeld in der Ebene mit Lösungskurve +% so(2) +% +beginfig(1) + +% Scaling parameter +numeric unit; +unit := 150; + +% Some points +z1 = (-1.5, 0) * unit; +z2 = ( 1.5, 0) * unit; +z3 = ( 0, -1.5) * unit; +z4 = ( 0, 1.5) * unit; + +pickup pencircle scaled 1pt; +drawarrow (z1 shifted (-10,0))--(z2 shifted (10,0)); +drawarrow (z3 shifted (0,-10))--(z4 shifted (0,10)); +label.top(btex $x_1$ etex, z2 shifted (10,0)); +label.rt(btex $x_2$ etex, z4 shifted (0,10)); + +% Draw circles +for x = 0.2 step 0.2 until 1.4: + path p; + p = (x,0); + for a = 5 step 5 until 355: + p := p--(x*cosd(a), x*sind(a)); + endfor; + p := p--cycle; + pickup pencircle scaled 1pt; + draw p scaled unit withcolor red; +endfor; + +% Define DGL +def dglField(expr x, y) = + %(-0.5 * (x + y), -0.5 * (y - x)) + (-y, x) +enddef; + +% Draw arrows for each grid point +pickup pencircle scaled 0.5pt; +for x = -1.5 step 0.1 until 1.55: + for y = -1.5 step 0.1 until 1.55: + drawarrow ((x, y) * unit) + --(((x,y) * unit) shifted (8 * dglField(x,y))) + withcolor blue; + endfor; +endfor; + +endfig; + + + +% +% Vektorfeld in der Ebene mit Lösungskurve +% X \in sl(2, R) +% +beginfig(2) + +numeric unit; +unit := 150; + +z0 = ( 0, 0); +z1 = (-1.5, 0) * unit; +z2 = ( 1.5, 0) * unit; +z3 = ( 0, -1.5) * unit; +z4 = ( 0, 1.5) * unit; + +pickup pencircle scaled 1pt; +drawarrow (z1 shifted (-10,0))--(z2 shifted (10,0)); +drawarrow (z3 shifted (0,-10))--(z4 shifted (0,10)); +label.top(btex $x_1$ etex, z2 shifted (10,0)); +label.rt(btex $x_2$ etex, z4 shifted (0,10)); + +% Draw flow lines +for y = -1.4 step 0.2 until 1.4: + path p; + p = (-1.5,y) -- (1.5, y); + pickup pencircle scaled 1pt; + draw p scaled unit withcolor red; +endfor; + +def dglField(expr x, y) = + (y, 0) +enddef; + +% Draw arrows for each grid point +pickup pencircle scaled 0.5pt; +for x = -1.5 step 0.1 until 1.55: + for y = -1.5 step 0.1 until 1.55: + drawarrow ((x, y) * unit) + --(((x,y) * unit) shifted (8 * dglField(x,y))) + withcolor blue; + endfor; +endfor; + +endfig; + + + + +% +% Vektorfeld in der Ebene mit Lösungskurve +% Y \in sl(2, R) +% +beginfig(3) + +numeric unit; +unit := 150; + +z0 = ( 0, 0); +z1 = (-1.5, 0) * unit; +z2 = ( 1.5, 0) * unit; +z3 = ( 0, -1.5) * unit; +z4 = ( 0, 1.5) * unit; + +pickup pencircle scaled 1pt; +drawarrow (z1 shifted (-10,0))--(z2 shifted (10,0)); +drawarrow (z3 shifted (0,-10))--(z4 shifted (0,10)); +label.top(btex $x_1$ etex, z2 shifted (10,0)); +label.rt(btex $x_2$ etex, z4 shifted (0,10)); + +% Draw flow lines +for x = -1.4 step 0.2 until 1.4: + path p; + p = (x, -1.5) -- (x, 1.5); + pickup pencircle scaled 1pt; + draw p scaled unit withcolor red; +endfor; + +def dglField(expr x, y) = + (0, x) +enddef; + +% def dglFieldp(expr z) = +% dglField(xpart z, ypart z) +% enddef; +% +% def curve(expr z, l) = +% path p; +% p := z; +% for t = 0 step 1 until l: +% p := p--((point (length p) of p) shifted (0.01 * dglFieldp(point (length p) of p))); +% endfor; +% draw p scaled unit withcolor red; +% enddef; +% +% numeric outerlength; +% outerlength = 200; +% curve(( 0.1, 0), outerlength); +% curve(( 0.2, 0), outerlength); +% +% numeric innerlength; +% innerlength = 500; +% +% for a = 0 step 30 until 330: +% curve(0.05 * (cosd(a), sind(a)), innerlength); +% endfor; + +% Draw arrows for each grid point +pickup pencircle scaled 0.5pt; +for x = -1.5 step 0.1 until 1.55: + for y = -1.5 step 0.1 until 1.55: + drawarrow ((x, y) * unit) + --(((x,y) * unit) shifted (8 * dglField(x,y))) + withcolor blue; + endfor; +endfor; + +endfig; + + +% +% Vektorfeld in der Ebene mit Lösungskurve +% H \in sl(2, R) +% +beginfig(4) + +numeric unit; +unit := 150; + +z0 = ( 0, 0); +z1 = (-1.5, 0) * unit; +z2 = ( 1.5, 0) * unit; +z3 = ( 0, -1.5) * unit; +z4 = ( 0, 1.5) * unit; + +pickup pencircle scaled 1pt; +drawarrow (z1 shifted (-25,0))--(z2 shifted (25,0)); +drawarrow (z3 shifted (0,-10))--(z4 shifted (0,10)); +label.top(btex $x_1$ etex, z2 shifted (25,0)); +label.rt(btex $x_2$ etex, z4 shifted (0,10)); + +def dglField(expr x, y) = + (x, -y) +enddef; + +def dglFieldp(expr z) = + dglField(xpart z, ypart z) +enddef; + +def curve(expr z, l) = + path p; + p := z; + for t = 0 step 1 until l: + p := p--((point (length p) of p) shifted (0.01 * dglFieldp(point (length p) of p))); + endfor; + draw p scaled unit withcolor red; +enddef; + +for i = -1 step 2 until 1: + for k = -1 step 2 until 1: + curve((1.3 * i, 1.5 * k), 18); + curve((1.1 * i, 1.5 * k), 35); + curve((0.9 * i, 1.5 * k), 55); + curve((0.7 * i, 1.5 * k), 80); + curve((0.5 * i, 1.5 * k), 114); + curve((0.3 * i, 1.5 * k), 165); + curve((0.1 * i, 1.5 * k), 275); + endfor; +endfor; + +% Draw arrows for each grid point +pickup pencircle scaled 0.5pt; +for x = -1.5 step 0.1 until 1.55: + for y = -1.5 step 0.1 until 1.55: + drawarrow ((x, y) * unit) + --(((x,y) * unit) shifted (8 * dglField(x,y))) + withcolor blue; + endfor; +endfor; + +endfig; + + + +end; diff --git a/vorlesungen/slides/5/potenzreihenmethode.tex b/vorlesungen/slides/5/potenzreihenmethode.tex index 0c3503d..12d3fa5 100644 --- a/vorlesungen/slides/5/potenzreihenmethode.tex +++ b/vorlesungen/slides/5/potenzreihenmethode.tex @@ -79,7 +79,7 @@ a_k=\frac1{k!}a^kC} \\ \uncover<4->{ \Rightarrow y(x) &= C}\uncover<8->{+Cax}\uncover<9->{ + C\frac12(ax)^2} -\uncover<10->{ + C \frac16(ac)^3} +\uncover<10->{ + C \frac16(ax)^3} \uncover<11->{ + \dots+C\frac{1}{k!}(ax)^k+\dots} \ifthenelse{\boolean{presentation}}{ \only<12>{ -- cgit v1.2.1 From a331aefc04c6d615a693d892048e1615db86a99c Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: Nao Pross Date: Fri, 16 Apr 2021 01:01:31 +0200 Subject: Continue video script --- vorlesungen/punktgruppen/script.pdf | Bin 22295 -> 25412 bytes vorlesungen/punktgruppen/script.tex | 52 +++++++++++++++++++++++------------- 2 files changed, 34 insertions(+), 18 deletions(-) diff --git a/vorlesungen/punktgruppen/script.pdf b/vorlesungen/punktgruppen/script.pdf index 044a426..293b248 100644 Binary files a/vorlesungen/punktgruppen/script.pdf and b/vorlesungen/punktgruppen/script.pdf differ diff --git a/vorlesungen/punktgruppen/script.tex b/vorlesungen/punktgruppen/script.tex index a1e356a..2a6d95c 100644 --- a/vorlesungen/punktgruppen/script.tex +++ b/vorlesungen/punktgruppen/script.tex @@ -4,37 +4,52 @@ \usepackage{xcolor} \newcommand{\scene}[1]{\noindent[ #1 ]\par} -\newenvironment{totranslate}{\color{red!60!black}}{} +\newenvironment{totranslate}{\color{blue!70!black}}{} \begin{document} \section{Intro} \section{Geometrie} -\scene{Intro} -\scene{Zyklische Gruppe} - \begin{totranslate} - Let's now focus our attention on the simplest class of symmetries: those - generated by a single rotation. We describe the symmetries with a group +We'll start with geometric symmetries as they are the simplest to grasp. + +\scene{Intro} + To mathematically formulate the concept, we will think of symmetries as + actions to perform on an object, like this square. The simplest action, is to + take this square, do nothing and put it back down. Another action could be to + flip it along an axis, or to rotate it around its center by 90 degrees. + +\scene{Cyclic Groups} + Let's focus our attention on the simplest class of symmetries: those + generated by a single rotation. We will gather the symmetries in a group \(G\), and denote that it is generated by a rotation \(r\) with these angle brackets. - Take this shape as an example. By applying the rotation \emph{action} 5 - times, it looks as if we had not done anything, furthermore, if we \emph{act} - with higher ``powers'' \(r\), they will have the same effect as one of the - previous action. Thus the group only contain the identity and the powers of - \(r\) up to 4. + Take this pentagon as an example. By applying the rotation \emph{action} 5 + times, it is the same as if we had not done anything, furthermore, if we + \emph{act} a sixth time with \(r\), it will be the same as if we had just + acted with \(r\) once. Thus the group only contain the identity and the + powers of \(r\) up to 4. - In general, groups with this structure are known as the - ``Cyclic Groups'' of order \(n\), where the action \(r\) can be applied - \(n-1\) times before wrapping around. -\end{totranslate} + In general, groups with this structure are known as the ``Cyclic Groups'' of + order \(n\), where the action \(r\) can be applied \(n-1\) times before + wrapping around. -\scene{Diedergruppe} + % You can think of them as the rotational symmetries of an \(n\)-gon. -\begin{totranslate} - Okay that was not difficult, now let's spice this up a bit. +\scene{Dihedral Groups} + Okay that was not difficult, now let's spice this up a bit. Consider this + group for a square, generated by two actions: a rotation \(r\) and a + reflection \(\sigma\). Because we have two actions we have to write in the + generator how they relate to each other. + + Let's analyze this expression. Two reflections are the same as the identity. + Four rotations are the same as the identity, and a rotation followed by a + reflection, twice, is the same as the identity. + + This forms a group with 8 possible unique actions. This too can be generalized + to an \(n\)-gon, and is known as the ``Dihedral Group'' of order \(n\). \end{totranslate} \scene{Symmetrische Gruppe} @@ -45,3 +60,4 @@ \section{Krystalle} \end{document} +% vim:et ts=2 sw=2: -- cgit v1.2.1 From 8a4d352a656972bf4b48d2b73733f15d9adf89fc Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: Nao Pross Date: Fri, 16 Apr 2021 01:02:19 +0200 Subject: Change symbol for identity element --- vorlesungen/punktgruppen/crystals.py | 92 ++++++++++++++++++++++++++---------- 1 file changed, 67 insertions(+), 25 deletions(-) diff --git a/vorlesungen/punktgruppen/crystals.py b/vorlesungen/punktgruppen/crystals.py index d0ff205..894199d 100644 --- a/vorlesungen/punktgruppen/crystals.py +++ b/vorlesungen/punktgruppen/crystals.py @@ -2,6 +2,7 @@ from manim import * import math as m import numpy as np +import itertools as it # configure style config.background_color = '#202020' @@ -34,7 +35,7 @@ class Geometric2DSymmetries(Scene): self.wait() # the action of doing nothing - action = MathTex(r"1") + action = MathTex(r"\mathbb{1}") self.play(Write(action)) self.play(ApplyMethod(square.scale, 1.2)) self.play(ApplyMethod(square.scale, 1/1.2)) @@ -110,7 +111,10 @@ class Geometric2DSymmetries(Scene): self.wait() self.play(ApplyMethod(group.to_corner, UP)) - actions = map(MathTex, [r"1", r"r", r"r^2", r"r^3", r"r^4", r"1"]) + actions = map(MathTex, [ + r"\mathbb{1}", r"r", r"r^2", + r"r^3", r"r^4", r"\mathbb{1}"]) + action = next(actions, MathTex(r"r")) self.play(Create(figure)) @@ -128,7 +132,7 @@ class Geometric2DSymmetries(Scene): whole_group = MathTex( r"G = \langle r \rangle" - r"= \left\{1, r, r^2, r^3, r^4 \right\}") + r"= \left\{\mathbb{1}, r, r^2, r^3, r^4 \right\}") self.play(ApplyMethod(group.move_to, ORIGIN)) self.play(ReplacementTransform(group, whole_group)) @@ -136,7 +140,7 @@ class Geometric2DSymmetries(Scene): cyclic = MathTex( r"Z_n = \langle r \rangle" - r"= \left\{1, r, r^2, \dots, r^{n-1} \right\}") + r"= \left\{\mathbb{1}, r, r^2, \dots, r^{n-1} \right\}") cyclic_title = Tex(r"Zyklische Gruppe") cyclic_title.next_to(cyclic, UP * 2) @@ -158,9 +162,9 @@ class Geometric2DSymmetries(Scene): # generator equation group = MathTex( r"G = \langle \sigma, r \,|\,", - r"\sigma^2 = 1,", - r"r^4 = 1,", - r"(\sigma r)^2 = 1 \rangle") + r"\sigma^2 = \mathbb{1},", + r"r^4 = \mathbb{1},", + r"(\sigma r)^2 = \mathbb{1} \rangle") self.play(Write(group), run_time = 2) self.wait() @@ -168,7 +172,7 @@ class Geometric2DSymmetries(Scene): self.play(FadeIn(square)) axis = DashedLine(2 * LEFT, 2 * RIGHT) - sigma = MathTex(r"\sigma^2 = 1") + sigma = MathTex(r"\sigma^2 = \mathbb{1}") sigma.next_to(axis, RIGHT) self.play(Create(axis), Write(sigma)) self.play(ApplyMethod(square.flip, RIGHT)) @@ -177,7 +181,7 @@ class Geometric2DSymmetries(Scene): # rotations dot = Dot(UP + RIGHT) - rot = MathTex(r"r^4 = 1") + rot = MathTex(r"r^4 = \mathbb{1}") rot.next_to(square, DOWN * 3) figure = VGroup() @@ -190,7 +194,7 @@ class Geometric2DSymmetries(Scene): self.play(FadeOut(rot), Uncreate(dot)) # rotation and flip - action = MathTex(r"(\sigma r)^2 = 1") + action = MathTex(r"(\sigma r)^2 = \mathbb{1}") action.next_to(square, DOWN * 5) dot = Dot(UP + RIGHT) @@ -212,9 +216,9 @@ class Geometric2DSymmetries(Scene): # equation for the whole whole_group = MathTex( r"G &= \langle \sigma, r \,|\," - r"\sigma^2 = r^4 = (\sigma r)^2 = 1 \rangle \\" + r"\sigma^2 = r^4 = (\sigma r)^2 = \mathbb{1} \rangle \\" r"&= \left\{" - r"1, r, r^2, r^3, \sigma, \sigma r, \sigma r^2, \sigma r^3" + r"\mathbb{1}, r, r^2, r^3, \sigma, \sigma r, \sigma r^2, \sigma r^3" r"\right\}") self.play(ApplyMethod(group.move_to, ORIGIN)) @@ -223,9 +227,9 @@ class Geometric2DSymmetries(Scene): dihedral = MathTex( r"D_n &= \langle \sigma, r \,|\," - r"\sigma^2 = r^n = (\sigma r)^2 = 1 \rangle \\" + r"\sigma^2 = r^n = (\sigma r)^2 = \mathbb{1} \rangle \\" r"&= \left\{" - r"1, r, r^2, \dots, \sigma, \sigma r, \sigma r^2, \dots" + r"\mathbb{1}, r, r^2, \dots, \sigma, \sigma r, \sigma r^2, \dots" r"\right\}") dihedral_title = Tex(r"Diedergruppe: Symmetrien eines \(n\)-gons") @@ -245,22 +249,60 @@ class Geometric3DSymmetries(ThreeDScene): def construct(self): self.symmetric() + + @staticmethod + def get_cube(): + verts = np.array(list(it.product(*3 * [[-1, 1]]))) + edges = [ + (v1, v2) + for v1, v2 in it.combinations(verts, 2) + if sum(v1 == v2) == 2 + ] + corner_dots = Group(*[ + Sphere().set_height(0.25).move_to(vert) + for vert in verts + ]) + corner_dots.set_color(GREY_B) + edge_rods = Group(*[ + Line3D(v1, v2) + for v1, v2 in edges + ]) + + faces = Cube(square_resolution=(10, 10)) + faces.set_height(2) + faces.set_color(BLUE_E, 0.3) + # faces.add_updater(lambda m: m.sort(lambda p: np.dot(p, [np.sign(self.euler_angles[0]) * 0.2, -1, 0.2]))) + + cube = Group(corner_dots, edge_rods, faces) + cube.corner_dots = corner_dots + cube.edge_rods = edge_rods + cube.faces = faces + return cube + def symmetric(self): self.renderer.camera.light_source.move_to(3*IN) # changes the source of the light - self.set_camera_orientation(phi=60 * DEGREES, theta=-20 * DEGREES) + self.set_camera_orientation(phi=60 * DEGREES, theta=5 * DEGREES) cube = Cube() - axes = ThreeDAxes() - - axis = np.array([2,2,2]) - line = DashedLine(-axis, axis) - - self.play(Create(axes), Create(cube)) - self.play(Create(line)) - - self.play(ApplyMethod(cube.rotate, PI, axis / abs(axis))) + self.play(GrowFromCenter(cube)) + + axes = list( + map(lambda v: v / np.linalg.norm(v), + map(np.array, [ + [0, 0, 1], + [0, 1, 1], + [1, 1, 1], + ]) + )) + angles = [ PI, PI, PI * 2/3 ] + lines = list(map(lambda x: Line(-2 * x, 2 * x), axes)) + + camera_thetas = list(map(lambda x: x * DEGREES, [10, 100, 110])) + for axis, line, angle, camera_angle in zip(axes, lines, angles, camera_thetas): + self.move_camera(theta=camera_angle) + self.play(Create(line)) + self.play(Rotate(cube, angle, axis=axis, run_time=3)) - self.begin_ambient_camera_rotation(rate=0.1) self.wait(7) -- cgit v1.2.1 From 89ff85cc982caac0a32c8f871da362c1b6970f61 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: Nao Pross Date: Fri, 16 Apr 2021 03:56:47 +0200 Subject: Rewrite cyclic group algebraic symmetry video --- vorlesungen/punktgruppen/crystals.py | 165 +++++++++++++++++++++++++---------- 1 file changed, 118 insertions(+), 47 deletions(-) diff --git a/vorlesungen/punktgruppen/crystals.py b/vorlesungen/punktgruppen/crystals.py index 894199d..dd55bbe 100644 --- a/vorlesungen/punktgruppen/crystals.py +++ b/vorlesungen/punktgruppen/crystals.py @@ -109,7 +109,7 @@ class Geometric2DSymmetries(Scene): group = MathTex(r"G = \langle r \rangle") self.play(Write(group), run_time = 2) self.wait() - self.play(ApplyMethod(group.to_corner, UP)) + self.play(ApplyMethod(group.to_edge, UP)) actions = map(MathTex, [ r"\mathbb{1}", r"r", r"r^2", @@ -168,7 +168,7 @@ class Geometric2DSymmetries(Scene): self.play(Write(group), run_time = 2) self.wait() - self.play(ApplyMethod(group.to_corner, UP)) + self.play(ApplyMethod(group.to_edge, UP)) self.play(FadeIn(square)) axis = DashedLine(2 * LEFT, 2 * RIGHT) @@ -319,66 +319,137 @@ class AlgebraicSymmetries(Scene): self.cyclic() def cyclic(self): - root_powers = MathTex( - r"\left( e^\frac{\pi i}{2} \right)^0 &= 1 \\", - r"\left( e^\frac{\pi i}{2} \right)^1 &= i \\", - r"\left( e^\frac{\pi i}{2} \right)^2 &= -1 \\", - r"\left( e^\frac{\pi i}{2} \right)^3 &= -i \\") - - root_more_powers = MathTex( - r"\left( e^\frac{\pi i}{2} \right)^4 &= 1 \\", - r"\left( e^\frac{\pi i}{2} \right)^5 &= i \\", - r"\left( e^\frac{\pi i}{2} \right)^6 &= -1 \\", - r"\left( e^\frac{\pi i}{2} \right)^7 &= -i \\") + # show the i product + product = MathTex( + r"1", r"\cdot i &= i \\", + r"i \cdot i &= -1 \\", + r"-1 \cdot i &= -i \\", + r"-i \cdot i &= 1") + product.scale(1.5) + + for part in product: + self.play(Write(part)) - root_powers.shift(LEFT * 2) - root_more_powers.shift(RIGHT * 2) + self.wait() + self.play(ApplyMethod(product.scale, 1/1.5)) - for line in root_powers: - self.play(Write(line)) + # gather in group + group = MathTex(r"G = \left\{ 1, i, -1, -i \right\}") + self.play(ReplacementTransform(product, group)) + self.wait() - for line in root_more_powers: - self.play(Write(line)) + # show Z4 + grouppow = MathTex( + r"G &= \left\{ 1, i, i^2, i^3 \right\} \\", + r"Z_4 &= \left\{ \mathbb{1}, r, r^2, r^3 \right\}") + self.play(ReplacementTransform(group, grouppow[0])) + self.wait() + self.play(Write(grouppow[1])) + self.wait() + self.play(ApplyMethod(grouppow.to_edge, UP)) + + # define morphisms + morphism = MathTex(r"\phi: Z_4 \to G \\") + morphism.shift(UP) + self.play(Write(morphism)) + + # show an example + mappings = MathTex( + r"\phi(\mathbb{1}) &= 1 \\", + r"\phi(r) &= i \\", + r"\phi(r^2) &= i^2 \\", + r"\phi(r^3) &= i^3 \\") + mappings.next_to(morphism, DOWN) + + self.play(Write(mappings)) self.wait() + self.play(FadeOutAndShift(mappings, DOWN)) + + # more general definition + homomorphism = MathTex( + r"\phi(r\circ \mathbb{1}) &= i\cdot 1 \\", + r"&= \phi(r)\cdot\phi(\mathbb{1})") + homomorphism.next_to(morphism, DOWN).align_to(morphism, LEFT) + for part in homomorphism: + self.play(Write(part)) + + hom_bracegrp = VGroup() + hom_bracegrp.add(morphism) + hom_bracegrp.add(homomorphism) + self.play( - ApplyMethod(root_powers.to_edge, LEFT), - FadeOutAndShift(root_more_powers, RIGHT)) - - groups = MathTex( - r"G &= \left\{ 1, i, -1, -i \right\} \\", - r"&= \left\{", - "1,", "i,", "i^2,", "i^3", - r"\right\} \\", - r"Z_4 &= \left\{", - "1,", "r,", "r^2,", "r^3" - r"\right\}") - groups.shift(UP) + ApplyMethod(grouppow.shift, 2.5 * LEFT), + ApplyMethod(hom_bracegrp.shift, 2.5 * LEFT)) - self.play(Write(groups[0])) - self.play(FadeOutAndShift(root_powers, LEFT)) - for part in groups[0:]: - self.play(Write(part)) - self.play(ApplyMethod(groups.to_corner, UP + LEFT)) + hom_brace = Brace(hom_bracegrp, direction=RIGHT) + hom_text = Tex("Homomorphismus").next_to(hom_brace.get_tip(), RIGHT) + + self.play(Create(hom_brace)) + self.play(Write(hom_text)) self.wait() - isomorphism = MathTex( - r"\varphi : G &\to Z_4 \\", - r"\mathrm{ker}(\varphi) &= \emptyset \\", - r"G &\cong Z_4") + self.play(FadeOut(hom_brace), FadeOut(hom_text)) - iso_it = iter(isomorphism) - self.play(Write(next(iso_it))) + # add the isomorphism part + isomorphism = Tex(r"\(\phi\) ist bijektiv") + isomorphism.next_to(homomorphism, DOWN).align_to(homomorphism, LEFT) + self.play(Write(isomorphism)) + + iso_bracegrp = VGroup() + iso_bracegrp.add(hom_bracegrp) + iso_bracegrp.add(isomorphism) + + iso_brace = Brace(iso_bracegrp, RIGHT) + iso_text = Tex("Isomorphismus").next_to(iso_brace.get_tip(), RIGHT) + iso_text_short = MathTex("Z_4 \cong G").next_to(iso_brace.get_tip(), RIGHT) + + self.play(Create(iso_brace)) + self.play(Write(iso_text)) self.wait() - self.play(Write(next(iso_it))) + + self.play(ReplacementTransform(iso_text, iso_text_short)) self.wait() - # TODO: show in group + # create a group for the whole + morphgrp = VGroup() + morphgrp.add(iso_bracegrp) + morphgrp.add(iso_brace) + morphgrp.add(iso_text_short) + + self.play( + FadeOutAndShift(grouppow, UP), + FadeOutAndShift(morphgrp, DOWN)) + + # draw a complex plane + plane = ComplexPlane() + plane.axis_config["number_scale_val"] = 1 + self.play(Create(plane)) - self.play(Write(next(iso_it))) + roots = list(map(lambda p: Dot(p, fill_color=PINK), ( + [1, 0, 0], [0, 1, 0], [-1, 0, 0], [0, -1, 0] + ))) + + self.play( + *map(Create, roots), + *map(Write, plane.get_coordinate_labels(1, -1, 1j, -1j))) self.wait() - self.play(ApplyMethod(isomorphism.to_edge, UP)) + arrow = CurvedArrow( + 1.5 * np.array([m.cos(10 * DEGREES), m.sin(10 * DEGREES), 0]), + 1.5 * np.array([m.cos(80 * DEGREES), m.sin(80 * DEGREES), 0])) - self.wait(5) + arrowtext = MathTex("\cdot i") + arrowtext.move_to(2 / m.sqrt(2) * (UP + RIGHT)) + + square = Square().rotate(PI/4).scale(1/m.sqrt(2)) + square.set_fill(PINK).set_opacity(.4) + + self.play(FadeIn(square), Create(arrow), Write(arrowtext)) + + for _ in range(4): + self.play(Rotate(square, PI/2)) + self.wait(.5) + self.play(FadeOut(square), FadeOut(arrow), *map(FadeOut, roots)) + self.play(Uncreate(plane)) -- cgit v1.2.1 From 2c498f3b05e5eb9bf438fe1433dd06311f59d3c3 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: =?UTF-8?q?Andreas=20M=C3=BCller?= Date: Fri, 16 Apr 2021 13:41:52 +0200 Subject: typos --- vorlesungen/slides/a/ecc/kurve.tex | 4 ++-- 1 file changed, 2 insertions(+), 2 deletions(-) diff --git a/vorlesungen/slides/a/ecc/kurve.tex b/vorlesungen/slides/a/ecc/kurve.tex index 9cf1aa2..04d15f8 100644 --- a/vorlesungen/slides/a/ecc/kurve.tex +++ b/vorlesungen/slides/a/ecc/kurve.tex @@ -7,7 +7,7 @@ \begin{frame}[t] \setlength{\abovedisplayskip}{5pt} \setlength{\belowdisplayskip}{5pt} -\frametitle{Kubische Kurven} +\frametitle{Elliptische Kurven} \vspace{-20pt} \begin{columns}[t,onlytextwidth] \begin{column}{0.48\textwidth} @@ -47,7 +47,7 @@ u^3+Au+B} \[ v=Y+{\textstyle\frac12}X, \qquad -u=X+\frac1{12} +u=X-\frac1{12} \]} \end{block}} \end{column} -- cgit v1.2.1 From 7191f61813d079d543242b5160a011a18b2bcd7b Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: Nao Pross Date: Fri, 16 Apr 2021 14:24:37 +0200 Subject: Fix complex plane animation --- vorlesungen/punktgruppen/crystals.py | 81 ++++++++++++++++++++++-------------- 1 file changed, 49 insertions(+), 32 deletions(-) diff --git a/vorlesungen/punktgruppen/crystals.py b/vorlesungen/punktgruppen/crystals.py index dd55bbe..76dee1f 100644 --- a/vorlesungen/punktgruppen/crystals.py +++ b/vorlesungen/punktgruppen/crystals.py @@ -66,9 +66,7 @@ class Geometric2DSymmetries(Scene): # show some rotations dot = Dot(UP + RIGHT) - figure = VGroup() - figure.add(square) - figure.add(dot) + figure = VGroup(square, dot) rot = MathTex(r"r") self.play(Write(rot), Create(dot)) @@ -184,9 +182,7 @@ class Geometric2DSymmetries(Scene): rot = MathTex(r"r^4 = \mathbb{1}") rot.next_to(square, DOWN * 3) - figure = VGroup() - figure.add(dot) - figure.add(square) + figure = VGroup(dot, square) self.play(Write(rot), Create(dot)) for i in range(4): @@ -201,9 +197,7 @@ class Geometric2DSymmetries(Scene): axis = DashedLine(2 * LEFT, 2 * RIGHT) self.play(Create(dot), Create(axis), Write(action)) - figure = VGroup() - figure.add(dot) - figure.add(square) + figure = VGroup(dot, square) for i in range(2): self.play(Rotate(figure, PI/2)) @@ -317,6 +311,7 @@ class AlgebraicSymmetries(Scene): self.wait() self.cyclic() + self.matrices() def cyclic(self): # show the i product @@ -374,9 +369,7 @@ class AlgebraicSymmetries(Scene): for part in homomorphism: self.play(Write(part)) - hom_bracegrp = VGroup() - hom_bracegrp.add(morphism) - hom_bracegrp.add(homomorphism) + hom_bracegrp = VGroup(morphism, homomorphism) self.play( ApplyMethod(grouppow.shift, 2.5 * LEFT), @@ -384,21 +377,21 @@ class AlgebraicSymmetries(Scene): hom_brace = Brace(hom_bracegrp, direction=RIGHT) hom_text = Tex("Homomorphismus").next_to(hom_brace.get_tip(), RIGHT) + hom_text_short = MathTex(r"G \simeq Z_4").next_to(hom_brace.get_tip(), RIGHT) self.play(Create(hom_brace)) self.play(Write(hom_text)) + self.play(ReplacementTransform(hom_text, hom_text_short)) self.wait() - self.play(FadeOut(hom_brace), FadeOut(hom_text)) + self.play(FadeOut(hom_brace), FadeOut(hom_text_short)) # add the isomorphism part isomorphism = Tex(r"\(\phi\) ist bijektiv") isomorphism.next_to(homomorphism, DOWN).align_to(homomorphism, LEFT) self.play(Write(isomorphism)) - iso_bracegrp = VGroup() - iso_bracegrp.add(hom_bracegrp) - iso_bracegrp.add(isomorphism) + iso_bracegrp = VGroup(hom_bracegrp, isomorphism) iso_brace = Brace(iso_bracegrp, RIGHT) iso_text = Tex("Isomorphismus").next_to(iso_brace.get_tip(), RIGHT) @@ -412,44 +405,68 @@ class AlgebraicSymmetries(Scene): self.wait() # create a group for the whole - morphgrp = VGroup() - morphgrp.add(iso_bracegrp) - morphgrp.add(iso_brace) - morphgrp.add(iso_text_short) + morphgrp = VGroup(iso_bracegrp, iso_brace, iso_text_short) self.play( - FadeOutAndShift(grouppow, UP), - FadeOutAndShift(morphgrp, DOWN)) + ApplyMethod(grouppow.to_edge, LEFT), + ApplyMethod(morphgrp.to_edge, LEFT)) + # self.play( + # FadeOutAndShift(grouppow, UP), + # FadeOutAndShift(morphgrp, DOWN)) # draw a complex plane - plane = ComplexPlane() - plane.axis_config["number_scale_val"] = 1 - self.play(Create(plane)) + plane = ComplexPlane(x_min = -2, x_max = 3) + coordinates = plane.get_coordinate_labels(1, -1, 1j, -1j) roots = list(map(lambda p: Dot(p, fill_color=PINK), ( [1, 0, 0], [0, 1, 0], [-1, 0, 0], [0, -1, 0] ))) - self.play( - *map(Create, roots), - *map(Write, plane.get_coordinate_labels(1, -1, 1j, -1j))) - self.wait() - arrow = CurvedArrow( 1.5 * np.array([m.cos(10 * DEGREES), m.sin(10 * DEGREES), 0]), 1.5 * np.array([m.cos(80 * DEGREES), m.sin(80 * DEGREES), 0])) - arrowtext = MathTex("\cdot i") arrowtext.move_to(2 / m.sqrt(2) * (UP + RIGHT)) square = Square().rotate(PI/4).scale(1/m.sqrt(2)) square.set_fill(PINK).set_opacity(.4) + figuregrp = Group(plane, square, arrow, arrowtext, *coordinates, *roots) + figuregrp.to_edge(RIGHT) + + self.play(Create(plane)) + self.play( + *map(Create, roots), + *map(Write, coordinates)) + self.wait() self.play(FadeIn(square), Create(arrow), Write(arrowtext)) for _ in range(4): self.play(Rotate(square, PI/2)) self.wait(.5) - self.play(FadeOut(square), FadeOut(arrow), *map(FadeOut, roots)) + self.play( + *map(FadeOut, (square, arrow, arrowtext)), + *map(FadeOut, coordinates), + *map(FadeOut, roots)) self.play(Uncreate(plane)) + self.play( + FadeOutAndShift(grouppow, RIGHT), + FadeOutAndShift(morphgrp, RIGHT)) + + modulo = MathTex( + r"\phi: Z_4 &\to (\mathbb{Z}/4\mathbb{Z}, +) \\" + r"\phi(\mathbb{1} \circ r^2) &= 0 + 2 \pmod 4").scale(1.5) + self.play(Write(modulo)) + self.wait(2) + + self.play(FadeOut(modulo)) + self.wait(3) + + def matrices(self): + question = MathTex(r"D_n \cong \,? \\ S_n \cong \,? \\ A_n \cong \,?") + question.scale(1.5) + + self.play(Write(question)) + + self.wait(3) -- cgit v1.2.1 From 339d3772285a72497f54a4df583cb52be8fb8b8b Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: "AzureAD\\JosefReichlin-Bagger" Date: Fri, 16 Apr 2021 15:27:36 +0200 Subject: =?UTF-8?q?Name=20ge=C3=A4ndert?= MIME-Version: 1.0 Content-Type: text/plain; charset=UTF-8 Content-Transfer-Encoding: 8bit --- buch/papers/spannung/main.tex | 2 +- 1 file changed, 1 insertion(+), 1 deletion(-) diff --git a/buch/papers/spannung/main.tex b/buch/papers/spannung/main.tex index b87a4d0..585a423 100644 --- a/buch/papers/spannung/main.tex +++ b/buch/papers/spannung/main.tex @@ -6,7 +6,7 @@ \chapter{Thema\label{chapter:spannung}} \lhead{Thema} \begin{refsection} -\chapterauthor{Hans Muster} +\chapterauthor{Adrian Schuler und Thomas Reichlin} Ein paar Hinweise für die korrekte Formatierung des Textes \begin{itemize} -- cgit v1.2.1 From a11e15a68ec7e049f3d724e5e4042317fcbecc21 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: Nao Pross Date: Fri, 16 Apr 2021 21:20:31 +0200 Subject: Create .gitignore for buch/ It is a bit annoying to get that huge list of untracked aux files every time `$ git status' runs --- buch/.gitignore | 12 ++++++++++++ 1 file changed, 12 insertions(+) create mode 100644 buch/.gitignore diff --git a/buch/.gitignore b/buch/.gitignore new file mode 100644 index 0000000..4600c1a --- /dev/null +++ b/buch/.gitignore @@ -0,0 +1,12 @@ +buch*.aux +buch*.bbl +buch*.bib +buch*.blg +buch*.idx +buch*.ilg +buch*.ind +buch*.log +buch*.out +buch*.pdf +buch*.run.xml +buch*.toc -- cgit v1.2.1 From 8358d9bc031913305a52c6c2ab05184b89f7678f Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: Roy Seitz Date: Sat, 17 Apr 2021 22:00:36 +0200 Subject: Slides erweitert. --- vorlesungen/08_dgl/Makefile | 2 +- vorlesungen/08_dgl/common.tex | 11 ++ vorlesungen/08_dgl/slides.tex | 14 +- vorlesungen/common/packages.tex | 1 + vorlesungen/slides/10/ableitung-exp.tex | 60 +++++++++ vorlesungen/slides/10/matrix-dgl.tex | 83 ++++++++++++ vorlesungen/slides/10/matrix-vektor-dgl.tex | 83 ------------ vorlesungen/slides/10/potenzreihenmethode.tex | 91 +++++++++++++ vorlesungen/slides/10/repetition.tex | 151 ++++++++++++++++++++++ vorlesungen/slides/10/so2.tex | 8 -- vorlesungen/slides/10/taylor.tex | 176 ++++++++++++++------------ 11 files changed, 506 insertions(+), 174 deletions(-) create mode 100644 vorlesungen/slides/10/ableitung-exp.tex create mode 100644 vorlesungen/slides/10/matrix-dgl.tex delete mode 100644 vorlesungen/slides/10/matrix-vektor-dgl.tex create mode 100644 vorlesungen/slides/10/potenzreihenmethode.tex create mode 100644 vorlesungen/slides/10/repetition.tex diff --git a/vorlesungen/08_dgl/Makefile b/vorlesungen/08_dgl/Makefile index f646db6..7a3960a 100644 --- a/vorlesungen/08_dgl/Makefile +++ b/vorlesungen/08_dgl/Makefile @@ -14,7 +14,7 @@ IMAGES = vektorfelder-1.pdf MathSem-08-dgl.pdf: MathSem-08-dgl.tex $(SOURCES) $(IMAGES) - pdflatex MathSem-08-dgl.tex > /dev/null + pdflatex --synctex=1 MathSem-08-dgl.tex > /dev/null dgl-handout.pdf: dgl-handout.tex $(SOURCES) $(IMAGES) pdflatex dgl-handout.tex > /dev/null diff --git a/vorlesungen/08_dgl/common.tex b/vorlesungen/08_dgl/common.tex index 75b8586..fbf3ad9 100644 --- a/vorlesungen/08_dgl/common.tex +++ b/vorlesungen/08_dgl/common.tex @@ -14,3 +14,14 @@ \date[]{} \newboolean{presentation} +\newcommand{\gSL}[2]{\ensuremath{\text{SL}(#1, \mathbb{#2})}} +\newcommand{\gSO}[1]{\ensuremath{\text{SO}(#1)}} +\newcommand{\gGL}[2]{\ensuremath{\text{GL}(#1, \mathbb #2)}} + +\newcommand{\asl}[2]{\ensuremath{\mathfrak{sl}(#1, \mathbb{#2})}} +\newcommand{\aso}[1]{\ensuremath{\mathfrak{so}(#1)}} +\newcommand{\agl}[2]{\ensuremath{\mathfrak{gl}(#1, \mathbb #2)}} + +\DeclareMathOperator{\Spur}{Spur} + + diff --git a/vorlesungen/08_dgl/slides.tex b/vorlesungen/08_dgl/slides.tex index 48b01ff..30ee52f 100644 --- a/vorlesungen/08_dgl/slides.tex +++ b/vorlesungen/08_dgl/slides.tex @@ -17,10 +17,16 @@ % 6. Strömungslinien = Pfade für Lie-Theorie, A lokal, exp(Ax) global % 7. Beispiele so(2), Jordan-Block, vielleicht [0 1; 1 0] +\section{Einführung} +\folie{10/repetition.tex} +\section{Woher kommt $\exp(At)$?} +\subsection{Taylor-Reihen} \folie{10/taylor.tex} -\folie{5/potenzreihenmethode.tex} +\folie{10/potenzreihenmethode.tex} +\subsection{Ableitung von $\exp(At)$} +\folie{10/ableitung-exp.tex} +\section{Lösen einer Matrix-DGL} \folie{10/n-zu-1.tex} -\folie{10/matrix-vektor-dgl.tex} +\folie{10/matrix-dgl.tex} +\section{Was bedeutet $\exp(At)$?} \folie{10/so2.tex} - -%\folie{10/eindimensional.tex} diff --git a/vorlesungen/common/packages.tex b/vorlesungen/common/packages.tex index d71438b..7e044ed 100644 --- a/vorlesungen/common/packages.tex +++ b/vorlesungen/common/packages.tex @@ -12,6 +12,7 @@ \usepackage{lmodern} \usepackage{amsmath} \usepackage{amssymb} +\usepackage{nccmath} \usepackage{mathtools} \usepackage{adjustbox} \usepackage{multimedia} diff --git a/vorlesungen/slides/10/ableitung-exp.tex b/vorlesungen/slides/10/ableitung-exp.tex new file mode 100644 index 0000000..10ce191 --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/10/ableitung-exp.tex @@ -0,0 +1,60 @@ +% +% ableitung-exp.tex -- Ableitung von exp(x) +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +% Erstellt durch Roy Seitz +% +% !TeX spellcheck = de_CH +\bgroup +\begin{frame}[t] + \setlength{\abovedisplayskip}{5pt} + \setlength{\belowdisplayskip}{5pt} + %\frametitle{Ableitung von $\exp(x)$} + %\vspace{-20pt} + \begin{columns}[t,onlytextwidth] + \begin{column}{0.48\textwidth} + \begin{block}{Ableitung von $\exp(at)$} + \begin{align*} + \frac{d}{dt} \exp(at) + &= + \frac{d}{dt} \sum_{k=0}^{\infty} a^k \frac{t^k}{k!} + \\ + &\uncover<2->{ + = \sum_{k=0}^{\infty} a^k\frac{kt^{k-1}}{k(k-1)!} + } + \\ + &\uncover<3->{ + = a \sum_{k=1}^{\infty} + a^{k-1}\frac{t^{k-1}}{(k-1)!} + } + \\ + &\uncover<4->{ + = a \exp(at) + } + \end{align*} + \end{block} + \end{column} + \begin{column}{0.48\textwidth} + \uncover<5->{ + \begin{block}{Ableitung von $\exp(At)$} + \begin{align*} + \frac{d}{dt} \exp(At) + &= + \frac{d}{dt} \sum_{k=0}^{\infty} A^k \frac{t^k}{k!} + \\ + &= + \sum_{k=0}^{\infty} A^k\frac{kt^{k-1}}{k(k-1)!} + \\ + &= + A \sum_{k=1}^{\infty} A^{k-1}\frac{t^{k-1}}{(k-1)!} + \\ + &= + A \exp(At) + \end{align*} + \end{block} + } + \end{column} + \end{columns} +\end{frame} + +\egroup diff --git a/vorlesungen/slides/10/matrix-dgl.tex b/vorlesungen/slides/10/matrix-dgl.tex new file mode 100644 index 0000000..ae68fb1 --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/10/matrix-dgl.tex @@ -0,0 +1,83 @@ +% +% matrix-dgl.tex -- Matrix-Differentialgleichungen +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +% Erstellt durch Roy Seitz +% +% !TeX spellcheck = de_CH +\bgroup + +\begin{frame}[t] + \setlength{\abovedisplayskip}{5pt} + \setlength{\belowdisplayskip}{5pt} + \frametitle{1.~Ordnung mit Skalaren} + \vspace{-20pt} + \begin{columns}[t,onlytextwidth] + \begin{column}{0.48\textwidth} + \begin{block}{Aufgabe} + Sei $a, x(t), x_0 \in \mathbb R$, + \[ + \dot x(t) = ax(t), + \quad + x(0) = x_0 + \] + \end{block} + \begin{block}{Potenzreihen-Ansatz} + Sei $a_k \in \mathbb R$, + \[ + x(t) = a_0 + a_1t + a_2t^2 + a_3t^3 \ldots + \] + \end{block} + \end{column} + \begin{column}{0.48\textwidth} + \begin{block}{Lösung} + Einsetzen in DGL, Koeffizientenvergleich liefert + \[ x(t) = \exp(at) \, x_0, \] + wobei + \begin{align*} + \exp(at) + &= 1 + at + \frac{a^2t^2}{2} + \frac{a^3t^3}{3!} + \ldots \\ + &{\color{gray}(= e^{at}.)} + \end{align*} + \end{block} + \end{column} + \end{columns} +\end{frame} + +\begin{frame}[t] + \setlength{\abovedisplayskip}{5pt} + \setlength{\belowdisplayskip}{5pt} + \frametitle{1.~Ordnung mit Matrizen} + \vspace{-20pt} + \begin{columns}[t,onlytextwidth] + \begin{column}{0.48\textwidth} + \begin{block}{Aufgabe} + Sei $A \in M_n$, $x(t), x_0 \in \mathbb R^n$, + \[ + \dot x(t) = Ax(t), + \quad + x(0) = x_0 + \] + \end{block} + \begin{block}{Potenzreihen-Ansatz} + Sei $A_k \in \mathbb M_n$, + \[ + x(t) = A_0 + A_1t + A_2t^2 + A_3t^3 \ldots + \] + \end{block} + \end{column} + \begin{column}{0.48\textwidth} + \begin{block}{Lösung} + Einsetzen in DGL, Koeffizientenvergleich liefert + \[ x(t) = \exp(At) \, x_0, \] + wobei + \[ + \exp(At) + = 1 + At + \frac{A^2t^2}{2} + \frac{A^3t^3}{3!} + \ldots + \] + \end{block} + \end{column} + \end{columns} +\end{frame} + +\egroup diff --git a/vorlesungen/slides/10/matrix-vektor-dgl.tex b/vorlesungen/slides/10/matrix-vektor-dgl.tex deleted file mode 100644 index f7bd995..0000000 --- a/vorlesungen/slides/10/matrix-vektor-dgl.tex +++ /dev/null @@ -1,83 +0,0 @@ -% -% matrix-vektor-dgl.tex -- DGL mit Matrix-Koeffizienten und Vektor-Variablen -% -% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule -% Erstellt durch Roy Seitz -% -% !TeX spellcheck = de_CH -\bgroup - -\begin{frame}[t] - \setlength{\abovedisplayskip}{5pt} - \setlength{\belowdisplayskip}{5pt} - \frametitle{1.~Ordnung mit Skalaren} - \vspace{-20pt} - \begin{columns}[t,onlytextwidth] - \begin{column}{0.48\textwidth} - \begin{block}{Aufgabe} - Sei $a, x(t), x_0 \in \mathbb R$, - \[ - \dot x(t) = ax(t), - \quad - x(0) = x_0 - \] - \end{block} - \begin{block}{Potenzreihen-Ansatz} - Sei $a_k \in \mathbb R$, - \[ - x(t) = a_0 + a_1t + a_2t^2 + a_3t^3 \ldots - \] - \end{block} - \end{column} - \begin{column}{0.48\textwidth} - \begin{block}{Lösung} - Einsetzen in DGL, Koeffizientenvergleich liefert - \[ x(t) = \exp(at) \, x_0, \] - wobei - \begin{align*} - \exp(at) - &= 1 + at + \frac{a^2t^2}{2} + \frac{a^3t^3}{3!} + \ldots \\ - &{\color{gray}(= e^{at}.)} - \end{align*} - \end{block} - \end{column} - \end{columns} -\end{frame} - -\begin{frame}[t] - \setlength{\abovedisplayskip}{5pt} - \setlength{\belowdisplayskip}{5pt} - \frametitle{1.~Ordnung mit Matrizen} - \vspace{-20pt} - \begin{columns}[t,onlytextwidth] - \begin{column}{0.48\textwidth} - \begin{block}{Aufgabe} - Sei $A \in M_n$, $x(t), x_0 \in \mathbb R^n$, - \[ - \dot x(t) = Ax(t), - \quad - x(0) = x_0 - \] - \end{block} - \begin{block}{Potenzreihen-Ansatz} - Sei $A_k \in \mathbb M_n$, - \[ - x(t) = A_0 + A_1t + A_2t^2 + A_3t^3 \ldots - \] - \end{block} - \end{column} - \begin{column}{0.48\textwidth} - \begin{block}{Lösung} - Einsetzen in DGL, Koeffizientenvergleich liefert - \[ x(t) = \exp(At) \, x_0, \] - wobei - \[ - \exp(At) - = 1 + At + \frac{A^2t^2}{2} + \frac{A^3t^3}{3!} + \ldots - \] - \end{block} - \end{column} - \end{columns} -\end{frame} - -\egroup diff --git a/vorlesungen/slides/10/potenzreihenmethode.tex b/vorlesungen/slides/10/potenzreihenmethode.tex new file mode 100644 index 0000000..1715134 --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/10/potenzreihenmethode.tex @@ -0,0 +1,91 @@ +% +% potenzreihenmethode.tex +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +% Bearbeitet durch Roy Seitz +% +\begin{frame}[t] +\setlength{\abovedisplayskip}{5pt} +\setlength{\belowdisplayskip}{5pt} +\frametitle{Potenzreihenmethode} +\vspace{-15pt} +\begin{columns}[t,onlytextwidth] +\begin{column}{0.48\textwidth} +\begin{block}{Lineare Differentialgleichung} +\begin{align*} +x'&=ax&&\Rightarrow&x'-ax&=0 +\\ +x(0)&=C +\end{align*} +\end{block} +\end{column} +\begin{column}{0.48\textwidth} +\uncover<2->{% +\begin{block}{Potenzreihenansatz} +\begin{align*} +x(t) +&= +a_0+ a_1t + a_2t^2 + \dots +\\ +x(0)&=a_0=C +\end{align*} +\end{block}} +\end{column} +\end{columns} +\uncover<3->{% +\begin{block}{Lösung} +\[ +\arraycolsep=1.4pt +\begin{array}{rcrcrcrcrcr} +\uncover<3->{ x'(t)} + \uncover<5->{ + &=&\phantom{(} a_1\phantom{\mathstrut-aa_0)} + &+& 2a_2\phantom{\mathstrut-aa_1)}t + &+& 3a_3\phantom{\mathstrut-aa_2)}t^2 + &+& 4a_4\phantom{\mathstrut-aa_3)}t^3 + &+& \dots}\\ +\uncover<3->{-ax(t)} + \uncover<6->{ + &=&\mathstrut-aa_0 \phantom{)} + &-& aa_1\phantom{)}t + &-& aa_2\phantom{)}t^2 + &-& aa_3\phantom{)}t^3 + &-& \dots}\\[2pt] +\hline +\\[-10pt] +\uncover<3->{0} + \uncover<7->{ + &=&(a_1-aa_0) + &+& (2a_2-aa_1)t + &+& (3a_3-aa_2)t^2 + &+& (4a_4-aa_3)t^3 + &+& \dots}\\ +\end{array} +\] +\begin{align*} +\uncover<4->{ +a_0&=C}\uncover<8->{, +\quad +a_1=aa_0=aC}\uncover<9->{, +\quad +a_2=\frac12a^2C}\uncover<10->{, +\quad +a_3=\frac16a^3C}\uncover<11->{, +\ldots, +a_k=\frac1{k!}a^kC} +\hspace{3cm} +\\ +\uncover<4->{ +\Rightarrow x(t) &= C}\uncover<8->{+Cat}\uncover<9->{ + C\frac12(at)^2} +\uncover<10->{ + C \frac16(at)^3} +\uncover<11->{ + \dots+C\frac{1}{k!}(at)^k+\dots} +\ifthenelse{\boolean{presentation}}{ +\only<12>{ += +C\sum_{k=0}^\infty \frac{(at)^k}{k!}} +}{} +\uncover<13->{= +C\exp(at)} +\end{align*} +\end{block}} +\end{frame} diff --git a/vorlesungen/slides/10/repetition.tex b/vorlesungen/slides/10/repetition.tex new file mode 100644 index 0000000..c45d47b --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/10/repetition.tex @@ -0,0 +1,151 @@ +% +% intro.tex -- Repetition Lie-Gruppen und -Algebren +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +% Erstellt durch Roy Seitz +% +% !TeX spellcheck = de_CH +\bgroup + +\begin{frame}[t] + \setlength{\abovedisplayskip}{5pt} + \setlength{\belowdisplayskip}{5pt} + \frametitle{Repetition} + \vspace{-20pt} + \begin{columns}[t,onlytextwidth] + \begin{column}{0.48\textwidth} + \uncover<1->{ + \begin{block}{Lie-Gruppe} + Kontinuierliche Matrix-Gruppe $G$ mit bestimmter Eigenschaft + \end{block} + } + \uncover<3->{ + \begin{block}{Ein-Parameter-Untergruppe} + Darstellung der Lie-Gruppe $G$: + \[ + \gamma \colon \mathbb R \to G + : \quad + t \mapsto \gamma(t), + \] + so dass + \[ \gamma(s + t) = \gamma(t) \gamma(s). \] + \end{block} + } + \end{column} + \begin{column}{0.48\textwidth} + \uncover<2->{ + \begin{block}{Beispiel} + Volumen-erhaltende Abbildungen: + \[ \gSL2R= \{A \in M_2 \,|\, \det(A) = 1\} .\] + \begin{align*} + \uncover<4->{ \gamma_x(t) } + & + \uncover<4->{= \begin{pmatrix} 1 & t \\ 0 & 1 \end{pmatrix} } + \\ + \uncover<5->{ \gamma_y(t) } + & + \uncover<5->{= \begin{pmatrix} 1 & 0 \\ t & 1 \end{pmatrix} } + \\ + \uncover<6->{ \gamma_h(t)} + & + \uncover<6->{= \begin{pmatrix} e^t & 0 \\ 0 & e^{-t} \end{pmatrix} } + \end{align*} + \end{block} + } + \end{column} + \end{columns} +\end{frame} + + +\begin{frame}[t] + \setlength{\abovedisplayskip}{5pt} + \setlength{\belowdisplayskip}{5pt} + \frametitle{Repetition} + \vspace{-20pt} + \begin{columns}[t,onlytextwidth] + \begin{column}{0.48\textwidth} + \uncover<1->{ + \begin{block}{Lie-Algebra aus Lie-Gruppe} + Ableitungen der Ein-Parameter-Untergruppen: + \begin{align*} + G &\to \mathcal A \\ + \gamma &\mapsto \dot\gamma(0) + \end{align*} + \uncover<3->{ + Lie-Klammer als Produkt: + \[ [A, B] = AB - BA \in \mathcal A \] + } + \end{block} + } + \uncover<7->{\vspace*{-4ex} + \begin{block}{Lie-Gruppe aus Lie-Algebra} + Lösung der Differentialgleichung: + \[ + \dot\gamma(t) = A\gamma(t) + \quad \text{mit} \quad + A = \dot\gamma(0) + \] + \[ + \Rightarrow \gamma(t) = \exp(At) + \] + \end{block} + } + \end{column} + \begin{column}{0.48\textwidth} + \uncover<2->{ + \begin{block}{Beispiel} + Lie-Algebra von \gSL2R: + \[ \asl2R = \{ A \in M_2 \,|\, \Spur(A) = 0 \} \] + \end{block} + } + \begin{align*} + \uncover<4->{ X(t) } + & + \uncover<4->{= \begin{pmatrix} 0 & t \\ 0 & 0 \end{pmatrix} } + \\ + \uncover<5->{ Y(t) } + & + \uncover<5->{= \begin{pmatrix} 0 & 0 \\ t & 0 \end{pmatrix} } + \\ + \uncover<6->{ H(t) } + & + \uncover<6->{= \begin{pmatrix} t & 0 \\ 0 & -t \end{pmatrix} } + \end{align*} + + \end{column} + \end{columns} +\end{frame} + +\begin{frame}[t] + \setlength{\abovedisplayskip}{5pt} + \setlength{\belowdisplayskip}{5pt} + \frametitle{Repetition} + \vspace{-20pt} + \begin{block}{Offene Fragen} + \begin{itemize}[<+->] + \item Woher kommt die Exponentialfunktion? + \begin{fleqn} + \[ + \exp(At) + = + 1 + + At + + A^2\frac{t^2}{2} + + A^3\frac{t^3}{3!} + + \ldots + \] + \end{fleqn} + \item Wie löst man eine Matrix-DGL? + \begin{fleqn} + \[ + \dot\gamma(t) = A\gamma(t), + \qquad + \gamma(t) \in G \subset M_n + \] + \end{fleqn} + \item Was bedeutet $\exp(At)$? + \end{itemize} + \end{block} +\end{frame} + +\egroup diff --git a/vorlesungen/slides/10/so2.tex b/vorlesungen/slides/10/so2.tex index e3f74ae..b63a67e 100644 --- a/vorlesungen/slides/10/so2.tex +++ b/vorlesungen/slides/10/so2.tex @@ -7,14 +7,6 @@ % !TeX spellcheck = de_CH \bgroup -\newcommand{\gSL}[2]{\ensuremath{\text{SL}(#1, \mathbb{#2})}} -\newcommand{\gSO}[1]{\ensuremath{\text{SO}(#1)}} -\newcommand{\gGL}[2]{\ensuremath{\text{GL}(#1, \mathbb #2)}} - -\newcommand{\asl}[2]{\ensuremath{\mathfrak{sl}(#1, \mathbb{#2})}} -\newcommand{\aso}[1]{\ensuremath{\mathfrak{so}(#1)}} -\newcommand{\agl}[2]{\ensuremath{\mathfrak{gl}(#1, \mathbb #2)}} - \begin{frame}[t] \setlength{\abovedisplayskip}{5pt} \setlength{\belowdisplayskip}{5pt} diff --git a/vorlesungen/slides/10/taylor.tex b/vorlesungen/slides/10/taylor.tex index 920470f..25745f5 100644 --- a/vorlesungen/slides/10/taylor.tex +++ b/vorlesungen/slides/10/taylor.tex @@ -10,12 +10,19 @@ \begin{frame}[t] \setlength{\abovedisplayskip}{5pt} \setlength{\belowdisplayskip}{5pt} - \frametitle{Beispiel $\sin x$} + \frametitle{Beispiel $\sin(x)$} \vspace{-20pt} - %\onslide<+-> - \begin{block}{Taylor-Approximationen von $\sin x$} + \begin{block}{Taylor-Approximationen von $\sin(x)$} \begin{align*} - p_n(x) + p_{ + \only<1>{0} + \only<2>{1} + \only<3>{2} + \only<4>{3} + \only<5>{4} + \only<6>{5} + \only<7->{n} + }(x) &= \uncover<1->{0} \uncover<2->{+ x} @@ -74,121 +81,134 @@ \end{center} \end{frame} - \begin{frame}[t] -\setlength{\abovedisplayskip}{5pt} -\setlength{\belowdisplayskip}{5pt} -\frametitle{Taylor-Reihen} -\vspace{-20pt} -\onslide<+-> - \begin{block}{Polynom-Approximationen von $f(t)$} - \vspace{-15pt} - \begin{align*} - p_n(t) - &= - f(0) - + f'(0) t - + f''(0)\frac{t^2}{2} - + f^{(3)}(0)\frac{t^3}{3!} - + \ldots - + f^{(n)}(0) \frac{t^n}{n!} - = - \sum_{k=0}^{n} f^{(k)} \frac{t^k}{k!} - \end{align*} - \end{block} - \begin{block}{Die ersten $n$ Ableitungen von $f(0)$ und $p_n(0)$ sind gleich!} - \vspace{-15pt} + \setlength{\abovedisplayskip}{5pt} + \setlength{\belowdisplayskip}{5pt} + \frametitle{Taylor-Reihen} + \vspace{-20pt} + \begin{block}{Polynom-Approximationen von $f(t)$} + \begin{align*} + p_n(t) + &= + f(0) + \uncover<2->{ + f' (0) t } + \uncover<3->{ + f''(0)\frac{t^2}{2} } + \uncover<4->{ + \ldots + f^{(n)}(0) \frac{t^n}{n!} } + \uncover<5->{ = \sum_{k=0}^{n} f^{(k)} \frac{t^k}{k!} } + \end{align*} + \end{block} + \uncover<6->{ + \begin{block}{Erste $n$ Ableitungen von $f(0)$ und $p_n(0)$ sind gleich!}} \begin{align*} - p'_n(t) - &= - f'(0) - + f''(0)t - + f^{(3)}(0) \frac{t^2}{2!} - + \mathcal O(t^3) - &\Rightarrow&& - p'_n(0) = f'(0) + \uncover<6->{ p'_n(t) } + & + \uncover<7->{ + = f'(0) + + f''(0)t + + \mathcal O(t^2) + } + &\uncover<8->{\Rightarrow}&& + \uncover<8->{p'_n(0) = f'(0)} \\ - p''_n(0) - &= - f''(0) + f^{(3)}(0)t + \ldots + f^{(n)}(0) \frac{t^{n-2}}{(n-2)!} - &\Rightarrow&& - p''_n(0) = f''(0) - \end{align*} - \end{block} - \begin{block}{Für unendlich lange Polynome stimmen alle Ableitungen überein!} - \vspace{-15pt} - \begin{align*} - \lim_{n\to \infty} p_n(t) - = - f(t) + \uncover<9->{ p''_n(t) } + & + \uncover<10->{ + = f''(0) + + \mathcal O(t) + } + &\uncover<11->{\Rightarrow}&& + \uncover<11->{ p''_n(0) = f''(0) } \end{align*} \end{block} + \uncover<12->{ + \begin{block}{Für alle praktisch relevanten Funktionen $f(t)$ gilt:} + \begin{align*} + \lim_{n\to \infty} p_n(t) + = + f(t) + \end{align*} + \end{block} + } \end{frame} \begin{frame}[t] \setlength{\abovedisplayskip}{5pt} \setlength{\belowdisplayskip}{5pt} - \frametitle{Beispiel $\exp x$} - \vspace{-20pt} - %\onslide<+-> - \begin{block}{Taylor-Approximationen von $\exp x$} +% \frametitle{Beispiel $e^t$} +% \vspace{-20pt} + \begin{block}{Taylor-Approximationen von $e^{at}$} \begin{align*} - p_n(x) - = + p_{ + \only<1>{0} + \only<2>{1} + \only<3>{2} + \only<4>{3} + \only<5>{4} + \only<6>{5} + \only<7->{n} + }(t) + &= 1 - \uncover<1->{+ x} - \uncover<2->{+ \frac{x^2}{2}} - \uncover<3->{+ \frac{x^3}{3!}} - \uncover<4->{+ \frac{x^4}{4!}} - \uncover<5->{+ \frac{x^5}{5!}} - \uncover<6->{+ \frac{x^6}{6!}} - \uncover<7->{+ \ldots - = \sum_{k=0}^{n} \frac{x^k}{k!}} + \uncover<2->{+ a t} + \uncover<3->{+ a^2 \frac{t^2}{2}} + \uncover<4->{+ a^3 \frac{t^3}{3!}} + \uncover<5->{+ a^4 \frac{t^4}{4!}} + \uncover<6->{+ a^5 \frac{t^5}{5!}} + \uncover<7->{+ a^6 \frac{t^6}{6!}} + \uncover<8->{+ \ldots + = \sum_{k=0}^{n} a^k \frac{t^k}{k!}} + \\ + & + \uncover<9->{= \exp(at)} \end{align*} \end{block} \begin{center} \begin{tikzpicture}[>=latex,thick,scale=1.3] - \draw[->] (-4.0, 0.0) -- (4.0,0.0) coordinate[label=$x$]; + \draw[->] (-4.0, 0.0) -- (4.0,0.0) coordinate[label=$t$]; \draw[->] ( 0.0,-0.5) -- (0.0,2.5); \clip (-3,-0.5) rectangle (3,2.5); \draw[domain=-4:1, samples=50, smooth, blue] plot ({\x}, {exp(\x)}) - node[above right] {$\exp(x)$}; + node[above right] {$\exp(t)$}; \uncover<1>{ - \draw[domain=-4:1.5, samples=10, smooth, red] - plot ({\x}, {1 + \x}) - node[below right] {$p_1(x)$};} + \draw[domain=-4:4, samples=12, smooth, red] + plot ({\x}, {1}) + node[below right] {$p_0(t)$};} \uncover<2>{ + \draw[domain=-4:1.5, samples=10, smooth, red] + plot ({\x}, {1 + \x}) + node[below right] {$p_1(t)$};} + \uncover<3>{ \draw[domain=-4:1, samples=50, smooth, red] plot ({\x}, {1 + \x + \x*\x/2}) - node[below right] {$p_2(x)$};} - \uncover<3>{ + node[below right] {$p_2(t)$};} + \uncover<4>{ \draw[domain=-4:1, samples=50, smooth, red] plot ({\x}, {1 + \x + \x*\x/2 + \x*\x*\x/6}) - node[below right] {$p_3(x)$};} - \uncover<4>{ + node[below right] {$p_3(t)$};} + \uncover<5>{ \draw[domain=-4:0.9, samples=50, smooth, red] plot ({\x}, {1 + \x + \x*\x/2 + \x*\x*\x/6 + \x*\x*\x*\x/24}) - node[below left] {$p_4(x)$};} - \uncover<5>{ + node[below left] {$p_4(t)$};} + \uncover<6>{ \draw[domain=-4:0.9, samples=50, smooth, red] plot ({\x}, {1 + \x + \x*\x/2 + \x*\x*\x/6 + \x*\x*\x*\x/24 + \x*\x*\x*\x*\x/120}) - node[below left] {$p_5(x)$};} - \uncover<6>{ + node[below left] {$p_5(t)$};} + \uncover<7>{ \draw[domain=-4:0.9, samples=50, smooth, red] plot ({\x}, {1 + \x + \x*\x/2 + \x*\x*\x/6 + \x*\x*\x*\x/24 + \x*\x*\x*\x*\x/120 + \x*\x*\x*\x*\x*\x/720}) - node[below left] {$p_6(x)$};} - \uncover<7>{ + node[below left] {$p_6(t)$};} + \uncover<8->{ \draw[domain=-4:0.9, samples=50, smooth, red] plot ({\x}, {1 + \x + \x*\x/2 + \x*\x*\x/6 + \x*\x*\x*\x/24 + \x*\x*\x*\x*\x/120 + \x*\x*\x*\x*\x*\x/720 + \x*\x*\x*\x*\x*\x*\x/5040}) - node[below left] {$p_7(x)$};} + node[below left] {$p_7(t)$};} \end{tikzpicture} \end{center} \end{frame} -- cgit v1.2.1 From 4313f2c207d5d60171898ccfd4c3b3d0d2fb4a75 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: Roy Seitz Date: Sun, 18 Apr 2021 17:49:56 +0200 Subject: =?UTF-8?q?Pr=C3=A4sentation=20feritg.?= MIME-Version: 1.0 Content-Type: text/plain; charset=UTF-8 Content-Transfer-Encoding: 8bit --- vorlesungen/08_dgl/slides.tex | 7 +- vorlesungen/slides/10/intro.tex | 45 ++++++ vorlesungen/slides/10/n-zu-1.tex | 98 +++++++------- vorlesungen/slides/10/repetition.tex | 40 +----- vorlesungen/slides/10/so2.tex | 237 ++++++++++++++++---------------- vorlesungen/slides/10/vektorfelder.mp | 241 +++++++++++++++++++++++---------- vorlesungen/slides/10/vektorfelder.tex | 82 +++++++++++ 7 files changed, 480 insertions(+), 270 deletions(-) create mode 100644 vorlesungen/slides/10/intro.tex create mode 100644 vorlesungen/slides/10/vektorfelder.tex diff --git a/vorlesungen/08_dgl/slides.tex b/vorlesungen/08_dgl/slides.tex index 30ee52f..029e1c7 100644 --- a/vorlesungen/08_dgl/slides.tex +++ b/vorlesungen/08_dgl/slides.tex @@ -18,7 +18,7 @@ % 7. Beispiele so(2), Jordan-Block, vielleicht [0 1; 1 0] \section{Einführung} -\folie{10/repetition.tex} +\folie{10/intro.tex} \section{Woher kommt $\exp(At)$?} \subsection{Taylor-Reihen} \folie{10/taylor.tex} @@ -28,5 +28,8 @@ \section{Lösen einer Matrix-DGL} \folie{10/n-zu-1.tex} \folie{10/matrix-dgl.tex} -\section{Was bedeutet $\exp(At)$?} +\section{Lie-Gruppen und -Algebren} +\folie{10/repetition.tex} \folie{10/so2.tex} +\section{Was bedeutet $\exp(At)$?} +\folie{10/vektorfelder.tex} diff --git a/vorlesungen/slides/10/intro.tex b/vorlesungen/slides/10/intro.tex new file mode 100644 index 0000000..276bf49 --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/10/intro.tex @@ -0,0 +1,45 @@ +% +% intro.tex -- Repetition Lie-Gruppen und -Algebren +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +% Erstellt durch Roy Seitz +% +% !TeX spellcheck = de_CH +\bgroup + + + +\begin{frame}[t] + \setlength{\abovedisplayskip}{5pt} + \setlength{\belowdisplayskip}{5pt} +% \frametitle{Repetition} +% \vspace{-20pt} + \begin{block}{Offene Fragen} + \begin{itemize}[<+->] + \item Woher kommt die Exponentialfunktion? + \begin{fleqn} + \[ + \exp(At) + = + 1 + + At + + A^2\frac{t^2}{2} + + A^3\frac{t^3}{3!} + + \ldots + \] + \end{fleqn} + \item Wie löst man eine Matrix-DGL? + \begin{fleqn} + \[ + \dot\gamma(t) = A\gamma(t), + \qquad + \gamma(t) \in G \subset M_n + \] + \end{fleqn} + \item Lie-Gruppen und Lie-Algebren + \item Was bedeutet $\exp(At)$? + \end{itemize} + \end{block} +\end{frame} + +\egroup diff --git a/vorlesungen/slides/10/n-zu-1.tex b/vorlesungen/slides/10/n-zu-1.tex index 737df03..09475ad 100644 --- a/vorlesungen/slides/10/n-zu-1.tex +++ b/vorlesungen/slides/10/n-zu-1.tex @@ -7,51 +7,57 @@ % !TeX spellcheck = de_CH \bgroup \begin{frame}[t] -\setlength{\abovedisplayskip}{5pt} -\setlength{\belowdisplayskip}{5pt} -\frametitle{Reicht $1.$ Ordnung?} -\vspace{-20pt} -\begin{columns}[t,onlytextwidth] -\begin{column}{0.48\textwidth} -\begin{block}{Beispiel: DGL 3.~Ordnung} \vspace*{-1ex} - \begin{align*} - x^{(3)} + a_2 \ddot x + a_1 \dot x + a_0 x = 0 \\ - \Rightarrow - x^{(3)} = -a_2 \ddot x - a_1 \dot x - a_0 x - \end{align*} -\end{block} -\begin{block}{Ziel: Nur noch 1.~Ableitungen} - Einführen neuer Variablen: - \begin{align*} - x_0 &\coloneqq x & - x_1 &\coloneqq \dot x & - x_2 &\coloneqq \ddot x - \end{align*} -System von Gleichungen 1.~Ordnung - \begin{align*} - \dot x_0 &= x_1 \\ - \dot x_1 &= x_2 \\ - \dot x_2 &= -a_2 x_2 - a_1 x_1 - a_0 x_0 -\end{align*} -\end{block} -\end{column} -\begin{column}{0.48\textwidth} -\begin{block}{Als Vektor-Gleichung} \vspace*{-1ex} - \begin{align*} - \frac{d}{dt} - \begin{pmatrix} x_0 \\ x_1 \\ x_2 \end{pmatrix} - = \begin{pmatrix} - 0 & 1 & 0 \\ - 0 & 0 & 1 \\ - -a_0 & -a_1 & -a_2 - \end{pmatrix} - \begin{pmatrix} x_0 \\ x_1 \\ x_2 \end{pmatrix} - \end{align*} - - Geht für jede lineare Differentialgleichung! - -\end{block} -\end{column} -\end{columns} + \setlength{\abovedisplayskip}{5pt} + \setlength{\belowdisplayskip}{5pt} + %\frametitle{Reicht $1.$ Ordnung?} + %\vspace{-20pt} + \begin{columns}[t,onlytextwidth] + \begin{column}{0.48\textwidth} + \uncover<1->{ + \begin{block}{Beispiel: DGL 3.~Ordnung} \vspace*{-1ex} + \begin{align*} + x^{(3)} + a_2 \ddot x + a_1 \dot x + a_0 x = 0 \\ + \Rightarrow + x^{(3)} = -a_2 \ddot x - a_1 \dot x - a_0 x + \end{align*} + \end{block} + } + \uncover<2->{ + \begin{block}{Ziel: Nur noch 1.~Ableitungen} + Einführen neuer Variablen: + \begin{align*} + x_0 &\coloneqq x & + x_1 &\coloneqq \dot x & + x_2 &\coloneqq \ddot x + \end{align*} + System von Gleichungen 1.~Ordnung + \begin{align*} + \dot x_0 &= x_1 \\ + \dot x_1 &= x_2 \\ + \dot x_2 &= -a_2 x_2 - a_1 x_1 - a_0 x_0 + \end{align*} + \end{block} + } + \end{column} + \uncover<3->{ + \begin{column}{0.48\textwidth} + \begin{block}{Als Vektor-Gleichung} \vspace*{-1ex} + \begin{align*} + \frac{d}{dt} + \begin{pmatrix} x_0 \\ x_1 \\ x_2 \end{pmatrix} + = \begin{pmatrix} + 0 & 1 & 0 \\ + 0 & 0 & 1 \\ + -a_0 & -a_1 & -a_2 + \end{pmatrix} + \begin{pmatrix} x_0 \\ x_1 \\ x_2 \end{pmatrix} + \end{align*} + + \uncover<4->{Geht für jede lineare Differentialgleichung!} + + \end{block} + \end{column} + } + \end{columns} \end{frame} \egroup diff --git a/vorlesungen/slides/10/repetition.tex b/vorlesungen/slides/10/repetition.tex index c45d47b..7c007ca 100644 --- a/vorlesungen/slides/10/repetition.tex +++ b/vorlesungen/slides/10/repetition.tex @@ -1,5 +1,5 @@ % -% intro.tex -- Repetition Lie-Gruppen und -Algebren +% repetition.tex -- Repetition Lie-Gruppen und -Algebren % % (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule % Erstellt durch Roy Seitz @@ -101,51 +101,19 @@ \begin{align*} \uncover<4->{ X(t) } & - \uncover<4->{= \begin{pmatrix} 0 & t \\ 0 & 0 \end{pmatrix} } + \uncover<4->{= \begin{pmatrix} 0 & 1 \\ 0 & 0 \end{pmatrix} } \\ \uncover<5->{ Y(t) } & - \uncover<5->{= \begin{pmatrix} 0 & 0 \\ t & 0 \end{pmatrix} } + \uncover<5->{= \begin{pmatrix} 0 & 0 \\ 1 & 0 \end{pmatrix} } \\ \uncover<6->{ H(t) } & - \uncover<6->{= \begin{pmatrix} t & 0 \\ 0 & -t \end{pmatrix} } + \uncover<6->{= \begin{pmatrix} 1 & 0 \\ 0 & -1 \end{pmatrix} } \end{align*} \end{column} \end{columns} \end{frame} -\begin{frame}[t] - \setlength{\abovedisplayskip}{5pt} - \setlength{\belowdisplayskip}{5pt} - \frametitle{Repetition} - \vspace{-20pt} - \begin{block}{Offene Fragen} - \begin{itemize}[<+->] - \item Woher kommt die Exponentialfunktion? - \begin{fleqn} - \[ - \exp(At) - = - 1 - + At - + A^2\frac{t^2}{2} - + A^3\frac{t^3}{3!} - + \ldots - \] - \end{fleqn} - \item Wie löst man eine Matrix-DGL? - \begin{fleqn} - \[ - \dot\gamma(t) = A\gamma(t), - \qquad - \gamma(t) \in G \subset M_n - \] - \end{fleqn} - \item Was bedeutet $\exp(At)$? - \end{itemize} - \end{block} -\end{frame} - \egroup diff --git a/vorlesungen/slides/10/so2.tex b/vorlesungen/slides/10/so2.tex index b63a67e..dcbcdc8 100644 --- a/vorlesungen/slides/10/so2.tex +++ b/vorlesungen/slides/10/so2.tex @@ -8,123 +8,134 @@ \bgroup \begin{frame}[t] -\setlength{\abovedisplayskip}{5pt} -\setlength{\belowdisplayskip}{5pt} -\frametitle{Von der Lie-Gruppe zur -Algebra} -\vspace{-20pt} -\begin{columns}[t,onlytextwidth] -\begin{column}{0.48\textwidth} - \begin{block}{Lie-Gruppe} - Darstellung von \gSO2: - \begin{align*} - \mathbb R - &\to - \gSO2 - \\ - t - &\mapsto - \begin{pmatrix} - \cos t & -\sin t \\ - \sin t & \phantom-\cos t - \end{pmatrix} - \end{align*} - \end{block} - \begin{block}{Ableitung am neutralen Element} - \begin{align*} - \frac{d}{d t} - & - \left. - \begin{pmatrix} - \cos t & -\sin t \\ - \sin t & \phantom-\cos t - \end{pmatrix} - \right|_{ t = 0} - \\ - = - & - \begin{pmatrix} -\sin0 & -\cos0 \\ \phantom-\cos0 & -\sin0 \end{pmatrix} - = - \begin{pmatrix} 0 & -1 \\ 1 & \phantom-0 \end{pmatrix} - \end{align*} - \end{block} -\end{column} -\begin{column}{0.48\textwidth} - \begin{block}{Lie-Algebra} - Darstellung von \aso2: - \begin{align*} - \mathbb R - &\to - \aso2 - \\ - t - &\mapsto - \begin{pmatrix} - 0 & -t \\ - t & \phantom-0 - \end{pmatrix} - \end{align*} - \end{block} -\end{column} -\end{columns} + \setlength{\abovedisplayskip}{5pt} + \setlength{\belowdisplayskip}{5pt} + \frametitle{Von der Lie-Gruppe zur -Algebra} + \vspace{-20pt} + \begin{columns}[t,onlytextwidth] + \begin{column}{0.48\textwidth} + \uncover<1->{ + \begin{block}{Lie-Gruppe} + Darstellung von \gSO2: + \begin{align*} + \mathbb R + &\to + \gSO2 + \\ + t + &\mapsto + \begin{pmatrix} + \cos t & -\sin t \\ + \sin t & \phantom-\cos t + \end{pmatrix} + \end{align*} + \end{block} + } + \uncover<2->{ + \begin{block}{Ableitung am neutralen Element} + \begin{align*} + \frac{d}{d t} + & + \left. + \begin{pmatrix} + \cos t & -\sin t \\ + \sin t & \phantom-\cos t + \end{pmatrix} + \right|_{ t = 0} + \\ + = + & + \begin{pmatrix} -\sin0 & -\cos0 \\ \phantom-\cos0 & -\sin0 \end{pmatrix} + = + \begin{pmatrix} 0 & -1 \\ 1 & \phantom-0 \end{pmatrix} + \end{align*} + \end{block} + } + \end{column} + \begin{column}{0.48\textwidth} + \uncover<3->{ + \begin{block}{Lie-Algebra} + Darstellung von \aso2: + \begin{align*} + \mathbb R + &\to + \aso2 + \\ + t + &\mapsto + \begin{pmatrix} + 0 & -t \\ + t & \phantom-0 + \end{pmatrix} + \end{align*} + \end{block} + } + \end{column} + \end{columns} \end{frame} \begin{frame}[t] -\setlength{\abovedisplayskip}{5pt} -\setlength{\belowdisplayskip}{5pt} -\frametitle{Von der Lie-Algebra zur -Gruppe} -\vspace{-20pt} -\begin{columns}[t,onlytextwidth] -\begin{column}{0.48\textwidth} - \begin{block}{Differentialgleichung} - Gegeben: - \[ - A + \setlength{\abovedisplayskip}{5pt} + \setlength{\belowdisplayskip}{5pt} + \frametitle{Von der Lie-Algebra zur -Gruppe} + \vspace{-20pt} + \begin{columns}[t,onlytextwidth] + \begin{column}{0.48\textwidth} + \uncover<1->{ + \begin{block}{Differentialgleichung} + Gegeben: + \[ + J + = + \dot\gamma(0) = \begin{pmatrix} 0 & -1 \\ 1 & \phantom-0 \end{pmatrix} + \] + Gesucht: + \[ \dot \gamma (t) = J \gamma(t) \qquad \gamma \in \gSO2 \] + \[ \Rightarrow \gamma(t) = \exp(Jt) \gamma(0) = \exp(Jt) \] + \end{block} + } + \end{column} + \begin{column}{0.48\textwidth} + \uncover<2->{ + \begin{block}{Lie-Algebra} + Potenzen von $J$: + \begin{align*} + J^2 &= -I & + J^3 &= -J & + J^4 &= I & + \ldots + \end{align*} + \end{block} + } + \end{column} + \end{columns} +\uncover<3->{ + Folglich: + \begin{align*} + \exp(Jt) + &= I + Jt + + J^2\frac{t^2}{2!} + + J^3\frac{t^3}{3!} + + J^4\frac{t^4}{4!} + + J^5\frac{t^5}{5!} + + \ldots \\ + &= \begin{pmatrix} + \vspace*{3pt} + 1 - \frac{t^2}{2} + \frac{t^4}{4!} - \ldots + & + -t + \frac{t^3}{3!} - \frac{t^5}{5!} + \ldots + \\ + t - \frac{t^3}{3!} + \frac{t^5}{5!} - \ldots + & + 1 - \frac{t^2}{2!} + \frac{t^4}{4!} - \ldots + \end{pmatrix} = - \dot\gamma(0) = \begin{pmatrix} 0 & -1 \\ 1 & \phantom-0 \end{pmatrix} - \] - Gesucht: - \[ \dot \gamma (t) = \gamma(t) A \qquad \gamma \in \gSO2 \] - \[ \Rightarrow \gamma(t) = \exp(At) \gamma(0) = \exp(At) \] - \end{block} -\end{column} -\begin{column}{0.48\textwidth} - \begin{block}{Lie-Algebra} - Potenzen von A: - \begin{align*} - A^2 &= -I & - A^3 &= -A & - A^4 &= I & - \ldots - \end{align*} - \end{block} -\end{column} -\end{columns} -Folglich: -\begin{align*} - \exp(At) - &= I + At - + A^2\frac{t^2}{2!} - + A^3\frac{t^3}{3!} - + A^4\frac{t^4}{4!} - + A^5\frac{t^5}{5!} - + \ldots \\ - &= \begin{pmatrix} - \vspace*{3pt} - 1 - \frac{t^2}{2} + \frac{t^4}{4!} - \ldots - & - -t + \frac{t^3}{3!} - \frac{t^5}{5!} + \ldots - \\ - t - \frac{t^3}{3!} + \frac{t^5}{5!} - \ldots - & - 1 - \frac{t^2}{2!} + \frac{t^4}{4!} - \ldots - \end{pmatrix} - = - \begin{pmatrix} - \cos t & -\sin t \\ - \sin t & \phantom-\cos t - \end{pmatrix} -\end{align*} - + \begin{pmatrix} + \cos t & -\sin t \\ + \sin t & \phantom-\cos t + \end{pmatrix} + \end{align*} + } \end{frame} \egroup diff --git a/vorlesungen/slides/10/vektorfelder.mp b/vorlesungen/slides/10/vektorfelder.mp index f488327..e63b2d5 100644 --- a/vorlesungen/slides/10/vektorfelder.mp +++ b/vorlesungen/slides/10/vektorfelder.mp @@ -48,17 +48,17 @@ drawarrow (z3 shifted (0,-10))--(z4 shifted (0,10)); label.top(btex $x_1$ etex, z2 shifted (10,0)); label.rt(btex $x_2$ etex, z4 shifted (0,10)); -% Draw circles -for x = 0.2 step 0.2 until 1.4: - path p; - p = (x,0); - for a = 5 step 5 until 355: - p := p--(x*cosd(a), x*sind(a)); - endfor; - p := p--cycle; - pickup pencircle scaled 1pt; - draw p scaled unit withcolor red; -endfor; +% % Draw circles +% for x = 0.2 step 0.2 until 1.4: +% path p; +% p = (x,0); +% for a = 5 step 5 until 355: +% p := p--(x*cosd(a), x*sind(a)); +% endfor; +% p := p--cycle; +% pickup pencircle scaled 1pt; +% draw p scaled unit withcolor red; +% endfor; % Define DGL def dglField(expr x, y) = @@ -66,6 +66,10 @@ def dglField(expr x, y) = (-y, x) enddef; +pair A; +A := (1, 0); +draw A scaled unit withpen pencircle scaled 8bp withcolor red; + % Draw arrows for each grid point pickup pencircle scaled 0.5pt; for x = -1.5 step 0.1 until 1.55: @@ -78,11 +82,9 @@ endfor; endfig; - - % % Vektorfeld in der Ebene mit Lösungskurve -% X \in sl(2, R) +% Euler(1) % beginfig(2) @@ -101,18 +103,28 @@ drawarrow (z3 shifted (0,-10))--(z4 shifted (0,10)); label.top(btex $x_1$ etex, z2 shifted (10,0)); label.rt(btex $x_2$ etex, z4 shifted (0,10)); -% Draw flow lines -for y = -1.4 step 0.2 until 1.4: +def dglField(expr x, y) = + (-y, x) +enddef; + +def dglFieldp(expr z) = + dglField(xpart z, ypart z) +enddef; + +def curve(expr z, l, s) = path p; - p = (-1.5,y) -- (1.5, y); - pickup pencircle scaled 1pt; + p := z; + for t = 0 step 1 until l: + p := p--((point (length p) of p) shifted (s * dglFieldp(point (length p) of p))); + endfor; draw p scaled unit withcolor red; -endfor; - -def dglField(expr x, y) = - (y, 0) enddef; +pair A; +A := (1, 0); +draw A scaled unit withpen pencircle scaled 8bp withcolor red; +curve(A, 0, 1); + % Draw arrows for each grid point pickup pencircle scaled 0.5pt; for x = -1.5 step 0.1 until 1.55: @@ -125,12 +137,9 @@ endfor; endfig; - - - % % Vektorfeld in der Ebene mit Lösungskurve -% Y \in sl(2, R) +% Euler(2) % beginfig(3) @@ -149,42 +158,82 @@ drawarrow (z3 shifted (0,-10))--(z4 shifted (0,10)); label.top(btex $x_1$ etex, z2 shifted (10,0)); label.rt(btex $x_2$ etex, z4 shifted (0,10)); -% Draw flow lines -for x = -1.4 step 0.2 until 1.4: +def dglField(expr x, y) = + (-y, x) +enddef; + +def dglFieldp(expr z) = + dglField(xpart z, ypart z) +enddef; + +def curve(expr z, l, s) = path p; - p = (x, -1.5) -- (x, 1.5); - pickup pencircle scaled 1pt; + p := z; + for t = 0 step 1 until l: + p := p--((point (length p) of p) shifted (s * dglFieldp(point (length p) of p))); + endfor; draw p scaled unit withcolor red; +enddef; + +pair A; +A := (1, 0); +draw A scaled unit withpen pencircle scaled 8bp withcolor red; +curve(A, 1, 0.5); + +% Draw arrows for each grid point +pickup pencircle scaled 0.5pt; +for x = -1.5 step 0.1 until 1.55: + for y = -1.5 step 0.1 until 1.55: + drawarrow ((x, y) * unit) + --(((x,y) * unit) shifted (8 * dglField(x,y))) + withcolor blue; + endfor; endfor; -def dglField(expr x, y) = - (0, x) -enddef; +endfig; -% def dglFieldp(expr z) = -% dglField(xpart z, ypart z) -% enddef; -% -% def curve(expr z, l) = -% path p; -% p := z; -% for t = 0 step 1 until l: -% p := p--((point (length p) of p) shifted (0.01 * dglFieldp(point (length p) of p))); -% endfor; -% draw p scaled unit withcolor red; -% enddef; % -% numeric outerlength; -% outerlength = 200; -% curve(( 0.1, 0), outerlength); -% curve(( 0.2, 0), outerlength); +% Vektorfeld in der Ebene mit Lösungskurve +% Euler(3) % -% numeric innerlength; -% innerlength = 500; -% -% for a = 0 step 30 until 330: -% curve(0.05 * (cosd(a), sind(a)), innerlength); -% endfor; +beginfig(4) + +numeric unit; +unit := 150; + +z0 = ( 0, 0); +z1 = (-1.5, 0) * unit; +z2 = ( 1.5, 0) * unit; +z3 = ( 0, -1.5) * unit; +z4 = ( 0, 1.5) * unit; + +pickup pencircle scaled 1pt; +drawarrow (z1 shifted (-10,0))--(z2 shifted (10,0)); +drawarrow (z3 shifted (0,-10))--(z4 shifted (0,10)); +label.top(btex $x_1$ etex, z2 shifted (10,0)); +label.rt(btex $x_2$ etex, z4 shifted (0,10)); + +def dglField(expr x, y) = + (-y, x) +enddef; + +def dglFieldp(expr z) = + dglField(xpart z, ypart z) +enddef; + +def curve(expr z, l, s) = + path p; + p := z; + for t = 0 step 1 until l: + p := p--((point (length p) of p) shifted (s * dglFieldp(point (length p) of p))); + endfor; + draw p scaled unit withcolor red; +enddef; + +pair A; +A := (1, 0); +draw A scaled unit withpen pencircle scaled 8bp withcolor red; +curve(A, 3, 0.25); % Draw arrows for each grid point pickup pencircle scaled 0.5pt; @@ -198,12 +247,11 @@ endfor; endfig; - % % Vektorfeld in der Ebene mit Lösungskurve -% H \in sl(2, R) +% Euler(4) % -beginfig(4) +beginfig(5) numeric unit; unit := 150; @@ -215,40 +263,88 @@ z3 = ( 0, -1.5) * unit; z4 = ( 0, 1.5) * unit; pickup pencircle scaled 1pt; -drawarrow (z1 shifted (-25,0))--(z2 shifted (25,0)); +drawarrow (z1 shifted (-10,0))--(z2 shifted (10,0)); drawarrow (z3 shifted (0,-10))--(z4 shifted (0,10)); -label.top(btex $x_1$ etex, z2 shifted (25,0)); +label.top(btex $x_1$ etex, z2 shifted (10,0)); label.rt(btex $x_2$ etex, z4 shifted (0,10)); def dglField(expr x, y) = - (x, -y) + (-y, x) enddef; def dglFieldp(expr z) = dglField(xpart z, ypart z) enddef; -def curve(expr z, l) = +def curve(expr z, l, s) = path p; p := z; for t = 0 step 1 until l: - p := p--((point (length p) of p) shifted (0.01 * dglFieldp(point (length p) of p))); + p := p--((point (length p) of p) shifted (s * dglFieldp(point (length p) of p))); endfor; draw p scaled unit withcolor red; enddef; -for i = -1 step 2 until 1: - for k = -1 step 2 until 1: - curve((1.3 * i, 1.5 * k), 18); - curve((1.1 * i, 1.5 * k), 35); - curve((0.9 * i, 1.5 * k), 55); - curve((0.7 * i, 1.5 * k), 80); - curve((0.5 * i, 1.5 * k), 114); - curve((0.3 * i, 1.5 * k), 165); - curve((0.1 * i, 1.5 * k), 275); +pair A; +A := (1, 0); +draw A scaled unit withpen pencircle scaled 8bp withcolor red; +curve(A, 7, 0.125); + +% Draw arrows for each grid point +pickup pencircle scaled 0.5pt; +for x = -1.5 step 0.1 until 1.55: + for y = -1.5 step 0.1 until 1.55: + drawarrow ((x, y) * unit) + --(((x,y) * unit) shifted (8 * dglField(x,y))) + withcolor blue; endfor; endfor; +endfig; + +% +% Vektorfeld in der Ebene mit Lösungskurve +% Euler(5) +% +beginfig(6) + +numeric unit; +unit := 150; + +z0 = ( 0, 0); +z1 = (-1.5, 0) * unit; +z2 = ( 1.5, 0) * unit; +z3 = ( 0, -1.5) * unit; +z4 = ( 0, 1.5) * unit; + +pickup pencircle scaled 1pt; +drawarrow (z1 shifted (-10,0))--(z2 shifted (10,0)); +drawarrow (z3 shifted (0,-10))--(z4 shifted (0,10)); +label.top(btex $x_1$ etex, z2 shifted (10,0)); +label.rt(btex $x_2$ etex, z4 shifted (0,10)); + +def dglField(expr x, y) = + (-y, x) +enddef; + +def dglFieldp(expr z) = + dglField(xpart z, ypart z) +enddef; + +def curve(expr z, l, s) = + path p; + p := z; + for t = 0 step 1 until l: + p := p--((point (length p) of p) shifted (s * dglFieldp(point (length p) of p))); + endfor; + draw p scaled unit withcolor red; +enddef; + +pair A; +A := (1, 0); +draw A scaled unit withpen pencircle scaled 8bp withcolor red; +curve(A, 99, 0.01); + % Draw arrows for each grid point pickup pencircle scaled 0.5pt; for x = -1.5 step 0.1 until 1.55: @@ -262,5 +358,4 @@ endfor; endfig; - end; diff --git a/vorlesungen/slides/10/vektorfelder.tex b/vorlesungen/slides/10/vektorfelder.tex new file mode 100644 index 0000000..a4612aa --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/10/vektorfelder.tex @@ -0,0 +1,82 @@ +% +% iterativ.tex -- Iterative Approximation in \dot x = J x +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +% Erstellt durch Roy Seitz +% +% !TeX spellcheck = de_CH +\bgroup +\begin{frame}[t] + \setlength{\abovedisplayskip}{5pt} + \setlength{\belowdisplayskip}{5pt} + \frametitle{Als Strömungsfeld} + \vspace{-20pt} + \begin{columns}[t,onlytextwidth] + \begin{column}{0.48\textwidth} + \vfil + \only<1>{ + \includegraphics[width=\linewidth,keepaspectratio] + {../slides/10/vektorfelder-1.pdf} + } + \only<2>{ + \includegraphics[width=\linewidth,keepaspectratio] + {../slides/10/vektorfelder-2.pdf} + } + \only<3>{ + \includegraphics[width=\linewidth,keepaspectratio] + {../slides/10/vektorfelder-3.pdf} + } + \only<4>{ + \includegraphics[width=\linewidth,keepaspectratio] + {../slides/10/vektorfelder-4.pdf} + } + \only<5>{ + \includegraphics[width=\linewidth,keepaspectratio] + {../slides/10/vektorfelder-5.pdf} + } + \only<6->{ + \includegraphics[width=\linewidth,keepaspectratio] + {../slides/10/vektorfelder-6.pdf} + } + \vfil + \end{column} + \begin{column}{0.48\textwidth} + \begin{block}{Differentialgleichung} + \[ + \dot x(t) = J x(t) + \quad + J = \begin{pmatrix} 0 & -1 \\ 1 & \phantom-0 \end{pmatrix} + \quad + x_0 = \begin{pmatrix} 1 \\ 0 \end{pmatrix} + \] + \end{block} + + \only<2>{ + Nach einem Schritt der Länge $t$: + \[ + x(t) = x_0 + \dot x t = x_0 + Jx_0t = (1 + Jt)x_0 + \] + } + + \only<3>{ + Nach zwei Schritten der Länge $t/2$: + \[ + x(t) = \left(1 + \frac{Jt}{2}\right)^2x_0 + \] + } + + \only<4->{ + Nach n Schritten der Länge $t/n$: + \[ + x(t) = \left(1 + \frac{Jt}{n}\right)^nx_0 + \] + } + \only<6->{ + \[ + \lim_{n\to\infty}\left(1 + \frac{At}{n}\right)^n = \exp(At) + \] + } + \end{column} + \end{columns} +\end{frame} +\egroup -- cgit v1.2.1 From 8a32e72ace1b6442b2601b821e4d7ed24047939e Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: Roy Seitz Date: Mon, 19 Apr 2021 11:10:24 +0200 Subject: Titleseite und Handout. --- vorlesungen/08_dgl/MathSem-08-dgl.tex | 25 +++++++++++++++++++++-- vorlesungen/slides/10/taylor.tex | 36 +++++++++++++++++----------------- vorlesungen/slides/10/vektorfelder.tex | 14 ++++++------- 3 files changed, 48 insertions(+), 27 deletions(-) diff --git a/vorlesungen/08_dgl/MathSem-08-dgl.tex b/vorlesungen/08_dgl/MathSem-08-dgl.tex index 1bcb946..e4ece1b 100644 --- a/vorlesungen/08_dgl/MathSem-08-dgl.tex +++ b/vorlesungen/08_dgl/MathSem-08-dgl.tex @@ -7,8 +7,29 @@ \input{common.tex} \setboolean{presentation}{true} \begin{document} -\begin{frame} -\titlepage + \begin{frame} + \titlepage + \vspace{-1.5cm} + \begin{columns} + \begin{column}{.48\textwidth} + \centering + \includegraphics[width=.7\linewidth]{../slides/10/vektorfelder-6.pdf} + \end{column} + \begin{column}{.48\textwidth} + \begin{align*} + x(t) + &= + \exp(At) x_0 + \\ + \exp(At) + &= + 1 + At + \frac{A^2t^2}{2} + \frac{A^3 t^3}{3!} + \ldots + \\ + &= + \lim_{n\to \infty} \left(1 + \frac{At}{n}\right)^n + \end{align*} + \end{column} + \end{columns} \end{frame} \input{slides.tex} \end{document} diff --git a/vorlesungen/slides/10/taylor.tex b/vorlesungen/slides/10/taylor.tex index 25745f5..8c71965 100644 --- a/vorlesungen/slides/10/taylor.tex +++ b/vorlesungen/slides/10/taylor.tex @@ -11,7 +11,7 @@ \setlength{\abovedisplayskip}{5pt} \setlength{\belowdisplayskip}{5pt} \frametitle{Beispiel $\sin(x)$} - \vspace{-20pt} + \ifthenelse{\boolean{presentation}}{\vspace{-20pt}}{\vspace{-8pt}} \begin{block}{Taylor-Approximationen von $\sin(x)$} \begin{align*} p_{ @@ -44,15 +44,15 @@ \draw[domain=-4:4, samples=50, smooth, blue] plot ({\x}, {sin(180/3.1415968*\x)}) node[above right] {$\sin(x)$}; - \uncover<1>{ + \uncover<1|handout:0>{ \draw[domain=-4:4, samples=2, smooth, red] plot ({\x}, {0}) node[above right] {$p_0(x)$};} - \uncover<2>{ + \uncover<2|handout:0>{ \draw[domain=-1.5:1.5, samples=2, smooth, red] plot ({\x}, {\x}) node[below right] {$p_1(x)$};} - \uncover<3>{ + \uncover<3|handout:0>{ \draw[domain=-1.5:1.5, samples=2, smooth, red] plot ({\x}, {\x}) node[below right] {$p_2(x)$};} @@ -60,19 +60,19 @@ \draw[domain=-3:3, samples=50, smooth, red] plot ({\x}, {\x - \x*\x*\x/6}) node[above right] {$p_3(x)$};} - \uncover<5>{ + \uncover<5|handout:0>{ \draw[domain=-3:3, samples=50, smooth, red] plot ({\x}, {\x - \x*\x*\x/6}) node[above right] {$p_4(x)$};} - \uncover<6>{ + \uncover<6|handout:0>{ \draw[domain=-3.9:3.9, samples=50, smooth, red] plot ({\x}, {\x - \x*\x*\x/6 + \x*\x*\x*\x*\x/120}) node[below right] {$p_5(x)$};} - \uncover<7>{ + \uncover<7|handout:0>{ \draw[domain=-3.9:3.9, samples=50, smooth, red] plot ({\x}, {\x - \x*\x*\x/6 + \x*\x*\x*\x*\x/120}) node[below right] {$p_6(x)$};} - \uncover<8->{ + \uncover<8-|handout:0>{ \draw[domain=-4:4, samples=50, smooth, red] plot ({\x}, {\x - \x*\x*\x/6 + \x*\x*\x*\x*\x/120 - \x*\x*\x*\x*\x*\x*\x/5040}) @@ -85,7 +85,7 @@ \setlength{\abovedisplayskip}{5pt} \setlength{\belowdisplayskip}{5pt} \frametitle{Taylor-Reihen} - \vspace{-20pt} + \ifthenelse{\boolean{presentation}}{\vspace{-20pt}}{\vspace{-8pt}} \begin{block}{Polynom-Approximationen von $f(t)$} \begin{align*} p_n(t) @@ -135,8 +135,8 @@ \begin{frame}[t] \setlength{\abovedisplayskip}{5pt} \setlength{\belowdisplayskip}{5pt} -% \frametitle{Beispiel $e^t$} -% \vspace{-20pt} + \frametitle{Beispiel $e^t$} + \ifthenelse{\boolean{presentation}}{\vspace{-20pt}}{\vspace{-8pt}} \begin{block}{Taylor-Approximationen von $e^{at}$} \begin{align*} p_{ @@ -171,15 +171,15 @@ \draw[domain=-4:1, samples=50, smooth, blue] plot ({\x}, {exp(\x)}) node[above right] {$\exp(t)$}; - \uncover<1>{ + \uncover<1|handout:0>{ \draw[domain=-4:4, samples=12, smooth, red] plot ({\x}, {1}) node[below right] {$p_0(t)$};} - \uncover<2>{ + \uncover<2|handout:0>{ \draw[domain=-4:1.5, samples=10, smooth, red] plot ({\x}, {1 + \x}) node[below right] {$p_1(t)$};} - \uncover<3>{ + \uncover<3|handout:0>{ \draw[domain=-4:1, samples=50, smooth, red] plot ({\x}, {1 + \x + \x*\x/2}) node[below right] {$p_2(t)$};} @@ -187,22 +187,22 @@ \draw[domain=-4:1, samples=50, smooth, red] plot ({\x}, {1 + \x + \x*\x/2 + \x*\x*\x/6}) node[below right] {$p_3(t)$};} - \uncover<5>{ + \uncover<5|handout:0>{ \draw[domain=-4:0.9, samples=50, smooth, red] plot ({\x}, {1 + \x + \x*\x/2 + \x*\x*\x/6 + \x*\x*\x*\x/24}) node[below left] {$p_4(t)$};} - \uncover<6>{ + \uncover<6|handout:0>{ \draw[domain=-4:0.9, samples=50, smooth, red] plot ({\x}, {1 + \x + \x*\x/2 + \x*\x*\x/6 + \x*\x*\x*\x/24 + \x*\x*\x*\x*\x/120}) node[below left] {$p_5(t)$};} - \uncover<7>{ + \uncover<7|handout:0>{ \draw[domain=-4:0.9, samples=50, smooth, red] plot ({\x}, {1 + \x + \x*\x/2 + \x*\x*\x/6 + \x*\x*\x*\x/24 + \x*\x*\x*\x*\x/120 + \x*\x*\x*\x*\x*\x/720}) node[below left] {$p_6(t)$};} - \uncover<8->{ + \uncover<8-|handout:0>{ \draw[domain=-4:0.9, samples=50, smooth, red] plot ({\x}, {1 + \x + \x*\x/2 + \x*\x*\x/6 + \x*\x*\x*\x/24 + \x*\x*\x*\x*\x/120 diff --git a/vorlesungen/slides/10/vektorfelder.tex b/vorlesungen/slides/10/vektorfelder.tex index a4612aa..3ba7cda 100644 --- a/vorlesungen/slides/10/vektorfelder.tex +++ b/vorlesungen/slides/10/vektorfelder.tex @@ -14,11 +14,11 @@ \begin{columns}[t,onlytextwidth] \begin{column}{0.48\textwidth} \vfil - \only<1>{ + \only<1|handout:0>{ \includegraphics[width=\linewidth,keepaspectratio] {../slides/10/vektorfelder-1.pdf} } - \only<2>{ + \only<2|handout:0>{ \includegraphics[width=\linewidth,keepaspectratio] {../slides/10/vektorfelder-2.pdf} } @@ -26,15 +26,15 @@ \includegraphics[width=\linewidth,keepaspectratio] {../slides/10/vektorfelder-3.pdf} } - \only<4>{ + \only<4|handout:0>{ \includegraphics[width=\linewidth,keepaspectratio] {../slides/10/vektorfelder-4.pdf} } - \only<5>{ + \only<5|handout:0>{ \includegraphics[width=\linewidth,keepaspectratio] {../slides/10/vektorfelder-5.pdf} } - \only<6->{ + \only<6-|handout:0>{ \includegraphics[width=\linewidth,keepaspectratio] {../slides/10/vektorfelder-6.pdf} } @@ -51,14 +51,14 @@ \] \end{block} - \only<2>{ + \only<2|handout:0>{ Nach einem Schritt der Länge $t$: \[ x(t) = x_0 + \dot x t = x_0 + Jx_0t = (1 + Jt)x_0 \] } - \only<3>{ + \only<3|handout:0>{ Nach zwei Schritten der Länge $t/2$: \[ x(t) = \left(1 + \frac{Jt}{2}\right)^2x_0 -- cgit v1.2.1 From 46b59ac97cabd9cadde42fe8662c1cb7af585cdb Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: =?UTF-8?q?Andreas=20M=C3=BCller?= Date: Mon, 19 Apr 2021 20:49:04 +0200 Subject: add new slides --- vorlesungen/08_msegruppen/Makefile | 33 +++++++ .../08_msegruppen/MathSemMSE-08-gruppen.tex | 14 +++ vorlesungen/08_msegruppen/common.tex | 16 +++ vorlesungen/08_msegruppen/gruppen-handout.tex | 11 +++ vorlesungen/08_msegruppen/slides.tex | 42 ++++++++ vorlesungen/slides/6/Makefile.inc | 18 ++++ vorlesungen/slides/6/chapter.tex | 16 +++ vorlesungen/slides/6/darstellungen/charakter.tex | 108 +++++++++++++++++++++ vorlesungen/slides/6/darstellungen/definition.tex | 59 +++++++++++ vorlesungen/slides/6/darstellungen/irreduzibel.tex | 43 ++++++++ vorlesungen/slides/6/darstellungen/schur.tex | 45 +++++++++ .../slides/6/darstellungen/skalarprodukt.tex | 39 ++++++++ vorlesungen/slides/6/darstellungen/summe.tex | 82 ++++++++++++++++ vorlesungen/slides/6/darstellungen/zyklisch.tex | 77 +++++++++++++++ vorlesungen/slides/6/permutationen/matrizen.tex | 75 ++++++++++++++ vorlesungen/slides/Makefile.inc | 4 +- vorlesungen/slides/slides.tex | 24 ++--- 17 files changed, 693 insertions(+), 13 deletions(-) create mode 100644 vorlesungen/08_msegruppen/Makefile create mode 100644 vorlesungen/08_msegruppen/MathSemMSE-08-gruppen.tex create mode 100644 vorlesungen/08_msegruppen/common.tex create mode 100644 vorlesungen/08_msegruppen/gruppen-handout.tex create mode 100644 vorlesungen/08_msegruppen/slides.tex create mode 100644 vorlesungen/slides/6/Makefile.inc create mode 100644 vorlesungen/slides/6/chapter.tex create mode 100644 vorlesungen/slides/6/darstellungen/charakter.tex create mode 100644 vorlesungen/slides/6/darstellungen/definition.tex create mode 100644 vorlesungen/slides/6/darstellungen/irreduzibel.tex create mode 100644 vorlesungen/slides/6/darstellungen/schur.tex create mode 100644 vorlesungen/slides/6/darstellungen/skalarprodukt.tex create mode 100644 vorlesungen/slides/6/darstellungen/summe.tex create mode 100644 vorlesungen/slides/6/darstellungen/zyklisch.tex create mode 100644 vorlesungen/slides/6/permutationen/matrizen.tex diff --git a/vorlesungen/08_msegruppen/Makefile b/vorlesungen/08_msegruppen/Makefile new file mode 100644 index 0000000..913be49 --- /dev/null +++ b/vorlesungen/08_msegruppen/Makefile @@ -0,0 +1,33 @@ +# +# Makefile -- gruppen +# +# (c) 2017 Prof Dr Andreas Müller, Hochschule Rapperswil +# +all: gruppen-handout.pdf MathSemMSE-08-gruppen.pdf + +include ../slides/Makefile.inc + +SOURCES = common.tex slides.tex $(slides) + +MathSemMSE-08-gruppen.pdf: MathSemMSE-08-gruppen.tex $(SOURCES) + pdflatex MathSemMSE-08-gruppen.tex + +gruppen-handout.pdf: gruppen-handout.tex $(SOURCES) + pdflatex gruppen-handout.tex + +thumbnail: thumbnail.jpg # fix1.jpg + +thumbnail.pdf: MathSemMSE-08-gruppen.pdf + pdfjam --outfile thumbnail.pdf --papersize '{16cm,9cm}' \ + MathSemMSE-08-gruppen.pdf 1 +thumbnail.jpg: thumbnail.pdf + convert -density 300 thumbnail.pdf \ + -resize 1920x1080 -units PixelsPerInch thumbnail.jpg + +fix1.pdf: MathSemMSE-08-gruppen.pdf + pdfjam --outfile fix1.pdf --papersize '{16cm,9cm}' \ + MathSemMSE-08-gruppen.pdf 1 +fix1.jpg: fix1.pdf + convert -density 300 fix1.pdf \ + -resize 1920x1080 -units PixelsPerInch fix1.jpg + diff --git a/vorlesungen/08_msegruppen/MathSemMSE-08-gruppen.tex b/vorlesungen/08_msegruppen/MathSemMSE-08-gruppen.tex new file mode 100644 index 0000000..ac198be --- /dev/null +++ b/vorlesungen/08_msegruppen/MathSemMSE-08-gruppen.tex @@ -0,0 +1,14 @@ +% +% MathSem-08-msegruppen.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/08_msegruppen/common.tex b/vorlesungen/08_msegruppen/common.tex new file mode 100644 index 0000000..9dff6ed --- /dev/null +++ b/vorlesungen/08_msegruppen/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{% +\usetheme[hideothersubsections,hidetitle]{Hannover} +} +\beamertemplatenavigationsymbolsempty +\title[Gruppen]{Endliche Gruppen} +\author[A.~Müller]{Prof. Dr. Andreas Müller} +\date[]{} +\newboolean{presentation} + diff --git a/vorlesungen/08_msegruppen/gruppen-handout.tex b/vorlesungen/08_msegruppen/gruppen-handout.tex new file mode 100644 index 0000000..48ad5c2 --- /dev/null +++ b/vorlesungen/08_msegruppen/gruppen-handout.tex @@ -0,0 +1,11 @@ +% +% msegruppen-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/08_msegruppen/slides.tex b/vorlesungen/08_msegruppen/slides.tex new file mode 100644 index 0000000..bfc99cd --- /dev/null +++ b/vorlesungen/08_msegruppen/slides.tex @@ -0,0 +1,42 @@ +% +% slides.tex -- XXX +% +% (c) 2017 Prof Dr Andreas Müller, Hochschule Rapperswil +% + +\section{Punktgruppen} +% XXX Zyklische Gruppen/Drehgruppen um endliche Winkel +% XXX Diedergruppen +% XXX Tetraeder, Oktaeder, Ikosaeder +% XXX Darstellung als Matrizen + +\section{Permutationsgruppen} +% XXX Permutationen, Transpositionen, Signum +% XXX Alternierende Gruppe +% Darstellung als Matrizen +%\folie{6/permutationen/matrizen.tex} + +\section{Normalteiler} +% XXX Faktor +% XXX Konjugationsklassen + +\section{Produkte} +% XXX direktes Produkt +% XXX semidirektes Produkt +% XXX freie Gruppen + +\section{Darstellungen} +% Was ist eine Darstellung? +%\folie{6/darstellungen/definition.tex} +% Charakter +%\folie{6/darstellungen/charakter.tex} +% XXX Summe +\folie{6/darstellungen/summe.tex} +% XXX Irreduzible Darstellung +\folie{6/darstellungen/irreduzibel.tex} +% XXX Folgerungen aus Schurs Lemma +\folie{6/darstellungen/schur.tex} +% XXX Skalarprodukt +\folie{6/darstellungen/skalarprodukt.tex} +% XXX Beispiel zyklische Gruppen +\folie{6/darstellungen/zyklisch.tex} diff --git a/vorlesungen/slides/6/Makefile.inc b/vorlesungen/slides/6/Makefile.inc new file mode 100644 index 0000000..b46d6b6 --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/6/Makefile.inc @@ -0,0 +1,18 @@ +# +# Makefile.inc -- additional depencencies +# +# (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +# +chapter6 = \ + ../slides/6/permutationen/matrizen.tex \ + \ + ../slides/6/darstellungen/definition.tex \ + ../slides/6/darstellungen/charakter.tex \ + ../slides/6/darstellungen/summe.tex \ + ../slides/6/darstellungen/irreduzibel.tex \ + ../slides/6/darstellungen/schur.tex \ + ../slides/6/darstellungen/skalarprodukt.tex \ + ../slides/6/darstellungen/zyklisch.tex \ + \ + ../slides/6/chapter.tex + diff --git a/vorlesungen/slides/6/chapter.tex b/vorlesungen/slides/6/chapter.tex new file mode 100644 index 0000000..37f442d --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/6/chapter.tex @@ -0,0 +1,16 @@ +% +% chapter.tex +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, Hochschule Rapperswi +% + +\folie{6/permutationen/matrizen.tex} + +\folie{6/darstellungen/definition.tex} +\folie{6/darstellungen/charakter.tex} +\folie{6/darstellungen/summe.tex} +\folie{6/darstellungen/irreduzibel.tex} +\folie{6/darstellungen/schur.tex} +\folie{6/darstellungen/skalarprodukt.tex} +\folie{6/darstellungen/zyklisch.tex} + diff --git a/vorlesungen/slides/6/darstellungen/charakter.tex b/vorlesungen/slides/6/darstellungen/charakter.tex new file mode 100644 index 0000000..ea90b6d --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/6/darstellungen/charakter.tex @@ -0,0 +1,108 @@ +% +% chrakter.tex -- Charakter einer Darstellung +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +% +\bgroup +\begin{frame}[t] +\setlength{\abovedisplayskip}{5pt} +\setlength{\belowdisplayskip}{5pt} +\frametitle{Charakter einer Darstellung} +\vspace{-20pt} +\begin{columns}[t,onlytextwidth] +\begin{column}{0.44\textwidth} +\begin{block}{Definition} +$\varrho\colon G\to\operatorname{GL}_n(\mathbb{C})$ eine Darstellung. +\\ +Der {\em Charakter} von $\varrho$ ist die Abbildung +\[ +\chi_{\varrho} +\colon +G\to \mathbb{C}^n +: +g\mapsto \chi_{\varrho}(g)=\operatorname{Spur}\varrho(g) +\] +\end{block} +\uncover<2->{% +\begin{block}{Eigenschaften} +\begin{enumerate} +\item +$\chi_{\varrho}(e) = n$ +\item<6-> +$\chi_{\varrho}(g^{-1}) = \overline{\chi_{\varrho}(g)}$ +\item<15-> +$\chi_{\varrho}(hgh^{-1}) = \chi_{\varrho}(g)$ +\end{enumerate} +\uncover<21->{% +Aus 3. folgt, dass Charaktere {\em Klassenfunktionen} sind} +\end{block}} +\end{column} +\begin{column}{0.52\textwidth} +\uncover<2->{% +\begin{block}{Begründung} +\begin{enumerate} +\item<3-> +$\chi_{\varrho}(e) += +\operatorname{Spur}\varrho(e) +\uncover<4->{= +\operatorname{Spur}I_n} +\uncover<5->{= +n} +$ +\item<6-> +$g$ hat endliche Ordnung, d.~h.~$g^k=e$ +\\ +\uncover<7->{% +$\lambda_i$ in der Jordan-NF erfüllen $\lambda_i^k=1$} +\\ +$\uncover<8->{\Rightarrow|\lambda_i|=1} +\uncover<9->{\Rightarrow \lambda_i^{-1} = \overline{\lambda_i}}$ +\begin{align*} +\uncover<10->{ +\llap{$\chi_{\varrho}(g^{-1})$} +&= +\operatorname{Spur}(\varrho(g^{-1}))} +\uncover<11->{= +\sum_{i} n_i\overline{\lambda_i}} +\\[-4pt] +&\uncover<12->{= +\overline{ +\sum_{i} n_i\lambda_i +}} +\uncover<13->{= +\operatorname{Spur}\varrho(g)} +\uncover<14->{= +\chi_{\varrho}(g)} +\end{align*} +\item<16-> +Durch Nachrechnen: +\begin{align*} +\chi_{\varrho}(hgh^{-1}) +&\uncover<17->{= +\operatorname{Spur} +( +\varrho(h) +\varrho(g) +\varrho(h^{-1}) +)} +\\ +&\uncover<18->{= +\operatorname{Spur} +( +\varrho(h^{-1}) +\varrho(h) +\varrho(g) +)} +\\ +&\uncover<19->{= +\operatorname{Spur}\varrho(g)} +\uncover<20->{= +\chi_{\varrho}(g)} +\end{align*} +\end{enumerate} +\end{block}} +\end{column} +\end{columns} +\end{frame} +\egroup diff --git a/vorlesungen/slides/6/darstellungen/definition.tex b/vorlesungen/slides/6/darstellungen/definition.tex new file mode 100644 index 0000000..9d93e7f --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/6/darstellungen/definition.tex @@ -0,0 +1,59 @@ +% +% definition.tex -- Definition einer Darstellung +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +% +\bgroup +\begin{frame}[t] +\setlength{\abovedisplayskip}{5pt} +\setlength{\belowdisplayskip}{5pt} +\frametitle{Darstellung} +\vspace{-20pt} +\begin{columns}[t,onlytextwidth] +\begin{column}{0.48\textwidth} +\begin{block}{Definition} +$G$ eine Gruppe, $V$ ein $\Bbbk$-Vektorraum. +\\ +\uncover<2->{% +Ein Homomorphismus +\[ +\varrho +\colon +G\to \operatorname{GL}(V) +\] +heisst {\em $n$-dimensionale Darstellung} der Gruppe $G$.} +\end{block} +\uncover<3->{% +\begin{block}{Idee} +Algebra und Analysis in $\operatorname{GL}_n(\Bbbk)$ nutzen, um +mehr über $G$ herauszufinden +\end{block}} +\end{column} +\begin{column}{0.48\textwidth} +\uncover<4->{% +\begin{block}{Beispiel $S_n$} +$S_n$ die symmetrische Gruppe, +$\sigma\mapsto A_{\tilde{f}}$ die +Abbildung auf die zugehörige Permutationsmatrix +ist eine $n$-dimensionale Darstellung von $S_n$ +\end{block}} +\uncover<5->{% +\begin{block}{Beispiel Matrizengruppe} +Eine Matrizengruppe $G$ ist eine Teilmenge von $M_n(\Bbbk)$. +\\ +\uncover<6->{% +$g\in G \Rightarrow g^{-1}\in G$, daher $G\subset\operatorname{GL}_n(\Bbbk)$} +\\ +\uncover<7->{% +Die Einbettung +\[ +G\to\operatorname{GL}_n(\Bbbk) +: +g \mapsto g +\] +ist eine Darstellung}\uncover<8->{, die sog.~{\em reguläre Darstellung}} +\end{block}} +\end{column} +\end{columns} +\end{frame} +\egroup diff --git a/vorlesungen/slides/6/darstellungen/irreduzibel.tex b/vorlesungen/slides/6/darstellungen/irreduzibel.tex new file mode 100644 index 0000000..6a6991e --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/6/darstellungen/irreduzibel.tex @@ -0,0 +1,43 @@ +% +% irreduzibel.tex -- slide template +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +% +\bgroup +\begin{frame}[t] +\setlength{\abovedisplayskip}{5pt} +\setlength{\belowdisplayskip}{5pt} +\frametitle{Irreduzible Darstellungen} +\vspace{-20pt} +\begin{columns}[t,onlytextwidth] +\begin{column}{0.48\textwidth} +\begin{block}{Definition} +Eine Darstellung $\varrho\colon G\to\operatorname{GL}(V)$ heisst +irreduzibel, wenn es keine Zerlegung von $\varrho$ in zwei +Darstellungen $\varrho_i\colon G\to\operatorname{GL}(U_i)$ ($i=1,2$) +gibt derart, dass $\varrho = \varrho_1\oplus\varrho_2$ +\end{block} +\begin{block}{Isomorphe Darstellungen} +$\varrho_i$ sind {\em isomorphe} Darstellungen in $V_i$ wenn es +$f\colon V_1\overset{\cong}{\to} V_2$ gibt mit +\begin{align*} +f \circ \varrho_i(g)\circ f^{-1} &= \varrho_2(g) +\\ +f \circ \varrho_i(g)\phantom{\mathstrut\circ f^{-1}}&= \varrho_2(g)\circ f +\end{align*} +\end{block} +\end{column} +\begin{column}{0.48\textwidth} +\begin{block}{Lemma von Schur} +$\varrho_i$ zwei irreduzible Darstellungen und $f$ so, dass +$f\circ \varrho_1(g)=\varrho_2(g)\circ f$ für alle $g$. +Dann gilt +\begin{enumerate} +\item $\varrho_i$ nicht isomorph $\Rightarrow$ $f=0$ +\item $V_1=V_2$ $\Rightarrow$ $f=\lambda I$ +\end{enumerate} +\end{block} +\end{column} +\end{columns} +\end{frame} +\egroup diff --git a/vorlesungen/slides/6/darstellungen/schur.tex b/vorlesungen/slides/6/darstellungen/schur.tex new file mode 100644 index 0000000..69ce9ee --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/6/darstellungen/schur.tex @@ -0,0 +1,45 @@ +% +% schur.tex -- slide template +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +% +\bgroup +\begin{frame}[t] +\setlength{\abovedisplayskip}{5pt} +\setlength{\belowdisplayskip}{5pt} +\frametitle{Folgerungen aus Schurs Lemma} +\vspace{-20pt} +\begin{columns}[t,onlytextwidth] +\begin{column}{0.48\textwidth} +\begin{block}{Mittelung einer Abbildung} +$h\colon V_1\to V_2$ +\[ +h^G = \frac{1}{|G|} \sum_{g\in G} \varrho_2(g)^{-1} \circ f \circ \varrho_1(g) +\] +\begin{enumerate} +\item $\varrho_i$ nicht isomorph $\Rightarrow$ $h^G=0$ +\item $V_1=V_2$, $h^G = \frac1n\operatorname{Spur}h$ +\end{enumerate} +\end{block} +\begin{block}{Matrixelemente für $\varrho_i$ nicht isomorph} +$\varrho_i$ nicht isomorph, dann ist +\[ +\frac{1}{|G|} \sum_{g\in G} \varrho_1(g^{-1})_{kl}\varrho_2(g)_{uv}=0 +\] +für alle $k,l,u,v$ +\end{block} +\end{column} +\begin{column}{0.48\textwidth} +\begin{block}{Matrixelemente $V_1=V_2$, $\varrho_i$ iso} +F¨r $k=v$ und $l=u$ gilt +\[ +\frac{1}{|G|} \sum_{g\in G} \varrho_1(g^{-1})_{kl} \varrho_2(g)_{uv} += +\frac1n +\] +und $=0$ sonst +\end{block} +\end{column} +\end{columns} +\end{frame} +\egroup diff --git a/vorlesungen/slides/6/darstellungen/skalarprodukt.tex b/vorlesungen/slides/6/darstellungen/skalarprodukt.tex new file mode 100644 index 0000000..653bdce --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/6/darstellungen/skalarprodukt.tex @@ -0,0 +1,39 @@ +% +% skalarprodukt.tex -- slide template +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +% +\bgroup +\begin{frame}[t] +\setlength{\abovedisplayskip}{5pt} +\setlength{\belowdisplayskip}{5pt} +\frametitle{Skalarprodukt} +\vspace{-20pt} +\begin{columns}[t,onlytextwidth] +\begin{column}{0.48\textwidth} +\begin{block}{Definition des Skalarproduktes} +$\varphi$, $\psi$ komplexe Funktionen auf $G$: +\[ +\langle \varphi,\psi\rangle += +\frac{1}{|G|} \sum_{g\in G} \overline{\varphi(g)} \psi(g) +\] +\end{block} +\end{column} +\begin{column}{0.48\textwidth} +\begin{block}{Satz} +\begin{enumerate} +\item +$\chi$ der Charakter einer irrediziblen Darstellung +$\Rightarrow$ $\langle \chi,\chi\rangle=1$. +\item +$\chi$ und $\chi'$ Charaktere nichtisomorpher Darstellungen +$\Rightarrow$ +$\langle \chi,\chi'\rangle=0$ +\end{enumerate} +D.~h.~Charaktere irreduzibler Darstellungen sind orthonormiert +\end{block} +\end{column} +\end{columns} +\end{frame} +\egroup diff --git a/vorlesungen/slides/6/darstellungen/summe.tex b/vorlesungen/slides/6/darstellungen/summe.tex new file mode 100644 index 0000000..9152e1f --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/6/darstellungen/summe.tex @@ -0,0 +1,82 @@ +% +% Summe.tex -- slide template +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +% +\bgroup +\begin{frame}[t] +\setlength{\abovedisplayskip}{5pt} +\setlength{\belowdisplayskip}{5pt} +\frametitle{Direkte Summe} +\vspace{-20pt} +\begin{columns}[t,onlytextwidth] +\begin{column}{0.48\textwidth} +\begin{block}{Gegeben} +Gegeben zwei Darstellungen +\begin{align*} +\varrho_1&\colon G \to \mathbb{C}^{n_1} +\\ +\varrho_2&\colon G \to \mathbb{C}^{n_2} +\end{align*} +\end{block} +\vspace{-12pt} +\begin{block}{Direkte Summe der Darstellungen} +\vspace{-12pt} +\begin{align*} +\varrho_1\oplus\varrho_2 +&\colon +G\to \mathbb{C}^{n_1+n_2} = \mathbb{C}^{n_1}\times\mathbb{C}^{n_2} +=: +\mathbb{C}^{n_1}\oplus\mathbb{C}^{n_2} +\\ +&\colon g\mapsto (\varrho_1(g),\varrho_2(g)) +\end{align*} +\end{block} +\vspace{-12pt} +\begin{block}{Charakter} +\vspace{-12pt} +\begin{align*} +\chi_{\varrho_1\oplus\varrho_2}(g) +&= +\operatorname{Spur}(\varrho_1\oplus\varrho_2)(g) +\\ +&= +\operatorname{Spur}{\varrho_1(g)} ++ +\operatorname{Spur}{\varrho_1(g)} +\\ +&= +\chi_{\varrho_1}(g) ++ +\chi_{\varrho_2}(g) +\end{align*} +\end{block} +\end{column} +\begin{column}{0.48\textwidth} +\begin{block}{Tensorprodukt} +$n_1\times n_2$-dimensionale +Darstellung $\varrho_1\otimes\varrho_2$ mit Matrix +\[ +\begin{pmatrix} +\varrho_1(g)_{11} \varrho_2(g) + &\dots + &\varrho_1(g)_{1n_1} \varrho_2(g)\\ +\vdots&\ddots&\vdots\\ +\varrho_1(g)_{n_11} \varrho_2(g) + &\dots + &\varrho_1(g)_{n_1n_1} \varrho_2(g) +\end{pmatrix} +\] +Die ``Einträge'' sind $n_2\times n_2$-Blöcke +\end{block} +\begin{block}{Darstellungsring} +Die Menge der Darstellungen $R(G)$ einer Gruppe hat +einer Ringstruktur mit $\oplus$ und $\otimes$ +\\ +$\Rightarrow$ +Algebra zum Studium der möglichen Darstellungen von $G$ verwenden +\end{block} +\end{column} +\end{columns} +\end{frame} +\egroup diff --git a/vorlesungen/slides/6/darstellungen/zyklisch.tex b/vorlesungen/slides/6/darstellungen/zyklisch.tex new file mode 100644 index 0000000..6e36d1d --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/6/darstellungen/zyklisch.tex @@ -0,0 +1,77 @@ +% +% zyklisch.tex -- slide template +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +% +\bgroup +\begin{frame}[t] +\setlength{\abovedisplayskip}{5pt} +\setlength{\belowdisplayskip}{5pt} +\frametitle{Beispiel: Zyklische Gruppen} +\vspace{-20pt} +\begin{columns}[t,onlytextwidth] +\begin{column}{0.48\textwidth} +\begin{block}{Gruppe} +\( +C_n = \mathbb{Z}/n\mathbb{Z} +\) +\end{block} +\begin{block}{Darstellungen von $C_n$} +Gegeben durch $\varrho_k(1)=e^{2\pi i k/n}$, +\[ +\varrho_k(l) = e^{2\pi ikl/n} +\] +\end{block} +\vspace{-10pt} +\begin{block}{Charaktere} +\vspace{-10pt} +\[ +\chi_k(l) = e^{2\pi ikl/n} +\] +haben Skalarprodukte +\[ +\langle \chi_k,\chi_{k'}\rangle += +\begin{cases} +1&\quad k= k'\\ +0&\quad\text{sonst} +\end{cases} +\] +Die Darstellungen $\chi_k$ sind nicht isomorph +\end{block} +\end{column} +\begin{column}{0.48\textwidth} +\begin{block}{Orthonormalbasis} +Die Funktionen $\chi_k$ bilden eine Orthonormalbasis von $L^2(C_n)$ +\end{block} +\vspace{-4pt} +\begin{block}{Analyse einer Darstellung} +$\varrho\colon C_n\to \mathbb{C}^n$ eine Darstellung, +$\chi_\varrho$ der Charakter lässt zerlegen: +\begin{align*} +c_k +&= +\langle \chi_k, \chi\rangle = \frac{1}{n} \sum_{l} \chi_k(l) e^{-2\pi ilk/n} +\\ +\chi(l) +&= +\sum_{k} c_k \chi_k += +\sum_{k} c_k e^{2\pi ikl/n} +\end{align*} +\end{block} +\vspace{-13pt} +\begin{block}{Fourier-Theorie} +\vspace{-3pt} +\begin{center} +\begin{tabular}{>{$}l<{$}l} +C_n&Diskrete Fourier-Theorie\\ +U(1)&Fourier-Reihen\\ +\mathbb{R}&Fourier-Integral +\end{tabular} +\end{center} +\end{block} +\end{column} +\end{columns} +\end{frame} +\egroup diff --git a/vorlesungen/slides/6/permutationen/matrizen.tex b/vorlesungen/slides/6/permutationen/matrizen.tex new file mode 100644 index 0000000..346993d --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/6/permutationen/matrizen.tex @@ -0,0 +1,75 @@ +% +% matrizen.tex -- Darstellung der Permutationen als Matrizen +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +% +\bgroup +\begin{frame}[t] +\setlength{\abovedisplayskip}{5pt} +\setlength{\belowdisplayskip}{5pt} +\frametitle{Permutationsmatrizen} +\vspace{-20pt} +\begin{columns}[t,onlytextwidth] +\begin{column}{0.48\textwidth} +\begin{block}{Permutationsabbildung} +$\sigma\in S_n$ eine Permutation, definiere +\[ +f +\colon +e_i \mapsto e_{\sigma(i)} +\] +($e_i$ Standardbasisvektor) +\end{block} +\begin{block}{Lineare Abbildung} +$f$ kann erweitert werden zu einer linearen Abbildung +\[ +\tilde{f} +\colon +\Bbbk^n \to \Bbbk^n +: +\sum_{k=1}^n a_i e_i +\mapsto +\sum_{k=1}^n a_i f(e_i) +\] +\end{block} +\end{column} +\begin{column}{0.48\textwidth} +\begin{block}{Permutationsmatrix} +Matrix $A_{\tilde{f}}$ der linearen Abbildung $\tilde{f}$ +hat die Matrixelemente +\[ +a_{ij} += +\begin{cases} +1&\qquad i=\sigma(j)\\ +0&\qquad\text{sonst} +\end{cases} +\] +\end{block} +\vspace{-10pt} +\begin{block}{Beispiel} +\vspace{-20pt} +\[ +\begin{pmatrix} +1&2&3&4\\ +3&2&4&1 +\end{pmatrix} +\mapsto +\begin{pmatrix} +0&0&0&1\\ +0&1&0&0\\ +1&0&0&0\\ +0&0&1&0 +\end{pmatrix} +\] +\end{block} +\vspace{-10pt} +\begin{block}{Homomorphismus} +Die Abbildung +$S_n\to\operatorname{GL}(\Bbbk)\colon \sigma \mapsto A_{\tilde{f}}$ +ist ein Homomorphismus +\end{block} +\end{column} +\end{columns} +\end{frame} +\egroup diff --git a/vorlesungen/slides/Makefile.inc b/vorlesungen/slides/Makefile.inc index 0f5fa8c..a9d72be 100644 --- a/vorlesungen/slides/Makefile.inc +++ b/vorlesungen/slides/Makefile.inc @@ -9,6 +9,7 @@ include ../slides/2/Makefile.inc include ../slides/3/Makefile.inc include ../slides/4/Makefile.inc include ../slides/5/Makefile.inc +include ../slides/6/Makefile.inc include ../slides/7/Makefile.inc include ../slides/8/Makefile.inc include ../slides/9/Makefile.inc @@ -16,4 +17,5 @@ include ../slides/a/Makefile.inc slides = \ $(chapter0) $(chapter1) $(chapter2) $(chapter3) $(chapter4) \ - $(chapter5) $(chapter7) $(chapter8) $(chapter9) $(chaptera) + $(chapter5) $(chapter6) $(chapter7) $(chapter8) $(chapter9) \ + $(chaptera) diff --git a/vorlesungen/slides/slides.tex b/vorlesungen/slides/slides.tex index b606375..6c24e22 100644 --- a/vorlesungen/slides/slides.tex +++ b/vorlesungen/slides/slides.tex @@ -47,15 +47,15 @@ \titel \input{5/chapter.tex} -%\title[Permutationen]{Permutationen} -%\section{Permutationen} -%\titel -%\input{6/chapter.tex} +\title[Permutationen]{Permutationen} +\section{Permutationen} +\titel +\input{6/chapter.tex} -%\title[Matrizengruppen]{Matrizengruppen} -%\section{Matrizengruppen} -%\titel -%\input{7/chapter.tex} +\title[Matrizengruppen]{Matrizengruppen} +\section{Matrizengruppen} +\titel +\input{7/chapter.tex} \title[Graphen]{Graphen} \section{Graphen} @@ -67,10 +67,10 @@ \titel \input{9/chapter.tex} -%\title[Krypto]{Anwendungen in Kryptographie und Codierungstheorie} -%\section{Krypto} -%\titel -%\input{a/chapter.tex} +\title[Krypto]{Anwendungen in Kryptographie und Codierungstheorie} +\section{Krypto} +\titel +\input{a/chapter.tex} %\title[Homologie]{Homologie} %\section{Homologie} -- cgit v1.2.1 From 23326eb7047812366848812919aebf85c04f589e Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: michael-OST <75078383+michael-OST@users.noreply.github.com> Date: Tue, 20 Apr 2021 12:30:50 +0200 Subject: Presentation added --- buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.aux | 30 + buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.log | 956 +++++++++++++++++++++ buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.nav | 9 + buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.out | 0 buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.pdf | Bin 0 -> 53965 bytes buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.snm | 0 .../reedsolomon/RS presentation/RS.synctex.gz | Bin 0 -> 3637 bytes buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.tex | 25 + buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.toc | 1 + buch/papers/reedsolomon/RS presentation/Thumbs.db | Bin 0 -> 89088 bytes 10 files changed, 1021 insertions(+) create mode 100644 buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.aux create mode 100644 buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.log create mode 100644 buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.nav create mode 100644 buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.out create mode 100644 buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.pdf create mode 100644 buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.snm create mode 100644 buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.synctex.gz create mode 100644 buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.tex create mode 100644 buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.toc create mode 100644 buch/papers/reedsolomon/RS presentation/Thumbs.db diff --git a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.aux b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.aux new file mode 100644 index 0000000..17ce46b --- /dev/null +++ b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.aux 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Use iftex instead. +) +\Gm@cnth=\count105 +\Gm@cntv=\count106 +\c@Gm@tempcnt=\count107 +\Gm@bindingoffset=\dimen118 +\Gm@wd@mp=\dimen119 +\Gm@odd@mp=\dimen120 +\Gm@even@mp=\dimen121 +\Gm@layoutwidth=\dimen122 +\Gm@layoutheight=\dimen123 +\Gm@layouthoffset=\dimen124 +\Gm@layoutvoffset=\dimen125 +\Gm@dimlist=\toks15 +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/base/size11.clo +File: size11.clo 2019/10/25 v1.4k Standard LaTeX file (size option) +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/pgf/basiclayer/pgfcore.sty +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/graphics/graphicx.sty +Package: graphicx 2017/06/01 v1.1a Enhanced LaTeX Graphics (DPC,SPQR) + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/graphics/graphics.sty +Package: graphics 2019/11/01 v1.3d Standard LaTeX Graphics (DPC,SPQR) + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/graphics/trig.sty +Package: trig 2016/01/03 v1.10 sin cos tan (DPC) +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/graphics-cfg/graphics.cfg +File: graphics.cfg 2016/06/04 v1.11 sample graphics configuration +) +Package graphics Info: Driver file: pdftex.def on input line 105. + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/graphics-def/pdftex.def +File: pdftex.def 2018/01/08 v1.0l Graphics/color driver for pdftex +)) +\Gin@req@height=\dimen126 +\Gin@req@width=\dimen127 +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/pgf/systemlayer/pgfsys.sty +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/pgf/utilities/pgfrcs.sty +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/utilities/pgfutil-common.tex +\pgfutil@everybye=\toks16 +\pgfutil@tempdima=\dimen128 +\pgfutil@tempdimb=\dimen129 + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/utilities/pgfutil-common-lists.tex) +) (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/utilities/pgfutil-latex.def +\pgfutil@abb=\box36 + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/ms/everyshi.sty +Package: everyshi 2001/05/15 v3.00 EveryShipout Package (MS) +)) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/utilities/pgfrcs.code.tex +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/pgf.revision.tex) +Package: pgfrcs 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +)) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/systemlayer/pgfsys.code.tex +Package: pgfsys 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/utilities/pgfkeys.code.tex +\pgfkeys@pathtoks=\toks17 +\pgfkeys@temptoks=\toks18 + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/utilities/pgfkeysfiltered.code.tex +\pgfkeys@tmptoks=\toks19 +)) +\pgf@x=\dimen130 +\pgf@y=\dimen131 +\pgf@xa=\dimen132 +\pgf@ya=\dimen133 +\pgf@xb=\dimen134 +\pgf@yb=\dimen135 +\pgf@xc=\dimen136 +\pgf@yc=\dimen137 +\pgf@xd=\dimen138 +\pgf@yd=\dimen139 +\w@pgf@writea=\write3 +\r@pgf@reada=\read1 +\c@pgf@counta=\count108 +\c@pgf@countb=\count109 +\c@pgf@countc=\count110 +\c@pgf@countd=\count111 +\t@pgf@toka=\toks20 +\t@pgf@tokb=\toks21 +\t@pgf@tokc=\toks22 +\pgf@sys@id@count=\count112 + (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/systemlayer/pgf.cfg +File: pgf.cfg 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +) +Driver file for pgf: pgfsys-pdftex.def + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/systemlayer/pgfsys-pdftex.def +File: pgfsys-pdftex.def 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/systemlayer/pgfsys-common-pdf.def +File: pgfsys-common-pdf.def 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +))) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/systemlayer/pgfsyssoftpath.code.tex +File: pgfsyssoftpath.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +\pgfsyssoftpath@smallbuffer@items=\count113 +\pgfsyssoftpath@bigbuffer@items=\count114 +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/systemlayer/pgfsysprotocol.code.tex +File: pgfsysprotocol.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +)) (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/xcolor/xcolor.sty +Package: xcolor 2016/05/11 v2.12 LaTeX color extensions (UK) + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/graphics-cfg/color.cfg +File: color.cfg 2016/01/02 v1.6 sample color configuration +) +Package xcolor Info: Driver file: pdftex.def on input line 225. +Package xcolor Info: Model `cmy' substituted by `cmy0' on input line 1348. +Package xcolor Info: Model `hsb' substituted by `rgb' on input line 1352. +Package xcolor Info: Model `RGB' extended on input line 1364. +Package xcolor Info: Model `HTML' substituted by `rgb' on input line 1366. +Package xcolor Info: Model `Hsb' substituted by `hsb' on input line 1367. +Package xcolor Info: Model `tHsb' substituted by `hsb' on input line 1368. +Package xcolor Info: Model `HSB' substituted by `hsb' on input line 1369. +Package xcolor Info: Model `Gray' substituted by `gray' on input line 1370. +Package xcolor Info: Model `wave' substituted by `hsb' on input line 1371. +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/basiclayer/pgfcore.code.tex +Package: pgfcore 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/math/pgfmath.code.tex +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/math/pgfmathcalc.code.tex +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/math/pgfmathutil.code.tex) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/math/pgfmathparser.code.tex +\pgfmath@dimen=\dimen140 +\pgfmath@count=\count115 +\pgfmath@box=\box37 +\pgfmath@toks=\toks23 +\pgfmath@stack@operand=\toks24 +\pgfmath@stack@operation=\toks25 +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/math/pgfmathfunctions.code.tex +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/math/pgfmathfunctions.basic.code.te +x) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/math/pgfmathfunctions.trigonometric +.code.tex) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/math/pgfmathfunctions.random.code.t +ex) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/math/pgfmathfunctions.comparison.co +de.tex) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/math/pgfmathfunctions.base.code.tex +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/math/pgfmathfunctions.round.code.te +x) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/math/pgfmathfunctions.misc.code.tex +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/math/pgfmathfunctions.integerarithm +etics.code.tex))) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/math/pgfmathfloat.code.tex +\c@pgfmathroundto@lastzeros=\count116 +)) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/math/pgfint.code.tex) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/basiclayer/pgfcorepoints.code.tex +File: pgfcorepoints.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +\pgf@picminx=\dimen141 +\pgf@picmaxx=\dimen142 +\pgf@picminy=\dimen143 +\pgf@picmaxy=\dimen144 +\pgf@pathminx=\dimen145 +\pgf@pathmaxx=\dimen146 +\pgf@pathminy=\dimen147 +\pgf@pathmaxy=\dimen148 +\pgf@xx=\dimen149 +\pgf@xy=\dimen150 +\pgf@yx=\dimen151 +\pgf@yy=\dimen152 +\pgf@zx=\dimen153 +\pgf@zy=\dimen154 +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/basiclayer/pgfcorepathconstruct.cod +e.tex +File: pgfcorepathconstruct.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +\pgf@path@lastx=\dimen155 +\pgf@path@lasty=\dimen156 +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/basiclayer/pgfcorepathusage.code.te +x +File: pgfcorepathusage.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +\pgf@shorten@end@additional=\dimen157 +\pgf@shorten@start@additional=\dimen158 +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/basiclayer/pgfcorescopes.code.tex +File: pgfcorescopes.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +\pgfpic=\box38 +\pgf@hbox=\box39 +\pgf@layerbox@main=\box40 +\pgf@picture@serial@count=\count117 +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/basiclayer/pgfcoregraphicstate.code +.tex +File: pgfcoregraphicstate.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +\pgflinewidth=\dimen159 +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/basiclayer/pgfcoretransformations.c +ode.tex +File: pgfcoretransformations.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +\pgf@pt@x=\dimen160 +\pgf@pt@y=\dimen161 +\pgf@pt@temp=\dimen162 +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/basiclayer/pgfcorequick.code.tex +File: pgfcorequick.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/basiclayer/pgfcoreobjects.code.tex +File: pgfcoreobjects.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/basiclayer/pgfcorepathprocessing.co +de.tex +File: pgfcorepathprocessing.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/basiclayer/pgfcorearrows.code.tex +File: pgfcorearrows.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +\pgfarrowsep=\dimen163 +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/basiclayer/pgfcoreshade.code.tex +File: pgfcoreshade.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +\pgf@max=\dimen164 +\pgf@sys@shading@range@num=\count118 +\pgf@shadingcount=\count119 +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/basiclayer/pgfcoreimage.code.tex +File: pgfcoreimage.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/basiclayer/pgfcoreexternal.code.tex +File: pgfcoreexternal.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +\pgfexternal@startupbox=\box41 +)) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/basiclayer/pgfcorelayers.code.tex +File: pgfcorelayers.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/basiclayer/pgfcoretransparency.code +.tex +File: pgfcoretransparency.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/basiclayer/pgfcorepatterns.code.tex +File: pgfcorepatterns.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +) (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/basiclayer/pgfcorerdf.code.tex +File: pgfcorerdf.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +))) (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/pgf/utilities/xxcolor.sty +Package: xxcolor 2003/10/24 ver 0.1 +\XC@nummixins=\count120 +\XC@countmixins=\count121 +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/oberdiek/atbegshi.sty +Package: atbegshi 2016/06/09 v1.18 At begin shipout hook (HO) + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/oberdiek/infwarerr.sty +Package: infwarerr 2016/05/16 v1.4 Providing info/warning/error messages (HO) +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/oberdiek/ltxcmds.sty +Package: ltxcmds 2016/05/16 v1.23 LaTeX kernel commands for general use (HO) +)) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/hyperref/hyperref.sty +Package: hyperref 2019/11/10 v7.00c Hypertext links for LaTeX + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/pdftexcmds/pdftexcmds.sty +Package: pdftexcmds 2019/11/24 v0.31 Utility functions of pdfTeX for LuaTeX (HO +) +Package pdftexcmds Info: \pdf@primitive is available. +Package pdftexcmds Info: \pdf@ifprimitive is available. +Package pdftexcmds Info: \pdfdraftmode found. +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/oberdiek/kvsetkeys.sty +Package: kvsetkeys 2016/05/16 v1.17 Key value parser (HO) + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/oberdiek/etexcmds.sty +Package: etexcmds 2016/05/16 v1.6 Avoid name clashes with e-TeX commands (HO) + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/iftex/ifluatex.sty +Package: ifluatex 2019/10/25 v1.5 ifluatex legacy package. Use iftex instead. +))) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/oberdiek/kvdefinekeys.sty +Package: kvdefinekeys 2016/05/16 v1.4 Define keys (HO) +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/oberdiek/pdfescape.sty +Package: pdfescape 2016/05/16 v1.14 Implements pdfTeX's escape features (HO) +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/oberdiek/hycolor.sty +Package: hycolor 2016/05/16 v1.8 Color options for hyperref/bookmark (HO) + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/oberdiek/xcolor-patch.sty +Package: xcolor-patch 2016/05/16 xcolor patch + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/oberdiek/hopatch.sty +Package: hopatch 2016/05/16 v1.3 Wrapper for package hooks (HO) +))) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/oberdiek/letltxmacro.sty +Package: letltxmacro 2016/05/16 v1.5 Let assignment for LaTeX macros (HO) +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/oberdiek/auxhook.sty +Package: auxhook 2016/05/16 v1.4 Hooks for auxiliary files (HO) +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/oberdiek/kvoptions.sty +Package: kvoptions 2016/05/16 v3.12 Key value format for package options (HO) +) +\@linkdim=\dimen165 +\Hy@linkcounter=\count122 +\Hy@pagecounter=\count123 + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/hyperref/pd1enc.def +File: pd1enc.def 2019/11/10 v7.00c Hyperref: PDFDocEncoding definition (HO) +Now handling font encoding PD1 ... +... no UTF-8 mapping file for font encoding PD1 +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/oberdiek/intcalc.sty +Package: intcalc 2016/05/16 v1.2 Expandable calculations with integers (HO) +) +\Hy@SavedSpaceFactor=\count124 + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/latexconfig/hyperref.cfg +File: hyperref.cfg 2002/06/06 v1.2 hyperref configuration of TeXLive +) +Package hyperref Info: Option `bookmarks' set `true' on input line 4409. +Package hyperref Info: Option `bookmarksopen' set `true' on input line 4409. +Package hyperref Info: Option `implicit' set `false' on input line 4409. +Package hyperref Info: Hyper figures OFF on input line 4535. +Package hyperref Info: Link nesting OFF on input line 4540. +Package hyperref Info: Hyper index ON on input line 4543. +Package hyperref Info: Plain pages OFF on input line 4550. +Package hyperref Info: Backreferencing OFF on input line 4555. +Package hyperref Info: Implicit mode OFF; no redefinition of LaTeX internals. +Package hyperref Info: Bookmarks ON on input line 4788. +\c@Hy@tempcnt=\count125 + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/url/url.sty +\Urlmuskip=\muskip10 +Package: url 2013/09/16 ver 3.4 Verb mode for urls, etc. +) +LaTeX Info: Redefining \url on input line 5147. +\XeTeXLinkMargin=\dimen166 + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/oberdiek/bitset.sty +Package: bitset 2016/05/16 v1.2 Handle bit-vector datatype (HO) + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/oberdiek/bigintcalc.sty +Package: bigintcalc 2016/05/16 v1.4 Expandable calculations on big integers (HO +) +)) +\Fld@menulength=\count126 +\Field@Width=\dimen167 +\Fld@charsize=\dimen168 +Package hyperref Info: Hyper figures OFF on input line 6418. +Package hyperref Info: Link nesting OFF on input line 6423. +Package hyperref Info: Hyper index ON on input line 6426. +Package hyperref Info: backreferencing OFF on input line 6433. +Package hyperref Info: Link coloring OFF on input line 6438. +Package hyperref Info: Link coloring with OCG OFF on input line 6443. +Package hyperref Info: PDF/A mode OFF on input line 6448. +LaTeX Info: Redefining \ref on input line 6488. +LaTeX Info: Redefining \pageref on input line 6492. +\Hy@abspage=\count127 + + +Package hyperref Message: Stopped early. + +) +Package hyperref Info: Driver (autodetected): hpdftex. + (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/hyperref/hpdftex.def +File: hpdftex.def 2019/11/10 v7.00c Hyperref driver for pdfTeX + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/oberdiek/atveryend.sty +Package: atveryend 2016/05/16 v1.9 Hooks at the very end of document (HO) +) +\Fld@listcount=\count128 +\c@bookmark@seq@number=\count129 + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/oberdiek/rerunfilecheck.sty +Package: rerunfilecheck 2016/05/16 v1.8 Rerun checks for auxiliary files (HO) + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/oberdiek/uniquecounter.sty +Package: uniquecounter 2016/05/16 v1.3 Provide unlimited unique counter (HO) +) +Package uniquecounter Info: New unique counter `rerunfilecheck' on input line 2 +85. +)) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/beamer/beamerbaserequires.sty +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/beamer/beamerbasecompatibility.sty) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/beamer/beamerbasefont.sty +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/amsfonts/amssymb.sty +Package: amssymb 2013/01/14 v3.01 AMS font symbols + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/amsfonts/amsfonts.sty +Package: amsfonts 2013/01/14 v3.01 Basic AMSFonts support +\@emptytoks=\toks26 +\symAMSa=\mathgroup4 +\symAMSb=\mathgroup5 +LaTeX Font Info: Redeclaring math symbol \hbar on input line 98. +LaTeX Font Info: Overwriting math alphabet `\mathfrak' in version `bold' +(Font) U/euf/m/n --> U/euf/b/n on input line 106. +)) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/sansmathaccent/sansmathaccent.sty +Package: sansmathaccent 2013/03/28 + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/filehook/filehook.sty +Package: filehook 2019/10/03 v0.6 Hooks for input files +))) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/beamer/beamerbasetranslator.sty +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/translator/translator.sty +Package: translator 2019-05-31 v1.12a Easy translation of strings in LaTeX +)) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/beamer/beamerbasemisc.sty) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/beamer/beamerbasetwoscreens.sty) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/beamer/beamerbaseoverlay.sty +\beamer@argscount=\count130 +\beamer@lastskipcover=\skip44 +\beamer@trivlistdepth=\count131 +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/beamer/beamerbasetitle.sty) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/beamer/beamerbasesection.sty +\c@lecture=\count132 +\c@part=\count133 +\c@section=\count134 +\c@subsection=\count135 +\c@subsubsection=\count136 +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/beamer/beamerbaseframe.sty +\beamer@framebox=\box42 +\beamer@frametitlebox=\box43 +\beamer@zoombox=\box44 +\beamer@zoomcount=\count137 +\beamer@zoomframecount=\count138 +\beamer@frametextheight=\dimen169 +\c@subsectionslide=\count139 +\beamer@frametopskip=\skip45 +\beamer@framebottomskip=\skip46 +\beamer@frametopskipautobreak=\skip47 +\beamer@framebottomskipautobreak=\skip48 +\beamer@envbody=\toks27 +\framewidth=\dimen170 +\c@framenumber=\count140 +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/beamer/beamerbaseverbatim.sty +\beamer@verbatimfileout=\write4 +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/beamer/beamerbaseframesize.sty +\beamer@splitbox=\box45 +\beamer@autobreakcount=\count141 +\beamer@autobreaklastheight=\dimen171 +\beamer@frametitletoks=\toks28 +\beamer@framesubtitletoks=\toks29 +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/beamer/beamerbaseframecomponents.sty +\beamer@footins=\box46 +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/beamer/beamerbasecolor.sty) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/beamer/beamerbasenotes.sty +\beamer@frameboxcopy=\box47 +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/beamer/beamerbasetoc.sty) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/beamer/beamerbasetemplates.sty +\beamer@sbttoks=\toks30 + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/beamer/beamerbaseauxtemplates.sty +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/beamer/beamerbaseboxes.sty +\bmb@box=\box48 +\bmb@colorbox=\box49 +\bmb@boxshadow=\box50 +\bmb@boxshadowball=\box51 +\bmb@boxshadowballlarge=\box52 +\bmb@temp=\dimen172 +\bmb@dima=\dimen173 +\bmb@dimb=\dimen174 +\bmb@prevheight=\dimen175 +) +\beamer@blockheadheight=\dimen176 +)) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/beamer/beamerbaselocalstructure.sty +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/tools/enumerate.sty +Package: enumerate 2015/07/23 v3.00 enumerate extensions (DPC) +\@enLab=\toks31 +) +\c@figure=\count142 +\c@table=\count143 +\abovecaptionskip=\skip49 +\belowcaptionskip=\skip50 +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/beamer/beamerbasenavigation.sty +\beamer@section@min@dim=\dimen177 +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/beamer/beamerbasetheorems.sty +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/amsmath/amsmath.sty +Package: amsmath 2019/11/16 v2.17d AMS math features +\@mathmargin=\skip51 + +For additional information on amsmath, use the `?' option. +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/amsmath/amstext.sty +Package: amstext 2000/06/29 v2.01 AMS text + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/amsmath/amsgen.sty +File: amsgen.sty 1999/11/30 v2.0 generic functions +\@emptytoks=\toks32 +\ex@=\dimen178 +)) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/amsmath/amsbsy.sty +Package: amsbsy 1999/11/29 v1.2d Bold Symbols +\pmbraise@=\dimen179 +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/amsmath/amsopn.sty +Package: amsopn 2016/03/08 v2.02 operator names +) +\inf@bad=\count144 +LaTeX Info: Redefining \frac on input line 227. +\uproot@=\count145 +\leftroot@=\count146 +LaTeX Info: Redefining \overline on input line 389. +\classnum@=\count147 +\DOTSCASE@=\count148 +LaTeX Info: Redefining \ldots on input line 486. +LaTeX Info: Redefining \dots on input line 489. +LaTeX Info: Redefining \cdots on input line 610. +\Mathstrutbox@=\box53 +\strutbox@=\box54 +\big@size=\dimen180 +LaTeX Font Info: Redeclaring font encoding OML on input line 733. +LaTeX Font Info: Redeclaring font encoding OMS on input line 734. +\macc@depth=\count149 +\c@MaxMatrixCols=\count150 +\dotsspace@=\muskip11 +\c@parentequation=\count151 +\dspbrk@lvl=\count152 +\tag@help=\toks33 +\row@=\count153 +\column@=\count154 +\maxfields@=\count155 +\andhelp@=\toks34 +\eqnshift@=\dimen181 +\alignsep@=\dimen182 +\tagshift@=\dimen183 +\tagwidth@=\dimen184 +\totwidth@=\dimen185 +\lineht@=\dimen186 +\@envbody=\toks35 +\multlinegap=\skip52 +\multlinetaggap=\skip53 +\mathdisplay@stack=\toks36 +LaTeX Info: Redefining \[ on input line 2858. +LaTeX Info: Redefining \] on input line 2859. +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/amscls/amsthm.sty +Package: amsthm 2017/10/31 v2.20.4 +\thm@style=\toks37 +\thm@bodyfont=\toks38 +\thm@headfont=\toks39 +\thm@notefont=\toks40 +\thm@headpunct=\toks41 +\thm@preskip=\skip54 +\thm@postskip=\skip55 +\thm@headsep=\skip56 +\dth@everypar=\toks42 +) +\c@theorem=\count156 +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/beamer/beamerbasethemes.sty)) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/beamer/beamerthemedefault.sty +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/beamer/beamerfontthemedefault.sty) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/beamer/beamercolorthemedefault.sty) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/beamer/beamerinnerthemedefault.sty +\beamer@dima=\dimen187 +\beamer@dimb=\dimen188 +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/beamer/beamerouterthemedefault.sty))) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/base/inputenc.sty +Package: inputenc 2018/08/11 v1.3c Input encoding file +\inpenc@prehook=\toks43 +\inpenc@posthook=\toks44 +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/base/fontenc.sty +Package: fontenc 2018/08/11 v2.0j Standard LaTeX package + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/base/t1enc.def +File: t1enc.def 2018/08/11 v2.0j Standard LaTeX file +LaTeX Font Info: Redeclaring font encoding T1 on input line 48. +)) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/lm/lmodern.sty +Package: lmodern 2009/10/30 v1.6 Latin Modern Fonts +LaTeX Font Info: Overwriting symbol font `operators' in version `normal' +(Font) OT1/cmr/m/n --> OT1/lmr/m/n on input line 22. +LaTeX Font Info: Overwriting symbol font `letters' in version `normal' +(Font) OML/cmm/m/it --> OML/lmm/m/it on input line 23. +LaTeX Font Info: Overwriting symbol font `symbols' in version `normal' +(Font) OMS/cmsy/m/n --> OMS/lmsy/m/n on input line 24. +LaTeX Font Info: Overwriting symbol font `largesymbols' in version `normal' +(Font) OMX/cmex/m/n --> OMX/lmex/m/n on input line 25. +LaTeX Font Info: Overwriting symbol font `operators' in version `bold' +(Font) OT1/cmr/bx/n --> OT1/lmr/bx/n on input line 26. +LaTeX Font Info: Overwriting symbol font `letters' in version `bold' +(Font) OML/cmm/b/it --> OML/lmm/b/it on input line 27. +LaTeX Font Info: Overwriting symbol font `symbols' in version `bold' +(Font) OMS/cmsy/b/n --> OMS/lmsy/b/n on input line 28. +LaTeX Font Info: Overwriting symbol font `largesymbols' in version `bold' +(Font) OMX/cmex/m/n --> OMX/lmex/m/n on input line 29. +LaTeX Font Info: Overwriting math alphabet `\mathbf' in version `normal' +(Font) OT1/cmr/bx/n --> OT1/lmr/bx/n on input line 31. +LaTeX Font Info: Overwriting math alphabet `\mathsf' in version `normal' +(Font) OT1/cmss/m/n --> OT1/lmss/m/n on input line 32. +LaTeX Font Info: Overwriting math alphabet `\mathit' in version `normal' +(Font) OT1/cmr/m/it --> OT1/lmr/m/it on input line 33. +LaTeX Font Info: Overwriting math alphabet `\mathtt' in version `normal' +(Font) OT1/cmtt/m/n --> OT1/lmtt/m/n on input line 34. +LaTeX Font Info: Overwriting math alphabet `\mathbf' in version `bold' +(Font) OT1/cmr/bx/n --> OT1/lmr/bx/n on input line 35. +LaTeX Font Info: Overwriting math alphabet `\mathsf' in version `bold' +(Font) OT1/cmss/bx/n --> OT1/lmss/bx/n on input line 36. +LaTeX Font Info: Overwriting math alphabet `\mathit' in version `bold' +(Font) OT1/cmr/bx/it --> OT1/lmr/bx/it on input line 37. +LaTeX Font Info: Overwriting math alphabet `\mathtt' in version `bold' +(Font) OT1/cmtt/m/n --> OT1/lmtt/m/n on input line 38. +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/babel/babel.sty +Package: babel 2019/11/14 3.36 The Babel package + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/babel/switch.def +File: switch.def 2019/11/14 3.36 Babel switching mechanism +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/babel-german/ngerman.ldf +Language: ngerman 2018/12/08 v2.11 German support for babel (post-1996 orthogra +phy) + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/babel-german/ngermanb.ldf +Language: ngermanb 2018/12/08 v2.11 German support for babel (post-1996 orthogr +aphy) + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/babel/babel.def +File: babel.def 2019/11/14 3.36 Babel common definitions +\babel@savecnt=\count157 +\U@D=\dimen189 + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/babel/txtbabel.def) +LaTeX Info: Redefining \textlatin on input line 2250. +\bbl@dirlevel=\count158 +) +Package babel Info: Making " an active character on input line 121. +))) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/beamer/beamerthemeHannover.sty +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/beamer/beamerouterthemesidebar.sty +\beamer@sidebarwidth=\dimen190 +\beamer@headheight=\dimen191 +LaTeX Font Info: Trying to load font information for T1+lmss on input line 1 +7. + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/lm/t1lmss.fd +File: t1lmss.fd 2009/10/30 v1.6 Font defs for Latin Modern +)) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/beamer/beamercolorthemeseahorse.sty) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/beamer/beamerinnerthemecircles.sty)) +(./RS.aux) +\openout1 = `RS.aux'. + +LaTeX Font Info: Checking defaults for OML/cmm/m/it on input line 7. +LaTeX Font Info: ... okay on input line 7. +LaTeX Font Info: Checking defaults for T1/cmr/m/n on input line 7. +LaTeX Font Info: ... okay on input line 7. +LaTeX Font Info: Checking defaults for OT1/cmr/m/n on input line 7. +LaTeX Font Info: ... okay on input line 7. +LaTeX Font Info: Checking defaults for OMS/cmsy/m/n on input line 7. +LaTeX Font Info: ... okay on input line 7. +LaTeX Font Info: Checking defaults for OMX/cmex/m/n on input line 7. +LaTeX Font Info: ... okay on input line 7. +LaTeX Font Info: Checking defaults for U/cmr/m/n on input line 7. +LaTeX Font Info: ... okay on input line 7. +LaTeX Font Info: Checking defaults for PD1/pdf/m/n on input line 7. +LaTeX Font Info: ... okay on input line 7. + +*geometry* driver: auto-detecting +*geometry* detected driver: pdftex +*geometry* verbose mode - [ preamble ] result: +* driver: pdftex +* paper: custom +* layout: +* layoutoffset:(h,v)=(0.0pt,0.0pt) +* modes: includehead includefoot +* h-part:(L,W,R)=(59.22636pt, 381.79135pt, 14.22636pt) +* v-part:(T,H,B)=(0.0pt, 256.0748pt, 0.0pt) +* \paperwidth=455.24408pt +* \paperheight=256.0748pt +* \textwidth=381.79135pt +* \textheight=227.62207pt +* \oddsidemargin=-13.04362pt +* \evensidemargin=-13.04362pt +* \topmargin=-72.26999pt +* \headheight=14.22636pt +* \headsep=0.0pt +* \topskip=11.0pt +* \footskip=14.22636pt +* \marginparwidth=4.0pt +* \marginparsep=10.0pt +* \columnsep=10.0pt +* \skip\footins=10.0pt plus 4.0pt minus 2.0pt +* \hoffset=0.0pt +* \voffset=0.0pt +* \mag=1000 +* \@twocolumnfalse +* \@twosidefalse +* \@mparswitchfalse +* \@reversemarginfalse +* (1in=72.27pt=25.4mm, 1cm=28.453pt) + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/context/base/mkii/supp-pdf.mkii +[Loading MPS to PDF converter (version 2006.09.02).] +\scratchcounter=\count159 +\scratchdimen=\dimen192 +\scratchbox=\box55 +\nofMPsegments=\count160 +\nofMParguments=\count161 +\everyMPshowfont=\toks45 +\MPscratchCnt=\count162 +\MPscratchDim=\dimen193 +\MPnumerator=\count163 +\makeMPintoPDFobject=\count164 +\everyMPtoPDFconversion=\toks46 +) (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/epstopdf-pkg/epstopdf-base.sty +Package: epstopdf-base 2019/11/27 v2.8 Base part for package epstopdf +Package epstopdf-base Info: Redefining graphics rule for `.eps' on input line 4 +85. + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/latexconfig/epstopdf-sys.cfg +File: epstopdf-sys.cfg 2010/07/13 v1.3 Configuration of (r)epstopdf for TeX Liv +e +)) +ABD: EveryShipout initializing macros +\AtBeginShipoutBox=\box56 +Package hyperref Info: Link coloring OFF on input line 7. + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/hyperref/nameref.sty +Package: nameref 2019/09/16 v2.46 Cross-referencing by name of section + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/oberdiek/refcount.sty +Package: refcount 2016/05/16 v3.5 Data extraction from label references (HO) +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/oberdiek/gettitlestring.sty +Package: gettitlestring 2016/05/16 v1.5 Cleanup title references (HO) +) +\c@section@level=\count165 +) +LaTeX Info: Redefining \ref on input line 7. +LaTeX Info: Redefining \pageref on input line 7. +LaTeX Info: Redefining \nameref on input line 7. + (./RS.out) (./RS.out) +\@outlinefile=\write5 +\openout5 = `RS.out'. + +LaTeX Font Info: Overwriting symbol font `operators' in version `normal' +(Font) OT1/lmr/m/n --> OT1/cmss/m/n on input line 7. +LaTeX Font Info: Overwriting symbol font `operators' in version `bold' +(Font) OT1/lmr/bx/n --> OT1/cmss/bx/n on input line 7. +LaTeX Font Info: Overwriting symbol font `operators' in version `normal' +(Font) OT1/cmss/m/n --> OT1/lmss/m/n on input line 7. +LaTeX Font Info: Overwriting symbol font `operators' in version `bold' +(Font) OT1/cmss/bx/n --> OT1/lmss/bx/n on input line 7. +\symnumbers=\mathgroup6 +\sympureletters=\mathgroup7 +LaTeX Font Info: Overwriting math alphabet `\mathrm' in version `normal' +(Font) OT1/lmss/m/n --> T1/lmr/m/n on input line 7. +LaTeX Font Info: Redeclaring math alphabet \mathbf on input line 7. +LaTeX Font Info: Overwriting math alphabet `\mathbf' in version `normal' +(Font) OT1/lmr/bx/n --> T1/lmss/bx/n on input line 7. +LaTeX Font Info: Overwriting math alphabet `\mathbf' in version `bold' +(Font) OT1/lmr/bx/n --> T1/lmss/bx/n on input line 7. +LaTeX Font Info: Redeclaring math alphabet \mathsf on input line 7. +LaTeX Font Info: Overwriting math alphabet `\mathsf' in version `normal' +(Font) OT1/lmss/m/n --> T1/lmss/m/n on input line 7. +LaTeX Font Info: Overwriting math alphabet `\mathsf' in version `bold' +(Font) OT1/lmss/bx/n --> T1/lmss/m/n on input line 7. +LaTeX Font Info: Redeclaring math alphabet \mathit on input line 7. +LaTeX Font Info: Overwriting math alphabet `\mathit' in version `normal' +(Font) OT1/lmr/m/it --> T1/lmss/m/it on input line 7. +LaTeX Font Info: Overwriting math alphabet `\mathit' in version `bold' +(Font) OT1/lmr/bx/it --> T1/lmss/m/it on input line 7. +LaTeX Font Info: Redeclaring math alphabet \mathtt on input line 7. +LaTeX Font Info: Overwriting math alphabet `\mathtt' in version `normal' +(Font) OT1/lmtt/m/n --> T1/lmtt/m/n on input line 7. +LaTeX Font Info: Overwriting math alphabet `\mathtt' in version `bold' +(Font) OT1/lmtt/m/n --> T1/lmtt/m/n on input line 7. +LaTeX Font Info: Overwriting symbol font `numbers' in version `bold' +(Font) T1/lmss/m/n --> T1/lmss/bx/n on input line 7. +LaTeX Font Info: Overwriting symbol font `pureletters' in version `bold' +(Font) T1/lmss/m/it --> T1/lmss/bx/it on input line 7. +LaTeX Font Info: Overwriting math alphabet `\mathrm' in version `bold' +(Font) OT1/lmss/bx/n --> T1/lmr/bx/n on input line 7. +LaTeX Font Info: Overwriting math alphabet `\mathbf' in version `bold' +(Font) T1/lmss/bx/n --> T1/lmss/bx/n on input line 7. +LaTeX Font Info: Overwriting math alphabet `\mathsf' in version `bold' +(Font) T1/lmss/m/n --> T1/lmss/bx/n on input line 7. +LaTeX Font Info: Overwriting math alphabet `\mathit' in version `bold' +(Font) T1/lmss/m/it --> T1/lmss/bx/it on input line 7. +LaTeX Font Info: Overwriting math alphabet `\mathtt' in version `bold' +(Font) T1/lmtt/m/n --> T1/lmtt/bx/n on input line 7. + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/translator/translator-basic-dictionary-En +glish.dict +Dictionary: translator-basic-dictionary, Language: English +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/translator/translator-bibliography-dictio +nary-English.dict +Dictionary: translator-bibliography-dictionary, Language: English +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/translator/translator-environment-diction +ary-English.dict +Dictionary: translator-environment-dictionary, Language: English +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/translator/translator-months-dictionary-E +nglish.dict +Dictionary: translator-months-dictionary, Language: English +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/translator/translator-numbers-dictionary- +English.dict +Dictionary: translator-numbers-dictionary, Language: English +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/translator/translator-theorem-dictionary- +English.dict +Dictionary: translator-theorem-dictionary, Language: English +) (./RS.nav) + +Package hyperref Warning: Option `pdfauthor' has already been used, +(hyperref) setting the option has no effect on input line 8. + + +Package hyperref Warning: Option `pdfsubject' has already been used, +(hyperref) setting the option has no effect on input line 14. + +[1 + +{c:/texlive/2019/texmf-var/fonts/map/pdftex/updmap/pdftex.map}] [2 + +] +\tf@nav=\write6 +\openout6 = `RS.nav'. + +\tf@toc=\write7 +\openout7 = `RS.toc'. + +\tf@snm=\write8 +\openout8 = `RS.snm'. + +Package atveryend Info: Empty hook `BeforeClearDocument' on input line 25. +Package atveryend Info: Empty hook `AfterLastShipout' on input line 25. + (./RS.aux) +Package atveryend Info: Executing hook `AtVeryEndDocument' on input line 25. +Package atveryend Info: Executing hook `AtEndAfterFileList' on input line 25. +Package rerunfilecheck Info: File `RS.out' has not changed. +(rerunfilecheck) Checksum: D41D8CD98F00B204E9800998ECF8427E;0. + ) +Here is how much of TeX's memory you used: + 18359 strings out of 492164 + 341776 string characters out of 6129087 + 431862 words of memory out of 5000000 + 22272 multiletter control sequences out of 15000+600000 + 19654 words of font info for 23 fonts, out of 8000000 for 9000 + 1141 hyphenation exceptions out of 8191 + 58i,12n,57p,796b,459s stack positions out of 5000i,500n,10000p,200000b,80000s +{c:/texlive/2019/texmf-dist/fonts/enc/dvips/lm/lm-ec.enc} +Output written on RS.pdf (2 pages, 53965 bytes). +PDF statistics: + 42 PDF objects out of 1000 (max. 8388607) + 28 compressed objects within 1 object stream + 5 named destinations out of 1000 (max. 500000) + 43 words of extra memory for PDF output out of 10000 (max. 10000000) + diff --git a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.nav b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.nav new file mode 100644 index 0000000..9033d8b --- /dev/null +++ b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.nav @@ -0,0 +1,9 @@ +\headcommand {\slideentry {0}{0}{1}{1/1}{}{0}} +\headcommand {\beamer@framepages {1}{1}} +\headcommand {\slideentry {0}{0}{2}{2/2}{}{0}} +\headcommand {\beamer@framepages {2}{2}} +\headcommand {\beamer@partpages {1}{2}} +\headcommand {\beamer@subsectionpages {1}{2}} +\headcommand {\beamer@sectionpages {1}{2}} +\headcommand {\beamer@documentpages {2}} +\headcommand {\gdef \inserttotalframenumber {2}} diff --git a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.out b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.out new file mode 100644 index 0000000..e69de29 diff --git a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.pdf b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.pdf new file mode 100644 index 0000000..459d7e8 Binary files /dev/null and b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.pdf differ diff --git a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.snm b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.snm new file mode 100644 index 0000000..e69de29 diff --git a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.synctex.gz b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.synctex.gz new file mode 100644 index 0000000..fe8adf5 Binary files /dev/null and b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.synctex.gz differ diff --git a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.tex b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.tex new file mode 100644 index 0000000..3d2be8f --- /dev/null +++ b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.tex @@ -0,0 +1,25 @@ +\documentclass[11pt,aspectratio=169]{beamer} +\usepackage[utf8]{inputenc} +\usepackage[T1]{fontenc} +\usepackage{lmodern} +\usepackage[ngerman]{babel} +\usetheme{Hannover} +\begin{document} + \author{Joshua Bär und Michael Steiner} + \title{Reed-Solomon-Code} + \subtitle{} + \logo{} + \institute{OST Ostschweizer Fachhochschule} + \date{26.04.2021} + \subject{Mathematisches Seminar} + \setbeamercovered{transparent} + \setbeamertemplate{navigation symbols}{} + \begin{frame}[plain] + \maketitle + \end{frame} + + \begin{frame} + \frametitle{Test} + Ich mag Züge. + \end{frame} +\end{document} \ No newline at end of file diff --git a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.toc b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.toc new file mode 100644 index 0000000..4cd1c86 --- /dev/null +++ b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.toc @@ -0,0 +1 @@ +\babel@toc {ngerman}{} diff --git a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/Thumbs.db b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/Thumbs.db new file mode 100644 index 0000000..1626e26 Binary files /dev/null and b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/Thumbs.db differ -- cgit v1.2.1 From 432c3bebedb451bae53eb37e2078eb7de28ece79 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: =?UTF-8?q?Andreas=20M=C3=BCller?= Date: Tue, 20 Apr 2021 12:42:49 +0200 Subject: typos --- buch/chapters/30-endlichekoerper/euklid.tex | 2 +- 1 file changed, 1 insertion(+), 1 deletion(-) diff --git a/buch/chapters/30-endlichekoerper/euklid.tex b/buch/chapters/30-endlichekoerper/euklid.tex index 094a07a..0bf3016 100644 --- a/buch/chapters/30-endlichekoerper/euklid.tex +++ b/buch/chapters/30-endlichekoerper/euklid.tex @@ -681,7 +681,7 @@ Q(q_0)^{-1} Q(q_1)^{-1} \dots Q(q_{n-1})^{-1} -Q(q_n) +Q(q_n)^{-1} \begin{pmatrix}\operatorname{ggT}(a,b)\\0\end{pmatrix}. \] Eine mögliche Lösung für die Matrix $K$ in -- cgit v1.2.1 From 4301a062125a31b0466acf6527a01b1682cf60c5 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: JODBaer Date: Wed, 21 Apr 2021 08:59:22 +0200 Subject: slides introduction#1 --- buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.bbl | 0 .../reedsolomon/RS presentation/images/fig1.pdf | Bin 0 -> 3071 bytes .../RS presentation/images/fig1.pdf_tex | 81 ++++++++++ .../reedsolomon/RS presentation/images/fig1.png | Bin 0 -> 27373 bytes .../reedsolomon/RS presentation/images/fig1.svg | 180 +++++++++++++++++++++ .../reedsolomon/RS presentation/images/fig2.png | Bin 0 -> 30489 bytes .../reedsolomon/RS presentation/images/fig2.svg | 163 +++++++++++++++++++ .../reedsolomon/RS presentation/images/fig3.png | Bin 0 -> 16007 bytes .../reedsolomon/RS presentation/images/fig3.svg | 180 +++++++++++++++++++++ .../reedsolomon/RS presentation/images/fig4.png | Bin 0 -> 27548 bytes .../reedsolomon/RS presentation/images/fig4.svg | 164 +++++++++++++++++++ .../reedsolomon/RS presentation/images/fig5.png | Bin 0 -> 30167 bytes .../reedsolomon/RS presentation/images/fig5.svg | 121 ++++++++++++++ .../reedsolomon/RS presentation/images/fig6.png | Bin 0 -> 22604 bytes .../reedsolomon/RS presentation/images/fig6.svg | 158 ++++++++++++++++++ .../reedsolomon/RS presentation/images/fig7.png | Bin 0 -> 28677 bytes .../reedsolomon/RS presentation/images/fig7.svg | 163 +++++++++++++++++++ 17 files changed, 1210 insertions(+) create mode 100644 buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.bbl create mode 100644 buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/fig1.pdf create mode 100644 buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/fig1.pdf_tex create mode 100644 buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/fig1.png create mode 100644 buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/fig1.svg create mode 100644 buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/fig2.png create mode 100644 buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/fig2.svg create mode 100644 buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/fig3.png create mode 100644 buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/fig3.svg create mode 100644 buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/fig4.png create mode 100644 buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/fig4.svg create mode 100644 buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/fig5.png create mode 100644 buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/fig5.svg create mode 100644 buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/fig6.png create mode 100644 buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/fig6.svg create mode 100644 buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/fig7.png create mode 100644 buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/fig7.svg diff --git a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.bbl b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.bbl new file mode 100644 index 0000000..e69de29 diff --git a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/fig1.pdf b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/fig1.pdf new file mode 100644 index 0000000..5cff7fe Binary files /dev/null and b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/fig1.pdf differ diff --git a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/fig1.pdf_tex b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/fig1.pdf_tex new file mode 100644 index 0000000..cb323ae --- /dev/null +++ b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/fig1.pdf_tex @@ -0,0 +1,81 @@ +%% Creator: Inkscape 1.0.2 (e86c870879, 2021-01-15, custom), www.inkscape.org +%% PDF/EPS/PS + LaTeX output extension by Johan Engelen, 2010 +%% Accompanies image file 'fig1.pdf' (pdf, eps, ps) +%% +%% To include the image in your LaTeX document, write +%% \input{.pdf_tex} +%% instead of +%% \includegraphics{.pdf} +%% To scale the image, write +%% \def\svgwidth{} +%% \input{.pdf_tex} +%% instead of +%% \includegraphics[width=]{.pdf} +%% +%% Images with a different path to the parent latex file can +%% be accessed with the `import' package (which may need to be +%% installed) using +%% \usepackage{import} +%% in the preamble, and then including the image with +%% \import{}{.pdf_tex} +%% Alternatively, one can specify +%% \graphicspath{{/}} +%% +%% For more information, please see info/svg-inkscape on CTAN: +%% http://tug.ctan.org/tex-archive/info/svg-inkscape +%% +\begingroup% + 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b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/fig1.svg new file mode 100644 index 0000000..8682b56 --- /dev/null +++ b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/fig1.svg @@ -0,0 +1,180 @@ + + +102030405060708090012345678910Signal diff --git a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/fig2.png b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/fig2.png new file mode 100644 index 0000000..bd8faa0 Binary files /dev/null and b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/fig2.png differ diff --git a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/fig2.svg b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/fig2.svg new file mode 100644 index 0000000..e66bd95 --- /dev/null +++ b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/fig2.svg @@ -0,0 +1,163 @@ + + +102030405060708090050100150200250300350Codiert diff --git a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/fig3.png b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/fig3.png new file mode 100644 index 0000000..e14358d Binary files /dev/null and b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/fig3.png differ diff --git a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/fig3.svg b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/fig3.svg new file mode 100644 index 0000000..e0c7072 --- /dev/null +++ b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/fig3.svg @@ -0,0 +1,180 @@ + + +10203040506070809000.20.40.60.811.21.41.61.82Fehler diff --git a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/fig4.png b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/fig4.png new file mode 100644 index 0000000..1821c3b Binary files /dev/null and b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/fig4.png differ diff --git a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/fig4.svg b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/fig4.svg new file mode 100644 index 0000000..4bf2864 --- /dev/null +++ b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/fig4.svg @@ -0,0 +1,164 @@ + + +102030405060708090050100150200250300350Empfangen diff --git a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/fig5.png b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/fig5.png new file mode 100644 index 0000000..e4abbaa Binary files /dev/null and b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/fig5.png differ diff --git a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/fig5.svg b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/fig5.svg new file mode 100644 index 0000000..7cfdb10 --- /dev/null +++ b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/fig5.svg @@ -0,0 +1,121 @@ + + + diff --git a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/fig6.png b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/fig6.png new file mode 100644 index 0000000..5447949 Binary files /dev/null and b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/fig6.png differ diff --git a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/fig6.svg b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/fig6.svg new file mode 100644 index 0000000..f8f8369 --- /dev/null +++ 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insertions(+) create mode 100644 buch/papers/reedsolomon/.gitignor diff --git a/buch/papers/reedsolomon/.gitignor b/buch/papers/reedsolomon/.gitignor new file mode 100644 index 0000000..5f0787b --- /dev/null +++ b/buch/papers/reedsolomon/.gitignor @@ -0,0 +1,12 @@ +RS*.aux +RS*.bbl +RS*.bib +RS*.blg +RS*.idx +RS*.ilg +RS*.ind +RS*.log +RS*.out +RS*.pdf +RS*.run.xml +RS*.toc -- cgit v1.2.1 From b804afc336594a0c0a1ecec56c96d02bb97427f4 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: JODBaer <55744603+JODBaer@users.noreply.github.com> Date: Wed, 21 Apr 2021 12:39:57 +0200 Subject: update gitignor --- buch/papers/reedsolomon/.gitignor | 12 ++++++++++++ 1 file changed, 12 insertions(+) diff --git a/buch/papers/reedsolomon/.gitignor b/buch/papers/reedsolomon/.gitignor index 5f0787b..466d238 100644 --- a/buch/papers/reedsolomon/.gitignor +++ b/buch/papers/reedsolomon/.gitignor @@ -10,3 +10,15 @@ RS*.out RS*.pdf RS*.run.xml RS*.toc +*.aux +*.lof +*.log +*.lot +*.fls +*.out +*.toc +*.fmt +*.fot +*.cb +*.cb2 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mode 100644 buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/fig3.png create mode 100644 buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/fig4.pdf delete mode 100644 buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/fig4.png create mode 100644 buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/fig5.pdf delete mode 100644 buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/fig5.png create mode 100644 buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/fig6.pdf delete mode 100644 buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/fig6.png create mode 100644 buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/fig7.pdf delete mode 100644 buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/fig7.png create mode 100644 buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/polynom1.aux create mode 100644 buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/polynom1.log create mode 100644 buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/polynom1.pdf create mode 100644 buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/polynom1.synctex.gz create mode 100644 buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/polynom1.tex create mode 100644 buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/polynom2.aux create mode 100644 buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/polynom2.log create mode 100644 buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/polynom2.pdf create mode 100644 buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/polynom2.synctex.gz create mode 100644 buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/polynom2.tex diff --git a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.aux b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.aux index 17ce46b..fff632d 100644 --- a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.aux +++ b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.aux @@ -14,17 +14,28 @@ \fi} \global\let\hyper@last\relax \gdef\HyperFirstAtBeginDocument#1{#1} -\providecommand\HyField@AuxAddToFields[1]{} -\providecommand\HyField@AuxAddToCoFields[2]{} -\@nameuse{bbl@beforestart} +\providecommand*\HyPL@Entry[1]{} +\bbl@beforestart \catcode `"\active +\HyPL@Entry{0<>} \babel@aux{ngerman}{} \@writefile{nav}{\headcommand {\slideentry {0}{0}{1}{1/1}{}{0}}} \@writefile{nav}{\headcommand {\beamer@framepages {1}{1}}} -\@writefile{nav}{\headcommand {\slideentry {0}{0}{2}{2/2}{}{0}}} +\HyPL@Entry{1<>} +\@writefile{toc}{\beamer@sectionintoc {1}{Introduction}{2}{0}{1}} +\@writefile{nav}{\headcommand {\beamer@sectionpages {1}{1}}} +\@writefile{nav}{\headcommand {\beamer@subsectionpages {1}{1}}} +\@writefile{nav}{\headcommand {\sectionentry {1}{Introduction}{2}{Introduction}{0}}} +\@writefile{nav}{\headcommand {\slideentry {1}{0}{1}{2/2}{}{0}}} \@writefile{nav}{\headcommand {\beamer@framepages {2}{2}}} -\@writefile{nav}{\headcommand {\beamer@partpages {1}{2}}} -\@writefile{nav}{\headcommand {\beamer@subsectionpages {1}{2}}} -\@writefile{nav}{\headcommand {\beamer@sectionpages {1}{2}}} -\@writefile{nav}{\headcommand {\beamer@documentpages {2}}} -\@writefile{nav}{\headcommand {\gdef \inserttotalframenumber {2}}} +\HyPL@Entry{2<>} 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-1,10 +1,10 @@ -This is pdfTeX, Version 3.14159265-2.6-1.40.20 (TeX Live 2019/W32TeX) (preloaded format=pdflatex 2019.11.30) 20 APR 2021 12:21 +This is XeTeX, Version 3.14159265-2.6-0.999991 (TeX Live 2019/W32TeX) (preloaded format=xelatex 2019.10.25) 21 APR 2021 12:30 entering extended mode restricted \write18 enabled. %&-line parsing enabled. **RS.tex (./RS.tex -LaTeX2e <2019-10-01> patch level 3 +LaTeX2e <2019-10-01> patch level 1 (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/beamer/beamer.cls Document Class: beamer 2019/09/29 v3.57 A class for typesetting presentations (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/beamer/beamerbasemodes.sty @@ -24,12 +24,9 @@ Package: etoolbox 2019/09/21 v2.5h e-TeX tools for LaTeX (JAW) \beamer@commentbox=\box29 \beamer@modecount=\count85 ) -(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/iftex/ifpdf.sty -Package: ifpdf 2019/10/25 v3.4 ifpdf legacy package. Use iftex instead. - -(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/iftex/iftex.sty -Package: iftex 2019/11/07 v1.0c TeX engine tests -)) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/oberdiek/ifpdf.sty +Package: ifpdf 2018/09/07 v3.3 Provides the ifpdf switch +) \headdp=\dimen102 \footheight=\dimen103 \sidebarheight=\dimen104 @@ -84,11 +81,12 @@ Package: keyval 2014/10/28 v1.15 key=value parser (DPC) (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/geometry/geometry.sty Package: geometry 2018/04/16 v5.8 Page Geometry -(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/iftex/ifvtex.sty -Package: ifvtex 2019/10/25 v1.7 ifvtex legacy package. Use iftex instead. +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/oberdiek/ifvtex.sty +Package: ifvtex 2016/05/16 v1.6 Detect VTeX and its facilities (HO) +Package ifvtex Info: VTeX not detected. ) -(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/iftex/ifxetex.sty -Package: ifxetex 2019/10/25 v0.7 ifxetex legacy package. Use iftex instead. +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/ifxetex/ifxetex.sty +Package: ifxetex 2010/09/12 v0.6 Provides ifxetex conditional ) \Gm@cnth=\count105 \Gm@cntv=\count106 @@ -104,14 +102,14 @@ Package: ifxetex 2019/10/25 v0.7 ifxetex legacy package. Use iftex instead. \Gm@dimlist=\toks15 ) (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/base/size11.clo -File: size11.clo 2019/10/25 v1.4k Standard LaTeX file (size option) +File: size11.clo 2019/08/27 v1.4j Standard LaTeX file (size option) ) (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/pgf/basiclayer/pgfcore.sty (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/graphics/graphicx.sty Package: graphicx 2017/06/01 v1.1a Enhanced LaTeX Graphics (DPC,SPQR) (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/graphics/graphics.sty -Package: graphics 2019/11/01 v1.3d Standard LaTeX Graphics (DPC,SPQR) +Package: graphics 2019/10/08 v1.3c Standard LaTeX Graphics (DPC,SPQR) (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/graphics/trig.sty Package: trig 2016/01/03 v1.10 sin cos tan (DPC) @@ -119,10 +117,10 @@ Package: trig 2016/01/03 v1.10 sin cos tan (DPC) (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/graphics-cfg/graphics.cfg File: graphics.cfg 2016/06/04 v1.11 sample graphics configuration ) -Package graphics Info: Driver file: pdftex.def on input line 105. +Package graphics Info: Driver file: xetex.def on input line 105. -(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/graphics-def/pdftex.def -File: pdftex.def 2018/01/08 v1.0l Graphics/color driver for pdftex +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/graphics-def/xetex.def +File: xetex.def 2017/06/24 v5.0h Graphics/color driver for xetex )) \Gin@req@height=\dimen126 \Gin@req@width=\dimen127 @@ -178,18 +176,23 @@ Package: pgfsys 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/systemlayer/pgf.cfg File: pgf.cfg 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) ) -Driver file for pgf: pgfsys-pdftex.def +Driver file for pgf: pgfsys-xetex.def + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/systemlayer/pgfsys-xetex.def +File: pgfsys-xetex.def 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) -(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/systemlayer/pgfsys-pdftex.def -File: pgfsys-pdftex.def 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/systemlayer/pgfsys-dvipdfmx.def +File: pgfsys-dvipdfmx.def 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/systemlayer/pgfsys-common-pdf.def File: pgfsys-common-pdf.def 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +) +\pgfsys@objnum=\count113 ))) (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/systemlayer/pgfsyssoftpath.code.tex File: pgfsyssoftpath.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) -\pgfsyssoftpath@smallbuffer@items=\count113 -\pgfsyssoftpath@bigbuffer@items=\count114 +\pgfsyssoftpath@smallbuffer@items=\count114 +\pgfsyssoftpath@bigbuffer@items=\count115 ) (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/systemlayer/pgfsysprotocol.code.tex File: pgfsysprotocol.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) @@ -199,9 +202,8 @@ Package: xcolor 2016/05/11 v2.12 LaTeX color extensions (UK) (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/graphics-cfg/color.cfg File: color.cfg 2016/01/02 v1.6 sample color configuration ) -Package xcolor Info: Driver file: pdftex.def on input line 225. +Package xcolor Info: Driver file: xetex.def on input line 225. Package xcolor Info: Model `cmy' substituted by `cmy0' on input line 1348. -Package xcolor Info: Model `hsb' substituted by `rgb' on input line 1352. Package xcolor Info: Model `RGB' extended on input line 1364. Package xcolor Info: Model `HTML' substituted by `rgb' on input line 1366. Package xcolor Info: Model `Hsb' substituted by `hsb' on input line 1367. @@ -218,7 +220,7 @@ Package: pgfcore 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/math/pgfmathutil.code.tex) (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/math/pgfmathparser.code.tex \pgfmath@dimen=\dimen140 -\pgfmath@count=\count115 +\pgfmath@count=\count116 \pgfmath@box=\box37 \pgfmath@toks=\toks23 \pgfmath@stack@operand=\toks24 @@ -242,7 +244,7 @@ x) (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/math/pgfmathfunctions.integerarithm etics.code.tex))) (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/math/pgfmathfloat.code.tex -\c@pgfmathroundto@lastzeros=\count116 +\c@pgfmathroundto@lastzeros=\count117 )) (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/math/pgfint.code.tex) (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/basiclayer/pgfcorepoints.code.tex @@ -279,7 +281,7 @@ File: pgfcorescopes.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) \pgfpic=\box38 \pgf@hbox=\box39 \pgf@layerbox@main=\box40 -\pgf@picture@serial@count=\count117 +\pgf@picture@serial@count=\count118 ) (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/basiclayer/pgfcoregraphicstate.code .tex @@ -310,8 +312,8 @@ File: pgfcorearrows.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/basiclayer/pgfcoreshade.code.tex File: pgfcoreshade.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) \pgf@max=\dimen164 -\pgf@sys@shading@range@num=\count118 -\pgf@shadingcount=\count119 +\pgf@sys@shading@range@num=\count119 +\pgf@shadingcount=\count120 ) (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/basiclayer/pgfcoreimage.code.tex File: pgfcoreimage.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) @@ -333,8 +335,8 @@ File: pgfcorepatterns.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) File: pgfcorerdf.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) ))) (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/pgf/utilities/xxcolor.sty Package: xxcolor 2003/10/24 ver 0.1 -\XC@nummixins=\count120 -\XC@countmixins=\count121 +\XC@nummixins=\count121 +\XC@countmixins=\count122 ) (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/oberdiek/atbegshi.sty Package: atbegshi 2016/06/09 v1.18 At begin shipout hook (HO) @@ -346,41 +348,46 @@ Package: infwarerr 2016/05/16 v1.4 Providing info/warning/error messages (HO) Package: ltxcmds 2016/05/16 v1.23 LaTeX kernel commands for general use (HO) )) (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/hyperref/hyperref.sty -Package: hyperref 2019/11/10 v7.00c Hypertext links for LaTeX +Package: hyperref 2019/09/28 v7.00a Hypertext links for LaTeX -(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/pdftexcmds/pdftexcmds.sty -Package: pdftexcmds 2019/11/24 v0.31 Utility functions of pdfTeX for LuaTeX (HO -) -Package pdftexcmds Info: \pdf@primitive is available. -Package pdftexcmds Info: \pdf@ifprimitive is available. -Package pdftexcmds Info: \pdfdraftmode found. -) -(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/oberdiek/kvsetkeys.sty -Package: kvsetkeys 2016/05/16 v1.17 Key value parser (HO) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/oberdiek/hobsub-hyperref.sty +Package: hobsub-hyperref 2016/05/16 v1.14 Bundle oberdiek, subset hyperref (HO) -(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/oberdiek/etexcmds.sty -Package: etexcmds 2016/05/16 v1.6 Avoid name clashes with e-TeX commands (HO) -(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/iftex/ifluatex.sty -Package: ifluatex 2019/10/25 v1.5 ifluatex legacy package. Use iftex instead. -))) -(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/oberdiek/kvdefinekeys.sty +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/oberdiek/hobsub-generic.sty +Package: hobsub-generic 2016/05/16 v1.14 Bundle oberdiek, subset generic (HO) +Package: hobsub 2016/05/16 v1.14 Construct package bundles (HO) +Package hobsub Info: Skipping package `infwarerr' (already loaded). +Package hobsub Info: Skipping package `ltxcmds' (already loaded). +Package: ifluatex 2016/05/16 v1.4 Provides the ifluatex switch (HO) +Package ifluatex Info: LuaTeX not detected. +Package hobsub Info: Skipping package `ifvtex' (already loaded). +Package: intcalc 2016/05/16 v1.2 Expandable calculations with integers (HO) +Package hobsub Info: Skipping package `ifpdf' (already loaded). +Package: etexcmds 2016/05/16 v1.6 Avoid name clashes with e-TeX commands (HO) +Package: kvsetkeys 2016/05/16 v1.17 Key value parser (HO) Package: kvdefinekeys 2016/05/16 v1.4 Define keys (HO) +Package: pdftexcmds 2019/07/25 v0.30 Utility functions of pdfTeX for LuaTeX (HO ) -(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/oberdiek/pdfescape.sty +Package pdftexcmds Info: LuaTeX not detected. +Package pdftexcmds Info: pdfTeX >= 1.30 not detected. +Package pdftexcmds Info: \pdf@primitive is available. +Package pdftexcmds Info: \pdf@ifprimitive is available. +Package pdftexcmds Info: \pdfdraftmode not found. Package: pdfescape 2016/05/16 v1.14 Implements pdfTeX's escape features (HO) +Package: bigintcalc 2016/05/16 v1.4 Expandable calculations on big integers (HO ) -(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/oberdiek/hycolor.sty -Package: hycolor 2016/05/16 v1.8 Color options for hyperref/bookmark (HO) - -(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/oberdiek/xcolor-patch.sty -Package: xcolor-patch 2016/05/16 xcolor patch - -(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/oberdiek/hopatch.sty -Package: hopatch 2016/05/16 v1.3 Wrapper for package hooks (HO) -))) -(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/oberdiek/letltxmacro.sty +Package: bitset 2016/05/16 v1.2 Handle bit-vector datatype (HO) +Package: uniquecounter 2016/05/16 v1.3 Provide unlimited unique counter (HO) +) +Package hobsub Info: Skipping package `hobsub' (already loaded). Package: letltxmacro 2016/05/16 v1.5 Let assignment for LaTeX macros (HO) +Package: hopatch 2016/05/16 v1.3 Wrapper for package hooks (HO) +Package: xcolor-patch 2016/05/16 xcolor patch +Package: atveryend 2016/05/16 v1.9 Hooks at the very end of document (HO) +Package hobsub Info: Skipping package `atbegshi' (already loaded). +Package: refcount 2016/05/16 v3.5 Data extraction from label references (HO) +Package: hycolor 2016/05/16 v1.8 Color options for hyperref/bookmark (HO) ) (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/oberdiek/auxhook.sty Package: auxhook 2016/05/16 v1.4 Hooks for auxiliary files (HO) @@ -389,85 +396,79 @@ Package: auxhook 2016/05/16 v1.4 Hooks for auxiliary files (HO) Package: kvoptions 2016/05/16 v3.12 Key value format for package options (HO) ) \@linkdim=\dimen165 -\Hy@linkcounter=\count122 -\Hy@pagecounter=\count123 +\Hy@linkcounter=\count123 +\Hy@pagecounter=\count124 (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/hyperref/pd1enc.def -File: pd1enc.def 2019/11/10 v7.00c Hyperref: PDFDocEncoding definition (HO) -Now handling font encoding PD1 ... -... no UTF-8 mapping file for font encoding PD1 -) -(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/oberdiek/intcalc.sty -Package: intcalc 2016/05/16 v1.2 Expandable calculations with integers (HO) +File: pd1enc.def 2019/09/28 v7.00a Hyperref: PDFDocEncoding definition (HO) ) -\Hy@SavedSpaceFactor=\count124 +\Hy@SavedSpaceFactor=\count125 (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/latexconfig/hyperref.cfg File: hyperref.cfg 2002/06/06 v1.2 hyperref configuration of TeXLive ) -Package hyperref Info: Option `bookmarks' set `true' on input line 4409. -Package hyperref Info: Option `bookmarksopen' set `true' on input line 4409. -Package hyperref Info: Option `implicit' set `false' on input line 4409. -Package hyperref Info: Hyper figures OFF on input line 4535. -Package hyperref Info: Link nesting OFF on input line 4540. -Package hyperref Info: Hyper index ON on input line 4543. -Package hyperref Info: Plain pages OFF on input line 4550. -Package hyperref Info: Backreferencing OFF on input line 4555. +Package hyperref Info: Option `bookmarks' set `true' on input line 4414. +Package hyperref Info: Option `bookmarksopen' set `true' on input line 4414. +Package hyperref Info: Option `implicit' set `false' on input line 4414. +Package hyperref Info: Hyper figures OFF on input line 4540. +Package hyperref Info: Link nesting OFF on input line 4545. +Package hyperref Info: Hyper index ON on input line 4548. +Package hyperref Info: Plain pages OFF on input line 4555. +Package hyperref Info: Backreferencing OFF on input line 4560. Package hyperref Info: Implicit mode OFF; no redefinition of LaTeX internals. -Package hyperref Info: Bookmarks ON on input line 4788. -\c@Hy@tempcnt=\count125 +Package hyperref Info: Bookmarks ON on input line 4793. +\c@Hy@tempcnt=\count126 (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/url/url.sty \Urlmuskip=\muskip10 Package: url 2013/09/16 ver 3.4 Verb mode for urls, etc. ) -LaTeX Info: Redefining \url on input line 5147. +LaTeX Info: Redefining \url on input line 5152. \XeTeXLinkMargin=\dimen166 - -(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/oberdiek/bitset.sty -Package: bitset 2016/05/16 v1.2 Handle bit-vector datatype (HO) - -(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/oberdiek/bigintcalc.sty -Package: bigintcalc 2016/05/16 v1.4 Expandable calculations on big integers (HO -) -)) -\Fld@menulength=\count126 +\Fld@menulength=\count127 \Field@Width=\dimen167 \Fld@charsize=\dimen168 -Package hyperref Info: Hyper figures OFF on input line 6418. -Package hyperref Info: Link nesting OFF on input line 6423. -Package hyperref Info: Hyper index ON on input line 6426. -Package hyperref Info: backreferencing OFF on input line 6433. -Package hyperref Info: Link coloring OFF on input line 6438. -Package hyperref Info: Link coloring with OCG OFF on input line 6443. -Package hyperref Info: PDF/A mode OFF on input line 6448. -LaTeX Info: Redefining \ref on input line 6488. -LaTeX Info: Redefining \pageref on input line 6492. -\Hy@abspage=\count127 +Package hyperref Info: Hyper figures OFF on input line 6423. +Package hyperref Info: Link nesting OFF on input line 6428. +Package hyperref Info: Hyper index ON on input line 6431. +Package hyperref Info: backreferencing OFF on input line 6438. +Package hyperref Info: Link coloring OFF on input line 6443. +Package hyperref Info: Link coloring with OCG OFF on input line 6448. +Package hyperref Info: PDF/A mode OFF on input line 6453. +LaTeX Info: Redefining \ref on input line 6493. +LaTeX Info: Redefining \pageref on input line 6497. +\Hy@abspage=\count128 Package hyperref Message: Stopped early. ) -Package hyperref Info: Driver (autodetected): hpdftex. - (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/hyperref/hpdftex.def -File: hpdftex.def 2019/11/10 v7.00c Hyperref driver for pdfTeX +Package hyperref Info: Driver (autodetected): hxetex. + (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/hyperref/hxetex.def +File: hxetex.def 2019/09/28 v7.00a Hyperref driver for XeTeX -(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/oberdiek/atveryend.sty -Package: atveryend 2016/05/16 v1.9 Hooks at the very end of document (HO) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/hyperref/puenc.def +File: puenc.def 2019/09/28 v7.00a Hyperref: PDF Unicode definition (HO) +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/oberdiek/stringenc.sty +Package: stringenc 2016/05/16 v1.11 Convert strings between diff. encodings (HO ) -\Fld@listcount=\count128 -\c@bookmark@seq@number=\count129 +) +\pdfm@box=\box42 +\c@Hy@AnnotLevel=\count129 +\HyField@AnnotCount=\count130 +\Fld@listcount=\count131 +\c@bookmark@seq@number=\count132 (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/oberdiek/rerunfilecheck.sty Package: rerunfilecheck 2016/05/16 v1.8 Rerun checks for auxiliary files (HO) - -(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/oberdiek/uniquecounter.sty -Package: uniquecounter 2016/05/16 v1.3 Provide unlimited unique counter (HO) -) Package uniquecounter Info: New unique counter `rerunfilecheck' on input line 2 -85. +82. )) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/oberdiek/se-ascii-print.def +File: se-ascii-print.def 2016/05/16 v1.11 stringenc: Printable ASCII characters + +) (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/beamer/beamerbaserequires.sty (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/beamer/beamerbasecompatibility.sty) (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/beamer/beamerbasefont.sty @@ -496,50 +497,50 @@ Package: translator 2019-05-31 v1.12a Easy translation of strings in LaTeX (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/beamer/beamerbasemisc.sty) (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/beamer/beamerbasetwoscreens.sty) (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/beamer/beamerbaseoverlay.sty -\beamer@argscount=\count130 +\beamer@argscount=\count133 \beamer@lastskipcover=\skip44 -\beamer@trivlistdepth=\count131 +\beamer@trivlistdepth=\count134 ) (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/beamer/beamerbasetitle.sty) (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/beamer/beamerbasesection.sty -\c@lecture=\count132 -\c@part=\count133 -\c@section=\count134 -\c@subsection=\count135 -\c@subsubsection=\count136 +\c@lecture=\count135 +\c@part=\count136 +\c@section=\count137 +\c@subsection=\count138 +\c@subsubsection=\count139 ) (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/beamer/beamerbaseframe.sty -\beamer@framebox=\box42 -\beamer@frametitlebox=\box43 -\beamer@zoombox=\box44 -\beamer@zoomcount=\count137 -\beamer@zoomframecount=\count138 +\beamer@framebox=\box43 +\beamer@frametitlebox=\box44 +\beamer@zoombox=\box45 +\beamer@zoomcount=\count140 +\beamer@zoomframecount=\count141 \beamer@frametextheight=\dimen169 -\c@subsectionslide=\count139 +\c@subsectionslide=\count142 \beamer@frametopskip=\skip45 \beamer@framebottomskip=\skip46 \beamer@frametopskipautobreak=\skip47 \beamer@framebottomskipautobreak=\skip48 \beamer@envbody=\toks27 \framewidth=\dimen170 -\c@framenumber=\count140 +\c@framenumber=\count143 ) (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/beamer/beamerbaseverbatim.sty \beamer@verbatimfileout=\write4 ) (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/beamer/beamerbaseframesize.sty -\beamer@splitbox=\box45 -\beamer@autobreakcount=\count141 +\beamer@splitbox=\box46 +\beamer@autobreakcount=\count144 \beamer@autobreaklastheight=\dimen171 \beamer@frametitletoks=\toks28 \beamer@framesubtitletoks=\toks29 ) (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/beamer/beamerbaseframecomponents.sty -\beamer@footins=\box46 +\beamer@footins=\box47 ) (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/beamer/beamerbasecolor.sty) (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/beamer/beamerbasenotes.sty -\beamer@frameboxcopy=\box47 +\beamer@frameboxcopy=\box48 ) (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/beamer/beamerbasetoc.sty) (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/beamer/beamerbasetemplates.sty @@ -547,11 +548,11 @@ Package: translator 2019-05-31 v1.12a Easy translation of strings in LaTeX (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/beamer/beamerbaseauxtemplates.sty (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/beamer/beamerbaseboxes.sty -\bmb@box=\box48 -\bmb@colorbox=\box49 -\bmb@boxshadow=\box50 -\bmb@boxshadowball=\box51 -\bmb@boxshadowballlarge=\box52 +\bmb@box=\box49 +\bmb@colorbox=\box50 +\bmb@boxshadow=\box51 +\bmb@boxshadowball=\box52 +\bmb@boxshadowballlarge=\box53 \bmb@temp=\dimen172 \bmb@dima=\dimen173 \bmb@dimb=\dimen174 @@ -564,8 +565,8 @@ Package: translator 2019-05-31 v1.12a Easy translation of strings in LaTeX Package: enumerate 2015/07/23 v3.00 enumerate extensions (DPC) \@enLab=\toks31 ) -\c@figure=\count142 -\c@table=\count143 +\c@figure=\count145 +\c@table=\count146 \abovecaptionskip=\skip49 \belowcaptionskip=\skip50 ) @@ -574,7 +575,7 @@ Package: enumerate 2015/07/23 v3.00 enumerate extensions (DPC) ) (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/beamer/beamerbasetheorems.sty (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/amsmath/amsmath.sty -Package: amsmath 2019/11/16 v2.17d AMS math features +Package: amsmath 2019/04/01 v2.17c AMS math features \@mathmargin=\skip51 For additional information on amsmath, use the `?' option. @@ -593,30 +594,30 @@ Package: amsbsy 1999/11/29 v1.2d Bold Symbols (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/amsmath/amsopn.sty Package: amsopn 2016/03/08 v2.02 operator names ) -\inf@bad=\count144 +\inf@bad=\count147 LaTeX Info: Redefining \frac on input line 227. -\uproot@=\count145 -\leftroot@=\count146 +\uproot@=\count148 +\leftroot@=\count149 LaTeX Info: Redefining \overline on input line 389. -\classnum@=\count147 -\DOTSCASE@=\count148 +\classnum@=\count150 +\DOTSCASE@=\count151 LaTeX Info: Redefining \ldots on input line 486. LaTeX Info: Redefining \dots on input line 489. LaTeX Info: Redefining \cdots on input line 610. -\Mathstrutbox@=\box53 -\strutbox@=\box54 +\Mathstrutbox@=\box54 +\strutbox@=\box55 \big@size=\dimen180 LaTeX Font Info: Redeclaring font encoding OML on input line 733. LaTeX Font Info: Redeclaring font encoding OMS on input line 734. -\macc@depth=\count149 -\c@MaxMatrixCols=\count150 +\macc@depth=\count152 +\c@MaxMatrixCols=\count153 \dotsspace@=\muskip11 -\c@parentequation=\count151 -\dspbrk@lvl=\count152 +\c@parentequation=\count154 +\dspbrk@lvl=\count155 \tag@help=\toks33 -\row@=\count153 -\column@=\count154 -\maxfields@=\count155 +\row@=\count156 +\column@=\count157 +\maxfields@=\count158 \andhelp@=\toks34 \eqnshift@=\dimen181 \alignsep@=\dimen182 @@ -628,8 +629,8 @@ LaTeX Font Info: Redeclaring font encoding OMS on input line 734. \multlinegap=\skip52 \multlinetaggap=\skip53 \mathdisplay@stack=\toks36 -LaTeX Info: Redefining \[ on input line 2858. -LaTeX Info: Redefining \] on input line 2859. +LaTeX Info: Redefining \[ on input line 2855. +LaTeX Info: Redefining \] on input line 2856. ) (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/amscls/amsthm.sty Package: amsthm 2017/10/31 v2.20.4 @@ -643,7 +644,7 @@ Package: amsthm 2017/10/31 v2.20.4 \thm@headsep=\skip56 \dth@everypar=\toks42 ) -\c@theorem=\count156 +\c@theorem=\count159 ) (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/beamer/beamerbasethemes.sty)) (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/beamer/beamerthemedefault.sty @@ -658,13 +659,22 @@ Package: amsthm 2017/10/31 v2.20.4 Package: inputenc 2018/08/11 v1.3c Input encoding file \inpenc@prehook=\toks43 \inpenc@posthook=\toks44 -) -(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/base/fontenc.sty + + +Package inputenc Warning: inputenc package ignored with utf8 based engines. + +) (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/base/fontenc.sty Package: fontenc 2018/08/11 v2.0j Standard LaTeX package (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/base/t1enc.def File: t1enc.def 2018/08/11 v2.0j Standard LaTeX file LaTeX Font Info: Redeclaring font encoding T1 on input line 48. +) +LaTeX Font Info: Trying to load font information for T1+lmss on input line 1 +05. + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/lm/t1lmss.fd +File: t1lmss.fd 2009/10/30 v1.6 Font defs for Latin Modern )) (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/lm/lmodern.sty Package: lmodern 2009/10/30 v1.6 Latin Modern Fonts @@ -702,10 +712,10 @@ LaTeX Font Info: Overwriting math alphabet `\mathtt' in version `bold' (Font) OT1/cmtt/m/n --> OT1/lmtt/m/n on input line 38. ) (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/babel/babel.sty -Package: babel 2019/11/14 3.36 The Babel package +Package: babel 2019/10/15 3.35 The Babel package (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/babel/switch.def -File: switch.def 2019/11/14 3.36 Babel switching mechanism +File: switch.def 2019/10/15 3.35 Babel switching mechanism ) (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/babel-german/ngerman.ldf Language: ngerman 2018/12/08 v2.11 German support for babel (post-1996 orthogra @@ -716,50 +726,122 @@ Language: ngermanb 2018/12/08 v2.11 German support for babel (post-1996 orthogr aphy) (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/babel/babel.def -File: babel.def 2019/11/14 3.36 Babel common definitions -\babel@savecnt=\count157 +File: babel.def 2019/10/15 3.35 Babel common definitions +\babel@savecnt=\count160 \U@D=\dimen189 -(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/babel/txtbabel.def) -LaTeX Info: Redefining \textlatin on input line 2250. -\bbl@dirlevel=\count158 +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/babel/xebabel.def +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/babel/txtbabel.def)) +LaTeX Info: Redefining \textlatin on input line 2185. +\bbl@dirlevel=\count161 ) Package babel Info: Making " an active character on input line 121. ))) -(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/beamer/beamerthemeHannover.sty -(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/beamer/beamerouterthemesidebar.sty -\beamer@sidebarwidth=\dimen190 -\beamer@headheight=\dimen191 -LaTeX Font Info: Trying to load font information for T1+lmss on input line 1 -7. +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/pgf/frontendlayer/tikz.sty +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/pgf/basiclayer/pgf.sty +Package: pgf 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) -(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/lm/t1lmss.fd -File: t1lmss.fd 2009/10/30 v1.6 Font defs for Latin Modern +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/modules/pgfmoduleshapes.code.tex +File: pgfmoduleshapes.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +\pgfnodeparttextbox=\box56 +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/modules/pgfmoduleplot.code.tex +File: pgfmoduleplot.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/pgf/compatibility/pgfcomp-version-0-65.st +y +Package: pgfcomp-version-0-65 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +\pgf@nodesepstart=\dimen190 +\pgf@nodesepend=\dimen191 +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/pgf/compatibility/pgfcomp-version-1-18.st +y +Package: pgfcomp-version-1-18 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +)) (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/pgf/utilities/pgffor.sty +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/pgf/utilities/pgfkeys.sty +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/utilities/pgfkeys.code.tex)) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/pgf/math/pgfmath.sty +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/math/pgfmath.code.tex)) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/utilities/pgffor.code.tex +Package: pgffor 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/math/pgfmath.code.tex) +\pgffor@iter=\dimen192 +\pgffor@skip=\dimen193 +\pgffor@stack=\toks45 +\pgffor@toks=\toks46 )) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/frontendlayer/tikz/tikz.code.tex +Package: tikz 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/libraries/pgflibraryplothandlers.co +de.tex +File: pgflibraryplothandlers.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +\pgf@plot@mark@count=\count162 +\pgfplotmarksize=\dimen194 +) +\tikz@lastx=\dimen195 +\tikz@lasty=\dimen196 +\tikz@lastxsaved=\dimen197 +\tikz@lastysaved=\dimen198 +\tikz@lastmovetox=\dimen199 +\tikz@lastmovetoy=\dimen256 +\tikzleveldistance=\dimen257 +\tikzsiblingdistance=\dimen258 +\tikz@figbox=\box57 +\tikz@figbox@bg=\box58 +\tikz@tempbox=\box59 +\tikz@tempbox@bg=\box60 +\tikztreelevel=\count163 +\tikznumberofchildren=\count164 +\tikznumberofcurrentchild=\count165 +\tikz@fig@count=\count166 + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/modules/pgfmodulematrix.code.tex +File: pgfmodulematrix.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +\pgfmatrixcurrentrow=\count167 +\pgfmatrixcurrentcolumn=\count168 +\pgf@matrix@numberofcolumns=\count169 +) +\tikz@expandcount=\count170 + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/frontendlayer/tikz/libraries/tikzli +brarytopaths.code.tex +File: tikzlibrarytopaths.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +))) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/beamer/beamerthemeHannover.sty +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/beamer/beamerouterthemesidebar.sty +\beamer@sidebarwidth=\dimen259 +\beamer@headheight=\dimen260 +) (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/beamer/beamercolorthemeseahorse.sty) (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/beamer/beamerinnerthemecircles.sty)) (./RS.aux) \openout1 = `RS.aux'. -LaTeX Font Info: Checking defaults for OML/cmm/m/it on input line 7. -LaTeX Font Info: ... okay on input line 7. -LaTeX Font Info: Checking defaults for T1/cmr/m/n on input line 7. -LaTeX Font Info: ... okay on input line 7. -LaTeX Font Info: Checking defaults for OT1/cmr/m/n on input line 7. -LaTeX Font Info: ... okay on input line 7. -LaTeX Font Info: Checking defaults for OMS/cmsy/m/n on input line 7. -LaTeX Font Info: ... okay on input line 7. -LaTeX Font Info: Checking defaults for OMX/cmex/m/n on input line 7. -LaTeX Font Info: ... okay on input line 7. -LaTeX Font Info: Checking defaults for U/cmr/m/n on input line 7. -LaTeX Font Info: ... okay on input line 7. -LaTeX Font Info: Checking defaults for PD1/pdf/m/n on input line 7. -LaTeX Font Info: ... okay on input line 7. +LaTeX Font Info: Checking defaults for OML/cmm/m/it on input line 9. +LaTeX Font Info: ... okay on input line 9. +LaTeX Font Info: Checking defaults for T1/cmr/m/n on input line 9. +LaTeX Font Info: ... okay on input line 9. +LaTeX Font Info: Checking defaults for OT1/cmr/m/n on input line 9. +LaTeX Font Info: ... okay on input line 9. +LaTeX Font Info: Checking defaults for OMS/cmsy/m/n on input line 9. +LaTeX Font Info: ... okay on input line 9. +LaTeX Font Info: Checking defaults for TU/lmr/m/n on input line 9. +LaTeX Font Info: ... okay on input line 9. +LaTeX Font Info: Checking defaults for OMX/cmex/m/n on input line 9. +LaTeX Font Info: ... okay on input line 9. +LaTeX Font Info: Checking defaults for U/cmr/m/n on input line 9. +LaTeX Font Info: ... okay on input line 9. +LaTeX Font Info: Checking defaults for PD1/pdf/m/n on input line 9. +LaTeX Font Info: ... okay on input line 9. +LaTeX Font Info: Checking defaults for PU/pdf/m/n on input line 9. +LaTeX Font Info: ... okay on input line 9. *geometry* driver: auto-detecting -*geometry* detected driver: pdftex +*geometry* detected driver: xetex *geometry* verbose mode - [ preamble ] result: -* driver: pdftex +* driver: xetex * paper: custom * layout: * layoutoffset:(h,v)=(0.0pt,0.0pt) @@ -790,96 +872,71 @@ LaTeX Font Info: ... okay on input line 7. * \@reversemarginfalse * (1in=72.27pt=25.4mm, 1cm=28.453pt) -(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/context/base/mkii/supp-pdf.mkii -[Loading MPS to PDF converter (version 2006.09.02).] -\scratchcounter=\count159 -\scratchdimen=\dimen192 -\scratchbox=\box55 -\nofMPsegments=\count160 -\nofMParguments=\count161 -\everyMPshowfont=\toks45 -\MPscratchCnt=\count162 -\MPscratchDim=\dimen193 -\MPnumerator=\count163 -\makeMPintoPDFobject=\count164 -\everyMPtoPDFconversion=\toks46 -) (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/epstopdf-pkg/epstopdf-base.sty -Package: epstopdf-base 2019/11/27 v2.8 Base part for package epstopdf -Package epstopdf-base Info: Redefining graphics rule for `.eps' on input line 4 -85. - -(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/latexconfig/epstopdf-sys.cfg -File: epstopdf-sys.cfg 2010/07/13 v1.3 Configuration of (r)epstopdf for TeX Liv -e -)) ABD: EveryShipout initializing macros -\AtBeginShipoutBox=\box56 -Package hyperref Info: Link coloring OFF on input line 7. +\AtBeginShipoutBox=\box61 +Package hyperref Info: Link coloring OFF on input line 9. (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/hyperref/nameref.sty Package: nameref 2019/09/16 v2.46 Cross-referencing by name of section -(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/oberdiek/refcount.sty -Package: refcount 2016/05/16 v3.5 Data extraction from label references (HO) -) (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/oberdiek/gettitlestring.sty Package: gettitlestring 2016/05/16 v1.5 Cleanup title references (HO) ) -\c@section@level=\count165 +\c@section@level=\count171 ) -LaTeX Info: Redefining \ref on input line 7. -LaTeX Info: Redefining \pageref on input line 7. -LaTeX Info: Redefining \nameref on input line 7. +LaTeX Info: Redefining \ref on input line 9. +LaTeX Info: Redefining \pageref on input line 9. +LaTeX Info: Redefining \nameref on input line 9. (./RS.out) (./RS.out) \@outlinefile=\write5 \openout5 = `RS.out'. LaTeX Font Info: Overwriting symbol font `operators' in version `normal' -(Font) OT1/lmr/m/n --> OT1/cmss/m/n on input line 7. +(Font) OT1/lmr/m/n --> OT1/cmss/m/n on input line 9. LaTeX Font Info: Overwriting symbol font `operators' in version `bold' -(Font) OT1/lmr/bx/n --> OT1/cmss/bx/n on input line 7. +(Font) OT1/lmr/bx/n --> OT1/cmss/bx/n on input line 9. LaTeX Font Info: Overwriting symbol font `operators' in version `normal' -(Font) OT1/cmss/m/n --> OT1/lmss/m/n on input line 7. +(Font) OT1/cmss/m/n --> OT1/lmss/m/n on input line 9. LaTeX Font Info: Overwriting symbol font `operators' in version `bold' -(Font) OT1/cmss/bx/n --> OT1/lmss/bx/n on input line 7. +(Font) OT1/cmss/bx/n --> OT1/lmss/bx/n on input line 9. \symnumbers=\mathgroup6 \sympureletters=\mathgroup7 LaTeX Font Info: Overwriting math alphabet `\mathrm' in version `normal' -(Font) OT1/lmss/m/n --> T1/lmr/m/n on input line 7. -LaTeX Font Info: Redeclaring math alphabet \mathbf on input line 7. +(Font) OT1/lmss/m/n --> T1/lmr/m/n on input line 9. +LaTeX Font Info: Redeclaring math alphabet \mathbf on input line 9. LaTeX Font Info: Overwriting math alphabet `\mathbf' in version `normal' -(Font) OT1/lmr/bx/n --> T1/lmss/bx/n on input line 7. +(Font) OT1/lmr/bx/n --> T1/lmss/bx/n on input line 9. LaTeX Font Info: Overwriting math alphabet `\mathbf' in version `bold' -(Font) OT1/lmr/bx/n --> T1/lmss/bx/n on input line 7. -LaTeX Font Info: Redeclaring math alphabet \mathsf on input line 7. +(Font) OT1/lmr/bx/n --> T1/lmss/bx/n on input line 9. +LaTeX Font Info: Redeclaring math alphabet \mathsf on input line 9. LaTeX Font Info: Overwriting math alphabet `\mathsf' in version `normal' -(Font) OT1/lmss/m/n --> T1/lmss/m/n on input line 7. +(Font) OT1/lmss/m/n --> T1/lmss/m/n on input line 9. LaTeX Font Info: Overwriting math alphabet `\mathsf' in version `bold' -(Font) OT1/lmss/bx/n --> T1/lmss/m/n on input line 7. -LaTeX Font Info: Redeclaring math alphabet \mathit on input line 7. +(Font) OT1/lmss/bx/n --> T1/lmss/m/n on input line 9. +LaTeX Font Info: Redeclaring math alphabet \mathit on input line 9. LaTeX Font Info: Overwriting math alphabet `\mathit' in version `normal' -(Font) OT1/lmr/m/it --> T1/lmss/m/it on input line 7. +(Font) OT1/lmr/m/it --> T1/lmss/m/it on input line 9. LaTeX Font Info: Overwriting math alphabet `\mathit' in version `bold' -(Font) OT1/lmr/bx/it --> T1/lmss/m/it on input line 7. -LaTeX Font Info: Redeclaring math alphabet \mathtt on input line 7. +(Font) OT1/lmr/bx/it --> T1/lmss/m/it on input line 9. +LaTeX Font Info: Redeclaring math alphabet \mathtt on input line 9. LaTeX Font Info: Overwriting math alphabet `\mathtt' in version `normal' -(Font) OT1/lmtt/m/n --> T1/lmtt/m/n on input line 7. +(Font) OT1/lmtt/m/n --> T1/lmtt/m/n on input line 9. LaTeX Font Info: Overwriting math alphabet `\mathtt' in version `bold' -(Font) OT1/lmtt/m/n --> T1/lmtt/m/n on input line 7. +(Font) OT1/lmtt/m/n --> T1/lmtt/m/n on input line 9. LaTeX Font Info: Overwriting symbol font `numbers' in version `bold' -(Font) T1/lmss/m/n --> T1/lmss/bx/n on input line 7. +(Font) T1/lmss/m/n --> T1/lmss/bx/n on input line 9. LaTeX Font Info: Overwriting symbol font `pureletters' in version `bold' -(Font) T1/lmss/m/it --> T1/lmss/bx/it on input line 7. +(Font) T1/lmss/m/it --> T1/lmss/bx/it on input line 9. LaTeX Font Info: Overwriting math alphabet `\mathrm' in version `bold' -(Font) OT1/lmss/bx/n --> T1/lmr/bx/n on input line 7. +(Font) OT1/lmss/bx/n --> T1/lmr/bx/n on input line 9. LaTeX Font Info: Overwriting math alphabet `\mathbf' in version `bold' -(Font) T1/lmss/bx/n --> T1/lmss/bx/n on input line 7. +(Font) T1/lmss/bx/n --> T1/lmss/bx/n on input line 9. LaTeX Font Info: Overwriting math alphabet `\mathsf' in version `bold' -(Font) T1/lmss/m/n --> T1/lmss/bx/n on input line 7. +(Font) T1/lmss/m/n --> T1/lmss/bx/n on input line 9. LaTeX Font Info: Overwriting math alphabet `\mathit' in version `bold' -(Font) T1/lmss/m/it --> T1/lmss/bx/it on input line 7. +(Font) T1/lmss/m/it --> T1/lmss/bx/it on input line 9. LaTeX Font Info: Overwriting math alphabet `\mathtt' in version `bold' -(Font) T1/lmtt/m/n --> T1/lmtt/bx/n on input line 7. +(Font) T1/lmtt/m/n --> T1/lmtt/bx/n on input line 9. (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/translator/translator-basic-dictionary-En glish.dict @@ -907,15 +964,135 @@ Dictionary: translator-theorem-dictionary, Language: English ) (./RS.nav) Package hyperref Warning: Option `pdfauthor' has already been used, -(hyperref) setting the option has no effect on input line 8. +(hyperref) setting the option has no effect on input line 10. Package hyperref Warning: Option `pdfsubject' has already been used, -(hyperref) setting the option has no effect on input line 14. +(hyperref) setting the option has no effect on input line 16. [1 -{c:/texlive/2019/texmf-var/fonts/map/pdftex/updmap/pdftex.map}] [2 +] [2 + +] +File: images/fig1.pdf Graphic file (type pdf) + + +Overfull \vbox (14.63716pt too high) detected at line 52 + [] + +[3 + +] +File: images/fig2.pdf Graphic file (type pdf) + + +Overfull \vbox (14.63716pt too high) detected at line 52 + [] + +[4 + +] +File: images/fig3.pdf Graphic file (type pdf) + + +Overfull \vbox (14.63716pt too high) detected at line 52 + [] + +[5 + +] +File: images/fig4.pdf Graphic file (type pdf) + + +Overfull \vbox (14.63716pt too high) detected at line 52 + [] + +[6 + +] +File: images/fig5.pdf Graphic file (type pdf) + + +Overfull \vbox (14.63716pt too high) detected at line 52 + [] + +[7 + +] +File: images/fig6.pdf Graphic file (type pdf) + + +Overfull \vbox (14.63716pt too high) detected at line 52 + [] + +[8 + +] +File: images/fig7.pdf Graphic file (type pdf) + + +Overfull \vbox (14.63716pt too high) detected at line 52 + [] + +[9 + +] +LaTeX Font Info: Trying to load font information for OT1+lmss on input line +66. + (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/lm/ot1lmss.fd +File: ot1lmss.fd 2009/10/30 v1.6 Font defs for Latin Modern +) +LaTeX Font Info: Trying to load font information for OML+lmm on input line 6 +6. + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/lm/omllmm.fd +File: omllmm.fd 2009/10/30 v1.6 Font defs for Latin Modern +) +LaTeX Font Info: Trying to load font information for OMS+lmsy on input line +66. + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/lm/omslmsy.fd +File: omslmsy.fd 2009/10/30 v1.6 Font defs for Latin Modern +) +LaTeX Font Info: Trying to load font information for OMX+lmex on input line +66. + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/lm/omxlmex.fd +File: omxlmex.fd 2009/10/30 v1.6 Font defs for Latin Modern +) +LaTeX Font Info: External font `lmex10' loaded for size +(Font) <10.95> on input line 66. +LaTeX Font Info: External font `lmex10' loaded for size +(Font) <8> on input line 66. +LaTeX Font Info: External font `lmex10' loaded for size +(Font) <6> on input line 66. +LaTeX Font Info: Trying to load font information for U+msa on input line 66. + + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/amsfonts/umsa.fd +File: umsa.fd 2013/01/14 v3.01 AMS symbols A +) +LaTeX Font Info: Trying to load font information for U+msb on input line 66. + + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/amsfonts/umsb.fd +File: umsb.fd 2013/01/14 v3.01 AMS symbols B +) +LaTeX Font Info: Font shape `T1/lmss/m/it' in size <10.95> not available +(Font) Font shape `T1/lmss/m/sl' tried instead on input line 66. +LaTeX Font Info: Font shape `T1/lmss/m/it' in size <8> not available +(Font) Font shape `T1/lmss/m/sl' tried instead on input line 66. +LaTeX Font Info: Font shape `T1/lmss/m/it' in size <6> not available +(Font) Font shape `T1/lmss/m/sl' tried instead on input line 66. +File: images/polynom1.pdf Graphic file (type pdf) + + [10 + +] +File: images/polynom2.pdf Graphic file (type pdf) + + [11 ] \tf@nav=\write6 @@ -927,30 +1104,21 @@ Package hyperref Warning: Option `pdfsubject' has already been used, \tf@snm=\write8 \openout8 = `RS.snm'. -Package atveryend Info: Empty hook `BeforeClearDocument' on input line 25. -Package atveryend Info: Empty hook `AfterLastShipout' on input line 25. +Package atveryend Info: Empty hook `BeforeClearDocument' on input line 68. +Package atveryend Info: Empty hook `AfterLastShipout' on input line 68. (./RS.aux) -Package atveryend Info: Executing hook `AtVeryEndDocument' on input line 25. -Package atveryend Info: Executing hook `AtEndAfterFileList' on input line 25. +Package atveryend Info: Empty hook `AtVeryEndDocument' on input line 68. +Package atveryend Info: Executing hook `AtEndAfterFileList' on input line 68. Package rerunfilecheck Info: File `RS.out' has not changed. -(rerunfilecheck) Checksum: D41D8CD98F00B204E9800998ECF8427E;0. +(rerunfilecheck) Checksum: 4CA0FF56E3EE124326A4720E136735D1. ) Here is how much of TeX's memory you used: - 18359 strings out of 492164 - 341776 string characters out of 6129087 - 431862 words of memory out of 5000000 - 22272 multiletter control sequences out of 15000+600000 - 19654 words of font info for 23 fonts, out of 8000000 for 9000 - 1141 hyphenation exceptions out of 8191 - 58i,12n,57p,796b,459s stack positions out of 5000i,500n,10000p,200000b,80000s -{c:/texlive/2019/texmf-dist/fonts/enc/dvips/lm/lm-ec.enc} -Output written on RS.pdf (2 pages, 53965 bytes). -PDF statistics: - 42 PDF objects out of 1000 (max. 8388607) - 28 compressed objects within 1 object stream - 5 named destinations out of 1000 (max. 500000) - 43 words of extra memory for PDF output out of 10000 (max. 10000000) + 24329 strings out of 492483 + 450480 string characters out of 6132858 + 528380 words of memory out of 5000000 + 28307 multiletter control sequences out of 15000+600000 + 37892 words of font info for 41 fonts, out of 8000000 for 9000 + 1348 hyphenation exceptions out of 8191 + 58i,15n,57p,796b,539s stack positions out of 5000i,500n,10000p,200000b,80000s +Output written on RS.pdf (11 pages). diff --git a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.nav b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.nav index 9033d8b..3edba3c 100644 --- a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.nav +++ b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.nav @@ -1,9 +1,16 @@ \headcommand {\slideentry {0}{0}{1}{1/1}{}{0}} \headcommand {\beamer@framepages {1}{1}} -\headcommand {\slideentry {0}{0}{2}{2/2}{}{0}} +\headcommand {\beamer@sectionpages {1}{1}} +\headcommand {\beamer@subsectionpages {1}{1}} +\headcommand {\sectionentry {1}{Introduction}{2}{Introduction}{0}} +\headcommand {\slideentry {1}{0}{1}{2/2}{}{0}} \headcommand {\beamer@framepages {2}{2}} -\headcommand {\beamer@partpages {1}{2}} -\headcommand {\beamer@subsectionpages {1}{2}} -\headcommand {\beamer@sectionpages {1}{2}} -\headcommand {\beamer@documentpages {2}} -\headcommand {\gdef \inserttotalframenumber {2}} +\headcommand {\slideentry {1}{0}{2}{3/9}{}{0}} +\headcommand {\beamer@framepages {3}{9}} +\headcommand {\slideentry {1}{0}{3}{10/11}{}{0}} +\headcommand {\beamer@framepages {10}{11}} +\headcommand {\beamer@partpages {1}{11}} +\headcommand {\beamer@subsectionpages {2}{11}} +\headcommand {\beamer@sectionpages {2}{11}} +\headcommand {\beamer@documentpages {11}} +\headcommand {\gdef \inserttotalframenumber {4}} diff --git a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.out b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.out index e69de29..dec2d7d 100644 --- a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.out +++ b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.out @@ -0,0 +1 @@ +\BOOKMARK [2][]{Outline0.1}{Introduction}{}% 1 diff --git a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.pdf b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.pdf index 459d7e8..10719b7 100644 Binary files a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.pdf and b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.pdf differ diff --git a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.synctex.gz b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.synctex.gz index fe8adf5..2fe95de 100644 Binary files a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.synctex.gz and b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.synctex.gz differ diff --git a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.tex b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.tex index 3d2be8f..fb822da 100644 --- a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.tex +++ b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.tex @@ -3,7 +3,9 @@ \usepackage[T1]{fontenc} \usepackage{lmodern} \usepackage[ngerman]{babel} +\usepackage{tikz} \usetheme{Hannover} + \begin{document} \author{Joshua Bär und Michael Steiner} \title{Reed-Solomon-Code} @@ -17,9 +19,51 @@ \begin{frame}[plain] \maketitle \end{frame} - + \section{Introduction} + \begin{frame} + \frametitle{Idee} + + \end{frame} + \begin{frame} - \frametitle{Test} - Ich mag Züge. + \begin{figure} + \only<1>{ + \includegraphics[width=0.9\linewidth]{images/fig1.pdf} + } + \only<2>{ + \includegraphics[width=0.9\linewidth]{images/fig2.pdf} + } + \only<3>{ + \includegraphics[width=0.9\linewidth]{images/fig3.pdf} + } + \only<4>{ + \includegraphics[width=0.9\linewidth]{images/fig4.pdf} + } + \only<5>{ + \includegraphics[width=0.9\linewidth]{images/fig5.pdf} + } + \only<6>{ + \includegraphics[width=0.9\linewidth]{images/fig6.pdf} + } + \only<7>{ + \includegraphics[width=0.9\linewidth]{images/fig7.pdf} + } + \end{figure} \end{frame} + + \begin{frame} + Übertragen von den Zahlen + \textcolor{blue}{2}, \textcolor{blue}{1}, \textcolor{blue}{5} + als $ p(x) = \textcolor{blue}{2}x^2 + \textcolor{blue}{1}x + \textcolor{blue}{5} $.\newline + Versende $ (p(1),p(2),...,p(7)) = (\textcolor{green}{8}, + \textcolor{green}{15}, \textcolor{green}{26}, + \textcolor{green}{ 41}, \textcolor{green}{60}, + \textcolor{green}{83}, \textcolor{green}{110})$ + \only<1>{ + \includegraphics[]{images/polynom1.pdf}} + \only<2>{ + \includegraphics[]{images/polynom2.pdf}} + \end{frame} + + \end{document} \ No newline at end of file diff --git a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.toc b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.toc index 4cd1c86..32e7e8d 100644 --- a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.toc +++ b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.toc @@ -1 +1,2 @@ \babel@toc {ngerman}{} +\beamer@sectionintoc {1}{Introduction}{2}{0}{1} diff --git a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/Thumbs.db b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/Thumbs.db deleted file mode 100644 index 1626e26..0000000 Binary files a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/Thumbs.db and /dev/null differ diff --git a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/fig1.pdf b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/fig1.pdf index 5cff7fe..abde60c 100644 Binary files a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/fig1.pdf and b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/fig1.pdf differ diff --git a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/fig1.pdf_tex b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/fig1.pdf_tex deleted file mode 100644 index cb323ae..0000000 --- a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/fig1.pdf_tex +++ /dev/null @@ -1,81 +0,0 @@ -%% Creator: Inkscape 1.0.2 (e86c870879, 2021-01-15, custom), www.inkscape.org -%% PDF/EPS/PS + LaTeX output extension by Johan Engelen, 2010 -%% Accompanies image file 'fig1.pdf' (pdf, eps, ps) -%% -%% To include the image in your LaTeX document, write -%% \input{.pdf_tex} -%% instead of -%% \includegraphics{.pdf} -%% To scale the image, write -%% \def\svgwidth{} -%% \input{.pdf_tex} -%% instead of -%% \includegraphics[width=]{.pdf} -%% -%% Images with a different path to the parent latex file can -%% be accessed with the `import' package (which may need to be -%% installed) using -%% \usepackage{import} -%% in the preamble, and then including the image with -%% \import{}{.pdf_tex} -%% Alternatively, one can specify -%% \graphicspath{{/}} -%% -%% For more information, please see info/svg-inkscape on CTAN: -%% http://tug.ctan.org/tex-archive/info/svg-inkscape -%% -\begingroup% - \makeatletter% - \providecommand\color[2][]{% - \errmessage{(Inkscape) Color is used for the text in Inkscape, but the package 'color.sty' is not loaded}% - \renewcommand\color[2][]{}% - }% - \providecommand\transparent[1]{% - \errmessage{(Inkscape) Transparency is used (non-zero) for the text in Inkscape, but the package 'transparent.sty' is not loaded}% - \renewcommand\transparent[1]{}% - }% - \providecommand\rotatebox[2]{#2}% - \newcommand*\fsize{\dimexpr\f@size pt\relax}% - \newcommand*\lineheight[1]{\fontsize{\fsize}{#1\fsize}\selectfont}% - \ifx\svgwidth\undefined% - \setlength{\unitlength}{420bp}% - \ifx\svgscale\undefined% - \relax% - \else% - 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-\endgroup% diff --git a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/fig1.png b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/fig1.png deleted file mode 100644 index a0395d7..0000000 Binary files a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/fig1.png and /dev/null differ diff --git a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/fig2.pdf b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/fig2.pdf new file mode 100644 index 0000000..8281ce7 Binary files /dev/null and b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/fig2.pdf differ diff --git a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/fig2.png b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/fig2.png deleted file mode 100644 index bd8faa0..0000000 Binary files a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/fig2.png and /dev/null differ diff --git a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/fig3.pdf b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/fig3.pdf new file mode 100644 index 0000000..7d29d1e Binary files /dev/null and b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/fig3.pdf differ diff --git a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/fig3.png b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/fig3.png deleted file mode 100644 index e14358d..0000000 Binary files a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/fig3.png and /dev/null differ diff --git a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/fig4.pdf b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/fig4.pdf new file mode 100644 index 0000000..394a673 Binary files /dev/null and b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/fig4.pdf differ diff --git a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/fig4.png b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/fig4.png deleted file mode 100644 index 1821c3b..0000000 Binary files a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/fig4.png and /dev/null differ diff --git a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/fig5.pdf b/buch/papers/reedsolomon/RS 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a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/fig7.pdf b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/fig7.pdf new file mode 100644 index 0000000..7397ffe Binary files /dev/null and b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/fig7.pdf differ diff --git a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/fig7.png b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/fig7.png deleted file mode 100644 index a850402..0000000 Binary files a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/fig7.png and /dev/null differ diff --git a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/polynom1.aux b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/polynom1.aux new file mode 100644 index 0000000..f23e546 --- /dev/null +++ b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/polynom1.aux @@ -0,0 +1 @@ +\relax diff --git a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/polynom1.log b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/polynom1.log new file mode 100644 index 0000000..183eaea --- /dev/null +++ b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/polynom1.log @@ -0,0 +1,747 @@ +This is XeTeX, Version 3.14159265-2.6-0.999991 (TeX Live 2019/W32TeX) (preloaded format=xelatex 2019.10.25) 21 APR 2021 12:27 +entering extended mode + restricted \write18 enabled. + %&-line parsing enabled. +**polynom1.tex +(./polynom1.tex +LaTeX2e <2019-10-01> patch level 1 +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/standalone/standalone.cls +Document Class: standalone 2018/03/26 v1.3a Class to compile TeX sub-files stan +dalone +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/tools/shellesc.sty +Package: shellesc 2016/06/07 v0.02b unified shell escape interface for LaTeX +Package shellesc Info: Restricted shell escape enabled on input line 72. +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/oberdiek/ifluatex.sty +Package: ifluatex 2016/05/16 v1.4 Provides the ifluatex switch (HO) +Package ifluatex Info: LuaTeX not detected. +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/oberdiek/ifpdf.sty +Package: ifpdf 2018/09/07 v3.3 Provides the ifpdf switch +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/ifxetex/ifxetex.sty +Package: ifxetex 2010/09/12 v0.6 Provides ifxetex conditional +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/xkeyval/xkeyval.sty +Package: xkeyval 2014/12/03 v2.7a package option processing (HA) + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/xkeyval/xkeyval.tex +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/xkeyval/xkvutils.tex +\XKV@toks=\toks14 +\XKV@tempa@toks=\toks15 + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/xkeyval/keyval.tex)) +\XKV@depth=\count80 +File: xkeyval.tex 2014/12/03 v2.7a key=value parser (HA) +)) +\sa@internal=\count81 +\c@sapage=\count82 + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/standalone/standalone.cfg +File: standalone.cfg 2018/03/26 v1.3a Default configuration file for 'standalon +e' class +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/base/article.cls +Document Class: article 2019/08/27 v1.4j Standard LaTeX document class +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/base/size10.clo +File: 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xetex +)) +\Gin@req@height=\dimen105 +\Gin@req@width=\dimen106 +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/pgf/systemlayer/pgfsys.sty +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/systemlayer/pgfsys.code.tex +Package: pgfsys 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/utilities/pgfkeys.code.tex +\pgfkeys@pathtoks=\toks17 +\pgfkeys@temptoks=\toks18 + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/utilities/pgfkeysfiltered.code.tex +\pgfkeys@tmptoks=\toks19 +)) +\pgf@x=\dimen107 +\pgf@y=\dimen108 +\pgf@xa=\dimen109 +\pgf@ya=\dimen110 +\pgf@xb=\dimen111 +\pgf@yb=\dimen112 +\pgf@xc=\dimen113 +\pgf@yc=\dimen114 +\pgf@xd=\dimen115 +\pgf@yd=\dimen116 +\w@pgf@writea=\write3 +\r@pgf@reada=\read1 +\c@pgf@counta=\count91 +\c@pgf@countb=\count92 +\c@pgf@countc=\count93 +\c@pgf@countd=\count94 +\t@pgf@toka=\toks20 +\t@pgf@tokb=\toks21 +\t@pgf@tokc=\toks22 +\pgf@sys@id@count=\count95 + (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/systemlayer/pgf.cfg +File: pgf.cfg 2019/08/03 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+(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/graphics-cfg/color.cfg +File: color.cfg 2016/01/02 v1.6 sample color configuration +) +Package xcolor Info: Driver file: xetex.def on input line 225. +Package xcolor Info: Model `cmy' substituted by `cmy0' on input line 1348. +Package xcolor Info: Model `RGB' extended on input line 1364. +Package xcolor Info: Model `HTML' substituted by `rgb' on input line 1366. +Package xcolor Info: Model `Hsb' substituted by `hsb' on input line 1367. +Package xcolor Info: Model `tHsb' substituted by `hsb' on input line 1368. +Package xcolor Info: Model `HSB' substituted by `hsb' on input line 1369. +Package xcolor Info: Model `Gray' substituted by `gray' on input line 1370. +Package xcolor Info: Model `wave' substituted by `hsb' on input line 1371. +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/basiclayer/pgfcore.code.tex +Package: pgfcore 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/math/pgfmath.code.tex +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/math/pgfmathcalc.code.tex +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/math/pgfmathutil.code.tex) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/math/pgfmathparser.code.tex +\pgfmath@dimen=\dimen117 +\pgfmath@count=\count99 +\pgfmath@box=\box28 +\pgfmath@toks=\toks23 +\pgfmath@stack@operand=\toks24 +\pgfmath@stack@operation=\toks25 +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/math/pgfmathfunctions.code.tex +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/math/pgfmathfunctions.basic.code.te +x) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/math/pgfmathfunctions.trigonometric +.code.tex) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/math/pgfmathfunctions.random.code.t +ex) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/math/pgfmathfunctions.comparison.co +de.tex) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/math/pgfmathfunctions.base.code.tex +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/math/pgfmathfunctions.round.code.te +x) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/math/pgfmathfunctions.misc.code.tex +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/math/pgfmathfunctions.integerarithm +etics.code.tex))) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/math/pgfmathfloat.code.tex +\c@pgfmathroundto@lastzeros=\count100 +)) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/math/pgfint.code.tex) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/basiclayer/pgfcorepoints.code.tex +File: pgfcorepoints.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +\pgf@picminx=\dimen118 +\pgf@picmaxx=\dimen119 +\pgf@picminy=\dimen120 +\pgf@picmaxy=\dimen121 +\pgf@pathminx=\dimen122 +\pgf@pathmaxx=\dimen123 +\pgf@pathminy=\dimen124 +\pgf@pathmaxy=\dimen125 +\pgf@xx=\dimen126 +\pgf@xy=\dimen127 +\pgf@yx=\dimen128 +\pgf@yy=\dimen129 +\pgf@zx=\dimen130 +\pgf@zy=\dimen131 +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/basiclayer/pgfcorepathconstruct.cod +e.tex +File: pgfcorepathconstruct.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +\pgf@path@lastx=\dimen132 +\pgf@path@lasty=\dimen133 +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/basiclayer/pgfcorepathusage.code.te +x +File: pgfcorepathusage.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +\pgf@shorten@end@additional=\dimen134 +\pgf@shorten@start@additional=\dimen135 +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/basiclayer/pgfcorescopes.code.tex +File: pgfcorescopes.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +\pgfpic=\box29 +\pgf@hbox=\box30 +\pgf@layerbox@main=\box31 +\pgf@picture@serial@count=\count101 +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/basiclayer/pgfcoregraphicstate.code +.tex +File: pgfcoregraphicstate.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +\pgflinewidth=\dimen136 +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/basiclayer/pgfcoretransformations.c +ode.tex +File: pgfcoretransformations.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +\pgf@pt@x=\dimen137 +\pgf@pt@y=\dimen138 +\pgf@pt@temp=\dimen139 +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/basiclayer/pgfcorequick.code.tex +File: pgfcorequick.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/basiclayer/pgfcoreobjects.code.tex +File: pgfcoreobjects.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/basiclayer/pgfcorepathprocessing.co +de.tex +File: pgfcorepathprocessing.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/basiclayer/pgfcorearrows.code.tex +File: pgfcorearrows.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +\pgfarrowsep=\dimen140 +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/basiclayer/pgfcoreshade.code.tex +File: pgfcoreshade.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +\pgf@max=\dimen141 +\pgf@sys@shading@range@num=\count102 +\pgf@shadingcount=\count103 +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/basiclayer/pgfcoreimage.code.tex +File: pgfcoreimage.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/basiclayer/pgfcoreexternal.code.tex +File: pgfcoreexternal.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +\pgfexternal@startupbox=\box32 +)) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/basiclayer/pgfcorelayers.code.tex +File: pgfcorelayers.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/basiclayer/pgfcoretransparency.code +.tex +File: pgfcoretransparency.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/basiclayer/pgfcorepatterns.code.tex +File: pgfcorepatterns.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +) (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/basiclayer/pgfcorerdf.code.tex +File: pgfcorerdf.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +))) (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/modules/pgfmoduleshapes.code.te +x +File: pgfmoduleshapes.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +\pgfnodeparttextbox=\box33 +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/modules/pgfmoduleplot.code.tex +File: pgfmoduleplot.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/pgf/compatibility/pgfcomp-version-0-65.st +y +Package: pgfcomp-version-0-65 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +\pgf@nodesepstart=\dimen142 +\pgf@nodesepend=\dimen143 +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/pgf/compatibility/pgfcomp-version-1-18.st +y +Package: pgfcomp-version-1-18 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +)) (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/pgf/utilities/pgffor.sty +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/pgf/utilities/pgfkeys.sty +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/utilities/pgfkeys.code.tex)) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/pgf/math/pgfmath.sty +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/math/pgfmath.code.tex)) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/utilities/pgffor.code.tex +Package: pgffor 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/math/pgfmath.code.tex) +\pgffor@iter=\dimen144 +\pgffor@skip=\dimen145 +\pgffor@stack=\toks26 +\pgffor@toks=\toks27 +)) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/frontendlayer/tikz/tikz.code.tex +Package: tikz 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/libraries/pgflibraryplothandlers.co +de.tex +File: pgflibraryplothandlers.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +\pgf@plot@mark@count=\count104 +\pgfplotmarksize=\dimen146 +) +\tikz@lastx=\dimen147 +\tikz@lasty=\dimen148 +\tikz@lastxsaved=\dimen149 +\tikz@lastysaved=\dimen150 +\tikz@lastmovetox=\dimen151 +\tikz@lastmovetoy=\dimen152 +\tikzleveldistance=\dimen153 +\tikzsiblingdistance=\dimen154 +\tikz@figbox=\box34 +\tikz@figbox@bg=\box35 +\tikz@tempbox=\box36 +\tikz@tempbox@bg=\box37 +\tikztreelevel=\count105 +\tikznumberofchildren=\count106 +\tikznumberofcurrentchild=\count107 +\tikz@fig@count=\count108 + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/modules/pgfmodulematrix.code.tex +File: pgfmodulematrix.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +\pgfmatrixcurrentrow=\count109 +\pgfmatrixcurrentcolumn=\count110 +\pgf@matrix@numberofcolumns=\count111 +) +\tikz@expandcount=\count112 + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/frontendlayer/tikz/libraries/tikzli +brarytopaths.code.tex +File: tikzlibrarytopaths.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +))) +\sa@box=\box38 +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/amsmath/amsmath.sty +Package: amsmath 2019/04/01 v2.17c AMS math features +\@mathmargin=\skip43 + +For additional information on amsmath, use the `?' option. +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/amsmath/amstext.sty +Package: amstext 2000/06/29 v2.01 AMS text + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/amsmath/amsgen.sty +File: amsgen.sty 1999/11/30 v2.0 generic functions +\@emptytoks=\toks28 +\ex@=\dimen155 +)) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/amsmath/amsbsy.sty +Package: amsbsy 1999/11/29 v1.2d Bold Symbols +\pmbraise@=\dimen156 +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/amsmath/amsopn.sty +Package: amsopn 2016/03/08 v2.02 operator names +) +\inf@bad=\count113 +LaTeX Info: Redefining \frac on input line 227. +\uproot@=\count114 +\leftroot@=\count115 +LaTeX Info: Redefining \overline on input line 389. +\classnum@=\count116 +\DOTSCASE@=\count117 +LaTeX Info: Redefining \ldots on input line 486. +LaTeX Info: Redefining \dots on input line 489. +LaTeX Info: Redefining \cdots on input line 610. +\Mathstrutbox@=\box39 +\strutbox@=\box40 +\big@size=\dimen157 +LaTeX Font Info: Redeclaring font encoding OML on input line 733. +LaTeX Font Info: Redeclaring font encoding OMS on input line 734. +\macc@depth=\count118 +\c@MaxMatrixCols=\count119 +\dotsspace@=\muskip10 +\c@parentequation=\count120 +\dspbrk@lvl=\count121 +\tag@help=\toks29 +\row@=\count122 +\column@=\count123 +\maxfields@=\count124 +\andhelp@=\toks30 +\eqnshift@=\dimen158 +\alignsep@=\dimen159 +\tagshift@=\dimen160 +\tagwidth@=\dimen161 +\totwidth@=\dimen162 +\lineht@=\dimen163 +\@envbody=\toks31 +\multlinegap=\skip44 +\multlinetaggap=\skip45 +\mathdisplay@stack=\toks32 +LaTeX Info: Redefining \[ on input line 2855. +LaTeX Info: Redefining \] on input line 2856. +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/psnfss/times.sty +Package: times 2005/04/12 PSNFSS-v9.2a (SPQR) +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/txfonts/txfonts.sty +Package: txfonts 2008/01/22 v3.2.1 +LaTeX Font Info: Redeclaring symbol font `operators' on input line 21. +LaTeX Font Info: Overwriting symbol font `operators' in version `normal' +(Font) OT1/cmr/m/n --> OT1/txr/m/n on input line 21. +LaTeX Font Info: Overwriting symbol font `operators' in version `bold' +(Font) OT1/cmr/bx/n --> OT1/txr/m/n on input line 21. +LaTeX Font Info: Overwriting symbol font `operators' in version `bold' +(Font) OT1/txr/m/n --> OT1/txr/bx/n on input line 22. +\symitalic=\mathgroup4 +LaTeX Font Info: Overwriting symbol font `italic' in version `bold' +(Font) OT1/txr/m/it --> OT1/txr/bx/it on input line 26. +LaTeX Font Info: Redeclaring math alphabet \mathbf on input line 29. +LaTeX Font Info: Overwriting math alphabet `\mathbf' in version `normal' +(Font) OT1/cmr/bx/n --> OT1/txr/bx/n on input line 29. +LaTeX Font Info: Overwriting math alphabet `\mathbf' in version `bold' +(Font) OT1/cmr/bx/n --> OT1/txr/bx/n on input line 29. +LaTeX Font Info: Redeclaring math alphabet \mathit on input line 30. +LaTeX Font Info: Overwriting math alphabet `\mathit' in version `normal' +(Font) OT1/cmr/m/it --> OT1/txr/m/it on input line 30. +LaTeX Font Info: Overwriting math alphabet `\mathit' in version `bold' +(Font) OT1/cmr/bx/it --> OT1/txr/m/it on input line 30. +LaTeX Font Info: Overwriting math alphabet `\mathit' in version `bold' +(Font) OT1/txr/m/it --> OT1/txr/bx/it on input line 31. +LaTeX Font Info: Redeclaring math alphabet \mathsf on input line 40. +LaTeX Font Info: Overwriting math alphabet `\mathsf' in version `normal' +(Font) OT1/cmss/m/n --> OT1/txss/m/n on input line 40. +LaTeX Font Info: Overwriting math alphabet `\mathsf' in version `bold' +(Font) OT1/cmss/bx/n --> OT1/txss/m/n on input line 40. +LaTeX Font Info: Overwriting math alphabet `\mathsf' in version `bold' +(Font) OT1/txss/m/n --> OT1/txss/b/n on input line 41. +LaTeX Font Info: Redeclaring math alphabet \mathtt on input line 50. +LaTeX Font Info: Overwriting math alphabet `\mathtt' in version `normal' +(Font) OT1/cmtt/m/n --> OT1/txtt/m/n on input line 50. +LaTeX Font Info: Overwriting math alphabet `\mathtt' in version `bold' +(Font) OT1/cmtt/m/n --> OT1/txtt/m/n on input line 50. +LaTeX Font Info: Overwriting math alphabet `\mathtt' in version `bold' +(Font) OT1/txtt/m/n --> OT1/txtt/b/n on input line 51. +LaTeX Font Info: Redeclaring symbol font `letters' on input line 58. +LaTeX Font Info: Overwriting symbol font `letters' in version `normal' +(Font) OML/cmm/m/it --> OML/txmi/m/it on input line 58. +LaTeX Font Info: Overwriting symbol font `letters' in version `bold' +(Font) OML/cmm/b/it --> OML/txmi/m/it on input line 58. +LaTeX Font Info: Overwriting symbol font `letters' in version `bold' +(Font) OML/txmi/m/it --> OML/txmi/bx/it on input line 59. +\symlettersA=\mathgroup5 +LaTeX Font Info: Overwriting symbol font `lettersA' in version `bold' +(Font) U/txmia/m/it --> U/txmia/bx/it on input line 67. +LaTeX Font Info: Redeclaring symbol font `symbols' on input line 77. +LaTeX Font Info: Overwriting symbol font `symbols' in version `normal' +(Font) OMS/cmsy/m/n --> OMS/txsy/m/n on input line 77. +LaTeX Font Info: Overwriting symbol font `symbols' in version `bold' +(Font) OMS/cmsy/b/n --> OMS/txsy/m/n on input line 77. +LaTeX Font Info: Overwriting symbol font `symbols' in version `bold' +(Font) OMS/txsy/m/n --> OMS/txsy/bx/n on input line 78. +\symAMSa=\mathgroup6 +LaTeX Font Info: Overwriting symbol font `AMSa' in version `bold' +(Font) U/txsya/m/n --> U/txsya/bx/n on input line 94. +\symAMSb=\mathgroup7 +LaTeX Font Info: Overwriting symbol font `AMSb' in version `bold' +(Font) U/txsyb/m/n --> U/txsyb/bx/n on input line 103. +\symsymbolsC=\mathgroup8 +LaTeX Font Info: Overwriting symbol font `symbolsC' in version `bold' +(Font) U/txsyc/m/n --> U/txsyc/bx/n on input line 113. +LaTeX Font Info: Redeclaring symbol font `largesymbols' on input line 120. +LaTeX Font Info: Overwriting symbol font `largesymbols' in version `normal' +(Font) OMX/cmex/m/n --> OMX/txex/m/n on input line 120. +LaTeX Font Info: Overwriting symbol font `largesymbols' in version `bold' +(Font) OMX/cmex/m/n --> OMX/txex/m/n on input line 120. +LaTeX Font Info: Overwriting symbol font `largesymbols' in version `bold' +(Font) OMX/txex/m/n --> OMX/txex/bx/n on input line 121. +\symlargesymbolsA=\mathgroup9 +LaTeX Font Info: Overwriting symbol font `largesymbolsA' in version `bold' +(Font) U/txexa/m/n --> U/txexa/bx/n on input line 129. +LaTeX Font Info: Redeclaring math symbol \mathsterling on input line 164. +LaTeX Font Info: Redeclaring math symbol \hbar on input line 591. +LaTeX Info: Redefining \not on input line 1043. +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/pgfplots/pgfplots.sty +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgfplots/pgfplots.revision.tex) +Package: pgfplots 2018/03/28 v1.16 Data Visualization (1.16) + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgfplots/pgfplots.code.tex +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgfplots/pgfplotscore.code.tex +\t@pgfplots@toka=\toks33 +\t@pgfplots@tokb=\toks34 +\t@pgfplots@tokc=\toks35 +\pgfplots@tmpa=\dimen164 +\c@pgfplots@coordindex=\count125 +\c@pgfplots@scanlineindex=\count126 + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgfplots/sys/pgfplotssysgeneric.code.te +x)) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgfplots/libs/pgfplotslibrary.code.tex) + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgfplots/oldpgfcompatib/pgfplotsoldpgfs +upp_loader.code.tex +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/libraries/pgflibraryfpu.code.tex)) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgfplots/util/pgfplotsutil.code.tex +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgfplots/liststructure/pgfplotsliststru +cture.code.tex) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgfplots/liststructure/pgfplotsliststru +ctureext.code.tex) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgfplots/liststructure/pgfplotsarray.co +de.tex +\c@pgfplotsarray@tmp=\count127 +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgfplots/liststructure/pgfplotsmatrix.c +ode.tex) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgfplots/numtable/pgfplotstableshared.c +ode.tex +\c@pgfplotstable@counta=\count128 +\t@pgfplotstable@a=\toks36 +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgfplots/liststructure/pgfplotsdeque.co +de.tex) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgfplots/util/pgfplotsbinary.code.tex +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgfplots/util/pgfplotsbinary.data.code. +tex)) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgfplots/util/pgfplotsutil.verb.code.te +x) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgfplots/libs/pgflibrarypgfplots.surfsh +ading.code.tex +\c@pgfplotslibrarysurf@no=\count129 + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgfplots/sys/pgflibrarypgfplots.surfsha +ding.pgfsys-xetex.def +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgfplots/sys/pgflibrarypgfplots.surfsha +ding.pgfsys-dvipdfmx.def +\c@pgfplotslibrarysurf@streamlen=\count130 +)))) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgfplots/util/pgfplotscolormap.code.tex +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgfplots/util/pgfplotscolor.code.tex)) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgfplots/pgfplotsstackedplots.code.tex) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgfplots/pgfplotsplothandlers.code.tex +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgfplots/pgfplotsmeshplothandler.code.t +ex +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgfplots/pgfplotsmeshplotimage.code.tex +))) (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgfplots/pgfplots.scaling.code.tex) + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgfplots/pgfplotscoordprocessing.code.t +ex) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgfplots/pgfplots.errorbars.code.tex) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgfplots/pgfplots.markers.code.tex) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgfplots/pgfplotsticks.code.tex) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgfplots/pgfplots.paths.code.tex) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/frontendlayer/tikz/libraries/tikzli +brarydecorations.code.tex +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/modules/pgfmoduledecorations.code.t +ex +\pgfdecoratedcompleteddistance=\dimen165 +\pgfdecoratedremainingdistance=\dimen166 +\pgfdecoratedinputsegmentcompleteddistance=\dimen167 +\pgfdecoratedinputsegmentremainingdistance=\dimen168 +\pgf@decorate@distancetomove=\dimen169 +\pgf@decorate@repeatstate=\count131 +\pgfdecorationsegmentamplitude=\dimen170 +\pgfdecorationsegmentlength=\dimen171 +) +\tikz@lib@dec@box=\box41 +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/frontendlayer/tikz/libraries/tikzli +brarydecorations.pathmorphing.code.tex +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/libraries/decorations/pgflibrarydec +orations.pathmorphing.code.tex)) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/frontendlayer/tikz/libraries/tikzli +brarydecorations.pathreplacing.code.tex +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/libraries/decorations/pgflibrarydec +orations.pathreplacing.code.tex)) +\pgfplots@numplots=\count132 +\pgfplots@xmin@reg=\dimen172 +\pgfplots@xmax@reg=\dimen173 +\pgfplots@ymin@reg=\dimen174 +\pgfplots@ymax@reg=\dimen175 +\pgfplots@zmin@reg=\dimen176 +\pgfplots@zmax@reg=\dimen177 +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/frontendlayer/tikz/libraries/tikzli +braryplotmarks.code.tex +File: tikzlibraryplotmarks.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/libraries/pgflibraryplotmarks.code. +tex +File: pgflibraryplotmarks.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +))) (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/csvsimple/csvsimple.sty +Package: csvsimple 2019/04/09 version 1.21 LaTeX CSV file processing + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/base/ifthen.sty +Package: ifthen 2014/09/29 v1.1c Standard LaTeX ifthen package (DPC) +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/etoolbox/etoolbox.sty +Package: etoolbox 2019/09/21 v2.5h e-TeX tools for LaTeX (JAW) +\etb@tempcnta=\count133 +) +\csv@file=\read2 +\c@csvinputline=\count134 +\c@csvrow=\count135 +\c@csvcol=\count136 +\csv@out=\write4 +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/frontendlayer/tikz/libraries/tikzli +braryarrows.code.tex +File: tikzlibraryarrows.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/libraries/pgflibraryarrows.code.tex +File: pgflibraryarrows.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +\arrowsize=\dimen178 +)) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/frontendlayer/tikz/libraries/tikzli +braryintersections.code.tex +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/libraries/pgflibraryintersections.c +ode.tex +\pgf@intersect@solutions=\count137 +)) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/frontendlayer/tikz/libraries/tikzli +brarymath.code.tex +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/frontendlayer/tikz/libraries/tikzli +braryfpu.code.tex) +\tikz@math@for@depth=\count138 +\tikz@math@dimen=\dimen179 +\tikz@math@toks=\toks37 +) (./polynom1.aux) +\openout1 = `polynom1.aux'. + +LaTeX Font Info: Checking defaults for OML/txmi/m/it on input line 11. +LaTeX Font Info: Trying to load font information for OML+txmi on input line +11. + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/txfonts/omltxmi.fd +File: omltxmi.fd 2000/12/15 v3.1 +) +LaTeX Font Info: ... okay on input line 11. +LaTeX Font Info: Checking defaults for T1/cmr/m/n on input line 11. +LaTeX Font Info: ... okay on input line 11. +LaTeX Font Info: Checking defaults for OT1/cmr/m/n on input line 11. +LaTeX Font Info: ... okay on input line 11. +LaTeX Font Info: Checking defaults for OMS/txsy/m/n on input line 11. +LaTeX Font Info: Trying to load font information for OMS+txsy on input line +11. + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/txfonts/omstxsy.fd +File: omstxsy.fd 2000/12/15 v3.1 +) +LaTeX Font Info: ... okay on input line 11. +LaTeX Font Info: Checking defaults for TU/lmr/m/n on input line 11. +LaTeX Font Info: ... okay on input line 11. +LaTeX Font Info: Checking defaults for OMX/txex/m/n on input line 11. +LaTeX Font Info: Trying to load font information for OMX+txex on input line +11. + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/txfonts/omxtxex.fd +File: omxtxex.fd 2000/12/15 v3.1 +) +LaTeX Font Info: ... okay on input line 11. +LaTeX Font Info: Checking defaults for U/txexa/m/n on input line 11. +LaTeX Font Info: Trying to load font information for U+txexa on input line 1 +1. + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/txfonts/utxexa.fd +File: utxexa.fd 2000/12/15 v3.1 +) +LaTeX Font Info: ... okay on input line 11. +LaTeX Font Info: Trying to load font information for TU+txr on input line 11 +. +LaTeX Font Info: No file TUtxr.fd. on input line 11. + + +LaTeX Font Warning: Font shape `TU/txr/m/n' undefined +(Font) using `TU/lmr/m/n' instead on input line 11. + +ABD: EveryShipout initializing macros + +Package pgfplots Warning: running in backwards compatibility mode (unsuitable t +ick labels; missing features). Consider writing \pgfplotsset{compat=1.16} into +your preamble. + on input line 11. + +LaTeX Font Info: Trying to load font information for OT1+txr on input line 2 +6. +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/txfonts/ot1txr.fd +File: ot1txr.fd 2000/12/15 v3.1 +) +LaTeX Font Info: Trying to load font information for U+txmia on input line 2 +6. + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/txfonts/utxmia.fd +File: utxmia.fd 2000/12/15 v3.1 +) +LaTeX Font Info: Trying to load font information for U+txsya on input line 2 +6. + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/txfonts/utxsya.fd +File: utxsya.fd 2000/12/15 v3.1 +) +LaTeX Font Info: Trying to load font information for U+txsyb on input line 2 +6. + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/txfonts/utxsyb.fd +File: utxsyb.fd 2000/12/15 v3.1 +) +LaTeX Font Info: Trying to load font information for U+txsyc on input line 2 +6. + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/txfonts/utxsyc.fd +File: utxsyc.fd 2000/12/15 v3.1 +) [1 + +] (./polynom1.aux) + +LaTeX Font Warning: Some font shapes were not available, defaults substituted. + + ) +Here is how much of TeX's memory you used: + 25076 strings out of 492483 + 634297 string characters out of 6132858 + 794987 words of memory out of 5000000 + 29148 multiletter control sequences out of 15000+600000 + 13575 words of font info for 45 fonts, out of 8000000 for 9000 + 1348 hyphenation exceptions out of 8191 + 68i,6n,98p,840b,724s stack positions out of 5000i,500n,10000p,200000b,80000s + +Output written on polynom1.pdf (1 page). diff --git a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/polynom1.pdf b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/polynom1.pdf new file mode 100644 index 0000000..1f632d8 Binary files /dev/null and b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/polynom1.pdf differ diff --git a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/polynom1.synctex.gz b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/polynom1.synctex.gz new file mode 100644 index 0000000..578f2a3 Binary files /dev/null and b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/polynom1.synctex.gz differ diff --git a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/polynom1.tex b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/polynom1.tex new file mode 100644 index 0000000..db83daa --- /dev/null +++ b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/polynom1.tex @@ -0,0 +1,59 @@ +% polynome1 +%------------------- +\documentclass[tikz]{standalone} +\usepackage{amsmath} +\usepackage{times} +\usepackage{txfonts} +\usepackage{pgfplots} +\usepackage{csvsimple} +\usetikzlibrary{arrows,intersections,math} +\newcommand{\teiler}{40} +\begin{document} + %Übertragen von den Zahlen + %\textcolor{blue}{2}, \textcolor{blue}{1}, \textcolor{blue}{5} + %als $ p(x) = \textcolor{blue}{2}x^2 + \textcolor{blue}{1}x + \textcolor{blue}{5} $.\newline + %Versende $ (p(1),p(2),...,p(7)) = (\textcolor{green}{8}, + % \textcolor{green}{15}, \textcolor{green}{26}, + % \textcolor{green}{ 41}, \textcolor{green}{60}, + % \textcolor{green}{83}, \textcolor{green}{110})$ + + +\begin{tikzpicture}[>=latex,thick] + +\draw[color=blue, line width=1.4pt] +plot[domain=0:8, samples=100] + ({\x},{(2*\x^2+1*\x+5)/\teiler}); +\draw[->] (-0.2,0) -- (8,0) coordinate[label={$x$}]; +\draw[->] (0,-0.2) -- (0,150/\teiler) coordinate[label={right:$p(x)$}]; +\def\punkt#1{ + \fill[color=green] #1 circle[radius=0.08]; + \draw #1 circle[radius=0.07]; +} +\punkt{(1,8/\teiler)} +\punkt{(2,15/\teiler)} +\punkt{(3,26/\teiler)} +\punkt{(4,41/\teiler)} +\punkt{(5,60/\teiler)} +\punkt{(6,83/\teiler)} +\punkt{(7,110/\teiler)} +%\draw[color=gray,line width=1pt,dashed] +%plot[domain=0.5:7, samples=100] +%({\x},{(0.1958*\x^2-1.2875*\x+3.0417)}); +%\def\erpunkt#1{ +% \fill[color=red] #1 circle[radius=0.08]; +% \draw #1 circle[radius=0.07]; +%} +%\erpunkt{(2,50/\teiler)} +%\erpunkt{(3,0.9414)} +%\punkt{(4,41/\teiler)} +%\punkt{(5,60/\teiler)} + +\draw(0,100/\teiler) -- (-0.1,100/\teiler) coordinate[label={left:$100$}]; +\draw(1,0) -- (1,-0.1) coordinate[label={below:$1$}]; + + + + +\end{tikzpicture} +\end{document} + diff --git a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/polynom2.aux b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/polynom2.aux new file mode 100644 index 0000000..f23e546 --- /dev/null +++ b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/polynom2.aux @@ -0,0 +1 @@ +\relax diff --git a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/polynom2.log b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/polynom2.log new file mode 100644 index 0000000..169203e --- /dev/null +++ b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/polynom2.log @@ -0,0 +1,747 @@ +This is XeTeX, Version 3.14159265-2.6-0.999991 (TeX Live 2019/W32TeX) (preloaded format=xelatex 2019.10.25) 21 APR 2021 12:28 +entering extended mode + restricted \write18 enabled. + %&-line parsing enabled. +**polynom2.tex +(./polynom2.tex +LaTeX2e <2019-10-01> patch level 1 +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/standalone/standalone.cls +Document Class: standalone 2018/03/26 v1.3a Class to compile TeX sub-files stan +dalone +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/tools/shellesc.sty +Package: shellesc 2016/06/07 v0.02b unified shell escape interface for LaTeX +Package shellesc Info: Restricted shell escape enabled on input line 72. +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/oberdiek/ifluatex.sty +Package: ifluatex 2016/05/16 v1.4 Provides the ifluatex switch (HO) +Package ifluatex Info: LuaTeX not detected. +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/oberdiek/ifpdf.sty +Package: ifpdf 2018/09/07 v3.3 Provides the ifpdf switch +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/ifxetex/ifxetex.sty +Package: ifxetex 2010/09/12 v0.6 Provides ifxetex conditional +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/xkeyval/xkeyval.sty +Package: xkeyval 2014/12/03 v2.7a package option processing (HA) + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/xkeyval/xkeyval.tex +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/xkeyval/xkvutils.tex +\XKV@toks=\toks14 +\XKV@tempa@toks=\toks15 + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/xkeyval/keyval.tex)) +\XKV@depth=\count80 +File: xkeyval.tex 2014/12/03 v2.7a key=value parser (HA) +)) +\sa@internal=\count81 +\c@sapage=\count82 + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/standalone/standalone.cfg +File: standalone.cfg 2018/03/26 v1.3a Default configuration file for 'standalon +e' class +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/base/article.cls +Document Class: article 2019/08/27 v1.4j Standard LaTeX document class +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/base/size10.clo +File: size10.clo 2019/08/27 v1.4j Standard LaTeX file (size option) +) +\c@part=\count83 +\c@section=\count84 +\c@subsection=\count85 +\c@subsubsection=\count86 +\c@paragraph=\count87 +\c@subparagraph=\count88 +\c@figure=\count89 +\c@table=\count90 +\abovecaptionskip=\skip41 +\belowcaptionskip=\skip42 +\bibindent=\dimen102 +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/pgf/frontendlayer/tikz.sty +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/pgf/basiclayer/pgf.sty +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/pgf/utilities/pgfrcs.sty +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/utilities/pgfutil-common.tex +\pgfutil@everybye=\toks16 +\pgfutil@tempdima=\dimen103 +\pgfutil@tempdimb=\dimen104 + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/utilities/pgfutil-common-lists.tex) +) (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/utilities/pgfutil-latex.def +\pgfutil@abb=\box27 + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/ms/everyshi.sty +Package: everyshi 2001/05/15 v3.00 EveryShipout Package (MS) +)) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/utilities/pgfrcs.code.tex +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/pgf.revision.tex) +Package: pgfrcs 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +)) +Package: pgf 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/pgf/basiclayer/pgfcore.sty +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/graphics/graphicx.sty +Package: graphicx 2017/06/01 v1.1a Enhanced LaTeX Graphics (DPC,SPQR) + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/graphics/graphics.sty +Package: graphics 2019/10/08 v1.3c Standard LaTeX Graphics (DPC,SPQR) + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/graphics/trig.sty +Package: trig 2016/01/03 v1.10 sin cos tan (DPC) +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/graphics-cfg/graphics.cfg +File: graphics.cfg 2016/06/04 v1.11 sample graphics configuration +) +Package graphics Info: Driver file: xetex.def on input line 105. + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/graphics-def/xetex.def +File: xetex.def 2017/06/24 v5.0h Graphics/color driver for xetex +)) +\Gin@req@height=\dimen105 +\Gin@req@width=\dimen106 +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/pgf/systemlayer/pgfsys.sty +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/systemlayer/pgfsys.code.tex +Package: pgfsys 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/utilities/pgfkeys.code.tex +\pgfkeys@pathtoks=\toks17 +\pgfkeys@temptoks=\toks18 + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/utilities/pgfkeysfiltered.code.tex +\pgfkeys@tmptoks=\toks19 +)) +\pgf@x=\dimen107 +\pgf@y=\dimen108 +\pgf@xa=\dimen109 +\pgf@ya=\dimen110 +\pgf@xb=\dimen111 +\pgf@yb=\dimen112 +\pgf@xc=\dimen113 +\pgf@yc=\dimen114 +\pgf@xd=\dimen115 +\pgf@yd=\dimen116 +\w@pgf@writea=\write3 +\r@pgf@reada=\read1 +\c@pgf@counta=\count91 +\c@pgf@countb=\count92 +\c@pgf@countc=\count93 +\c@pgf@countd=\count94 +\t@pgf@toka=\toks20 +\t@pgf@tokb=\toks21 +\t@pgf@tokc=\toks22 +\pgf@sys@id@count=\count95 + (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/systemlayer/pgf.cfg +File: pgf.cfg 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +) +Driver file for pgf: pgfsys-xetex.def + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/systemlayer/pgfsys-xetex.def +File: pgfsys-xetex.def 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/systemlayer/pgfsys-dvipdfmx.def +File: pgfsys-dvipdfmx.def 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/systemlayer/pgfsys-common-pdf.def +File: pgfsys-common-pdf.def 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +) +\pgfsys@objnum=\count96 +))) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/systemlayer/pgfsyssoftpath.code.tex +File: pgfsyssoftpath.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +\pgfsyssoftpath@smallbuffer@items=\count97 +\pgfsyssoftpath@bigbuffer@items=\count98 +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/systemlayer/pgfsysprotocol.code.tex +File: pgfsysprotocol.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +)) (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/xcolor/xcolor.sty +Package: xcolor 2016/05/11 v2.12 LaTeX color extensions (UK) + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/graphics-cfg/color.cfg +File: color.cfg 2016/01/02 v1.6 sample color configuration +) +Package xcolor Info: Driver file: xetex.def on input line 225. +Package xcolor Info: Model `cmy' substituted by `cmy0' on input line 1348. +Package xcolor Info: Model `RGB' extended on input line 1364. +Package xcolor Info: Model `HTML' substituted by `rgb' on input line 1366. +Package xcolor Info: Model `Hsb' substituted by `hsb' on input line 1367. +Package xcolor Info: Model `tHsb' substituted by `hsb' on input line 1368. +Package xcolor Info: Model `HSB' substituted by `hsb' on input line 1369. +Package xcolor Info: Model `Gray' substituted by `gray' on input line 1370. +Package xcolor Info: Model `wave' substituted by `hsb' on input line 1371. +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/basiclayer/pgfcore.code.tex +Package: pgfcore 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/math/pgfmath.code.tex +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/math/pgfmathcalc.code.tex +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/math/pgfmathutil.code.tex) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/math/pgfmathparser.code.tex +\pgfmath@dimen=\dimen117 +\pgfmath@count=\count99 +\pgfmath@box=\box28 +\pgfmath@toks=\toks23 +\pgfmath@stack@operand=\toks24 +\pgfmath@stack@operation=\toks25 +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/math/pgfmathfunctions.code.tex +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/math/pgfmathfunctions.basic.code.te +x) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/math/pgfmathfunctions.trigonometric +.code.tex) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/math/pgfmathfunctions.random.code.t +ex) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/math/pgfmathfunctions.comparison.co +de.tex) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/math/pgfmathfunctions.base.code.tex +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/math/pgfmathfunctions.round.code.te +x) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/math/pgfmathfunctions.misc.code.tex +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/math/pgfmathfunctions.integerarithm +etics.code.tex))) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/math/pgfmathfloat.code.tex +\c@pgfmathroundto@lastzeros=\count100 +)) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/math/pgfint.code.tex) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/basiclayer/pgfcorepoints.code.tex +File: pgfcorepoints.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +\pgf@picminx=\dimen118 +\pgf@picmaxx=\dimen119 +\pgf@picminy=\dimen120 +\pgf@picmaxy=\dimen121 +\pgf@pathminx=\dimen122 +\pgf@pathmaxx=\dimen123 +\pgf@pathminy=\dimen124 +\pgf@pathmaxy=\dimen125 +\pgf@xx=\dimen126 +\pgf@xy=\dimen127 +\pgf@yx=\dimen128 +\pgf@yy=\dimen129 +\pgf@zx=\dimen130 +\pgf@zy=\dimen131 +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/basiclayer/pgfcorepathconstruct.cod +e.tex +File: pgfcorepathconstruct.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +\pgf@path@lastx=\dimen132 +\pgf@path@lasty=\dimen133 +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/basiclayer/pgfcorepathusage.code.te +x +File: pgfcorepathusage.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +\pgf@shorten@end@additional=\dimen134 +\pgf@shorten@start@additional=\dimen135 +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/basiclayer/pgfcorescopes.code.tex +File: pgfcorescopes.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +\pgfpic=\box29 +\pgf@hbox=\box30 +\pgf@layerbox@main=\box31 +\pgf@picture@serial@count=\count101 +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/basiclayer/pgfcoregraphicstate.code +.tex +File: pgfcoregraphicstate.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +\pgflinewidth=\dimen136 +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/basiclayer/pgfcoretransformations.c +ode.tex +File: pgfcoretransformations.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +\pgf@pt@x=\dimen137 +\pgf@pt@y=\dimen138 +\pgf@pt@temp=\dimen139 +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/basiclayer/pgfcorequick.code.tex +File: pgfcorequick.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/basiclayer/pgfcoreobjects.code.tex +File: pgfcoreobjects.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/basiclayer/pgfcorepathprocessing.co +de.tex +File: pgfcorepathprocessing.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/basiclayer/pgfcorearrows.code.tex +File: pgfcorearrows.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +\pgfarrowsep=\dimen140 +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/basiclayer/pgfcoreshade.code.tex +File: pgfcoreshade.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +\pgf@max=\dimen141 +\pgf@sys@shading@range@num=\count102 +\pgf@shadingcount=\count103 +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/basiclayer/pgfcoreimage.code.tex +File: pgfcoreimage.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/basiclayer/pgfcoreexternal.code.tex +File: pgfcoreexternal.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +\pgfexternal@startupbox=\box32 +)) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/basiclayer/pgfcorelayers.code.tex +File: pgfcorelayers.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/basiclayer/pgfcoretransparency.code +.tex +File: pgfcoretransparency.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/basiclayer/pgfcorepatterns.code.tex +File: pgfcorepatterns.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +) (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/basiclayer/pgfcorerdf.code.tex +File: pgfcorerdf.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +))) (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/modules/pgfmoduleshapes.code.te +x +File: pgfmoduleshapes.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +\pgfnodeparttextbox=\box33 +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/modules/pgfmoduleplot.code.tex +File: pgfmoduleplot.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/pgf/compatibility/pgfcomp-version-0-65.st +y +Package: pgfcomp-version-0-65 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +\pgf@nodesepstart=\dimen142 +\pgf@nodesepend=\dimen143 +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/pgf/compatibility/pgfcomp-version-1-18.st +y +Package: pgfcomp-version-1-18 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +)) (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/pgf/utilities/pgffor.sty +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/pgf/utilities/pgfkeys.sty +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/utilities/pgfkeys.code.tex)) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/pgf/math/pgfmath.sty +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/math/pgfmath.code.tex)) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/utilities/pgffor.code.tex +Package: pgffor 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/math/pgfmath.code.tex) +\pgffor@iter=\dimen144 +\pgffor@skip=\dimen145 +\pgffor@stack=\toks26 +\pgffor@toks=\toks27 +)) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/frontendlayer/tikz/tikz.code.tex +Package: tikz 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/libraries/pgflibraryplothandlers.co +de.tex +File: pgflibraryplothandlers.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +\pgf@plot@mark@count=\count104 +\pgfplotmarksize=\dimen146 +) +\tikz@lastx=\dimen147 +\tikz@lasty=\dimen148 +\tikz@lastxsaved=\dimen149 +\tikz@lastysaved=\dimen150 +\tikz@lastmovetox=\dimen151 +\tikz@lastmovetoy=\dimen152 +\tikzleveldistance=\dimen153 +\tikzsiblingdistance=\dimen154 +\tikz@figbox=\box34 +\tikz@figbox@bg=\box35 +\tikz@tempbox=\box36 +\tikz@tempbox@bg=\box37 +\tikztreelevel=\count105 +\tikznumberofchildren=\count106 +\tikznumberofcurrentchild=\count107 +\tikz@fig@count=\count108 + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/modules/pgfmodulematrix.code.tex +File: pgfmodulematrix.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +\pgfmatrixcurrentrow=\count109 +\pgfmatrixcurrentcolumn=\count110 +\pgf@matrix@numberofcolumns=\count111 +) +\tikz@expandcount=\count112 + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/frontendlayer/tikz/libraries/tikzli +brarytopaths.code.tex +File: tikzlibrarytopaths.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +))) +\sa@box=\box38 +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/amsmath/amsmath.sty +Package: amsmath 2019/04/01 v2.17c AMS math features +\@mathmargin=\skip43 + +For additional information on amsmath, use the `?' option. +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/amsmath/amstext.sty +Package: amstext 2000/06/29 v2.01 AMS text + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/amsmath/amsgen.sty +File: amsgen.sty 1999/11/30 v2.0 generic functions +\@emptytoks=\toks28 +\ex@=\dimen155 +)) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/amsmath/amsbsy.sty +Package: amsbsy 1999/11/29 v1.2d Bold Symbols +\pmbraise@=\dimen156 +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/amsmath/amsopn.sty +Package: amsopn 2016/03/08 v2.02 operator names +) +\inf@bad=\count113 +LaTeX Info: Redefining \frac on input line 227. +\uproot@=\count114 +\leftroot@=\count115 +LaTeX Info: Redefining \overline on input line 389. +\classnum@=\count116 +\DOTSCASE@=\count117 +LaTeX Info: Redefining \ldots on input line 486. +LaTeX Info: Redefining \dots on input line 489. +LaTeX Info: Redefining \cdots on input line 610. +\Mathstrutbox@=\box39 +\strutbox@=\box40 +\big@size=\dimen157 +LaTeX Font Info: Redeclaring font encoding OML on input line 733. +LaTeX Font Info: Redeclaring font encoding OMS on input line 734. +\macc@depth=\count118 +\c@MaxMatrixCols=\count119 +\dotsspace@=\muskip10 +\c@parentequation=\count120 +\dspbrk@lvl=\count121 +\tag@help=\toks29 +\row@=\count122 +\column@=\count123 +\maxfields@=\count124 +\andhelp@=\toks30 +\eqnshift@=\dimen158 +\alignsep@=\dimen159 +\tagshift@=\dimen160 +\tagwidth@=\dimen161 +\totwidth@=\dimen162 +\lineht@=\dimen163 +\@envbody=\toks31 +\multlinegap=\skip44 +\multlinetaggap=\skip45 +\mathdisplay@stack=\toks32 +LaTeX Info: Redefining \[ on input line 2855. +LaTeX Info: Redefining \] on input line 2856. +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/psnfss/times.sty +Package: times 2005/04/12 PSNFSS-v9.2a (SPQR) +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/txfonts/txfonts.sty +Package: txfonts 2008/01/22 v3.2.1 +LaTeX Font Info: Redeclaring symbol font `operators' on input line 21. +LaTeX Font Info: Overwriting symbol font `operators' in version `normal' +(Font) OT1/cmr/m/n --> OT1/txr/m/n on input line 21. +LaTeX Font Info: Overwriting symbol font `operators' in version `bold' +(Font) OT1/cmr/bx/n --> OT1/txr/m/n on input line 21. +LaTeX Font Info: Overwriting symbol font `operators' in version `bold' +(Font) OT1/txr/m/n --> OT1/txr/bx/n on input line 22. +\symitalic=\mathgroup4 +LaTeX Font Info: Overwriting symbol font `italic' in version `bold' +(Font) OT1/txr/m/it --> OT1/txr/bx/it on input line 26. +LaTeX Font Info: Redeclaring math alphabet \mathbf on input line 29. +LaTeX Font Info: Overwriting math alphabet `\mathbf' in version `normal' +(Font) OT1/cmr/bx/n --> OT1/txr/bx/n on input line 29. +LaTeX Font Info: Overwriting math alphabet `\mathbf' in version `bold' +(Font) OT1/cmr/bx/n --> OT1/txr/bx/n on input line 29. +LaTeX Font Info: Redeclaring math alphabet \mathit on input line 30. +LaTeX Font Info: Overwriting math alphabet `\mathit' in version `normal' +(Font) OT1/cmr/m/it --> OT1/txr/m/it on input line 30. +LaTeX Font Info: Overwriting math alphabet `\mathit' in version `bold' +(Font) OT1/cmr/bx/it --> OT1/txr/m/it on input line 30. +LaTeX Font Info: Overwriting math alphabet `\mathit' in version `bold' +(Font) OT1/txr/m/it --> OT1/txr/bx/it on input line 31. +LaTeX Font Info: Redeclaring math alphabet \mathsf on input line 40. +LaTeX Font Info: Overwriting math alphabet `\mathsf' in version `normal' +(Font) OT1/cmss/m/n --> OT1/txss/m/n on input line 40. +LaTeX Font Info: Overwriting math alphabet `\mathsf' in version `bold' +(Font) OT1/cmss/bx/n --> OT1/txss/m/n on input line 40. +LaTeX Font Info: Overwriting math alphabet `\mathsf' in version `bold' +(Font) OT1/txss/m/n --> OT1/txss/b/n on input line 41. +LaTeX Font Info: Redeclaring math alphabet \mathtt on input line 50. +LaTeX Font Info: Overwriting math alphabet `\mathtt' in version `normal' +(Font) OT1/cmtt/m/n --> OT1/txtt/m/n on input line 50. +LaTeX Font Info: Overwriting math alphabet `\mathtt' in version `bold' +(Font) OT1/cmtt/m/n --> OT1/txtt/m/n on input line 50. +LaTeX Font Info: Overwriting math alphabet `\mathtt' in version `bold' +(Font) OT1/txtt/m/n --> OT1/txtt/b/n on input line 51. +LaTeX Font Info: Redeclaring symbol font `letters' on input line 58. +LaTeX Font Info: Overwriting symbol font `letters' in version `normal' +(Font) OML/cmm/m/it --> OML/txmi/m/it on input line 58. +LaTeX Font Info: Overwriting symbol font `letters' in version `bold' +(Font) OML/cmm/b/it --> OML/txmi/m/it on input line 58. +LaTeX Font Info: Overwriting symbol font `letters' in version `bold' +(Font) OML/txmi/m/it --> OML/txmi/bx/it on input line 59. +\symlettersA=\mathgroup5 +LaTeX Font Info: Overwriting symbol font `lettersA' in version `bold' +(Font) U/txmia/m/it --> U/txmia/bx/it on input line 67. +LaTeX Font Info: Redeclaring symbol font `symbols' on input line 77. +LaTeX Font Info: Overwriting symbol font `symbols' in version `normal' +(Font) OMS/cmsy/m/n --> OMS/txsy/m/n on input line 77. +LaTeX Font Info: Overwriting symbol font `symbols' in version `bold' +(Font) OMS/cmsy/b/n --> OMS/txsy/m/n on input line 77. +LaTeX Font Info: Overwriting symbol font `symbols' in version `bold' +(Font) OMS/txsy/m/n --> OMS/txsy/bx/n on input line 78. +\symAMSa=\mathgroup6 +LaTeX Font Info: Overwriting symbol font `AMSa' in version `bold' +(Font) U/txsya/m/n --> U/txsya/bx/n on input line 94. +\symAMSb=\mathgroup7 +LaTeX Font Info: Overwriting symbol font `AMSb' in version `bold' +(Font) U/txsyb/m/n --> U/txsyb/bx/n on input line 103. +\symsymbolsC=\mathgroup8 +LaTeX Font Info: Overwriting symbol font `symbolsC' in version `bold' +(Font) U/txsyc/m/n --> U/txsyc/bx/n on input line 113. +LaTeX Font Info: Redeclaring symbol font `largesymbols' on input line 120. +LaTeX Font Info: Overwriting symbol font `largesymbols' in version `normal' +(Font) OMX/cmex/m/n --> OMX/txex/m/n on input line 120. +LaTeX Font Info: Overwriting symbol font `largesymbols' in version `bold' +(Font) OMX/cmex/m/n --> OMX/txex/m/n on input line 120. +LaTeX Font Info: Overwriting symbol font `largesymbols' in version `bold' +(Font) OMX/txex/m/n --> OMX/txex/bx/n on input line 121. +\symlargesymbolsA=\mathgroup9 +LaTeX Font Info: Overwriting symbol font `largesymbolsA' in version `bold' +(Font) U/txexa/m/n --> U/txexa/bx/n on input line 129. +LaTeX Font Info: Redeclaring math symbol \mathsterling on input line 164. +LaTeX Font Info: Redeclaring math symbol \hbar on input line 591. +LaTeX Info: Redefining \not on input line 1043. +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/pgfplots/pgfplots.sty +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgfplots/pgfplots.revision.tex) +Package: pgfplots 2018/03/28 v1.16 Data Visualization (1.16) + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgfplots/pgfplots.code.tex +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgfplots/pgfplotscore.code.tex +\t@pgfplots@toka=\toks33 +\t@pgfplots@tokb=\toks34 +\t@pgfplots@tokc=\toks35 +\pgfplots@tmpa=\dimen164 +\c@pgfplots@coordindex=\count125 +\c@pgfplots@scanlineindex=\count126 + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgfplots/sys/pgfplotssysgeneric.code.te +x)) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgfplots/libs/pgfplotslibrary.code.tex) + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgfplots/oldpgfcompatib/pgfplotsoldpgfs +upp_loader.code.tex +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/libraries/pgflibraryfpu.code.tex)) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgfplots/util/pgfplotsutil.code.tex +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgfplots/liststructure/pgfplotsliststru +cture.code.tex) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgfplots/liststructure/pgfplotsliststru +ctureext.code.tex) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgfplots/liststructure/pgfplotsarray.co +de.tex +\c@pgfplotsarray@tmp=\count127 +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgfplots/liststructure/pgfplotsmatrix.c +ode.tex) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgfplots/numtable/pgfplotstableshared.c +ode.tex +\c@pgfplotstable@counta=\count128 +\t@pgfplotstable@a=\toks36 +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgfplots/liststructure/pgfplotsdeque.co +de.tex) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgfplots/util/pgfplotsbinary.code.tex +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgfplots/util/pgfplotsbinary.data.code. +tex)) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgfplots/util/pgfplotsutil.verb.code.te +x) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgfplots/libs/pgflibrarypgfplots.surfsh +ading.code.tex +\c@pgfplotslibrarysurf@no=\count129 + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgfplots/sys/pgflibrarypgfplots.surfsha +ding.pgfsys-xetex.def +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgfplots/sys/pgflibrarypgfplots.surfsha +ding.pgfsys-dvipdfmx.def +\c@pgfplotslibrarysurf@streamlen=\count130 +)))) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgfplots/util/pgfplotscolormap.code.tex +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgfplots/util/pgfplotscolor.code.tex)) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgfplots/pgfplotsstackedplots.code.tex) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgfplots/pgfplotsplothandlers.code.tex +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgfplots/pgfplotsmeshplothandler.code.t +ex +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgfplots/pgfplotsmeshplotimage.code.tex +))) (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgfplots/pgfplots.scaling.code.tex) + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgfplots/pgfplotscoordprocessing.code.t +ex) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgfplots/pgfplots.errorbars.code.tex) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgfplots/pgfplots.markers.code.tex) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgfplots/pgfplotsticks.code.tex) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgfplots/pgfplots.paths.code.tex) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/frontendlayer/tikz/libraries/tikzli +brarydecorations.code.tex +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/modules/pgfmoduledecorations.code.t +ex +\pgfdecoratedcompleteddistance=\dimen165 +\pgfdecoratedremainingdistance=\dimen166 +\pgfdecoratedinputsegmentcompleteddistance=\dimen167 +\pgfdecoratedinputsegmentremainingdistance=\dimen168 +\pgf@decorate@distancetomove=\dimen169 +\pgf@decorate@repeatstate=\count131 +\pgfdecorationsegmentamplitude=\dimen170 +\pgfdecorationsegmentlength=\dimen171 +) +\tikz@lib@dec@box=\box41 +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/frontendlayer/tikz/libraries/tikzli +brarydecorations.pathmorphing.code.tex +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/libraries/decorations/pgflibrarydec +orations.pathmorphing.code.tex)) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/frontendlayer/tikz/libraries/tikzli +brarydecorations.pathreplacing.code.tex +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/libraries/decorations/pgflibrarydec +orations.pathreplacing.code.tex)) +\pgfplots@numplots=\count132 +\pgfplots@xmin@reg=\dimen172 +\pgfplots@xmax@reg=\dimen173 +\pgfplots@ymin@reg=\dimen174 +\pgfplots@ymax@reg=\dimen175 +\pgfplots@zmin@reg=\dimen176 +\pgfplots@zmax@reg=\dimen177 +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/frontendlayer/tikz/libraries/tikzli +braryplotmarks.code.tex +File: tikzlibraryplotmarks.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/libraries/pgflibraryplotmarks.code. +tex +File: pgflibraryplotmarks.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +))) (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/csvsimple/csvsimple.sty +Package: csvsimple 2019/04/09 version 1.21 LaTeX CSV file processing + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/base/ifthen.sty +Package: ifthen 2014/09/29 v1.1c Standard LaTeX ifthen package (DPC) +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/etoolbox/etoolbox.sty +Package: etoolbox 2019/09/21 v2.5h e-TeX tools for LaTeX (JAW) +\etb@tempcnta=\count133 +) +\csv@file=\read2 +\c@csvinputline=\count134 +\c@csvrow=\count135 +\c@csvcol=\count136 +\csv@out=\write4 +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/frontendlayer/tikz/libraries/tikzli +braryarrows.code.tex +File: tikzlibraryarrows.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/libraries/pgflibraryarrows.code.tex +File: pgflibraryarrows.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +\arrowsize=\dimen178 +)) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/frontendlayer/tikz/libraries/tikzli +braryintersections.code.tex +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/libraries/pgflibraryintersections.c +ode.tex +\pgf@intersect@solutions=\count137 +)) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/frontendlayer/tikz/libraries/tikzli +brarymath.code.tex +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/frontendlayer/tikz/libraries/tikzli +braryfpu.code.tex) +\tikz@math@for@depth=\count138 +\tikz@math@dimen=\dimen179 +\tikz@math@toks=\toks37 +) (./polynom2.aux) +\openout1 = `polynom2.aux'. + +LaTeX Font Info: Checking defaults for OML/txmi/m/it on input line 11. +LaTeX Font Info: Trying to load font information for OML+txmi on input line +11. + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/txfonts/omltxmi.fd +File: omltxmi.fd 2000/12/15 v3.1 +) +LaTeX Font Info: ... okay on input line 11. +LaTeX Font Info: Checking defaults for T1/cmr/m/n on input line 11. +LaTeX Font Info: ... okay on input line 11. +LaTeX Font Info: Checking defaults for OT1/cmr/m/n on input line 11. +LaTeX Font Info: ... okay on input line 11. +LaTeX Font Info: Checking defaults for OMS/txsy/m/n on input line 11. +LaTeX Font Info: Trying to load font information for OMS+txsy on input line +11. + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/txfonts/omstxsy.fd +File: omstxsy.fd 2000/12/15 v3.1 +) +LaTeX Font Info: ... okay on input line 11. +LaTeX Font Info: Checking defaults for TU/lmr/m/n on input line 11. +LaTeX Font Info: ... okay on input line 11. +LaTeX Font Info: Checking defaults for OMX/txex/m/n on input line 11. +LaTeX Font Info: Trying to load font information for OMX+txex on input line +11. + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/txfonts/omxtxex.fd +File: omxtxex.fd 2000/12/15 v3.1 +) +LaTeX Font Info: ... okay on input line 11. +LaTeX Font Info: Checking defaults for U/txexa/m/n on input line 11. +LaTeX Font Info: Trying to load font information for U+txexa on input line 1 +1. + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/txfonts/utxexa.fd +File: utxexa.fd 2000/12/15 v3.1 +) +LaTeX Font Info: ... okay on input line 11. +LaTeX Font Info: Trying to load font information for TU+txr on input line 11 +. +LaTeX Font Info: No file TUtxr.fd. on input line 11. + + +LaTeX Font Warning: Font shape `TU/txr/m/n' undefined +(Font) using `TU/lmr/m/n' instead on input line 11. + +ABD: EveryShipout initializing macros + +Package pgfplots Warning: running in backwards compatibility mode (unsuitable t +ick labels; missing features). Consider writing \pgfplotsset{compat=1.16} into +your preamble. + on input line 11. + +LaTeX Font Info: Trying to load font information for OT1+txr on input line 2 +6. +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/txfonts/ot1txr.fd +File: ot1txr.fd 2000/12/15 v3.1 +) +LaTeX Font Info: Trying to load font information for U+txmia on input line 2 +6. + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/txfonts/utxmia.fd +File: utxmia.fd 2000/12/15 v3.1 +) +LaTeX Font Info: Trying to load font information for U+txsya on input line 2 +6. + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/txfonts/utxsya.fd +File: utxsya.fd 2000/12/15 v3.1 +) +LaTeX Font Info: Trying to load font information for U+txsyb on input line 2 +6. + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/txfonts/utxsyb.fd +File: utxsyb.fd 2000/12/15 v3.1 +) +LaTeX Font Info: Trying to load font information for U+txsyc on input line 2 +6. + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/txfonts/utxsyc.fd +File: utxsyc.fd 2000/12/15 v3.1 +) [1 + +] (./polynom2.aux) + +LaTeX Font Warning: Some font shapes were not available, defaults substituted. + + ) +Here is how much of TeX's memory you used: + 25292 strings out of 492483 + 638772 string characters out of 6132858 + 794987 words of memory out of 5000000 + 29364 multiletter control sequences out of 15000+600000 + 13575 words of font info for 45 fonts, out of 8000000 for 9000 + 1348 hyphenation exceptions out of 8191 + 68i,6n,98p,840b,724s stack positions out of 5000i,500n,10000p,200000b,80000s + +Output written on polynom2.pdf (1 page). diff --git a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/polynom2.pdf b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/polynom2.pdf new file mode 100644 index 0000000..05f4ba0 Binary files /dev/null and b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/polynom2.pdf differ diff --git a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/polynom2.synctex.gz b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/polynom2.synctex.gz new file mode 100644 index 0000000..24859aa Binary files /dev/null and b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/polynom2.synctex.gz differ diff --git a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/polynom2.tex b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/polynom2.tex new file mode 100644 index 0000000..aa792ce --- /dev/null +++ b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/images/polynom2.tex @@ -0,0 +1,57 @@ +% polynome2 +%------------------- +\documentclass[tikz]{standalone} +\usepackage{amsmath} +\usepackage{times} +\usepackage{txfonts} +\usepackage{pgfplots} +\usepackage{csvsimple} +\usetikzlibrary{arrows,intersections,math} +\newcommand{\teiler}{40} +\begin{document} + %Übertragen von den Zahlen + %\textcolor{blue}{2}, \textcolor{blue}{1}, \textcolor{blue}{5} + %als $ p(x) = \textcolor{blue}{2}x^2 + \textcolor{blue}{1}x + \textcolor{blue}{5} $.\newline + %Versende $ (p(1),p(2),...,p(7)) = (\textcolor{green}{8}, + % \textcolor{green}{15}, \textcolor{green}{26}, + % \textcolor{green}{ 41}, \textcolor{green}{60}, + % \textcolor{green}{83}, \textcolor{green}{110})$ + + + \begin{tikzpicture}[>=latex,thick] + + \draw[color=blue, line width=1.4pt] + plot[domain=0:8, samples=100] + ({\x},{(2*\x^2+1*\x+5)/\teiler}); + \draw[->] (-0.2,0) -- (8,0) coordinate[label={$x$}]; + \draw[->] (0,-0.2) -- (0,150/\teiler) coordinate[label={right:$p(x)$}]; + \def\punkt#1{ + \fill[color=green] #1 circle[radius=0.08]; + \draw #1 circle[radius=0.07]; + } + \punkt{(1,8/\teiler)} + %\punkt{(2,15/\teiler)} + %\punkt{(3,26/\teiler)} + \punkt{(4,41/\teiler)} + \punkt{(5,60/\teiler)} + \punkt{(6,83/\teiler)} + \punkt{(7,110/\teiler)} + \draw[color=gray,line width=1pt,dashed] + plot[domain=0.5:7, samples=100] + ({\x},{(0.1958*\x^2-1.2875*\x+3.0417)}); + \def\erpunkt#1{ + \fill[color=red] #1 circle[radius=0.08]; + \draw #1 circle[radius=0.07]; + } + \erpunkt{(2,50/\teiler)} + \erpunkt{(3,0.9414)} + + + \draw(0,100/\teiler) -- (-0.1,100/\teiler) coordinate[label={left:$100$}]; + \draw(1,0) -- (1,-0.1) 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fff632d..6294c05 100644 --- a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.aux +++ b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.aux @@ -22,10 +22,10 @@ \@writefile{nav}{\headcommand {\slideentry {0}{0}{1}{1/1}{}{0}}} \@writefile{nav}{\headcommand {\beamer@framepages {1}{1}}} \HyPL@Entry{1<>} -\@writefile{toc}{\beamer@sectionintoc {1}{Introduction}{2}{0}{1}} +\@writefile{toc}{\beamer@sectionintoc {1}{Einführung}{2}{0}{1}} \@writefile{nav}{\headcommand {\beamer@sectionpages {1}{1}}} \@writefile{nav}{\headcommand {\beamer@subsectionpages {1}{1}}} -\@writefile{nav}{\headcommand {\sectionentry {1}{Introduction}{2}{Introduction}{0}}} +\@writefile{nav}{\headcommand {\sectionentry {1}{Einführung}{2}{Einführung}{0}}} \@writefile{nav}{\headcommand {\slideentry {1}{0}{1}{2/2}{}{0}}} \@writefile{nav}{\headcommand {\beamer@framepages {2}{2}}} \HyPL@Entry{2<>} @@ -34,8 +34,33 @@ \HyPL@Entry{9<>} \@writefile{nav}{\headcommand {\slideentry {1}{0}{3}{10/11}{}{0}}} \@writefile{nav}{\headcommand 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+\@writefile{nav}{\headcommand {\beamer@documentpages {17}}} +\@writefile{nav}{\headcommand {\gdef \inserttotalframenumber {9}}} diff --git a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.log b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.log index 824b9b5..342b031 100644 --- a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.log +++ b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.log @@ -1,4 +1,4 @@ -This is XeTeX, Version 3.14159265-2.6-0.999991 (TeX Live 2019/W32TeX) (preloaded format=xelatex 2019.10.25) 21 APR 2021 12:30 +This is XeTeX, Version 3.14159265-2.6-0.999991 (TeX Live 2019/W32TeX) (preloaded format=xelatex 2019.10.25) 21 APR 2021 17:27 entering extended mode restricted \write18 enabled. %&-line parsing enabled. @@ -972,13 +972,61 @@ Package hyperref Warning: Option `pdfsubject' has already been used, [1 -] [2 +] +LaTeX Font Info: Trying to load font information for OT1+lmss on input line +31. + (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/lm/ot1lmss.fd +File: ot1lmss.fd 2009/10/30 v1.6 Font defs for Latin Modern +) +LaTeX Font Info: Trying to load font information for OML+lmm on input line 3 +1. + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/lm/omllmm.fd +File: omllmm.fd 2009/10/30 v1.6 Font defs for Latin Modern +) +LaTeX Font Info: Trying to load font information for OMS+lmsy on input line +31. + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/lm/omslmsy.fd +File: omslmsy.fd 2009/10/30 v1.6 Font defs for Latin Modern +) +LaTeX Font Info: Trying to load font information for OMX+lmex on input line +31. + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/lm/omxlmex.fd +File: omxlmex.fd 2009/10/30 v1.6 Font defs for Latin Modern +) +LaTeX Font Info: External font `lmex10' loaded for size +(Font) <10.95> on input line 31. +LaTeX Font Info: External font `lmex10' loaded for size +(Font) <8> on input line 31. +LaTeX Font Info: External font `lmex10' loaded for size +(Font) <6> on input line 31. +LaTeX Font Info: Trying to load font information for U+msa on input line 31. + + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/amsfonts/umsa.fd +File: umsa.fd 2013/01/14 v3.01 AMS symbols A +) +LaTeX Font Info: Trying to load font information for U+msb on input line 31. + + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/amsfonts/umsb.fd +File: umsb.fd 2013/01/14 v3.01 AMS symbols B +) +LaTeX Font Info: Font shape `T1/lmss/m/it' in size <10.95> not available +(Font) Font shape `T1/lmss/m/sl' tried instead on input line 31. +LaTeX Font Info: Font shape `T1/lmss/m/it' in size <8> not available +(Font) Font shape `T1/lmss/m/sl' tried instead on input line 31. +LaTeX Font Info: Font shape `T1/lmss/m/it' in size <6> not available +(Font) Font shape `T1/lmss/m/sl' tried instead on input line 31. + [2 ] File: images/fig1.pdf Graphic file (type pdf) -Overfull \vbox (14.63716pt too high) detected at line 52 +Overfull \vbox (14.63716pt too high) detected at line 57 [] [3 @@ -987,7 +1035,7 @@ Overfull \vbox (14.63716pt too high) detected at line 52 File: images/fig2.pdf Graphic file (type pdf) -Overfull \vbox (14.63716pt too high) detected at line 52 +Overfull \vbox (14.63716pt too high) detected at line 57 [] [4 @@ -996,7 +1044,7 @@ Overfull \vbox (14.63716pt too high) detected at line 52 File: images/fig3.pdf Graphic file (type pdf) -Overfull \vbox (14.63716pt too high) detected at line 52 +Overfull \vbox (14.63716pt too high) detected at line 57 [] [5 @@ -1005,7 +1053,7 @@ Overfull \vbox (14.63716pt too high) detected at line 52 File: images/fig4.pdf Graphic file (type pdf) -Overfull \vbox (14.63716pt too high) detected at line 52 +Overfull \vbox (14.63716pt too high) detected at line 57 [] [6 @@ -1014,7 +1062,7 @@ Overfull \vbox (14.63716pt too high) detected at line 52 File: images/fig5.pdf Graphic file (type pdf) -Overfull \vbox (14.63716pt too high) detected at line 52 +Overfull \vbox (14.63716pt too high) detected at line 57 [] [7 @@ -1023,7 +1071,7 @@ Overfull \vbox (14.63716pt too high) detected at line 52 File: images/fig6.pdf Graphic file (type pdf) -Overfull \vbox (14.63716pt too high) detected at line 52 +Overfull \vbox (14.63716pt too high) detected at line 57 [] [8 @@ -1032,67 +1080,32 @@ Overfull \vbox (14.63716pt too high) detected at line 52 File: images/fig7.pdf Graphic file (type pdf) -Overfull \vbox (14.63716pt too high) detected at line 52 +Overfull \vbox (14.63716pt too high) detected at line 57 [] [9 -] -LaTeX Font Info: Trying to load font information for OT1+lmss on input line -66. - (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/lm/ot1lmss.fd -File: ot1lmss.fd 2009/10/30 v1.6 Font defs for Latin Modern -) -LaTeX Font Info: Trying to load font information for OML+lmm on input line 6 -6. - -(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/lm/omllmm.fd -File: omllmm.fd 2009/10/30 v1.6 Font defs for Latin Modern -) -LaTeX Font Info: Trying to load font information for OMS+lmsy on input line -66. - -(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/lm/omslmsy.fd -File: omslmsy.fd 2009/10/30 v1.6 Font defs for Latin Modern -) -LaTeX Font Info: Trying to load font information for OMX+lmex on input line -66. - -(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/lm/omxlmex.fd -File: omxlmex.fd 2009/10/30 v1.6 Font defs for Latin Modern -) -LaTeX Font Info: External font `lmex10' loaded for size -(Font) <10.95> on input line 66. -LaTeX Font Info: External font `lmex10' loaded for size -(Font) <8> on input line 66. -LaTeX Font Info: External font `lmex10' loaded for size -(Font) <6> on input line 66. -LaTeX Font Info: Trying to load font information for U+msa on input line 66. +] [10 +] [11 -(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/amsfonts/umsa.fd -File: umsa.fd 2013/01/14 v3.01 AMS symbols A -) -LaTeX Font Info: Trying to load font information for U+msb on input line 66. +] [12 +] [13 -(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/amsfonts/umsb.fd -File: umsb.fd 2013/01/14 v3.01 AMS symbols B -) -LaTeX Font Info: Font shape `T1/lmss/m/it' in size <10.95> not available -(Font) Font shape `T1/lmss/m/sl' tried instead on input line 66. -LaTeX Font Info: Font shape `T1/lmss/m/it' in size <8> not available -(Font) Font shape `T1/lmss/m/sl' tried instead on input line 66. -LaTeX Font Info: Font shape `T1/lmss/m/it' in size <6> not available -(Font) Font shape `T1/lmss/m/sl' tried instead on input line 66. +] File: images/polynom1.pdf Graphic file (type pdf) - [10 + [14 ] File: images/polynom2.pdf Graphic file (type pdf) - [11 + [15 + +] [16 + +] [17 ] \tf@nav=\write6 @@ -1104,21 +1117,21 @@ File: images/polynom2.pdf Graphic file (type pdf) \tf@snm=\write8 \openout8 = `RS.snm'. -Package atveryend Info: Empty hook `BeforeClearDocument' on input line 68. -Package atveryend Info: Empty hook `AfterLastShipout' on input line 68. +Package atveryend Info: Empty hook `BeforeClearDocument' on input line 154. +Package atveryend Info: Empty hook `AfterLastShipout' on input line 154. (./RS.aux) -Package atveryend Info: Empty hook `AtVeryEndDocument' on input line 68. -Package atveryend Info: Executing hook `AtEndAfterFileList' on input line 68. +Package atveryend Info: Empty hook `AtVeryEndDocument' on input line 154. +Package atveryend Info: Executing hook `AtEndAfterFileList' on input line 154. Package rerunfilecheck Info: File `RS.out' has not changed. -(rerunfilecheck) Checksum: 4CA0FF56E3EE124326A4720E136735D1. +(rerunfilecheck) Checksum: 488F938CBAD5E8FAC29F906360775E5F. ) Here is how much of TeX's memory you used: - 24329 strings out of 492483 - 450480 string characters out of 6132858 - 528380 words of memory out of 5000000 - 28307 multiletter control sequences out of 15000+600000 + 24397 strings out of 492483 + 452001 string characters out of 6132858 + 533692 words of memory out of 5000000 + 28375 multiletter control sequences out of 15000+600000 37892 words of font info for 41 fonts, out of 8000000 for 9000 1348 hyphenation exceptions out of 8191 - 58i,15n,57p,796b,539s stack positions out of 5000i,500n,10000p,200000b,80000s + 58i,15n,61p,796b,549s stack positions out of 5000i,500n,10000p,200000b,80000s -Output written on RS.pdf (11 pages). +Output written on RS.pdf (17 pages). diff --git a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.nav b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.nav index 3edba3c..22ae94a 100644 --- a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.nav +++ b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.nav @@ -2,15 +2,31 @@ \headcommand {\beamer@framepages {1}{1}} \headcommand {\beamer@sectionpages {1}{1}} \headcommand {\beamer@subsectionpages {1}{1}} -\headcommand {\sectionentry {1}{Introduction}{2}{Introduction}{0}} +\headcommand {\sectionentry {1}{Einführung}{2}{Einführung}{0}} \headcommand {\slideentry {1}{0}{1}{2/2}{}{0}} \headcommand {\beamer@framepages {2}{2}} \headcommand {\slideentry {1}{0}{2}{3/9}{}{0}} \headcommand {\beamer@framepages {3}{9}} \headcommand {\slideentry {1}{0}{3}{10/11}{}{0}} \headcommand {\beamer@framepages {10}{11}} -\headcommand {\beamer@partpages {1}{11}} -\headcommand {\beamer@subsectionpages {2}{11}} \headcommand {\beamer@sectionpages {2}{11}} -\headcommand {\beamer@documentpages {11}} -\headcommand {\gdef \inserttotalframenumber {4}} +\headcommand {\beamer@subsectionpages {2}{11}} +\headcommand 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presentation/RS.out b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.out index dec2d7d..597a5f8 100644 --- a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.out +++ b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.out @@ -1 +1,3 @@ -\BOOKMARK [2][]{Outline0.1}{Introduction}{}% 1 +\BOOKMARK [2][]{Outline0.1}{Einführung}{}% 1 +\BOOKMARK [2][]{Outline0.2}{Polynom\040Ansatz}{}% 2 +\BOOKMARK [2][]{Outline0.3}{Diskrete\040Fourien\040Transformation}{}% 3 diff --git a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.pdf b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.pdf index 10719b7..f49671f 100644 Binary files a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.pdf and b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.pdf differ diff --git a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.snm b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.snm index e69de29..8b82641 100644 --- a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.snm +++ b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.snm @@ -0,0 +1 @@ +\beamer@slide {ft_discrete}{12} diff --git a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.synctex.gz b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.synctex.gz index 2fe95de..96af4cc 100644 Binary files a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.synctex.gz and b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.synctex.gz differ diff --git a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.tex b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.tex index fb822da..9bdf947 100644 --- a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.tex +++ b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.tex @@ -19,10 +19,15 @@ \begin{frame}[plain] \maketitle \end{frame} - \section{Introduction} + \section{Einführung} \begin{frame} \frametitle{Idee} - + \begin{itemize} + \item Reed-Solomon-Code beschäftigt sich mit der Übertragung von Daten + und deren Fehler Erkennung. + \item Idee Fourier Transformieren und dann senden. + \item Danach Empfangen und Rücktransformieren. + \end{itemize} \end{frame} \begin{frame} @@ -50,20 +55,100 @@ } \end{figure} \end{frame} + \begin{frame} - Übertragen von den Zahlen - \textcolor{blue}{2}, \textcolor{blue}{1}, \textcolor{blue}{5} - als $ p(x) = \textcolor{blue}{2}x^2 + \textcolor{blue}{1}x + \textcolor{blue}{5} $.\newline - Versende $ (p(1),p(2),...,p(7)) = (\textcolor{green}{8}, - \textcolor{green}{15}, \textcolor{green}{26}, - \textcolor{green}{ 41}, \textcolor{green}{60}, - \textcolor{green}{83}, \textcolor{green}{110})$ + \uncover<1->{ + Wie ist die Anzahl 0 definiert zum mitgeben? + Indem die Polymereigenschaft genutzt werden. + } + \uncover<2->{ + Wie wird der Fehler lokalisiert? + Indem in einem Endlichen Körper gerechnet wird. + } + + \end{frame} + +\section{Polynom Ansatz} + \begin{frame} + Die Diskrite Fouren Transformation ist so gegeben + \[ + \label{ft_discrete} + \hat{c}_{k} + = \frac{1}{N} \sum_{n=0}^{N-1} + {f}_n \cdot e^{-\frac{2\pi j}{N} \cdot kn} + \]. + + \[ + w = e^{-\frac{2\pi j}{N} k} + \] + Wenn $N$ konstant: + \[ + \hat{c}_{k}=\frac{1}{N}( {f}_0 w^0 + {f}_1 w^1 + {f}_2 w^2 + \dots + {f}_{N-1} w^N) + \] + \end{frame} + + \begin{frame} + Beispiel 2, 1, 5 Versenden und auf 2 Fehler absichern. + \end{frame} + \begin{frame} + Übertragen von + ${f}_2=$\textcolor{blue}{2}, ${f}_1$\textcolor{blue}{1}, ${f}_0$\textcolor{blue}{5} + als $ p(w) = \textcolor{blue}{2}w^2 + \textcolor{blue}{1}w + \textcolor{blue}{5} $. + \only<1>{ - \includegraphics[]{images/polynom1.pdf}} + Versende $ (p(1),p(2),...,p(7)) = (\textcolor{green}{8}, + \textcolor{green}{15}, \textcolor{green}{26}, + \textcolor{green}{ 41}, \textcolor{green}{60}, + \textcolor{green}{83}, \textcolor{green}{110})$ + \includegraphics[scale = 1.2]{images/polynom1.pdf}} \only<2>{ - \includegraphics[]{images/polynom2.pdf}} + Versende $ (p(1),p(2),...,p(7)) = (\textcolor{green}{8}, + \textcolor{red}{50}, \textcolor{red}{37}, + \textcolor{green}{ 41}, \textcolor{green}{60}, + \textcolor{green}{83}, \textcolor{green}{110})$ + \includegraphics[scale = 1.2]{images/polynom2.pdf} + \textcolor{green}{7} Zahlen versenden, um \textcolor{blue}{3} Zahlen gegen \textcolor{red}{2} Fehlern abzusichern.} + \end{frame} + + \begin{frame} + \frametitle{Parameter} + \begin{center} + \begin{tabular}{ c c c } + \hline + "Nutzlast" & Fehler & Versenden \\ + \hline + 3 & 2 & 7 Werte eines Polynoms vom Grad 2 \\ + 4 & 2 & 8 Werte eines Polynoms vom Grad 3 \\ + 3 & 2 & 7 Werte eines Polynoms vom Grad 2 \\ + &&\\ + k & t & k+2t Werte eines Polynoms vom Grad k-1 \\ + \hline + \end{tabular} + \end{center} + \end{frame} +\section{Diskrete Fourien Transformation} + \begin{frame} + \[ + \begin{pmatrix} + \hat{c}_1 \\\hat{c}_2 \\\hat{c}_3 \\ \vdots \\\hat{c}_n + \end{pmatrix} + = + \begin{pmatrix} + w^0 & w^0 & w^0 & \dots &w^0 \\ + w^0 & w^1 &w^2 & \dots &w^n \\ + w^0 & w^2 &w^4 & \dots &w^{2n} \\ + \vdots & \vdots &\vdots &\ddots &\vdots \\ + w^0 & w^{1n}&w^{2n}& \dots &w^{n} \\ + \end{pmatrix} + \begin{pmatrix} + \textcolor{blue}{5} \\ + \textcolor{blue}{1} \\ + \textcolor{blue}{2} \\ + \vdots \\ + 0 \\ + \end{pmatrix} + \] \end{frame} - \end{document} \ No newline at end of file diff --git a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.toc b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.toc index 32e7e8d..ff200c6 100644 --- a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.toc +++ b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.toc @@ -1,2 +1,4 @@ \babel@toc {ngerman}{} -\beamer@sectionintoc {1}{Introduction}{2}{0}{1} +\beamer@sectionintoc {1}{Einführung}{2}{0}{1} +\beamer@sectionintoc {2}{Polynom Ansatz}{12}{0}{2} +\beamer@sectionintoc {3}{Diskrete Fourien Transformation}{17}{0}{3} -- cgit v1.2.1 From 7c0937851938305c2bb760f3cd4c2084c4493217 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: JODBaer Date: Wed, 21 Apr 2021 18:18:22 +0200 Subject: Presentation neu arangiert --- buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.tex | 186 +++++++++++++------------ 1 file changed, 96 insertions(+), 90 deletions(-) diff --git a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.tex b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.tex index 9bdf947..1a1cefd 100644 --- a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.tex +++ b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.tex @@ -21,12 +21,60 @@ \end{frame} \section{Einführung} \begin{frame} - \frametitle{Idee} + \frametitle{Einführung} \begin{itemize} \item Reed-Solomon-Code beschäftigt sich mit der Übertragung von Daten und deren Fehler Erkennung. - \item Idee Fourier Transformieren und dann senden. - \item Danach Empfangen und Rücktransformieren. + \end{itemize} + \end{frame} +\section{Polynom Ansatz} + \begin{frame} + Beispiel 2, 1, 5 Versenden und auf 2 Fehler absichern. + \end{frame} + \begin{frame} + Übertragen von + ${f}_2=$\textcolor{blue}{2}, ${f}_1$\textcolor{blue}{1}, ${f}_0$\textcolor{blue}{5} + als $ p(w) = \textcolor{blue}{2}w^2 + \textcolor{blue}{1}w + \textcolor{blue}{5} $. + + \only<1>{ + Versende $ (p(1),p(2),...,p(7)) = (\textcolor{green}{8}, + \textcolor{green}{15}, \textcolor{green}{26}, + \textcolor{green}{ 41}, \textcolor{green}{60}, + \textcolor{green}{83}, \textcolor{green}{110})$ + \includegraphics[scale = 1.2]{images/polynom1.pdf}} + \only<2>{ + Versende $ (p(1),p(2),...,p(7)) = (\textcolor{green}{8}, + \textcolor{red}{50}, \textcolor{red}{37}, + \textcolor{green}{ 41}, \textcolor{green}{60}, + \textcolor{green}{83}, \textcolor{green}{110})$ + \includegraphics[scale = 1.2]{images/polynom2.pdf} + \textcolor{green}{7} Zahlen versenden, um \textcolor{blue}{3} Zahlen gegen \textcolor{red}{2} Fehlern abzusichern.} + \end{frame} + + \begin{frame} + \frametitle{Parameter} + \begin{center} + \begin{tabular}{ c c c } + \hline + "Nutzlast" & Fehler & Versenden \\ + \hline + 3 & 2 & 7 Werte eines Polynoms vom Grad 2 \\ + 4 & 2 & 8 Werte eines Polynoms vom Grad 3 \\ + 3 & 2 & 7 Werte eines Polynoms vom Grad 2 \\ + &&\\ + k & t & k+2t Werte eines Polynoms vom Grad k-1 \\ + \hline + \end{tabular} + \end{center} + + Ausserdem können bis zu 2t Fehler erkannt werden! + \end{frame} +\section{Fourier Transformation} + \begin{frame} + \frametitle{Idee} + \begin{itemize} + \item Idee mit Fourier Transformieren und dann senden. + \item Danach Empfangen und Rücktransformieren. \end{itemize} \end{frame} @@ -56,99 +104,57 @@ \end{figure} \end{frame} - +\section{Diskrete Fourier Transformation} \begin{frame} - \uncover<1->{ - Wie ist die Anzahl 0 definiert zum mitgeben? - Indem die Polymereigenschaft genutzt werden. - } - \uncover<2->{ - Wie wird der Fehler lokalisiert? - Indem in einem Endlichen Körper gerechnet wird. - } - + \frametitle{Diskrete Fourier Transformation} + Die Diskrete Fourier Transformation ist so gegeben: + \[ + \label{ft_discrete} + \hat{c}_{k} + = \frac{1}{N} \sum_{n=0}^{N-1} + {f}_n \cdot e^{-\frac{2\pi j}{N} \cdot kn} + \]. + + \[ + w = e^{-\frac{2\pi j}{N} k} + \] + Wenn $N$ konstant: + \[ + \hat{c}_{k}=\frac{1}{N}( {f}_0 w^0 + {f}_1 w^1 + {f}_2 w^2 + \dots + {f}_{N-1} w^N) + \] \end{frame} -\section{Polynom Ansatz} - \begin{frame} - Die Diskrite Fouren Transformation ist so gegeben - \[ - \label{ft_discrete} - \hat{c}_{k} - = \frac{1}{N} \sum_{n=0}^{N-1} - {f}_n \cdot e^{-\frac{2\pi j}{N} \cdot kn} - \]. - - \[ - w = e^{-\frac{2\pi j}{N} k} - \] - Wenn $N$ konstant: - \[ - \hat{c}_{k}=\frac{1}{N}( {f}_0 w^0 + {f}_1 w^1 + {f}_2 w^2 + \dots + {f}_{N-1} w^N) - \] - \end{frame} - - \begin{frame} - Beispiel 2, 1, 5 Versenden und auf 2 Fehler absichern. - \end{frame} - \begin{frame} - Übertragen von - ${f}_2=$\textcolor{blue}{2}, ${f}_1$\textcolor{blue}{1}, ${f}_0$\textcolor{blue}{5} - als $ p(w) = \textcolor{blue}{2}w^2 + \textcolor{blue}{1}w + \textcolor{blue}{5} $. - \only<1>{ - Versende $ (p(1),p(2),...,p(7)) = (\textcolor{green}{8}, - \textcolor{green}{15}, \textcolor{green}{26}, - \textcolor{green}{ 41}, \textcolor{green}{60}, - \textcolor{green}{83}, \textcolor{green}{110})$ - \includegraphics[scale = 1.2]{images/polynom1.pdf}} - \only<2>{ - Versende $ (p(1),p(2),...,p(7)) = (\textcolor{green}{8}, - \textcolor{red}{50}, \textcolor{red}{37}, - \textcolor{green}{ 41}, \textcolor{green}{60}, - \textcolor{green}{83}, \textcolor{green}{110})$ - \includegraphics[scale = 1.2]{images/polynom2.pdf} - \textcolor{green}{7} Zahlen versenden, um \textcolor{blue}{3} Zahlen gegen \textcolor{red}{2} Fehlern abzusichern.} - \end{frame} - - \begin{frame} - \frametitle{Parameter} - \begin{center} - \begin{tabular}{ c c c } - \hline - "Nutzlast" & Fehler & Versenden \\ - \hline - 3 & 2 & 7 Werte eines Polynoms vom Grad 2 \\ - 4 & 2 & 8 Werte eines Polynoms vom Grad 3 \\ - 3 & 2 & 7 Werte eines Polynoms vom Grad 2 \\ - &&\\ - k & t & k+2t Werte eines Polynoms vom Grad k-1 \\ - \hline - \end{tabular} - \end{center} - \end{frame} -\section{Diskrete Fourien Transformation} \begin{frame} + \frametitle{Diskrete Fourier Transformation} \[ - \begin{pmatrix} - \hat{c}_1 \\\hat{c}_2 \\\hat{c}_3 \\ \vdots \\\hat{c}_n - \end{pmatrix} - = - \begin{pmatrix} - w^0 & w^0 & w^0 & \dots &w^0 \\ - w^0 & w^1 &w^2 & \dots &w^n \\ - w^0 & w^2 &w^4 & \dots &w^{2n} \\ - \vdots & \vdots &\vdots &\ddots &\vdots \\ - w^0 & w^{1n}&w^{2n}& \dots &w^{n} \\ - \end{pmatrix} - \begin{pmatrix} - \textcolor{blue}{5} \\ - \textcolor{blue}{1} \\ - \textcolor{blue}{2} \\ - \vdots \\ - 0 \\ - \end{pmatrix} + \begin{pmatrix} + \hat{c}_1 \\\hat{c}_2 \\\hat{c}_3 \\ \vdots \\\hat{c}_n + \end{pmatrix} + = + \begin{pmatrix} + w^0 & w^0 & w^0 & \dots &w^0 \\ + w^0 & w^1 &w^2 & \dots &w^n \\ + w^0 & w^2 &w^4 & \dots &w^{2n} \\ + \vdots & \vdots &\vdots &\ddots &\vdots \\ + w^0 & w^{1n}&w^{2n}& \dots &w^{n} \\ + \end{pmatrix} + \begin{pmatrix} + \textcolor{blue}{f_0} \\ + \textcolor{blue}{f_1} \\ + \textcolor{blue}{f_2} \\ + \vdots \\ + 0 \\ + \end{pmatrix} \] \end{frame} - +\section{Probleme und Fragen} + \begin{frame} + \frametitle{Probleme und Fragen} + + Wie wird der Fehler lokalisiert? + \only<2>{ + Indem in einem Endlichen Körper gerechnet wird. + } + \end{frame} \end{document} \ No newline at end of file -- cgit v1.2.1 From 264bd585ba37fcf0a8fed6c83b38edfe2495daef Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: JODBaer Date: Wed, 21 Apr 2021 18:19:54 +0200 Subject: gitignor angepasst --- buch/papers/reedsolomon/.gitignor | 24 ++++++++++++------------ 1 file changed, 12 insertions(+), 12 deletions(-) diff --git a/buch/papers/reedsolomon/.gitignor b/buch/papers/reedsolomon/.gitignor index 466d238..52a02ac 100644 --- a/buch/papers/reedsolomon/.gitignor +++ b/buch/papers/reedsolomon/.gitignor @@ -1,15 +1,15 @@ -RS*.aux -RS*.bbl -RS*.bib -RS*.blg -RS*.idx -RS*.ilg -RS*.ind -RS*.log -RS*.out -RS*.pdf -RS*.run.xml -RS*.toc +RS.aux +RS.bbl +RS.bib +RS.blg +RS.idx +RS.ilg +RS.ind +RS.log +RS.out +RS.pdf +RS.run.xml +RS.toc *.aux *.lof *.log -- cgit v1.2.1 From 66a49562a720d4aae3b89603589df79abd0962cd Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: JODBaer Date: Wed, 21 Apr 2021 18:20:24 +0200 Subject: automatisch generierte Files --- buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.aux | 79 +++++++------- buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.log | 113 +++++++++++---------- buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.nav | 56 +++++----- buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.out | 4 +- buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.pdf | Bin 132691 -> 135643 bytes buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.snm | 2 +- .../reedsolomon/RS presentation/RS.synctex.gz | Bin 19501 -> 22450 bytes buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.toc | 6 +- 8 files changed, 143 insertions(+), 117 deletions(-) diff --git a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.aux b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.aux index 6294c05..005172f 100644 --- a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.aux +++ b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.aux @@ -29,38 +29,49 @@ \@writefile{nav}{\headcommand {\slideentry {1}{0}{1}{2/2}{}{0}}} \@writefile{nav}{\headcommand {\beamer@framepages {2}{2}}} \HyPL@Entry{2<>} -\@writefile{nav}{\headcommand {\slideentry {1}{0}{2}{3/9}{}{0}}} -\@writefile{nav}{\headcommand {\beamer@framepages {3}{9}}} -\HyPL@Entry{9<>} -\@writefile{nav}{\headcommand {\slideentry {1}{0}{3}{10/11}{}{0}}} 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3.14159265-2.6-0.999991 (TeX Live 2019/W32TeX) (preloaded format=xelatex 2019.10.25) 21 APR 2021 17:27 +This is XeTeX, Version 3.14159265-2.6-0.999991 (TeX Live 2019/W32TeX) (preloaded format=xelatex 2019.10.25) 21 APR 2021 18:18 entering extended mode restricted \write18 enabled. %&-line parsing enabled. @@ -974,139 +974,142 @@ Package hyperref Warning: Option `pdfsubject' has already been used, ] LaTeX Font Info: Trying to load font information for OT1+lmss on input line -31. +29. 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LaTeX Font Info: Font shape `T1/lmss/m/it' in size <8> not available -(Font) Font shape `T1/lmss/m/sl' tried instead on input line 31. +(Font) Font shape `T1/lmss/m/sl' tried instead on input line 29. LaTeX Font Info: Font shape `T1/lmss/m/it' in size <6> not available -(Font) Font shape `T1/lmss/m/sl' tried instead on input line 31. +(Font) Font shape `T1/lmss/m/sl' tried instead on input line 29. [2 +] [3 + +] +File: images/polynom1.pdf Graphic file (type pdf) + + [4 + +] +File: images/polynom2.pdf Graphic file (type pdf) + + [5 + +] +[6 + +] [7 + ] File: images/fig1.pdf Graphic file (type pdf) -Overfull \vbox (14.63716pt too high) detected at line 57 +Overfull \vbox (14.63716pt too high) detected at line 105 [] -[3 +[8 ] File: images/fig2.pdf Graphic file (type pdf) -Overfull \vbox (14.63716pt too high) detected at line 57 +Overfull \vbox (14.63716pt too high) detected at line 105 [] -[4 +[9 ] File: images/fig3.pdf Graphic file (type pdf) -Overfull \vbox (14.63716pt too high) detected at line 57 +Overfull \vbox (14.63716pt too high) detected at line 105 [] -[5 +[10 ] File: images/fig4.pdf Graphic file (type pdf) -Overfull \vbox (14.63716pt too high) detected at line 57 +Overfull \vbox (14.63716pt too high) detected at line 105 [] -[6 +[11 ] File: images/fig5.pdf Graphic file (type pdf) -Overfull \vbox (14.63716pt too high) detected at line 57 +Overfull \vbox (14.63716pt too high) detected at line 105 [] -[7 +[12 ] File: images/fig6.pdf Graphic file (type pdf) -Overfull \vbox (14.63716pt too high) detected at line 57 +Overfull \vbox (14.63716pt too high) detected at line 105 [] -[8 +[13 ] File: images/fig7.pdf Graphic file (type pdf) -Overfull \vbox (14.63716pt too high) detected at line 57 +Overfull \vbox (14.63716pt too high) detected at line 105 [] -[9 - -] [10 +[14 -] [11 - -] [12 - -] [13 - -] -File: images/polynom1.pdf Graphic file (type pdf) - - [14 - -] -File: images/polynom2.pdf Graphic file (type pdf) - - [15 +] [15 ] [16 ] [17 +] [18 + ] \tf@nav=\write6 \openout6 = `RS.nav'. @@ -1117,21 +1120,21 @@ File: images/polynom2.pdf Graphic file (type pdf) \tf@snm=\write8 \openout8 = `RS.snm'. -Package atveryend Info: Empty hook `BeforeClearDocument' on input line 154. -Package atveryend Info: Empty hook `AfterLastShipout' on input line 154. +Package atveryend Info: Empty hook `BeforeClearDocument' on input line 160. +Package atveryend Info: Empty hook `AfterLastShipout' on input line 160. (./RS.aux) -Package atveryend Info: Empty hook `AtVeryEndDocument' on input line 154. -Package atveryend Info: Executing hook `AtEndAfterFileList' on input line 154. +Package atveryend Info: Empty hook `AtVeryEndDocument' on input line 160. +Package atveryend Info: Executing hook `AtEndAfterFileList' on input line 160. Package rerunfilecheck Info: File `RS.out' has not changed. -(rerunfilecheck) Checksum: 488F938CBAD5E8FAC29F906360775E5F. +(rerunfilecheck) Checksum: 74C688051BF542B3A11E9793A97790F4. ) Here is how much of TeX's memory you used: - 24397 strings out of 492483 - 452001 string characters out of 6132858 - 533692 words of memory out of 5000000 - 28375 multiletter control sequences out of 15000+600000 + 24400 strings out of 492483 + 451960 string characters out of 6132858 + 534889 words of memory out of 5000000 + 28378 multiletter control sequences out of 15000+600000 37892 words of font info for 41 fonts, out of 8000000 for 9000 1348 hyphenation exceptions out of 8191 58i,15n,61p,796b,549s stack positions out of 5000i,500n,10000p,200000b,80000s -Output written on RS.pdf (17 pages). +Output written on RS.pdf (18 pages). diff --git a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.nav b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.nav index 22ae94a..1d67391 100644 --- a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.nav +++ b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.nav @@ -5,28 +5,36 @@ \headcommand {\sectionentry {1}{Einführung}{2}{Einführung}{0}} \headcommand {\slideentry {1}{0}{1}{2/2}{}{0}} \headcommand {\beamer@framepages {2}{2}} -\headcommand {\slideentry {1}{0}{2}{3/9}{}{0}} -\headcommand {\beamer@framepages {3}{9}} -\headcommand {\slideentry {1}{0}{3}{10/11}{}{0}} -\headcommand {\beamer@framepages {10}{11}} -\headcommand {\beamer@sectionpages {2}{11}} -\headcommand {\beamer@subsectionpages {2}{11}} -\headcommand {\sectionentry {2}{Polynom Ansatz}{12}{Polynom Ansatz}{0}} -\headcommand {\slideentry {2}{0}{1}{12/12}{}{0}} -\headcommand {\beamer@framepages {12}{12}} -\headcommand {\slideentry {2}{0}{2}{13/13}{}{0}} -\headcommand {\beamer@framepages {13}{13}} -\headcommand {\slideentry {2}{0}{3}{14/15}{}{0}} -\headcommand {\beamer@framepages {14}{15}} -\headcommand {\slideentry {2}{0}{4}{16/16}{}{0}} +\headcommand {\beamer@sectionpages {2}{2}} +\headcommand 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presentation/RS.pdf and b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.pdf differ diff --git a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.snm b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.snm index 8b82641..6607ea8 100644 --- a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.snm +++ b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.snm @@ -1 +1 @@ -\beamer@slide {ft_discrete}{12} +\beamer@slide {ft_discrete}{15} diff --git a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.synctex.gz b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.synctex.gz index 96af4cc..001b5c8 100644 Binary files a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.synctex.gz and b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.synctex.gz differ diff --git a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.toc b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.toc index ff200c6..44c06ab 100644 --- a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.toc +++ b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.toc @@ -1,4 +1,6 @@ \babel@toc {ngerman}{} \beamer@sectionintoc {1}{Einführung}{2}{0}{1} -\beamer@sectionintoc {2}{Polynom Ansatz}{12}{0}{2} -\beamer@sectionintoc {3}{Diskrete Fourien Transformation}{17}{0}{3} +\beamer@sectionintoc {2}{Polynom Ansatz}{3}{0}{2} +\beamer@sectionintoc {3}{Fourier Transformation}{7}{0}{3} +\beamer@sectionintoc {4}{Diskrete Fourier Transformation}{15}{0}{4} +\beamer@sectionintoc {5}{Probleme und Fragen}{17}{0}{5} -- cgit v1.2.1 From 308c797ad63e094b1553d6417d477b4b7e792358 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: michael-OST <75078383+michael-OST@users.noreply.github.com> Date: Wed, 21 Apr 2021 22:53:22 +0200 Subject: Update RS.tex --- buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.tex | 708 ++++++++++++++++++++++++- 1 file changed, 707 insertions(+), 1 deletion(-) diff --git a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.tex b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.tex index 3d2be8f..400e654 100644 --- a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.tex +++ b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.tex @@ -17,9 +17,715 @@ \begin{frame}[plain] \maketitle \end{frame} - +%------------------------------------------------------------------------------- \begin{frame} \frametitle{Test} Ich mag Züge. \end{frame} + + \begin{frame} + \frametitle{Reed-Solomon in Endlichen Körpern} + + \begin{itemize} + \item Warum Endliche Körper? + + \qquad bessere Laufzeit + + \vspace{10pt} + + \item Nachricht = Nutzdaten + Fehlerkorrekturteil + + \vspace{10pt} + + \item den Fehlerkorrekturteil brauchen wir im Optimalfall nicht + + \vspace{10pt} + + \item Im Fehlerfall sollen wir aus der Nachricht ein Lokatorpolynom berechnen können, welches die Fehlerhaften Stellen beinhaltet + +% Wir sollten im Fehlerfall in der Lage sein, aus der Nachricht ein Lokatorpolynom zu berechnen, welches die Fehlerhaften Stellen beinhaltet + + \end{itemize} + +% TODO + +% erklärung und einführung der endlichen körper, was wollen wir erreichen? + +% wir versenden im endefekt mehr daten als unsere nachricht umfasst, damit die korrektur sichergestellt werden kann + +% sollten wir fehler bekommen, was uns die korrekturstellen mitgeteilt wird, dann ist es unsere aufgabe ein lokatorpolynom zu finden, welches uns verrät, auf welchen zeilen der Fehler aufgetreten ist + \end{frame} +%------------------------------------------------------------------------------- + \begin{frame} + \frametitle{Definition eines Beispiels} + + \begin{itemize} + + \item Endlicher Körper $q = 11$ + + \only<1->{ist eine Primzahl} + + \only<1->{beinhaltet die Zahlen $\mathbb{Z}_{11} = [0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10]$} + + \vspace{10pt} + + \only<1->{\item Nachrichtenblock $n = q-1$} + + wird an den Empfänger gesendet + + \vspace{10pt} + + \only<1->{\item max. Fehler $z = 2$} + + maximale Anzahl von Fehler, die wir noch korrigieren können + + \vspace{10pt} + + \only<1->{\item Nutzlast $k = n -2t = 6$ Zahlen} + + Fehlerstellen $2t = 4$ Zahlen + + \only<1->{Nachricht $m = [0,0,0,0,4,7,2,5,8,1]$} + + \only<1->{als Polynom $m(X) = 4X^5 + 7X^4 + 2X^3 + 5X^2 + 8X + 1$} + + \end{itemize} + + \end{frame} +%------------------------------------------------------------------------------- + \begin{frame} + \frametitle{Codierung} + + \begin{itemize} + \item Ansatz aus den Komplexen Zahlen mit der Fouriertransformation + + \vspace{10pt} + + \item $\mathrm{e}$ existiert nicht in $\mathbb{Z}_{11}$ + + \vspace{10pt} + + \item wir suchen $a$ so, dass $a^i$ den gesamten Zahlenbereich von $\mathbb{Z}_{11}$ abdeckt + + $\mathbb{Z}_{11}\setminus\{0\} = [a^0, a^1, a^2, a^3, a^4, a^5, a^6, a^7, a^8, a^9]$ + + \vspace{10pt} + + \item wir wählen $a = 8$ + + $\mathbb{Z}_{11}\setminus\{0\} = [1,8,9,6,4,10,3,2,5,7]$ + + 8 ist eine Primitive Einheitswurzel + + \vspace{10pt} + + \item $m(8^0) = 4\cdot1 + 7\cdot1 + 2\cdot1 + 5\cdot1 + 8\cdot1 + 1 = 5$ + + $\Rightarrow$ \qquad können wir auch als Matrix schreiben + + \end{itemize} + + \end{frame} +%------------------------------------------------------------------------------- + \begin{frame} + \frametitle{Codierung} + + \begin{itemize} + \item Übertragungsvektor $V$ + + \item $V = A \cdot m$ + + \end{itemize} + + \[ + V = \begin{pmatrix} + 8^0& 8^0& 8^0& 8^0& 8^0& 8^0& 8^0& 8^0& 8^0& 8^0\\ + 8^0& 8^1& 8^2& 8^3& 8^4& 8^5& 8^6& 8^7& 8^8& 8^9\\ + 8^0& 8^2& 8^4& 8^6& 8^8& 8^{10}& 8^{12}& 8^{14}& 8^{16}& 8^{18}\\ + 8^0& 8^3& 8^6& 8^9& 8^{12}& 8^{15}& 8^{18}& 8^{21}& 8^{24}& 8^{27}\\ + 8^0& 8^4& 8^8& 8^{12}& 8^{16}& 8^{20}& 8^{24}& 8^{28}& 8^{32}& 8^{36}\\ + 8^0& 8^5& 8^{10}& 8^{15}& 8^{20}& 8^{25}& 8^{30}& 8^{35}& 8^{40}& 8^{45}\\ + 8^0& 8^6& 8^{12}& 8^{18}& 8^{24}& 8^{30}& 8^{36}& 8^{42}& 8^{48}& 8^{54}\\ + 8^0& 8^7& 8^{14}& 8^{21}& 8^{28}& 8^{35}& 8^{42}& 8^{49}& 8^{56}& 8^{63}\\ + 8^0& 8^8& 8^{16}& 8^{24}& 8^{32}& 8^{40}& 8^{48}& 8^{56}& 8^{64}& 8^{72}\\ + 8^0& 8^9& 8^{18}& 8^{27}& 8^{36}& 8^{45}& 8^{54}& 8^{63}& 8^{72}& 8^{81}\\ + \end{pmatrix} + \cdot + \begin{pmatrix} + 1 \\ 8 \\ 5 \\ 2 \\ 7 \\ 4 \\ 0 \\ 0 \\ 0 \\ 0 \\ + \end{pmatrix} + \] + + \begin{itemize} + \item $V = [5,3,6,5,2,10,2,7,10,4]$ + \end{itemize} + + \end{frame} +%------------------------------------------------------------------------------- + \begin{frame} + \frametitle{Decodierung ohne Fehler} + + \begin{itemize} + \item Der Empfänger erhält den unveränderten Vektor $V = [5,3,6,5,2,10,2,7,10,4]$ + + \vspace{10pt} + + \item Wir suchen die Inverse der Matrix A + + \end{itemize} + + \begin{columns}[t] + \begin{column}{0.50\textwidth} + + Inverse der Fouriertransformation + \vspace{10pt} + \[ + F(\omega) = \int_{-\infty}^{\infty} f(t) \mathrm{e}^{-j\omega t} dt + \] + \vspace{10pt} + \[ + f(t) = \frac{1}{2 \pi} \int_{-\infty}^{\infty} F(\omega) \mathrm{e}^{j \omega t} d\omega + \] + + \end{column} + \begin{column}{0.50\textwidth} + + Inverse von a + \vspace{10pt} + \[ + 8^{1} \Rightarrow 8^{-1} + \] + + Inverse finden wir über den Eulkidischen Algorithmus + \vspace{10pt} + \end{column} + \end{columns} + + \end{frame} +%------------------------------------------------------------------------------- + \begin{frame} + \frametitle{Der Euklidische Algorithmus} + + \begin{columns}[t] + \begin{column}{0.50\textwidth} + + Recap aus der Vorlesung: + + Gegeben $a \in \mathbb{F}_p$, finde $b = a^{-1} \in \mathbb{F}_p$ + + \begin{tabular}{rcl} + $a b$ &$\equiv$& $1 \mod p$\\ + $a b$ &$=$& $1 + n p$\\ + $a b - n p$ &$=$& $1$\\ + &&\\ + $\operatorname{ggT}(a,p)$&$=$& $1$\\ + $sa + tp$&$=$& $1$\\ + $b$&$=$&$s$\\ + $n$&$=$&$-t$ + \end{tabular} + + \end{column} + \begin{column}{0.50\textwidth} + + \begin{center} + + \begin{tabular}{| c | c c | c | c c |} + \hline + $k$ & $a_i$ & $b_i$ & $q_i$ & $c_i$ & $d_i$\\ + \hline + & & & & $1$& $0$\\ + $0$& $8$& $11$& $0$& $0$& $1$\\ + $1$& $11$& $8$& $1$& $1$& $0$\\ + $2$& $8$& $3$& $2$& $-1$& $1$\\ + $3$& $3$& $2$& $1$& $3$& $-2$\\ + $4$& $2$& $1$& $2$& $-4$& $3$\\ + $5$& $1$& $0$& & $11$& $-8$\\ + \hline + \end{tabular} + + \vspace{10pt} + + \begin{tabular}{rcl} + $-4\cdot 8 + 3 \cdot 11$ &$=$& $1$\\ + $7 \cdot 8 + 3 \cdot 11$ &$=$& $1$\\ + $8^{-1}$ &$=$& $7$ + + \end{tabular} + + \end{center} + + \end{column} + \end{columns} + + \end{frame} +%------------------------------------------------------------------------------- + \begin{frame} + \frametitle{Decodirung mit Inverser Matrix} + + \begin{itemize} + \item $V = [5,3,6,5,2,10,2,7,10,4]$ + + \item $m = 1/10 \cdot A^{-1} \cdot V$ + + \item $m = 10 \cdot A^{-1} \cdot V$ + + \end{itemize} + + \[ + m = \begin{pmatrix} + 7^0& 7^0& 7^0& 7^0& 7^0& 7^0& 7^0& 7^0& 7^0& 7^0\\ + 7^0& 7^1& 7^2& 7^3& 7^4& 7^5& 7^6& 7^7& 7^8& 7^9\\ + 7^0& 7^2& 7^4& 7^6& 7^8& 7^{10}& 7^{12}& 7^{14}& 7^{16}& 7^{18}\\ + 7^0& 7^3& 7^6& 7^9& 7^{12}& 7^{15}& 7^{18}& 7^{21}& 7^{24}& 7^{27}\\ + 7^0& 7^4& 7^8& 7^{12}& 7^{16}& 7^{20}& 7^{24}& 7^{28}& 7^{32}& 7^{36}\\ + 7^0& 7^5& 7^{10}& 7^{15}& 7^{20}& 7^{25}& 7^{30}& 7^{35}& 7^{40}& 7^{45}\\ + 7^0& 7^6& 7^{12}& 7^{18}& 7^{24}& 7^{30}& 7^{36}& 7^{42}& 7^{48}& 7^{54}\\ + 7^0& 7^7& 7^{14}& 7^{21}& 7^{28}& 7^{35}& 7^{42}& 7^{49}& 7^{56}& 7^{63}\\ + 7^0& 7^8& 7^{16}& 7^{24}& 7^{32}& 7^{40}& 7^{48}& 7^{56}& 7^{64}& 7^{72}\\ + 7^0& 7^9& 7^{18}& 7^{27}& 7^{36}& 7^{45}& 7^{54}& 7^{63}& 7^{72}& 7^{81}\\ + \end{pmatrix} + \cdot + \begin{pmatrix} + 5 \\ 3 \\ 6 \\ 5 \\ 2 \\ 10 \\ 2 \\ 7 \\ 10 \\ 4 \\ + \end{pmatrix} + \] + + \begin{itemize} + \item $m = [0,0,0,0,4,7,2,5,8,1]$ + \end{itemize} + + \end{frame} +%------------------------------------------------------------------------------- + \begin{frame} + \frametitle{Decodierung mit Fehler - Ansatz} + + \begin{itemize} + \item Gesendet: $V = [5,3,6,5,2,10,2,7,10,4]$ + + \item Empfangen: $W = [5,3,6,8,2,10,2,7,1,4]$ + + \item Rücktransformation: $r = [\underbrace{5,7,4,10,}_{Fehlerstellen}5,4,5,7,6,7]$ + \end{itemize} + + Wie finden wir die Fehler? + + \begin{itemize} + \item $m(X) = 4X^5 + 7X^4 + 2X^3 + 5X^2 + 8X + 1$ + + \item $r(X) = 5X^9 + 7X^8 + 4X^7 + 10X^6 + 5X^5 + 4X^4 + 5X^3 + 7X^2 + 6X + 7$ + + \item $e(X) = r(X) - m(X)$ + \end{itemize} + + \begin{center} + + \begin{tabular}{c c c c c c c c c c c} + \hline + $i$& $0$& $1$& $2$& $3$& $4$& $5$& $6$& $7$& $8$& $9$\\ + \hline + $r(a^{i})$& $5$& $3$& $6$& $8$& $2$& $10$& $2$& $7$& $1$& $4$\\ + $m(a^{i})$& $5$& $3$& $6$& $5$& $2$& $10$& $2$& $7$& $10$& $4$\\ + $e(a^{i})$& $0$& $0$& $0$& $3$& $0$& $0$& $0$& $0$& $2$& $0$\\ + \hline + \end{tabular} + + \end{center} + + \begin{itemize} + \item Alle Stellen, die nicht Null sind, sind Fehler + \end{itemize} + + \end{frame} +%------------------------------------------------------------------------------- + \begin{frame} + \frametitle{Nullstellen des Fehlerpolynoms finden} + + \begin{itemize} + \item Satz von Fermat: $f(X) = X^{q-1}-1=0$ + + \vspace{10pt} + + \item $f(X) = X^{10}-1 = 0$ \qquad für $X = [1,2,3,4,5,6,7,8,9,10]$ + + \vspace{10pt} + + \item $f(X) = (X-a^0)(X-a^1)(X-a^2)(X-a^3)(X-a^4)(X-a^5)(X-a^6) \cdot$ + + \qquad \qquad $(X-a^7)(X-a^8)(X-a^9)$ + + \vspace{10pt} + + \item $e(X) = (X-a^0)(X-a^1)(X-a^2) \qquad \qquad (X-a^4)(X-a^5)(X-a^6) \cdot$ + + \qquad \qquad $(X-a^7) \qquad \qquad (X-a^9) \cdot p(x)$ + + \vspace{10pt} + + \item $\operatorname{ggT}$ gibt uns eine Liste der Nullstellen, an denen es keine Fehler gegeben hat + + \vspace{10pt} + + $\operatorname{ggT}(f(X),e(X)) = (X-a^0)(X-a^1)(X-a^2) \qquad \qquad (X-a^4)(X-a^5)(X-a^6) \cdot$ + + \qquad \qquad \qquad \qquad $(X-a^7) \qquad \qquad (X-a^9)$ + + \end{itemize} + + \end{frame} +%------------------------------------------------------------------------------- + \begin{frame} + \frametitle{Nullstellen des Fehlerpolynoms finden} + + \begin{itemize} + + \item Satz von Fermat: $f(X) = X^{q-1}-1=0$ + + \vspace{10pt} + + \item $f(X) = X^{10}-1 = 0$ \qquad für $X = [1,2,3,4,5,6,7,8,9,10]$ + + \vspace{10pt} + + \item $f(X) = (X-a^0)(X-a^1)(X-a^2)(X-a^3)(X-a^4)(X-a^5)(X-a^6) \cdot$ + + \qquad \qquad $(X-a^7)(X-a^8)(X-a^9)$ + + \vspace{10pt} + + \item $e(X) = (X-a^0)(X-a^1)(X-a^2) \qquad \qquad (X-a^4)(X-a^5)(X-a^6) \cdot$ + + \qquad \qquad $(X-a^7) \qquad \qquad (X-a^9) \cdot p(x)$ + + \vspace{10pt} + + \item $\operatorname{kgV}$ gibt uns eine Liste von aller Nullstellen, die wir in $e$ und $d$ zerlegen können + + \vspace{10pt} + + $\operatorname{kgV}(f(X),e(X)) = (X-a^0)(X-a^1)(X-a^2)(X-a^3)(X-a^4)(X-a^5)(X-a^6) \cdot $ + + \qquad \qquad \qquad \qquad $(X-a^7)(X-a^8)(X-a^9) \cdot q(X)$ + + $= d(X) \cdot e(X)$ + + \vspace{10pt} + + \item Lokatorpolynom $d(X) = (X-a^3)(X-a^8)$ + + \end{itemize} + + \end{frame} +%------------------------------------------------------------------------------- + \begin{frame} + \frametitle{kennen wir $e$?} + + \begin{itemize} + + \item $e$ ist unbekannt auf der Empfängerseite + + \vspace{10pt} + + \item $e(X) = r(X) - m(X)$ \qquad $\rightarrow$ \qquad $m(X)$ ist unbekannt? + + \vspace{10pt} + + \item $m$ ist nicht gänzlich unbekannt: $m = [0,0,0,0,?,?,?,?,?,?]$ + + In den bekannten Stellen liegt auch die Information, wo es Fehler gegeben hat + + \vspace{10pt} + + \item daraus folgt $e(X) = 5X^9 + 7X^8 + 4X^7 + 10X^6 + p(X)$ + + \vspace{10pt} + + \item $f(X) = X^{10} - 1 = X^{10} + 10$ + + \vspace{10pt} + + \item jetzt können wir den $\operatorname{ggT}$ von $f(X)$ und $e(X)$ berechnen + \end{itemize} + + \end{frame} +%------------------------------------------------------------------------------- + \begin{frame} + \frametitle{Der Euklidische Algorithmus (nochmal)} + + $\operatorname{ggT}(f(X),e(X))$ hat den Grad 8 + + \[ + \arraycolsep=1.4pt + \begin{array}{rcrcrcrcccrcrcrcrcrcrcrcrcr} + X^{10}& & & & & & &+& 10& & & & &:&5X^9&+&7X^8&+& 4X^7&+&10X^6&+&p(X)&=&9X&+&5\\ + X^{10}&+& 8X^9&+& 3X^8&+&2X^7&+& p(X)& & & & & & & & & & & & & & & & \\ \cline{1-9} + && 3X^9&+& 8X^8&+& 9X^7&+& p(X)& & & & & & & & & & & & \\ + && 3X^9&+& 2X^8&+& 9X^7&+& p(X)& & & & & & & & & & & & \\ \cline{3-9} + & & & &6X^8&+&0X^7&+&p(X)& & & & & & & & & & & & \\ + \end{array} + \] + + \[ + \arraycolsep=1.4pt + \begin{array}{rcrcrcrcccrcrcrcrcrcrcrcrcr} + 5X^9&+& 7X^8&+& 4X^7&+& 10X^6&+& p(X)& & & & &:&6X^8&+&0X^7& & & & & & &=&10X&+&3\\ + 5X^9&+& 0X^8&+& p(X)& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & \\ \cline{1-5} + && 7X^8&+& p(X)& & & & & & & & & & & & & & & & \\ + \end{array} + \] + + \vspace{10pt} + + $\operatorname{ggT}(f(X),e(X)) = 6X^8$ + + \vspace{10pt} + + $\operatorname{kgV}$ durch den erweiterten Euklidischen Algorithmus bestimmen + + \end{frame} + +%------------------------------------------------------------------------------- + \begin{frame} + \frametitle{Der Erweiterte Euklidische Algorithmus} + + \begin{center} + + \begin{tabular}{| c | c | c c |} + \hline + $k$ & $q_i$ & $e_i$ & $f_i$\\ + \hline + & & $0$& $1$\\ + $0$& $9X + 5$& $1$& $0$\\ + $1$& $10X + 3$& $9X+5$& $1$\\ + $2$& & $2X^2 + 0X + 5$& $10X + 3$\\ + \hline + \end{tabular} + + \end{center} + + \vspace{10pt} + + \begin{tabular}{ll} + Somit erhalten wir den Faktor& $d(X) = 2X^2 + 5$\\ + Faktorisiert erhalten wir& $d(X) = 2(X-5)(X-6)$\\ + Lokatorpolynom& $d(X) = (X-a^i)(X-a^i)$ + \end{tabular} + + \vspace{10pt} + + \begin{center} + $a^i = 5 \qquad \Rightarrow \qquad i = 3$ + + $a^i = 6 \qquad \Rightarrow \qquad i = 8$ + \end{center} + + $D = [3,8]$ + + \end{frame} +%------------------------------------------------------------------------------- + \begin{frame} + \frametitle{Rekonstruktion der Nachricht} + + \begin{itemize} + + \item $W = [5,3,6,8,2,10,2,7,1,4]$ + + \item $D = [3,8]$ + + \end{itemize} + + \[ + \begin{pmatrix} + 5 \\ 3 \\ 6 \\ 8 \\ 2 \\ 10 \\ 2 \\ 7 \\ 1 \\ 4 \\ + \end{pmatrix} + = + \begin{pmatrix} + 8^0& 8^0& 8^0& 8^0& 8^0& 8^0& 8^0& 8^0& 8^0& 8^0\\ + 8^0& 8^1& 8^2& 8^3& 8^4& 8^5& 8^6& 8^7& 8^8& 8^9\\ + 8^0& 8^2& 8^4& 8^6& 8^8& 8^{10}& 8^{12}& 8^{14}& 8^{16}& 8^{18}\\ + 8^0& 8^3& 8^6& 8^9& 8^{12}& 8^{15}& 8^{18}& 8^{21}& 8^{24}& 8^{27}\\ + 8^0& 8^4& 8^8& 8^{12}& 8^{16}& 8^{20}& 8^{24}& 8^{28}& 8^{32}& 8^{36}\\ + 8^0& 8^5& 8^{10}& 8^{15}& 8^{20}& 8^{25}& 8^{30}& 8^{35}& 8^{40}& 8^{45}\\ + 8^0& 8^6& 8^{12}& 8^{18}& 8^{24}& 8^{30}& 8^{36}& 8^{42}& 8^{48}& 8^{54}\\ + 8^0& 8^7& 8^{14}& 8^{21}& 8^{28}& 8^{35}& 8^{42}& 8^{49}& 8^{56}& 8^{63}\\ + 8^0& 8^8& 8^{16}& 8^{24}& 8^{32}& 8^{40}& 8^{48}& 8^{56}& 8^{64}& 8^{72}\\ + 8^0& 8^9& 8^{18}& 8^{27}& 8^{36}& 8^{45}& 8^{54}& 8^{63}& 8^{72}& 8^{81}\\ + \end{pmatrix} + \cdot + \begin{pmatrix} + m_0 \\ m_1 \\ m_2 \\ m_3 \\ m_4 \\ m_5 \\ m_6 \\ m_7 \\ m_8 \\ m_9 \\ + \end{pmatrix} + \] + + \begin{itemize} + \item Fehlerstellen entfernen + \end{itemize} + + \end{frame} +%------------------------------------------------------------------------------- + \begin{frame} + \frametitle{Rekonstruktion der Nachricht} + + \[ + \begin{pmatrix} + 5 \\ 3 \\ 6 \\ 2 \\ 10 \\ 2 \\ 7 \\ 4 \\ + \end{pmatrix} + = + \begin{pmatrix} + 8^0& 8^0& 8^0& 8^0& 8^0& 8^0& 8^0& 8^0& 8^0& 8^0\\ + 8^0& 8^1& 8^2& 8^3& 8^4& 8^5& 8^6& 8^7& 8^8& 8^9\\ + 8^0& 8^2& 8^4& 8^6& 8^8& 8^{10}& 8^{12}& 8^{14}& 8^{16}& 8^{18}\\ + 8^0& 8^4& 8^8& 8^{12}& 8^{16}& 8^{20}& 8^{24}& 8^{28}& 8^{32}& 8^{36}\\ + 8^0& 8^5& 8^{10}& 8^{15}& 8^{20}& 8^{25}& 8^{30}& 8^{35}& 8^{40}& 8^{45}\\ + 8^0& 8^6& 8^{12}& 8^{18}& 8^{24}& 8^{30}& 8^{36}& 8^{42}& 8^{48}& 8^{54}\\ + 8^0& 8^7& 8^{14}& 8^{21}& 8^{28}& 8^{35}& 8^{42}& 8^{49}& 8^{56}& 8^{63}\\ + 8^0& 8^9& 8^{18}& 8^{27}& 8^{36}& 8^{45}& 8^{54}& 8^{63}& 8^{72}& 8^{81}\\ + \end{pmatrix} + \cdot + \begin{pmatrix} + m_0 \\ m_1 \\ m_2 \\ m_3 \\ m_4 \\ m_5 \\ m_6 \\ m_7 \\ m_8 \\ m_9 \\ + \end{pmatrix} + \] + + \begin{itemize} + \item Nullstellen entfernen + \end{itemize} + + \end{frame} +%------------------------------------------------------------------------------- + \begin{frame} + \frametitle{Rekonstruktion der Nachricht} + + \[ + \begin{pmatrix} + 5 \\ 3 \\ 6 \\ 2 \\ 10 \\ 2 \\ 7 \\ 4 \\ + \end{pmatrix} + = + \begin{pmatrix} + 8^0& 8^0& 8^0& 8^0& 8^0& 8^0\\ + 8^0& 8^1& 8^2& 8^3& 8^4& 8^5\\ + 8^0& 8^2& 8^4& 8^6& 8^8& 8^{10}\\ + 8^0& 8^4& 8^8& 8^{12}& 8^{16}& 8^{20}\\ + 8^0& 8^5& 8^{10}& 8^{15}& 8^{20}& 8^{25}\\ + 8^0& 8^6& 8^{12}& 8^{18}& 8^{24}& 8^{30}\\ + 8^0& 8^7& 8^{14}& 8^{21}& 8^{28}& 8^{35}\\ + 8^0& 8^9& 8^{18}& 8^{27}& 8^{36}& 8^{45}\\ + \end{pmatrix} + \cdot + \begin{pmatrix} + m_0 \\ m_1 \\ m_2 \\ m_3 \\ m_4 \\ m_5 \\ + \end{pmatrix} + \] + + \vspace{5pt} + + \begin{itemize} + \item Matrix in eine Quadratische Form bringen + \end{itemize} + + \end{frame} +%------------------------------------------------------------------------------- + \begin{frame} + \frametitle{Rekonstruktion der Nachricht} + + \[ + \begin{pmatrix} + 5 \\ 3 \\ 6 \\ 2 \\ 10 \\ 2 \\ + \end{pmatrix} + = + \begin{pmatrix} + 8^0& 8^0& 8^0& 8^0& 8^0& 8^0\\ + 8^0& 8^1& 8^2& 8^3& 8^4& 8^5\\ + 8^0& 8^2& 8^4& 8^6& 8^8& 8^{10}\\ + 8^0& 8^4& 8^8& 8^{12}& 8^{16}& 8^{20}\\ + 8^0& 8^5& 8^{10}& 8^{15}& 8^{20}& 8^{25}\\ + 8^0& 8^6& 8^{12}& 8^{18}& 8^{24}& 8^{30}\\ + \end{pmatrix} + \cdot + \begin{pmatrix} + m_0 \\ m_1 \\ m_2 \\ m_3 \\ m_4 \\ m_5 \\ + \end{pmatrix} + \] + + \vspace{5pt} + + \begin{itemize} + \item Matrix Invertieren + \end{itemize} + + \end{frame} +%------------------------------------------------------------------------------- + \begin{frame} + \frametitle{Rekonstruktion der Nachricht} + + \[ + \begin{pmatrix} + 5 \\ 3 \\ 6 \\ 2 \\ 10 \\ 2 \\ + \end{pmatrix} + = + \begin{pmatrix} + 1& 1& 1& 1& 1& 1\\ + 1& 8& 9& 6& 4& 10\\ + 1& 9& 4& 3& 5& 1\\ + 1& 4& 5& 9& 3& 1\\ + 1& 10& 1& 10& 1& 10\\ + 1& 3& 9& 5& 4& 1\\ + \end{pmatrix} + \cdot + \begin{pmatrix} + m_0 \\ m_1 \\ m_2 \\ m_3 \\ m_4 \\ m_5 \\ + \end{pmatrix} + \] + + \begin{center} + $\Downarrow$ + \end{center} + \[ + \begin{pmatrix} + m_0 \\ m_1 \\ m_2 \\ m_3 \\ m_4 \\ m_5 \\ + \end{pmatrix} + = + \begin{pmatrix} + 6& 4& 4& 6& 2& 1\\ + 2& 7& 10& 3& 4& 7\\ + 1& 8& 9& 8& 3& 4\\ + 3& 6& 6& 4& 5& 9\\ + 10& 10& 9& 8& 1& 6\\ + 1& 9& 6& 4& 7& 6\\ + \end{pmatrix} + \cdot + \begin{pmatrix} + 5 \\ 3 \\ 6 \\ 2 \\ 10 \\ 2 \\ + \end{pmatrix} + \] + + \end{frame} +%------------------------------------------------------------------------------- + \begin{frame} + \frametitle{Rekonstruktion der Nachricht} + + \[ + \begin{pmatrix} + m_0 \\ m_1 \\ m_2 \\ m_3 \\ m_4 \\ m_5 \\ + \end{pmatrix} + = + \begin{pmatrix} + 6& 4& 4& 6& 2& 1\\ + 2& 7& 10& 3& 4& 7\\ + 1& 8& 9& 8& 3& 4\\ + 3& 6& 6& 4& 5& 9\\ + 10& 10& 9& 8& 1& 6\\ + 1& 9& 6& 4& 7& 6\\ + \end{pmatrix} + \cdot + \begin{pmatrix} + 5 \\ 3 \\ 6 \\ 2 \\ 10 \\ 2 \\ + \end{pmatrix} + \] + + \begin{itemize} + \item $m = [4,7,2,5,8,1]$ + \end{itemize} + + \end{frame} +%------------------------------------------------------------------------------- \end{document} \ No newline at end of file -- cgit v1.2.1 From 8473571bc77425cd198b4bba515a3f5fe10c8cd2 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: JODBaer Date: Wed, 21 Apr 2021 22:53:49 +0200 Subject: Style verbessert --- buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.tex | 17 +++++++++++------ 1 file changed, 11 insertions(+), 6 deletions(-) diff --git a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.tex b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.tex index 1a1cefd..65f8431 100644 --- a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.tex +++ b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.tex @@ -64,12 +64,16 @@ &&\\ k & t & k+2t Werte eines Polynoms vom Grad k-1 \\ \hline + &&\\ + &&\\ + &Ausserdem können bis zu 2t Fehler erkannt werden!\\ \end{tabular} \end{center} - Ausserdem können bis zu 2t Fehler erkannt werden! + + \end{frame} -\section{Fourier Transformation} +\section{Diskrete Fourier Transformation} \begin{frame} \frametitle{Idee} \begin{itemize} @@ -104,7 +108,7 @@ \end{figure} \end{frame} -\section{Diskrete Fourier Transformation} + \begin{frame} \frametitle{Diskrete Fourier Transformation} Die Diskrete Fourier Transformation ist so gegeben: @@ -134,10 +138,10 @@ = \begin{pmatrix} w^0 & w^0 & w^0 & \dots &w^0 \\ - w^0 & w^1 &w^2 & \dots &w^n \\ - w^0 & w^2 &w^4 & \dots &w^{2n} \\ + w^0 & w^1 &w^2 & \dots &w^N \\ + w^0 & w^2 &w^4 & \dots &w^{2N} \\ \vdots & \vdots &\vdots &\ddots &\vdots \\ - w^0 & w^{1n}&w^{2n}& \dots &w^{n} \\ + w^0 & w^{1(N-1)}&w^{2(N-1)}& \dots &w^{(N-1)(N-1)} \\ \end{pmatrix} \begin{pmatrix} \textcolor{blue}{f_0} \\ @@ -154,6 +158,7 @@ Wie wird der Fehler lokalisiert? \only<2>{ + \newline Indem in einem Endlichen Körper gerechnet wird. } \end{frame} -- cgit v1.2.1 From 78fa573298102c41674453affbbf97f71f5de358 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: =?UTF-8?q?Andreas=20M=C3=BCller?= Date: Thu, 22 Apr 2021 13:33:34 +0200 Subject: add slides --- vorlesungen/08_msegruppen/slides.tex | 22 ++- vorlesungen/slides/6/Makefile.inc | 8 + vorlesungen/slides/6/chapter.tex | 8 + .../6/punktgruppen/WasserstoffAufspaltung.pdf | Bin 0 -> 74764 bytes vorlesungen/slides/6/punktgruppen/aufspaltung.tex | 15 ++ vorlesungen/slides/6/punktgruppen/c.tex | 47 +++++ vorlesungen/slides/6/punktgruppen/chemie.tex | 59 ++++++ vorlesungen/slides/6/punktgruppen/d.tex | 48 +++++ vorlesungen/slides/6/punktgruppen/ebene.tex | 79 ++++++++ vorlesungen/slides/6/punktgruppen/images/Makefile | 40 +++++ vorlesungen/slides/6/punktgruppen/images/cn.jpg | Bin 0 -> 49689 bytes vorlesungen/slides/6/punktgruppen/images/cn.pov | 10 ++ vorlesungen/slides/6/punktgruppen/images/cnh.jpg | Bin 0 -> 55691 bytes vorlesungen/slides/6/punktgruppen/images/cnh.pov | 11 ++ vorlesungen/slides/6/punktgruppen/images/cnv.jpg | Bin 0 -> 78880 bytes vorlesungen/slides/6/punktgruppen/images/cnv.pov | 11 ++ .../slides/6/punktgruppen/images/common.inc | 200 +++++++++++++++++++++ vorlesungen/slides/6/punktgruppen/images/dn.jpg | Bin 0 -> 54769 bytes vorlesungen/slides/6/punktgruppen/images/dn.pov | 12 ++ vorlesungen/slides/6/punktgruppen/images/dnd.jpg | Bin 0 -> 78146 bytes vorlesungen/slides/6/punktgruppen/images/dnd.pov | 13 ++ vorlesungen/slides/6/punktgruppen/images/dnh.jpg | Bin 0 -> 61656 bytes vorlesungen/slides/6/punktgruppen/images/dnh.pov | 13 ++ vorlesungen/slides/6/punktgruppen/p.tex | 36 ++++ vorlesungen/slides/6/punktgruppen/semidirekt.tex | 76 ++++++++ vorlesungen/slides/6/punktgruppen/toi/I.jpg | Bin 0 -> 255945 bytes vorlesungen/slides/6/punktgruppen/toi/O.jpg | Bin 0 -> 298533 bytes vorlesungen/slides/6/punktgruppen/toi/T.jpg | Bin 0 -> 149082 bytes 28 files changed, 701 insertions(+), 7 deletions(-) create mode 100644 vorlesungen/slides/6/punktgruppen/WasserstoffAufspaltung.pdf create mode 100644 vorlesungen/slides/6/punktgruppen/aufspaltung.tex create mode 100644 vorlesungen/slides/6/punktgruppen/c.tex create mode 100644 vorlesungen/slides/6/punktgruppen/chemie.tex create mode 100644 vorlesungen/slides/6/punktgruppen/d.tex create mode 100644 vorlesungen/slides/6/punktgruppen/ebene.tex create mode 100644 vorlesungen/slides/6/punktgruppen/images/Makefile create mode 100644 vorlesungen/slides/6/punktgruppen/images/cn.jpg create mode 100644 vorlesungen/slides/6/punktgruppen/images/cn.pov create mode 100644 vorlesungen/slides/6/punktgruppen/images/cnh.jpg create mode 100644 vorlesungen/slides/6/punktgruppen/images/cnh.pov create mode 100644 vorlesungen/slides/6/punktgruppen/images/cnv.jpg create mode 100644 vorlesungen/slides/6/punktgruppen/images/cnv.pov create mode 100644 vorlesungen/slides/6/punktgruppen/images/common.inc create mode 100644 vorlesungen/slides/6/punktgruppen/images/dn.jpg create mode 100644 vorlesungen/slides/6/punktgruppen/images/dn.pov create mode 100644 vorlesungen/slides/6/punktgruppen/images/dnd.jpg create mode 100644 vorlesungen/slides/6/punktgruppen/images/dnd.pov create mode 100644 vorlesungen/slides/6/punktgruppen/images/dnh.jpg create mode 100644 vorlesungen/slides/6/punktgruppen/images/dnh.pov create mode 100644 vorlesungen/slides/6/punktgruppen/p.tex create mode 100644 vorlesungen/slides/6/punktgruppen/semidirekt.tex create mode 100644 vorlesungen/slides/6/punktgruppen/toi/I.jpg create mode 100644 vorlesungen/slides/6/punktgruppen/toi/O.jpg create mode 100644 vorlesungen/slides/6/punktgruppen/toi/T.jpg diff --git a/vorlesungen/08_msegruppen/slides.tex b/vorlesungen/08_msegruppen/slides.tex index bfc99cd..5997e50 100644 --- a/vorlesungen/08_msegruppen/slides.tex +++ b/vorlesungen/08_msegruppen/slides.tex @@ -5,10 +5,19 @@ % \section{Punktgruppen} +% XXX Punktgruppen in der Ebene +%\folie{6/punktgruppen/ebene.tex} +% XXX semidirektes Produkt +%\folie{6/punktgruppen/semidirekt.tex} % XXX Zyklische Gruppen/Drehgruppen um endliche Winkel +%\folie{6/punktgruppen/c.tex} % XXX Diedergruppen +%\folie{6/punktgruppen/d.tex} % XXX Tetraeder, Oktaeder, Ikosaeder -% XXX Darstellung als Matrizen +%\folie{6/punktgruppen/p.tex} +% XXX Anwendung Schrödingergleichung +\folie{6/punktgruppen/chemie.tex} +\folie{6/punktgruppen/aufspaltung.tex} \section{Permutationsgruppen} % XXX Permutationen, Transpositionen, Signum @@ -22,7 +31,6 @@ \section{Produkte} % XXX direktes Produkt -% XXX semidirektes Produkt % XXX freie Gruppen \section{Darstellungen} @@ -31,12 +39,12 @@ % Charakter %\folie{6/darstellungen/charakter.tex} % XXX Summe -\folie{6/darstellungen/summe.tex} +%\folie{6/darstellungen/summe.tex} % XXX Irreduzible Darstellung -\folie{6/darstellungen/irreduzibel.tex} +%\folie{6/darstellungen/irreduzibel.tex} % XXX Folgerungen aus Schurs Lemma -\folie{6/darstellungen/schur.tex} +%\folie{6/darstellungen/schur.tex} % XXX Skalarprodukt -\folie{6/darstellungen/skalarprodukt.tex} +%\folie{6/darstellungen/skalarprodukt.tex} % XXX Beispiel zyklische Gruppen -\folie{6/darstellungen/zyklisch.tex} +%\folie{6/darstellungen/zyklisch.tex} diff --git a/vorlesungen/slides/6/Makefile.inc b/vorlesungen/slides/6/Makefile.inc index b46d6b6..793d402 100644 --- a/vorlesungen/slides/6/Makefile.inc +++ b/vorlesungen/slides/6/Makefile.inc @@ -4,6 +4,14 @@ # (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule # chapter6 = \ + ../slides/6/punktgruppen/ebene.tex \ + ../slides/6/punktgruppen/semidirekt.tex \ + ../slides/6/punktgruppen/c.tex \ + ../slides/6/punktgruppen/d.tex \ + ../slides/6/punktgruppen/p.tex \ + ../slides/6/punktgruppen/chemie.tex \ + ../slides/6/punktgruppen/aufspaltung.tex \ + \ ../slides/6/permutationen/matrizen.tex \ \ ../slides/6/darstellungen/definition.tex \ diff --git a/vorlesungen/slides/6/chapter.tex b/vorlesungen/slides/6/chapter.tex index 37f442d..57db282 100644 --- a/vorlesungen/slides/6/chapter.tex +++ b/vorlesungen/slides/6/chapter.tex @@ -4,6 +4,14 @@ % (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, Hochschule Rapperswi % +\folie{6/punktgruppen/ebene.tex} +\folie{6/punktgruppen/semidirekt.tex} +\folie{6/punktgruppen/c.tex} +\folie{6/punktgruppen/d.tex} +\folie{6/punktgruppen/p.tex} +\folie{6/punktgruppen/chemie.tex} +\folie{6/punktgruppen/aufspaltung.tex} + \folie{6/permutationen/matrizen.tex} \folie{6/darstellungen/definition.tex} diff --git a/vorlesungen/slides/6/punktgruppen/WasserstoffAufspaltung.pdf b/vorlesungen/slides/6/punktgruppen/WasserstoffAufspaltung.pdf new file mode 100644 index 0000000..56cbf7b Binary files /dev/null and b/vorlesungen/slides/6/punktgruppen/WasserstoffAufspaltung.pdf differ diff --git a/vorlesungen/slides/6/punktgruppen/aufspaltung.tex b/vorlesungen/slides/6/punktgruppen/aufspaltung.tex new file mode 100644 index 0000000..633f700 --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/6/punktgruppen/aufspaltung.tex @@ -0,0 +1,15 @@ +% +% template.tex -- slide template +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +% +\bgroup +\begin{frame}[t] +\setlength{\abovedisplayskip}{5pt} +\setlength{\belowdisplayskip}{5pt} +\frametitle{Aufspaltung} +\begin{center} +\includegraphics[width=0.66\textwidth]{../slides/6/punktgruppen/WasserstoffAufspaltung.pdf} +\end{center} +\end{frame} +\egroup diff --git a/vorlesungen/slides/6/punktgruppen/c.tex b/vorlesungen/slides/6/punktgruppen/c.tex new file mode 100644 index 0000000..5394f51 --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/6/punktgruppen/c.tex @@ -0,0 +1,47 @@ +% +% c.tex -- slide template +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +% +\bgroup +\begin{frame}[t] +\setlength{\abovedisplayskip}{5pt} +\setlength{\belowdisplayskip}{5pt} +\frametitle{Drehgruppen} +\vspace{-25pt} +\begin{columns}[t,onlytextwidth] +\begin{column}{0.33\textwidth} +\begin{block}{$C_n$} +\begin{center} +\includegraphics[width=\textwidth]{../slides/6/punktgruppen/images/cn.jpg} +\end{center} +\begin{itemize} +\item Eine $n$-zählige Achse +\end{itemize} +\end{block} +\end{column} +\begin{column}{0.33\textwidth} +\begin{block}{$C_{nv}$} +\begin{center} +\includegraphics[width=\textwidth]{../slides/6/punktgruppen/images/cnv.jpg} +\end{center} +\begin{itemize} +\item Eine $n$-zählige Achse +\item $n$ dazu senkrechte Symmetrieebenen +\end{itemize} +\end{block} +\end{column} +\begin{column}{0.33\textwidth} +\begin{block}{$C_{nh}$} +\begin{center} +\includegraphics[width=\textwidth]{../slides/6/punktgruppen/images/cnh.jpg} +\end{center} +\begin{itemize} +\item Eine $n$-zählige Achse +\item Eine dazu senkrechte Spiegelebene +\end{itemize} +\end{block} +\end{column} +\end{columns} +\end{frame} +\egroup diff --git a/vorlesungen/slides/6/punktgruppen/chemie.tex b/vorlesungen/slides/6/punktgruppen/chemie.tex new file mode 100644 index 0000000..43e8dc4 --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/6/punktgruppen/chemie.tex @@ -0,0 +1,59 @@ +% +% chemie.tex -- Anwendung +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +% +\bgroup +\begin{frame}[t] +\setlength{\abovedisplayskip}{5pt} +\setlength{\belowdisplayskip}{5pt} +\frametitle{Anwendung} +\vspace{-20pt} +\begin{columns}[t,onlytextwidth] +\begin{column}{0.48\textwidth} +\begin{block}{Schrödingergleichung} +Partielle Differentialgleichung für die Wellenfunktion +eines Teilchens im Potential $V(x)$ +\[ +-\frac{\hbar^2}{2m}\Delta \Psi ++ +V(x)\Psi += +E\Psi +\] +$V(x)$ = Potential der Atomkerne eines Molekuls +\end{block} +\begin{block}{Symmetrien} +$g\in\operatorname{O}(3)$ wirkt auf $V$ und $\Psi$ +\begin{align*} +(g\cdot V)(x) &= V(g\cdot x) +\\ +(g\cdot \Psi)(x) &= \Psi(g\cdot x) +\end{align*} +Symmetrie von $V$: $g\cdot V=V$ +\end{block} +\end{column} +\begin{column}{0.48\textwidth} +\begin{block}{Lösungen} +Eigenfunktionen $\Psi$ zum Eigenwert $E$ +\[ +g\cdot V=V +\Rightarrow +g\cdot \Psi +\text{ Lösung} +\] +mit gleichem Eigenwert! +\end{block} +\begin{block}{Eigenräume} +Die Symmetriegruppe $G\subset \operatorname{O}(3)$ eines Moleküls +operiert auf dem Eigenraum +\end{block} +\begin{block}{Externe Felder} +Externe Felder zerstören die Symmetrie +$\Rightarrow$ +die Energieniveaus/Spektrallinien spalten sich auf +\end{block} +\end{column} +\end{columns} +\end{frame} +\egroup diff --git a/vorlesungen/slides/6/punktgruppen/d.tex b/vorlesungen/slides/6/punktgruppen/d.tex new file mode 100644 index 0000000..a4824b5 --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/6/punktgruppen/d.tex @@ -0,0 +1,48 @@ +% +% d.tex -- slide template +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +% +\bgroup +\begin{frame}[t] +\setlength{\abovedisplayskip}{5pt} +\setlength{\belowdisplayskip}{5pt} +\frametitle{Diedergruppen} +\vspace{-20pt} +\begin{columns}[t,onlytextwidth] +\begin{column}{0.33\textwidth} +\begin{block}{$D_n$} +\begin{center} +\includegraphics[width=\textwidth]{../slides/6/punktgruppen/images/dn.jpg} +\end{center} +\begin{itemize} +\item $C_n$ Achse +\item $n$ $C_2$ Achse senkrecht dazu +\end{itemize} +\end{block} +\end{column} +\begin{column}{0.33\textwidth} +\begin{block}{$D_{nd}$} +\begin{center} +\includegraphics[width=\textwidth]{../slides/6/punktgruppen/images/dnd.jpg} +\end{center} +\begin{itemize} +\item $D_n$ Achse +\item $n$ winkelhalbierende Spiegelebenen der $C_2$-Achsen +\end{itemize} +\end{block} +\end{column} +\begin{column}{0.33\textwidth} +\begin{block}{$D_{nh}$} +\begin{center} +\includegraphics[width=\textwidth]{../slides/6/punktgruppen/images/dnh.jpg} +\end{center} +\begin{itemize} +\item $D_n$ Achse +\item Spiegelbene senkrecht dazu +\end{itemize} +\end{block} +\end{column} +\end{columns} +\end{frame} +\egroup diff --git a/vorlesungen/slides/6/punktgruppen/ebene.tex b/vorlesungen/slides/6/punktgruppen/ebene.tex new file mode 100644 index 0000000..3b715e4 --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/6/punktgruppen/ebene.tex @@ -0,0 +1,79 @@ +% +% ebene.tex -- Punktgruppen in der Ebene +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +% +\bgroup +\begin{frame}[t] +\setlength{\abovedisplayskip}{5pt} +\setlength{\belowdisplayskip}{5pt} +\frametitle{Punktgruppen in der Ebene} +\vspace{-20pt} +\begin{columns}[t,onlytextwidth] +\begin{column}{0.48\textwidth} +\begin{block}{Zyklische Gruppen} +\begin{center} +\begin{tikzpicture}[>=latex,thick] +\def\a{40} +\def\r{2} +\def\R{2.5} +\fill[color=blue!20] (0,0) -- (0:{1.1*\R}) arc (0:\a:{1.1*\R}) -- cycle; +\node[color=blue] at ({0.5*\a}:{0.8*\r}) {$\displaystyle\frac{2\pi}n$}; +\fill (0,0) circle[radius=0.08]; +\draw[color=red] (0:\r) -- (0:\R) + -- ({1*\a}:\r) -- ({1*\a}:\R) + -- ({2*\a}:\r) -- ({2*\a}:\R) + -- ({3*\a}:\r) -- ({3*\a}:\R) + -- ({4*\a}:\r) -- ({4*\a}:\R) + -- ({5*\a}:\r) -- ({5*\a}:\R) + -- ({6*\a}:\r) -- ({6*\a}:\R) + -- ({7*\a}:\r) -- ({7*\a}:\R) + -- ({8*\a}:\r) %-- ({8*\a}:\R) +; +\end{tikzpicture} +\end{center} +\[ +C_n += +\{\text{Drehungen um Winkel $2\pi/n$}\} +\] +\end{block} +\end{column} +\begin{column}{0.48\textwidth} +\begin{block}{Diedergruppen} +\begin{center} +\begin{tikzpicture}[>=latex,thick] +\def\a{40} +\def\r{2} +\def\R{2.5} +\fill[color=blue!20] (0,0) -- (0:{1.1*\R}) arc (0:\a:{1.1*\R}) -- cycle; +\node[color=blue] at ({0.5*\a}:{0.8*\r}) {$\displaystyle\frac{2\pi}n$}; +\fill (0,0) circle[radius=0.08]; +\draw[color=red] (0:\r) -- ({0.5*\a}:\R) + -- ({1*\a}:\r) -- ({1.5*\a}:\R) + -- ({2*\a}:\r) -- ({2.5*\a}:\R) + -- ({3*\a}:\r) -- ({3.5*\a}:\R) + -- ({4*\a}:\r) -- ({4.5*\a}:\R) + -- ({5*\a}:\r) -- ({5.5*\a}:\R) + -- ({6*\a}:\r) -- ({6.5*\a}:\R) + -- ({7*\a}:\r) -- ({7.5*\a}:\R) + -- ({8*\a}:\r) %-- ({8.5*\a}:\R) +; +\end{tikzpicture} +\end{center} +\begin{align*} +D_n +&= +\langle\text{Spiegelung}, +\text{Drehungen}\rangle +\\ +&= +C_2 +\ltimes +C_n +\end{align*} +\end{block} +\end{column} +\end{columns} +\end{frame} +\egroup diff --git a/vorlesungen/slides/6/punktgruppen/images/Makefile b/vorlesungen/slides/6/punktgruppen/images/Makefile new file mode 100644 index 0000000..e909884 --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/6/punktgruppen/images/Makefile @@ -0,0 +1,40 @@ +# +# Makefile +# +# (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +# +all: cn.jpg cnv.jpg cnh.jpg dn.jpg dnd.jpg dnh.jpg + +cn.png: common.inc cn.pov + povray +A0.1 -W1920 -H1080 -Ocn.png cn.pov +cn.jpg: cn.png + convert -extract 1050x1050+450+4 cn.png cn.jpg + +cnv.png: common.inc cnv.pov + povray +A0.1 -W1920 -H1080 -Ocnv.png cnv.pov +cnv.jpg: cnv.png + convert -extract 1050x1050+450+4 cnv.png cnv.jpg + +cnh.png: common.inc cnh.pov + povray +A0.1 -W1920 -H1080 -Ocnh.png cnh.pov +cnh.jpg: cnh.png + convert -extract 1050x1050+450+4 cnh.png cnh.jpg + +dn.png: common.inc dn.pov + povray +A0.1 -W1920 -H1080 -Odn.png dn.pov +dn.jpg: dn.png + convert -extract 1050x1050+450+4 dn.png dn.jpg + +dnd.png: common.inc dnd.pov + povray +A0.1 -W1920 -H1080 -Odnd.png dnd.pov +dnd.jpg: dnd.png + convert -extract 1050x1050+450+4 dnd.png dnd.jpg + +dnh.png: common.inc dnh.pov + povray +A0.1 -W1920 -H1080 -Odnh.png dnh.pov +dnh.jpg: dnh.png + convert -extract 1050x1050+450+4 dnh.png dnh.jpg + + + + diff --git a/vorlesungen/slides/6/punktgruppen/images/cn.jpg b/vorlesungen/slides/6/punktgruppen/images/cn.jpg new file mode 100644 index 0000000..4ea4e92 Binary files /dev/null and b/vorlesungen/slides/6/punktgruppen/images/cn.jpg differ diff --git a/vorlesungen/slides/6/punktgruppen/images/cn.pov b/vorlesungen/slides/6/punktgruppen/images/cn.pov new file mode 100644 index 0000000..39d65be --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/6/punktgruppen/images/cn.pov @@ -0,0 +1,10 @@ +// +// cn.pov +// +// (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +// + +#include "common.inc" + +koerper(0.4,0.6,0.6,0.5,0.8,-0.6,0.0) +Vachse() diff --git a/vorlesungen/slides/6/punktgruppen/images/cnh.jpg b/vorlesungen/slides/6/punktgruppen/images/cnh.jpg new file mode 100644 index 0000000..72181e8 Binary files /dev/null and b/vorlesungen/slides/6/punktgruppen/images/cnh.jpg differ diff --git a/vorlesungen/slides/6/punktgruppen/images/cnh.pov b/vorlesungen/slides/6/punktgruppen/images/cnh.pov new file mode 100644 index 0000000..65d27a4 --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/6/punktgruppen/images/cnh.pov @@ -0,0 +1,11 @@ +// +// cnh.pov +// +// (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +// + +#include "common.inc" + +koerper(0.6,0.8,0.6,0.6,0.8,-0.6,0.0) +Vachse() +Hebene() diff --git a/vorlesungen/slides/6/punktgruppen/images/cnv.jpg b/vorlesungen/slides/6/punktgruppen/images/cnv.jpg new file mode 100644 index 0000000..fd81513 Binary files /dev/null and b/vorlesungen/slides/6/punktgruppen/images/cnv.jpg differ diff --git a/vorlesungen/slides/6/punktgruppen/images/cnv.pov b/vorlesungen/slides/6/punktgruppen/images/cnv.pov new file mode 100644 index 0000000..a87e075 --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/6/punktgruppen/images/cnv.pov @@ -0,0 +1,11 @@ +// +// cnv.pov +// +// (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +// + +#include "common.inc" + +koerper(0.4,0.6,0.6,0.5,0.8,-0.6,0.5) +Vachse() +Vebene() diff --git a/vorlesungen/slides/6/punktgruppen/images/common.inc b/vorlesungen/slides/6/punktgruppen/images/common.inc new file mode 100644 index 0000000..ffd9e79 --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/6/punktgruppen/images/common.inc @@ -0,0 +1,200 @@ +// +// common.inc +// +// (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +// +#version 3.7; +#include "colors.inc" + +global_settings { + assumed_gamma 1 +} + +#declare imagescale = 0.22; +#declare O = <0, 0, 0>; +#declare at = 0.015; + +camera { + location <3, 3.2, -10> + look_at <0, 0, 0> + right 16/9 * x * imagescale + up y * imagescale +} + +light_source { + <-21, 20, -50> color 0.7*White + area_light <10,0,0> <0,0,10>, 10, 10 + adaptive 1 + jitter +} + +light_source { + <8, 80, -5> color 0.6*White + area_light <10,0,0> <0,0,10>, 10, 10 + adaptive 1 + jitter +} + +sky_sphere { + pigment { + color rgb<1,1,1> + } +} + +#macro arrow(from, to, arrowthickness, c) +#declare arrowdirection = vnormalize(to - from); +#declare arrowlength = vlength(to - from); +union { + sphere { + from, 1.0 * arrowthickness + } + cylinder { + from, + from + (arrowlength - 5 * arrowthickness) * arrowdirection, + arrowthickness + } + cone { + from + (arrowlength - 5 * arrowthickness) * arrowdirection, + 2 * arrowthickness, + to, + 0 + } + pigment { + color c + } + finish { + specular 0.9 + metallic + } +} +#end +#declare r = 1.2; + +arrow(< -r, 0, 0 >, < r, 0, 0 >, at, Gray) +arrow(< 0, 0, -r >, < 0, 0, r >, at, Gray) +arrow(< 0, -r, 0 >, < 0, r, 0 >, at, Gray) + +#macro kranzpunkt(r, winkel, h) + < r * cos(winkel), h, r * sin(winkel) > +#end + +#declare N = 13; +#declare h = 0.6; + +#macro deckel(r, R, scherwinkel, h) + #declare phi = 0; + #declare phistep = 2 * pi / N; + #while (phi < (2 * pi) - phistep/2) + triangle { + <0, h, 0>, + kranzpunkt(r, phi, h), + kranzpunkt(R, phi + scherwinkel, h) + } + triangle { + <0, h, 0>, + kranzpunkt(R, phi + scherwinkel, h) + kranzpunkt(r, phi + phistep, h) + } + #declare phi = phi + phistep; + #end +#end + + +#macro mantel(roben, Roben, hoben, runten, Runten, hunten, scherwinkel) + #declare phi = 0; + #declare phistep = 2 * pi / N; + #while (phi < 2 * pi - phistep/2) + triangle { + kranzpunkt(runten, phi, hunten), + kranzpunkt(Runten, phi + scherwinkel, hunten), + kranzpunkt(roben, phi, hoben) + } + triangle { + kranzpunkt(Runten, phi + scherwinkel, hunten), + kranzpunkt(Roben, phi + scherwinkel, hoben), + kranzpunkt(roben, phi, hoben) + } + triangle { + kranzpunkt(Runten, phi + scherwinkel, hunten), + kranzpunkt(runten, phi + phistep, hunten), + kranzpunkt(Roben, phi + scherwinkel, hoben) + } + triangle { + kranzpunkt(runten, phi + phistep, hunten), + kranzpunkt(roben, phi + phistep, hoben), + kranzpunkt(Roben, phi + scherwinkel, hoben) + } + #declare phi = phi + phistep; + #end +#end + +#declare scherwinkel = function(scherfaktor) { (scherfaktor * 2 * pi / N) }; + +#macro koerper(roben, Roben, hoben, runten, Runten, hunten, scherfaktor) +mesh { + deckel(roben, Roben, scherwinkel(scherfaktor), hoben) + deckel(runten, Runten, scherwinkel(scherfaktor), hunten) + mantel(roben, Roben, hoben, runten, Runten, hunten, scherwinkel(scherfaktor)) + pigment { + color Gray + } + finish { + specular 0.9 + metallic + } +} +#end + +#macro Hvektor(a) + +#end + +#declare VachseFarbe = rgb<1,0.6,0>; +#declare HachseFarbe = rgb<0.8,0.2,0.8>; +#declare VebeneFarbe = rgbf<0.2,0.8,1.0,0.7>; +#declare HebeneFarbe = rgbf<0.2,0.4,0.2,0.7>; + +#macro ebene(richtung, farbe) +intersection { + cylinder { <0, -1, 0>, <0, 1, 0>, 1.0 } + plane { vnormalize(richtung), 0.003 } + plane { -vnormalize(richtung), 0.003 } + pigment { + color farbe + } + finish { + specular 0.9 + metallic + } +} +#end + +#macro Vebene() + ebene(Hvektor(-1.25), VebeneFarbe) +#end + +#macro Hebene() + ebene(<0,1,0>, HebeneFarbe) +#end + +#macro achse(richtung, farbe) + cylinder { 1.1 * vnormalize(richtung), + -1.1 * vnormalize(richtung), + 1.5 * at + pigment { + color farbe + } + finish { + specular 0.9 + metallic + } + } +#end + +#macro Vachse() + achse(<0,1,0>, VachseFarbe) +#end + +#macro Hachse() + achse(Hvektor(-1.5), HachseFarbe) +#end diff --git a/vorlesungen/slides/6/punktgruppen/images/dn.jpg b/vorlesungen/slides/6/punktgruppen/images/dn.jpg new file mode 100644 index 0000000..f895d44 Binary files /dev/null and b/vorlesungen/slides/6/punktgruppen/images/dn.jpg differ diff --git a/vorlesungen/slides/6/punktgruppen/images/dn.pov b/vorlesungen/slides/6/punktgruppen/images/dn.pov new file mode 100644 index 0000000..36eed3e --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/6/punktgruppen/images/dn.pov @@ -0,0 +1,12 @@ +// +// dn.pov +// +// (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +// + +#include "common.inc" + +koerper(0.5,0.7,0.6,0.6,0.8,0,0.0) +koerper(0.6,0.8,0,0.5,0.7,-0.6,1.0) +Vachse() +Hachse() diff --git a/vorlesungen/slides/6/punktgruppen/images/dnd.jpg b/vorlesungen/slides/6/punktgruppen/images/dnd.jpg new file mode 100644 index 0000000..089e24f Binary files /dev/null and b/vorlesungen/slides/6/punktgruppen/images/dnd.jpg differ diff --git a/vorlesungen/slides/6/punktgruppen/images/dnd.pov b/vorlesungen/slides/6/punktgruppen/images/dnd.pov new file mode 100644 index 0000000..f0ec115 --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/6/punktgruppen/images/dnd.pov @@ -0,0 +1,13 @@ +// +// dnd.pov +// +// (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +// + +#include "common.inc" + +koerper(0.5,0.7,0.6,0.6,0.8,0,0.25) +koerper(0.6,0.8,0,0.5,0.7,-0.6,0.75) +Vachse() +Hachse() +ebene(Hvektor(2.25), VebeneFarbe) diff --git a/vorlesungen/slides/6/punktgruppen/images/dnh.jpg b/vorlesungen/slides/6/punktgruppen/images/dnh.jpg new file mode 100644 index 0000000..c62dbbb Binary files /dev/null and b/vorlesungen/slides/6/punktgruppen/images/dnh.jpg differ diff --git a/vorlesungen/slides/6/punktgruppen/images/dnh.pov b/vorlesungen/slides/6/punktgruppen/images/dnh.pov new file mode 100644 index 0000000..6f14271 --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/6/punktgruppen/images/dnh.pov @@ -0,0 +1,13 @@ +// +// dnh.pov +// +// (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +// + +#include "common.inc" + +koerper(0.5,0.7,0.6,0.6,0.8,0,0.5) +koerper(0.6,0.8,0,0.5,0.7,-0.6,0.5) +Vachse() +Hachse() +Hebene() diff --git a/vorlesungen/slides/6/punktgruppen/p.tex b/vorlesungen/slides/6/punktgruppen/p.tex new file mode 100644 index 0000000..908e76a --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/6/punktgruppen/p.tex @@ -0,0 +1,36 @@ +% +% p.tex -- slide template +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +% +\bgroup +\begin{frame}[t] +\setlength{\abovedisplayskip}{5pt} +\setlength{\belowdisplayskip}{5pt} +\frametitle{Drehgruppen} +\vspace{-20pt} +\begin{columns}[t,onlytextwidth] +\begin{column}{0.33\textwidth} +\begin{block}{$T = T_h \cap \operatorname{SO(3)}$} +\begin{center} +\includegraphics[width=0.8\textwidth]{../slides/6/punktgruppen/toi/T.jpg} +\end{center} +\end{block} +\end{column} +\begin{column}{0.33\textwidth} +\begin{block}{$O = O_h \cap \operatorname{SO(3)}$} +\begin{center} +\includegraphics[width=0.8\textwidth]{../slides/6/punktgruppen/toi/O.jpg} +\end{center} +\end{block} +\end{column} +\begin{column}{0.33\textwidth} +\begin{block}{$I = I_h \cap \operatorname{SO(3)}$} +\begin{center} +\includegraphics[width=0.8\textwidth]{../slides/6/punktgruppen/toi/I.jpg} +\end{center} +\end{block} +\end{column} +\end{columns} +\end{frame} +\egroup diff --git a/vorlesungen/slides/6/punktgruppen/semidirekt.tex b/vorlesungen/slides/6/punktgruppen/semidirekt.tex new file mode 100644 index 0000000..b8636be --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/6/punktgruppen/semidirekt.tex @@ -0,0 +1,76 @@ +% +% semidirekt.tex -- slide template +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +% +\bgroup +\begin{frame}[t] +\setlength{\abovedisplayskip}{5pt} +\setlength{\belowdisplayskip}{5pt} +\frametitle{Semidirektes Produkt} +\vspace{-20pt} +\begin{columns}[t,onlytextwidth] +\begin{column}{0.48\textwidth} +\begin{block}{Definition} +Gegeben $H$ eine Gruppe, eine abelsche Gruppe $A$, +$\vartheta\colon H\to\operatorname{Aut}(A)$. +\[ +G += +G\ltimes A += +\{(h,a) \;|\; h\in H,a\in A\} +\] +heisst {\em semidirektes Produkt}. +\begin{itemize} +\item +Neutrales Element: $(e,0)$ +\item +Gruppenoperation +\[ +(h_1,a_1)\cdot(h_2,a_2) += +(h_1h_2, a_1 + \vartheta(h_1)a_2) +\] +\item +Inverse: +$(h,a)^{-1} += +(h^{-1},-\vartheta(h)^{-1}a) +$ +Kontrolle: +\begin{align*} +&\phantom{\mathstrut=\mathstrut} +(h,a)\cdot (h^{-1},-\vartheta(h)^{-1}a) +\\ +&=(hh^{-1},a-\vartheta(h)\vartheta(h)^{-1}a) +=(e,0) +\end{align*} +\end{itemize} +\end{block} +\end{column} +\begin{column}{0.48\textwidth} +\begin{block}{Drehungen und Spiegelungen von $\mathbb{R}^2$} +Spiegelung: $C_2$ +Drehungen der: $\operatorname{SO}(2)$ +Drehungen und Spiegelungen: +$C_2\ltimes \operatorname{SO}(2)=O(2)$ +\end{block} +\begin{block}{Drehungen und Translationen} +Drehungen: $H=\operatorname{SO}(2)$ +\\ +Translationen: $A=\mathbb{R}^2$ +\\ +Bewegungen der Ebene: $\operatorname{SO}(2)\ltimes \mathbb{R}^2$ +\end{block} +\begin{block}{Dopplereffekt und Laufzeit} +Dopplereffekt: $\mathbb{R}^+$ (Skalierung) +\\ +Laufzeit: $\mathbb{R}$ (Verschiebung) +\\ +Skalierung und Verschiebung: $\mathbb{R}^+\ltimes \mathbb{R}$ +\end{block} +\end{column} +\end{columns} +\end{frame} +\egroup diff --git a/vorlesungen/slides/6/punktgruppen/toi/I.jpg b/vorlesungen/slides/6/punktgruppen/toi/I.jpg new file mode 100644 index 0000000..70d2c17 Binary files /dev/null and b/vorlesungen/slides/6/punktgruppen/toi/I.jpg differ diff --git a/vorlesungen/slides/6/punktgruppen/toi/O.jpg b/vorlesungen/slides/6/punktgruppen/toi/O.jpg new file mode 100644 index 0000000..45307c5 Binary files /dev/null and b/vorlesungen/slides/6/punktgruppen/toi/O.jpg differ diff --git a/vorlesungen/slides/6/punktgruppen/toi/T.jpg b/vorlesungen/slides/6/punktgruppen/toi/T.jpg new file mode 100644 index 0000000..f710696 Binary files /dev/null and b/vorlesungen/slides/6/punktgruppen/toi/T.jpg differ -- cgit v1.2.1 From 38d0c69842308be5f096375ff070c5233b395c4c Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: JODBaer Date: Thu, 22 Apr 2021 16:01:46 +0200 Subject: kleine korrekturen --- buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.tex | 45 +++++++++++++++----------- 1 file changed, 26 insertions(+), 19 deletions(-) diff --git a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.tex b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.tex index eecd66b..618121c 100644 --- a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.tex +++ b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.tex @@ -19,14 +19,18 @@ \begin{frame}[plain] \maketitle \end{frame} - \section{Einführung} +%------------------------------------------------------------------------------- +\section{Einführung} \begin{frame} \frametitle{Einführung} \begin{itemize} \item Reed-Solomon-Code beschäftigt sich mit der Übertragung von Daten und deren Fehler Erkennung. + \item Wird verwendet in: + \only<2>{CD, QR-Codes, Voyager-Sonde, etc.} \end{itemize} \end{frame} +%------------------------------------------------------------------------------- \section{Polynom Ansatz} \begin{frame} Beispiel 2, 1, 5 Versenden und auf 2 Fehler absichern. @@ -50,7 +54,7 @@ \includegraphics[scale = 1.2]{images/polynom2.pdf} \textcolor{green}{7} Zahlen versenden, um \textcolor{blue}{3} Zahlen gegen \textcolor{red}{2} Fehlern abzusichern.} \end{frame} - +%------------------------------------------------------------------------------- \begin{frame} \frametitle{Parameter} \begin{center} @@ -59,20 +63,24 @@ "Nutzlast" & Fehler & Versenden \\ \hline 3 & 2 & 7 Werte eines Polynoms vom Grad 2 \\ - 4 & 2 & 8 Werte eines Polynoms vom Grad 3 \\ - 3 & 2 & 7 Werte eines Polynoms vom Grad 2 \\ + 4 & 2 & 8 Werte eines Polynoms vom Grad 3 \\ +\only<2->{3}& +\only<2->{2}& +\only<2->{7 Werte eines Polynoms vom Grad 2} \\ &&\\ - k & t & k+2t Werte eines Polynoms vom Grad k-1 \\ +\only<3->{k} & +\only<3->{t} & +\only<3->{k+2t Werte eines Polynoms vom Grad k-1} \\ \hline &&\\ &&\\ - &Ausserdem können bis zu 2t Fehler erkannt werden!\\ + \multicolumn{3}{l} { + \only<4>{Ausserdem können bis zu 2t Fehler erkannt werden!} + } \end{tabular} - \end{center} - - - + \end{center} \end{frame} +%------------------------------------------------------------------------------- \section{Diskrete Fourier Transformation} \begin{frame} \frametitle{Idee} @@ -81,7 +89,7 @@ \item Danach Empfangen und Rücktransformieren. \end{itemize} \end{frame} - +%------------------------------------------------------------------------------- \begin{frame} \begin{figure} \only<1>{ @@ -107,8 +115,7 @@ } \end{figure} \end{frame} - - +%------------------------------------------------------------------------------- \begin{frame} \frametitle{Diskrete Fourier Transformation} Die Diskrete Fourier Transformation ist so gegeben: @@ -117,8 +124,8 @@ \hat{c}_{k} = \frac{1}{N} \sum_{n=0}^{N-1} {f}_n \cdot e^{-\frac{2\pi j}{N} \cdot kn} - \]. - + \] + Ersetzten als: \[ w = e^{-\frac{2\pi j}{N} k} \] @@ -128,14 +135,14 @@ \] \end{frame} - +%------------------------------------------------------------------------------- \begin{frame} \frametitle{Diskrete Fourier Transformation} \[ \begin{pmatrix} \hat{c}_1 \\\hat{c}_2 \\\hat{c}_3 \\ \vdots \\\hat{c}_n \end{pmatrix} - = + = \frac{1}{N} \begin{pmatrix} w^0 & w^0 & w^0 & \dots &w^0 \\ w^0 & w^1 &w^2 & \dots &w^N \\ @@ -152,7 +159,7 @@ \end{pmatrix} \] \end{frame} - +%------------------------------------------------------------------------------- \section{Probleme und Fragen} \begin{frame} \frametitle{Probleme und Fragen} @@ -163,7 +170,7 @@ Indem in einem Endlichen Körper gerechnet wird. } \end{frame} - +%------------------------------------------------------------------------------- \begin{frame} \frametitle{Reed-Solomon in Endlichen Körpern} -- cgit v1.2.1 From 00871e6e102c6d77f9299cef29736ca422802089 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: =?UTF-8?q?Andreas=20M=C3=BCller?= Date: Thu, 22 Apr 2021 19:25:36 +0200 Subject: =?UTF-8?q?endliche=20gruppen=20Pr=C3=A4sentation?= MIME-Version: 1.0 Content-Type: text/plain; charset=UTF-8 Content-Transfer-Encoding: 8bit --- vorlesungen/08_msegruppen/slides.tex | 70 ++++++++++--------- vorlesungen/slides/6/Makefile.inc | 6 ++ vorlesungen/slides/6/chapter.tex | 6 ++ vorlesungen/slides/6/darstellungen/irreduzibel.tex | 12 ++-- vorlesungen/slides/6/darstellungen/schur.tex | 10 +-- .../slides/6/darstellungen/skalarprodukt.tex | 7 +- vorlesungen/slides/6/darstellungen/summe.tex | 39 ++++++----- vorlesungen/slides/6/darstellungen/zyklisch.tex | 25 ++++--- vorlesungen/slides/6/normalteiler/konjugation.tex | 77 +++++++++++++++++++++ vorlesungen/slides/6/normalteiler/normal.tex | 79 ++++++++++++++++++++++ vorlesungen/slides/6/permutationen/matrizen.tex | 14 ++-- vorlesungen/slides/6/produkte/direkt.tex | 66 ++++++++++++++++++ vorlesungen/slides/6/produkte/frei.tex | 79 ++++++++++++++++++++++ vorlesungen/slides/6/punktgruppen/c.tex | 6 +- vorlesungen/slides/6/punktgruppen/chemie.tex | 14 ++-- vorlesungen/slides/6/punktgruppen/d.tex | 9 ++- vorlesungen/slides/6/punktgruppen/p.tex | 8 ++- vorlesungen/slides/6/punktgruppen/semidirekt.tex | 22 +++--- 18 files changed, 455 insertions(+), 94 deletions(-) create mode 100644 vorlesungen/slides/6/normalteiler/konjugation.tex create mode 100644 vorlesungen/slides/6/normalteiler/normal.tex create mode 100644 vorlesungen/slides/6/produkte/direkt.tex create mode 100644 vorlesungen/slides/6/produkte/frei.tex diff --git a/vorlesungen/08_msegruppen/slides.tex b/vorlesungen/08_msegruppen/slides.tex index 5997e50..f25f445 100644 --- a/vorlesungen/08_msegruppen/slides.tex +++ b/vorlesungen/08_msegruppen/slides.tex @@ -5,46 +5,50 @@ % \section{Punktgruppen} -% XXX Punktgruppen in der Ebene -%\folie{6/punktgruppen/ebene.tex} -% XXX semidirektes Produkt -%\folie{6/punktgruppen/semidirekt.tex} -% XXX Zyklische Gruppen/Drehgruppen um endliche Winkel -%\folie{6/punktgruppen/c.tex} -% XXX Diedergruppen -%\folie{6/punktgruppen/d.tex} -% XXX Tetraeder, Oktaeder, Ikosaeder -%\folie{6/punktgruppen/p.tex} -% XXX Anwendung Schrödingergleichung +% Punktgruppen in der Ebene +\folie{6/punktgruppen/ebene.tex} +% semidirektes Produkt +\folie{6/punktgruppen/semidirekt.tex} +% Zyklische Gruppen/Drehgruppen um endliche Winkel +\folie{6/punktgruppen/c.tex} +% Diedergruppen +\folie{6/punktgruppen/d.tex} +% Tetraeder, Oktaeder, Ikosaeder +\folie{6/punktgruppen/p.tex} +% Anwendung Schrödingergleichung \folie{6/punktgruppen/chemie.tex} \folie{6/punktgruppen/aufspaltung.tex} -\section{Permutationsgruppen} -% XXX Permutationen, Transpositionen, Signum -% XXX Alternierende Gruppe -% Darstellung als Matrizen -%\folie{6/permutationen/matrizen.tex} +\section{Produkte} +% direktes Produkt +\folie{6/produkte/direkt.tex} \section{Normalteiler} -% XXX Faktor -% XXX Konjugationsklassen +% freie Gruppen +\folie{6/produkte/frei.tex} +% Normalteiler +\folie{6/normalteiler/normal.tex} +% Konjugationsklassen +\folie{6/normalteiler/konjugation.tex} -\section{Produkte} -% XXX direktes Produkt -% XXX freie Gruppen +\section{Permutationsgruppen} +% Permutationen, Transpositionen, Signum +% Alternierende Gruppe +% Darstellung als Matrizen +\folie{6/permutationen/matrizen.tex} \section{Darstellungen} % Was ist eine Darstellung? -%\folie{6/darstellungen/definition.tex} +\folie{6/darstellungen/definition.tex} % Charakter -%\folie{6/darstellungen/charakter.tex} -% XXX Summe -%\folie{6/darstellungen/summe.tex} -% XXX Irreduzible Darstellung -%\folie{6/darstellungen/irreduzibel.tex} -% XXX Folgerungen aus Schurs Lemma -%\folie{6/darstellungen/schur.tex} -% XXX Skalarprodukt -%\folie{6/darstellungen/skalarprodukt.tex} -% XXX Beispiel zyklische Gruppen -%\folie{6/darstellungen/zyklisch.tex} +\folie{6/darstellungen/charakter.tex} +% Summe +\folie{6/darstellungen/summe.tex} +% Irreduzible Darstellung +\folie{6/darstellungen/irreduzibel.tex} +% Folgerungen aus Schurs Lemma +\folie{6/darstellungen/schur.tex} +% Skalarprodukt +\folie{6/darstellungen/skalarprodukt.tex} +% Beispiel zyklische Gruppen +\folie{6/darstellungen/zyklisch.tex} diff --git a/vorlesungen/slides/6/Makefile.inc b/vorlesungen/slides/6/Makefile.inc index 793d402..bc6882a 100644 --- a/vorlesungen/slides/6/Makefile.inc +++ b/vorlesungen/slides/6/Makefile.inc @@ -12,6 +12,12 @@ chapter6 = \ ../slides/6/punktgruppen/chemie.tex \ ../slides/6/punktgruppen/aufspaltung.tex \ \ + ../slides/6/produkte/frei.tex \ + ../slides/6/produkte/direkt.tex \ + \ + ../slides/6/normalteiler/normal.tex \ + ../slides/6/normalteiler/konjugation.tex \ + \ ../slides/6/permutationen/matrizen.tex \ \ ../slides/6/darstellungen/definition.tex \ diff --git a/vorlesungen/slides/6/chapter.tex b/vorlesungen/slides/6/chapter.tex index 57db282..e1711d7 100644 --- a/vorlesungen/slides/6/chapter.tex +++ b/vorlesungen/slides/6/chapter.tex @@ -12,6 +12,12 @@ \folie{6/punktgruppen/chemie.tex} \folie{6/punktgruppen/aufspaltung.tex} +\folie{6/produkte/frei.tex} +\folie{6/produkte/direkt.tex} + +\folie{6/normalteiler/normal.tex} +\folie{6/normalteiler/konjugation.tex} + \folie{6/permutationen/matrizen.tex} \folie{6/darstellungen/definition.tex} diff --git a/vorlesungen/slides/6/darstellungen/irreduzibel.tex b/vorlesungen/slides/6/darstellungen/irreduzibel.tex index 6a6991e..bfbd4a5 100644 --- a/vorlesungen/slides/6/darstellungen/irreduzibel.tex +++ b/vorlesungen/slides/6/darstellungen/irreduzibel.tex @@ -17,26 +17,30 @@ irreduzibel, wenn es keine Zerlegung von $\varrho$ in zwei Darstellungen $\varrho_i\colon G\to\operatorname{GL}(U_i)$ ($i=1,2$) gibt derart, dass $\varrho = \varrho_1\oplus\varrho_2$ \end{block} +\uncover<2->{% \begin{block}{Isomorphe Darstellungen} $\varrho_i$ sind {\em isomorphe} Darstellungen in $V_i$ wenn es $f\colon V_1\overset{\cong}{\to} V_2$ gibt mit \begin{align*} f \circ \varrho_i(g)\circ f^{-1} &= \varrho_2(g) \\ +\uncover<3->{% f \circ \varrho_i(g)\phantom{\mathstrut\circ f^{-1}}&= \varrho_2(g)\circ f +} \end{align*} -\end{block} +\end{block}} \end{column} \begin{column}{0.48\textwidth} +\uncover<4->{% \begin{block}{Lemma von Schur} $\varrho_i$ zwei irreduzible Darstellungen und $f$ so, dass $f\circ \varrho_1(g)=\varrho_2(g)\circ f$ für alle $g$. Dann gilt \begin{enumerate} -\item $\varrho_i$ nicht isomorph $\Rightarrow$ $f=0$ -\item $V_1=V_2$ $\Rightarrow$ $f=\lambda I$ +\item<5-> $\varrho_i$ nicht isomorph $\Rightarrow$ $f=0$ +\item<6-> $V_1=V_2$ $\Rightarrow$ $f=\lambda I$ \end{enumerate} -\end{block} +\end{block}} \end{column} \end{columns} \end{frame} diff --git a/vorlesungen/slides/6/darstellungen/schur.tex b/vorlesungen/slides/6/darstellungen/schur.tex index 69ce9ee..9f1db9e 100644 --- a/vorlesungen/slides/6/darstellungen/schur.tex +++ b/vorlesungen/slides/6/darstellungen/schur.tex @@ -17,19 +17,21 @@ $h\colon V_1\to V_2$ h^G = \frac{1}{|G|} \sum_{g\in G} \varrho_2(g)^{-1} \circ f \circ \varrho_1(g) \] \begin{enumerate} -\item $\varrho_i$ nicht isomorph $\Rightarrow$ $h^G=0$ -\item $V_1=V_2$, $h^G = \frac1n\operatorname{Spur}h$ +\item<2-> $\varrho_i$ nicht isomorph $\Rightarrow$ $h^G=0$ +\item<3-> $V_1=V_2$, $h^G = \frac1n\operatorname{Spur}h$ \end{enumerate} \end{block} +\uncover<4->{% \begin{block}{Matrixelemente für $\varrho_i$ nicht isomorph} $\varrho_i$ nicht isomorph, dann ist \[ \frac{1}{|G|} \sum_{g\in G} \varrho_1(g^{-1})_{kl}\varrho_2(g)_{uv}=0 \] für alle $k,l,u,v$ -\end{block} +\end{block}} \end{column} \begin{column}{0.48\textwidth} +\uncover<5->{% \begin{block}{Matrixelemente $V_1=V_2$, $\varrho_i$ iso} F¨r $k=v$ und $l=u$ gilt \[ @@ -38,7 +40,7 @@ F¨r $k=v$ und $l=u$ gilt \frac1n \] und $=0$ sonst -\end{block} +\end{block}} \end{column} \end{columns} \end{frame} diff --git a/vorlesungen/slides/6/darstellungen/skalarprodukt.tex b/vorlesungen/slides/6/darstellungen/skalarprodukt.tex index 653bdce..46cc8e9 100644 --- a/vorlesungen/slides/6/darstellungen/skalarprodukt.tex +++ b/vorlesungen/slides/6/darstellungen/skalarprodukt.tex @@ -21,18 +21,21 @@ $\varphi$, $\psi$ komplexe Funktionen auf $G$: \end{block} \end{column} \begin{column}{0.48\textwidth} +\uncover<2->{% \begin{block}{Satz} \begin{enumerate} \item $\chi$ der Charakter einer irrediziblen Darstellung $\Rightarrow$ $\langle \chi,\chi\rangle=1$. -\item +\item<3-> $\chi$ und $\chi'$ Charaktere nichtisomorpher Darstellungen $\Rightarrow$ $\langle \chi,\chi'\rangle=0$ \end{enumerate} +\uncover<4->{% D.~h.~Charaktere irreduzibler Darstellungen sind orthonormiert -\end{block} +} +\end{block}} \end{column} \end{columns} \end{frame} diff --git a/vorlesungen/slides/6/darstellungen/summe.tex b/vorlesungen/slides/6/darstellungen/summe.tex index 9152e1f..3087b4a 100644 --- a/vorlesungen/slides/6/darstellungen/summe.tex +++ b/vorlesungen/slides/6/darstellungen/summe.tex @@ -20,39 +20,45 @@ Gegeben zwei Darstellungen \end{align*} \end{block} \vspace{-12pt} +\uncover<2->{% \begin{block}{Direkte Summe der Darstellungen} -\vspace{-12pt} +%\vspace{-12pt} \begin{align*} \varrho_1\oplus\varrho_2 &\colon -G\to \mathbb{C}^{n_1+n_2} = \mathbb{C}^{n_1}\times\mathbb{C}^{n_2} -=: -\mathbb{C}^{n_1}\oplus\mathbb{C}^{n_2} +G\to \mathbb{C}^{n_1+n_2} +\only<3>{ += \mathbb{C}^{n_1}\times\mathbb{C}^{n_2}} +\uncover<4->{=: +\mathbb{C}^{n_1}\oplus\mathbb{C}^{n_2}} +\hspace*{5cm} \\ &\colon g\mapsto (\varrho_1(g),\varrho_2(g)) \end{align*} -\end{block} +\end{block}} \vspace{-12pt} +\uncover<5->{% \begin{block}{Charakter} -\vspace{-12pt} +%\vspace{-12pt} \begin{align*} \chi_{\varrho_1\oplus\varrho_2}(g) &= \operatorname{Spur}(\varrho_1\oplus\varrho_2)(g) \\ -&= +&\uncover<6->{= \operatorname{Spur}{\varrho_1(g)} + -\operatorname{Spur}{\varrho_1(g)} +\operatorname{Spur}{\varrho_1(g)}} \\ -&= +&\uncover<7->{= \chi_{\varrho_1}(g) + -\chi_{\varrho_2}(g) +\chi_{\varrho_2}(g)} \end{align*} -\end{block} +\end{block}} \end{column} \begin{column}{0.48\textwidth} +\uncover<8->{% \begin{block}{Tensorprodukt} $n_1\times n_2$-dimensionale Darstellung $\varrho_1\otimes\varrho_2$ mit Matrix @@ -67,15 +73,16 @@ Darstellung $\varrho_1\otimes\varrho_2$ mit Matrix &\varrho_1(g)_{n_1n_1} \varrho_2(g) \end{pmatrix} \] -Die ``Einträge'' sind $n_2\times n_2$-Blöcke -\end{block} +\uncover<9->{Die ``Einträge'' sind $n_2\times n_2$-Blöcke} +\end{block}} +\uncover<10->{% \begin{block}{Darstellungsring} Die Menge der Darstellungen $R(G)$ einer Gruppe hat einer Ringstruktur mit $\oplus$ und $\otimes$ \\ -$\Rightarrow$ -Algebra zum Studium der möglichen Darstellungen von $G$ verwenden -\end{block} +\uncover<11->{$\Rightarrow$ +Algebra zum Studium der möglichen Darstellungen von $G$ verwenden} +\end{block}} \end{column} \end{columns} \end{frame} diff --git a/vorlesungen/slides/6/darstellungen/zyklisch.tex b/vorlesungen/slides/6/darstellungen/zyklisch.tex index 6e36d1d..312d0e8 100644 --- a/vorlesungen/slides/6/darstellungen/zyklisch.tex +++ b/vorlesungen/slides/6/darstellungen/zyklisch.tex @@ -16,15 +16,17 @@ C_n = \mathbb{Z}/n\mathbb{Z} \) \end{block} +\uncover<2->{% \begin{block}{Darstellungen von $C_n$} Gegeben durch $\varrho_k(1)=e^{2\pi i k/n}$, \[ \varrho_k(l) = e^{2\pi ikl/n} \] -\end{block} +\end{block}} \vspace{-10pt} +\uncover<3->{ \begin{block}{Charaktere} -\vspace{-10pt} +%\vspace{-10pt} \[ \chi_k(l) = e^{2\pi ikl/n} \] @@ -38,13 +40,15 @@ haben Skalarprodukte \end{cases} \] Die Darstellungen $\chi_k$ sind nicht isomorph -\end{block} +\end{block}} \end{column} \begin{column}{0.48\textwidth} +\uncover<5->{% \begin{block}{Orthonormalbasis} Die Funktionen $\chi_k$ bilden eine Orthonormalbasis von $L^2(C_n)$ -\end{block} +\end{block}} \vspace{-4pt} +\uncover<6->{% \begin{block}{Analyse einer Darstellung} $\varrho\colon C_n\to \mathbb{C}^n$ eine Darstellung, $\chi_\varrho$ der Charakter lässt zerlegen: @@ -53,24 +57,27 @@ c_k &= \langle \chi_k, \chi\rangle = \frac{1}{n} \sum_{l} \chi_k(l) e^{-2\pi ilk/n} \\ +\uncover<7->{ \chi(l) &= \sum_{k} c_k \chi_k = \sum_{k} c_k e^{2\pi ikl/n} +} \end{align*} -\end{block} +\end{block}} \vspace{-13pt} +\uncover<8->{% \begin{block}{Fourier-Theorie} \vspace{-3pt} \begin{center} \begin{tabular}{>{$}l<{$}l} -C_n&Diskrete Fourier-Theorie\\ -U(1)&Fourier-Reihen\\ -\mathbb{R}&Fourier-Integral +\uncover<9->{C_n&Diskrete Fourier-Theorie}\\ +\uncover<10->{U(1)&Fourier-Reihen}\\ +\uncover<11->{\mathbb{R}&Fourier-Integral} \end{tabular} \end{center} -\end{block} +\end{block}} \end{column} \end{columns} \end{frame} diff --git a/vorlesungen/slides/6/normalteiler/konjugation.tex b/vorlesungen/slides/6/normalteiler/konjugation.tex new file mode 100644 index 0000000..70ce01f --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/6/normalteiler/konjugation.tex @@ -0,0 +1,77 @@ +% +% konjugation.tex -- slide template +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +% +\bgroup +\begin{frame}[t] +\setlength{\abovedisplayskip}{5pt} +\setlength{\belowdisplayskip}{5pt} +\frametitle{Konjugation} +\vspace{-20pt} +\begin{columns}[t,onlytextwidth] +\begin{column}{0.48\textwidth} +\begin{block}{``Basiswechsel''} +In der Gruppe $\operatorname{GL}_n(\Bbbk)$ +\[ +A' = TAT^{-1} +\] +$T\in\operatorname{GL}_n(\Bbbk)$ +\\ +$A$ und $A'$ sind ``gleichwertig'' +\end{block} +\uncover<2->{% +\begin{block}{Definition} +$g_1,g_2\in G$ sind {\em konjugiert}, wenn es +$h\in G$ gibt mit +\[ +g_1 = hg_2h^{-1} +\] +\end{block}} +\uncover<3->{% +\begin{block}{Beispiel} +Konjugierte Elemente in $\operatorname{GL}_n(\Bbbk)$ haben die +gleiche Spur und Determinante +\end{block}} +\end{column} +\begin{column}{0.48\textwidth} +\uncover<4->{% +\begin{block}{Konjugationsklasse} +Die Konjugationsklasse von $g$ ist +\[ +\llbracket g\rrbracket += +\{h\in G\;|\; \text{$h$ konjugiert zu $g$}\} +\] +\end{block}} +\vspace{-7pt} +\uncover<5->{% +\begin{block}{Klassenzerlegung} +\begin{align*} +G +&= +\{e\} +\cup +\llbracket g_1\rrbracket +\cup +\llbracket g_2\rrbracket +\cup +\dots +\\ +&\uncover<6->{= +C_e\cup C_1 \cup C_2\cup\dots} +\end{align*} +\end{block}} +\vspace{-7pt} +\uncover<7->{% +\begin{block}{Klassenfunktionen} +Funktionen, die auf Konjugationsklassen konstant sind +\end{block}} +\uncover<8->{% +\begin{block}{Beispiele} +Spur, Determinante +\end{block}} +\end{column} +\end{columns} +\end{frame} +\egroup diff --git a/vorlesungen/slides/6/normalteiler/normal.tex b/vorlesungen/slides/6/normalteiler/normal.tex new file mode 100644 index 0000000..42336b9 --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/6/normalteiler/normal.tex @@ -0,0 +1,79 @@ +% +% normal.tex -- slide template +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +% +\bgroup +\begin{frame}[t] +\setlength{\abovedisplayskip}{5pt} +\setlength{\belowdisplayskip}{5pt} +\frametitle{Normalteiler} +\vspace{-20pt} +\begin{columns}[t,onlytextwidth] +\begin{column}{0.48\textwidth} +\begin{block}{Gegeben} +Eine Gruppe $G$ mit Untergruppe $N\subset G$ +\end{block} +\uncover<2->{% +\begin{block}{Bedingung} +Welche Eigenschaft muss $N$ zusätzlich haben, +damit +\[ +G/N += +\{ gN \;|\; g\in G\} +\] +eine Gruppe wird. + +\uncover<3->{Wähle Repräsentaten $g_1N=g_2N$} +\uncover<4->{% +\begin{align*} +g_1g_2N +&\uncover<5->{= +g_1g_2NN} +\uncover<6->{= +g_1g_2Ng_2^{-1}g_2N} +\\ +&\uncover<7->{= +g_1(g_2Ng_2^{-1})g_2N} +\\ +&\uncover<8->{\stackrel{?}{=} g_1Ng_2N} +\end{align*}} +\uncover<9->{Funktioniert nur wenn $g_2Ng_2^{-1}=N$ ist} +\end{block}} +\end{column} +\begin{column}{0.48\textwidth} +\uncover<10->{% +\begin{block}{Universelle Eigenschaft} +Ist $\varphi\colon G\to G'$ ein Homomorphismus mit $\varphi(N)=\{e\}$% +\uncover<11->{, dann gibt es einen Homomorphismus $G/N\to G'$:} +\begin{center} +\begin{tikzpicture}[>=latex,thick] +\coordinate (N) at (-2.5,0); +\coordinate (G) at (0,0); +\coordinate (quotient) at (2.5,0); +\coordinate (Gprime) at (0,-2.5); +\coordinate (e) at (-2.5,-2.5); +\node at (N) {$N$}; +\node at (e) {$\{e\}$}; +\node at (G) {$G$}; +\node at (Gprime) {$G'$}; +\node at (quotient) {$G/N$}; +\draw[->,shorten >= 0.3cm,shorten <= 0.4cm] (N) -- (G); +\draw[->,shorten >= 0.3cm,shorten <= 0.4cm] (N) -- (e); +\draw[->,shorten >= 0.3cm,shorten <= 0.4cm] (e) -- (Gprime); +\draw[->,shorten >= 0.3cm,shorten <= 0.4cm] (G) -- (Gprime); +\draw[->,shorten >= 0.4cm,shorten <= 0.4cm] (G) -- (quotient); +\uncover<11->{ +\draw[->,shorten >= 0.3cm,shorten <= 0.4cm,color=red] (quotient) -- (Gprime); +\node[color=red] at ($0.5*(quotient)+0.5*(Gprime)$) [below right] {$\exists!$}; +} +\node at ($0.5*(quotient)$) [above] {$\pi$}; +\node at ($0.5*(Gprime)$) [left] {$\varphi$}; +\end{tikzpicture} +\end{center} +\end{block}} +\end{column} +\end{columns} +\end{frame} +\egroup diff --git a/vorlesungen/slides/6/permutationen/matrizen.tex b/vorlesungen/slides/6/permutationen/matrizen.tex index 346993d..d40c396 100644 --- a/vorlesungen/slides/6/permutationen/matrizen.tex +++ b/vorlesungen/slides/6/permutationen/matrizen.tex @@ -20,6 +20,7 @@ e_i \mapsto e_{\sigma(i)} \] ($e_i$ Standardbasisvektor) \end{block} +\uncover<2->{% \begin{block}{Lineare Abbildung} $f$ kann erweitert werden zu einer linearen Abbildung \[ @@ -31,9 +32,10 @@ $f$ kann erweitert werden zu einer linearen Abbildung \mapsto \sum_{k=1}^n a_i f(e_i) \] -\end{block} +\end{block}} \end{column} \begin{column}{0.48\textwidth} +\uncover<3->{% \begin{block}{Permutationsmatrix} Matrix $A_{\tilde{f}}$ der linearen Abbildung $\tilde{f}$ hat die Matrixelemente @@ -45,10 +47,11 @@ a_{ij} 0&\qquad\text{sonst} \end{cases} \] -\end{block} +\end{block}} \vspace{-10pt} +\uncover<4->{% \begin{block}{Beispiel} -\vspace{-20pt} +\vspace{-10pt} \[ \begin{pmatrix} 1&2&3&4\\ @@ -62,13 +65,14 @@ a_{ij} 0&0&1&0 \end{pmatrix} \] -\end{block} +\end{block}} \vspace{-10pt} +\uncover<5->{% \begin{block}{Homomorphismus} Die Abbildung $S_n\to\operatorname{GL}(\Bbbk)\colon \sigma \mapsto A_{\tilde{f}}$ ist ein Homomorphismus -\end{block} +\end{block}} \end{column} \end{columns} \end{frame} diff --git a/vorlesungen/slides/6/produkte/direkt.tex b/vorlesungen/slides/6/produkte/direkt.tex new file mode 100644 index 0000000..c851335 --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/6/produkte/direkt.tex @@ -0,0 +1,66 @@ +% +% direkt.tex -- slide template +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +% +\bgroup +\begin{frame}[t] +\setlength{\abovedisplayskip}{5pt} +\setlength{\belowdisplayskip}{5pt} +\frametitle{Direktes Produkt} +\vspace{-20pt} +\begin{columns}[t,onlytextwidth] +\begin{column}{0.48\textwidth} +\begin{block}{Definition} +Zwei Gruppen $H_1$ und $H_2$ +\\ +Gruppe $G=H_1\times H_2$ mit +\begin{itemize} +\item<2-> Elemente $(h_1,h_2)\in H_1\times H_2$ +\item<3-> Neutrales Element $(e_1,e_2)$ +\item<4-> Inverses Elemente $(h_1,h_2)^{-1}=(h_1^{-1},h_2^{-1})$ +\end{itemize} +heisst {\em direktes Produkt} +\end{block} +\uncover<5->{% +\begin{block}{Vertauschbarkeit} +Das direkte Produkt ist ein Produkt, in dem Elemente von $H_1$ und +$H_2$ vollständig vertauschbar sind +\end{block}} +\end{column} +\begin{column}{0.48\textwidth} +\uncover<6->{% +\begin{block}{Universelle Eigenschaft} +\begin{center} +\begin{tikzpicture}[>=latex,thick] +\coordinate (S) at (0,2.5); +\coordinate (H1) at (-2.5,0); +\coordinate (H2) at (2.5,0); + +\node at (H1) {$H_1$}; +\node at (H2) {$H_2$}; +\node at (0,0) {$H_1\times H_2$}; +\node at (S) {$S$}; + +\draw[->,shorten >= 0.25cm,shorten <= 0.8cm] (0,0) -- (H1); +\draw[->,shorten >= 0.25cm,shorten <= 0.8cm] (0,0) -- (H2); + +\draw[->,shorten >= 0.25cm,shorten <= 0.25cm] (S) -- (H1); +\draw[->,shorten >= 0.25cm,shorten <= 0.25cm] (S) -- (H2); + +\node at ($0.5*(S)+0.5*(H1)$) [above left] {$f_1$}; +\node at ($0.5*(S)+0.5*(H2)$) [above right] {$f_2$}; + +\uncover<7->{ +\draw[->,shorten >= 0.25cm,shorten <= 0.25cm,color=red] (S) -- (0,0); +\node[color=red] at ($0.36*(S)$) [left] {$f_1\times f_2$}; +\node[color=red] at ($0.36*(S)$) [right] {$\exists!$}; +} + +\end{tikzpicture} +\end{center} +\end{block}} +\end{column} +\end{columns} +\end{frame} +\egroup diff --git a/vorlesungen/slides/6/produkte/frei.tex b/vorlesungen/slides/6/produkte/frei.tex new file mode 100644 index 0000000..6c23e6b --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/6/produkte/frei.tex @@ -0,0 +1,79 @@ +% +% template.tex -- slide template +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +% +\bgroup +\begin{frame}[t] +\setlength{\abovedisplayskip}{5pt} +\setlength{\belowdisplayskip}{5pt} +\frametitle{Freie Gruppen} +\vspace{-20pt} +\begin{columns}[t,onlytextwidth] +\begin{column}{0.48\textwidth} +\begin{block}{Gruppe aus Symbolen} +Erzeugende Elemente $\{a,b,c,\dots\}$ +\\ +\uncover<2->{% +Wörter = +Folgen von Symbolen $a$, $a^{-1}$, $b$, $b^{-1}$} +\\ +\uncover<3->{ +{\em freie Gruppe}: +\begin{align*} +F&=\langle a,b,c,\dots\rangle +\\ +&= +\{\text{Wörter}\} +/\text{Kürzungsregel} +\end{align*}} +\vspace{-10pt} +\begin{itemize} +\item<4-> neutrales Element: $e = \text{leere Symbolfolge}$ +\item<5-> Gruppenoperation: Verkettung +\item<6-> Kürzungsregel: +\begin{align*} +xx^{-1}&\to e, +& +x^{-1}x&\to e +\end{align*} +\end{itemize} +\end{block} +\end{column} +\begin{column}{0.48\textwidth} +\uncover<7->{% +\begin{block}{Universelle Eigenschaft} +$g_i\in G$, dann gibt es genau einen Homomorphismus +\[ +\varphi +\colon +\langle g_i| 1\le i\le k\rangle +\to +G +\] +\end{block}} +\vspace{-10pt} +\uncover<8->{% +\begin{block}{Quotient einer freien Gruppe} +Jede endliche Gruppe ist Quotient einer freien Gruppe +\[ +N +\xhookrightarrow{} +\langle g_i\rangle +\twoheadrightarrow +G +\] +oder +\[ +G = \langle g_i\rangle / N +\] +\end{block}} +\vspace{-10pt} +\uncover<11->{% +\begin{block}{Maximal nichtkommutativ} +Die freie Gruppe ist die ``maximal nichtkommutative'' Gruppe +\end{block}} +\end{column} +\end{columns} +\end{frame} +\egroup diff --git a/vorlesungen/slides/6/punktgruppen/c.tex b/vorlesungen/slides/6/punktgruppen/c.tex index 5394f51..80790b1 100644 --- a/vorlesungen/slides/6/punktgruppen/c.tex +++ b/vorlesungen/slides/6/punktgruppen/c.tex @@ -21,6 +21,7 @@ \end{block} \end{column} \begin{column}{0.33\textwidth} +\uncover<2->{% \begin{block}{$C_{nv}$} \begin{center} \includegraphics[width=\textwidth]{../slides/6/punktgruppen/images/cnv.jpg} @@ -29,9 +30,10 @@ \item Eine $n$-zählige Achse \item $n$ dazu senkrechte Symmetrieebenen \end{itemize} -\end{block} +\end{block}} \end{column} \begin{column}{0.33\textwidth} +\uncover<3->{% \begin{block}{$C_{nh}$} \begin{center} \includegraphics[width=\textwidth]{../slides/6/punktgruppen/images/cnh.jpg} @@ -40,7 +42,7 @@ \item Eine $n$-zählige Achse \item Eine dazu senkrechte Spiegelebene \end{itemize} -\end{block} +\end{block}} \end{column} \end{columns} \end{frame} diff --git a/vorlesungen/slides/6/punktgruppen/chemie.tex b/vorlesungen/slides/6/punktgruppen/chemie.tex index 43e8dc4..7f8b7a8 100644 --- a/vorlesungen/slides/6/punktgruppen/chemie.tex +++ b/vorlesungen/slides/6/punktgruppen/chemie.tex @@ -7,7 +7,7 @@ \begin{frame}[t] \setlength{\abovedisplayskip}{5pt} \setlength{\belowdisplayskip}{5pt} -\frametitle{Anwendung} +\frametitle{Anwendung: Energieniveaus eines Atoms} \vspace{-20pt} \begin{columns}[t,onlytextwidth] \begin{column}{0.48\textwidth} @@ -23,6 +23,7 @@ E\Psi \] $V(x)$ = Potential der Atomkerne eines Molekuls \end{block} +\uncover<2->{% \begin{block}{Symmetrien} $g\in\operatorname{O}(3)$ wirkt auf $V$ und $\Psi$ \begin{align*} @@ -31,9 +32,10 @@ $g\in\operatorname{O}(3)$ wirkt auf $V$ und $\Psi$ (g\cdot \Psi)(x) &= \Psi(g\cdot x) \end{align*} Symmetrie von $V$: $g\cdot V=V$ -\end{block} +\end{block}} \end{column} \begin{column}{0.48\textwidth} +\uncover<3->{% \begin{block}{Lösungen} Eigenfunktionen $\Psi$ zum Eigenwert $E$ \[ @@ -43,16 +45,18 @@ g\cdot \Psi \text{ Lösung} \] mit gleichem Eigenwert! -\end{block} +\end{block}} +\uncover<4->{% \begin{block}{Eigenräume} Die Symmetriegruppe $G\subset \operatorname{O}(3)$ eines Moleküls operiert auf dem Eigenraum -\end{block} +\end{block}} +\uncover<5->{% \begin{block}{Externe Felder} Externe Felder zerstören die Symmetrie $\Rightarrow$ die Energieniveaus/Spektrallinien spalten sich auf -\end{block} +\end{block}} \end{column} \end{columns} \end{frame} diff --git a/vorlesungen/slides/6/punktgruppen/d.tex b/vorlesungen/slides/6/punktgruppen/d.tex index a4824b5..9dd0a7a 100644 --- a/vorlesungen/slides/6/punktgruppen/d.tex +++ b/vorlesungen/slides/6/punktgruppen/d.tex @@ -15,6 +15,7 @@ \begin{center} \includegraphics[width=\textwidth]{../slides/6/punktgruppen/images/dn.jpg} \end{center} +\vspace{-8pt} \begin{itemize} \item $C_n$ Achse \item $n$ $C_2$ Achse senkrecht dazu @@ -22,26 +23,30 @@ \end{block} \end{column} \begin{column}{0.33\textwidth} +\uncover<2->{% \begin{block}{$D_{nd}$} \begin{center} \includegraphics[width=\textwidth]{../slides/6/punktgruppen/images/dnd.jpg} \end{center} +\vspace{-8pt} \begin{itemize} \item $D_n$ Achse \item $n$ winkelhalbierende Spiegelebenen der $C_2$-Achsen \end{itemize} -\end{block} +\end{block}} \end{column} \begin{column}{0.33\textwidth} +\uncover<3->{% \begin{block}{$D_{nh}$} \begin{center} \includegraphics[width=\textwidth]{../slides/6/punktgruppen/images/dnh.jpg} \end{center} +\vspace{-8pt} \begin{itemize} \item $D_n$ Achse \item Spiegelbene senkrecht dazu \end{itemize} -\end{block} +\end{block}} \end{column} \end{columns} \end{frame} diff --git a/vorlesungen/slides/6/punktgruppen/p.tex b/vorlesungen/slides/6/punktgruppen/p.tex index 908e76a..ea51e93 100644 --- a/vorlesungen/slides/6/punktgruppen/p.tex +++ b/vorlesungen/slides/6/punktgruppen/p.tex @@ -7,7 +7,7 @@ \begin{frame}[t] \setlength{\abovedisplayskip}{5pt} \setlength{\belowdisplayskip}{5pt} -\frametitle{Drehgruppen} +\frametitle{Platonische Körper} \vspace{-20pt} \begin{columns}[t,onlytextwidth] \begin{column}{0.33\textwidth} @@ -18,18 +18,20 @@ \end{block} \end{column} \begin{column}{0.33\textwidth} +\uncover<2->{% \begin{block}{$O = O_h \cap \operatorname{SO(3)}$} \begin{center} \includegraphics[width=0.8\textwidth]{../slides/6/punktgruppen/toi/O.jpg} \end{center} -\end{block} +\end{block}} \end{column} \begin{column}{0.33\textwidth} +\uncover<3->{% \begin{block}{$I = I_h \cap \operatorname{SO(3)}$} \begin{center} \includegraphics[width=0.8\textwidth]{../slides/6/punktgruppen/toi/I.jpg} \end{center} -\end{block} +\end{block}} \end{column} \end{columns} \end{frame} diff --git a/vorlesungen/slides/6/punktgruppen/semidirekt.tex b/vorlesungen/slides/6/punktgruppen/semidirekt.tex index b8636be..69c1173 100644 --- a/vorlesungen/slides/6/punktgruppen/semidirekt.tex +++ b/vorlesungen/slides/6/punktgruppen/semidirekt.tex @@ -23,53 +23,57 @@ G\ltimes A \] heisst {\em semidirektes Produkt}. \begin{itemize} -\item +\item<2-> Neutrales Element: $(e,0)$ -\item +\item<3-> Gruppenoperation \[ (h_1,a_1)\cdot(h_2,a_2) = (h_1h_2, a_1 + \vartheta(h_1)a_2) \] -\item +\item<4-> Inverse: $(h,a)^{-1} = (h^{-1},-\vartheta(h)^{-1}a) $ +\uncover<5->{% Kontrolle: \begin{align*} &\phantom{\mathstrut=\mathstrut} (h,a)\cdot (h^{-1},-\vartheta(h)^{-1}a) \\ -&=(hh^{-1},a-\vartheta(h)\vartheta(h)^{-1}a) -=(e,0) -\end{align*} +&\uncover<6->{=(hh^{-1},a-\vartheta(h)\vartheta(h)^{-1}a)} +\uncover<7->{=(e,0)} +\end{align*}} \end{itemize} \end{block} \end{column} \begin{column}{0.48\textwidth} +\uncover<8->{% \begin{block}{Drehungen und Spiegelungen von $\mathbb{R}^2$} Spiegelung: $C_2$ Drehungen der: $\operatorname{SO}(2)$ Drehungen und Spiegelungen: $C_2\ltimes \operatorname{SO}(2)=O(2)$ -\end{block} +\end{block}} +\uncover<9->{% \begin{block}{Drehungen und Translationen} Drehungen: $H=\operatorname{SO}(2)$ \\ Translationen: $A=\mathbb{R}^2$ \\ Bewegungen der Ebene: $\operatorname{SO}(2)\ltimes \mathbb{R}^2$ -\end{block} +\end{block}} +\uncover<10->{% \begin{block}{Dopplereffekt und Laufzeit} Dopplereffekt: $\mathbb{R}^+$ (Skalierung) \\ Laufzeit: $\mathbb{R}$ (Verschiebung) \\ Skalierung und Verschiebung: $\mathbb{R}^+\ltimes \mathbb{R}$ -\end{block} +\end{block}} \end{column} \end{columns} \end{frame} -- cgit v1.2.1 From 9ce4fb55792c297989d1c001a621793303f31689 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: JODBaer Date: Thu, 22 Apr 2021 22:13:29 +0200 Subject: Verbesserungen und anmerkungen umgesetzt --- buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.tex | 56 ++++++++++++++------------ 1 file changed, 31 insertions(+), 25 deletions(-) diff --git a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.tex b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.tex index 618121c..9811cf6 100644 --- a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.tex +++ b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.tex @@ -22,36 +22,38 @@ %------------------------------------------------------------------------------- \section{Einführung} \begin{frame} - \frametitle{Einführung} + \frametitle{Reed-Solomon-Code:} \begin{itemize} - \item Reed-Solomon-Code beschäftigt sich mit der Übertragung von Daten - und deren Fehler Erkennung. - \item Wird verwendet in: - \only<2>{CD, QR-Codes, Voyager-Sonde, etc.} + \item \only<1>{Für Übertragung von Daten} + \item \only<2->{Ermöglicht Korrektur von Übertragungsfehler} + \item \only<3->{Wird verwendet in: CD, QR-Codes, Voyager-Sonde, etc.} \end{itemize} \end{frame} %------------------------------------------------------------------------------- \section{Polynom Ansatz} \begin{frame} - Beispiel 2, 1, 5 Versenden und auf 2 Fehler absichern. + \begin{itemize} + \item Beispiel $2, 1, 5$ versenden und auf 2 Fehler absichern + \end{itemize} \end{frame} \begin{frame} Übertragen von - ${f}_2=$\textcolor{blue}{2}, ${f}_1$\textcolor{blue}{1}, ${f}_0$\textcolor{blue}{5} + ${f}_2=\textcolor{blue}{2}$, ${f}_1=\textcolor{blue}{1}$, ${f}_0=\textcolor{blue}{5}$ als $ p(w) = \textcolor{blue}{2}w^2 + \textcolor{blue}{1}w + \textcolor{blue}{5} $. \only<1>{ - Versende $ (p(1),p(2),...,p(7)) = (\textcolor{green}{8}, + Versende $ (p(1),p(2),\dots,p(7)) = (\textcolor{green}{8}, \textcolor{green}{15}, \textcolor{green}{26}, - \textcolor{green}{ 41}, \textcolor{green}{60}, + \textcolor{green}{41}, \textcolor{green}{60}, \textcolor{green}{83}, \textcolor{green}{110})$ \includegraphics[scale = 1.2]{images/polynom1.pdf}} \only<2>{ - Versende $ (p(1),p(2),...,p(7)) = (\textcolor{green}{8}, + Versende $ (p(1),p(2),\dots,p(7)) = (\textcolor{green}{8}, \textcolor{red}{50}, \textcolor{red}{37}, - \textcolor{green}{ 41}, \textcolor{green}{60}, + \textcolor{green}{41}, \textcolor{green}{60}, \textcolor{green}{83}, \textcolor{green}{110})$ \includegraphics[scale = 1.2]{images/polynom2.pdf} + \newline \textcolor{green}{7} Zahlen versenden, um \textcolor{blue}{3} Zahlen gegen \textcolor{red}{2} Fehlern abzusichern.} \end{frame} %------------------------------------------------------------------------------- @@ -60,22 +62,22 @@ \begin{center} \begin{tabular}{ c c c } \hline - "Nutzlast" & Fehler & Versenden \\ + ``Nutzlas´´ & Fehler & Versenden \\ \hline 3 & 2 & 7 Werte eines Polynoms vom Grad 2 \\ 4 & 2 & 8 Werte eines Polynoms vom Grad 3 \\ \only<2->{3}& -\only<2->{2}& -\only<2->{7 Werte eines Polynoms vom Grad 2} \\ +\only<2->{3}& +\only<3->{9 Werte eines Polynoms vom Grad 2} \\ &&\\ -\only<3->{k} & -\only<3->{t} & -\only<3->{k+2t Werte eines Polynoms vom Grad k-1} \\ +\only<4->{$k$} & +\only<4->{$t$} & +\only<4->{$k+2t$ Werte eines Polynoms vom Grad $k-1$} \\ \hline &&\\ &&\\ \multicolumn{3}{l} { - \only<4>{Ausserdem können bis zu 2t Fehler erkannt werden!} + \only<4>{Ausserdem können bis zu $2t$ Fehler erkannt werden!} } \end{tabular} \end{center} @@ -85,8 +87,9 @@ \begin{frame} \frametitle{Idee} \begin{itemize} - \item Idee mit Fourier Transformieren und dann senden. - \item Danach Empfangen und Rücktransformieren. + \item Fourier-transformieren + \item Übertragung + \item Rücktransformieren \end{itemize} \end{frame} %------------------------------------------------------------------------------- @@ -118,14 +121,16 @@ %------------------------------------------------------------------------------- \begin{frame} \frametitle{Diskrete Fourier Transformation} - Die Diskrete Fourier Transformation ist so gegeben: + \begin{itemize} + \item Diskrete Fourier-Transformation gegeben durch: + \[ \label{ft_discrete} \hat{c}_{k} = \frac{1}{N} \sum_{n=0}^{N-1} {f}_n \cdot e^{-\frac{2\pi j}{N} \cdot kn} \] - Ersetzten als: + \item Ersetzte \[ w = e^{-\frac{2\pi j}{N} k} \] @@ -133,6 +138,7 @@ \[ \hat{c}_{k}=\frac{1}{N}( {f}_0 w^0 + {f}_1 w^1 + {f}_2 w^2 + \dots + {f}_{N-1} w^N) \] + \end{itemize} \end{frame} %------------------------------------------------------------------------------- @@ -145,8 +151,8 @@ = \frac{1}{N} \begin{pmatrix} w^0 & w^0 & w^0 & \dots &w^0 \\ - w^0 & w^1 &w^2 & \dots &w^N \\ - w^0 & w^2 &w^4 & \dots &w^{2N} \\ + w^0 & w^1 &w^2 & \dots &w^{N-1} \\ + w^0 & w^2 &w^4 & \dots &w^{2(N-1)} \\ \vdots & \vdots &\vdots &\ddots &\vdots \\ w^0 & w^{1(N-1)}&w^{2(N-1)}& \dots &w^{(N-1)(N-1)} \\ \end{pmatrix} @@ -167,7 +173,7 @@ Wie wird der Fehler lokalisiert? \only<2>{ \newline - Indem in einem Endlichen Körper gerechnet wird. + Indem in einem endlichen Körper gerechnet wird. } \end{frame} %------------------------------------------------------------------------------- -- cgit v1.2.1 From 5bca0960f8c9635375d2ca53c93d2bc5a2e37c10 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: JODBaer Date: Thu, 22 Apr 2021 22:59:07 +0200 Subject: Animation verbessert --- buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.tex | 37 ++++++++++++++------------ 1 file changed, 20 insertions(+), 17 deletions(-) diff --git a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.tex b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.tex index 9811cf6..732cee5 100644 --- a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.tex +++ b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.tex @@ -24,9 +24,9 @@ \begin{frame} \frametitle{Reed-Solomon-Code:} \begin{itemize} - \item \only<1>{Für Übertragung von Daten} - \item \only<2->{Ermöglicht Korrektur von Übertragungsfehler} - \item \only<3->{Wird verwendet in: CD, QR-Codes, Voyager-Sonde, etc.} + \visible<1->{\item Für Übertragung von Daten} + \visible<2->{\item Ermöglicht Korrektur von Übertragungsfehler} + \visible<3->{\item Wird verwendet in: CD, QR-Codes, Voyager-Sonde, etc.} \end{itemize} \end{frame} %------------------------------------------------------------------------------- @@ -37,6 +37,7 @@ \end{itemize} \end{frame} \begin{frame} + \frametitle{Beispiel} Übertragen von ${f}_2=\textcolor{blue}{2}$, ${f}_1=\textcolor{blue}{1}$, ${f}_0=\textcolor{blue}{5}$ als $ p(w) = \textcolor{blue}{2}w^2 + \textcolor{blue}{1}w + \textcolor{blue}{5} $. @@ -66,18 +67,18 @@ \hline 3 & 2 & 7 Werte eines Polynoms vom Grad 2 \\ 4 & 2 & 8 Werte eines Polynoms vom Grad 3 \\ -\only<2->{3}& -\only<2->{3}& -\only<3->{9 Werte eines Polynoms vom Grad 2} \\ +\visible<2->{3}& +\visible<2->{3}& +\visible<3->{9 Werte eines Polynoms vom Grad 2} \\ &&\\ -\only<4->{$k$} & -\only<4->{$t$} & -\only<4->{$k+2t$ Werte eines Polynoms vom Grad $k-1$} \\ +\visible<4->{$k$} & +\visible<4->{$t$} & +\visible<4->{$k+2t$ Werte eines Polynoms vom Grad $k-1$} \\ \hline &&\\ &&\\ \multicolumn{3}{l} { - \only<4>{Ausserdem können bis zu $2t$ Fehler erkannt werden!} + \visible<4>{Ausserdem können bis zu $2t$ Fehler erkannt werden!} } \end{tabular} \end{center} @@ -123,21 +124,23 @@ \frametitle{Diskrete Fourier Transformation} \begin{itemize} \item Diskrete Fourier-Transformation gegeben durch: - + \visible<1->{ \[ \label{ft_discrete} \hat{c}_{k} = \frac{1}{N} \sum_{n=0}^{N-1} {f}_n \cdot e^{-\frac{2\pi j}{N} \cdot kn} - \] + \]} + \visible<2->{ \item Ersetzte \[ w = e^{-\frac{2\pi j}{N} k} - \] - Wenn $N$ konstant: + \]} + \visible<3->{ + \item Wenn $N$ konstant: \[ \hat{c}_{k}=\frac{1}{N}( {f}_0 w^0 + {f}_1 w^1 + {f}_2 w^2 + \dots + {f}_{N-1} w^N) - \] + \]} \end{itemize} \end{frame} @@ -166,12 +169,12 @@ \] \end{frame} %------------------------------------------------------------------------------- -\section{Probleme und Fragen} + \begin{frame} \frametitle{Probleme und Fragen} Wie wird der Fehler lokalisiert? - \only<2>{ + \visible<2>{ \newline Indem in einem endlichen Körper gerechnet wird. } -- cgit v1.2.1 From 967ff1f33d3faaa1e344ff687aff6c07cde29b77 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: michael-OST <75078383+michael-OST@users.noreply.github.com> Date: Thu, 22 Apr 2021 23:33:02 +0200 Subject: Update RS.tex --- buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.tex | 288 ++++++++++++++----------- 1 file changed, 165 insertions(+), 123 deletions(-) diff --git a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.tex b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.tex index 732cee5..61324f7 100644 --- a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.tex +++ b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.tex @@ -15,6 +15,7 @@ \date{26.04.2021} \subject{Mathematisches Seminar} \setbeamercovered{transparent} + %\setbeamercovered{invisible} \setbeamertemplate{navigation symbols}{} \begin{frame}[plain] \maketitle @@ -83,7 +84,11 @@ \end{tabular} \end{center} \end{frame} +<<<<<<< Updated upstream %------------------------------------------------------------------------------- +======= + +>>>>>>> Stashed changes \section{Diskrete Fourier Transformation} \begin{frame} \frametitle{Idee} @@ -179,26 +184,38 @@ Indem in einem endlichen Körper gerechnet wird. } \end{frame} +<<<<<<< Updated upstream %------------------------------------------------------------------------------- +======= + +\section{Reed-Solomon in Endlichen Körpern} + +>>>>>>> Stashed changes \begin{frame} \frametitle{Reed-Solomon in Endlichen Körpern} \begin{itemize} - \item Warum Endliche Körper? + \onslide<1->{\item Warum endliche Körper?} - \qquad bessere Laufzeit + \onslide<1->{\qquad konkrete Zahlen $\rightarrow$ keine Rundungsfehler} - \vspace{10pt} + \onslide<1->{\qquad digitale Fehlerkorrektur} - \item Nachricht = Nutzdaten + Fehlerkorrekturteil + \onslide<1->{\qquad bessere Laufzeit} \vspace{10pt} - \item den Fehlerkorrekturteil brauchen wir im Optimalfall nicht + \onslide<1->{\item Nachricht = Nutzdaten + Fehlerkorrekturteil} \vspace{10pt} - \item Im Fehlerfall sollen wir aus der Nachricht ein Lokatorpolynom berechnen können, welches die Fehlerhaften Stellen beinhaltet + \onslide<1->{\item aus Fehlerkorrekturteil die Fehlerstellen finden} + + \onslide<1->{\qquad $\Rightarrow$ gesucht ist ein Lokatorpolynom} + +% \vspace{10pt} + +% \onslide<1->{\item Im Fehlerfall sollen wir aus der Nachricht ein Lokatorpolynom berechnen können, welches die fehlerhaften Stellen beinhaltet} % Wir sollten im Fehlerfall in der Lage sein, aus der Nachricht ein Lokatorpolynom zu berechnen, welches die Fehlerhaften Stellen beinhaltet @@ -212,35 +229,35 @@ % sollten wir fehler bekommen, was uns die korrekturstellen mitgeteilt wird, dann ist es unsere aufgabe ein lokatorpolynom zu finden, welches uns verrät, auf welchen zeilen der Fehler aufgetreten ist \end{frame} -%------------------------------------------------------------------------------- +%------------------------------------------------------------------------------- \begin{frame} \frametitle{Definition eines Beispiels} \begin{itemize} - \item Endlicher Körper $q = 11$ + \only<1->{\item endlicher Körper $q = 11$} \only<1->{ist eine Primzahl} - \only<1->{beinhaltet die Zahlen $\mathbb{Z}_{11} = [0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10]$} + \only<1->{beinhaltet die Zahlen $\mathbb{F}_{11} = \{0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10\}$} \vspace{10pt} - \only<1->{\item Nachrichtenblock $n = q-1$} + \only<1->{\item Nachrichtenblock $=$ Nutzlast $+$ Fehlerkorrekturstellen - wird an den Empfänger gesendet + $n = q - 1 = 10$ Zahlen} \vspace{10pt} - \only<1->{\item max. Fehler $z = 2$} + \only<1->{\item Max.~Fehler $z = 2$ - maximale Anzahl von Fehler, die wir noch korrigieren können + maximale Anzahl von Fehler, die wir noch korrigieren können} \vspace{10pt} \only<1->{\item Nutzlast $k = n -2t = 6$ Zahlen} - Fehlerstellen $2t = 4$ Zahlen + \only<1->{Fehlerkorrkturstellen $2t = 4$ Zahlen} \only<1->{Nachricht $m = [0,0,0,0,4,7,2,5,8,1]$} @@ -250,52 +267,54 @@ \end{frame} %------------------------------------------------------------------------------- +\section{Codierung eines Beispiels} \begin{frame} \frametitle{Codierung} \begin{itemize} - \item Ansatz aus den Komplexen Zahlen mit der Fouriertransformation + \only<1->{\item Ansatz aus den komplexen Zahlen mit der diskreten Fouriertransformation} \vspace{10pt} - \item $\mathrm{e}$ existiert nicht in $\mathbb{Z}_{11}$ + \only<1->{\item Eulersche Zahl $\mathrm{e}$ existiert nicht in $\mathbb{F}_{11}$} \vspace{10pt} - \item wir suchen $a$ so, dass $a^i$ den gesamten Zahlenbereich von $\mathbb{Z}_{11}$ abdeckt + \only<1->{\item Wir suchen $a$ so, dass $a^i$ den gesamten Zahlenbereich von $\mathbb{F}_{11}$ abdecken - $\mathbb{Z}_{11}\setminus\{0\} = [a^0, a^1, a^2, a^3, a^4, a^5, a^6, a^7, a^8, a^9]$ + $\mathbb{Z}_{11}\setminus\{0\} = \{a^0, a^1, a^2, a^3, a^4, a^5, a^6, a^7, a^8, a^9\}$} \vspace{10pt} - \item wir wählen $a = 8$ + \only<1->{\item Wir wählen $a = 8$} - $\mathbb{Z}_{11}\setminus\{0\} = [1,8,9,6,4,10,3,2,5,7]$ + \only<1->{$\mathbb{Z}_{11}\setminus\{0\} = \{1,8,9,6,4,10,3,2,5,7\}$} - 8 ist eine Primitive Einheitswurzel + \only<1->{$8$ ist eine primitive Einheitswurzel} \vspace{10pt} - \item $m(8^0) = 4\cdot1 + 7\cdot1 + 2\cdot1 + 5\cdot1 + 8\cdot1 + 1 = 5$ + \only<1->{\item $m(8^0) = 4\cdot1 + 7\cdot1 + 2\cdot1 + 5\cdot1 + 8\cdot1 + 1 = 5$} - $\Rightarrow$ \qquad können wir auch als Matrix schreiben + \only<1->{$\Rightarrow$ \qquad können wir auch als Matrix schreiben} \end{itemize} \end{frame} -%------------------------------------------------------------------------------- +%------------------------------------------------------------------------------- \begin{frame} \frametitle{Codierung} \begin{itemize} - \item Übertragungsvektor $V$ + \only<1->{\item Übertragungsvektor $v$} - \item $V = A \cdot m$ + \only<1->{\item $v = A \cdot m$} \end{itemize} \[ - V = \begin{pmatrix} + \only<1->{ + v = \begin{pmatrix} 8^0& 8^0& 8^0& 8^0& 8^0& 8^0& 8^0& 8^0& 8^0& 8^0\\ 8^0& 8^1& 8^2& 8^3& 8^4& 8^5& 8^6& 8^7& 8^8& 8^9\\ 8^0& 8^2& 8^4& 8^6& 8^8& 8^{10}& 8^{12}& 8^{14}& 8^{16}& 8^{18}\\ @@ -311,29 +330,34 @@ \begin{pmatrix} 1 \\ 8 \\ 5 \\ 2 \\ 7 \\ 4 \\ 0 \\ 0 \\ 0 \\ 0 \\ \end{pmatrix} + } \] - + \only<1->{ \begin{itemize} - \item $V = [5,3,6,5,2,10,2,7,10,4]$ + \item $v = [5,3,6,5,2,10,2,7,10,4]$ \end{itemize} - + } \end{frame} %------------------------------------------------------------------------------- +\section{Decodierung ohne Fehler} \begin{frame} \frametitle{Decodierung ohne Fehler} \begin{itemize} - \item Der Empfänger erhält den unveränderten Vektor $V = [5,3,6,5,2,10,2,7,10,4]$ + \only<1->{\item Der Empfänger erhält den unveränderten Vektor + $v = [5,3,6,5,2,10,2,7,10,4]$} \vspace{10pt} - \item Wir suchen die Inverse der Matrix A + \only<1->{\item Wir suchen die Inverse der Matrix $A$} + + \vspace{10pt} \end{itemize} \begin{columns}[t] \begin{column}{0.50\textwidth} - + \only<1->{ Inverse der Fouriertransformation \vspace{10pt} \[ @@ -341,25 +365,26 @@ \] \vspace{10pt} \[ - f(t) = \frac{1}{2 \pi} \int_{-\infty}^{\infty} F(\omega) \mathrm{e}^{j \omega t} d\omega + \mathfrak{F}^{-1}(F(\omega)) = f(t) = \frac{1}{2 \pi} \int_{-\infty}^{\infty} F(\omega) \mathrm{e}^{j \omega t} d\omega \] - + } \end{column} \begin{column}{0.50\textwidth} - - Inverse von a + \only<1->{ + Inverse von $a$} \vspace{10pt} + \only<1->{ \[ 8^{1} \Rightarrow 8^{-1} \] - - Inverse finden wir über den Eulkidischen Algorithmus + } + \only<1->{Inverse finden wir über den Eulkidischen Algorithmus} \vspace{10pt} \end{column} \end{columns} \end{frame} -%------------------------------------------------------------------------------- +%------------------------------------------------------------------------------- \begin{frame} \frametitle{Der Euklidische Algorithmus} @@ -385,8 +410,8 @@ \begin{column}{0.50\textwidth} \begin{center} - - \begin{tabular}{| c | c c | c | c c |} + \only<1->{ + \begin{tabular}{| c | c c | c | r r |} \hline $k$ & $a_i$ & $b_i$ & $q_i$ & $c_i$ & $d_i$\\ \hline @@ -395,17 +420,17 @@ $1$& $11$& $8$& $1$& $1$& $0$\\ $2$& $8$& $3$& $2$& $-1$& $1$\\ $3$& $3$& $2$& $1$& $3$& $-2$\\ - $4$& $2$& $1$& $2$& $-4$& $3$\\ + $4$& $2$& $1$& $2$& \textcolor<3->{blue}{$-4$}& \textcolor<3->{red}{$3$}\\ $5$& $1$& $0$& & $11$& $-8$\\ \hline \end{tabular} - + } \vspace{10pt} \begin{tabular}{rcl} - $-4\cdot 8 + 3 \cdot 11$ &$=$& $1$\\ - $7 \cdot 8 + 3 \cdot 11$ &$=$& $1$\\ - $8^{-1}$ &$=$& $7$ + \only<1->{$\textcolor{blue}{-4} \cdot 8 + \textcolor{red}{3} \cdot 11$ &$=$& $1$}\\ + \only<1->{$7 \cdot 8 + 3 \cdot 11$ &$=$& $1$}\\ + \only<1->{$8^{-1}$ &$=$& $7$} \end{tabular} @@ -417,17 +442,17 @@ \end{frame} %------------------------------------------------------------------------------- \begin{frame} - \frametitle{Decodirung mit Inverser Matrix} + \frametitle{Decodierung mit Inverser Matrix} \begin{itemize} - \item $V = [5,3,6,5,2,10,2,7,10,4]$ + \only<1->{\item $v = [5,3,6,5,2,10,2,7,10,4]$} - \item $m = 1/10 \cdot A^{-1} \cdot V$ + \only<1->{\item $m = 1/10 \cdot A^{-1} \cdot v$} - \item $m = 10 \cdot A^{-1} \cdot V$ + \only<1->{\item $m = 10 \cdot A^{-1} \cdot v$} \end{itemize} - + \only<1->{ \[ m = \begin{pmatrix} 7^0& 7^0& 7^0& 7^0& 7^0& 7^0& 7^0& 7^0& 7^0& 7^0\\ @@ -446,85 +471,95 @@ 5 \\ 3 \\ 6 \\ 5 \\ 2 \\ 10 \\ 2 \\ 7 \\ 10 \\ 4 \\ \end{pmatrix} \] - + } + \only<1->{ \begin{itemize} \item $m = [0,0,0,0,4,7,2,5,8,1]$ \end{itemize} - + } \end{frame} %------------------------------------------------------------------------------- +\section{Decodierung mit Fehler} \begin{frame} \frametitle{Decodierung mit Fehler - Ansatz} \begin{itemize} - \item Gesendet: $V = [5,3,6,5,2,10,2,7,10,4]$ + \only<1->{\item Gesendet: $v = [5,3,6,5,2,10,2,7,10,4]$} - \item Empfangen: $W = [5,3,6,8,2,10,2,7,1,4]$ + \only<1->{\item Empfangen: $w = [5,3,6,\textcolor{red}{8},2,10,2,7,\textcolor{red}{1},4]$} + + \only<1->{\item Rücktransformation: $r = [\underbrace{5,7,4,10,}_{Fehlerinfo}5,4,5,7,6,7]$} - \item Rücktransformation: $r = [\underbrace{5,7,4,10,}_{Fehlerstellen}5,4,5,7,6,7]$ \end{itemize} - Wie finden wir die Fehler? + \only<1->{Wie finden wir die Fehler?} + \only<1->{ \begin{itemize} \item $m(X) = 4X^5 + 7X^4 + 2X^3 + 5X^2 + 8X + 1$ \item $r(X) = 5X^9 + 7X^8 + 4X^7 + 10X^6 + 5X^5 + 4X^4 + 5X^3 + 7X^2 + 6X + 7$ + %\only<7->{\item $e(X) = r(X) - m(X)$} + \item $e(X) = r(X) - m(X)$ + \end{itemize} - + } + \begin{center} - + \only<1->{ \begin{tabular}{c c c c c c c c c c c} \hline $i$& $0$& $1$& $2$& $3$& $4$& $5$& $6$& $7$& $8$& $9$\\ \hline - $r(a^{i})$& $5$& $3$& $6$& $8$& $2$& $10$& $2$& $7$& $1$& $4$\\ - $m(a^{i})$& $5$& $3$& $6$& $5$& $2$& $10$& $2$& $7$& $10$& $4$\\ - $e(a^{i})$& $0$& $0$& $0$& $3$& $0$& $0$& $0$& $0$& $2$& $0$\\ + $r(a^{i})$& \only<1->{$5$& $3$& $6$& $8$& $2$& $10$& $2$& $7$& $1$& $4$}\\ + $m(a^{i})$& \only<1->{$5$& $3$& $6$& $5$& $2$& $10$& $2$& $7$& $10$& $4$}\\ + $e(a^{i})$& \only<1->{$0$& $0$& $0$& $3$& $0$& $0$& $0$& $0$& $2$& $0$}\\ \hline \end{tabular} - + } \end{center} - + + \only<1->{ \begin{itemize} \item Alle Stellen, die nicht Null sind, sind Fehler \end{itemize} - + } + \end{frame} -%------------------------------------------------------------------------------- +%------------------------------------------------------------------------------- \begin{frame} \frametitle{Nullstellen des Fehlerpolynoms finden} \begin{itemize} - \item Satz von Fermat: $f(X) = X^{q-1}-1=0$ + \only<1->{\item Satz von Fermat: $f(X) = X^{q-1}-1=0$} \vspace{10pt} - \item $f(X) = X^{10}-1 = 0$ \qquad für $X = [1,2,3,4,5,6,7,8,9,10]$ + \only<1->{\item $f(X) = X^{10}-1 = 0$ \qquad für $X \in \{1,2,3,4,5,6,7,8,9,10\}$} \vspace{10pt} - \item $f(X) = (X-a^0)(X-a^1)(X-a^2)(X-a^3)(X-a^4)(X-a^5)(X-a^6) \cdot$ + \only<1->{\item $f(X) = (X-a^0)(X-a^1)(X-a^2)(X-a^3)(X-a^4)(X-a^5)(X-a^6) \cdot$ - \qquad \qquad $(X-a^7)(X-a^8)(X-a^9)$ + \qquad \qquad $(X-a^7)(X-a^8)(X-a^9)$} \vspace{10pt} - \item $e(X) = (X-a^0)(X-a^1)(X-a^2) \qquad \qquad (X-a^4)(X-a^5)(X-a^6) \cdot$ + \only<1->{\item $e(X) = (X-a^0)(X-a^1)(X-a^2) \qquad \qquad (X-a^4)(X-a^5)(X-a^6) \cdot$ - \qquad \qquad $(X-a^7) \qquad \qquad (X-a^9) \cdot p(x)$ + \qquad \qquad $(X-a^7) \qquad \qquad (X-a^9) \cdot p(x)$} \vspace{10pt} - \item $\operatorname{ggT}$ gibt uns eine Liste der Nullstellen, an denen es keine Fehler gegeben hat + \only<1->{\item $\operatorname{ggT}$ gibt uns eine Liste der Nullstellen, an denen es keine Fehler gegeben hat} \vspace{10pt} - $\operatorname{ggT}(f(X),e(X)) = (X-a^0)(X-a^1)(X-a^2) \qquad \qquad (X-a^4)(X-a^5)(X-a^6) \cdot$ + \only<1->{$\operatorname{ggT}(f(X),e(X)) = (X-a^0)(X-a^1)(X-a^2) \qquad \qquad (X-a^4)(X-a^5)(X-a^6) \cdot$ - \qquad \qquad \qquad \qquad $(X-a^7) \qquad \qquad (X-a^9)$ + \qquad \qquad \qquad \qquad $(X-a^7) \qquad \qquad (X-a^9)$} \end{itemize} @@ -574,33 +609,33 @@ \end{frame} %------------------------------------------------------------------------------- \begin{frame} - \frametitle{kennen wir $e$?} + \frametitle{Kennen wir $e(X)$?} \begin{itemize} - \item $e$ ist unbekannt auf der Empfängerseite + \only<1->{\item $e(X)$ ist unbekannt auf der Empfängerseite} \vspace{10pt} - \item $e(X) = r(X) - m(X)$ \qquad $\rightarrow$ \qquad $m(X)$ ist unbekannt? + \only<1->{\item $e(X) = r(X) - m(X)$ \qquad $\rightarrow$ \qquad $m(X)$ ist unbekannt?} \vspace{10pt} - \item $m$ ist nicht gänzlich unbekannt: $m = [0,0,0,0,?,?,?,?,?,?]$ + \only<1->{\item $m$ ist nicht gänzlich unbekannt: $m = [0,0,0,0,?,?,?,?,?,?]$ - In den bekannten Stellen liegt auch die Information, wo es Fehler gegeben hat + In den bekannten Stellen liegt auch die Information, wo es Fehler gegeben hat} \vspace{10pt} - \item daraus folgt $e(X) = 5X^9 + 7X^8 + 4X^7 + 10X^6 + p(X)$ + \only<1->{\item Daraus folgt $e(X) = 5X^9 + 7X^8 + 4X^7 + 10X^6 + p(X)$} \vspace{10pt} - \item $f(X) = X^{10} - 1 = X^{10} + 10$ + \only<1->{\item $f(X) = X^{10} - 1 = X^{10} + 10$} \vspace{10pt} - \item jetzt können wir den $\operatorname{ggT}$ von $f(X)$ und $e(X)$ berechnen + \only<1->{\item Jetzt können wir den $\operatorname{ggT}$ von $f(X)$ und $e(X)$ berechnen} \end{itemize} \end{frame} @@ -608,8 +643,8 @@ \begin{frame} \frametitle{Der Euklidische Algorithmus (nochmal)} - $\operatorname{ggT}(f(X),e(X))$ hat den Grad 8 - + \only<1->{$\operatorname{ggT}(f(X),e(X))$ hat den Grad $8$} + \only<1->{ \[ \arraycolsep=1.4pt \begin{array}{rcrcrcrcccrcrcrcrcrcrcrcrcr} @@ -620,7 +655,8 @@ & & & &6X^8&+&0X^7&+&p(X)& & & & & & & & & & & & \\ \end{array} \] - + } + \only<1->{ \[ \arraycolsep=1.4pt \begin{array}{rcrcrcrcccrcrcrcrcrcrcrcrcr} @@ -629,14 +665,14 @@ && 7X^8&+& p(X)& & & & & & & & & & & & & & & & \\ \end{array} \] - + } \vspace{10pt} - $\operatorname{ggT}(f(X),e(X)) = 6X^8$ + \only<1->{$\operatorname{ggT}(f(X),e(X)) = 6X^8$} \vspace{10pt} - $\operatorname{kgV}$ durch den erweiterten Euklidischen Algorithmus bestimmen + \only<1->{ $\operatorname{kgV}$ durch den erweiterten Euklidischen Algorithmus bestimmen } \end{frame} @@ -653,7 +689,7 @@ & & $0$& $1$\\ $0$& $9X + 5$& $1$& $0$\\ $1$& $10X + 3$& $9X+5$& $1$\\ - $2$& & $2X^2 + 0X + 5$& $10X + 3$\\ + $2$& & \textcolor<2->{blue}{$2X^2 + 0X + 5$}& $10X + 3$\\ \hline \end{tabular} @@ -662,49 +698,54 @@ \vspace{10pt} \begin{tabular}{ll} - Somit erhalten wir den Faktor& $d(X) = 2X^2 + 5$\\ - Faktorisiert erhalten wir& $d(X) = 2(X-5)(X-6)$\\ - Lokatorpolynom& $d(X) = (X-a^i)(X-a^i)$ + \only<1->{Somit erhalten wir den Faktor& $d(X) = 2X^2 + 5$\\} + \only<1->{Faktorisiert erhalten wir& $d(X) = 2(X-5)(X-6)$\\} + \only<1->{Lokatorpolynom& $d(X) = (X-a^i)(X-a^i)$} \end{tabular} \vspace{10pt} - + \only<1->{ \begin{center} $a^i = 5 \qquad \Rightarrow \qquad i = 3$ $a^i = 6 \qquad \Rightarrow \qquad i = 8$ \end{center} - - $D = [3,8]$ + } + \only<1->{$d(X) = (X-a^3)(X-a^8)$} \end{frame} -%------------------------------------------------------------------------------- +%------------------------------------------------------------------------------- +\section{Nachricht Rekonstruieren} \begin{frame} \frametitle{Rekonstruktion der Nachricht} \begin{itemize} - \item $W = [5,3,6,8,2,10,2,7,1,4]$ + \only<1->{\item $w = [5,3,6,8,2,10,2,7,1,4]$} - \item $D = [3,8]$ + \only<1->{\item $d(X) = (X-\textcolor<4->{red}{a^3})(X-\textcolor<4->{red}{a^8})$} \end{itemize} - + \only<1->{ \[ + \textcolor{gray}{ \begin{pmatrix} - 5 \\ 3 \\ 6 \\ 8 \\ 2 \\ 10 \\ 2 \\ 7 \\ 1 \\ 4 \\ + a^0 \\ a^1 \\ a^2 \\ \textcolor<4->{red}{a^3} \\ a^4 \\ a^5 \\ a^6 \\ a^7 \\ \textcolor<4->{red}{a^8} \\ a^9 \\ + \end{pmatrix}} + \begin{pmatrix} + 5 \\ 3 \\ 6 \\ \textcolor<4->{red}{8} \\ 2 \\ 10 \\ 2 \\ 7 \\ \textcolor<4->{red}{1} \\ 4 \\ \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} 8^0& 8^0& 8^0& 8^0& 8^0& 8^0& 8^0& 8^0& 8^0& 8^0\\ 8^0& 8^1& 8^2& 8^3& 8^4& 8^5& 8^6& 8^7& 8^8& 8^9\\ 8^0& 8^2& 8^4& 8^6& 8^8& 8^{10}& 8^{12}& 8^{14}& 8^{16}& 8^{18}\\ - 8^0& 8^3& 8^6& 8^9& 8^{12}& 8^{15}& 8^{18}& 8^{21}& 8^{24}& 8^{27}\\ + \textcolor<4->{red}{8^0}& \textcolor<4->{red}{8^3}& \textcolor<4->{red}{8^6}& \textcolor<4->{red}{8^9}& \textcolor<4->{red}{8^{12}}& \textcolor<4->{red}{8^{15}}& \textcolor<4->{red}{8^{18}}& \textcolor<4->{red}{8^{21}}& \textcolor<4->{red}{8^{24}}& \textcolor<4->{red}{8^{27}}\\ 8^0& 8^4& 8^8& 8^{12}& 8^{16}& 8^{20}& 8^{24}& 8^{28}& 8^{32}& 8^{36}\\ 8^0& 8^5& 8^{10}& 8^{15}& 8^{20}& 8^{25}& 8^{30}& 8^{35}& 8^{40}& 8^{45}\\ 8^0& 8^6& 8^{12}& 8^{18}& 8^{24}& 8^{30}& 8^{36}& 8^{42}& 8^{48}& 8^{54}\\ 8^0& 8^7& 8^{14}& 8^{21}& 8^{28}& 8^{35}& 8^{42}& 8^{49}& 8^{56}& 8^{63}\\ - 8^0& 8^8& 8^{16}& 8^{24}& 8^{32}& 8^{40}& 8^{48}& 8^{56}& 8^{64}& 8^{72}\\ + \textcolor<4->{red}{8^0}& \textcolor<4->{red}{8^8}& \textcolor<4->{red}{8^{16}}& \textcolor<4->{red}{8^{24}}& \textcolor<4->{red}{8^{32}}& \textcolor<4->{red}{8^{40}}& \textcolor<4->{red}{8^{48}}& \textcolor<4->{red}{8^{56}}& \textcolor<4->{red}{8^{64}}& \textcolor<4->{red}{8^{72}}\\ 8^0& 8^9& 8^{18}& 8^{27}& 8^{36}& 8^{45}& 8^{54}& 8^{63}& 8^{72}& 8^{81}\\ \end{pmatrix} \cdot @@ -712,13 +753,14 @@ m_0 \\ m_1 \\ m_2 \\ m_3 \\ m_4 \\ m_5 \\ m_6 \\ m_7 \\ m_8 \\ m_9 \\ \end{pmatrix} \] - + } + \only<1->{ \begin{itemize} \item Fehlerstellen entfernen \end{itemize} - + } \end{frame} -%------------------------------------------------------------------------------- +%------------------------------------------------------------------------------- \begin{frame} \frametitle{Rekonstruktion der Nachricht} @@ -728,25 +770,25 @@ \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} - 8^0& 8^0& 8^0& 8^0& 8^0& 8^0& 8^0& 8^0& 8^0& 8^0\\ - 8^0& 8^1& 8^2& 8^3& 8^4& 8^5& 8^6& 8^7& 8^8& 8^9\\ - 8^0& 8^2& 8^4& 8^6& 8^8& 8^{10}& 8^{12}& 8^{14}& 8^{16}& 8^{18}\\ - 8^0& 8^4& 8^8& 8^{12}& 8^{16}& 8^{20}& 8^{24}& 8^{28}& 8^{32}& 8^{36}\\ - 8^0& 8^5& 8^{10}& 8^{15}& 8^{20}& 8^{25}& 8^{30}& 8^{35}& 8^{40}& 8^{45}\\ - 8^0& 8^6& 8^{12}& 8^{18}& 8^{24}& 8^{30}& 8^{36}& 8^{42}& 8^{48}& 8^{54}\\ - 8^0& 8^7& 8^{14}& 8^{21}& 8^{28}& 8^{35}& 8^{42}& 8^{49}& 8^{56}& 8^{63}\\ - 8^0& 8^9& 8^{18}& 8^{27}& 8^{36}& 8^{45}& 8^{54}& 8^{63}& 8^{72}& 8^{81}\\ + 8^0& 8^0& 8^0& 8^0& 8^0& 8^0& \textcolor<3->{green}{8^0}& \textcolor<3->{green}{8^0}& \textcolor<3->{green}{8^0}& \textcolor<3->{green}{8^0}\\ + 8^0& 8^1& 8^2& 8^3& 8^4& 8^5& \textcolor<3->{green}{8^6}& \textcolor<3->{green}{8^7}& \textcolor<3->{green}{8^8}& \textcolor<3->{green}{8^9}\\ + 8^0& 8^2& 8^4& 8^6& 8^8& 8^{10}& \textcolor<3->{green}{8^{12}}& \textcolor<3->{green}{8^{14}}& \textcolor<3->{green}{8^{16}}& \textcolor<3->{green}{8^{18}}\\ + 8^0& 8^4& 8^8& 8^{12}& 8^{16}& 8^{20}& \textcolor<3->{green}{8^{24}}& \textcolor<3->{green}{8^{28}}& \textcolor<3->{green}{8^{32}}& \textcolor<3->{green}{8^{36}}\\ + 8^0& 8^5& 8^{10}& 8^{15}& 8^{20}& 8^{25}& \textcolor<3->{green}{8^{30}}& \textcolor<3->{green}{8^{35}}& \textcolor<3->{green}{8^{40}}& \textcolor<3->{green}{8^{45}}\\ + 8^0& 8^6& 8^{12}& 8^{18}& 8^{24}& 8^{30}& \textcolor<3->{green}{8^{36}}& \textcolor<3->{green}{8^{42}}& \textcolor<3->{green}{8^{48}}& \textcolor<3->{green}{8^{54}}\\ + 8^0& 8^7& 8^{14}& 8^{21}& 8^{28}& 8^{35}& \textcolor<3->{green}{8^{42}}& \textcolor<3->{green}{8^{49}}& \textcolor<3->{green}{8^{56}}& \textcolor<3->{green}{8^{63}}\\ + 8^0& 8^9& 8^{18}& 8^{27}& 8^{36}& 8^{45}& \textcolor<3->{green}{8^{54}}& \textcolor<3->{green}{8^{63}}& \textcolor<3->{green}{8^{72}}& \textcolor<3->{green}{8^{81}}\\ \end{pmatrix} \cdot \begin{pmatrix} - m_0 \\ m_1 \\ m_2 \\ m_3 \\ m_4 \\ m_5 \\ m_6 \\ m_7 \\ m_8 \\ m_9 \\ + m_0 \\ m_1 \\ m_2 \\ m_3 \\ m_4 \\ m_5 \\ \textcolor<2->{green}{m_6} \\ \textcolor<2->{green}{m_7} \\ \textcolor<2->{green}{m_8} \\ \textcolor<2->{green}{m_9} \\ \end{pmatrix} \] - + \only<1->{ \begin{itemize} \item Nullstellen entfernen \end{itemize} - + } \end{frame} %------------------------------------------------------------------------------- \begin{frame} @@ -754,7 +796,7 @@ \[ \begin{pmatrix} - 5 \\ 3 \\ 6 \\ 2 \\ 10 \\ 2 \\ 7 \\ 4 \\ + 5 \\ 3 \\ 6 \\ 2 \\ 10 \\ 2 \\ \textcolor<2->{red}{7} \\ \textcolor<2->{red}{4} \\ \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} @@ -764,8 +806,8 @@ 8^0& 8^4& 8^8& 8^{12}& 8^{16}& 8^{20}\\ 8^0& 8^5& 8^{10}& 8^{15}& 8^{20}& 8^{25}\\ 8^0& 8^6& 8^{12}& 8^{18}& 8^{24}& 8^{30}\\ - 8^0& 8^7& 8^{14}& 8^{21}& 8^{28}& 8^{35}\\ - 8^0& 8^9& 8^{18}& 8^{27}& 8^{36}& 8^{45}\\ + \textcolor<2->{red}{8^0}& \textcolor<2->{red}{8^7}& \textcolor<2->{red}{8^{14}}& \textcolor<2->{red}{8^{21}}& \textcolor<2->{red}{8^{28}}& \textcolor<2->{red}{8^{35}}\\ + \textcolor<2->{red}{8^0}& \textcolor<2->{red}{8^9}& \textcolor<2->{red}{8^{18}}& \textcolor<2->{red}{8^{27}}& \textcolor<2->{red}{8^{36}}& \textcolor<2->{red}{8^{45}}\\ \end{pmatrix} \cdot \begin{pmatrix} @@ -774,11 +816,11 @@ \] \vspace{5pt} - + \only<1->{ \begin{itemize} \item Matrix in eine Quadratische Form bringen \end{itemize} - + } \end{frame} %------------------------------------------------------------------------------- \begin{frame} -- cgit v1.2.1 From 8c6a8e56c125c238dc64c21d1269fcdc7542c5cd Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: JODBaer Date: Thu, 22 Apr 2021 23:45:32 +0200 Subject: =?UTF-8?q?merge=20lines=20gel=C3=B6scht?= MIME-Version: 1.0 Content-Type: text/plain; charset=UTF-8 Content-Transfer-Encoding: 8bit --- buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.tex | 9 +++------ 1 file changed, 3 insertions(+), 6 deletions(-) diff --git a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.tex b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.tex index 61324f7..943f2da 100644 --- a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.tex +++ b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.tex @@ -84,11 +84,9 @@ \end{tabular} \end{center} \end{frame} -<<<<<<< Updated upstream + %------------------------------------------------------------------------------- -======= ->>>>>>> Stashed changes \section{Diskrete Fourier Transformation} \begin{frame} \frametitle{Idee} @@ -184,13 +182,12 @@ Indem in einem endlichen Körper gerechnet wird. } \end{frame} -<<<<<<< Updated upstream + %------------------------------------------------------------------------------- -======= + \section{Reed-Solomon in Endlichen Körpern} ->>>>>>> Stashed changes \begin{frame} \frametitle{Reed-Solomon in Endlichen Körpern} -- cgit v1.2.1 From 179ea16b001b6640e9b720d53ffc06f3e2389ff2 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: JODBaer Date: Fri, 23 Apr 2021 00:30:36 +0200 Subject: appostroph verbessert --- buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.tex | 2 +- 1 file changed, 1 insertion(+), 1 deletion(-) diff --git a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.tex b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.tex index 943f2da..d09d77d 100644 --- a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.tex +++ b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.tex @@ -64,7 +64,7 @@ \begin{center} \begin{tabular}{ c c c } \hline - ``Nutzlas´´ & Fehler & Versenden \\ + ``Nutzlast'' & Fehler & Versenden \\ \hline 3 & 2 & 7 Werte eines Polynoms vom Grad 2 \\ 4 & 2 & 8 Werte eines Polynoms vom Grad 3 \\ -- cgit v1.2.1 From 83d6ca9fc6c0ba6b636dee64e8569d42023276ad Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: =?UTF-8?q?Andreas=20M=C3=BCller?= Date: Fri, 23 Apr 2021 08:32:30 +0200 Subject: slides session 9+10 --- vorlesungen/09_mseliegruppen/Makefile | 33 ++++++++++++++++++++++ .../09_mseliegruppen/MathSemMSE-09-liegruppen.tex | 14 +++++++++ vorlesungen/09_mseliegruppen/common.tex | 16 +++++++++++ .../09_mseliegruppen/liegruppen-handout.tex | 11 ++++++++ vorlesungen/09_mseliegruppen/slides.tex | 30 ++++++++++++++++++++ vorlesungen/10_mseliealgebra/Makefile | 33 ++++++++++++++++++++++ .../10_mseliealgebra/MathSemMSE-10-liealgebra.tex | 14 +++++++++ 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b/vorlesungen/09_mseliegruppen/Makefile new file mode 100644 index 0000000..a1e67bd --- /dev/null +++ b/vorlesungen/09_mseliegruppen/Makefile @@ -0,0 +1,33 @@ +# +# Makefile -- liegruppen +# +# (c) 2017 Prof Dr Andreas Müller, Hochschule Rapperswil +# +all: liegruppen-handout.pdf MathSemMSE-09-liegruppen.pdf + +include ../slides/Makefile.inc + +SOURCES = common.tex slides.tex $(slides) + +MathSemMSE-09-liegruppen.pdf: MathSemMSE-09-liegruppen.tex $(SOURCES) + pdflatex MathSemMSE-09-liegruppen.tex + +liegruppen-handout.pdf: liegruppen-handout.tex $(SOURCES) + pdflatex liegruppen-handout.tex + +thumbnail: thumbnail.jpg # fix1.jpg + +thumbnail.pdf: MathSemMSE-09-liegruppen.pdf + pdfjam --outfile thumbnail.pdf --papersize '{16cm,9cm}' \ + MathSemMSE-09-liegruppen.pdf 1 +thumbnail.jpg: thumbnail.pdf + convert -density 300 thumbnail.pdf \ + -resize 1920x1080 -units PixelsPerInch thumbnail.jpg + +fix1.pdf: MathSemMSE-09-liegruppen.pdf + pdfjam --outfile fix1.pdf --papersize '{16cm,9cm}' \ + MathSemMSE-09-liegruppen.pdf 1 +fix1.jpg: fix1.pdf + convert -density 300 fix1.pdf \ + -resize 1920x1080 -units PixelsPerInch fix1.jpg + diff --git a/vorlesungen/09_mseliegruppen/MathSemMSE-09-liegruppen.tex b/vorlesungen/09_mseliegruppen/MathSemMSE-09-liegruppen.tex new file mode 100644 index 0000000..4404330 --- /dev/null +++ b/vorlesungen/09_mseliegruppen/MathSemMSE-09-liegruppen.tex @@ -0,0 +1,14 @@ +% +% MathSem-09-mseliegruppen.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/09_mseliegruppen/common.tex b/vorlesungen/09_mseliegruppen/common.tex new file mode 100644 index 0000000..859a9da --- /dev/null +++ b/vorlesungen/09_mseliegruppen/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{% +\usetheme[hideothersubsections,hidetitle]{Hannover} +} +\beamertemplatenavigationsymbolsempty +\title[Lie-Gruppen]{Lie-Gruppen} +\author[A.~Müller]{Prof. Dr. Andreas Müller} +\date[]{} +\newboolean{presentation} + diff --git a/vorlesungen/09_mseliegruppen/liegruppen-handout.tex b/vorlesungen/09_mseliegruppen/liegruppen-handout.tex new file mode 100644 index 0000000..70157ce --- /dev/null +++ b/vorlesungen/09_mseliegruppen/liegruppen-handout.tex @@ -0,0 +1,11 @@ +% +% mseliegruppen-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/09_mseliegruppen/slides.tex b/vorlesungen/09_mseliegruppen/slides.tex new file mode 100644 index 0000000..1ae259f --- /dev/null +++ b/vorlesungen/09_mseliegruppen/slides.tex @@ -0,0 +1,30 @@ +% +% slides.tex -- XXX +% +% (c) 2017 Prof Dr Andreas Müller, Hochschule Rapperswil +% +\section{Matrizen-Gruppen} +\folie{7/symmetrien.tex} +\folie{7/algebraisch.tex} +\folie{7/parameter.tex} +\folie{7/mannigfaltigkeit.tex} +\folie{7/sl2.tex} +\folie{7/drehung.tex} +\ifthenelse{\boolean{presentation}}{ +\folie{7/drehanim.tex} +}{} +\folie{7/semi.tex} + +% Zusammenhangskomponenten + +% XXX Hopf-Faserung für SO(2) -> SU(2) -> SO(3) + +% curled up dimensions in String theory + + +\section{Haar-Mass} +% Definition Haar-Mass +% Mittelung +% +% Méndez-Transformation + diff --git a/vorlesungen/10_mseliealgebra/Makefile b/vorlesungen/10_mseliealgebra/Makefile new file mode 100644 index 0000000..97656a4 --- /dev/null +++ b/vorlesungen/10_mseliealgebra/Makefile @@ -0,0 +1,33 @@ +# +# Makefile -- liealgebra +# +# (c) 2017 Prof Dr Andreas Müller, Hochschule Rapperswil +# +all: liealgebra-handout.pdf MathSemMSE-10-liealgebra.pdf + +include ../slides/Makefile.inc + +SOURCES = common.tex slides.tex $(slides) + +MathSemMSE-10-liealgebra.pdf: MathSemMSE-10-liealgebra.tex $(SOURCES) + pdflatex MathSemMSE-10-liealgebra.tex + +liealgebra-handout.pdf: liealgebra-handout.tex $(SOURCES) + pdflatex liealgebra-handout.tex + +thumbnail: thumbnail.jpg # fix1.jpg + +thumbnail.pdf: MathSemMSE-10-liealgebra.pdf + pdfjam --outfile thumbnail.pdf --papersize '{16cm,9cm}' \ + MathSemMSE-10-liealgebra.pdf 1 +thumbnail.jpg: thumbnail.pdf + convert -density 300 thumbnail.pdf \ + -resize 1920x1080 -units PixelsPerInch thumbnail.jpg + +fix1.pdf: MathSemMSE-10-liealgebra.pdf + pdfjam --outfile fix1.pdf --papersize '{16cm,9cm}' \ + MathSemMSE-10-liealgebra.pdf 1 +fix1.jpg: fix1.pdf + convert -density 300 fix1.pdf \ + -resize 1920x1080 -units PixelsPerInch fix1.jpg + diff --git a/vorlesungen/10_mseliealgebra/MathSemMSE-10-liealgebra.tex b/vorlesungen/10_mseliealgebra/MathSemMSE-10-liealgebra.tex new file mode 100644 index 0000000..ff9cde7 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+\folie{7/kommutator.tex} + +\section{Exponentialabbildung} +\folie{7/dg.tex} + +% LOG Reihe +% Interpolation +% Mittelung auf einer Lie-Gruppe +% Vektorprodukt als Lie-Gruppe + diff --git a/vorlesungen/slides/6/darstellungen/summe.tex b/vorlesungen/slides/6/darstellungen/summe.tex index 3087b4a..b0d193f 100644 --- a/vorlesungen/slides/6/darstellungen/summe.tex +++ b/vorlesungen/slides/6/darstellungen/summe.tex @@ -27,7 +27,7 @@ Gegeben zwei Darstellungen \varrho_1\oplus\varrho_2 &\colon G\to \mathbb{C}^{n_1+n_2} -\only<3>{ +\only<3|handout:0>{ = \mathbb{C}^{n_1}\times\mathbb{C}^{n_2}} \uncover<4->{=: \mathbb{C}^{n_1}\oplus\mathbb{C}^{n_2}} -- cgit v1.2.1 From ded210e33924d4c078e5a0d899c0585d7f987565 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: JODBaer Date: Fri, 23 Apr 2021 12:58:40 +0200 Subject: Folien Verbesserungen animation --- buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.aux | 167 +++++++++++----- buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.log | 212 ++++++++++++++++----- buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.nav | 117 ++++++++---- buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.out | 9 +- buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.pdf | Bin 135643 -> 207741 bytes buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.snm | 2 +- .../reedsolomon/RS presentation/RS.synctex.gz | Bin 22450 -> 203648 bytes buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.tex | 24 +-- buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.toc | 11 +- 9 files changed, 388 insertions(+), 154 deletions(-) diff --git a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.aux b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.aux index 005172f..065ba66 100644 --- a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.aux +++ b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.aux @@ -26,52 +26,121 @@ \@writefile{nav}{\headcommand {\beamer@sectionpages {1}{1}}} \@writefile{nav}{\headcommand {\beamer@subsectionpages {1}{1}}} \@writefile{nav}{\headcommand {\sectionentry {1}{Einführung}{2}{Einführung}{0}}} -\@writefile{nav}{\headcommand {\slideentry {1}{0}{1}{2/2}{}{0}}} -\@writefile{nav}{\headcommand {\beamer@framepages {2}{2}}} -\HyPL@Entry{2<>} -\@writefile{toc}{\beamer@sectionintoc {2}{Polynom Ansatz}{3}{0}{2}} -\@writefile{nav}{\headcommand {\beamer@sectionpages {2}{2}}} -\@writefile{nav}{\headcommand {\beamer@subsectionpages {2}{2}}} -\@writefile{nav}{\headcommand {\sectionentry {2}{Polynom Ansatz}{3}{Polynom Ansatz}{0}}} -\@writefile{nav}{\headcommand {\slideentry {2}{0}{1}{3/3}{}{0}}} -\@writefile{nav}{\headcommand {\beamer@framepages {3}{3}}} -\HyPL@Entry{3<>} -\@writefile{nav}{\headcommand {\slideentry {2}{0}{2}{4/5}{}{0}}} -\@writefile{nav}{\headcommand {\beamer@framepages {4}{5}}} -\HyPL@Entry{5<>} -\@writefile{nav}{\headcommand {\slideentry {2}{0}{3}{6/6}{}{0}}} -\@writefile{nav}{\headcommand {\beamer@framepages {6}{6}}} -\HyPL@Entry{6<>} -\@writefile{toc}{\beamer@sectionintoc {3}{Fourier Transformation}{7}{0}{3}} -\@writefile{nav}{\headcommand {\beamer@sectionpages {3}{6}}} -\@writefile{nav}{\headcommand 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a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.log +++ b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.log @@ -1,4 +1,4 @@ -This is XeTeX, Version 3.14159265-2.6-0.999991 (TeX Live 2019/W32TeX) (preloaded format=xelatex 2019.10.25) 21 APR 2021 18:18 +This is XeTeX, Version 3.14159265-2.6-0.999991 (TeX Live 2019/W32TeX) (preloaded format=xelatex 2019.10.25) 23 APR 2021 10:48 entering extended mode restricted \write18 enabled. %&-line parsing enabled. @@ -974,141 +974,252 @@ Package hyperref Warning: Option `pdfsubject' has already been used, ] LaTeX Font Info: Trying to load font information for OT1+lmss on input line -29. +32. (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/lm/ot1lmss.fd File: ot1lmss.fd 2009/10/30 v1.6 Font defs for Latin Modern ) -LaTeX Font Info: Trying to load font information for OML+lmm on input line 2 -9. +LaTeX Font Info: Trying to load font information for OML+lmm on input line 3 +2. (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/lm/omllmm.fd File: omllmm.fd 2009/10/30 v1.6 Font defs for Latin Modern ) LaTeX Font Info: Trying to load font information for OMS+lmsy on input line -29. +32. (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/lm/omslmsy.fd File: omslmsy.fd 2009/10/30 v1.6 Font defs for Latin Modern ) LaTeX Font Info: Trying to load font information for OMX+lmex on input line -29. +32. (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/lm/omxlmex.fd File: omxlmex.fd 2009/10/30 v1.6 Font defs for Latin Modern ) LaTeX Font Info: External font `lmex10' loaded for size -(Font) <10.95> on input line 29. +(Font) <10.95> on input line 32. LaTeX Font Info: External font `lmex10' loaded for size -(Font) <8> on input line 29. +(Font) <8> on input line 32. LaTeX Font Info: External font `lmex10' loaded for size -(Font) <6> on input line 29. -LaTeX Font Info: Trying to load font information for U+msa on input line 29. +(Font) <6> on input line 32. +LaTeX Font Info: Trying to load font information for U+msa on input line 32. (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/amsfonts/umsa.fd File: umsa.fd 2013/01/14 v3.01 AMS symbols A ) -LaTeX Font Info: Trying to load font information for U+msb on input line 29. +LaTeX Font Info: Trying to load font information for U+msb on input line 32. (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/amsfonts/umsb.fd File: umsb.fd 2013/01/14 v3.01 AMS symbols B ) LaTeX Font Info: Font shape `T1/lmss/m/it' in size <10.95> not available -(Font) Font shape `T1/lmss/m/sl' tried instead on input line 29. +(Font) Font shape `T1/lmss/m/sl' tried instead on input line 32. LaTeX Font Info: Font shape `T1/lmss/m/it' in size <8> not available -(Font) Font shape `T1/lmss/m/sl' tried instead on input line 29. +(Font) Font shape `T1/lmss/m/sl' tried instead on input line 32. LaTeX Font Info: Font shape `T1/lmss/m/it' in size <6> not available -(Font) Font shape `T1/lmss/m/sl' tried instead on input line 29. +(Font) Font shape `T1/lmss/m/sl' tried instead on input line 32. [2 ] [3 +] [4 + +] [5 + +] +[6 + ] File: images/polynom1.pdf Graphic file (type pdf) - [4 + [7 ] File: images/polynom2.pdf Graphic file (type pdf) - [5 + [8 -] -[6 +] [9 -] [7 +] [10 + +] [11 + +] [12 + +] [13 ] File: images/fig1.pdf Graphic file (type pdf) -Overfull \vbox (14.63716pt too high) detected at line 105 +Overfull \vbox (14.63716pt too high) detected at line 124 [] -[8 +[14 ] File: images/fig2.pdf Graphic file (type pdf) -Overfull \vbox (14.63716pt too high) detected at line 105 +Overfull \vbox (14.63716pt too high) detected at line 124 [] -[9 +[15 ] File: images/fig3.pdf Graphic file (type pdf) -Overfull \vbox (14.63716pt too high) detected at line 105 +Overfull \vbox (14.63716pt too high) detected at line 124 [] -[10 +[16 ] File: images/fig4.pdf Graphic file (type pdf) -Overfull \vbox (14.63716pt too high) detected at line 105 +Overfull \vbox (14.63716pt too high) detected at line 124 [] -[11 +[17 ] File: images/fig5.pdf Graphic file (type pdf) -Overfull \vbox (14.63716pt too high) detected at line 105 +Overfull \vbox (14.63716pt too high) detected at line 124 [] -[12 +[18 ] File: images/fig6.pdf Graphic file (type pdf) -Overfull \vbox (14.63716pt too high) detected at line 105 +Overfull \vbox (14.63716pt too high) detected at line 124 [] -[13 +[19 ] File: images/fig7.pdf Graphic file (type pdf) -Overfull \vbox (14.63716pt too high) detected at line 105 +Overfull \vbox (14.63716pt too high) detected at line 124 [] -[14 +[20 + +] [21 + +] [22 + +] [23 + +] [24 + +] [25 + +] [26 + +] [27 + +] [28 + +] +LaTeX Font Info: Trying to load font information for T1+lmr on input line 30 +0. + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/lm/t1lmr.fd +File: t1lmr.fd 2009/10/30 v1.6 Font defs for Latin Modern +) [29 + +] [30 + +] +LaTeX Font Info: Trying to load font information for U+euf on input line 383 +. + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/amsfonts/ueuf.fd +File: ueuf.fd 2013/01/14 v3.01 Euler Fraktur +) +Overfull \hbox (1.42268pt too wide) detected at line 383 +\U/euf/m/n/10.95 F[]\OT1/lmss/m/n/10.95 (\T1/lmss/m/sl/10.95 F\OT1/lmss/m/n/10. +95 (\OML/lmm/m/it/10.95 !\OT1/lmss/m/n/10.95 )) = \T1/lmss/m/sl/10.95 f\OT1/lms +s/m/n/10.95 (\T1/lmss/m/sl/10.95 t\OT1/lmss/m/n/10.95 ) = [] [][] \T1/lmss/m/sl +/10.95 F\OT1/lmss/m/n/10.95 (\OML/lmm/m/it/10.95 !\OT1/lmss/m/n/10.95 )\T1/lmr/ +m/n/10.95 e[]\T1/lmss/m/sl/10.95 d\OML/lmm/m/it/10.95 ! + [] + +[31 -] [15 +] [32 -] [16 +] [33 -] [17 +] [34 -] [18 +] [35 + +] [36 + +] [37 + +] [38 + +] +LaTeX Font Info: External font `lmex10' loaded for size +(Font) <14.4> on input line 638. +LaTeX Font Info: External font `lmex10' loaded for size +(Font) <10> on input line 638. +LaTeX Font Info: External font `lmex10' loaded for size +(Font) <7> on input line 638. +LaTeX Font Info: Font shape `T1/lmss/m/it' in size <14.4> not available +(Font) Font shape `T1/lmss/m/sl' tried instead on input line 638. +LaTeX Font Info: Font shape `T1/lmss/m/it' in size <10> not available +(Font) Font shape `T1/lmss/m/sl' tried instead on input line 638. +LaTeX Font Info: Font shape `T1/lmss/m/it' in size <7> not available +(Font) Font shape `T1/lmss/m/sl' tried instead on input line 638. + [39 + +] +Overfull \hbox (2.91844pt too wide) detected at line 674 +[] + [] + +[40 + +] [41 + +] [42 + +] [43 + +] [44 + +] [45 + +] [46 + +] [47 + +] [48 + +] [49 + +] [50 + +] [51 + +] [52 + +] [53 + +] [54 ] \tf@nav=\write6 @@ -1120,21 +1231,22 @@ Overfull \vbox (14.63716pt too high) detected at line 105 \tf@snm=\write8 \openout8 = `RS.snm'. -Package atveryend Info: Empty hook `BeforeClearDocument' on input line 160. -Package atveryend Info: Empty hook `AfterLastShipout' on input line 160. - (./RS.aux) -Package atveryend Info: Empty hook `AtVeryEndDocument' on input line 160. -Package atveryend Info: Executing hook `AtEndAfterFileList' on input line 160. +Package atveryend Info: Empty hook `BeforeClearDocument' on input line 928. +Package atveryend Info: Empty hook `AfterLastShipout' on input line 928. + +(./RS.aux) +Package atveryend Info: Empty hook `AtVeryEndDocument' on input line 928. +Package atveryend Info: Executing hook `AtEndAfterFileList' on input line 928. Package rerunfilecheck Info: File `RS.out' has not changed. -(rerunfilecheck) Checksum: 74C688051BF542B3A11E9793A97790F4. +(rerunfilecheck) Checksum: CBEDF1F633104E8EE4EB074E401487DA. ) Here is how much of TeX's memory you used: - 24400 strings out of 492483 - 451960 string characters out of 6132858 - 534889 words of memory out of 5000000 - 28378 multiletter control sequences out of 15000+600000 - 37892 words of font info for 41 fonts, out of 8000000 for 9000 + 24528 strings out of 492483 + 453801 string characters out of 6132858 + 557615 words of memory out of 5000000 + 28488 multiletter control sequences out of 15000+600000 + 82614 words of font info for 73 fonts, out of 8000000 for 9000 1348 hyphenation exceptions out of 8191 - 58i,15n,61p,796b,549s stack positions out of 5000i,500n,10000p,200000b,80000s + 58i,15n,61p,796b,566s stack positions out of 5000i,500n,10000p,200000b,80000s -Output written on RS.pdf (18 pages). +Output written on RS.pdf (54 pages). diff --git a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.nav b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.nav index 1d67391..f288963 100644 --- a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.nav +++ b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.nav @@ -3,38 +3,85 @@ \headcommand {\beamer@sectionpages {1}{1}} \headcommand {\beamer@subsectionpages {1}{1}} \headcommand {\sectionentry {1}{Einführung}{2}{Einführung}{0}} -\headcommand {\slideentry {1}{0}{1}{2/2}{}{0}} -\headcommand {\beamer@framepages {2}{2}} -\headcommand {\beamer@sectionpages {2}{2}} -\headcommand {\beamer@subsectionpages {2}{2}} -\headcommand {\sectionentry {2}{Polynom Ansatz}{3}{Polynom Ansatz}{0}} -\headcommand {\slideentry {2}{0}{1}{3/3}{}{0}} -\headcommand {\beamer@framepages {3}{3}} -\headcommand {\slideentry {2}{0}{2}{4/5}{}{0}} -\headcommand {\beamer@framepages {4}{5}} -\headcommand {\slideentry {2}{0}{3}{6/6}{}{0}} -\headcommand {\beamer@framepages {6}{6}} -\headcommand {\beamer@sectionpages {3}{6}} -\headcommand 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[2][]{Outline0.3}{Diskrete\040Fourier\040Transformation}{}% 3 +\BOOKMARK [2][]{Outline0.4}{Reed-Solomon in Endlichen Körpern}{}% 4 +\BOOKMARK [2][]{Outline0.5}{Codierung\040eines\040Beispiels}{}% 5 +\BOOKMARK [2][]{Outline0.6}{Decodierung\040ohne\040Fehler}{}% 6 +\BOOKMARK [2][]{Outline0.7}{Decodierung\040mit\040Fehler}{}% 7 +\BOOKMARK [2][]{Outline0.8}{Nachricht\040Rekonstruieren}{}% 8 diff --git a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.pdf b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.pdf index 913bc42..d9d6693 100644 Binary files a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.pdf and b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.pdf differ diff --git a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.snm b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.snm index 6607ea8..86859c9 100644 --- a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.snm +++ b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.snm @@ -1 +1 @@ -\beamer@slide {ft_discrete}{15} +\beamer@slide {ft_discrete}{21} diff --git a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.synctex.gz b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.synctex.gz index 001b5c8..04bd239 100644 Binary files a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.synctex.gz and b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.synctex.gz differ diff --git a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.tex b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.tex index d09d77d..7b2c4da 100644 --- a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.tex +++ b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.tex @@ -43,18 +43,18 @@ ${f}_2=\textcolor{blue}{2}$, ${f}_1=\textcolor{blue}{1}$, ${f}_0=\textcolor{blue}{5}$ als $ p(w) = \textcolor{blue}{2}w^2 + \textcolor{blue}{1}w + \textcolor{blue}{5} $. - \only<1>{ - Versende $ (p(1),p(2),\dots,p(7)) = (\textcolor{green}{8}, - \textcolor{green}{15}, \textcolor{green}{26}, - \textcolor{green}{41}, \textcolor{green}{60}, - \textcolor{green}{83}, \textcolor{green}{110})$ - \includegraphics[scale = 1.2]{images/polynom1.pdf}} - \only<2>{ - Versende $ (p(1),p(2),\dots,p(7)) = (\textcolor{green}{8}, - \textcolor{red}{50}, \textcolor{red}{37}, - \textcolor{green}{41}, \textcolor{green}{60}, - \textcolor{green}{83}, \textcolor{green}{110})$ - \includegraphics[scale = 1.2]{images/polynom2.pdf} + + Versende $ (p(1),p(2),\dots,p(7))$ + \visible<2->{ = (\textcolor{green}{8},} + \only<2>{\textcolor{green}{15},} + \only<3>{\textcolor{red}{50},} + \only<2>{\textcolor{green}{26},} + \only<3>{\textcolor{red}{37},} + \visible<2->{\textcolor{green}{41}, \textcolor{green}{60}, + \textcolor{green}{83}, \textcolor{green}{110})} + \only<2>{\includegraphics[scale = 1.2]{images/polynom1.pdf}} + \only<3>{\includegraphics[scale = 1.2]{images/polynom2.pdf}} + \visible<3>{ \newline \textcolor{green}{7} Zahlen versenden, um \textcolor{blue}{3} Zahlen gegen \textcolor{red}{2} Fehlern abzusichern.} \end{frame} diff --git a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.toc b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.toc index 44c06ab..095b5e6 100644 --- a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.toc +++ b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.toc @@ -1,6 +1,9 @@ \babel@toc {ngerman}{} \beamer@sectionintoc {1}{Einführung}{2}{0}{1} -\beamer@sectionintoc {2}{Polynom Ansatz}{3}{0}{2} -\beamer@sectionintoc {3}{Fourier Transformation}{7}{0}{3} -\beamer@sectionintoc {4}{Diskrete Fourier Transformation}{15}{0}{4} -\beamer@sectionintoc {5}{Probleme und Fragen}{17}{0}{5} +\beamer@sectionintoc {2}{Polynom Ansatz}{5}{0}{2} +\beamer@sectionintoc {3}{Diskrete Fourier Transformation}{13}{0}{3} +\beamer@sectionintoc {4}{Reed-Solomon in Endlichen Körpern}{27}{0}{4} +\beamer@sectionintoc {5}{Codierung eines Beispiels}{29}{0}{5} +\beamer@sectionintoc {6}{Decodierung ohne Fehler}{31}{0}{6} +\beamer@sectionintoc {7}{Decodierung mit Fehler}{36}{0}{7} +\beamer@sectionintoc {8}{Nachricht Rekonstruieren}{43}{0}{8} -- cgit v1.2.1 From 0a80be4477602e2d909e5eda40dae485ec6acd56 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: JODBaer Date: Fri, 23 Apr 2021 13:02:38 +0200 Subject: Read me erstellt --- buch/papers/reedsolomon/RS presentation/README.txt | 1 + 1 file changed, 1 insertion(+) create mode 100644 buch/papers/reedsolomon/RS presentation/README.txt diff --git a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/README.txt b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/README.txt new file mode 100644 index 0000000..4d0620f --- /dev/null +++ b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/README.txt @@ -0,0 +1 @@ +Dies ist die Presentation des Reed-Solomon-Code \ No newline at end of file -- cgit v1.2.1 From 4c2a0d4d394dbb85222f480d271aa2171f0f201c Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: Nao Pross Date: Fri, 23 Apr 2021 20:18:45 +0200 Subject: Change brace animation --- vorlesungen/punktgruppen/crystals.py | 22 ++++++++++++++++------ vorlesungen/punktgruppen/script.pdf | Bin 25412 -> 25619 bytes vorlesungen/punktgruppen/script.tex | 6 +++++- 3 files changed, 21 insertions(+), 7 deletions(-) diff --git a/vorlesungen/punktgruppen/crystals.py b/vorlesungen/punktgruppen/crystals.py index 76dee1f..136481b 100644 --- a/vorlesungen/punktgruppen/crystals.py +++ b/vorlesungen/punktgruppen/crystals.py @@ -377,14 +377,14 @@ class AlgebraicSymmetries(Scene): hom_brace = Brace(hom_bracegrp, direction=RIGHT) hom_text = Tex("Homomorphismus").next_to(hom_brace.get_tip(), RIGHT) - hom_text_short = MathTex(r"G \simeq Z_4").next_to(hom_brace.get_tip(), RIGHT) + hom_text_short = MathTex(r"\mathrm{Hom}(G, Z_4)").next_to(hom_brace.get_tip(), RIGHT) self.play(Create(hom_brace)) self.play(Write(hom_text)) self.play(ReplacementTransform(hom_text, hom_text_short)) self.wait() - self.play(FadeOut(hom_brace), FadeOut(hom_text_short)) + # self.play(FadeOut(hom_brace), FadeOut(hom_text_short)) # add the isomorphism part isomorphism = Tex(r"\(\phi\) ist bijektiv") @@ -397,8 +397,9 @@ class AlgebraicSymmetries(Scene): iso_text = Tex("Isomorphismus").next_to(iso_brace.get_tip(), RIGHT) iso_text_short = MathTex("Z_4 \cong G").next_to(iso_brace.get_tip(), RIGHT) - self.play(Create(iso_brace)) - self.play(Write(iso_text)) + self.play( + ReplacementTransform(hom_brace, iso_brace), + ReplacementTransform(hom_text_short, iso_text)) self.wait() self.play(ReplacementTransform(iso_text, iso_text_short)) @@ -464,9 +465,18 @@ class AlgebraicSymmetries(Scene): self.wait(3) def matrices(self): - question = MathTex(r"D_n \cong \,? \\ S_n \cong \,? \\ A_n \cong \,?") - question.scale(1.5) + question = MathTex( + r"D_n &\cong \,? \\" + r"S_n &\cong \,? \\" + r"A_n &\cong \,?").scale(1.5) + + answer = MathTex( + r"D_n &\cong \,?\\" + r"S_4 &\cong \mathrm{Aut}(Q_8) \\" + r"A_5 &\cong \mathrm{PSL}_2 (5)").scale(1.5) self.play(Write(question)) + self.wait() + self.play(ReplacementTransform(question, answer)) self.wait(3) diff --git a/vorlesungen/punktgruppen/script.pdf b/vorlesungen/punktgruppen/script.pdf index 293b248..a701d6a 100644 Binary files a/vorlesungen/punktgruppen/script.pdf and b/vorlesungen/punktgruppen/script.pdf differ diff --git a/vorlesungen/punktgruppen/script.tex b/vorlesungen/punktgruppen/script.tex index 2a6d95c..fe095fb 100644 --- a/vorlesungen/punktgruppen/script.tex +++ b/vorlesungen/punktgruppen/script.tex @@ -3,7 +3,7 @@ \usepackage[cm]{manuscript} \usepackage{xcolor} -\newcommand{\scene}[1]{\noindent[ #1 ]\par} +\newcommand{\scene}[1]{\par\noindent[ #1 ]\par} \newenvironment{totranslate}{\color{blue!70!black}}{} \begin{document} @@ -56,6 +56,10 @@ We'll start with geometric symmetries as they are the simplest to grasp. \scene{Alternierende Gruppe} \section{Algebra} +\begin{totranslate} +Let's now move into something seemingly unrelated: \emph{algebra}. +\scene{Complex numbers and cyclic groups} +\end{totranslate} \section{Krystalle} -- cgit v1.2.1 From d1b6d92a02d9c44b3860b73d5660c5c6863de0df Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: michael-OST <75078383+michael-OST@users.noreply.github.com> Date: Fri, 23 Apr 2021 21:19:34 +0200 Subject: handout added --- buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.tex | 290 +++---- .../reedsolomon/RS presentation/RS_handout.tex | 921 +++++++++++++++++++++ 2 files changed, 1069 insertions(+), 142 deletions(-) create mode 100644 buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS_handout.tex diff --git a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.tex b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.tex index 943f2da..c215e66 100644 --- a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.tex +++ b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS.tex @@ -14,8 +14,8 @@ \institute{OST Ostschweizer Fachhochschule} \date{26.04.2021} \subject{Mathematisches Seminar} - \setbeamercovered{transparent} - %\setbeamercovered{invisible} + %\setbeamercovered{transparent} + \setbeamercovered{invisible} \setbeamertemplate{navigation symbols}{} \begin{frame}[plain] \maketitle @@ -64,22 +64,22 @@ \begin{center} \begin{tabular}{ c c c } \hline - ``Nutzlas´´ & Fehler & Versenden \\ + Nutzlas & Fehler & Versenden \\ \hline 3 & 2 & 7 Werte eines Polynoms vom Grad 2 \\ 4 & 2 & 8 Werte eines Polynoms vom Grad 3 \\ -\visible<2->{3}& -\visible<2->{3}& -\visible<3->{9 Werte eines Polynoms vom Grad 2} \\ +\visible<1->{3}& +\visible<1->{3}& +\visible<1->{9 Werte eines Polynoms vom Grad 2} \\ &&\\ -\visible<4->{$k$} & -\visible<4->{$t$} & -\visible<4->{$k+2t$ Werte eines Polynoms vom Grad $k-1$} \\ +\visible<1->{$k$} & +\visible<1->{$t$} & +\visible<1->{$k+2t$ Werte eines Polynoms vom Grad $k-1$} \\ \hline &&\\ &&\\ \multicolumn{3}{l} { - \visible<4>{Ausserdem können bis zu $2t$ Fehler erkannt werden!} + \visible<1>{Ausserdem können bis zu $2t$ Fehler erkannt werden!} } \end{tabular} \end{center} @@ -194,21 +194,21 @@ \begin{itemize} \onslide<1->{\item Warum endliche Körper?} - \onslide<1->{\qquad konkrete Zahlen $\rightarrow$ keine Rundungsfehler} + \onslide<2->{\qquad konkrete Zahlen $\rightarrow$ keine Rundungsfehler} - \onslide<1->{\qquad digitale Fehlerkorrektur} + \onslide<3->{\qquad digitale Fehlerkorrektur} - \onslide<1->{\qquad bessere Laufzeit} + %\onslide<4->{\qquad bessere Laufzeit} \vspace{10pt} - \onslide<1->{\item Nachricht = Nutzdaten + Fehlerkorrekturteil} + \onslide<4->{\item Nachricht = Nutzdaten + Fehlerkorrekturteil} \vspace{10pt} - \onslide<1->{\item aus Fehlerkorrekturteil die Fehlerstellen finden} + \onslide<5->{\item aus Fehlerkorrekturteil die Fehlerstellen finden} - \onslide<1->{\qquad $\Rightarrow$ gesucht ist ein Lokatorpolynom} + \onslide<6->{\qquad $\Rightarrow$ gesucht ist ein Lokatorpolynom} % \vspace{10pt} @@ -232,33 +232,33 @@ \begin{itemize} - \only<1->{\item endlicher Körper $q = 11$} + \onslide<1->{\item endlicher Körper $q = 11$} - \only<1->{ist eine Primzahl} + \onslide<2->{ist eine Primzahl} - \only<1->{beinhaltet die Zahlen $\mathbb{F}_{11} = \{0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10\}$} + \onslide<3->{beinhaltet die Zahlen $\mathbb{F}_{11} = \{0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10\}$} \vspace{10pt} - \only<1->{\item Nachrichtenblock $=$ Nutzlast $+$ Fehlerkorrekturstellen + \onslide<4->{\item Nachrichtenblock $=$ Nutzlast $+$ Fehlerkorrekturstellen} - $n = q - 1 = 10$ Zahlen} + \onslide<5->{$n = q - 1 = 10$ Zahlen} \vspace{10pt} - \only<1->{\item Max.~Fehler $z = 2$ + \onslide<6->{\item Max.~Fehler $t = 2$} - maximale Anzahl von Fehler, die wir noch korrigieren können} + \onslide<7->{maximale Anzahl von Fehler, die wir noch korrigieren können} \vspace{10pt} - \only<1->{\item Nutzlast $k = n -2t = 6$ Zahlen} + \onslide<8->{\item Nutzlast $k = n -2t = 6$ Zahlen} - \only<1->{Fehlerkorrkturstellen $2t = 4$ Zahlen} + \onslide<9->{Fehlerkorrkturstellen $2t = 4$ Zahlen} - \only<1->{Nachricht $m = [0,0,0,0,4,7,2,5,8,1]$} + \onslide<10->{Nachricht $m = [0,0,0,0,4,7,2,5,8,1]$} - \only<1->{als Polynom $m(X) = 4X^5 + 7X^4 + 2X^3 + 5X^2 + 8X + 1$} + \onslide<11->{als Polynom $m(X) = 4X^5 + 7X^4 + 2X^3 + 5X^2 + 8X + 1$} \end{itemize} @@ -269,31 +269,31 @@ \frametitle{Codierung} \begin{itemize} - \only<1->{\item Ansatz aus den komplexen Zahlen mit der diskreten Fouriertransformation} + \onslide<1->{\item Ansatz aus den komplexen Zahlen mit der diskreten Fouriertransformation} \vspace{10pt} - \only<1->{\item Eulersche Zahl $\mathrm{e}$ existiert nicht in $\mathbb{F}_{11}$} + \onslide<2->{\item Eulersche Zahl $\mathrm{e}$ existiert nicht in $\mathbb{F}_{11}$} \vspace{10pt} - \only<1->{\item Wir suchen $a$ so, dass $a^i$ den gesamten Zahlenbereich von $\mathbb{F}_{11}$ abdecken + \onslide<3->{\item Wir suchen $a$ so, dass $a^i$ den gesamten Zahlenbereich von $\mathbb{F}_{11}$ abdecken} - $\mathbb{Z}_{11}\setminus\{0\} = \{a^0, a^1, a^2, a^3, a^4, a^5, a^6, a^7, a^8, a^9\}$} + \onslide<4->{$\mathbb{Z}_{11}\setminus\{0\} = \{a^0, a^1, a^2, a^3, a^4, a^5, a^6, a^7, a^8, a^9\}$} \vspace{10pt} - \only<1->{\item Wir wählen $a = 8$} + \onslide<5->{\item Wir wählen $a = 8$} - \only<1->{$\mathbb{Z}_{11}\setminus\{0\} = \{1,8,9,6,4,10,3,2,5,7\}$} + \onslide<6->{$\mathbb{Z}_{11}\setminus\{0\} = \{1,8,9,6,4,10,3,2,5,7\}$} - \only<1->{$8$ ist eine primitive Einheitswurzel} + \onslide<7->{$8$ ist eine primitive Einheitswurzel} \vspace{10pt} - \only<1->{\item $m(8^0) = 4\cdot1 + 7\cdot1 + 2\cdot1 + 5\cdot1 + 8\cdot1 + 1 = 5$} + \onslide<8->{\item $m(8^0) = 4\cdot1 + 7\cdot1 + 2\cdot1 + 5\cdot1 + 8\cdot1 + 1 = 5$} - \only<1->{$\Rightarrow$ \qquad können wir auch als Matrix schreiben} + \onslide<9->{$\Rightarrow$ \qquad können wir auch als Matrix schreiben} \end{itemize} @@ -303,14 +303,14 @@ \frametitle{Codierung} \begin{itemize} - \only<1->{\item Übertragungsvektor $v$} + \onslide<1->{\item Übertragungsvektor $v$} - \only<1->{\item $v = A \cdot m$} + \onslide<2->{\item $v = A \cdot m$} \end{itemize} \[ - \only<1->{ + \onslide<3->{ v = \begin{pmatrix} 8^0& 8^0& 8^0& 8^0& 8^0& 8^0& 8^0& 8^0& 8^0& 8^0\\ 8^0& 8^1& 8^2& 8^3& 8^4& 8^5& 8^6& 8^7& 8^8& 8^9\\ @@ -329,11 +329,11 @@ \end{pmatrix} } \] - \only<1->{ + \begin{itemize} - \item $v = [5,3,6,5,2,10,2,7,10,4]$ + \onslide<4->{\item $v = [5,3,6,5,2,10,2,7,10,4]$} \end{itemize} - } + \end{frame} %------------------------------------------------------------------------------- \section{Decodierung ohne Fehler} @@ -341,41 +341,44 @@ \frametitle{Decodierung ohne Fehler} \begin{itemize} - \only<1->{\item Der Empfänger erhält den unveränderten Vektor - $v = [5,3,6,5,2,10,2,7,10,4]$} + \onslide<1->{\item Der Empfänger erhält den unveränderten Vektor $v = [5,3,6,5,2,10,2,7,10,4]$} \vspace{10pt} - \only<1->{\item Wir suchen die Inverse der Matrix $A$} + \onslide<2->{\item Wir suchen die Inverse der Matrix $A$} \vspace{10pt} \end{itemize} \begin{columns}[t] - \begin{column}{0.50\textwidth} - \only<1->{ - Inverse der Fouriertransformation + \begin{column}{0.55\textwidth} + \onslide<3->{ Inverse der Fouriertransformation} \vspace{10pt} + \onslide<4->{ \[ F(\omega) = \int_{-\infty}^{\infty} f(t) \mathrm{e}^{-j\omega t} dt \] + } \vspace{10pt} + \onslide<5->{ \[ \mathfrak{F}^{-1}(F(\omega)) = f(t) = \frac{1}{2 \pi} \int_{-\infty}^{\infty} F(\omega) \mathrm{e}^{j \omega t} d\omega \] } \end{column} - \begin{column}{0.50\textwidth} - \only<1->{ - Inverse von $a$} + \begin{column}{0.45\textwidth} + \onslide<6->{Inverse von $a$} + \vspace{10pt} - \only<1->{ + + \onslide<7->{ \[ 8^{1} \Rightarrow 8^{-1} \] } - \only<1->{Inverse finden wir über den Eulkidischen Algorithmus} + + \onslide<8->{Inverse finden wir über den Eulkidischen Algorithmus} \vspace{10pt} \end{column} \end{columns} @@ -407,7 +410,7 @@ \begin{column}{0.50\textwidth} \begin{center} - \only<1->{ + \onslide<1->{ \begin{tabular}{| c | c c | c | r r |} \hline $k$ & $a_i$ & $b_i$ & $q_i$ & $c_i$ & $d_i$\\ @@ -417,17 +420,18 @@ $1$& $11$& $8$& $1$& $1$& $0$\\ $2$& $8$& $3$& $2$& $-1$& $1$\\ $3$& $3$& $2$& $1$& $3$& $-2$\\ - $4$& $2$& $1$& $2$& \textcolor<3->{blue}{$-4$}& \textcolor<3->{red}{$3$}\\ + $4$& $2$& $1$& $2$& \textcolor<2->{blue}{$-4$}& \textcolor<2->{red}{$3$}\\ $5$& $1$& $0$& & $11$& $-8$\\ \hline \end{tabular} } + \vspace{10pt} \begin{tabular}{rcl} - \only<1->{$\textcolor{blue}{-4} \cdot 8 + \textcolor{red}{3} \cdot 11$ &$=$& $1$}\\ - \only<1->{$7 \cdot 8 + 3 \cdot 11$ &$=$& $1$}\\ - \only<1->{$8^{-1}$ &$=$& $7$} + \onslide<3->{$\textcolor{blue}{-4} \cdot 8 + \textcolor{red}{3} \cdot 11$ &$=$& $1$}\\ + \onslide<4->{$7 \cdot 8 + 3 \cdot 11$ &$=$& $1$}\\ + \onslide<5->{$8^{-1}$ &$=$& $7$} \end{tabular} @@ -442,16 +446,16 @@ \frametitle{Decodierung mit Inverser Matrix} \begin{itemize} - \only<1->{\item $v = [5,3,6,5,2,10,2,7,10,4]$} + \onslide<1->{\item $v = [5,3,6,5,2,10,2,7,10,4]$} - \only<1->{\item $m = 1/10 \cdot A^{-1} \cdot v$} + \onslide<2->{\item $m = 1/10 \cdot A^{-1} \cdot v$} - \only<1->{\item $m = 10 \cdot A^{-1} \cdot v$} + \onslide<3->{\item $m = 10 \cdot A^{-1} \cdot v$} \end{itemize} - \only<1->{ + \onslide<4->{ \[ - m = \begin{pmatrix} + m = 10 \cdot \begin{pmatrix} 7^0& 7^0& 7^0& 7^0& 7^0& 7^0& 7^0& 7^0& 7^0& 7^0\\ 7^0& 7^1& 7^2& 7^3& 7^4& 7^5& 7^6& 7^7& 7^8& 7^9\\ 7^0& 7^2& 7^4& 7^6& 7^8& 7^{10}& 7^{12}& 7^{14}& 7^{16}& 7^{18}\\ @@ -469,11 +473,11 @@ \end{pmatrix} \] } - \only<1->{ + \begin{itemize} - \item $m = [0,0,0,0,4,7,2,5,8,1]$ + \onslide<5->{\item $m = [0,0,0,0,4,7,2,5,8,1]$} \end{itemize} - } + \end{frame} %------------------------------------------------------------------------------- \section{Decodierung mit Fehler} @@ -481,48 +485,46 @@ \frametitle{Decodierung mit Fehler - Ansatz} \begin{itemize} - \only<1->{\item Gesendet: $v = [5,3,6,5,2,10,2,7,10,4]$} + \onslide<1->{\item Gesendet: $v = [5,3,6,5,2,10,2,7,10,4]$} - \only<1->{\item Empfangen: $w = [5,3,6,\textcolor{red}{8},2,10,2,7,\textcolor{red}{1},4]$} + \onslide<2->{\item Empfangen: $w = [5,3,6,\textcolor{red}{8},2,10,2,7,\textcolor{red}{1},4]$} - \only<1->{\item Rücktransformation: $r = [\underbrace{5,7,4,10,}_{Fehlerinfo}5,4,5,7,6,7]$} + \onslide<3->{\item Rücktransformation: $r = [\underbrace{5,7,4,10,}_{Fehlerinfo}5,4,5,7,6,7]$} \end{itemize} - \only<1->{Wie finden wir die Fehler?} + \onslide<4->{Wie finden wir die Fehler?} - \only<1->{ \begin{itemize} - \item $m(X) = 4X^5 + 7X^4 + 2X^3 + 5X^2 + 8X + 1$ + \onslide<5->{\item $m(X) = 4X^5 + 7X^4 + 2X^3 + 5X^2 + 8X + 1$} - \item $r(X) = 5X^9 + 7X^8 + 4X^7 + 10X^6 + 5X^5 + 4X^4 + 5X^3 + 7X^2 + 6X + 7$ + \onslide<6->{\item $r(X) = 5X^9 + 7X^8 + 4X^7 + 10X^6 + 5X^5 + 4X^4 + 5X^3 + 7X^2 + 6X + 7$} %\only<7->{\item $e(X) = r(X) - m(X)$} - \item $e(X) = r(X) - m(X)$ + \onslide<7->{\item $e(X) = r(X) - m(X)$} \end{itemize} - } \begin{center} - \only<1->{ + \onslide<8->{ \begin{tabular}{c c c c c c c c c c c} \hline $i$& $0$& $1$& $2$& $3$& $4$& $5$& $6$& $7$& $8$& $9$\\ \hline - $r(a^{i})$& \only<1->{$5$& $3$& $6$& $8$& $2$& $10$& $2$& $7$& $1$& $4$}\\ - $m(a^{i})$& \only<1->{$5$& $3$& $6$& $5$& $2$& $10$& $2$& $7$& $10$& $4$}\\ - $e(a^{i})$& \only<1->{$0$& $0$& $0$& $3$& $0$& $0$& $0$& $0$& $2$& $0$}\\ + $r(a^{i})$& \onslide<9->{$5$& $3$& $6$& $8$& $2$& $10$& $2$& $7$& $1$& $4$}\\ + $m(a^{i})$& \onslide<10->{$5$& $3$& $6$& $5$& $2$& $10$& $2$& $7$& $10$& $4$}\\ + $e(a^{i})$& \onslide<11->{$0$& $0$& $0$& $3$& $0$& $0$& $0$& $0$& $2$& $0$}\\ \hline \end{tabular} } \end{center} - \only<1->{ + \begin{itemize} - \item Alle Stellen, die nicht Null sind, sind Fehler + \onslide<12->{\item Alle Stellen, die nicht Null sind, sind Fehler} \end{itemize} - } + \end{frame} %------------------------------------------------------------------------------- @@ -530,31 +532,31 @@ \frametitle{Nullstellen des Fehlerpolynoms finden} \begin{itemize} - \only<1->{\item Satz von Fermat: $f(X) = X^{q-1}-1=0$} + \onslide<1->{\item Satz von Fermat: $f(X) = X^{q-1}-1=0$} \vspace{10pt} - \only<1->{\item $f(X) = X^{10}-1 = 0$ \qquad für $X \in \{1,2,3,4,5,6,7,8,9,10\}$} + \onslide<2->{\item $f(X) = X^{10}-1 = 0$ \qquad für $X \in \{1,2,3,4,5,6,7,8,9,10\}$} \vspace{10pt} - \only<1->{\item $f(X) = (X-a^0)(X-a^1)(X-a^2)(X-a^3)(X-a^4)(X-a^5)(X-a^6) \cdot$ + \onslide<3->{\item $f(X) = (X-a^0)(X-a^1)(X-a^2)(X-a^3)(X-a^4)(X-a^5)(X-a^6) \cdot$ \qquad \qquad $(X-a^7)(X-a^8)(X-a^9)$} \vspace{10pt} - \only<1->{\item $e(X) = (X-a^0)(X-a^1)(X-a^2) \qquad \qquad (X-a^4)(X-a^5)(X-a^6) \cdot$ + \onslide<4->{\item $e(X) = (X-a^0)(X-a^1)(X-a^2) \qquad \qquad (X-a^4)(X-a^5)(X-a^6) \cdot$ \qquad \qquad $(X-a^7) \qquad \qquad (X-a^9) \cdot p(x)$} \vspace{10pt} - \only<1->{\item $\operatorname{ggT}$ gibt uns eine Liste der Nullstellen, an denen es keine Fehler gegeben hat} + \onslide<5->{\item $\operatorname{ggT}$ gibt uns eine Liste der Nullstellen, an denen es keine Fehler gegeben hat} \vspace{10pt} - \only<1->{$\operatorname{ggT}(f(X),e(X)) = (X-a^0)(X-a^1)(X-a^2) \qquad \qquad (X-a^4)(X-a^5)(X-a^6) \cdot$ + \onslide<6->{$\operatorname{ggT}(f(X),e(X)) = (X-a^0)(X-a^1)(X-a^2) \qquad \qquad (X-a^4)(X-a^5)(X-a^6) \cdot$ \qquad \qquad \qquad \qquad $(X-a^7) \qquad \qquad (X-a^9)$} @@ -567,39 +569,39 @@ \begin{itemize} - \item Satz von Fermat: $f(X) = X^{q-1}-1=0$ + \onslide<1->{\item Satz von Fermat: $f(X) = X^{q-1}-1=0$} \vspace{10pt} - \item $f(X) = X^{10}-1 = 0$ \qquad für $X = [1,2,3,4,5,6,7,8,9,10]$ + \onslide<1->{\item $f(X) = X^{10}-1 = 0$ \qquad für $X = [1,2,3,4,5,6,7,8,9,10]$} \vspace{10pt} - \item $f(X) = (X-a^0)(X-a^1)(X-a^2)(X-a^3)(X-a^4)(X-a^5)(X-a^6) \cdot$ + \onslide<1->{\item $f(X) = (X-a^0)(X-a^1)(X-a^2)(X-a^3)(X-a^4)(X-a^5)(X-a^6) \cdot$ - \qquad \qquad $(X-a^7)(X-a^8)(X-a^9)$ + \qquad \qquad $(X-a^7)(X-a^8)(X-a^9)$} \vspace{10pt} - \item $e(X) = (X-a^0)(X-a^1)(X-a^2) \qquad \qquad (X-a^4)(X-a^5)(X-a^6) \cdot$ + \onslide<1->{\item $e(X) = (X-a^0)(X-a^1)(X-a^2) \qquad \qquad (X-a^4)(X-a^5)(X-a^6) \cdot$ - \qquad \qquad $(X-a^7) \qquad \qquad (X-a^9) \cdot p(x)$ + \qquad \qquad $(X-a^7) \qquad \qquad (X-a^9) \cdot p(x)$} \vspace{10pt} - \item $\operatorname{kgV}$ gibt uns eine Liste von aller Nullstellen, die wir in $e$ und $d$ zerlegen können + \onslide<1->{\item $\operatorname{kgV}$ gibt uns eine Liste von aller Nullstellen, die wir in $e$ und $d$ zerlegen können} \vspace{10pt} - $\operatorname{kgV}(f(X),e(X)) = (X-a^0)(X-a^1)(X-a^2)(X-a^3)(X-a^4)(X-a^5)(X-a^6) \cdot $ + \onslide<2->{$\operatorname{kgV}(f(X),e(X)) = (X-a^0)(X-a^1)(X-a^2)(X-a^3)(X-a^4)(X-a^5)(X-a^6) \cdot $ - \qquad \qquad \qquad \qquad $(X-a^7)(X-a^8)(X-a^9) \cdot q(X)$ + \qquad \qquad \qquad \qquad $(X-a^7)(X-a^8)(X-a^9) \cdot q(X)$} - $= d(X) \cdot e(X)$ + \onslide<3->{$= d(X) \cdot e(X)$} \vspace{10pt} - \item Lokatorpolynom $d(X) = (X-a^3)(X-a^8)$ + \onslide<4->{\item Lokatorpolynom $d(X) = (X-a^3)(X-a^8)$} \end{itemize} @@ -610,29 +612,29 @@ \begin{itemize} - \only<1->{\item $e(X)$ ist unbekannt auf der Empfängerseite} + \onslide<1->{\item $e(X)$ ist unbekannt auf der Empfängerseite} \vspace{10pt} - \only<1->{\item $e(X) = r(X) - m(X)$ \qquad $\rightarrow$ \qquad $m(X)$ ist unbekannt?} + \onslide<2->{\item $e(X) = r(X) - m(X)$ \qquad $\rightarrow$ \qquad $m(X)$ ist unbekannt?} \vspace{10pt} - \only<1->{\item $m$ ist nicht gänzlich unbekannt: $m = [0,0,0,0,?,?,?,?,?,?]$ + \onslide<3->{\item $m$ ist nicht gänzlich unbekannt: $m = [0,0,0,0,?,?,?,?,?,?]$ In den bekannten Stellen liegt auch die Information, wo es Fehler gegeben hat} \vspace{10pt} - \only<1->{\item Daraus folgt $e(X) = 5X^9 + 7X^8 + 4X^7 + 10X^6 + p(X)$} + \onslide<4->{\item Daraus folgt $e(X) = 5X^9 + 7X^8 + 4X^7 + 10X^6 + p(X)$} \vspace{10pt} - \only<1->{\item $f(X) = X^{10} - 1 = X^{10} + 10$} + \onslide<5->{\item $f(X) = X^{10} - 1 = X^{10} + 10$} \vspace{10pt} - \only<1->{\item Jetzt können wir den $\operatorname{ggT}$ von $f(X)$ und $e(X)$ berechnen} + \onslide<6->{\item Jetzt können wir den $\operatorname{ggT}$ von $f(X)$ und $e(X)$ berechnen} \end{itemize} \end{frame} @@ -640,8 +642,8 @@ \begin{frame} \frametitle{Der Euklidische Algorithmus (nochmal)} - \only<1->{$\operatorname{ggT}(f(X),e(X))$ hat den Grad $8$} - \only<1->{ + \onslide<1->{$\operatorname{ggT}(f(X),e(X))$ hat den Grad $8$} + \onslide<2->{ \[ \arraycolsep=1.4pt \begin{array}{rcrcrcrcccrcrcrcrcrcrcrcrcr} @@ -653,7 +655,7 @@ \end{array} \] } - \only<1->{ + \onslide<3->{ \[ \arraycolsep=1.4pt \begin{array}{rcrcrcrcccrcrcrcrcrcrcrcrcr} @@ -665,11 +667,11 @@ } \vspace{10pt} - \only<1->{$\operatorname{ggT}(f(X),e(X)) = 6X^8$} + \onslide<4->{$\operatorname{ggT}(f(X),e(X)) = 6X^8$} \vspace{10pt} - \only<1->{ $\operatorname{kgV}$ durch den erweiterten Euklidischen Algorithmus bestimmen } + \onslide<5->{ $\operatorname{kgV}$ durch den erweiterten Euklidischen Algorithmus bestimmen } \end{frame} @@ -695,20 +697,22 @@ \vspace{10pt} \begin{tabular}{ll} - \only<1->{Somit erhalten wir den Faktor& $d(X) = 2X^2 + 5$\\} - \only<1->{Faktorisiert erhalten wir& $d(X) = 2(X-5)(X-6)$\\} - \only<1->{Lokatorpolynom& $d(X) = (X-a^i)(X-a^i)$} + \onslide<3->{Somit erhalten wir den Faktor& $d(X) = 2X^2 + 5$\\} + \onslide<4->{Faktorisiert erhalten wir& $d(X) = 2(X-5)(X-6)$\\} + \onslide<5->{Lokatorpolynom& $d(X) = (X-a^i)(X-a^i)$} \end{tabular} \vspace{10pt} - \only<1->{ + + \onslide<6->{ \begin{center} $a^i = 5 \qquad \Rightarrow \qquad i = 3$ $a^i = 6 \qquad \Rightarrow \qquad i = 8$ \end{center} - } - \only<1->{$d(X) = (X-a^3)(X-a^8)$} + } + + \onslide<7->{$d(X) = (X-a^3)(X-a^8)$} \end{frame} %------------------------------------------------------------------------------- @@ -718,12 +722,12 @@ \begin{itemize} - \only<1->{\item $w = [5,3,6,8,2,10,2,7,1,4]$} + \onslide<1->{\item $w = [5,3,6,\textcolor{red}{8},2,10,2,7,\textcolor{red}{1},4]$} - \only<1->{\item $d(X) = (X-\textcolor<4->{red}{a^3})(X-\textcolor<4->{red}{a^8})$} + \onslide<2->{\item $d(X) = (X-\textcolor<4->{red}{a^3})(X-\textcolor<4->{red}{a^8})$} \end{itemize} - \only<1->{ + \onslide<3->{ \[ \textcolor{gray}{ \begin{pmatrix} @@ -751,11 +755,11 @@ \end{pmatrix} \] } - \only<1->{ + \begin{itemize} - \item Fehlerstellen entfernen + \onslide<5->{\item Fehlerstellen entfernen} \end{itemize} - } + \end{frame} %------------------------------------------------------------------------------- \begin{frame} @@ -767,25 +771,25 @@ \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} - 8^0& 8^0& 8^0& 8^0& 8^0& 8^0& \textcolor<3->{green}{8^0}& \textcolor<3->{green}{8^0}& \textcolor<3->{green}{8^0}& \textcolor<3->{green}{8^0}\\ - 8^0& 8^1& 8^2& 8^3& 8^4& 8^5& \textcolor<3->{green}{8^6}& \textcolor<3->{green}{8^7}& \textcolor<3->{green}{8^8}& \textcolor<3->{green}{8^9}\\ - 8^0& 8^2& 8^4& 8^6& 8^8& 8^{10}& \textcolor<3->{green}{8^{12}}& \textcolor<3->{green}{8^{14}}& \textcolor<3->{green}{8^{16}}& \textcolor<3->{green}{8^{18}}\\ - 8^0& 8^4& 8^8& 8^{12}& 8^{16}& 8^{20}& \textcolor<3->{green}{8^{24}}& \textcolor<3->{green}{8^{28}}& \textcolor<3->{green}{8^{32}}& \textcolor<3->{green}{8^{36}}\\ - 8^0& 8^5& 8^{10}& 8^{15}& 8^{20}& 8^{25}& \textcolor<3->{green}{8^{30}}& \textcolor<3->{green}{8^{35}}& \textcolor<3->{green}{8^{40}}& \textcolor<3->{green}{8^{45}}\\ - 8^0& 8^6& 8^{12}& 8^{18}& 8^{24}& 8^{30}& \textcolor<3->{green}{8^{36}}& \textcolor<3->{green}{8^{42}}& \textcolor<3->{green}{8^{48}}& \textcolor<3->{green}{8^{54}}\\ - 8^0& 8^7& 8^{14}& 8^{21}& 8^{28}& 8^{35}& \textcolor<3->{green}{8^{42}}& \textcolor<3->{green}{8^{49}}& \textcolor<3->{green}{8^{56}}& \textcolor<3->{green}{8^{63}}\\ - 8^0& 8^9& 8^{18}& 8^{27}& 8^{36}& 8^{45}& \textcolor<3->{green}{8^{54}}& \textcolor<3->{green}{8^{63}}& \textcolor<3->{green}{8^{72}}& \textcolor<3->{green}{8^{81}}\\ + 8^0& 8^0& 8^0& 8^0& 8^0& 8^0& \textcolor<4->{green}{8^0}& \textcolor<4->{green}{8^0}& \textcolor<4->{green}{8^0}& \textcolor<4->{green}{8^0}\\ + 8^0& 8^1& 8^2& 8^3& 8^4& 8^5& \textcolor<4->{green}{8^6}& \textcolor<4->{green}{8^7}& \textcolor<4->{green}{8^8}& \textcolor<4->{green}{8^9}\\ + 8^0& 8^2& 8^4& 8^6& 8^8& 8^{10}& \textcolor<4->{green}{8^{12}}& \textcolor<4->{green}{8^{14}}& \textcolor<4->{green}{8^{16}}& \textcolor<4->{green}{8^{18}}\\ + 8^0& 8^4& 8^8& 8^{12}& 8^{16}& 8^{20}& \textcolor<4->{green}{8^{24}}& \textcolor<4->{green}{8^{28}}& \textcolor<4->{green}{8^{32}}& \textcolor<4->{green}{8^{36}}\\ + 8^0& 8^5& 8^{10}& 8^{15}& 8^{20}& 8^{25}& \textcolor<4->{green}{8^{30}}& \textcolor<4->{green}{8^{35}}& \textcolor<4->{green}{8^{40}}& \textcolor<4->{green}{8^{45}}\\ + 8^0& 8^6& 8^{12}& 8^{18}& 8^{24}& 8^{30}& \textcolor<4->{green}{8^{36}}& \textcolor<4->{green}{8^{42}}& \textcolor<4->{green}{8^{48}}& \textcolor<4->{green}{8^{54}}\\ + 8^0& 8^7& 8^{14}& 8^{21}& 8^{28}& 8^{35}& \textcolor<4->{green}{8^{42}}& \textcolor<4->{green}{8^{49}}& \textcolor<4->{green}{8^{56}}& \textcolor<4->{green}{8^{63}}\\ + 8^0& 8^9& 8^{18}& 8^{27}& 8^{36}& 8^{45}& \textcolor<4->{green}{8^{54}}& \textcolor<4->{green}{8^{63}}& \textcolor<4->{green}{8^{72}}& \textcolor<4->{green}{8^{81}}\\ \end{pmatrix} \cdot \begin{pmatrix} m_0 \\ m_1 \\ m_2 \\ m_3 \\ m_4 \\ m_5 \\ \textcolor<2->{green}{m_6} \\ \textcolor<2->{green}{m_7} \\ \textcolor<2->{green}{m_8} \\ \textcolor<2->{green}{m_9} \\ \end{pmatrix} \] - \only<1->{ + \begin{itemize} - \item Nullstellen entfernen + \onslide<3->{\item Nullstellen entfernen} \end{itemize} - } + \end{frame} %------------------------------------------------------------------------------- \begin{frame} @@ -793,7 +797,7 @@ \[ \begin{pmatrix} - 5 \\ 3 \\ 6 \\ 2 \\ 10 \\ 2 \\ \textcolor<2->{red}{7} \\ \textcolor<2->{red}{4} \\ + 5 \\ 3 \\ 6 \\ 2 \\ 10 \\ 2 \\ \textcolor<3->{red}{7} \\ \textcolor<3->{red}{4} \\ \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} @@ -803,8 +807,8 @@ 8^0& 8^4& 8^8& 8^{12}& 8^{16}& 8^{20}\\ 8^0& 8^5& 8^{10}& 8^{15}& 8^{20}& 8^{25}\\ 8^0& 8^6& 8^{12}& 8^{18}& 8^{24}& 8^{30}\\ - \textcolor<2->{red}{8^0}& \textcolor<2->{red}{8^7}& \textcolor<2->{red}{8^{14}}& \textcolor<2->{red}{8^{21}}& \textcolor<2->{red}{8^{28}}& \textcolor<2->{red}{8^{35}}\\ - \textcolor<2->{red}{8^0}& \textcolor<2->{red}{8^9}& \textcolor<2->{red}{8^{18}}& \textcolor<2->{red}{8^{27}}& \textcolor<2->{red}{8^{36}}& \textcolor<2->{red}{8^{45}}\\ + \textcolor<3->{red}{8^0}& \textcolor<3->{red}{8^7}& \textcolor<3->{red}{8^{14}}& \textcolor<3->{red}{8^{21}}& \textcolor<3->{red}{8^{28}}& \textcolor<3->{red}{8^{35}}\\ + \textcolor<3->{red}{8^0}& \textcolor<3->{red}{8^9}& \textcolor<3->{red}{8^{18}}& \textcolor<3->{red}{8^{27}}& \textcolor<3->{red}{8^{36}}& \textcolor<3->{red}{8^{45}}\\ \end{pmatrix} \cdot \begin{pmatrix} @@ -813,11 +817,11 @@ \] \vspace{5pt} - \only<1->{ + \begin{itemize} - \item Matrix in eine Quadratische Form bringen + \onslide<2->{\item Matrix in eine Quadratische Form bringen} \end{itemize} - } + \end{frame} %------------------------------------------------------------------------------- \begin{frame} @@ -845,7 +849,7 @@ \vspace{5pt} \begin{itemize} - \item Matrix Invertieren + \onslide<2->{\item Matrix Invertieren} \end{itemize} \end{frame} @@ -873,9 +877,10 @@ \] \begin{center} - $\Downarrow$ + \onslide<2->{$\Downarrow$} \end{center} \[ + \onslide<3->{ \begin{pmatrix} m_0 \\ m_1 \\ m_2 \\ m_3 \\ m_4 \\ m_5 \\ \end{pmatrix} @@ -892,6 +897,7 @@ \begin{pmatrix} 5 \\ 3 \\ 6 \\ 2 \\ 10 \\ 2 \\ \end{pmatrix} + } \] \end{frame} @@ -919,7 +925,7 @@ \] \begin{itemize} - \item $m = [4,7,2,5,8,1]$ + \onslide<2->{\item $m = [4,7,2,5,8,1]$} \end{itemize} \end{frame} diff --git a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS_handout.tex b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS_handout.tex new file mode 100644 index 0000000..863b3a2 --- /dev/null +++ b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS_handout.tex @@ -0,0 +1,921 @@ +\documentclass[11pt,aspectratio=169]{beamer} +\usepackage[utf8]{inputenc} +\usepackage[T1]{fontenc} +\usepackage{lmodern} +\usepackage[ngerman]{babel} +\usepackage{tikz} +\usetheme{Hannover} + +\begin{document} + \author{Joshua Bär und Michael Steiner} + \title{Reed-Solomon-Code} + \subtitle{} + \logo{} + \institute{OST Ostschweizer Fachhochschule} + \date{26.04.2021} + \subject{Mathematisches Seminar} + %\setbeamercovered{transparent} + \setbeamercovered{invisible} + \setbeamertemplate{navigation symbols}{} + \begin{frame}[plain] + \maketitle + \end{frame} +%------------------------------------------------------------------------------- +\section{Einführung} + \begin{frame} + \frametitle{Reed-Solomon-Code:} + \begin{itemize} + \visible<1->{\item Für Übertragung von Daten} + \visible<2->{\item Ermöglicht Korrektur von Übertragungsfehler} + \visible<3->{\item Wird verwendet in: CD, QR-Codes, Voyager-Sonde, etc.} + \end{itemize} + \end{frame} +%------------------------------------------------------------------------------- +\section{Polynom Ansatz} + \begin{frame} + \begin{itemize} + \item Beispiel $2, 1, 5$ versenden und auf 2 Fehler absichern + \end{itemize} + \end{frame} + \begin{frame} + \frametitle{Beispiel} + Übertragen von + ${f}_2=\textcolor{blue}{2}$, ${f}_1=\textcolor{blue}{1}$, ${f}_0=\textcolor{blue}{5}$ + als $ p(w) = \textcolor{blue}{2}w^2 + \textcolor{blue}{1}w + \textcolor{blue}{5} $. + + \only<1>{ + Versende $ (p(1),p(2),\dots,p(7)) = (\textcolor{green}{8}, + \textcolor{green}{15}, \textcolor{green}{26}, + \textcolor{green}{41}, \textcolor{green}{60}, + \textcolor{green}{83}, \textcolor{green}{110})$ + \includegraphics[scale = 1.2]{images/polynom1.pdf}} + \only<2>{ + Versende $ (p(1),p(2),\dots,p(7)) = (\textcolor{green}{8}, + \textcolor{red}{50}, \textcolor{red}{37}, + \textcolor{green}{41}, \textcolor{green}{60}, + \textcolor{green}{83}, \textcolor{green}{110})$ + \includegraphics[scale = 1.2]{images/polynom2.pdf} + \newline + \textcolor{green}{7} Zahlen versenden, um \textcolor{blue}{3} Zahlen gegen \textcolor{red}{2} Fehlern abzusichern.} + \end{frame} +%------------------------------------------------------------------------------- + \begin{frame} + \frametitle{Parameter} + \begin{center} + \begin{tabular}{ c c c } + \hline + Nutzlas & Fehler & Versenden \\ + \hline + 3 & 2 & 7 Werte eines Polynoms vom Grad 2 \\ + 4 & 2 & 8 Werte eines Polynoms vom Grad 3 \\ +\visible<1->{3}& +\visible<1->{3}& +\visible<1->{9 Werte eines Polynoms vom Grad 2} \\ + &&\\ +\visible<1->{$k$} & +\visible<1->{$t$} & +\visible<1->{$k+2t$ Werte eines Polynoms vom Grad $k-1$} \\ + \hline + &&\\ + &&\\ + \multicolumn{3}{l} { + \visible<1>{Ausserdem können bis zu $2t$ Fehler erkannt werden!} + } + \end{tabular} + \end{center} + \end{frame} + +%------------------------------------------------------------------------------- + +\section{Diskrete Fourier Transformation} + \begin{frame} + \frametitle{Idee} + \begin{itemize} + \item Fourier-transformieren + \item Übertragung + \item Rücktransformieren + \end{itemize} + \end{frame} +%------------------------------------------------------------------------------- + \begin{frame} + \begin{figure} + \only<1>{ + \includegraphics[width=0.9\linewidth]{images/fig1.pdf} + } + \only<2>{ + \includegraphics[width=0.9\linewidth]{images/fig2.pdf} + } + \only<3>{ + \includegraphics[width=0.9\linewidth]{images/fig3.pdf} + } + \only<4>{ + \includegraphics[width=0.9\linewidth]{images/fig4.pdf} + } + \only<5>{ + \includegraphics[width=0.9\linewidth]{images/fig5.pdf} + } + \only<6>{ + \includegraphics[width=0.9\linewidth]{images/fig6.pdf} + } + \only<7>{ + \includegraphics[width=0.9\linewidth]{images/fig7.pdf} + } + \end{figure} + \end{frame} +%------------------------------------------------------------------------------- + \begin{frame} + \frametitle{Diskrete Fourier Transformation} + \begin{itemize} + \item Diskrete Fourier-Transformation gegeben durch: + \visible<1->{ + \[ + \label{ft_discrete} + \hat{c}_{k} + = \frac{1}{N} \sum_{n=0}^{N-1} + {f}_n \cdot e^{-\frac{2\pi j}{N} \cdot kn} + \]} + \visible<2->{ + \item Ersetzte + \[ + w = e^{-\frac{2\pi j}{N} k} + \]} + \visible<3->{ + \item Wenn $N$ konstant: + \[ + \hat{c}_{k}=\frac{1}{N}( {f}_0 w^0 + {f}_1 w^1 + {f}_2 w^2 + \dots + {f}_{N-1} w^N) + \]} + \end{itemize} + \end{frame} + +%------------------------------------------------------------------------------- + \begin{frame} + \frametitle{Diskrete Fourier Transformation} + \[ + \begin{pmatrix} + \hat{c}_1 \\\hat{c}_2 \\\hat{c}_3 \\ \vdots \\\hat{c}_n + \end{pmatrix} + = \frac{1}{N} + \begin{pmatrix} + w^0 & w^0 & w^0 & \dots &w^0 \\ + w^0 & w^1 &w^2 & \dots &w^{N-1} \\ + w^0 & w^2 &w^4 & \dots &w^{2(N-1)} \\ + \vdots & \vdots &\vdots &\ddots &\vdots \\ + w^0 & w^{1(N-1)}&w^{2(N-1)}& \dots &w^{(N-1)(N-1)} \\ + \end{pmatrix} + \begin{pmatrix} + \textcolor{blue}{f_0} \\ + \textcolor{blue}{f_1} \\ + \textcolor{blue}{f_2} \\ + \vdots \\ + 0 \\ + \end{pmatrix} + \] + \end{frame} +%------------------------------------------------------------------------------- + + \begin{frame} + \frametitle{Probleme und Fragen} + + Wie wird der Fehler lokalisiert? + \visible<2>{ + \newline + Indem in einem endlichen Körper gerechnet wird. + } + \end{frame} + +%------------------------------------------------------------------------------- + + +\section{Reed-Solomon in Endlichen Körpern} + + \begin{frame} + \frametitle{Reed-Solomon in Endlichen Körpern} + + \begin{itemize} + \item Warum endliche Körper? + + \qquad konkrete Zahlen $\rightarrow$ keine Rundungsfehler + + \qquad digitale Fehlerkorrektur + + %\onslide<4->{\qquad bessere Laufzeit} + + \vspace{10pt} + + \item Nachricht = Nutzdaten + Fehlerkorrekturteil + + \vspace{10pt} + + \item aus Fehlerkorrekturteil die Fehlerstellen finden + + \qquad $\Rightarrow$ gesucht ist ein Lokatorpolynom + +% \vspace{10pt} + +% \onslide<1->{\item Im Fehlerfall sollen wir aus der Nachricht ein Lokatorpolynom berechnen können, welches die fehlerhaften Stellen beinhaltet} + +% Wir sollten im Fehlerfall in der Lage sein, aus der Nachricht ein Lokatorpolynom zu berechnen, welches die Fehlerhaften Stellen beinhaltet + + \end{itemize} + +% TODO + +% erklärung und einführung der endlichen körper, was wollen wir erreichen? + +% wir versenden im endefekt mehr daten als unsere nachricht umfasst, damit die korrektur sichergestellt werden kann + +% sollten wir fehler bekommen, was uns die korrekturstellen mitgeteilt wird, dann ist es unsere aufgabe ein lokatorpolynom zu finden, welches uns verrät, auf welchen zeilen der Fehler aufgetreten ist + \end{frame} +%------------------------------------------------------------------------------- + \begin{frame} + \frametitle{Definition eines Beispiels} + + \begin{itemize} + + \item endlicher Körper $q = 11$ + + ist eine Primzahl + + beinhaltet die Zahlen $\mathbb{F}_{11} = \{0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10\}$ + + \vspace{10pt} + + \item Nachrichtenblock $=$ Nutzlast $+$ Fehlerkorrekturstellen + + $n = q - 1 = 10$ Zahlen + + \vspace{10pt} + + \item Max.~Fehler $t = 2$ + + maximale Anzahl von Fehler, die wir noch korrigieren können + + \vspace{10pt} + + \item Nutzlast $k = n -2t = 6$ Zahlen + + Fehlerkorrkturstellen $2t = 4$ Zahlen + + Nachricht $m = [0,0,0,0,4,7,2,5,8,1]$ + + als Polynom $m(X) = 4X^5 + 7X^4 + 2X^3 + 5X^2 + 8X + 1$ + + \end{itemize} + + \end{frame} +%------------------------------------------------------------------------------- +\section{Codierung eines Beispiels} + \begin{frame} + \frametitle{Codierung} + + \begin{itemize} + \item Ansatz aus den komplexen Zahlen mit der diskreten Fouriertransformation + + \vspace{10pt} + + \item Eulersche Zahl $\mathrm{e}$ existiert nicht in $\mathbb{F}_{11}$ + + \vspace{10pt} + + \item Wir suchen $a$ so, dass $a^i$ den gesamten Zahlenbereich von $\mathbb{F}_{11}$ abdecken + + $\mathbb{Z}_{11}\setminus\{0\} = \{a^0, a^1, a^2, a^3, a^4, a^5, a^6, a^7, a^8, a^9\}$ + + \vspace{10pt} + + \item Wir wählen $a = 8$ + + $\mathbb{Z}_{11}\setminus\{0\} = \{1,8,9,6,4,10,3,2,5,7\}$ + + $8$ ist eine primitive Einheitswurzel + + \vspace{10pt} + + \item $m(8^0) = 4\cdot1 + 7\cdot1 + 2\cdot1 + 5\cdot1 + 8\cdot1 + 1 = 5$ + + $\Rightarrow$ \qquad können wir auch als Matrix schreiben + + \end{itemize} + + \end{frame} +%------------------------------------------------------------------------------- + \begin{frame} + \frametitle{Codierung} + + \begin{itemize} + \item Übertragungsvektor $v$ + + \item $v = A \cdot m$ + + \end{itemize} + + \[ + v = \begin{pmatrix} + 8^0& 8^0& 8^0& 8^0& 8^0& 8^0& 8^0& 8^0& 8^0& 8^0\\ + 8^0& 8^1& 8^2& 8^3& 8^4& 8^5& 8^6& 8^7& 8^8& 8^9\\ + 8^0& 8^2& 8^4& 8^6& 8^8& 8^{10}& 8^{12}& 8^{14}& 8^{16}& 8^{18}\\ + 8^0& 8^3& 8^6& 8^9& 8^{12}& 8^{15}& 8^{18}& 8^{21}& 8^{24}& 8^{27}\\ + 8^0& 8^4& 8^8& 8^{12}& 8^{16}& 8^{20}& 8^{24}& 8^{28}& 8^{32}& 8^{36}\\ + 8^0& 8^5& 8^{10}& 8^{15}& 8^{20}& 8^{25}& 8^{30}& 8^{35}& 8^{40}& 8^{45}\\ + 8^0& 8^6& 8^{12}& 8^{18}& 8^{24}& 8^{30}& 8^{36}& 8^{42}& 8^{48}& 8^{54}\\ + 8^0& 8^7& 8^{14}& 8^{21}& 8^{28}& 8^{35}& 8^{42}& 8^{49}& 8^{56}& 8^{63}\\ + 8^0& 8^8& 8^{16}& 8^{24}& 8^{32}& 8^{40}& 8^{48}& 8^{56}& 8^{64}& 8^{72}\\ + 8^0& 8^9& 8^{18}& 8^{27}& 8^{36}& 8^{45}& 8^{54}& 8^{63}& 8^{72}& 8^{81}\\ + \end{pmatrix} + \cdot + \begin{pmatrix} + 1 \\ 8 \\ 5 \\ 2 \\ 7 \\ 4 \\ 0 \\ 0 \\ 0 \\ 0 \\ + \end{pmatrix} + \] + + \begin{itemize} + \item $v = [5,3,6,5,2,10,2,7,10,4]$ + \end{itemize} + + \end{frame} +%------------------------------------------------------------------------------- +\section{Decodierung ohne Fehler} + \begin{frame} + \frametitle{Decodierung ohne Fehler} + + \begin{itemize} + \item Der Empfänger erhält den unveränderten Vektor $v = [5,3,6,5,2,10,2,7,10,4]$ + + \vspace{10pt} + + \item Wir suchen die Inverse der Matrix $A$ + + \vspace{10pt} + + \end{itemize} + + \begin{columns}[t] + \begin{column}{0.55\textwidth} + Inverse der Fouriertransformation + \vspace{10pt} + + \[ + F(\omega) = \int_{-\infty}^{\infty} f(t) \mathrm{e}^{-j\omega t} dt + \] + + \vspace{10pt} + + \[ + \mathfrak{F}^{-1}(F(\omega)) = f(t) = \frac{1}{2 \pi} \int_{-\infty}^{\infty} F(\omega) \mathrm{e}^{j \omega t} d\omega + \] + + \end{column} + \begin{column}{0.45\textwidth} + Inverse von $a$ + + \vspace{10pt} + + \[ + 8^{1} \Rightarrow 8^{-1} + \] + + Inverse finden wir über den Eulkidischen Algorithmus + \vspace{10pt} + \end{column} + \end{columns} + + \end{frame} +%------------------------------------------------------------------------------- + \begin{frame} + \frametitle{Der Euklidische Algorithmus} + + \begin{columns}[t] + \begin{column}{0.50\textwidth} + + Recap aus der Vorlesung: + + Gegeben $a \in \mathbb{F}_p$, finde $b = a^{-1} \in \mathbb{F}_p$ + + \begin{tabular}{rcl} + $a b$ &$\equiv$& $1 \mod p$\\ + $a b$ &$=$& $1 + n p$\\ + $a b - n p$ &$=$& $1$\\ + &&\\ + $\operatorname{ggT}(a,p)$&$=$& $1$\\ + $sa + tp$&$=$& $1$\\ + $b$&$=$&$s$\\ + $n$&$=$&$-t$ + \end{tabular} + + \end{column} + \begin{column}{0.50\textwidth} + + \begin{center} + + \begin{tabular}{| c | c c | c | r r |} + \hline + $k$ & $a_i$ & $b_i$ & $q_i$ & $c_i$ & $d_i$\\ + \hline + & & & & $1$& $0$\\ + $0$& $8$& $11$& $0$& $0$& $1$\\ + $1$& $11$& $8$& $1$& $1$& $0$\\ + $2$& $8$& $3$& $2$& $-1$& $1$\\ + $3$& $3$& $2$& $1$& $3$& $-2$\\ + $4$& $2$& $1$& $2$& \textcolor{blue}{$-4$}& \textcolor{red}{$3$}\\ + $5$& $1$& $0$& & $11$& $-8$\\ + \hline + \end{tabular} + + + \vspace{10pt} + + \begin{tabular}{rcl} + $\textcolor{blue}{-4} \cdot 8 + \textcolor{red}{3} \cdot 11$ &$=$& $1$\\ + $7 \cdot 8 + 3 \cdot 11$ &$=$& $1$\\ + $8^{-1}$ &$=$& $7$ + + \end{tabular} + + \end{center} + + \end{column} + \end{columns} + + \end{frame} +%------------------------------------------------------------------------------- + \begin{frame} + \frametitle{Decodierung mit Inverser Matrix} + + \begin{itemize} + \item $v = [5,3,6,5,2,10,2,7,10,4]$ + + \item $m = 1/10 \cdot A^{-1} \cdot v$ + + \item $m = 10 \cdot A^{-1} \cdot v$ + + \end{itemize} + + \[ + m = 10 \cdot \begin{pmatrix} + 7^0& 7^0& 7^0& 7^0& 7^0& 7^0& 7^0& 7^0& 7^0& 7^0\\ + 7^0& 7^1& 7^2& 7^3& 7^4& 7^5& 7^6& 7^7& 7^8& 7^9\\ + 7^0& 7^2& 7^4& 7^6& 7^8& 7^{10}& 7^{12}& 7^{14}& 7^{16}& 7^{18}\\ + 7^0& 7^3& 7^6& 7^9& 7^{12}& 7^{15}& 7^{18}& 7^{21}& 7^{24}& 7^{27}\\ + 7^0& 7^4& 7^8& 7^{12}& 7^{16}& 7^{20}& 7^{24}& 7^{28}& 7^{32}& 7^{36}\\ + 7^0& 7^5& 7^{10}& 7^{15}& 7^{20}& 7^{25}& 7^{30}& 7^{35}& 7^{40}& 7^{45}\\ + 7^0& 7^6& 7^{12}& 7^{18}& 7^{24}& 7^{30}& 7^{36}& 7^{42}& 7^{48}& 7^{54}\\ + 7^0& 7^7& 7^{14}& 7^{21}& 7^{28}& 7^{35}& 7^{42}& 7^{49}& 7^{56}& 7^{63}\\ + 7^0& 7^8& 7^{16}& 7^{24}& 7^{32}& 7^{40}& 7^{48}& 7^{56}& 7^{64}& 7^{72}\\ + 7^0& 7^9& 7^{18}& 7^{27}& 7^{36}& 7^{45}& 7^{54}& 7^{63}& 7^{72}& 7^{81}\\ + \end{pmatrix} + \cdot + \begin{pmatrix} + 5 \\ 3 \\ 6 \\ 5 \\ 2 \\ 10 \\ 2 \\ 7 \\ 10 \\ 4 \\ + \end{pmatrix} + \] + + \begin{itemize} + \item $m = [0,0,0,0,4,7,2,5,8,1]$ + \end{itemize} + + \end{frame} +%------------------------------------------------------------------------------- +\section{Decodierung mit Fehler} + \begin{frame} + \frametitle{Decodierung mit Fehler - Ansatz} + + \begin{itemize} + \item Gesendet: $v = [5,3,6,5,2,10,2,7,10,4]$ + + \item Empfangen: $w = [5,3,6,\textcolor{red}{8},2,10,2,7,\textcolor{red}{1},4]$ + + \item Rücktransformation: $r = [\underbrace{5,7,4,10,}_{Fehlerinfo}5,4,5,7,6,7]$ + + \end{itemize} + + Wie finden wir die Fehler? + + \begin{itemize} + \item $m(X) = 4X^5 + 7X^4 + 2X^3 + 5X^2 + 8X + 1$ + + \item $r(X) = 5X^9 + 7X^8 + 4X^7 + 10X^6 + 5X^5 + 4X^4 + 5X^3 + 7X^2 + 6X + 7$ + + \item $e(X) = r(X) - m(X)$ + + \end{itemize} + + \begin{center} + + \begin{tabular}{c c c c c c c c c c c} + \hline + $i$& $0$& $1$& $2$& $3$& $4$& $5$& $6$& $7$& $8$& $9$\\ + \hline + $r(a^{i})$& $5$& $3$& $6$& $8$& $2$& $10$& $2$& $7$& $1$& $4$\\ + $m(a^{i})$& $5$& $3$& $6$& $5$& $2$& $10$& $2$& $7$& $10$& $4$\\ + $e(a^{i})$& $0$& $0$& $0$& $3$& $0$& $0$& $0$& $0$& $2$& $0$\\ + \hline + \end{tabular} + + \end{center} + + \begin{itemize} + \item Alle Stellen, die nicht Null sind, sind Fehler + \end{itemize} + + + \end{frame} +%------------------------------------------------------------------------------- + \begin{frame} + \frametitle{Nullstellen des Fehlerpolynoms finden} + + \begin{itemize} + \item Satz von Fermat: $f(X) = X^{q-1}-1=0$ + + \vspace{10pt} + + \item $f(X) = X^{10}-1 = 0$ \qquad für $X \in \{1,2,3,4,5,6,7,8,9,10\}$ + + \vspace{10pt} + + \item $f(X) = (X-a^0)(X-a^1)(X-a^2)(X-a^3)(X-a^4)(X-a^5)(X-a^6) \cdot$ + + \qquad \qquad $(X-a^7)(X-a^8)(X-a^9)$ + + \vspace{10pt} + + \item $e(X) = (X-a^0)(X-a^1)(X-a^2) \qquad \qquad (X-a^4)(X-a^5)(X-a^6) \cdot$ + + \qquad \qquad $(X-a^7) \qquad \qquad (X-a^9) \cdot p(x)$ + + \vspace{10pt} + + \item $\operatorname{ggT}$ gibt uns eine Liste der Nullstellen, an denen es keine Fehler gegeben hat + + \vspace{10pt} + + $\operatorname{ggT}(f(X),e(X)) = (X-a^0)(X-a^1)(X-a^2) \qquad \qquad (X-a^4)(X-a^5)(X-a^6) \cdot$ + + \qquad \qquad \qquad \qquad $(X-a^7) \qquad \qquad (X-a^9)$ + + \end{itemize} + + \end{frame} +%------------------------------------------------------------------------------- + \begin{frame} + \frametitle{Nullstellen des Fehlerpolynoms finden} + + \begin{itemize} + + \item Satz von Fermat: $f(X) = X^{q-1}-1=0$ + + \vspace{10pt} + + \item $f(X) = X^{10}-1 = 0$ \qquad für $X = [1,2,3,4,5,6,7,8,9,10]$ + + \vspace{10pt} + + \item $f(X) = (X-a^0)(X-a^1)(X-a^2)(X-a^3)(X-a^4)(X-a^5)(X-a^6) \cdot$ + + \qquad \qquad $(X-a^7)(X-a^8)(X-a^9)$ + + \vspace{10pt} + + \item $e(X) = (X-a^0)(X-a^1)(X-a^2) \qquad \qquad (X-a^4)(X-a^5)(X-a^6) \cdot$ + + \qquad \qquad $(X-a^7) \qquad \qquad (X-a^9) \cdot p(x)$ + + \vspace{10pt} + + \item $\operatorname{kgV}$ gibt uns eine Liste von aller Nullstellen, die wir in $e$ und $d$ zerlegen können + + \vspace{10pt} + + $\operatorname{kgV}(f(X),e(X)) = (X-a^0)(X-a^1)(X-a^2)(X-a^3)(X-a^4)(X-a^5)(X-a^6) \cdot $ + + \qquad \qquad \qquad \qquad $(X-a^7)(X-a^8)(X-a^9) \cdot q(X)$ + + $= d(X) \cdot e(X)$ + + \vspace{10pt} + + \item Lokatorpolynom $d(X) = (X-a^3)(X-a^8)$ + + \end{itemize} + + \end{frame} +%------------------------------------------------------------------------------- + \begin{frame} + \frametitle{Kennen wir $e(X)$?} + + \begin{itemize} + + \item $e(X)$ ist unbekannt auf der Empfängerseite + + \vspace{10pt} + + \item $e(X) = r(X) - m(X)$ \qquad $\rightarrow$ \qquad $m(X)$ ist unbekannt? + + \vspace{10pt} + + \item $m$ ist nicht gänzlich unbekannt: $m = [0,0,0,0,?,?,?,?,?,?]$ + + In den bekannten Stellen liegt auch die Information, wo es Fehler gegeben hat + + \vspace{10pt} + + \item Daraus folgt $e(X) = 5X^9 + 7X^8 + 4X^7 + 10X^6 + p(X)$ + + \vspace{10pt} + + \item $f(X) = X^{10} - 1 = X^{10} + 10$ + + \vspace{10pt} + + \item Jetzt können wir den $\operatorname{ggT}$ von $f(X)$ und $e(X)$ berechnen + \end{itemize} + + \end{frame} +%------------------------------------------------------------------------------- + \begin{frame} + \frametitle{Der Euklidische Algorithmus (nochmal)} + + $\operatorname{ggT}(f(X),e(X))$ hat den Grad $8$ + + \[ + \arraycolsep=1.4pt + \begin{array}{rcrcrcrcccrcrcrcrcrcrcrcrcr} + X^{10}& & & & & & &+& 10& & & & &:&5X^9&+&7X^8&+& 4X^7&+&10X^6&+&p(X)&=&9X&+&5\\ + X^{10}&+& 8X^9&+& 3X^8&+&2X^7&+& p(X)& & & & & & & & & & & & & & & & \\ \cline{1-9} + && 3X^9&+& 8X^8&+& 9X^7&+& p(X)& & & & & & & & & & & & \\ + && 3X^9&+& 2X^8&+& 9X^7&+& p(X)& & & & & & & & & & & & \\ \cline{3-9} + & & & &6X^8&+&0X^7&+&p(X)& & & & & & & & & & & & \\ + \end{array} + \] + + \[ + \arraycolsep=1.4pt + \begin{array}{rcrcrcrcccrcrcrcrcrcrcrcrcr} + 5X^9&+& 7X^8&+& 4X^7&+& 10X^6&+& p(X)& & & & &:&6X^8&+&0X^7& & & & & & &=&10X&+&3\\ + 5X^9&+& 0X^8&+& p(X)& & & & & & & & & & & & & & & & & & & & \\ \cline{1-5} + && 7X^8&+& p(X)& & & & & & & & & & & & & & & & \\ + \end{array} + \] + + \vspace{10pt} + + $\operatorname{ggT}(f(X),e(X)) = 6X^8$ + + \vspace{10pt} + + $\operatorname{kgV}$ durch den erweiterten Euklidischen Algorithmus bestimmen + + \end{frame} + +%------------------------------------------------------------------------------- + \begin{frame} + \frametitle{Der Erweiterte Euklidische Algorithmus} + + \begin{center} + + \begin{tabular}{| c | c | c c |} + \hline + $k$ & $q_i$ & $e_i$ & $f_i$\\ + \hline + & & $0$& $1$\\ + $0$& $9X + 5$& $1$& $0$\\ + $1$& $10X + 3$& $9X+5$& $1$\\ + $2$& & \textcolor{blue}{$2X^2 + 0X + 5$}& $10X + 3$\\ + \hline + \end{tabular} + + \end{center} + + \vspace{10pt} + + \begin{tabular}{ll} + Somit erhalten wir den Faktor& $d(X) = 2X^2 + 5$\\ + Faktorisiert erhalten wir& $d(X) = 2(X-5)(X-6)$\\ + Lokatorpolynom& $d(X) = (X-a^i)(X-a^i)$ + \end{tabular} + + \vspace{10pt} + + \begin{center} + $a^i = 5 \qquad \Rightarrow \qquad i = 3$ + + $a^i = 6 \qquad \Rightarrow \qquad i = 8$ + \end{center} + + + $d(X) = (X-a^3)(X-a^8)$ + + \end{frame} +%------------------------------------------------------------------------------- +\section{Nachricht Rekonstruieren} + \begin{frame} + \frametitle{Rekonstruktion der Nachricht} + + \begin{itemize} + + \item $w = [5,3,6,\textcolor{red}{8},2,10,2,7,\textcolor{red}{1},4]$ + + \item $d(X) = (X-\textcolor{red}{a^3})(X-\textcolor{red}{a^8})$ + + \end{itemize} + + \[ + \textcolor{gray}{ + \begin{pmatrix} + a^0 \\ a^1 \\ a^2 \\ \textcolor{red}{a^3} \\ a^4 \\ a^5 \\ a^6 \\ a^7 \\ \textcolor{red}{a^8} \\ a^9 \\ + \end{pmatrix}} + \begin{pmatrix} + 5 \\ 3 \\ 6 \\ \textcolor{red}{8} \\ 2 \\ 10 \\ 2 \\ 7 \\ \textcolor{red}{1} \\ 4 \\ + \end{pmatrix} + = + \begin{pmatrix} + 8^0& 8^0& 8^0& 8^0& 8^0& 8^0& 8^0& 8^0& 8^0& 8^0\\ + 8^0& 8^1& 8^2& 8^3& 8^4& 8^5& 8^6& 8^7& 8^8& 8^9\\ + 8^0& 8^2& 8^4& 8^6& 8^8& 8^{10}& 8^{12}& 8^{14}& 8^{16}& 8^{18}\\ + \textcolor{red}{8^0}& \textcolor{red}{8^3}& \textcolor{red}{8^6}& \textcolor{red}{8^9}& \textcolor{red}{8^{12}}& \textcolor{red}{8^{15}}& \textcolor{red}{8^{18}}& \textcolor{red}{8^{21}}& \textcolor{red}{8^{24}}& \textcolor{red}{8^{27}}\\ + 8^0& 8^4& 8^8& 8^{12}& 8^{16}& 8^{20}& 8^{24}& 8^{28}& 8^{32}& 8^{36}\\ + 8^0& 8^5& 8^{10}& 8^{15}& 8^{20}& 8^{25}& 8^{30}& 8^{35}& 8^{40}& 8^{45}\\ + 8^0& 8^6& 8^{12}& 8^{18}& 8^{24}& 8^{30}& 8^{36}& 8^{42}& 8^{48}& 8^{54}\\ + 8^0& 8^7& 8^{14}& 8^{21}& 8^{28}& 8^{35}& 8^{42}& 8^{49}& 8^{56}& 8^{63}\\ + \textcolor{red}{8^0}& \textcolor{red}{8^8}& \textcolor{red}{8^{16}}& \textcolor{red}{8^{24}}& \textcolor{red}{8^{32}}& \textcolor{red}{8^{40}}& \textcolor{red}{8^{48}}& \textcolor{red}{8^{56}}& \textcolor{red}{8^{64}}& \textcolor{red}{8^{72}}\\ + 8^0& 8^9& 8^{18}& 8^{27}& 8^{36}& 8^{45}& 8^{54}& 8^{63}& 8^{72}& 8^{81}\\ + \end{pmatrix} + \cdot + \begin{pmatrix} + m_0 \\ m_1 \\ m_2 \\ m_3 \\ m_4 \\ m_5 \\ m_6 \\ m_7 \\ m_8 \\ m_9 \\ + \end{pmatrix} + \] + + \begin{itemize} + \item Fehlerstellen entfernen + \end{itemize} + + \end{frame} +%------------------------------------------------------------------------------- + \begin{frame} + \frametitle{Rekonstruktion der Nachricht} + + \[ + \begin{pmatrix} + 5 \\ 3 \\ 6 \\ 2 \\ 10 \\ 2 \\ 7 \\ 4 \\ + \end{pmatrix} + = + \begin{pmatrix} + 8^0& 8^0& 8^0& 8^0& 8^0& 8^0& \textcolor{green}{8^0}& \textcolor{green}{8^0}& \textcolor{green}{8^0}& \textcolor{green}{8^0}\\ + 8^0& 8^1& 8^2& 8^3& 8^4& 8^5& \textcolor{green}{8^6}& \textcolor{green}{8^7}& \textcolor{green}{8^8}& \textcolor{green}{8^9}\\ + 8^0& 8^2& 8^4& 8^6& 8^8& 8^{10}& \textcolor{green}{8^{12}}& \textcolor{green}{8^{14}}& \textcolor{green}{8^{16}}& \textcolor{green}{8^{18}}\\ + 8^0& 8^4& 8^8& 8^{12}& 8^{16}& 8^{20}& \textcolor{green}{8^{24}}& \textcolor{green}{8^{28}}& \textcolor{green}{8^{32}}& \textcolor{green}{8^{36}}\\ + 8^0& 8^5& 8^{10}& 8^{15}& 8^{20}& 8^{25}& \textcolor{green}{8^{30}}& \textcolor{green}{8^{35}}& \textcolor{green}{8^{40}}& \textcolor{green}{8^{45}}\\ + 8^0& 8^6& 8^{12}& 8^{18}& 8^{24}& 8^{30}& \textcolor{green}{8^{36}}& \textcolor{green}{8^{42}}& \textcolor{green}{8^{48}}& \textcolor{green}{8^{54}}\\ + 8^0& 8^7& 8^{14}& 8^{21}& 8^{28}& 8^{35}& \textcolor{green}{8^{42}}& \textcolor{green}{8^{49}}& \textcolor{green}{8^{56}}& \textcolor{green}{8^{63}}\\ + 8^0& 8^9& 8^{18}& 8^{27}& 8^{36}& 8^{45}& \textcolor{green}{8^{54}}& \textcolor{green}{8^{63}}& \textcolor{green}{8^{72}}& \textcolor{green}{8^{81}}\\ + \end{pmatrix} + \cdot + \begin{pmatrix} + m_0 \\ m_1 \\ m_2 \\ m_3 \\ m_4 \\ m_5 \\ \textcolor{green}{m_6} \\ \textcolor{green}{m_7} \\ \textcolor{green}{m_8} \\ \textcolor{green}{m_9} \\ + \end{pmatrix} + \] + + \begin{itemize} + \item Nullstellen entfernen + \end{itemize} + + \end{frame} +%------------------------------------------------------------------------------- + \begin{frame} + \frametitle{Rekonstruktion der Nachricht} + + \[ + \begin{pmatrix} + 5 \\ 3 \\ 6 \\ 2 \\ 10 \\ 2 \\ \textcolor{red}{7} \\ \textcolor{red}{4} \\ + \end{pmatrix} + = + \begin{pmatrix} + 8^0& 8^0& 8^0& 8^0& 8^0& 8^0\\ + 8^0& 8^1& 8^2& 8^3& 8^4& 8^5\\ + 8^0& 8^2& 8^4& 8^6& 8^8& 8^{10}\\ + 8^0& 8^4& 8^8& 8^{12}& 8^{16}& 8^{20}\\ + 8^0& 8^5& 8^{10}& 8^{15}& 8^{20}& 8^{25}\\ + 8^0& 8^6& 8^{12}& 8^{18}& 8^{24}& 8^{30}\\ + \textcolor{red}{8^0}& \textcolor{red}{8^7}& \textcolor{red}{8^{14}}& \textcolor{red}{8^{21}}& \textcolor{red}{8^{28}}& \textcolor{red}{8^{35}}\\ + \textcolor{red}{8^0}& \textcolor{red}{8^9}& \textcolor{red}{8^{18}}& \textcolor{red}{8^{27}}& \textcolor{red}{8^{36}}& \textcolor{red}{8^{45}}\\ + \end{pmatrix} + \cdot + \begin{pmatrix} + m_0 \\ m_1 \\ m_2 \\ m_3 \\ m_4 \\ m_5 \\ + \end{pmatrix} + \] + + \vspace{5pt} + + \begin{itemize} + \item Matrix in eine Quadratische Form bringen + \end{itemize} + + \end{frame} +%------------------------------------------------------------------------------- + \begin{frame} + \frametitle{Rekonstruktion der Nachricht} + + \[ + \begin{pmatrix} + 5 \\ 3 \\ 6 \\ 2 \\ 10 \\ 2 \\ + \end{pmatrix} + = + \begin{pmatrix} + 8^0& 8^0& 8^0& 8^0& 8^0& 8^0\\ + 8^0& 8^1& 8^2& 8^3& 8^4& 8^5\\ + 8^0& 8^2& 8^4& 8^6& 8^8& 8^{10}\\ + 8^0& 8^4& 8^8& 8^{12}& 8^{16}& 8^{20}\\ + 8^0& 8^5& 8^{10}& 8^{15}& 8^{20}& 8^{25}\\ + 8^0& 8^6& 8^{12}& 8^{18}& 8^{24}& 8^{30}\\ + \end{pmatrix} + \cdot + \begin{pmatrix} + m_0 \\ m_1 \\ m_2 \\ m_3 \\ m_4 \\ m_5 \\ + \end{pmatrix} + \] + + \vspace{5pt} + + \begin{itemize} + \item Matrix Invertieren + \end{itemize} + + \end{frame} +%------------------------------------------------------------------------------- + \begin{frame} + \frametitle{Rekonstruktion der Nachricht} + + \[ + \begin{pmatrix} + 5 \\ 3 \\ 6 \\ 2 \\ 10 \\ 2 \\ + \end{pmatrix} + = + \begin{pmatrix} + 1& 1& 1& 1& 1& 1\\ + 1& 8& 9& 6& 4& 10\\ + 1& 9& 4& 3& 5& 1\\ + 1& 4& 5& 9& 3& 1\\ + 1& 10& 1& 10& 1& 10\\ + 1& 3& 9& 5& 4& 1\\ + \end{pmatrix} + \cdot + \begin{pmatrix} + m_0 \\ m_1 \\ m_2 \\ m_3 \\ m_4 \\ m_5 \\ + \end{pmatrix} + \] + + \begin{center} + $\Downarrow$ + \end{center} + \[ + \begin{pmatrix} + m_0 \\ m_1 \\ m_2 \\ m_3 \\ m_4 \\ m_5 \\ + \end{pmatrix} + = + \begin{pmatrix} + 6& 4& 4& 6& 2& 1\\ + 2& 7& 10& 3& 4& 7\\ + 1& 8& 9& 8& 3& 4\\ + 3& 6& 6& 4& 5& 9\\ + 10& 10& 9& 8& 1& 6\\ + 1& 9& 6& 4& 7& 6\\ + \end{pmatrix} + \cdot + \begin{pmatrix} + 5 \\ 3 \\ 6 \\ 2 \\ 10 \\ 2 \\ + \end{pmatrix} + \] + + \end{frame} +%------------------------------------------------------------------------------- + \begin{frame} + \frametitle{Rekonstruktion der Nachricht} + + \[ + \begin{pmatrix} + m_0 \\ m_1 \\ m_2 \\ m_3 \\ m_4 \\ m_5 \\ + \end{pmatrix} + = + \begin{pmatrix} + 6& 4& 4& 6& 2& 1\\ + 2& 7& 10& 3& 4& 7\\ + 1& 8& 9& 8& 3& 4\\ + 3& 6& 6& 4& 5& 9\\ + 10& 10& 9& 8& 1& 6\\ + 1& 9& 6& 4& 7& 6\\ + \end{pmatrix} + \cdot + \begin{pmatrix} + 5 \\ 3 \\ 6 \\ 2 \\ 10 \\ 2 \\ + \end{pmatrix} + \] + + \begin{itemize} + \item $m = [4,7,2,5,8,1]$ + \end{itemize} + + \end{frame} +%------------------------------------------------------------------------------- + +\end{document} -- cgit v1.2.1 From 53d5384509236011083c6f523da189568c838fdd Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: =?UTF-8?q?Andreas=20M=C3=BCller?= Date: Fri, 23 Apr 2021 21:21:16 +0200 Subject: add title slides for presentations --- vorlesungen/99_vortraege/Makefile | 54 ++++++++++++++++++ vorlesungen/99_vortraege/MathSem-99-vortraege.tex | 65 ++++++++++++++++++++++ vorlesungen/99_vortraege/common.tex | 16 ++++++ vorlesungen/99_vortraege/slides.tex | 6 ++ vorlesungen/99_vortraege/vortraege-handout.tex | 11 ++++ vorlesungen/slides/6/darstellungen/irreduzibel.tex | 2 +- vorlesungen/slides/6/darstellungen/schur.tex | 6 +- 7 files changed, 156 insertions(+), 4 deletions(-) create mode 100644 vorlesungen/99_vortraege/Makefile create mode 100644 vorlesungen/99_vortraege/MathSem-99-vortraege.tex create mode 100644 vorlesungen/99_vortraege/common.tex create mode 100644 vorlesungen/99_vortraege/slides.tex create mode 100644 vorlesungen/99_vortraege/vortraege-handout.tex diff --git a/vorlesungen/99_vortraege/Makefile b/vorlesungen/99_vortraege/Makefile new file mode 100644 index 0000000..8a5751c --- /dev/null +++ b/vorlesungen/99_vortraege/Makefile @@ -0,0 +1,54 @@ +# +# Makefile -- vortraege +# +# (c) 2017 Prof Dr Andreas Müller, Hochschule Rapperswil +# +all: vortraege-handout.pdf MathSem-99-vortraege.pdf + +include ../slides/Makefile.inc + +SOURCES = common.tex slides.tex $(slides) + +MathSem-99-vortraege.pdf: MathSem-99-vortraege.tex $(SOURCES) + pdflatex MathSem-99-vortraege.tex + +vortraege-handout.pdf: vortraege-handout.tex $(SOURCES) + pdflatex vortraege-handout.tex + +thumbnail: thumbnail1.jpg thumbnail2.jpg thumbnail3.jpg thumbnail4.jpg + +thumbnail1.pdf: MathSem-99-vortraege.pdf + pdfjam --outfile thumbnail1.pdf --papersize '{16cm,9cm}' \ + MathSem-99-vortraege.pdf 1 +thumbnail1.jpg: thumbnail1.pdf + convert -density 300 thumbnail1.pdf \ + -resize 1920x1080 -units PixelsPerInch thumbnail1.jpg + +thumbnail2.pdf: MathSem-99-vortraege.pdf + pdfjam --outfile thumbnail2.pdf --papersize '{16cm,9cm}' \ + MathSem-99-vortraege.pdf 2 +thumbnail2.jpg: thumbnail2.pdf + convert -density 300 thumbnail2.pdf \ + -resize 1920x1080 -units PixelsPerInch thumbnail2.jpg + +thumbnail3.pdf: MathSem-99-vortraege.pdf + pdfjam --outfile thumbnail3.pdf --papersize '{16cm,9cm}' \ + MathSem-99-vortraege.pdf 3 +thumbnail3.jpg: thumbnail3.pdf + convert -density 300 thumbnail3.pdf \ + -resize 1920x1080 -units PixelsPerInch thumbnail3.jpg + +thumbnail4.pdf: MathSem-99-vortraege.pdf + pdfjam --outfile thumbnail4.pdf --papersize '{16cm,9cm}' \ + MathSem-99-vortraege.pdf 4 +thumbnail4.jpg: thumbnail4.pdf + convert -density 300 thumbnail4.pdf \ + -resize 1920x1080 -units PixelsPerInch thumbnail4.jpg + +fix1.pdf: MathSem-99-vortraege.pdf + pdfjam --outfile fix1.pdf --papersize '{16cm,9cm}' \ + MathSem-99-vortraege.pdf 1 +fix1.jpg: fix1.pdf + convert -density 300 fix1.pdf \ + -resize 1920x1080 -units PixelsPerInch fix1.jpg + diff --git a/vorlesungen/99_vortraege/MathSem-99-vortraege.tex b/vorlesungen/99_vortraege/MathSem-99-vortraege.tex new file mode 100644 index 0000000..c962e90 --- /dev/null +++ b/vorlesungen/99_vortraege/MathSem-99-vortraege.tex @@ -0,0 +1,65 @@ +% +% MathSem-99-vortraege.tex -- Präsentation +% +% (c) 2017 Prof Dr Andreas Müller, Hochschule Rapperswil +% +\documentclass[aspectratio=169]{beamer} +\input{common.tex} +\author[]{} +\setboolean{presentation}{true} +\begin{document} + +\title[Vorträge]{26. April: Vorträge} +\begin{frame} +\titlepage +\vspace{-2cm} +\begin{center} +Michael Steiner, Joshua Baer: Reed-Solomon Code +\phantom{blubb} \\ +\phantom{blubb} \\ +\phantom{blubb} \\ +Reto Fritsche: McEliece-Verschlüsselung +\end{center} +\end{frame} + +\title[Vorträge]{3. Mai: Vorträge} +\begin{frame} +\titlepage +\vspace{-2cm} +\begin{center} +Alain Keller: Iterierte Funktionsschemata +\phantom{blubb} \\ +\phantom{blubb} \\ +\phantom{blubb} \\ +Adrian Schuler, Thomas Reichlin: 3D-Spannungszustand +\end{center} +\end{frame} + +\title[Vorträge]{10. Mai: Vorträge} +\begin{frame} +\titlepage +\vspace{-2cm} +\begin{center} +Marius Baumann, Thierry Schwaller: Clifford-Algebra +\phantom{blubb} \\ +\phantom{blubb} \\ +\phantom{blubb} \\ +Naoki Pross, Tim Tönz: Punktgruppen +\end{center} +\end{frame} + +\title[Vorträge]{17. Mai: Vorträge} +\begin{frame} +\titlepage +\vspace{-2cm} +\begin{center} +Pascal Schmid, Robine Luchsinger: Verkehrsnetze und Verkehrsfluss +\phantom{blubb} \\ +\phantom{blubb} \\ +\phantom{blubb} \\ +Fabio Viecelli, Lukas Zogg: Erdbebenmessung +\end{center} +\end{frame} + +\input{slides.tex} +\end{document} diff --git a/vorlesungen/99_vortraege/common.tex b/vorlesungen/99_vortraege/common.tex new file mode 100644 index 0000000..e54275a --- /dev/null +++ b/vorlesungen/99_vortraege/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{% +\usetheme[hideothersubsections,hidetitle]{Hannover} +} +\beamertemplatenavigationsymbolsempty +\title[Vorträge]{Vorträge} +\author[A.~Müller]{Prof. Dr. Andreas Müller} +\date[]{} +\newboolean{presentation} + diff --git a/vorlesungen/99_vortraege/slides.tex b/vorlesungen/99_vortraege/slides.tex new file mode 100644 index 0000000..5678823 --- /dev/null +++ b/vorlesungen/99_vortraege/slides.tex @@ -0,0 +1,6 @@ +% +% slides.tex -- XXX +% +% (c) 2017 Prof Dr Andreas Müller, Hochschule Rapperswil +% + diff --git a/vorlesungen/99_vortraege/vortraege-handout.tex b/vorlesungen/99_vortraege/vortraege-handout.tex new file mode 100644 index 0000000..4540738 --- /dev/null +++ b/vorlesungen/99_vortraege/vortraege-handout.tex @@ -0,0 +1,11 @@ +% +% vortraege-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/slides/6/darstellungen/irreduzibel.tex b/vorlesungen/slides/6/darstellungen/irreduzibel.tex index bfbd4a5..91d8a18 100644 --- a/vorlesungen/slides/6/darstellungen/irreduzibel.tex +++ b/vorlesungen/slides/6/darstellungen/irreduzibel.tex @@ -38,7 +38,7 @@ $f\circ \varrho_1(g)=\varrho_2(g)\circ f$ für alle $g$. Dann gilt \begin{enumerate} \item<5-> $\varrho_i$ nicht isomorph $\Rightarrow$ $f=0$ -\item<6-> $V_1=V_2$ $\Rightarrow$ $f=\lambda I$ +\item<6-> $V_1=V_2,\varrho_1=\varrho_2$ $\Rightarrow$ $f=\lambda I$ \end{enumerate} \end{block}} \end{column} diff --git a/vorlesungen/slides/6/darstellungen/schur.tex b/vorlesungen/slides/6/darstellungen/schur.tex index 9f1db9e..144de4c 100644 --- a/vorlesungen/slides/6/darstellungen/schur.tex +++ b/vorlesungen/slides/6/darstellungen/schur.tex @@ -14,11 +14,11 @@ \begin{block}{Mittelung einer Abbildung} $h\colon V_1\to V_2$ \[ -h^G = \frac{1}{|G|} \sum_{g\in G} \varrho_2(g)^{-1} \circ f \circ \varrho_1(g) +h^G = \frac{1}{|G|} \sum_{g\in G} \varrho_2(g)^{-1} \circ h \circ \varrho_1(g) \] \begin{enumerate} \item<2-> $\varrho_i$ nicht isomorph $\Rightarrow$ $h^G=0$ -\item<3-> $V_1=V_2$, $h^G = \frac1n\operatorname{Spur}h$ +\item<3-> $V_1=V_2,\varrho_1=\varrho_2$, $h^G = \frac1n\operatorname{Spur}h$ \end{enumerate} \end{block} \uncover<4->{% @@ -33,7 +33,7 @@ für alle $k,l,u,v$ \begin{column}{0.48\textwidth} \uncover<5->{% \begin{block}{Matrixelemente $V_1=V_2$, $\varrho_i$ iso} -F¨r $k=v$ und $l=u$ gilt +Für $k=v$ und $l=u$ gilt \[ \frac{1}{|G|} \sum_{g\in G} \varrho_1(g^{-1})_{kl} \varrho_2(g)_{uv} = -- cgit v1.2.1 From 0d8053d944fd7a01ba634fd26fb946ee2f7d4f4e Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: Reto Date: Sat, 24 Apr 2021 14:11:14 +0200 Subject: added simple code example of mceliece cryptosystem --- .../mceliece/example_code/mceliece_simple.py | 325 +++++++++++++++++++++ 1 file changed, 325 insertions(+) create mode 100644 buch/papers/mceliece/example_code/mceliece_simple.py diff --git a/buch/papers/mceliece/example_code/mceliece_simple.py b/buch/papers/mceliece/example_code/mceliece_simple.py new file mode 100644 index 0000000..3f17504 --- /dev/null +++ b/buch/papers/mceliece/example_code/mceliece_simple.py @@ -0,0 +1,325 @@ +#!/usr/bin/env python3 +# -*- coding: utf-8 -*- +""" +Created on Sun Apr 18 08:58:30 2021 + +@author: terminator +""" +import numpy as np +from numpy.polynomial import Polynomial as Poly + + +def gen_perm_M(n): + ''' + generating random binary permutation matrix: https://en.wikipedia.org/wiki/Permutation_matrix + + Parameters + ---------- + n : int + size of output matrix. + + Returns + ------- + perm_M : np.ndarray + binary permutation matrix. + + ''' + perm_M=np.zeros((n, n), dtype=int) + perm_V=np.random.default_rng().permutation(n) + perm_M[perm_V, np.r_[0:n]]=1 + return perm_M + + + +def create_linear_code_matrix(n, k, g): + ''' + create generator matrix for linear encoding + use this matrix to create code_vector: matrix @ data_vector=code_vector + + Parameters + ---------- + n : int + len of code_vector (matrix @ data_vector). + k : int + len of data_vector. + g : numpy.Polynominal + polynomina wich defines the the constellations of . + + Returns + ------- + np.ndarray + Generator matrix + + ''' + if n != k+len(g)-1: + raise Exception("n, k not compatible with degree of g") + rows=[] + for i in range(k): #create potences of p + row=np.r_[np.zeros(i), g.coef, np.zeros(n-k-i)] + rows.append(row) + return np.array(rows, dtype=int).T + + +def gf2_inv(M, get_full=False): + ''' + create inverse of matrix M in gf2 + + Parameters + ---------- + M : numpy.ndarray + input Matrix. + get_full : Bool, optional + if Ture, return inverse of G with I on the left (if gaussian inversion successful) If True, vaidity is not proven. The default is False. + + Returns + ------- + np.ndarray or None + returns inverse if M was not singular in gf2, else None. + + ''' + size=len(M) + G=np.hstack((M, np.eye(size))) + G=np.array(G, dtype=int) + for n in range(size): #forward reduction + if G[n, n] == 0: #swap line if necessary + for i in range(n+1, size): + if G[i, n]: + G[i, :], G[n, :] = G[n, :].copy(), G[i, :].copy() #swap + + for i in range(n+1, size): #downward reduction + if G[i, n]: + G[i, :] = G[i, :] ^ G[n, :] + #reached buttom_right with pivo + for n in range(size-1, -1, -1): #backwards + for i in range(n): + if G[i, n]: + G[i, :]= G[i, :] ^ G[n, :] + + + + if get_full: + return G + else: + valid=np.sum(np.abs(G[:, :size]-np.eye(size))) == 0 #reduction successfull when eye left on the left of G + if not valid: + return None + else: + return G[:, size:] + +def create_rand_bin_M(n, with_inverse=False): + ''' + create random binary matrix + + Parameters + ---------- + n : int + size. + with_inverse : bool, optional + if False, return only random binary matrix. + if True, return also inverse of random martix. for this purpose, random matrix will not be singular. + The default is False. + + Returns + ------- + M : TYPE + if with_inverse is True: return tuple(random_matrix, inverse_of_random_matrix) + else: return random_matrix + + ''' + inv=None + while type(inv) == type(None): #do it until inversion of m is successful wich means det(M)%2 != 0 + M=np.random.randint(0,2, (n,n)) + inv=gf2_inv(M) + if with_inverse: + return(M, inv) + else: + return M + +def create_syndrome_table(n, g): + ''' + create syndrome table for correcting errors in linear code + + Parameters + ---------- + n : int + len of linear-code code_vector. + g : numpy.Polinominal + generator polynominal used by linear-code-encoder. + + Returns + ------- + list of error_vectors, one per syndrome. + get the corresponding error_vector by using the value represented by your syndrome as index of this list. + + ''' + zeros=np.zeros(n, dtype=int) + syndrome_table=[0 for i in range(n+1)] + syndrome_table[0]=zeros #when syndrome = 0, no bit-error to correct + for i in range(n): + faulty_vector=zeros.copy() + faulty_vector[i]=1 + q, r=divmod(Poly(faulty_vector), g) + r=np.r_[r.coef%2, np.zeros(len(g)-len(r))] + index=np.sum([int(a*2**i) for i, a in enumerate(r)]) + syndrome_table[index]=faulty_vector + return np.array(syndrome_table) + + +def decode_linear_code(c, g, syndrome_table): + ''' + function to decode codeword encoded with linear_code + + Parameters + ---------- + c : list or np.ndarray + code_vector. + g : numpy.Polynominal + generator polynominal, used to create code_vector. + syndrome_table : list of error_vectors + if codeword contains an error, syndrome_table is used to correct wrong bit. + + Returns + ------- + numpy.ndarray + data_vector. + + ''' + q, r=divmod(Poly(c), g) + q=np.r_[q.coef%2, np.zeros(len(c)-len(q)-len(g)+1)] + r=np.r_[r.coef%2, np.zeros(len(g)-len(r))] + syndrome_index=np.sum([int(a*2**i) for i, a in enumerate(r)]) + while syndrome_index > 0: + c=c ^ syndrome_table[syndrome_index] + q, r=divmod(Poly(c), g) + q=np.r_[q.coef%2, np.zeros(len(c)-len(q)-len(g)+1)] + r=np.r_[r.coef%2, np.zeros(len(g)-len(r))] + syndrome_index=np.sum([int(a*2**i) for i, a in enumerate(r)]) + return np.array(q, dtype=int) + +def encode_linear_code(d, G): + ''' + uses generator matrix G to encode d + + Parameters + ---------- + d : numpy.ndarray + data_vector. + G : numpy.ndarray + generator matrix. + + Returns + ------- + c : numpy.ndarray + G @ d. + + ''' + c=(G @ d)%2 + return c + +def encrypt(d, pub_key, t): + ''' + encrypt data with public key, adding t bit-errors + + Parameters + ---------- + d : numpy.ndarray or list of numpy.ndarray + data_vector or list of data vectors to encrypt. + pub_key : numpy.ndarray + public key matrix used to encrypt data. + t : int + number of random errors to add to code_vector. + + Returns + ------- + numpy.ndarray or list of numpy.ndarray (depending on d) + encrypted data. + + ''' + if type(d) in (list,): + encrypted_list=[encrypt(data, pub_key, t) for data in d] + return encrypted_list + else: + c = np.array((pub_key @ d)%2, dtype=int) + + indexes_of_errors=np.random.default_rng().permutation(pub_key.shape[0])[:t] #add t random errors to codeword + e=np.zeros(pub_key.shape[0], dtype=int) + e[indexes_of_errors]=1 + c=c ^ e + return np.array(c, dtype=int) + +def decrypt(c, P_inv, linear_code_decoder, S_inv): + ''' + decrypt encrypted message + + Parameters + ---------- + c : numpy.ndarray or list of numpy.ndarray + code_vector or list of code_vectors to decrypt. + P_inv : numpy.ndarray + inverted permutation matrix. + linear_code_decoder : function(x) + function to use to decode linear code. + S_inv : numpy.ndarray + inverted random binary matrix. + + Returns + ------- + numpy.ndarray or list of numpy.ndarray (depending on d) + decrypted data. + + ''' + if type(c) in (list,): + decrypted_list=[decrypt(codew, P_inv, linear_code_decoder, S_inv) for codew in c] + return decrypted_list + else: + c=np.array(P_inv @ c, dtype=int)%2 + d=linear_code_decoder(c) + d=(S_inv @ d)%2 + return np.array(d, dtype=int) + +def str_to_blocks4(string): + blocks=[] + for char in string: + bits=[int(value) for value in np.binary_repr(ord(char), 8)[::-1]] #lsb @ index 0 + blocks.append(np.array(bits[:4], dtype=int)) #lower nibble first + blocks.append(np.array(bits[4:], dtype=int)) + return blocks + +def blocks4_to_str(blocks): + string='' + for i in range(0, len(blocks), 2): + char=np.sum([b*2**i for i, b in enumerate(blocks[i])]) + \ + np.sum([b*2**(i+4) for i, b in enumerate(blocks[i+1])]) + string+=chr(char) + return string + +#shared attributes: +n=7 +k=4 +t=1 + +#private key(s): +g=Poly([1,1,0,1]) #generator polynom for 7/4 linear code (from table, 1.0 + 1.0·x¹ + 0.0·x² + 1.0·x³) +P_M=gen_perm_M(n) #create permutation matrix +G_M=create_linear_code_matrix(n, k, g) #linear code generator matrix +S_M, S_inv=create_rand_bin_M(k, True) #random binary matrix and its inverse +P_M_inv=P_M.T #inverse permutation matrix + +syndrome_table=create_syndrome_table(n, g) #part of linear-code decoder +linear_code_decoder=lambda c:decode_linear_code(c, g, syndrome_table) + +#public key: +pub_key=(P_M @ G_M @ S_M)%2 + + +msg_tx='Hello World?' + +blocks_tx=str_to_blocks4(msg_tx) +encrypted=encrypt(blocks_tx, pub_key, t) + +blocks_rx=decrypt(encrypted, P_M_inv, linear_code_decoder, S_inv) +msg_rx=blocks4_to_str(blocks_rx) + +print(f'msg_rx: {msg_rx}') + + \ No newline at end of file -- cgit v1.2.1 From df810d1315cfb1c4b876d5145846d6ea70753141 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: JODBaer Date: Sat, 24 Apr 2021 15:27:05 +0200 Subject: Handout animation deleted --- .../reedsolomon/RS presentation/RS_handout.aux | 143 +++ .../reedsolomon/RS presentation/RS_handout.log | 1198 ++++++++++++++++++++ .../reedsolomon/RS presentation/RS_handout.nav | 85 ++ .../reedsolomon/RS presentation/RS_handout.out | 8 + .../reedsolomon/RS presentation/RS_handout.pdf | Bin 0 -> 172860 bytes .../reedsolomon/RS presentation/RS_handout.snm | 1 + .../RS presentation/RS_handout.synctex.gz | Bin 0 -> 132775 bytes .../reedsolomon/RS presentation/RS_handout.tex | 58 +- .../reedsolomon/RS presentation/RS_handout.toc | 9 + 9 files changed, 1466 insertions(+), 36 deletions(-) create mode 100644 buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS_handout.aux create mode 100644 buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS_handout.log create mode 100644 buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS_handout.nav create mode 100644 buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS_handout.out create mode 100644 buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS_handout.pdf create mode 100644 buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS_handout.snm create mode 100644 buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS_handout.synctex.gz create mode 100644 buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS_handout.toc diff --git a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS_handout.aux b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS_handout.aux new file mode 100644 index 0000000..41ccfb5 --- /dev/null +++ b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS_handout.aux @@ -0,0 +1,143 @@ +\relax +\providecommand\hyper@newdestlabel[2]{} +\providecommand\HyperFirstAtBeginDocument{\AtBeginDocument} +\HyperFirstAtBeginDocument{\ifx\hyper@anchor\@undefined +\global\let\oldcontentsline\contentsline +\gdef\contentsline#1#2#3#4{\oldcontentsline{#1}{#2}{#3}} +\global\let\oldnewlabel\newlabel +\gdef\newlabel#1#2{\newlabelxx{#1}#2} +\gdef\newlabelxx#1#2#3#4#5#6{\oldnewlabel{#1}{{#2}{#3}}} +\AtEndDocument{\ifx\hyper@anchor\@undefined +\let\contentsline\oldcontentsline +\let\newlabel\oldnewlabel +\fi} +\fi} +\global\let\hyper@last\relax +\gdef\HyperFirstAtBeginDocument#1{#1} +\providecommand*\HyPL@Entry[1]{} +\bbl@beforestart +\catcode `"\active +\HyPL@Entry{0<>} +\babel@aux{ngerman}{} +\@writefile{nav}{\headcommand {\slideentry 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{5}{Codierung eines Beispiels}{18}{0}{5}} +\@writefile{nav}{\headcommand {\beamer@sectionpages {16}{17}}} +\@writefile{nav}{\headcommand {\beamer@subsectionpages {16}{17}}} +\@writefile{nav}{\headcommand {\sectionentry {5}{Codierung eines Beispiels}{18}{Codierung eines Beispiels}{0}}} +\@writefile{nav}{\headcommand {\slideentry {5}{0}{1}{18/18}{}{0}}} +\@writefile{nav}{\headcommand {\beamer@framepages {18}{18}}} +\HyPL@Entry{18<>} +\@writefile{nav}{\headcommand {\slideentry {5}{0}{2}{19/19}{}{0}}} +\@writefile{nav}{\headcommand {\beamer@framepages {19}{19}}} +\HyPL@Entry{19<>} +\@writefile{toc}{\beamer@sectionintoc {6}{Decodierung ohne Fehler}{20}{0}{6}} +\@writefile{nav}{\headcommand {\beamer@sectionpages {18}{19}}} +\@writefile{nav}{\headcommand {\beamer@subsectionpages {18}{19}}} +\@writefile{nav}{\headcommand {\sectionentry {6}{Decodierung ohne Fehler}{20}{Decodierung ohne Fehler}{0}}} +\@writefile{nav}{\headcommand {\slideentry {6}{0}{1}{20/20}{}{0}}} 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+\@writefile{nav}{\headcommand {\beamer@documentpages {34}}} +\@writefile{nav}{\headcommand {\gdef \inserttotalframenumber {28}}} diff --git a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS_handout.log b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS_handout.log new file mode 100644 index 0000000..988a7c5 --- /dev/null +++ b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS_handout.log @@ -0,0 +1,1198 @@ +This is XeTeX, Version 3.14159265-2.6-0.999991 (TeX Live 2019/W32TeX) (preloaded format=xelatex 2019.10.25) 24 APR 2021 15:25 +entering extended mode + restricted \write18 enabled. + %&-line parsing enabled. +**RS_handout.tex +(./RS_handout.tex +LaTeX2e <2019-10-01> patch level 1 +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/beamer/beamer.cls +Document Class: beamer 2019/09/29 v3.57 A class for typesetting presentations +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/beamer/beamerbasemodes.sty +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/etoolbox/etoolbox.sty +Package: etoolbox 2019/09/21 v2.5h e-TeX tools for LaTeX 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+(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/geometry/geometry.sty +Package: geometry 2018/04/16 v5.8 Page Geometry + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/oberdiek/ifvtex.sty +Package: ifvtex 2016/05/16 v1.6 Detect VTeX and its facilities (HO) +Package ifvtex Info: VTeX not detected. +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/ifxetex/ifxetex.sty +Package: ifxetex 2010/09/12 v0.6 Provides ifxetex conditional +) +\Gm@cnth=\count105 +\Gm@cntv=\count106 +\c@Gm@tempcnt=\count107 +\Gm@bindingoffset=\dimen118 +\Gm@wd@mp=\dimen119 +\Gm@odd@mp=\dimen120 +\Gm@even@mp=\dimen121 +\Gm@layoutwidth=\dimen122 +\Gm@layoutheight=\dimen123 +\Gm@layouthoffset=\dimen124 +\Gm@layoutvoffset=\dimen125 +\Gm@dimlist=\toks15 +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/base/size11.clo +File: size11.clo 2019/08/27 v1.4j Standard LaTeX file (size option) +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/pgf/basiclayer/pgfcore.sty +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/graphics/graphicx.sty +Package: graphicx 2017/06/01 v1.1a Enhanced LaTeX Graphics (DPC,SPQR) + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/graphics/graphics.sty +Package: graphics 2019/10/08 v1.3c Standard LaTeX Graphics (DPC,SPQR) + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/graphics/trig.sty +Package: trig 2016/01/03 v1.10 sin cos tan (DPC) +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/graphics-cfg/graphics.cfg +File: graphics.cfg 2016/06/04 v1.11 sample graphics configuration +) +Package graphics Info: Driver file: xetex.def on input line 105. + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/graphics-def/xetex.def +File: xetex.def 2017/06/24 v5.0h Graphics/color driver for xetex +)) +\Gin@req@height=\dimen126 +\Gin@req@width=\dimen127 +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/pgf/systemlayer/pgfsys.sty +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/pgf/utilities/pgfrcs.sty +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/utilities/pgfutil-common.tex +\pgfutil@everybye=\toks16 +\pgfutil@tempdima=\dimen128 +\pgfutil@tempdimb=\dimen129 + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/utilities/pgfutil-common-lists.tex) +) (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/utilities/pgfutil-latex.def +\pgfutil@abb=\box36 + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/ms/everyshi.sty +Package: everyshi 2001/05/15 v3.00 EveryShipout Package (MS) +)) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/utilities/pgfrcs.code.tex +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/pgf.revision.tex) +Package: pgfrcs 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +)) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/systemlayer/pgfsys.code.tex +Package: pgfsys 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/utilities/pgfkeys.code.tex +\pgfkeys@pathtoks=\toks17 +\pgfkeys@temptoks=\toks18 + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/utilities/pgfkeysfiltered.code.tex +\pgfkeys@tmptoks=\toks19 +)) +\pgf@x=\dimen130 +\pgf@y=\dimen131 +\pgf@xa=\dimen132 +\pgf@ya=\dimen133 +\pgf@xb=\dimen134 +\pgf@yb=\dimen135 +\pgf@xc=\dimen136 +\pgf@yc=\dimen137 +\pgf@xd=\dimen138 +\pgf@yd=\dimen139 +\w@pgf@writea=\write3 +\r@pgf@reada=\read1 +\c@pgf@counta=\count108 +\c@pgf@countb=\count109 +\c@pgf@countc=\count110 +\c@pgf@countd=\count111 +\t@pgf@toka=\toks20 +\t@pgf@tokb=\toks21 +\t@pgf@tokc=\toks22 +\pgf@sys@id@count=\count112 + (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/systemlayer/pgf.cfg +File: pgf.cfg 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +) +Driver file for pgf: pgfsys-xetex.def + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/systemlayer/pgfsys-xetex.def +File: pgfsys-xetex.def 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/systemlayer/pgfsys-dvipdfmx.def +File: pgfsys-dvipdfmx.def 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/systemlayer/pgfsys-common-pdf.def +File: pgfsys-common-pdf.def 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +) +\pgfsys@objnum=\count113 +))) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/systemlayer/pgfsyssoftpath.code.tex +File: pgfsyssoftpath.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +\pgfsyssoftpath@smallbuffer@items=\count114 +\pgfsyssoftpath@bigbuffer@items=\count115 +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/systemlayer/pgfsysprotocol.code.tex +File: pgfsysprotocol.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +)) (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/xcolor/xcolor.sty +Package: xcolor 2016/05/11 v2.12 LaTeX color extensions (UK) + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/graphics-cfg/color.cfg +File: color.cfg 2016/01/02 v1.6 sample color configuration +) +Package xcolor Info: Driver file: xetex.def on input line 225. +Package xcolor Info: Model `cmy' substituted by `cmy0' on input line 1348. +Package xcolor Info: Model `RGB' extended on input line 1364. +Package xcolor Info: Model `HTML' substituted by `rgb' on input line 1366. +Package xcolor Info: Model `Hsb' substituted by `hsb' on input line 1367. +Package xcolor Info: Model `tHsb' substituted by `hsb' on input line 1368. +Package xcolor Info: Model `HSB' substituted by `hsb' on input line 1369. +Package xcolor Info: Model `Gray' substituted by `gray' on input line 1370. +Package xcolor Info: Model `wave' substituted by `hsb' on input line 1371. +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/basiclayer/pgfcore.code.tex +Package: pgfcore 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/math/pgfmath.code.tex +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/math/pgfmathcalc.code.tex +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/math/pgfmathutil.code.tex) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/math/pgfmathparser.code.tex +\pgfmath@dimen=\dimen140 +\pgfmath@count=\count116 +\pgfmath@box=\box37 +\pgfmath@toks=\toks23 +\pgfmath@stack@operand=\toks24 +\pgfmath@stack@operation=\toks25 +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/math/pgfmathfunctions.code.tex +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/math/pgfmathfunctions.basic.code.te +x) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/math/pgfmathfunctions.trigonometric +.code.tex) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/math/pgfmathfunctions.random.code.t +ex) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/math/pgfmathfunctions.comparison.co +de.tex) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/math/pgfmathfunctions.base.code.tex +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/math/pgfmathfunctions.round.code.te +x) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/math/pgfmathfunctions.misc.code.tex +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/math/pgfmathfunctions.integerarithm +etics.code.tex))) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/math/pgfmathfloat.code.tex +\c@pgfmathroundto@lastzeros=\count117 +)) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/math/pgfint.code.tex) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/basiclayer/pgfcorepoints.code.tex +File: pgfcorepoints.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +\pgf@picminx=\dimen141 +\pgf@picmaxx=\dimen142 +\pgf@picminy=\dimen143 +\pgf@picmaxy=\dimen144 +\pgf@pathminx=\dimen145 +\pgf@pathmaxx=\dimen146 +\pgf@pathminy=\dimen147 +\pgf@pathmaxy=\dimen148 +\pgf@xx=\dimen149 +\pgf@xy=\dimen150 +\pgf@yx=\dimen151 +\pgf@yy=\dimen152 +\pgf@zx=\dimen153 +\pgf@zy=\dimen154 +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/basiclayer/pgfcorepathconstruct.cod +e.tex +File: pgfcorepathconstruct.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +\pgf@path@lastx=\dimen155 +\pgf@path@lasty=\dimen156 +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/basiclayer/pgfcorepathusage.code.te +x +File: pgfcorepathusage.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +\pgf@shorten@end@additional=\dimen157 +\pgf@shorten@start@additional=\dimen158 +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/basiclayer/pgfcorescopes.code.tex +File: pgfcorescopes.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +\pgfpic=\box38 +\pgf@hbox=\box39 +\pgf@layerbox@main=\box40 +\pgf@picture@serial@count=\count118 +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/basiclayer/pgfcoregraphicstate.code +.tex +File: pgfcoregraphicstate.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +\pgflinewidth=\dimen159 +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/basiclayer/pgfcoretransformations.c +ode.tex +File: pgfcoretransformations.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +\pgf@pt@x=\dimen160 +\pgf@pt@y=\dimen161 +\pgf@pt@temp=\dimen162 +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/basiclayer/pgfcorequick.code.tex +File: pgfcorequick.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/basiclayer/pgfcoreobjects.code.tex +File: pgfcoreobjects.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/basiclayer/pgfcorepathprocessing.co +de.tex +File: pgfcorepathprocessing.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/basiclayer/pgfcorearrows.code.tex +File: pgfcorearrows.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +\pgfarrowsep=\dimen163 +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/basiclayer/pgfcoreshade.code.tex +File: pgfcoreshade.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +\pgf@max=\dimen164 +\pgf@sys@shading@range@num=\count119 +\pgf@shadingcount=\count120 +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/basiclayer/pgfcoreimage.code.tex +File: pgfcoreimage.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/basiclayer/pgfcoreexternal.code.tex +File: pgfcoreexternal.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +\pgfexternal@startupbox=\box41 +)) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/basiclayer/pgfcorelayers.code.tex +File: pgfcorelayers.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/basiclayer/pgfcoretransparency.code +.tex +File: pgfcoretransparency.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/basiclayer/pgfcorepatterns.code.tex +File: pgfcorepatterns.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +) (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/basiclayer/pgfcorerdf.code.tex +File: pgfcorerdf.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +))) (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/pgf/utilities/xxcolor.sty +Package: xxcolor 2003/10/24 ver 0.1 +\XC@nummixins=\count121 +\XC@countmixins=\count122 +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/oberdiek/atbegshi.sty +Package: atbegshi 2016/06/09 v1.18 At begin shipout hook (HO) + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/oberdiek/infwarerr.sty +Package: infwarerr 2016/05/16 v1.4 Providing info/warning/error messages (HO) +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/oberdiek/ltxcmds.sty +Package: ltxcmds 2016/05/16 v1.23 LaTeX kernel commands for general use (HO) +)) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/hyperref/hyperref.sty +Package: hyperref 2019/09/28 v7.00a Hypertext links for LaTeX + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/oberdiek/hobsub-hyperref.sty +Package: hobsub-hyperref 2016/05/16 v1.14 Bundle oberdiek, subset hyperref (HO) + + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/oberdiek/hobsub-generic.sty +Package: hobsub-generic 2016/05/16 v1.14 Bundle oberdiek, subset generic (HO) +Package: hobsub 2016/05/16 v1.14 Construct package bundles (HO) +Package hobsub Info: Skipping package `infwarerr' (already loaded). +Package hobsub Info: Skipping package `ltxcmds' (already loaded). +Package: ifluatex 2016/05/16 v1.4 Provides the ifluatex switch (HO) +Package ifluatex Info: LuaTeX not detected. +Package hobsub Info: Skipping package `ifvtex' (already loaded). +Package: intcalc 2016/05/16 v1.2 Expandable calculations with integers (HO) +Package hobsub Info: Skipping package `ifpdf' (already loaded). +Package: etexcmds 2016/05/16 v1.6 Avoid name clashes with e-TeX commands (HO) +Package: kvsetkeys 2016/05/16 v1.17 Key value parser (HO) +Package: kvdefinekeys 2016/05/16 v1.4 Define keys (HO) +Package: pdftexcmds 2019/07/25 v0.30 Utility functions of pdfTeX for LuaTeX (HO +) +Package pdftexcmds Info: LuaTeX not detected. +Package pdftexcmds Info: pdfTeX >= 1.30 not detected. +Package pdftexcmds Info: \pdf@primitive is available. +Package pdftexcmds Info: \pdf@ifprimitive is available. +Package pdftexcmds Info: \pdfdraftmode not found. +Package: pdfescape 2016/05/16 v1.14 Implements pdfTeX's escape features (HO) +Package: bigintcalc 2016/05/16 v1.4 Expandable calculations on big integers (HO +) +Package: bitset 2016/05/16 v1.2 Handle bit-vector datatype (HO) +Package: uniquecounter 2016/05/16 v1.3 Provide unlimited unique counter (HO) +) +Package hobsub Info: Skipping package `hobsub' (already loaded). +Package: letltxmacro 2016/05/16 v1.5 Let assignment for LaTeX macros (HO) +Package: hopatch 2016/05/16 v1.3 Wrapper for package hooks (HO) +Package: xcolor-patch 2016/05/16 xcolor patch +Package: atveryend 2016/05/16 v1.9 Hooks at the very end of document (HO) +Package hobsub Info: Skipping package `atbegshi' (already loaded). +Package: refcount 2016/05/16 v3.5 Data extraction from label references (HO) +Package: hycolor 2016/05/16 v1.8 Color options for hyperref/bookmark (HO) +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/oberdiek/auxhook.sty +Package: auxhook 2016/05/16 v1.4 Hooks for auxiliary files (HO) +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/oberdiek/kvoptions.sty +Package: kvoptions 2016/05/16 v3.12 Key value format for package options (HO) +) +\@linkdim=\dimen165 +\Hy@linkcounter=\count123 +\Hy@pagecounter=\count124 + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/hyperref/pd1enc.def +File: pd1enc.def 2019/09/28 v7.00a Hyperref: PDFDocEncoding definition (HO) +) +\Hy@SavedSpaceFactor=\count125 + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/latexconfig/hyperref.cfg +File: hyperref.cfg 2002/06/06 v1.2 hyperref configuration of TeXLive +) +Package hyperref Info: Option `bookmarks' set `true' on input line 4414. +Package hyperref Info: Option `bookmarksopen' set `true' on input line 4414. +Package hyperref Info: Option `implicit' set `false' on input line 4414. +Package hyperref Info: Hyper figures OFF on input line 4540. +Package hyperref Info: Link nesting OFF on input line 4545. +Package hyperref Info: Hyper index ON on input line 4548. +Package hyperref Info: Plain pages OFF on input line 4555. +Package hyperref Info: Backreferencing OFF on input line 4560. +Package hyperref Info: Implicit mode OFF; no redefinition of LaTeX internals. +Package hyperref Info: Bookmarks ON on input line 4793. +\c@Hy@tempcnt=\count126 + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/url/url.sty +\Urlmuskip=\muskip10 +Package: url 2013/09/16 ver 3.4 Verb mode for urls, etc. +) +LaTeX Info: Redefining \url on input line 5152. +\XeTeXLinkMargin=\dimen166 +\Fld@menulength=\count127 +\Field@Width=\dimen167 +\Fld@charsize=\dimen168 +Package hyperref Info: Hyper figures OFF on input line 6423. +Package hyperref Info: Link nesting OFF on input line 6428. +Package hyperref Info: Hyper index ON on input line 6431. +Package hyperref Info: backreferencing OFF on input line 6438. +Package hyperref Info: Link coloring OFF on input line 6443. +Package hyperref Info: Link coloring with OCG OFF on input line 6448. +Package hyperref Info: PDF/A mode OFF on input line 6453. +LaTeX Info: Redefining \ref on input line 6493. +LaTeX Info: Redefining \pageref on input line 6497. +\Hy@abspage=\count128 + + +Package hyperref Message: Stopped early. + +) +Package hyperref Info: Driver (autodetected): hxetex. + (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/hyperref/hxetex.def +File: hxetex.def 2019/09/28 v7.00a Hyperref driver for XeTeX + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/hyperref/puenc.def +File: puenc.def 2019/09/28 v7.00a Hyperref: PDF Unicode definition (HO) +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/oberdiek/stringenc.sty +Package: stringenc 2016/05/16 v1.11 Convert strings between diff. encodings (HO +) +) +\pdfm@box=\box42 +\c@Hy@AnnotLevel=\count129 +\HyField@AnnotCount=\count130 +\Fld@listcount=\count131 +\c@bookmark@seq@number=\count132 + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/oberdiek/rerunfilecheck.sty +Package: rerunfilecheck 2016/05/16 v1.8 Rerun checks for auxiliary files (HO) +Package uniquecounter Info: New unique counter `rerunfilecheck' on input line 2 +82. +)) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/oberdiek/se-ascii-print.def +File: se-ascii-print.def 2016/05/16 v1.11 stringenc: Printable ASCII characters + +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/beamer/beamerbaserequires.sty +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/beamer/beamerbasecompatibility.sty) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/beamer/beamerbasefont.sty +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/amsfonts/amssymb.sty +Package: amssymb 2013/01/14 v3.01 AMS font symbols + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/amsfonts/amsfonts.sty +Package: amsfonts 2013/01/14 v3.01 Basic AMSFonts support +\@emptytoks=\toks26 +\symAMSa=\mathgroup4 +\symAMSb=\mathgroup5 +LaTeX Font Info: Redeclaring math symbol \hbar on input line 98. +LaTeX Font Info: Overwriting math alphabet `\mathfrak' in version `bold' +(Font) U/euf/m/n --> U/euf/b/n on input line 106. +)) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/sansmathaccent/sansmathaccent.sty +Package: sansmathaccent 2013/03/28 + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/filehook/filehook.sty +Package: filehook 2019/10/03 v0.6 Hooks for input files +))) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/beamer/beamerbasetranslator.sty +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/translator/translator.sty +Package: translator 2019-05-31 v1.12a Easy translation of strings in LaTeX +)) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/beamer/beamerbasemisc.sty) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/beamer/beamerbasetwoscreens.sty) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/beamer/beamerbaseoverlay.sty +\beamer@argscount=\count133 +\beamer@lastskipcover=\skip44 +\beamer@trivlistdepth=\count134 +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/beamer/beamerbasetitle.sty) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/beamer/beamerbasesection.sty +\c@lecture=\count135 +\c@part=\count136 +\c@section=\count137 +\c@subsection=\count138 +\c@subsubsection=\count139 +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/beamer/beamerbaseframe.sty +\beamer@framebox=\box43 +\beamer@frametitlebox=\box44 +\beamer@zoombox=\box45 +\beamer@zoomcount=\count140 +\beamer@zoomframecount=\count141 +\beamer@frametextheight=\dimen169 +\c@subsectionslide=\count142 +\beamer@frametopskip=\skip45 +\beamer@framebottomskip=\skip46 +\beamer@frametopskipautobreak=\skip47 +\beamer@framebottomskipautobreak=\skip48 +\beamer@envbody=\toks27 +\framewidth=\dimen170 +\c@framenumber=\count143 +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/beamer/beamerbaseverbatim.sty +\beamer@verbatimfileout=\write4 +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/beamer/beamerbaseframesize.sty +\beamer@splitbox=\box46 +\beamer@autobreakcount=\count144 +\beamer@autobreaklastheight=\dimen171 +\beamer@frametitletoks=\toks28 +\beamer@framesubtitletoks=\toks29 +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/beamer/beamerbaseframecomponents.sty +\beamer@footins=\box47 +) 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+\abovecaptionskip=\skip49 +\belowcaptionskip=\skip50 +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/beamer/beamerbasenavigation.sty +\beamer@section@min@dim=\dimen177 +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/beamer/beamerbasetheorems.sty +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/amsmath/amsmath.sty +Package: amsmath 2019/04/01 v2.17c AMS math features +\@mathmargin=\skip51 + +For additional information on amsmath, use the `?' option. +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/amsmath/amstext.sty +Package: amstext 2000/06/29 v2.01 AMS text + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/amsmath/amsgen.sty +File: amsgen.sty 1999/11/30 v2.0 generic functions +\@emptytoks=\toks32 +\ex@=\dimen178 +)) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/amsmath/amsbsy.sty +Package: amsbsy 1999/11/29 v1.2d Bold Symbols +\pmbraise@=\dimen179 +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/amsmath/amsopn.sty +Package: amsopn 2016/03/08 v2.02 operator names +) +\inf@bad=\count147 +LaTeX Info: Redefining \frac on input line 227. +\uproot@=\count148 +\leftroot@=\count149 +LaTeX Info: Redefining \overline on input line 389. +\classnum@=\count150 +\DOTSCASE@=\count151 +LaTeX Info: Redefining \ldots on input line 486. +LaTeX Info: Redefining \dots on input line 489. +LaTeX Info: Redefining \cdots on input line 610. +\Mathstrutbox@=\box54 +\strutbox@=\box55 +\big@size=\dimen180 +LaTeX Font Info: Redeclaring font encoding OML on input line 733. +LaTeX Font Info: Redeclaring font encoding OMS on input line 734. +\macc@depth=\count152 +\c@MaxMatrixCols=\count153 +\dotsspace@=\muskip11 +\c@parentequation=\count154 +\dspbrk@lvl=\count155 +\tag@help=\toks33 +\row@=\count156 +\column@=\count157 +\maxfields@=\count158 +\andhelp@=\toks34 +\eqnshift@=\dimen181 +\alignsep@=\dimen182 +\tagshift@=\dimen183 +\tagwidth@=\dimen184 +\totwidth@=\dimen185 +\lineht@=\dimen186 +\@envbody=\toks35 +\multlinegap=\skip52 +\multlinetaggap=\skip53 +\mathdisplay@stack=\toks36 +LaTeX Info: Redefining \[ on input line 2855. +LaTeX Info: Redefining \] on input line 2856. +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/amscls/amsthm.sty +Package: amsthm 2017/10/31 v2.20.4 +\thm@style=\toks37 +\thm@bodyfont=\toks38 +\thm@headfont=\toks39 +\thm@notefont=\toks40 +\thm@headpunct=\toks41 +\thm@preskip=\skip54 +\thm@postskip=\skip55 +\thm@headsep=\skip56 +\dth@everypar=\toks42 +) +\c@theorem=\count159 +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/beamer/beamerbasethemes.sty)) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/beamer/beamerthemedefault.sty +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/beamer/beamerfontthemedefault.sty) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/beamer/beamercolorthemedefault.sty) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/beamer/beamerinnerthemedefault.sty +\beamer@dima=\dimen187 +\beamer@dimb=\dimen188 +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/beamer/beamerouterthemedefault.sty))) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/base/inputenc.sty +Package: inputenc 2018/08/11 v1.3c Input encoding file +\inpenc@prehook=\toks43 +\inpenc@posthook=\toks44 + + +Package inputenc Warning: inputenc package ignored with utf8 based engines. + +) (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/base/fontenc.sty +Package: fontenc 2018/08/11 v2.0j Standard LaTeX package + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/base/t1enc.def +File: t1enc.def 2018/08/11 v2.0j Standard LaTeX file +LaTeX Font Info: Redeclaring font encoding T1 on input line 48. +) +LaTeX Font Info: Trying to load font information for T1+lmss on input line 1 +05. + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/lm/t1lmss.fd +File: t1lmss.fd 2009/10/30 v1.6 Font defs for Latin Modern +)) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/lm/lmodern.sty +Package: lmodern 2009/10/30 v1.6 Latin Modern Fonts +LaTeX Font Info: Overwriting symbol font `operators' in version `normal' +(Font) OT1/cmr/m/n --> OT1/lmr/m/n on input line 22. +LaTeX Font Info: Overwriting symbol font `letters' in version `normal' +(Font) OML/cmm/m/it --> OML/lmm/m/it on input line 23. +LaTeX Font Info: Overwriting symbol font `symbols' in version `normal' +(Font) OMS/cmsy/m/n --> OMS/lmsy/m/n on input line 24. +LaTeX Font Info: Overwriting symbol font `largesymbols' in version `normal' +(Font) OMX/cmex/m/n --> OMX/lmex/m/n on input line 25. +LaTeX Font Info: Overwriting symbol font `operators' in version `bold' +(Font) OT1/cmr/bx/n --> OT1/lmr/bx/n on input line 26. +LaTeX Font Info: Overwriting symbol font `letters' in version `bold' +(Font) OML/cmm/b/it --> OML/lmm/b/it on input line 27. +LaTeX Font Info: Overwriting symbol font `symbols' in version `bold' +(Font) OMS/cmsy/b/n --> OMS/lmsy/b/n on input line 28. +LaTeX Font Info: Overwriting symbol font `largesymbols' in version `bold' +(Font) OMX/cmex/m/n --> OMX/lmex/m/n on input line 29. +LaTeX Font Info: Overwriting math alphabet `\mathbf' in version `normal' +(Font) OT1/cmr/bx/n --> OT1/lmr/bx/n on input line 31. +LaTeX Font Info: Overwriting math alphabet `\mathsf' in version `normal' +(Font) OT1/cmss/m/n --> OT1/lmss/m/n on input line 32. +LaTeX Font Info: Overwriting math alphabet `\mathit' in version `normal' +(Font) OT1/cmr/m/it --> OT1/lmr/m/it on input line 33. +LaTeX Font Info: Overwriting math alphabet `\mathtt' in version `normal' +(Font) OT1/cmtt/m/n --> OT1/lmtt/m/n on input line 34. +LaTeX Font Info: Overwriting math alphabet `\mathbf' in version `bold' +(Font) OT1/cmr/bx/n --> OT1/lmr/bx/n on input line 35. +LaTeX Font Info: Overwriting math alphabet `\mathsf' in version `bold' +(Font) OT1/cmss/bx/n --> OT1/lmss/bx/n on input line 36. +LaTeX Font Info: Overwriting math alphabet `\mathit' in version `bold' +(Font) OT1/cmr/bx/it --> OT1/lmr/bx/it on input line 37. +LaTeX Font Info: Overwriting math alphabet `\mathtt' in version `bold' +(Font) OT1/cmtt/m/n --> OT1/lmtt/m/n on input line 38. +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/babel/babel.sty +Package: babel 2019/10/15 3.35 The Babel package + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/babel/switch.def +File: switch.def 2019/10/15 3.35 Babel switching mechanism +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/babel-german/ngerman.ldf +Language: ngerman 2018/12/08 v2.11 German support for babel (post-1996 orthogra +phy) + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/babel-german/ngermanb.ldf +Language: ngermanb 2018/12/08 v2.11 German support for babel (post-1996 orthogr +aphy) + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/babel/babel.def +File: babel.def 2019/10/15 3.35 Babel common definitions +\babel@savecnt=\count160 +\U@D=\dimen189 + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/babel/xebabel.def +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/babel/txtbabel.def)) +LaTeX Info: Redefining \textlatin on input line 2185. +\bbl@dirlevel=\count161 +) +Package babel Info: Making " an active character on input line 121. +))) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/pgf/frontendlayer/tikz.sty +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/pgf/basiclayer/pgf.sty +Package: pgf 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/modules/pgfmoduleshapes.code.tex +File: pgfmoduleshapes.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +\pgfnodeparttextbox=\box56 +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/modules/pgfmoduleplot.code.tex +File: pgfmoduleplot.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/pgf/compatibility/pgfcomp-version-0-65.st +y +Package: pgfcomp-version-0-65 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +\pgf@nodesepstart=\dimen190 +\pgf@nodesepend=\dimen191 +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/pgf/compatibility/pgfcomp-version-1-18.st +y +Package: pgfcomp-version-1-18 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +)) (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/pgf/utilities/pgffor.sty +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/pgf/utilities/pgfkeys.sty +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/utilities/pgfkeys.code.tex)) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/pgf/math/pgfmath.sty +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/math/pgfmath.code.tex)) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/utilities/pgffor.code.tex +Package: pgffor 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/math/pgfmath.code.tex) +\pgffor@iter=\dimen192 +\pgffor@skip=\dimen193 +\pgffor@stack=\toks45 +\pgffor@toks=\toks46 +)) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/frontendlayer/tikz/tikz.code.tex +Package: tikz 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/libraries/pgflibraryplothandlers.co +de.tex +File: pgflibraryplothandlers.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +\pgf@plot@mark@count=\count162 +\pgfplotmarksize=\dimen194 +) +\tikz@lastx=\dimen195 +\tikz@lasty=\dimen196 +\tikz@lastxsaved=\dimen197 +\tikz@lastysaved=\dimen198 +\tikz@lastmovetox=\dimen199 +\tikz@lastmovetoy=\dimen256 +\tikzleveldistance=\dimen257 +\tikzsiblingdistance=\dimen258 +\tikz@figbox=\box57 +\tikz@figbox@bg=\box58 +\tikz@tempbox=\box59 +\tikz@tempbox@bg=\box60 +\tikztreelevel=\count163 +\tikznumberofchildren=\count164 +\tikznumberofcurrentchild=\count165 +\tikz@fig@count=\count166 + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/modules/pgfmodulematrix.code.tex +File: pgfmodulematrix.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +\pgfmatrixcurrentrow=\count167 +\pgfmatrixcurrentcolumn=\count168 +\pgf@matrix@numberofcolumns=\count169 +) +\tikz@expandcount=\count170 + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/pgf/frontendlayer/tikz/libraries/tikzli +brarytopaths.code.tex +File: tikzlibrarytopaths.code.tex 2019/08/03 v3.1.4b (3.1.4b) +))) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/beamer/beamerthemeHannover.sty +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/beamer/beamerouterthemesidebar.sty +\beamer@sidebarwidth=\dimen259 +\beamer@headheight=\dimen260 +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/beamer/beamercolorthemeseahorse.sty) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/beamer/beamerinnerthemecircles.sty)) +(./RS_handout.aux) +\openout1 = `RS_handout.aux'. + +LaTeX Font Info: Checking defaults for OML/cmm/m/it on input line 9. +LaTeX Font Info: ... okay on input line 9. +LaTeX Font Info: Checking defaults for T1/cmr/m/n on input line 9. +LaTeX Font Info: ... okay on input line 9. +LaTeX Font Info: Checking defaults for OT1/cmr/m/n on input line 9. +LaTeX Font Info: ... okay on input line 9. +LaTeX Font Info: Checking defaults for OMS/cmsy/m/n on input line 9. +LaTeX Font Info: ... okay on input line 9. +LaTeX Font Info: Checking defaults for TU/lmr/m/n on input line 9. +LaTeX Font Info: ... okay on input line 9. +LaTeX Font Info: Checking defaults for OMX/cmex/m/n on input line 9. +LaTeX Font Info: ... okay on input line 9. +LaTeX Font Info: Checking defaults for U/cmr/m/n on input line 9. +LaTeX Font Info: ... okay on input line 9. +LaTeX Font Info: Checking defaults for PD1/pdf/m/n on input line 9. +LaTeX Font Info: ... okay on input line 9. +LaTeX Font Info: Checking defaults for PU/pdf/m/n on input line 9. +LaTeX Font Info: ... okay on input line 9. + +*geometry* driver: auto-detecting +*geometry* detected driver: xetex +*geometry* verbose mode - [ preamble ] result: +* driver: xetex +* paper: custom +* layout: +* layoutoffset:(h,v)=(0.0pt,0.0pt) +* modes: includehead includefoot +* h-part:(L,W,R)=(59.22636pt, 381.79135pt, 14.22636pt) +* v-part:(T,H,B)=(0.0pt, 256.0748pt, 0.0pt) +* \paperwidth=455.24408pt +* \paperheight=256.0748pt +* \textwidth=381.79135pt +* \textheight=227.62207pt +* \oddsidemargin=-13.04362pt +* \evensidemargin=-13.04362pt +* \topmargin=-72.26999pt +* \headheight=14.22636pt +* \headsep=0.0pt +* \topskip=11.0pt +* \footskip=14.22636pt +* \marginparwidth=4.0pt +* \marginparsep=10.0pt +* \columnsep=10.0pt +* \skip\footins=10.0pt plus 4.0pt minus 2.0pt +* \hoffset=0.0pt +* \voffset=0.0pt +* \mag=1000 +* \@twocolumnfalse +* \@twosidefalse +* \@mparswitchfalse +* \@reversemarginfalse +* (1in=72.27pt=25.4mm, 1cm=28.453pt) + +ABD: EveryShipout initializing macros +\AtBeginShipoutBox=\box61 +Package hyperref Info: Link coloring OFF on input line 9. + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/hyperref/nameref.sty +Package: nameref 2019/09/16 v2.46 Cross-referencing by name of section + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/generic/oberdiek/gettitlestring.sty +Package: gettitlestring 2016/05/16 v1.5 Cleanup title references (HO) +) +\c@section@level=\count171 +) +LaTeX Info: Redefining \ref on input line 9. +LaTeX Info: Redefining \pageref on input line 9. +LaTeX Info: Redefining \nameref on input line 9. + +(./RS_handout.out) (./RS_handout.out) +\@outlinefile=\write5 +\openout5 = `RS_handout.out'. + +LaTeX Font Info: Overwriting symbol font `operators' in version `normal' +(Font) OT1/lmr/m/n --> OT1/cmss/m/n on input line 9. +LaTeX Font Info: Overwriting symbol font `operators' in version `bold' +(Font) OT1/lmr/bx/n --> OT1/cmss/bx/n on input line 9. +LaTeX Font Info: Overwriting symbol font `operators' in version `normal' +(Font) OT1/cmss/m/n --> OT1/lmss/m/n on input line 9. +LaTeX Font Info: Overwriting symbol font `operators' in version `bold' +(Font) OT1/cmss/bx/n --> OT1/lmss/bx/n on input line 9. +\symnumbers=\mathgroup6 +\sympureletters=\mathgroup7 +LaTeX Font Info: Overwriting math alphabet `\mathrm' in version `normal' +(Font) OT1/lmss/m/n --> T1/lmr/m/n on input line 9. +LaTeX Font Info: Redeclaring math alphabet \mathbf on input line 9. +LaTeX Font Info: Overwriting math alphabet `\mathbf' in version `normal' +(Font) OT1/lmr/bx/n --> T1/lmss/bx/n on input line 9. +LaTeX Font Info: Overwriting math alphabet `\mathbf' in version `bold' +(Font) OT1/lmr/bx/n --> T1/lmss/bx/n on input line 9. +LaTeX Font Info: Redeclaring math alphabet \mathsf on input line 9. +LaTeX Font Info: Overwriting math alphabet `\mathsf' in version `normal' +(Font) OT1/lmss/m/n --> T1/lmss/m/n on input line 9. +LaTeX Font Info: Overwriting math alphabet `\mathsf' in version `bold' +(Font) OT1/lmss/bx/n --> T1/lmss/m/n on input line 9. +LaTeX Font Info: Redeclaring math alphabet \mathit on input line 9. +LaTeX Font Info: Overwriting math alphabet `\mathit' in version `normal' +(Font) OT1/lmr/m/it --> T1/lmss/m/it on input line 9. +LaTeX Font Info: Overwriting math alphabet `\mathit' in version `bold' +(Font) OT1/lmr/bx/it --> T1/lmss/m/it on input line 9. +LaTeX Font Info: Redeclaring math alphabet \mathtt on input line 9. +LaTeX Font Info: Overwriting math alphabet `\mathtt' in version `normal' +(Font) OT1/lmtt/m/n --> T1/lmtt/m/n on input line 9. +LaTeX Font Info: Overwriting math alphabet `\mathtt' in version `bold' +(Font) OT1/lmtt/m/n --> T1/lmtt/m/n on input line 9. +LaTeX Font Info: Overwriting symbol font `numbers' in version `bold' +(Font) T1/lmss/m/n --> T1/lmss/bx/n on input line 9. +LaTeX Font Info: Overwriting symbol font `pureletters' in version `bold' +(Font) T1/lmss/m/it --> T1/lmss/bx/it on input line 9. +LaTeX Font Info: Overwriting math alphabet `\mathrm' in version `bold' +(Font) OT1/lmss/bx/n --> T1/lmr/bx/n on input line 9. +LaTeX Font Info: Overwriting math alphabet `\mathbf' in version `bold' +(Font) T1/lmss/bx/n --> T1/lmss/bx/n on input line 9. +LaTeX Font Info: Overwriting math alphabet `\mathsf' in version `bold' +(Font) T1/lmss/m/n --> T1/lmss/bx/n on input line 9. +LaTeX Font Info: Overwriting math alphabet `\mathit' in version `bold' +(Font) T1/lmss/m/it --> T1/lmss/bx/it on input line 9. +LaTeX Font Info: Overwriting math alphabet `\mathtt' in version `bold' +(Font) T1/lmtt/m/n --> T1/lmtt/bx/n on input line 9. + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/translator/translator-basic-dictionary-En +glish.dict +Dictionary: translator-basic-dictionary, Language: English +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/translator/translator-bibliography-dictio +nary-English.dict +Dictionary: translator-bibliography-dictionary, Language: English +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/translator/translator-environment-diction +ary-English.dict +Dictionary: translator-environment-dictionary, Language: English +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/translator/translator-months-dictionary-E +nglish.dict +Dictionary: translator-months-dictionary, Language: English +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/translator/translator-numbers-dictionary- +English.dict +Dictionary: translator-numbers-dictionary, Language: English +) +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/translator/translator-theorem-dictionary- +English.dict +Dictionary: translator-theorem-dictionary, Language: English +) (./RS_handout.nav) + +Package hyperref Warning: Option `pdfauthor' has already been used, +(hyperref) setting the option has no effect on input line 10. + + +Package hyperref Warning: Option `pdfsubject' has already been used, +(hyperref) setting the option has no effect on input line 16. + +[1 + +] +LaTeX Font Info: Trying to load font information for OT1+lmss on input line +32. + (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/lm/ot1lmss.fd +File: ot1lmss.fd 2009/10/30 v1.6 Font defs for Latin Modern +) +LaTeX Font Info: Trying to load font information for OML+lmm on input line 3 +2. + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/lm/omllmm.fd +File: omllmm.fd 2009/10/30 v1.6 Font defs for Latin Modern +) +LaTeX Font Info: Trying to load font information for OMS+lmsy on input line +32. + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/lm/omslmsy.fd +File: omslmsy.fd 2009/10/30 v1.6 Font defs for Latin Modern +) +LaTeX Font Info: Trying to load font information for OMX+lmex on input line +32. + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/lm/omxlmex.fd +File: omxlmex.fd 2009/10/30 v1.6 Font defs for Latin Modern +) +LaTeX Font Info: External font `lmex10' loaded for size +(Font) <10.95> on input line 32. +LaTeX Font Info: External font `lmex10' loaded for size +(Font) <8> on input line 32. +LaTeX Font Info: External font `lmex10' loaded for size +(Font) <6> on input line 32. +LaTeX Font Info: Trying to load font information for U+msa on input line 32. + + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/amsfonts/umsa.fd +File: umsa.fd 2013/01/14 v3.01 AMS symbols A +) +LaTeX Font Info: Trying to load font information for U+msb on input line 32. + + +(c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/amsfonts/umsb.fd +File: umsb.fd 2013/01/14 v3.01 AMS symbols B +) +LaTeX Font Info: Font shape `T1/lmss/m/it' in size <10.95> not available +(Font) Font shape `T1/lmss/m/sl' tried instead on input line 32. +LaTeX Font Info: Font shape `T1/lmss/m/it' in size <8> not available +(Font) Font shape `T1/lmss/m/sl' tried instead on input line 32. +LaTeX Font Info: Font shape `T1/lmss/m/it' in size <6> not available +(Font) Font shape `T1/lmss/m/sl' tried instead on input line 32. + [2 + +] +File: images/polynom2.pdf Graphic file (type pdf) + + [3 + +] [4 + +] [5 + +] +File: images/fig1.pdf Graphic file (type pdf) + + +Overfull \vbox (14.63716pt too high) detected at line 111 + [] + +[6 + +] +File: images/fig2.pdf Graphic file (type pdf) + + +Overfull \vbox (14.63716pt too high) detected at line 111 + [] + +[7 + +] +File: images/fig3.pdf Graphic file (type pdf) + + +Overfull \vbox (14.63716pt too high) detected at line 111 + [] + +[8 + +] +File: images/fig4.pdf Graphic file (type pdf) + + +Overfull \vbox (14.63716pt too high) detected at line 111 + [] + +[9 + +] +File: images/fig5.pdf Graphic file (type pdf) + + +Overfull \vbox (14.63716pt too high) detected at line 111 + [] + +[10 + +] +File: images/fig6.pdf Graphic file (type pdf) + + +Overfull \vbox (14.63716pt too high) detected at line 111 + [] + +[11 + +] +File: images/fig7.pdf Graphic file (type pdf) + + +Overfull \vbox (14.63716pt too high) detected at line 111 + [] + +[12 + +] [13 + +] [14 + +] [15 + +] [16 + +] [17 + +] +LaTeX Font Info: Trying to load font information for T1+lmr on input line 28 +6. + (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/lm/t1lmr.fd +File: t1lmr.fd 2009/10/30 v1.6 Font defs for Latin Modern +) [18 + +] [19 + +] +LaTeX Font Info: Trying to load font information for U+euf on input line 368 +. + (c:/texlive/2019/texmf-dist/tex/latex/amsfonts/ueuf.fd +File: ueuf.fd 2013/01/14 v3.01 Euler Fraktur +) [20 + +] +[21 + +] [22 + +] [23 + +] [24 + +] [25 + +] +LaTeX Font Info: External font `lmex10' loaded for size +(Font) <14.4> on input line 618. +LaTeX Font Info: External font `lmex10' loaded for size +(Font) <10> on input line 618. +LaTeX Font Info: External font `lmex10' loaded for size +(Font) <7> on input line 618. +LaTeX Font Info: Font shape `T1/lmss/m/it' in size <14.4> not available +(Font) Font shape `T1/lmss/m/sl' tried instead on input line 618. +LaTeX Font Info: Font shape `T1/lmss/m/it' in size <10> not available +(Font) Font shape `T1/lmss/m/sl' tried instead on input line 618. +LaTeX Font Info: Font shape `T1/lmss/m/it' in size <7> not available +(Font) Font shape `T1/lmss/m/sl' tried instead on input line 618. + [26 + +] +Overfull \hbox (2.91844pt too wide) detected at line 653 +[] + [] + +[27 + +] [28 + +] [29 + +] [30 + +] [31 + +] [32 + +] [33 + +] [34 + +] +\tf@nav=\write6 +\openout6 = `RS_handout.nav'. + +\tf@toc=\write7 +\openout7 = `RS_handout.toc'. + +\tf@snm=\write8 +\openout8 = `RS_handout.snm'. + +Package atveryend Info: Empty hook `BeforeClearDocument' on input line 907. +Package atveryend Info: Empty hook `AfterLastShipout' on input line 907. + (./RS_handout.aux) +Package atveryend Info: Empty hook `AtVeryEndDocument' on input line 907. +Package atveryend Info: Executing hook `AtEndAfterFileList' on input line 907. +Package rerunfilecheck Info: File `RS_handout.out' has not changed. +(rerunfilecheck) Checksum: CBEDF1F633104E8EE4EB074E401487DA. + ) +Here is how much of TeX's memory you used: + 24519 strings out of 492483 + 453771 string characters out of 6132858 + 551669 words of memory out of 5000000 + 28480 multiletter control sequences out of 15000+600000 + 82614 words of font info for 73 fonts, out of 8000000 for 9000 + 1348 hyphenation exceptions out of 8191 + 58i,15n,61p,804b,549s stack positions out of 5000i,500n,10000p,200000b,80000s + +Output written on RS_handout.pdf (34 pages). diff --git a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS_handout.nav b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS_handout.nav new file mode 100644 index 0000000..b6e8a36 --- /dev/null +++ b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS_handout.nav @@ -0,0 +1,85 @@ +\headcommand {\slideentry {0}{0}{1}{1/1}{}{0}} +\headcommand {\beamer@framepages {1}{1}} +\headcommand {\beamer@sectionpages {1}{1}} +\headcommand {\beamer@subsectionpages {1}{1}} +\headcommand {\sectionentry {1}{Einführung}{2}{Einführung}{0}} +\headcommand {\slideentry {1}{0}{1}{2/2}{}{0}} +\headcommand {\beamer@framepages {2}{2}} +\headcommand {\beamer@sectionpages {2}{2}} +\headcommand {\beamer@subsectionpages {2}{2}} +\headcommand {\sectionentry {2}{Polynom Ansatz}{3}{Polynom Ansatz}{0}} +\headcommand {\slideentry {2}{0}{1}{3/3}{}{0}} +\headcommand {\beamer@framepages {3}{3}} +\headcommand {\slideentry {2}{0}{2}{4/4}{}{0}} +\headcommand 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[2][]{Outline0.2}{Polynom\040Ansatz}{}% 2 +\BOOKMARK [2][]{Outline0.3}{Diskrete\040Fourier\040Transformation}{}% 3 +\BOOKMARK [2][]{Outline0.4}{Reed-Solomon in Endlichen Körpern}{}% 4 +\BOOKMARK [2][]{Outline0.5}{Codierung\040eines\040Beispiels}{}% 5 +\BOOKMARK [2][]{Outline0.6}{Decodierung\040ohne\040Fehler}{}% 6 +\BOOKMARK [2][]{Outline0.7}{Decodierung\040mit\040Fehler}{}% 7 +\BOOKMARK [2][]{Outline0.8}{Nachricht\040Rekonstruieren}{}% 8 diff --git a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS_handout.pdf b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS_handout.pdf new file mode 100644 index 0000000..382049d Binary files /dev/null and b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS_handout.pdf differ diff --git a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS_handout.snm b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS_handout.snm new file mode 100644 index 0000000..1796304 --- /dev/null +++ b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS_handout.snm @@ -0,0 +1 @@ +\beamer@slide {ft_discrete}{13} diff --git a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS_handout.synctex.gz b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS_handout.synctex.gz new file mode 100644 index 0000000..c28a28a Binary files /dev/null and b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS_handout.synctex.gz differ diff --git a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS_handout.tex b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS_handout.tex index 863b3a2..1cbb6ef 100644 --- a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS_handout.tex +++ b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS_handout.tex @@ -25,38 +25,29 @@ \begin{frame} \frametitle{Reed-Solomon-Code:} \begin{itemize} - \visible<1->{\item Für Übertragung von Daten} - \visible<2->{\item Ermöglicht Korrektur von Übertragungsfehler} - \visible<3->{\item Wird verwendet in: CD, QR-Codes, Voyager-Sonde, etc.} + \item Für Übertragung von Daten + \item Ermöglicht Korrektur von Übertragungsfehler + \item Wird verwendet in: CD, QR-Codes, Voyager-Sonde, etc. \end{itemize} \end{frame} %------------------------------------------------------------------------------- \section{Polynom Ansatz} \begin{frame} \begin{itemize} - \item Beispiel $2, 1, 5$ versenden und auf 2 Fehler absichern + \item $2, 1, 5$ versenden und auf 2 Fehler absichern \end{itemize} - \end{frame} - \begin{frame} \frametitle{Beispiel} Übertragen von ${f}_2=\textcolor{blue}{2}$, ${f}_1=\textcolor{blue}{1}$, ${f}_0=\textcolor{blue}{5}$ als $ p(w) = \textcolor{blue}{2}w^2 + \textcolor{blue}{1}w + \textcolor{blue}{5} $. - - \only<1>{ - Versende $ (p(1),p(2),\dots,p(7)) = (\textcolor{green}{8}, - \textcolor{green}{15}, \textcolor{green}{26}, - \textcolor{green}{41}, \textcolor{green}{60}, - \textcolor{green}{83}, \textcolor{green}{110})$ - \includegraphics[scale = 1.2]{images/polynom1.pdf}} - \only<2>{ - Versende $ (p(1),p(2),\dots,p(7)) = (\textcolor{green}{8}, - \textcolor{red}{50}, \textcolor{red}{37}, - \textcolor{green}{41}, \textcolor{green}{60}, - \textcolor{green}{83}, \textcolor{green}{110})$ - \includegraphics[scale = 1.2]{images/polynom2.pdf} - \newline - \textcolor{green}{7} Zahlen versenden, um \textcolor{blue}{3} Zahlen gegen \textcolor{red}{2} Fehlern abzusichern.} + \newline + Versende $ (p(1),p(2),\dots,p(7)) = (\textcolor{green}{8}, + \textcolor{red}{50}, \textcolor{red}{37}, + \textcolor{green}{41}, \textcolor{green}{60}, + \textcolor{green}{83}, \textcolor{green}{110})$ + \includegraphics[scale = 1.2]{images/polynom2.pdf} + \newline + \textcolor{green}{7} Zahlen versenden, um \textcolor{blue}{3} Zahlen gegen \textcolor{red}{2} Fehlern abzusichern. \end{frame} %------------------------------------------------------------------------------- \begin{frame} @@ -68,18 +59,14 @@ \hline 3 & 2 & 7 Werte eines Polynoms vom Grad 2 \\ 4 & 2 & 8 Werte eines Polynoms vom Grad 3 \\ -\visible<1->{3}& -\visible<1->{3}& -\visible<1->{9 Werte eines Polynoms vom Grad 2} \\ + 3& 3& 9 Werte eines Polynoms vom Grad 2 \\ &&\\ -\visible<1->{$k$} & -\visible<1->{$t$} & -\visible<1->{$k+2t$ Werte eines Polynoms vom Grad $k-1$} \\ + $k$ & $t$ & $k+2t$ Werte eines Polynoms vom Grad $k-1$ \\ \hline &&\\ &&\\ \multicolumn{3}{l} { - \visible<1>{Ausserdem können bis zu $2t$ Fehler erkannt werden!} + Ausserdem können bis zu $2t$ Fehler erkannt werden! } \end{tabular} \end{center} @@ -127,23 +114,23 @@ \frametitle{Diskrete Fourier Transformation} \begin{itemize} \item Diskrete Fourier-Transformation gegeben durch: - \visible<1->{ + \[ \label{ft_discrete} \hat{c}_{k} = \frac{1}{N} \sum_{n=0}^{N-1} {f}_n \cdot e^{-\frac{2\pi j}{N} \cdot kn} - \]} - \visible<2->{ + \] + \item Ersetzte \[ w = e^{-\frac{2\pi j}{N} k} - \]} - \visible<3->{ + \] + \item Wenn $N$ konstant: \[ \hat{c}_{k}=\frac{1}{N}( {f}_0 w^0 + {f}_1 w^1 + {f}_2 w^2 + \dots + {f}_{N-1} w^N) - \]} + \] \end{itemize} \end{frame} @@ -177,10 +164,9 @@ \frametitle{Probleme und Fragen} Wie wird der Fehler lokalisiert? - \visible<2>{ \newline Indem in einem endlichen Körper gerechnet wird. - } + \end{frame} %------------------------------------------------------------------------------- diff --git a/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS_handout.toc b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS_handout.toc new file mode 100644 index 0000000..ce1bdc2 --- /dev/null +++ b/buch/papers/reedsolomon/RS presentation/RS_handout.toc @@ -0,0 +1,9 @@ +\babel@toc {ngerman}{} +\beamer@sectionintoc {1}{Einführung}{2}{0}{1} +\beamer@sectionintoc {2}{Polynom Ansatz}{3}{0}{2} +\beamer@sectionintoc {3}{Diskrete Fourier Transformation}{5}{0}{3} +\beamer@sectionintoc {4}{Reed-Solomon in Endlichen Körpern}{16}{0}{4} +\beamer@sectionintoc {5}{Codierung eines Beispiels}{18}{0}{5} +\beamer@sectionintoc {6}{Decodierung ohne Fehler}{20}{0}{6} +\beamer@sectionintoc {7}{Decodierung mit Fehler}{23}{0}{7} +\beamer@sectionintoc {8}{Nachricht Rekonstruieren}{29}{0}{8} -- cgit v1.2.1 From 1ff0ce6bce1798df6fa7867f37d50e0aeb8afeb0 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: Reto Date: Sun, 25 Apr 2021 22:15:29 +0200 Subject: restructured mceliece code example --- .../mceliece/example_code/mceliece_simple.py | 56 +++++++++++----------- 1 file changed, 29 insertions(+), 27 deletions(-) diff --git a/buch/papers/mceliece/example_code/mceliece_simple.py b/buch/papers/mceliece/example_code/mceliece_simple.py index 3f17504..bac3b42 100644 --- a/buch/papers/mceliece/example_code/mceliece_simple.py +++ b/buch/papers/mceliece/example_code/mceliece_simple.py @@ -293,33 +293,35 @@ def blocks4_to_str(blocks): string+=chr(char) return string -#shared attributes: -n=7 -k=4 -t=1 +if __name__ == '__main__': -#private key(s): -g=Poly([1,1,0,1]) #generator polynom for 7/4 linear code (from table, 1.0 + 1.0·x¹ + 0.0·x² + 1.0·x³) -P_M=gen_perm_M(n) #create permutation matrix -G_M=create_linear_code_matrix(n, k, g) #linear code generator matrix -S_M, S_inv=create_rand_bin_M(k, True) #random binary matrix and its inverse -P_M_inv=P_M.T #inverse permutation matrix - -syndrome_table=create_syndrome_table(n, g) #part of linear-code decoder -linear_code_decoder=lambda c:decode_linear_code(c, g, syndrome_table) - -#public key: -pub_key=(P_M @ G_M @ S_M)%2 - - -msg_tx='Hello World?' - -blocks_tx=str_to_blocks4(msg_tx) -encrypted=encrypt(blocks_tx, pub_key, t) - -blocks_rx=decrypt(encrypted, P_M_inv, linear_code_decoder, S_inv) -msg_rx=blocks4_to_str(blocks_rx) - -print(f'msg_rx: {msg_rx}') + #shared attributes: + n=7 + k=4 + t=1 + + #private key(s): + g=Poly([1,1,0,1]) #generator polynom for 7/4 linear code (from table, 1.0 + 1.0·x¹ + 0.0·x² + 1.0·x³) + P_M=gen_perm_M(n) #create permutation matrix + G_M=create_linear_code_matrix(n, k, g) #linear code generator matrix + S_M, S_inv=create_rand_bin_M(k, True) #random binary matrix and its inverse + P_M_inv=P_M.T #inverse permutation matrix + + syndrome_table=create_syndrome_table(n, g) #part of linear-code decoder + linear_code_decoder=lambda c:decode_linear_code(c, g, syndrome_table) + + #public key: + pub_key=(P_M @ G_M @ S_M)%2 + + + msg_tx='Hello World?' + + blocks_tx=str_to_blocks4(msg_tx) + encrypted=encrypt(blocks_tx, pub_key, t) + + blocks_rx=decrypt(encrypted, P_M_inv, linear_code_decoder, S_inv) + msg_rx=blocks4_to_str(blocks_rx) + + print(f'msg_rx: {msg_rx}') \ No newline at end of file -- cgit v1.2.1 From 4b3f4be3305d130c0435c269fd038eb049252f5d Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: Nao Pross Date: Wed, 28 Apr 2021 21:52:38 +0200 Subject: Create slides --- vorlesungen/punktgruppen/.gitignore | 1 + vorlesungen/punktgruppen/Makefile | 7 ++++- vorlesungen/punktgruppen/slides.pdf | Bin 0 -> 9740 bytes vorlesungen/punktgruppen/slides.tex | 61 ++++++++++++++++++++++++++++++++++++ 4 files changed, 68 insertions(+), 1 deletion(-) create mode 100644 vorlesungen/punktgruppen/slides.pdf create mode 100644 vorlesungen/punktgruppen/slides.tex diff --git a/vorlesungen/punktgruppen/.gitignore b/vorlesungen/punktgruppen/.gitignore index 068a456..632b499 100644 --- a/vorlesungen/punktgruppen/.gitignore +++ b/vorlesungen/punktgruppen/.gitignore @@ -5,4 +5,5 @@ build # files script.log +slides.log missfont.log diff --git a/vorlesungen/punktgruppen/Makefile b/vorlesungen/punktgruppen/Makefile index eb4eed6..c155b04 100644 --- a/vorlesungen/punktgruppen/Makefile +++ b/vorlesungen/punktgruppen/Makefile @@ -1,13 +1,18 @@ TEX=xelatex TEXARGS=--output-directory=build --halt-on-error -all: script.pdf media +all: slides.pdf script.pdf media .PHONY: clean clean: @rm -rfv build # @rm -rfv media +slides.pdf: slides.tex + mkdir -p build + $(TEX) $(TEXARGS) slides.tex + cp build/slides.pdf . + script.pdf: script.tex mkdir -p build $(TEX) $(TEXARGS) script.tex diff --git a/vorlesungen/punktgruppen/slides.pdf b/vorlesungen/punktgruppen/slides.pdf new file mode 100644 index 0000000..bfb36e9 Binary files /dev/null and b/vorlesungen/punktgruppen/slides.pdf differ diff --git a/vorlesungen/punktgruppen/slides.tex b/vorlesungen/punktgruppen/slides.tex new file mode 100644 index 0000000..5c6982c --- /dev/null +++ b/vorlesungen/punktgruppen/slides.tex @@ -0,0 +1,61 @@ +\documentclass[12pt, xcolor, aspectratio=169]{beamer} + + +% Theme +\beamertemplatenavigationsymbolsempty + +% set look +\usetheme{default} +\usecolortheme{fly} + +%% Set font +\usepackage[p,osf]{scholax} +\usepackage{amsmath} +\usepackage[scaled=1.075,ncf,vvarbb]{newtxmath} + +% set colors +\definecolor{background}{HTML}{202020} + +\setbeamercolor{normal text}{fg=white, bg=background} +\setbeamercolor{structure}{fg=white} + +\setbeamercolor{item projected}{use=item,fg=background,bg=item.fg!35} + +\setbeamercolor*{palette primary}{use=structure,fg=white,bg=structure.fg} +\setbeamercolor*{palette secondary}{use=structure,fg=white,bg=structure.fg!75} +\setbeamercolor*{palette tertiary}{use=structure,fg=white,bg=structure.fg!50} +\setbeamercolor*{palette quaternary}{fg=white,bg=background} + +\setbeamercolor*{block title}{parent=structure} +\setbeamercolor*{block body}{fg=background, bg=} + +\setbeamercolor*{framesubtitle}{fg=white} + +% Metadata +\title{\LARGE \scshape Punktgruppen und Kristallen} +\author[N. Pross, T. T\"onz]{Naoki Pross, Tim T\"onz} +\institute{Hochschule f\"ur Technik OST, Rapperswil} +\date{10. Mai 2021} + +% Slides +\begin{document} +\begin{frame}{} +\titlepage +\end{frame} + +% \begin{frame}{} +% \tableofcontents +% \end{frame} + +\section{Einleitung} +\begin{frame}{Kristallen} +\[ + \psi +\] +\end{frame} + +\section{Geometrische Symmetrien} +\section{Algebraische Symmetrien} +\section{Kristallen} + +\end{document} -- cgit v1.2.1 From 3fe0e1a234175903de4a161444b9db9810956f9d Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: =?UTF-8?q?Andreas=20M=C3=BCller?= Date: Thu, 29 Apr 2021 09:03:37 +0200 Subject: add new slides --- vorlesungen/slides/7/Makefile.inc | 1 + vorlesungen/slides/7/chapter.tex | 1 + vorlesungen/slides/7/drehung.tex | 4 +- vorlesungen/slides/7/parameter.tex | 2 +- vorlesungen/slides/7/zusammenhang.tex | 99 +++++++++++++++++++++++++++++++++++ vorlesungen/slides/test.tex | 18 +------ 6 files changed, 105 insertions(+), 20 deletions(-) create mode 100644 vorlesungen/slides/7/zusammenhang.tex diff --git a/vorlesungen/slides/7/Makefile.inc b/vorlesungen/slides/7/Makefile.inc index 7afeea1..3e99415 100644 --- a/vorlesungen/slides/7/Makefile.inc +++ b/vorlesungen/slides/7/Makefile.inc @@ -18,5 +18,6 @@ chapter5 = \ ../slides/7/liealgebra.tex \ ../slides/7/kommutator.tex \ ../slides/7/dg.tex \ + ../slides/7/zusammenhang.tex \ ../slides/7/chapter.tex diff --git a/vorlesungen/slides/7/chapter.tex b/vorlesungen/slides/7/chapter.tex index 079cf16..7f9f72a 100644 --- a/vorlesungen/slides/7/chapter.tex +++ b/vorlesungen/slides/7/chapter.tex @@ -17,3 +17,4 @@ \folie{7/liealgebra.tex} \folie{7/kommutator.tex} \folie{7/dg.tex} +\folie{7/zusammenhang.tex} diff --git a/vorlesungen/slides/7/drehung.tex b/vorlesungen/slides/7/drehung.tex index 2d7b317..02201d4 100644 --- a/vorlesungen/slides/7/drehung.tex +++ b/vorlesungen/slides/7/drehung.tex @@ -58,7 +58,7 @@ D_{60^\circ} \begin{column}{0.58\textwidth} \uncover<4->{% \begin{block}{Ansatz} -\vspace{-12pt} +%\vspace{-12pt} \begin{align*} DST &= @@ -101,7 +101,7 @@ c^{-1}&0\\ \vspace{-10pt} \uncover<7->{% \begin{block}{Koeffizientenvergleich} -\vspace{-15pt} +%\vspace{-15pt} \begin{align*} \uncover<8->{ {\color{red} c} diff --git a/vorlesungen/slides/7/parameter.tex b/vorlesungen/slides/7/parameter.tex index 52c8e4a..f3579a3 100644 --- a/vorlesungen/slides/7/parameter.tex +++ b/vorlesungen/slides/7/parameter.tex @@ -14,7 +14,7 @@ \begin{columns}[t,onlytextwidth] \begin{column}{0.4\textwidth} \begin{block}{Drehung um Achsen} -\vspace{-12pt} +%\vspace{-12pt} \begin{align*} \uncover<2->{ D_{x,\alpha} diff --git a/vorlesungen/slides/7/zusammenhang.tex b/vorlesungen/slides/7/zusammenhang.tex new file mode 100644 index 0000000..6a43cd8 --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/7/zusammenhang.tex @@ -0,0 +1,99 @@ +% +% template.tex -- slide template +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +% +\bgroup +\begin{frame}[t] +\setlength{\abovedisplayskip}{5pt} +\setlength{\belowdisplayskip}{5pt} +\frametitle{Zusammenhang} +\vspace{-20pt} +\begin{columns}[t,onlytextwidth] +\begin{column}{0.48\textwidth} +\begin{block}{Zusammenhängend --- oder nicht} +\begin{center} +\begin{tikzpicture}[>=latex,thick] +\def\ds{2.4} +\coordinate (A) at (0,0); +\coordinate (B) at (\ds,0); +\coordinate (C) at ({2*\ds},0); + +\node at (A) {$\operatorname{SO}(n)$}; +\node at (B) {$\operatorname{O}(n)$}; +\node at (C) {$\{\pm 1\}$}; + +\draw[->,shorten <= 0.6cm,shorten >= 0.5cm] (A) -- (B); +\draw[->,shorten <= 0.5cm,shorten >= 0.5cm] (B) -- (C); +\node at ($0.5*(B)+0.5*(C)$) [above] {$\det$}; + +\coordinate (A2) at (0,-1.0); +\coordinate (B2) at (\ds,-1.0); +\coordinate (C2) at ({2*\ds},-1.0); + +\draw[color=blue] (A2) ellipse (1cm and 0.3cm); +\draw[color=blue] (B2) ellipse (1cm and 0.3cm); +\node[color=blue] at (C2) {$+1$}; + +\coordinate (A3) at (0,-1.7); +\coordinate (B3) at (\ds,-1.7); +\coordinate (C3) at ({2*\ds},-1.7); + +\draw[->,shorten <= 1.1cm,shorten >= 0.3cm] (B2) -- (C2); +\draw[->,shorten <= 1.1cm,shorten >= 0.3cm] (B3) -- (C3); + +\draw[color=red] (B3) ellipse (1cm and 0.3cm); +\node[color=red] at (C3) {$-1$}; + +\end{tikzpicture} +\end{center} +\end{block} +\begin{block}{Zusammenhangskomponente von $e$} +$G_e\subset G$ grösste zusammenhängende Menge, die $e$ enthält: +\begin{align*} +\operatorname{SO}(n)&\subset \operatorname{O}(n) +\\ +\{A\in\operatorname{GL}_n(\mathbb{R})\,|\, \det A > 0\} + &\subset \operatorname{GL}_n(\mathbb{R}) +\end{align*} +\end{block} +\end{column} +\begin{column}{0.48\textwidth} +\begin{block}{Eigenschaften} +\begin{itemize} +\item +{\bf Untergruppe}: $\gamma_i(t)$ Weg von $e$ nach $g_i$, +dann ist +\begin{itemize} +\item +$\gamma_1(t)\gamma_2(t)$ ein Weg von $e$ nach $g_1g_2$ +\item +$\gamma_1(t)^{-1}$ Weg von $e$ nach $g_1^{-1}$ +\end{itemize} +\item +{\bf Normalteiler}: $\gamma(t)$ ein Weg von $e$ nach $g$, dann +ist $h\gamma(t)h^{-1}$ ein Weg von $h$ nach $hgh^{-1}$ +$\Rightarrow hG_eh^{-1}\subset G_e$ +\end{itemize} +\end{block} +\begin{block}{Quotient} +$G/G_e$ ist eine diskrete Gruppe +\begin{center} +\begin{tikzpicture}[>=latex,thick] +\coordinate (A) at (0,0); +\coordinate (B) at (2,0); +\coordinate (C) at (4,0); +\node at (A) {$G_e$}; +\node at (B) {$G$}; +\node at (C) {$G/G_e$}; +\draw [->,shorten <= 0.3cm,shorten >= 0.3cm] (A) -- (B); +\draw [->,shorten <= 0.3cm,shorten >= 0.5cm] (B) -- (C); +\end{tikzpicture} +\end{center} +\vspace{-7pt} +$\Rightarrow$ $G_e$ und $G/G_e$ separat studieren +\end{block} +\end{column} +\end{columns} +\end{frame} +\egroup diff --git a/vorlesungen/slides/test.tex b/vorlesungen/slides/test.tex index 43da30a..0c13de0 100644 --- a/vorlesungen/slides/test.tex +++ b/vorlesungen/slides/test.tex @@ -4,20 +4,4 @@ % (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, Hochschule Rapperswil % -%\folie{a/dc/prinzip.tex} -%\folie{a/dc/effizient.tex} -%\folie{a/dc/beispiel.tex} - -%\folie{a/ecc/gruppendh.tex} -%\folie{a/ecc/kurve.tex} -%\folie{a/ecc/inverse.tex} -%\folie{a/ecc/operation.tex} -%\folie{a/ecc/quadrieren.tex} -%\folie{a/ecc/oakley.tex} - -%\folie{a/aes/bytes.tex} -%\folie{a/aes/sinverse.tex} -%\folie{a/aes/blocks.tex} -\folie{a/aes/keys.tex} -%\folie{a/aes/runden.tex} - +\folie{7/zusammenhang.tex} -- cgit v1.2.1 From 593bc095b1b794cecca3421b4bc9c5d91e12bf1e Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: Lukaszogg <82384106+Lukaszogg@users.noreply.github.com> Date: Thu, 29 Apr 2021 16:15:01 +0200 Subject: Auszug1_Kalman Text nicht abschliessen, Multiplikationszeichen werden angepasst, Graphen werden noch mit Latex gezeichnet --- .DS_Store | Bin 0 -> 6148 bytes buch/.DS_Store | Bin 0 -> 6148 bytes buch/papers/.DS_Store | Bin 0 -> 6148 bytes buch/papers/erdbeben/Apperatur.jpg | Bin 0 -> 66346 bytes buch/papers/erdbeben/Auszug1.aux | 17 ++ buch/papers/erdbeben/Auszug1.log | 168 +++++++++++++++++++ buch/papers/erdbeben/Auszug1.pdf | Bin 0 -> 276468 bytes buch/papers/erdbeben/Auszug1.synctex.gz | Bin 0 -> 47433 bytes buch/papers/erdbeben/Auszug1.tex | 280 ++++++++++++++++++++++++++++++++ buch/papers/erdbeben/Gausskurve2.jpg | Bin 0 -> 28088 bytes buch/papers/erdbeben/Gausskurve3.jpg | Bin 0 -> 31448 bytes buch/papers/erdbeben/teil1.tex | 55 ------- 12 files changed, 465 insertions(+), 55 deletions(-) create mode 100644 .DS_Store create mode 100644 buch/.DS_Store create mode 100644 buch/papers/.DS_Store create mode 100644 buch/papers/erdbeben/Apperatur.jpg create mode 100644 buch/papers/erdbeben/Auszug1.aux create mode 100644 buch/papers/erdbeben/Auszug1.log create mode 100644 buch/papers/erdbeben/Auszug1.pdf create mode 100644 buch/papers/erdbeben/Auszug1.synctex.gz create mode 100644 buch/papers/erdbeben/Auszug1.tex create mode 100644 buch/papers/erdbeben/Gausskurve2.jpg create mode 100644 buch/papers/erdbeben/Gausskurve3.jpg delete mode 100644 buch/papers/erdbeben/teil1.tex diff --git a/.DS_Store b/.DS_Store new file mode 100644 index 0000000..ecd345f Binary files /dev/null and b/.DS_Store differ diff --git a/buch/.DS_Store b/buch/.DS_Store new file mode 100644 index 0000000..ebd6632 Binary files /dev/null and b/buch/.DS_Store differ diff --git a/buch/papers/.DS_Store b/buch/papers/.DS_Store new file mode 100644 index 0000000..004ad78 Binary files /dev/null and b/buch/papers/.DS_Store differ diff --git a/buch/papers/erdbeben/Apperatur.jpg b/buch/papers/erdbeben/Apperatur.jpg new file mode 100644 index 0000000..d25381e Binary files /dev/null and b/buch/papers/erdbeben/Apperatur.jpg differ diff --git a/buch/papers/erdbeben/Auszug1.aux b/buch/papers/erdbeben/Auszug1.aux new file mode 100644 index 0000000..07bfc0e --- /dev/null +++ b/buch/papers/erdbeben/Auszug1.aux @@ -0,0 +1,17 @@ +\relax +\@writefile{toc}{\contentsline {section}{\numberline {1}Kalman Filter}{1}\protected@file@percent } +\@writefile{toc}{\contentsline {subsection}{\numberline {1.1}Geschichte}{1}\protected@file@percent } +\@writefile{toc}{\contentsline {subsection}{\numberline {1.2}Wahrscheinlichkeit}{1}\protected@file@percent } +\@writefile{lof}{\contentsline {figure}{\numberline {1}{\ignorespaces Zwei Gauss-Verteilungen}}{1}\protected@file@percent } +\@writefile{lof}{\contentsline {figure}{\numberline {2}{\ignorespaces Produkt der Gauss-Verteilungen}}{2}\protected@file@percent } +\@writefile{toc}{\contentsline {subsection}{\numberline {1.3}Anwendungsgrenzen}{2}\protected@file@percent } +\@writefile{toc}{\contentsline {section}{\numberline {2}Aufbau}{2}\protected@file@percent } +\@writefile{lof}{\contentsline {figure}{\numberline {3}{\ignorespaces System}}{3}\protected@file@percent } +\@writefile{toc}{\contentsline {subsection}{\numberline {2.1}Optionen}{3}\protected@file@percent } +\@writefile{toc}{\contentsline {section}{\numberline {3}Systemgleichung}{3}\protected@file@percent } +\@writefile{toc}{\contentsline {section}{\numberline {4}Kalman Filter}{4}\protected@file@percent } +\@writefile{toc}{\contentsline {subsection}{\numberline {4.1}Anfangsbedingungen}{4}\protected@file@percent } +\@writefile{toc}{\contentsline {subsection}{\numberline {4.2}Fiter Algorithmus}{5}\protected@file@percent } +\@writefile{toc}{\contentsline {section}{\numberline {5}Anfügen der Schwingung}{6}\protected@file@percent } +\newlabel{erdbeben:equation1}{{19}{6}} +\@writefile{toc}{\contentsline {section}{\numberline {6}Erreger-Schwingung}{6}\protected@file@percent } diff --git a/buch/papers/erdbeben/Auszug1.log b/buch/papers/erdbeben/Auszug1.log new file mode 100644 index 0000000..46aa28d --- /dev/null +++ b/buch/papers/erdbeben/Auszug1.log @@ -0,0 +1,168 @@ +This is pdfTeX, Version 3.14159265-2.6-1.40.21 (TeX Live 2020) (preloaded format=pdflatex 2021.2.24) 29 APR 2021 16:12 +entering extended mode + restricted \write18 enabled. + file:line:error style messages enabled. + %&-line parsing enabled. +**Auszug1.tex +(./Auszug1.tex +LaTeX2e <2020-02-02> patch level 5 +L3 programming layer <2020-03-06> +(/usr/local/texlive/2020/texmf-dist/tex/latex/base/article.cls +Document Class: article 2019/12/20 v1.4l Standard LaTeX document class +(/usr/local/texlive/2020/texmf-dist/tex/latex/base/size11.clo +File: size11.clo 2019/12/20 v1.4l Standard LaTeX file (size option) +) +\c@part=\count167 +\c@section=\count168 +\c@subsection=\count169 +\c@subsubsection=\count170 +\c@paragraph=\count171 +\c@subparagraph=\count172 +\c@figure=\count173 +\c@table=\count174 +\abovecaptionskip=\skip47 +\belowcaptionskip=\skip48 +\bibindent=\dimen134 +) +(/usr/local/texlive/2020/texmf-dist/tex/latex/base/inputenc.sty +Package: inputenc 2018/08/11 v1.3c Input encoding file +\inpenc@prehook=\toks15 +\inpenc@posthook=\toks16 +) +(/usr/local/texlive/2020/texmf-dist/tex/latex/graphics/graphicx.sty +Package: graphicx 2019/11/30 v1.2a Enhanced LaTeX Graphics (DPC,SPQR) + +(/usr/local/texlive/2020/texmf-dist/tex/latex/graphics/keyval.sty +Package: keyval 2014/10/28 v1.15 key=value parser (DPC) +\KV@toks@=\toks17 +) +(/usr/local/texlive/2020/texmf-dist/tex/latex/graphics/graphics.sty +Package: graphics 2019/11/30 v1.4a Standard LaTeX Graphics 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2006.09.02).] +\scratchcounter=\count176 +\scratchdimen=\dimen138 +\scratchbox=\box46 +\nofMPsegments=\count177 +\nofMParguments=\count178 +\everyMPshowfont=\toks18 +\MPscratchCnt=\count179 +\MPscratchDim=\dimen139 +\MPnumerator=\count180 +\makeMPintoPDFobject=\count181 +\everyMPtoPDFconversion=\toks19 +) (/usr/local/texlive/2020/texmf-dist/tex/latex/epstopdf-pkg/epstopdf-base.sty +Package: epstopdf-base 2020-01-24 v2.11 Base part for package epstopdf +Package epstopdf-base Info: Redefining graphics rule for `.eps' on input line 4 +85. + +(/usr/local/texlive/2020/texmf-dist/tex/latex/latexconfig/epstopdf-sys.cfg +File: epstopdf-sys.cfg 2010/07/13 v1.3 Configuration of (r)epstopdf for TeX Liv +e +)) + +File: Gausskurve2.jpg Graphic file (type jpg) + +Package pdftex.def Info: Gausskurve2.jpg used on input line 56. +(pdftex.def) Requested size: 142.26378pt x 105.72829pt. +LaTeX Font Info: External font `cmex10' loaded for size +(Font) <10.95> on input line 64. +LaTeX Font Info: External font `cmex10' loaded for size +(Font) <8> on input line 64. +LaTeX Font Info: External font `cmex10' loaded for size +(Font) <6> on input line 64. + +[1 + +{/usr/local/texlive/2020/texmf-var/fonts/map/pdftex/updmap/pdftex.map} <./Gauss +kurve2.jpg>] + +File: Gausskurve3.jpg Graphic file (type jpg) + +Package pdftex.def Info: Gausskurve3.jpg used on input line 82. +(pdftex.def) Requested size: 142.26378pt x 104.13438pt. + +File: Apperatur.jpg Graphic file (type jpg) + +Package pdftex.def Info: Apperatur.jpg used on input line 98. +(pdftex.def) Requested size: 284.52756pt x 92.32858pt. + + +LaTeX Warning: `h' float specifier changed to `ht'. + +[2 <./Gausskurve3.jpg>] [3 <./Apperatur.jpg>] [4] [5] [6] [7] (./Auszug1.aux) + +LaTeX Warning: Label(s) may have changed. Rerun to get cross-references right. + + ) +Here is how much of TeX's memory you used: + 1379 strings out of 480608 + 19915 string characters out of 5903630 + 261075 words of memory out of 5000000 + 17301 multiletter control sequences out of 15000+600000 + 536948 words of font info for 39 fonts, out of 8000000 for 9000 + 1141 hyphenation exceptions out of 8191 + 30i,7n,25p,712b,258s stack positions out of 5000i,500n,10000p,200000b,80000s + +< +/usr/local/texlive/2020/texmf-dist/fonts/type1/public/amsfonts/cm/cmmi10.pfb> +Output written on Auszug1.pdf (7 pages, 276468 bytes). +PDF statistics: + 79 PDF objects out of 1000 (max. 8388607) + 54 compressed objects within 1 object stream + 0 named destinations out of 1000 (max. 500000) + 16 words of extra memory for PDF output out of 10000 (max. 10000000) + diff --git a/buch/papers/erdbeben/Auszug1.pdf b/buch/papers/erdbeben/Auszug1.pdf new file mode 100644 index 0000000..1755a09 Binary files /dev/null and b/buch/papers/erdbeben/Auszug1.pdf differ diff --git a/buch/papers/erdbeben/Auszug1.synctex.gz b/buch/papers/erdbeben/Auszug1.synctex.gz new file mode 100644 index 0000000..b695e08 Binary files /dev/null and b/buch/papers/erdbeben/Auszug1.synctex.gz differ diff --git a/buch/papers/erdbeben/Auszug1.tex b/buch/papers/erdbeben/Auszug1.tex new file mode 100644 index 0000000..aeade0a --- /dev/null +++ b/buch/papers/erdbeben/Auszug1.tex @@ -0,0 +1,280 @@ +% +% teil1.tex -- Beispiel-File für das Paper +% +% (c) 2020 Prof Dr Andreas Müller, Hochschule Rapperswil +% +% +% teil2.tex -- Beispiel-File für teil2 +% +% (c) 2020 Prof Dr Andreas Müller, Hochschule Rapperswil +% +\documentclass[11pt,a4paper]{article} + +\usepackage[utf8]{inputenc} +\usepackage{graphicx} +\usepackage{german} + + +\pagestyle{myheadings} +\pagenumbering{arabic} + +\setlength{\textwidth}{15cm} +\setlength{\textheight}{22cm} +\setlength{\topmargin}{-1cm} +\setlength{\oddsidemargin}{0,5cm} +\setlength{\parindent}{0cm} +\setlength{\headsep}{1,5cm} + + +\begin{titlepage} % Titelseite einrichten +\title{\bf {Beispieldatei}} + +\author{\vspace{2cm} + Autor} + +\date{\vspace{3cm} % Datumsfeld einrichten + letzte Aktualisierung: \today} + +\thispagestyle{empty} % Die Titelseite soll keine Seitenzahl bekommen...[1] +\end{titlepage} + + + +\begin{document} + + + +\section{Kalman Filter} +\subsection{Geschichte} +Der Kalman Filter wurde 1960 von Rudolf Emil Kalman entdeckt und direkt von der NASA für die Appollo Mission benutzt. Der Filter kommt mit wenig Rechenleistung aus und war somit dafür geeignet die Rakete bei der Navigation zu unterstützen. Der Filter schätzt den Zustand eines Systems anhand von Messungen und kann den nächsten Zustand erraten. Typische Anwendungen des Kalman-Filters sind die Glättung von verrauschten Daten und die Schätzung von Parametern und kommt heutzutage in jedem Satellit, Navigationssystem, Smartphones und Videospielen vor. + +\subsection{Wahrscheinlichkeit} +Der Kalman Filter versucht nichts anderes, als ein geeigneter Wert zwischen zwei Normalverteilungen zu schätzen. Die eine Kurve zeigt die errechnete Vorhersage des Zustands, bzw. deren Normal- Gauss-Verteilung. Die andere Kurve zeigt die verrauschte Messung des nächsten Zustand, bzw. deren Normal-Verteilung. Wie man in am Beispiel dieser zwei Gauss-Verteilungen sehen kann, ist sowohl der geschätzte Zustand als auch der gemessene Zustand nicht am selben Punkt. + +\begin{figure}[h] + \begin{center} + \includegraphics[width=5cm]{Gausskurve2} + \caption{Zwei Gauss-Verteilungen} + \end{center} +\end{figure} +Um eine genauere Schätzung des Zustandes zu machen wird nun ein Wert zwischen den beiden Verteilungen gesucht. An diesem Punkt wird nun eine Eigenschaft ausgenutzt. Durch das Multiplizieren zweier Normal-Verteilungen entsteht eine neue Normal-Verteilung. + +Wir haben eine Normalverteilung der Vorhersage: + +\begin{equation} +{y_1}(x;{\mu_1},{\sigma_1})=\frac{1}{\sqrt{2\pi\sigma_1^2}}*e^{-\frac{(x-{\mu_1})^2}{2{\sigma_1}^2}} +\end{equation} +und für die Messung: + +\begin{equation} +{y_2}(x;{\mu_2},{\sigma_2})=\frac{1}{\sqrt{2\pi\sigma_2^2}}*e^{-\frac{(x-{\mu_2})^2}{2{\sigma_2}^2}}. +\end{equation} + +Diesen werden nun Multipliziert und durch deren Fläche geteilt um sie wieder zu Normieren: +\begin{equation} +{y_f}(x;{\mu_f},{\sigma_f})=\frac{ \frac{1}{\sqrt{2\pi\sigma_1^2}}*e^{-\frac{(x-{\mu_1})^2}{2{\sigma_1}^2}} *\frac{1}{\sqrt{2\pi\sigma_2^2}}*e^{-\frac{(x-{\mu_2})^2}{2{\sigma_2}^2}}}{\int {y_1}*{y_2}\,} +\end{equation} + +Dadurch gleicht sich die neue Kurve den anderen an. Interessant daran ist, dass die fusionierte Kurve sich der genauere Normal-Verteilung anpasst. ist ${\sigma_2}$ klein und ${\sigma_1}$ gross, so wird sich die fusionierte Kurve näher an ${y_2}(x;{\mu_2},{\sigma_2})$ begeben. + + \begin{figure}[h] + \begin{center} + \includegraphics[width=5cm]{Gausskurve3} + \caption{Produkt der Gauss-Verteilungen} + \end{center} +\end{figure} +Was in 2 Dimensionen erklärt wurde, funktioniert auch in mehreren Dimensionen. Dieses Prinzip mach sich der Kalman Filter zu nutze, und wird von uns für die Erdbeben Berechnung genutzt. + +\subsection{Anwendungsgrenzen} +Nicht lineare Systeme %Noch nicht Fertig + + +\section{Aufbau} +Um ein Erdbeben kenntlich zumachen werden in der Regel Seismographen mit vielen Sensoren verwendet. +Der Seismograph besteht im Grunde aus einer Federgelagerten Masse. Wirkt eine Bodenerregung auf das Gerat ein, bleibt die gekoppelte Masse in der Regel stehen und das Gehäuse schwingt mit.Relativbewegung des Bodens kann damit als Längenänderung im Zeitverlauf gemessen werden. In modernen Seismographen wird die Bodenbewegung in alle Richtungen gemessen, sowohl Horizontal als auch Vertikal. +Wir konstruieren uns eine einfachere Version eines Seismographen, welcher rein Mechanisch funktioniert. Zudem kann er nur in eine Dimension Messwerte aufnehmen. Würde das System ausgebaut werden, um alle Horizontalbewegungen aufzunehmen, würde der Verwendung des Kalman Filters zu kompliziert werden. Für zwei Dimensionen (x,y) würde der Pythagoras für das System benötigt werden. Da sich der Pythagoras bekanntlich nicht linear verhält, kann kein linearer Kalman Filter implementiert werden. Da der Kalman Filter besonders effektiv und einfach für lineare Abläufe geeignet ist, würde eine Zweidimensionale Betrachtung den Rahmen dieser Arbeit sprengen. +\begin{figure}[h] + \begin{center} + \includegraphics[width=10cm]{Apperatur} + \caption{System} + \end{center} +\end{figure} + + +\subsection{Optionen} +Wollte man einen 2D Seismographen aufbauen, ohne den Pythagroas zu verwenden, kann dies mit der Annahme, das die Feder sehr lang sind erfolgen. Da sich bei langen Federn die Auslenkungen verkleiner...!!Noch nicht fertig! + +\section{Systemgleichung} +Da der Kalman Filter zum schätzen des nächsten Zustand verwendet werden kann, wird eine Gleichung welche das System beschreibt. Im Fall unseres Seismographen kann der die Differentialgleichung zweiter Ordnung einer Erzwungene Schwingung am harmonischen Oszillator verwendet werden. Diese lautet: +\begin{equation} +m* \ddot x + 2k *\dot x + D*x = f +\end{equation} +mit den Konstanten m = Masse, k = Dämpfungskonstante und D = Federkonstante. +Um diese nun die Systemmatrix umzuwandeln, wird aus der Differentialgleichung zweiter Ordnung durch eine Substitution eine DGL erster Ordnung: + +\begin{equation} +{x_1}=x, +{x_2}=\dot x, +{x_3}=\ddot x \mid Substitution +\end{equation} + + +\begin{equation} +m* {x_3}+ 2k*{x_2} + D*{x_1} = f \mid DGL \:1. Ordnung +\end{equation} + +\begin{equation} +{x_3}=-\frac{D}{m} *{x_1} -\frac{2*k}{m} *{x_2} + \frac{f} {m} \mid Nach \: {x_3} +\end{equation} + +Um die lineare Differentialgleichung in in den Kalman Filter zu Implementieren, muss dieses als Vektor-Gleichung umgewandelt werden. Dafür wird die Gleichung abgeleitet in die Zustände aufgeteilt. Die für uns relevanten Zustände sind die Position der Masse, die Geschwindigkeit der Masse und äussere Beschleunigung des ganzen System. Dabei muss unterschieden werden. um welche Beschleunigung es sich handelt. Das System beinhaltet sowohl eine Beschleunigung der Masse bzw. Feder (innere Beschleunigung), als auch eine Beschleunigung der ganzen Apparatur (äusseren Beschleunigung). In unserem Fall wird die äussere Beschleunigung gesucht, da diese der Erdbeben Anregung gleich kommt. +\begin{equation} +\frac{d}{dt} \left(\begin{array}{c} {x_1} \\ {x_2} \end{array}\right) = \left( + \begin{array}{ccc} +0 & 1& 0 \\ +- \frac{D}{m} &-\frac{2*k}{m} & \frac{1} {m}\\ +\end{array}\right) \left(\begin{array}{c} {x_1} \\ {x_2} \\ {x_3} \end{array}\right). +\end{equation} + +Durch die Rücksubstituion ergibt sich: +\begin{equation} +\frac{d}{dt} \left(\begin{array}{c} x(t) \\ v(t) \end{array}\right) = \left( + \begin{array}{ccc} +0 & 1& 0 \\ +- \frac{D}{m} &-\frac{2*k}{m} & \frac{1} {m}\\ +\end{array}\right) \left(\begin{array}{c} x(t)\\ v(t)\\ f(t) \end{array}\right). +\end{equation} + + +Da die Kraft unbekannt ist, wird die letzte Teile mit Nullen bestückt, denn genau diese Werte wollen wir. + +\section{Kalman Filter} +Um den Kalman Filter zu starten müssen gewisse Bedingungen definiert werden. In diesem Abschnitt werden die einzelnen Parameter/Matrizen erläutert und Erklärt, für was sie nützlich sind. +\subsection{Anfangsbedingungen} +\subsubsection*{Anfangszustand x} +Der Filter muss wissen wie das System startet. in unserem Fall is es die Ruhelage, die Masse bewegt sich nicht. Zudem erfährt die Apparatur keine äussere Kraft. + +\begin{equation} +{x_0 }= \left( \begin{array}{c} 0\\ 0\\ 0\end{array}\right) +\end{equation} + +\subsubsection*{Anfangsfehler / Kovarianzmatrix} +Da auch der Anfangszustand fehlerhaft sein kann, wird für den Filter eine Kovarianzmatrix eingeführt. In unserem Fall ist der Anfangszustand gut Bekannt und die Matrix kann mit Nullen bestückt werden. Somit ergibt sich für die Kovarianzmatrix +\begin{equation} +{P_0 }= +\left( +\begin{array}{ccc} +0 & 0 &0 \\ +0 &0 & 0 \\ +0 & 0 &0 \\ +\end{array} +\right). +\end{equation} +Wäre auch der Initialzustand fehlerhaft, könnte über die Diagonale die Kovarianz angegeben werden. +Diese Matrix geht am häufigsten durch den Filter. Sie wird für die Vorhersage und für den Korrekturschritt verwendet und verändert. Für einen gut bekannten Zustandsvektor können kleine Werte eingesetzt werden, für ungenaue Anfangsbedingungen sollten grosse Werte (1 Million) verwendet werden. Bei grossen Werten wird dem Filter die Möglichkeit gegeben, sich schnell einzupendeln. + +\subsubsection*{Dynamikmatrix A} +Die Dynamikmatrix bildet den Kern des Filters. Diese wurde weiter oben Bereits beschrieben. Dabei wollen wird die äussere Kraft des Systems ermitteln. +Da nichts über die äussere Kraft bekannt ist, können wir annehmen das deren Ableitung 0 ist. +Die System Vektor-Gleichung lautet daher: + + +\begin{equation} +A = \left( + \begin{array}{ccc} +0 & 1& 0 \\ +- \frac{D}{m} &-\frac{2*k}{m} & \frac{1} {m}\\ +0 & 0& 0\\ +\end{array}\right) +\end{equation} + +\subsubsection*{Prozessrauschkovarianzmatrix Q} +Die Prozessrauschmatrix teilt dem Filter mit, wie der Systemzustand vom aktuellen zum nächsten Schritt gehen kann. Dabei wird wieder ein Fehler/Rauschen dazu gerechnet. Bei unserem Modell könnte das Beispielsweise ein Windstoss an die Masse sein. für uns wäre dies: +\begin{equation} +Q = \left( + \begin{array}{ccc} +{\sigma_x }^2& 0& 0 \\ +0 & {\sigma_v }^2& 0\\ +0 & 0& {\sigma_f }^2\\ +\end{array}\right) +\end{equation} + +Die Standabweichungen müssten Statistisch ermittelt werden, da der Fehler nicht vom Sensor kommt und somit nicht vom Hersteller gegeben ist. + +\subsubsection*{Messmatrix H} +Die Messmatrix gibt an, welcher Parameter gemessen werden soll. in unsrem Fall ist es nur die Position der Masse. +\begin{equation} +H= ( \: \: 1 \: \:0 \: \:0 \: \:) +\end{equation} + +\subsubsection*{Messrauschkovarianz R} +Die Messrauschkovarianzmatrix beinhaltet, wie der Name es schon sagt, das Rauschen der Messesensoren. In unserem Fall wird nur die Position der Masse gemessen. Da wir keine anderen Sensoren haben, welche etwas messen kürzt sich diese einfach zu +\begin{equation} +R= ({\sigma_x }^2)\: \: ab. +\end{equation} +Diese Messrauchen wird meistens vom Sensorhersteller angegeben. Für unsere Theoretische Apparatur wird hier ein kleiner Fehler eingesetzt. + +\subsection{Fiter Algorithmus} +Nachdem alle Parameter aufgestellt sind, wird der Filter initialisiert und Versucht nun den Zustand der Feder Vorherzusagen, die Messung zu Präzisieren und laufend zu Aktualisieren. Dank der fortlaufender Messung Bleibt die Schätzung des Filters immer relativ genau. In diesem Abschnitt werden alle Rechenschritte, welche über die ganze Zeitdauer läuft und stetig aktualisiert wird, aufgezeigt und Aktualisiert. + + +\subsubsection*{Vorhersage} +Im Filterschritt Vorhersage wird der nächste Zustand anhand des Anfangszustand und der Systemmatrix berechnet. Dies funktioniert ganz Trivial mit dem Rechenschritt: +\begin{equation} +{x_{t+1}}=A*{x_t}. +\end{equation} + + +Die Kovarianz $P_{pred}$ wird im nächsten Schritt ebenfalls neu berechnet, da die Unsicherheit im $Vorhersage$ grösser wird als im Aktuellen. Da wir ein Mehrdimensionales System haben kommt noch die Messunsicherheit $Q$ dazu, so dass die Unsicherheit des Anfangsfehlers $P$ immer grösser wird. Dies funktioniert durch multiplizieren der Systemmatrix, deren Ableitung und mit dem aktualisierten Anfangsfehler. Dazu wird noch die Messunsicherheit addiert, somit entsteht die Gleichung + + +\begin{equation} +{P_{pred}}=A*P*A`+Q. +\end{equation} + +wird dieser Vorgang wiederholt, schaut der Filter wie genau die letzte Anpassung von $P$ zur Messung stimmt. Ist der Unterschied klein, wird die Kovarianz $P$ kleiner gewählt, ist der Unterschied gross, wird der Filter auch die Kovarianz grösser wählen. Er passt sich selber an und korrigiert sich bei grosser Abweichung. + +\subsubsection*{Messen} +Der Sensor wurde noch nicht benutz, doch genau der liefert Werte für den Filter. Die aktuellen Messwerte $Z$ werden die Innovation $w$ mit dem Zustandsvektor $x$ und der Messmatrix $H$ zusammengerechnet. +Hier bei wird lediglich die Messung mit dem Fehler behaftet, und die Messmatrix $H$ +\begin{equation} +w=Z-(H*x) +\end{equation} +Im nächsten Schritt wir analysiert, mit welcher Kovarianz weiter gerechnet wird. + +\subsubsection*{Korrigieren} +Udpdate +\section{Anfügen der Schwingung} + +Ein Erdbeben breitet sich im Boden wellenartig aus und bringt Objekte, wie zum Beispiel ein Gebäude, in Schwingung. +Diese Schwingungen pflanzen sich im Gebäude mit gleicher Amplitude, Geschwindigkeit und Beschleunigung in horizontaler und vertikaler Bewegung fort. +Wir möchten herauszufinden, wie gross die Massenbeschleunigung infolge eines Erdbeben ist. +Mit Hilfe von fiktiven Sensoren, die eine Ortsveränderung des Gebäude messen, können wir mit Anwendung von Matrizen und dem Kalman-Filter die Beschleunigung berechnen. + +\begin{equation} +\int_a^b x^2\, dx += +\left[ \frac13 x^3 \right]_a^b += +\frac{b^3-a^3}3. +\label{erdbeben:equation1} +\end{equation} + +\section{Erreger-Schwingung} +Wir möchten mit einer gedämpften harmonischen Schwingung ein einfaches Erdbeben simulieren, die im Kalman Filter eingespeist wird. +Die Gleichung lautet + +\begin{equation} +x(t)=A*e^{t/2}*sin(t). +\end{equation} + +Mit dieser Schwingung können wir ein einachsiger Seismograph simulieren, der eine Ortsverschiebung auf der x-Achse durchführt. +Die Dämpfung der Schwingung ist relevant, da das System beim Schwingungsvorgang durch die Federkonstante und der Reibung, Energie verliert. + +Die Ergebnisse dieser Schwingung setzen wir in die Messmatrix ein und können den Kalman-Filter starten. + + + + + +\end{document} diff --git a/buch/papers/erdbeben/Gausskurve2.jpg b/buch/papers/erdbeben/Gausskurve2.jpg new file mode 100644 index 0000000..5c0f441 Binary files /dev/null and b/buch/papers/erdbeben/Gausskurve2.jpg differ diff --git a/buch/papers/erdbeben/Gausskurve3.jpg b/buch/papers/erdbeben/Gausskurve3.jpg new file mode 100644 index 0000000..ee6b339 Binary files /dev/null and b/buch/papers/erdbeben/Gausskurve3.jpg differ diff --git a/buch/papers/erdbeben/teil1.tex b/buch/papers/erdbeben/teil1.tex deleted file mode 100644 index a89f303..0000000 --- a/buch/papers/erdbeben/teil1.tex +++ /dev/null @@ -1,55 +0,0 @@ -% -% teil1.tex -- Beispiel-File für das Paper -% -% (c) 2020 Prof Dr Andreas Müller, Hochschule Rapperswil -% -\section{Teil 1 -\label{erdbeben:section:teil1}} -\rhead{Problemstellung} -Sed ut perspiciatis unde omnis iste natus error sit voluptatem -accusantium doloremque laudantium, totam rem aperiam, eaque ipsa -quae ab illo inventore veritatis et quasi architecto beatae vitae -dicta sunt explicabo. -Nemo enim ipsam voluptatem quia voluptas sit aspernatur aut odit -aut fugit, sed quia consequuntur magni dolores eos qui ratione -voluptatem sequi nesciunt -\begin{equation} -\int_a^b x^2\, dx -= -\left[ \frac13 x^3 \right]_a^b -= -\frac{b^3-a^3}3. -\label{erdbeben:equation1} -\end{equation} -Neque porro quisquam est, qui dolorem ipsum quia dolor sit amet, -consectetur, adipisci velit, sed quia non numquam eius modi tempora -incidunt ut labore et dolore magnam aliquam quaerat voluptatem. - -Ut enim ad minima veniam, quis nostrum exercitationem ullam corporis -suscipit laboriosam, nisi ut aliquid ex ea commodi consequatur? -Quis autem vel eum iure reprehenderit qui in ea voluptate velit -esse quam nihil molestiae consequatur, vel illum qui dolorem eum -fugiat quo voluptas nulla pariatur? - -\subsection{De finibus bonorum et malorum -\label{erdbeben:subsection:finibus}} -At vero eos et accusamus et iusto odio dignissimos ducimus qui -blanditiis praesentium voluptatum deleniti atque corrupti quos -dolores et quas molestias excepturi sint occaecati cupiditate non -provident, similique sunt in culpa qui officia deserunt mollitia -animi, id est laborum et dolorum fuga \eqref{000tempmlate:equation1}. - -Et harum quidem rerum facilis est et expedita distinctio -\ref{erdbeben:section:loesung}. -Nam libero tempore, cum soluta nobis est eligendi optio cumque nihil -impedit quo minus id quod maxime placeat facere possimus, omnis -voluptas assumenda est, omnis dolor repellendus -\ref{erdbeben:section:folgerung}. -Temporibus autem quibusdam et aut officiis debitis aut rerum -necessitatibus saepe eveniet ut et voluptates repudiandae sint et -molestiae non recusandae. -Itaque earum rerum hic tenetur a sapiente delectus, ut aut reiciendis -voluptatibus maiores alias consequatur aut perferendis doloribus -asperiores repellat. - - -- cgit v1.2.1 From 198d6bf1a4d2076025bcb3a6fe7f46948187c5bf Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: =?UTF-8?q?Andreas=20M=C3=BCller?= Date: Thu, 29 Apr 2021 17:36:51 +0200 Subject: new slides --- vorlesungen/09_mseliegruppen/slides.tex | 8 ++- vorlesungen/slides/7/Makefile.inc | 5 ++ vorlesungen/slides/7/chapter.tex | 5 ++ vorlesungen/slides/7/haar.tex | 84 ++++++++++++++++++++++++ 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SO(2) -> SU(2)=S^3 -> S^2 +\folie{7/quaternionen.tex} +\folie{7/qdreh.tex} +\folie{7/ueberlagerung.tex} +\folie{7/hopf.tex} % curled up dimensions in String theory \section{Haar-Mass} +\folie{7/haar.tex} % Definition Haar-Mass % Mittelung % diff --git a/vorlesungen/slides/7/Makefile.inc b/vorlesungen/slides/7/Makefile.inc index 3e99415..7512612 100644 --- a/vorlesungen/slides/7/Makefile.inc +++ b/vorlesungen/slides/7/Makefile.inc @@ -19,5 +19,10 @@ chapter5 = \ ../slides/7/kommutator.tex \ ../slides/7/dg.tex \ ../slides/7/zusammenhang.tex \ + ../slides/7/quaternionen.tex \ + ../slides/7/qdreh.tex \ + ../slides/7/ueberlagerung.tex \ + ../slides/7/hopf.tex \ + ../slides/7/haar.tex \ ../slides/7/chapter.tex diff --git a/vorlesungen/slides/7/chapter.tex b/vorlesungen/slides/7/chapter.tex index 7f9f72a..1c78ccc 100644 --- a/vorlesungen/slides/7/chapter.tex +++ b/vorlesungen/slides/7/chapter.tex @@ -18,3 +18,8 @@ \folie{7/kommutator.tex} \folie{7/dg.tex} \folie{7/zusammenhang.tex} +\folie{7/quaternionen.tex} +\folie{7/qdreh.tex} +\folie{7/ueberlagerung.tex} +\folie{7/hopf.tex} +\folie{7/haar.tex} diff --git a/vorlesungen/slides/7/haar.tex b/vorlesungen/slides/7/haar.tex new file mode 100644 index 0000000..454dd69 --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/7/haar.tex @@ -0,0 +1,84 @@ +% +% haar.tex -- slide template +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +% +\bgroup +\begin{frame}[t] +\setlength{\abovedisplayskip}{5pt} +\setlength{\belowdisplayskip}{5pt} +\frametitle{Haar-Mass} +\vspace{-20pt} +\begin{columns}[t,onlytextwidth] +\begin{column}{0.48\textwidth} +\begin{block}{Invariantes Mass} +Auf jeder lokalkompakten Gruppe $G$ gibt es ein \only<2->{invariantes }% +Integral +\begin{align*} +\uncover<2->{\text{rechts:}}&& +\int_G f(g)\,d\mu(g) +&\uncover<2->{= +\int_G f(gh)\,d\mu(g)} +\\ +\uncover<3->{ +\text{links:}&& +\int_G f(g)\,d\mu(g) +&= +\int_G f(hg)\,d\mu(g)} +\end{align*} + +\end{block} +\uncover<7->{% +\begin{block}{Modulus-Funktion} +$\mu$ linksinvariant, dann ist die Rechtsverschiebung ebenfalls +linksinvariant +\[ +\int_G f(gh) \, d\mu(g) +\uncover<8->{ += +\int_G f(g) \Delta(h)\, d\mu(g) +} +\] +\uncover<9->{$\Delta(h)$ heisst Modulus-Funktion} +\end{block}} +\end{column} +\begin{column}{0.48\textwidth} +\uncover<4->{% +\begin{block}{Beispiel: $G=\mathbb{R}$} +\[ +\int_Gf(g)\,d\mu(g) += +\int_{-\infty}^{\infty} f(x)\,dx +\] +\end{block}} +\vspace{-10pt} +\uncover<5->{% +\begin{block}{Beispiel: $\operatorname{SO}(2)$} +\[ +\int_{\operatorname{SO}(2)} +f(g)\,d\mu(g) += +\frac{1}{2\pi} +\int_{0}^{2\pi} f(D_{\alpha})\,d\alpha +\] +\end{block}} +\vspace{-10pt} +\uncover<6->{% +\begin{block}{Beispiel: $G$ endlich} +\[ +\int_G f(g)\,d\mu(g) = \frac{1}{|G|}\sum_{g\in G}f(g) +\] +\end{block}} +\vspace{-10pt} +\uncover<10->{% +\begin{block}{Unimodular} +$\Delta(h)=1$ heisst rechtsinvariant = linksinvariant +\\ +\uncover<11->{% +$G$ kompakt $\Rightarrow$ unimodular +} +\end{block}} +\end{column} +\end{columns} +\end{frame} +\egroup diff --git a/vorlesungen/slides/7/hopf.tex b/vorlesungen/slides/7/hopf.tex new file mode 100644 index 0000000..a90737f --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/7/hopf.tex @@ -0,0 +1,69 @@ +% +% hopf.tex -- slide template +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +% +\bgroup +\begin{frame}[t] +\setlength{\abovedisplayskip}{5pt} +\setlength{\belowdisplayskip}{5pt} +\frametitle{Orbit-Räume} +\vspace{-20pt} +\begin{columns}[t,onlytextwidth] +\begin{column}{0.48\textwidth} +\begin{block}{Aktion von $\operatorname{SO}(3)$ auf $S^2$} +\begin{align*} +S^2 &= \{x\in\mathbb{R}^3\;|\; |x|=1\} +\\ +\operatorname{SO}(3) \times S^2 &\to S^2: (g, x) \mapsto gx +\end{align*} +\uncover<2->{% +Allgemein: Aktion von $G$ auf $X$ +\begin{align*} +\text{links:}&& +G\times X \to X &: (g,x) \mapsto gx +\\ +\text{rechts:}&& +X\times G \to X &: (x,g) \mapsto xg +\end{align*}} +\end{block} +\vspace{-10pt} +\uncover<3->{% +\begin{block}{Stabilisator} +Zu $x\in X$ gibt es eine Untergruppe +\begin{align*} +G_x = \{g\in G\;|\; gx=x\}, +\end{align*} +der {\em Stabilisator} von $x$. + +\uncover<4->{% +Der Stabilisator von $v\in S^2$ ist die Gruppe der Drehungen um +die Achse $v$} +\end{block}} +\end{column} +\begin{column}{0.48\textwidth} +\uncover<5->{% +\begin{block}{Quotient} +$G$ operiert von rechts auf $X$ +\[ +X/G = \{ xG \;|\; x\in X\} +\] +heisst Quotient +\end{block}} +\uncover<6->{ +\begin{block}{$\operatorname{SO}(3)/\operatorname{SO}(2)$} +Wähle $\operatorname{SO}(2)$ als Drehungen um die $z$-Achse: +\[ +\operatorname{SO}(3) \to S^2 +: +g \mapsto \text{letzte Spalte von $g$} +\] +\uncover<7->{Daher +\[ +S^2 \cong \operatorname{SO}(3) / \operatorname{SO}(2) +\]} +\end{block}} +\end{column} +\end{columns} +\end{frame} +\egroup diff --git a/vorlesungen/slides/7/qdreh.tex b/vorlesungen/slides/7/qdreh.tex new file mode 100644 index 0000000..8ed512a --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/7/qdreh.tex @@ -0,0 +1,110 @@ +% +% template.tex -- slide template +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +% +\bgroup +\begin{frame}[t] +\setlength{\abovedisplayskip}{5pt} +\setlength{\belowdisplayskip}{5pt} +\frametitle{Drehungen mit Quaternionen} +\vspace{-20pt} +\begin{columns}[t,onlytextwidth] +\begin{column}{0.48\textwidth} +\begin{block}{Drehung?} +Abbildung von $\vec{x}$ mit $\operatorname{Re}\vec{x}=0$: +\[ +\varrho_{q} +\colon +\vec{x}\mapsto q\vec{x}q^{-1} = q\vec{x}\overline{q} +\] +\end{block} +\uncover<2->{% +\begin{block}{Achse} +\begin{align*} +\varrho_q(q) +&= +qq\overline{q} +\uncover<3->{= +q(qq^{-1})} +\uncover<4->{= +q} +\end{align*} +\end{block}} +\uncover<4->{% +\begin{block}{Norm} +\begin{align*} +|\varrho_q(\vec{x})|^2 +&= +q\vec{x}\overline{q}\overline{(q\vec{x}\overline{q})} +\uncover<5->{= +q\vec{x}\overline{q}\overline{\overline{q}}\overline{\vec{x}}\overline{q} +} +\\ +&\uncover<6->{= +q\vec{x}(\overline{q}q)\overline{\vec{x}}\overline{q}} +\uncover<7->{= +q(\vec{x}\overline{\vec{x}})\overline{q}} +\uncover<8->{= +q\overline{q}|\vec{x}|^2} +\\ +&\uncover<9->{= +|\vec{x}|^2} +\end{align*} +\uncover<10->{% +$\Rightarrow$ $\varrho_q\in\operatorname{O}(3)$} +\end{block}} +\end{column} +\begin{column}{0.48\textwidth} +\uncover<11->{% +\begin{block}{Drehung!} +$\vec{a},\vec{b},\vec{n}$ bilden ein on.~Rechtssystem +\begin{align*} +\uncover<12->{ +qa +&= +c\vec{a}+s\vec{n}\times \vec{a}} +\uncover<13->{= +c\vec{a} + s\vec{b}} +\\ +\uncover<14->{ +q\vec{a}\overline{q} +&= +(c\vec{a}+s\vec{b}) c +-(c\vec{a}+s\vec{b})\times s\vec{n}} +\\ +&\uncover<15->{= +c^2 \vec{a}+ sc\vec{b} ++sc\vec{b} - s^2 \vec{a}} +\\ +&\uncover<16->{= +\vec{a} \cos\alpha +\vec{b} \sin\alpha } +\end{align*} +\vspace{-5pt} +\uncover<17->{wegen +%\vspace{-5pt} +\[ +\begin{aligned} +\cos\alpha &= \cos^2\frac{\alpha}2 - \sin^2\frac{\alpha}2 &&=c^2-s^2 +\\ +\sin\alpha &= 2\cos\frac{\alpha}2\sin\frac{\alpha}2&&=2cs +\end{aligned}\]} +\end{block}} +\vspace{-18pt} +\uncover<18->{% +\begin{block}{Matrix} +\[ +D += +\tiny +\begin{pmatrix} +1-2(q_2^2+q_3^2)&-2q_0q_3+2q_1q_2&-2q_0q_2+2q_1q_3\\ + 2q_0q_3+2q_1q_2&1-2(q_1^2+q_3^2)&-2q_0q_1+2q_2q_3\\ +-2q_0q_2+2q_1q_3& 2q_0q_1+2q_2q_3&1-2(q_1^2+q_2^2) +\end{pmatrix} +\] +\end{block}} +\end{column} +\end{columns} +\end{frame} +\egroup diff --git a/vorlesungen/slides/7/quaternionen.tex b/vorlesungen/slides/7/quaternionen.tex new file mode 100644 index 0000000..f526366 --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/7/quaternionen.tex @@ -0,0 +1,74 @@ +% +% quaternionen.tex -- slide template +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +% +\bgroup +\begin{frame}[t] +\setlength{\abovedisplayskip}{5pt} +\setlength{\belowdisplayskip}{5pt} +\frametitle{Quaternionen} +\vspace{-20pt} +\begin{columns}[t,onlytextwidth] +\begin{column}{0.48\textwidth} +\begin{block}{Quaternionen} +$4$-dimensionaler $\mathbb{R}$-Vektorraum +\[ +\mathbb{H} += +\langle 1,i,j,k\rangle_{\mathbb{R}} +\] +mit Rechenregeln +\[ +i^2=j^2=k^2=ijk=-1 +\] +$x=x_0+x_1i+x_2j+x_3k\in\mathbb{H}$ +\begin{itemize} +\item<2-> Realteil: $\operatorname{Re}x=x_0$ +\item<3-> Vektorteil: $\operatorname{Im}x=x_1i+x_2j+x_3k$ +\item<4-> Konjugation: $\overline{x}=\operatorname{Re}x-\operatorname{Im}x$ +\item<5-> Norm: $|x|^2 = x\overline{x} = x_0^2+x_1^2+x_2^2+x_3^2$ +\item<6-> Inverse: $x^{1}= \overline{x}/x\overline{x}$ +\end{itemize} +\end{block} +\end{column} +\begin{column}{0.50\textwidth} +\uncover<7->{% +\begin{block}{Skalarprodukt und Vektorprodukt} +\begin{align*} +pq +&= +\operatorname{Re}p \operatorname{Re}q +- +\operatorname{Im}p\cdot \operatorname{Im}q +\\ +&\phantom{=} ++ +\operatorname{Re}p\operatorname{Im}q ++ +\operatorname{Im}p\operatorname{Re}q ++ +\operatorname{Im}p\times\operatorname{Im}q +\end{align*} +\end{block}} +\uncover<8->{% +\begin{block}{Einheitsquaternionen} +$q\in \mathbb{H}$, $|q|=1, q^{-1}=\overline{q}$ +\end{block}} +\uncover<9->{% +\begin{block}{Polardarstellung} +\[ +q = \cos\frac{\alpha}2 + \vec{n} \sin\frac{\alpha}2 +\] +\vspace{-8pt} +\begin{itemize} +\item<10-> +Drehmatrix: 9 Parameter, 6 Bedingungen +\item<11-> +Quaternionen: 4 Parameter, 1 Bedingung +\end{itemize} +\end{block}} +\end{column} +\end{columns} +\end{frame} +\egroup diff --git a/vorlesungen/slides/7/ueberlagerung.tex b/vorlesungen/slides/7/ueberlagerung.tex new file mode 100644 index 0000000..426641a --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/7/ueberlagerung.tex @@ -0,0 +1,98 @@ +% +% ueberlagerung.tex -- slide template +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +% +\bgroup +\begin{frame}[t] +\setlength{\abovedisplayskip}{5pt} +\setlength{\belowdisplayskip}{5pt} +\frametitle{$S^3$, $\operatorname{SU}(2)$ und $\operatorname{SO}(3)$} +\vspace{-20pt} +\begin{columns}[t,onlytextwidth] +\begin{column}{0.38\textwidth} +\uncover<6->{% +\begin{block}{Überlagerung} +\begin{center} +\begin{tikzpicture}[>=latex,thick] +\coordinate (A) at (0,0); +\coordinate (B) at (2,0); +\coordinate (C) at (2,-2); +\coordinate (D) at (0,-2); + +\uncover<7->{ +\node at (A) {$\{\pm 1\}\mathstrut$}; +} +\uncover<6->{ +\node at (B) {$S^3\mathstrut$}; +\node at ($(B)+(0.1,0)$) [right] {$=\operatorname{SU}(2)\mathstrut$}; +} +\uncover<7->{ +\node at (C) {$\operatorname{SO}(3)\mathstrut$}; +\node at (D) {$\{I\}\mathstrut$}; +} + +\uncover<7->{ +\draw[->,shorten >= 0.3cm,shorten <= 0.5cm] (A) -- (B); +\draw[->,shorten >= 0.3cm,shorten <= 0.3cm] (A) -- (D); +\draw[->,shorten >= 0.3cm,shorten <= 0.3cm] (B) -- (C); +\draw[->,shorten >= 0.6cm,shorten <= 0.3cm] (D) -- (C); +} + +\end{tikzpicture} +\end{center} +\begin{itemize} +\item<7-> +$\pm q\in S^3$ $\Rightarrow$ $\varrho_{q}=\varrho_{-q}$ +\item<8-> +In der Nähe von $I$ sehen die Gruppen +$\operatorname{SO}(3)$ +und +$\operatorname{SU}(2)$ +``gleich'' aus +\item<9-> +$\operatorname{SU}(2)$ ist geometrisch ``einfacher'' +\end{itemize} +\end{block}} +\end{column} +\begin{column}{0.58\textwidth} +\begin{block}{Pauli-Matrizen} +Quaternionen als $2\times 2$-Matrizen schreiben +\begin{align*} +1&=\begin{pmatrix}1&0\\0&1\end{pmatrix}=\sigma_0, +& +i&=\begin{pmatrix}0&i\\i&0\end{pmatrix}=-i\sigma_1 +\\ +j&=\begin{pmatrix}0&-1\\1&0\end{pmatrix}=-i\sigma_2, +& +k&=\begin{pmatrix}i&0\\0&-i\end{pmatrix}=-i\sigma_3 +\end{align*} +\uncover<2->{% +erfüllen $i^2=j^2=k^2=ijk=-1$.} +\end{block} +\uncover<3->{% +\begin{block}{$S^3 = \operatorname{SU}(2)$} +\[ +a+bi+cj+dk += +\begin{pmatrix} +a+id&-c+bi\\ +c+ib&a-id +\end{pmatrix} += +A +\] +\begin{align*} +\uncover<4->{ +\det A &= a^2 + b^2 + c^2 + d^2 = 1 +} +\\ +\uncover<5->{ +A^* &= a - ib - jc - kd +} +\end{align*} +\end{block}} +\end{column} +\end{columns} +\end{frame} +\egroup diff --git a/vorlesungen/slides/test.tex b/vorlesungen/slides/test.tex index 0c13de0..17c8a28 100644 --- a/vorlesungen/slides/test.tex +++ b/vorlesungen/slides/test.tex @@ -3,5 +3,9 @@ % % (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, Hochschule Rapperswil % - -\folie{7/zusammenhang.tex} +\folie{7/mannigfaltigkeit.tex} +\folie{7/haar.tex} +\folie{7/quaternionen.tex} +\folie{7/qdreh.tex} +\folie{7/ueberlagerung.tex} +\folie{7/hopf.tex} -- cgit v1.2.1 From 9247dde37fc0283a4600ad73586ba155565ffe3f Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: =?UTF-8?q?Andreas=20M=C3=BCller?= Date: Thu, 29 Apr 2021 17:42:24 +0200 Subject: some improvements --- vorlesungen/09_mseliegruppen/slides.tex | 11 ++--------- vorlesungen/slides/7/semi.tex | 8 ++++---- 2 files changed, 6 insertions(+), 13 deletions(-) diff --git a/vorlesungen/09_mseliegruppen/slides.tex b/vorlesungen/09_mseliegruppen/slides.tex index 0fb6adc..f63a6a4 100644 --- a/vorlesungen/09_mseliegruppen/slides.tex +++ b/vorlesungen/09_mseliegruppen/slides.tex @@ -16,21 +16,14 @@ \folie{7/semi.tex} % Zusammenhangskomponenten +\section{Zusammenhang} \folie{7/zusammenhang.tex} -% XXX Hopf-Faserung für SO(2) -> SU(2)=S^3 -> S^2 +\section{Quaternionen} \folie{7/quaternionen.tex} \folie{7/qdreh.tex} \folie{7/ueberlagerung.tex} \folie{7/hopf.tex} -% curled up dimensions in String theory - - \section{Haar-Mass} \folie{7/haar.tex} -% Definition Haar-Mass -% Mittelung -% -% Méndez-Transformation - diff --git a/vorlesungen/slides/7/semi.tex b/vorlesungen/slides/7/semi.tex index 66b8d27..cd974c9 100644 --- a/vorlesungen/slides/7/semi.tex +++ b/vorlesungen/slides/7/semi.tex @@ -41,7 +41,7 @@ Wirkung auf $\mathbb{R}^2$: \begin{column}{0.48\textwidth} \uncover<3->{% \begin{block}{Verknüpfung} -\vspace{-15pt} +%\vspace{-15pt} \begin{align*} (e^{s_1},t_1)(e^{s_2},t_2)x &\uncover<4->{= @@ -60,7 +60,7 @@ e^{s_1+s_2}x + e^{s_1}t_2+t_1} \begin{column}{0.48\textwidth} \uncover<7->{% \begin{block}{Verknüpfung} -\vspace{-15pt} +%\vspace{-15pt} \begin{align*} (\alpha_1,\vec{t}_1) (\alpha_2,\vec{t}_2) @@ -85,7 +85,7 @@ e^{s_1+s_2}x + e^{s_1}t_2+t_1} \begin{column}{0.48\textwidth} \uncover<11->{% \begin{block}{Matrixschreibweise} -\vspace{-12pt} +%\vspace{-12pt} \[ g=(e^s,t) = \begin{pmatrix} @@ -100,7 +100,7 @@ e^s&t\\ \begin{column}{0.48\textwidth} \uncover<12->{% \begin{block}{Matrixschreibweise} -\vspace{-12pt} +%\vspace{-12pt} \[ g=(\alpha,\vec{t}) = \begin{pmatrix} -- cgit v1.2.1 From 819b9256e65a2775f44904fc25711bbc4a47435b Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: Roy Seitz Date: Fri, 30 Apr 2021 18:33:43 +0200 Subject: Dateien entfernt und ignoriert, die nicht im Git sein sollten. --- .DS_Store | Bin 6148 -> 0 bytes buch/.DS_Store | Bin 6148 -> 0 bytes buch/.gitignore | 26 ++--- buch/papers/.DS_Store | Bin 6148 -> 0 bytes buch/papers/erdbeben/Auszug1.aux | 17 ---- buch/papers/erdbeben/Auszug1.log | 168 -------------------------------- buch/papers/erdbeben/Auszug1.synctex.gz | Bin 47433 -> 0 bytes 7 files changed, 15 insertions(+), 196 deletions(-) delete mode 100644 .DS_Store delete mode 100644 buch/.DS_Store delete mode 100644 buch/papers/.DS_Store delete mode 100644 buch/papers/erdbeben/Auszug1.aux delete mode 100644 buch/papers/erdbeben/Auszug1.log delete mode 100644 buch/papers/erdbeben/Auszug1.synctex.gz diff --git a/.DS_Store b/.DS_Store deleted file mode 100644 index ecd345f..0000000 Binary files a/.DS_Store and /dev/null differ diff --git a/buch/.DS_Store b/buch/.DS_Store deleted file mode 100644 index ebd6632..0000000 Binary files a/buch/.DS_Store and /dev/null differ diff --git a/buch/.gitignore b/buch/.gitignore index 4600c1a..5d8a46e 100644 --- a/buch/.gitignore +++ b/buch/.gitignore @@ -1,12 +1,16 @@ -buch*.aux -buch*.bbl -buch*.bib -buch*.blg -buch*.idx -buch*.ilg -buch*.ind -buch*.log -buch*.out +*.aux +*.bbl +*.bib +*.blg +*.idx +*.ilg +*.ind +*.log +*.out +*.rpt buch*.pdf -buch*.run.xml -buch*.toc +*.run.xml +*.toc +.build/ +*.synctex.gz +*.DS_Store diff --git a/buch/papers/.DS_Store b/buch/papers/.DS_Store deleted file mode 100644 index 004ad78..0000000 Binary files a/buch/papers/.DS_Store and /dev/null differ diff --git a/buch/papers/erdbeben/Auszug1.aux b/buch/papers/erdbeben/Auszug1.aux deleted file mode 100644 index 07bfc0e..0000000 --- a/buch/papers/erdbeben/Auszug1.aux +++ /dev/null @@ -1,17 +0,0 @@ -\relax -\@writefile{toc}{\contentsline {section}{\numberline {1}Kalman Filter}{1}\protected@file@percent } -\@writefile{toc}{\contentsline {subsection}{\numberline {1.1}Geschichte}{1}\protected@file@percent } -\@writefile{toc}{\contentsline {subsection}{\numberline {1.2}Wahrscheinlichkeit}{1}\protected@file@percent } -\@writefile{lof}{\contentsline {figure}{\numberline {1}{\ignorespaces Zwei Gauss-Verteilungen}}{1}\protected@file@percent } -\@writefile{lof}{\contentsline {figure}{\numberline {2}{\ignorespaces Produkt der Gauss-Verteilungen}}{2}\protected@file@percent } -\@writefile{toc}{\contentsline {subsection}{\numberline {1.3}Anwendungsgrenzen}{2}\protected@file@percent } -\@writefile{toc}{\contentsline {section}{\numberline {2}Aufbau}{2}\protected@file@percent } -\@writefile{lof}{\contentsline {figure}{\numberline {3}{\ignorespaces System}}{3}\protected@file@percent } -\@writefile{toc}{\contentsline {subsection}{\numberline {2.1}Optionen}{3}\protected@file@percent } -\@writefile{toc}{\contentsline {section}{\numberline {3}Systemgleichung}{3}\protected@file@percent } -\@writefile{toc}{\contentsline {section}{\numberline {4}Kalman Filter}{4}\protected@file@percent } -\@writefile{toc}{\contentsline {subsection}{\numberline {4.1}Anfangsbedingungen}{4}\protected@file@percent } -\@writefile{toc}{\contentsline {subsection}{\numberline {4.2}Fiter Algorithmus}{5}\protected@file@percent } -\@writefile{toc}{\contentsline {section}{\numberline {5}Anfügen der Schwingung}{6}\protected@file@percent } -\newlabel{erdbeben:equation1}{{19}{6}} -\@writefile{toc}{\contentsline {section}{\numberline {6}Erreger-Schwingung}{6}\protected@file@percent } diff --git a/buch/papers/erdbeben/Auszug1.log b/buch/papers/erdbeben/Auszug1.log deleted file mode 100644 index 46aa28d..0000000 --- a/buch/papers/erdbeben/Auszug1.log +++ /dev/null @@ -1,168 +0,0 @@ -This is pdfTeX, Version 3.14159265-2.6-1.40.21 (TeX Live 2020) (preloaded format=pdflatex 2021.2.24) 29 APR 2021 16:12 -entering extended mode - restricted \write18 enabled. - file:line:error style messages enabled. - %&-line parsing enabled. -**Auszug1.tex -(./Auszug1.tex -LaTeX2e <2020-02-02> patch level 5 -L3 programming layer <2020-03-06> -(/usr/local/texlive/2020/texmf-dist/tex/latex/base/article.cls -Document Class: article 2019/12/20 v1.4l Standard LaTeX document class -(/usr/local/texlive/2020/texmf-dist/tex/latex/base/size11.clo -File: size11.clo 2019/12/20 v1.4l Standard LaTeX file (size option) -) -\c@part=\count167 -\c@section=\count168 -\c@subsection=\count169 -\c@subsubsection=\count170 -\c@paragraph=\count171 -\c@subparagraph=\count172 -\c@figure=\count173 -\c@table=\count174 -\abovecaptionskip=\skip47 -\belowcaptionskip=\skip48 -\bibindent=\dimen134 -) -(/usr/local/texlive/2020/texmf-dist/tex/latex/base/inputenc.sty -Package: inputenc 2018/08/11 v1.3c Input encoding file -\inpenc@prehook=\toks15 -\inpenc@posthook=\toks16 -) -(/usr/local/texlive/2020/texmf-dist/tex/latex/graphics/graphicx.sty -Package: graphicx 2019/11/30 v1.2a Enhanced LaTeX Graphics (DPC,SPQR) - -(/usr/local/texlive/2020/texmf-dist/tex/latex/graphics/keyval.sty -Package: keyval 2014/10/28 v1.15 key=value parser (DPC) -\KV@toks@=\toks17 -) -(/usr/local/texlive/2020/texmf-dist/tex/latex/graphics/graphics.sty -Package: graphics 2019/11/30 v1.4a Standard LaTeX Graphics (DPC,SPQR) - -(/usr/local/texlive/2020/texmf-dist/tex/latex/graphics/trig.sty -Package: trig 2016/01/03 v1.10 sin cos tan (DPC) -) -(/usr/local/texlive/2020/texmf-dist/tex/latex/graphics-cfg/graphics.cfg -File: graphics.cfg 2016/06/04 v1.11 sample graphics configuration -) -Package graphics Info: Driver file: pdftex.def on input line 105. - -(/usr/local/texlive/2020/texmf-dist/tex/latex/graphics-def/pdftex.def -File: pdftex.def 2018/01/08 v1.0l Graphics/color driver for pdftex -)) -\Gin@req@height=\dimen135 -\Gin@req@width=\dimen136 -) -(/usr/local/texlive/2020/texmf-dist/tex/generic/german/german.sty -v2.5e 1998-07-08 -Package: german 1998/07/08 v2.5e Support for writing german texts (br) -\grmnU@D=\dimen137 -german -- \language number for Austrian undefined, default 32 used. -) -(/usr/local/texlive/2020/texmf-dist/tex/latex/l3backend/l3backend-pdfmode.def -File: l3backend-pdfmode.def 2020-03-12 L3 backend support: PDF mode -\l__kernel_color_stack_int=\count175 -\l__pdf_internal_box=\box45 -) -(./Auszug1.aux) -\openout1 = `Auszug1.aux'. - -LaTeX Font Info: Checking defaults for OML/cmm/m/it on input line 43. -LaTeX Font Info: ... okay on input line 43. -LaTeX Font Info: Checking defaults for OMS/cmsy/m/n on input line 43. -LaTeX Font Info: ... okay on input line 43. -LaTeX Font Info: Checking defaults for OT1/cmr/m/n on input line 43. -LaTeX Font Info: ... okay on input line 43. -LaTeX Font Info: Checking defaults for T1/cmr/m/n on input line 43. -LaTeX Font Info: ... okay on input line 43. -LaTeX Font Info: Checking defaults for TS1/cmr/m/n on input line 43. -LaTeX Font Info: ... okay on input line 43. -LaTeX Font Info: Checking defaults for OMX/cmex/m/n on input line 43. -LaTeX Font Info: ... okay on input line 43. -LaTeX Font Info: Checking defaults for U/cmr/m/n on input line 43. -LaTeX Font Info: ... okay on input line 43. - -(/usr/local/texlive/2020/texmf-dist/tex/context/base/mkii/supp-pdf.mkii -[Loading MPS to PDF converter (version 2006.09.02).] -\scratchcounter=\count176 -\scratchdimen=\dimen138 -\scratchbox=\box46 -\nofMPsegments=\count177 -\nofMParguments=\count178 -\everyMPshowfont=\toks18 -\MPscratchCnt=\count179 -\MPscratchDim=\dimen139 -\MPnumerator=\count180 -\makeMPintoPDFobject=\count181 -\everyMPtoPDFconversion=\toks19 -) (/usr/local/texlive/2020/texmf-dist/tex/latex/epstopdf-pkg/epstopdf-base.sty -Package: epstopdf-base 2020-01-24 v2.11 Base part for package epstopdf -Package epstopdf-base Info: Redefining graphics rule for `.eps' on input line 4 -85. - -(/usr/local/texlive/2020/texmf-dist/tex/latex/latexconfig/epstopdf-sys.cfg -File: epstopdf-sys.cfg 2010/07/13 v1.3 Configuration of (r)epstopdf for TeX Liv -e -)) - -File: Gausskurve2.jpg Graphic file (type jpg) - -Package pdftex.def Info: Gausskurve2.jpg used on input line 56. -(pdftex.def) Requested size: 142.26378pt x 105.72829pt. -LaTeX Font Info: External font `cmex10' loaded for size -(Font) <10.95> on input line 64. -LaTeX Font Info: External font `cmex10' loaded for size -(Font) <8> on input line 64. -LaTeX Font Info: External font `cmex10' loaded for size -(Font) <6> on input line 64. - -[1 - -{/usr/local/texlive/2020/texmf-var/fonts/map/pdftex/updmap/pdftex.map} <./Gauss -kurve2.jpg>] - -File: Gausskurve3.jpg Graphic file (type jpg) - -Package pdftex.def Info: Gausskurve3.jpg used on input line 82. -(pdftex.def) Requested size: 142.26378pt x 104.13438pt. - -File: Apperatur.jpg Graphic file (type jpg) - -Package pdftex.def Info: Apperatur.jpg used on input line 98. -(pdftex.def) Requested size: 284.52756pt x 92.32858pt. - - -LaTeX Warning: `h' float specifier changed to `ht'. - -[2 <./Gausskurve3.jpg>] [3 <./Apperatur.jpg>] [4] [5] [6] [7] (./Auszug1.aux) - -LaTeX Warning: Label(s) may have changed. Rerun to get cross-references right. - - ) -Here is how much of TeX's memory you used: - 1379 strings out of 480608 - 19915 string characters out of 5903630 - 261075 words of memory out of 5000000 - 17301 multiletter control sequences out of 15000+600000 - 536948 words of font info for 39 fonts, out of 8000000 for 9000 - 1141 hyphenation exceptions out of 8191 - 30i,7n,25p,712b,258s stack positions out of 5000i,500n,10000p,200000b,80000s - -< -/usr/local/texlive/2020/texmf-dist/fonts/type1/public/amsfonts/cm/cmmi10.pfb> -Output written on Auszug1.pdf (7 pages, 276468 bytes). -PDF statistics: - 79 PDF objects out of 1000 (max. 8388607) - 54 compressed objects within 1 object stream - 0 named destinations out of 1000 (max. 500000) - 16 words of extra memory for PDF output out of 10000 (max. 10000000) - diff --git a/buch/papers/erdbeben/Auszug1.synctex.gz b/buch/papers/erdbeben/Auszug1.synctex.gz deleted file mode 100644 index b695e08..0000000 Binary files a/buch/papers/erdbeben/Auszug1.synctex.gz and /dev/null differ -- cgit v1.2.1 From 152b7c463b1ae7cd7916dff075a11b306e5c22fc Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: Nao Pross Date: Sat, 1 May 2021 19:43:15 +0200 Subject: Add section title pages --- vorlesungen/punktgruppen/slides.pdf | Bin 9740 -> 12641 bytes vorlesungen/punktgruppen/slides.tex | 20 ++++++++++++++++++++ 2 files changed, 20 insertions(+) diff --git a/vorlesungen/punktgruppen/slides.pdf b/vorlesungen/punktgruppen/slides.pdf index bfb36e9..02a3348 100644 Binary files a/vorlesungen/punktgruppen/slides.pdf and b/vorlesungen/punktgruppen/slides.pdf differ diff --git a/vorlesungen/punktgruppen/slides.tex b/vorlesungen/punktgruppen/slides.tex index 5c6982c..8394451 100644 --- a/vorlesungen/punktgruppen/slides.tex +++ b/vorlesungen/punktgruppen/slides.tex @@ -1,5 +1,8 @@ \documentclass[12pt, xcolor, aspectratio=169]{beamer} +% language +\usepackage{polyglossia} +\setmainlanguage{german} % Theme \beamertemplatenavigationsymbolsempty @@ -31,6 +34,15 @@ \setbeamercolor*{framesubtitle}{fg=white} +\setbeamertemplate{section page} +{ + \begin{center} + \Huge + \insertsection + \end{center} +} +\AtBeginSection{\frame{\sectionpage}} + % Metadata \title{\LARGE \scshape Punktgruppen und Kristallen} \author[N. Pross, T. T\"onz]{Naoki Pross, Tim T\"onz} @@ -55,7 +67,15 @@ \end{frame} \section{Geometrische Symmetrien} +%% Made in video + \section{Algebraische Symmetrien} +\begin{frame}{} + Hello +\end{frame} + \section{Kristallen} +\section{Anwendungen} + \end{document} -- cgit v1.2.1 From 6e507ac59576c7b7ac5f0c80eee4e3a36b599a7e Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: Nao Pross Date: Sat, 1 May 2021 21:09:26 +0200 Subject: Add slide for 4th roots of 1 --- vorlesungen/punktgruppen/slides.pdf | Bin 12641 -> 25325 bytes vorlesungen/punktgruppen/slides.tex | 73 ++++++++++++++++++++++++++++-------- 2 files changed, 58 insertions(+), 15 deletions(-) diff --git a/vorlesungen/punktgruppen/slides.pdf b/vorlesungen/punktgruppen/slides.pdf index 02a3348..090a661 100644 Binary files a/vorlesungen/punktgruppen/slides.pdf and b/vorlesungen/punktgruppen/slides.pdf differ diff --git a/vorlesungen/punktgruppen/slides.tex b/vorlesungen/punktgruppen/slides.tex index 8394451..2199b26 100644 --- a/vorlesungen/punktgruppen/slides.tex +++ b/vorlesungen/punktgruppen/slides.tex @@ -10,6 +10,7 @@ % set look \usetheme{default} \usecolortheme{fly} +\usefonttheme{serif} %% Set font \usepackage[p,osf]{scholax} @@ -51,28 +52,70 @@ % Slides \begin{document} -\begin{frame}{} -\titlepage -\end{frame} - -% \begin{frame}{} -% \tableofcontents -% \end{frame} +\frame{\titlepage} +\frame{\tableofcontents} \section{Einleitung} -\begin{frame}{Kristallen} -\[ - \psi -\] -\end{frame} +\frame{ + \[ + \psi + \] +} \section{Geometrische Symmetrien} %% Made in video \section{Algebraische Symmetrien} -\begin{frame}{} - Hello -\end{frame} +\frame{ + \begin{columns} + \begin{column}{.3\textwidth} + Produkt mit \(i\) + \begin{align*} + 1 \cdot i &= i \\ + i \cdot i &= -1 \\ + -1 \cdot i &= -i \\ + -i \cdot i &= 1 + \end{align*} + \pause + % + Gruppe + \begin{align*} + G &= \left\{ + 1, i, -1, -i + \right\} \\ + &= \left\{ + 1, i, i^2, i^3 + \right\} \\ + Z_4 &= \left\{ + \mathbb{1}, r, r^2, r^3 + \right\} + \end{align*} + \pause + % + \end{column} + \begin{column}{.5\textwidth} + % + Darstellung + \[ + \phi : Z_4 \to G + \] + \begin{align*} + \phi(\mathbb{1}) &= 1 & \phi(r^2) &= i^2 \\ + \phi(r) &= i & \phi(r^3) &= i^3 + \end{align*} + \pause + % + Homomorphismus + \begin{align*} + \phi(r \circ \mathbb{1}) &= \phi(r) \cdot \phi(\mathbb{1}) \\ + &= i \cdot 1 + \end{align*} + \pause + % + \(\phi\) ist bijektiv \(\implies Z_4 \cong G\) + \end{column} + \end{columns} +} \section{Kristallen} -- cgit v1.2.1 From f5c4eff1d1d77b0d7a805e873ff24753e7fc84f2 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: Nao Pross Date: Sat, 1 May 2021 21:43:50 +0200 Subject: Remove title from GeometriSymmetries scene and add circle group --- vorlesungen/punktgruppen/crystals.py | 44 +++++++++++++++++++++++++++++------- 1 file changed, 36 insertions(+), 8 deletions(-) diff --git a/vorlesungen/punktgruppen/crystals.py b/vorlesungen/punktgruppen/crystals.py index 136481b..70e1f89 100644 --- a/vorlesungen/punktgruppen/crystals.py +++ b/vorlesungen/punktgruppen/crystals.py @@ -16,16 +16,10 @@ config.tex_template.add_to_preamble( class Geometric2DSymmetries(Scene): def construct(self): # title - title = Tex(r"Geometrische \\ Symmetrien") - title.scale(1.5) - self.play(Write(title)) - self.wait() - self.play(FadeOut(title)) - self.wait() - self.intro() self.cyclic() self.dihedral() + self.circle() def intro(self): # create square @@ -114,7 +108,7 @@ class Geometric2DSymmetries(Scene): r"r^3", r"r^4", r"\mathbb{1}"]) action = next(actions, MathTex(r"r")) - + self.play(Create(figure)) self.play(Write(action)) self.wait() @@ -238,6 +232,40 @@ class Geometric2DSymmetries(Scene): self.wait(5) self.play(FadeOut(dihedral), FadeOut(dihedral_title)) + def circle(self): + circle = Circle(radius=2) + dot = Dot() + dot.move_to(2 * RIGHT) + + figure = VGroup(circle, dot) + group_name = MathTex(r"S^1") + + # create circle + self.play(Create(circle)) + self.play(Create(dot)) + + # move it around + self.play(Rotate(figure, PI/3)) + self.play(Rotate(figure, PI/6)) + self.play(Rotate(figure, -PI/3)) + + # show name + self.play(Rotate(figure, PI/4), Write(group_name)) + self.play(Uncreate(figure)) + + nsphere = MathTex(r"S^1 = \left\{z \in \mathbb{C} : |z| = 1\right\}") + nsphere_title = Tex(r"Kreisgruppe") + nsphere_title.next_to(nsphere, 2 * UP) + + nsphere.scale(1.2) + nsphere_title.scale(1.2) + + self.play(ReplacementTransform(group_name, nsphere)) + self.play(FadeInFrom(nsphere_title, UP)) + + self.wait(5) + self.play(FadeOut(nsphere_title), FadeOut(nsphere)) + class Geometric3DSymmetries(ThreeDScene): def construct(self): -- cgit v1.2.1 From 981b0e6a7e490d275e193a53b5ff224ec73e6b21 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: Nao Pross Date: Sun, 2 May 2021 01:04:33 +0200 Subject: Create 3D scene for axial groups --- vorlesungen/punktgruppen/crystals.py | 171 +++++++++++++++++++++-------------- 1 file changed, 105 insertions(+), 66 deletions(-) diff --git a/vorlesungen/punktgruppen/crystals.py b/vorlesungen/punktgruppen/crystals.py index 70e1f89..cbae3d0 100644 --- a/vorlesungen/punktgruppen/crystals.py +++ b/vorlesungen/punktgruppen/crystals.py @@ -15,7 +15,6 @@ config.tex_template.add_to_preamble( # scenes class Geometric2DSymmetries(Scene): def construct(self): - # title self.intro() self.cyclic() self.dihedral() @@ -269,75 +268,115 @@ class Geometric2DSymmetries(Scene): class Geometric3DSymmetries(ThreeDScene): def construct(self): - self.symmetric() - - - @staticmethod - def get_cube(): - verts = np.array(list(it.product(*3 * [[-1, 1]]))) - edges = [ - (v1, v2) - for v1, v2 in it.combinations(verts, 2) - if sum(v1 == v2) == 2 - ] - corner_dots = Group(*[ - Sphere().set_height(0.25).move_to(vert) - for vert in verts - ]) - corner_dots.set_color(GREY_B) - edge_rods = Group(*[ - Line3D(v1, v2) - for v1, v2 in edges - ]) - - faces = Cube(square_resolution=(10, 10)) - faces.set_height(2) - faces.set_color(BLUE_E, 0.3) - # faces.add_updater(lambda m: m.sort(lambda p: np.dot(p, [np.sign(self.euler_angles[0]) * 0.2, -1, 0.2]))) - - cube = Group(corner_dots, edge_rods, faces) - cube.corner_dots = corner_dots - cube.edge_rods = edge_rods - cube.faces = faces - return cube - - def symmetric(self): - self.renderer.camera.light_source.move_to(3*IN) # changes the source of the light - self.set_camera_orientation(phi=60 * DEGREES, theta=5 * DEGREES) - - cube = Cube() - self.play(GrowFromCenter(cube)) - - axes = list( - map(lambda v: v / np.linalg.norm(v), - map(np.array, [ - [0, 0, 1], - [0, 1, 1], - [1, 1, 1], - ]) - )) - angles = [ PI, PI, PI * 2/3 ] - lines = list(map(lambda x: Line(-2 * x, 2 * x), axes)) - - camera_thetas = list(map(lambda x: x * DEGREES, [10, 100, 110])) - for axis, line, angle, camera_angle in zip(axes, lines, angles, camera_thetas): - self.move_camera(theta=camera_angle) - self.play(Create(line)) - self.play(Rotate(cube, angle, axis=axis, run_time=3)) - - self.wait(7) + self.improper_rotation() + def improper_rotation(self): + # changes the source of the light and camera + self.renderer.camera.light_source.move_to(3*IN) + self.set_camera_orientation(phi=0, theta=0) -class AlgebraicSymmetries(Scene): - def construct(self): - # title - title = Tex(r"Algebraische \\ Symmetrien") - title.scale(1.5) - self.play(Write(title)) + # initial square + square = Square() + square.set_fill(PINK, opacity=.5) + + self.play(Create(square)) + self.wait() + + self.play(Rotate(square, PI/2)) + self.wait() + + self.move_camera(phi= 75 * DEGREES, theta = -80 * DEGREES) + + # create sphere from slices + cyclic_slices = [] + for i in range(4): + colors = [PINK, RED] if i % 2 == 0 else [BLUE_D, BLUE_E] + cyclic_slices.append(ParametricSurface( + lambda u, v: np.array([ + np.sqrt(2) * np.cos(u) * np.cos(v), + np.sqrt(2) * np.cos(u) * np.sin(v), + np.sqrt(2) * np.sin(u) + ]), + v_min=PI/4 + PI/2 * i, + v_max=PI/4 + PI/2 * (i + 1), + u_min=-PI/2, u_max=PI/2, + checkerboard_colors=colors, resolution=(10,5))) + + self.play(FadeOut(square), *map(Create, cyclic_slices)) + + axis = Line3D(start=[0,0,-2.5], end=[0,0,2.5]) + + axis_name = MathTex(r"r \in Z_4") + # move to yz plane + axis_name.rotate(PI/2, axis = RIGHT) + axis_name.next_to(axis, OUT) + + self.play(Create(axis)) + self.play(Write(axis_name)) + self.wait() + + cyclic_sphere = VGroup(*cyclic_slices) + self.play(Rotate(cyclic_sphere, PI/2)) self.wait() - self.play(FadeOut(title)) + + # reflection plane + self.play(FadeOut(cyclic_sphere), FadeIn(square)) + plane = ParametricSurface( + lambda u, v: np.array([u, 0, v]), + u_min = -2, u_max = 2, + v_min = -2, v_max = 2, + fill_opacity=.3, resolution=(1,1)) + + plane_name = MathTex(r"\sigma \in D_4") + # move to yz plane + plane_name.rotate(PI/2, axis = RIGHT) + plane_name.next_to(plane, OUT + RIGHT) + + self.play(Create(plane)) + self.play(Write(plane_name)) self.wait() + self.move_camera(phi = 25 * DEGREES, theta = -75 * DEGREES) + + self.play(Rotate(square, PI/2)) + self.play(Rotate(square, PI, RIGHT)) + + self.play(Rotate(square, PI/2)) + self.play(Rotate(square, PI, RIGHT)) + + self.move_camera(phi = 75 * DEGREES, theta = -80 * DEGREES) + + # create sphere from slices + dihedral_slices = [] + for i in range(4): + for j in range(2): + colors = [PINK, RED] if i % 2 == 0 else [BLUE_D, BLUE_E] + dihedral_slices.append(ParametricSurface( + lambda u, v: np.array([ + np.sqrt(2) * np.cos(u) * np.cos(v), + np.sqrt(2) * np.cos(u) * np.sin(v), + np.sqrt(2) * np.sin(u) + ]), + v_min=PI/2 * j + PI/4 + PI/2 * i, + v_max=PI/2 * j + PI/4 + PI/2 * (i + 1), + u_min=-PI/2 if j == 0 else 0, + u_max=0 if j == 0 else PI/2, + checkerboard_colors=colors, resolution=(10,5))) + + dihedral_sphere = VGroup(*dihedral_slices) + + self.play(FadeOut(square), Create(dihedral_sphere)) + + self.play(Rotate(dihedral_sphere, PI/2)) + self.play(Rotate(dihedral_sphere, PI, RIGHT)) + + self.play(Rotate(dihedral_sphere, PI/2)) + self.play(Rotate(dihedral_sphere, PI, RIGHT)) + + self.wait(5) + +class AlgebraicSymmetries(Scene): + def construct(self): self.cyclic() self.matrices() @@ -349,7 +388,7 @@ class AlgebraicSymmetries(Scene): r"-1 \cdot i &= -i \\", r"-i \cdot i &= 1") product.scale(1.5) - + for part in product: self.play(Write(part)) -- cgit v1.2.1 From cc8f0ed8ae04a2814f2564f723262416bb15b4b2 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: =?UTF-8?q?Andreas=20M=C3=BCller?= Date: Mon, 3 May 2021 11:21:37 +0200 Subject: reelle Normalform --- buch/chapters/40-eigenwerte/normalformen.tex | 254 ++++++++++++++++++++++++++- 1 file changed, 252 insertions(+), 2 deletions(-) diff --git a/buch/chapters/40-eigenwerte/normalformen.tex b/buch/chapters/40-eigenwerte/normalformen.tex index c21c403..ffce61d 100644 --- a/buch/chapters/40-eigenwerte/normalformen.tex +++ b/buch/chapters/40-eigenwerte/normalformen.tex @@ -330,9 +330,259 @@ Es ist das Polynom geringsten Grades über $\Bbbk'$, welches $m(A)=0$ erfüllt. \subsection{Reelle Normalform \label{buch:subsection:reelle-normalform}} +Wenn eine reelle Matrix $A$ komplexe Eigenwerte hat, ist die Jordansche +Normalform zwar möglich, aber die zugehörigen Basisvektoren werden ebenfalls +komplexe Komponenten haben. +Für eine rein reelle Rechnung ist dies nachteilig, da der Speicheraufwand +dadurch verdoppelt und der Rechenaufwand für Multiplikationen vervierfacht +wird. -\subsection{Obere Hessenberg-Form -\label{buch:subsection:obere-hessenberg-form}} +Die nicht reellen Eigenwerte von $A$ treten in konjugiert komplexen Paaren +$\lambda_i$ und $\overline{\lambda}_i$ auf. +Wir betrachten im Folgenden nur ein einziges Paar $\lambda=a+ib$ und +$\overline{\lambda}=a-ib$ von konjugiert komplexen Eigenwerten mit +nur je einem einzigen $n\times n$-Jordan-Block $J$ und $\overline{J}$. +Ist $\mathcal{B}=\{b_1,\dots,b_n\}$ die Basis für den Jordan-Block $J$, +dann kann man die Vektoren +$\overline{\mathcal{B}}=\{\overline{b}_1,\dots,\overline{b}_n\}$ als Basis für +$\overline{J}$ verwenden. +Die vereinigte Basis +$\mathcal{C} = \mathcal{B}\cup\overline{\mathcal{B}} += \{b_1,\dots,b_n,\overline{b}_1,\dots,\overline{b}_n\}$ +erzeugen einen $2n$-dimensionalen Vektorraum, +der direkte Summe der beiden von $\mathcal{B}$ und $\overline{\mathcal{B}}$ +erzeugen Vektorräume $V=\langle\mathcal{B}\rangle$ und +$\overline{V}=\langle\overline{\mathcal{B}}\rangle$ ist. +Es ist also +\[ +U=\langle \mathcal{C}\rangle += +V\oplus \overline{V}. +\] +Wir bezeichnen die lineare Abbildung mit den Jordan-Blöcken +$J$ und $\overline{J}$ wieder mit $A$. + +Auf dem Vektorraum $U$ hat die lineare Abbildung in der Basis +$\mathcal{C}$ die Matrix +\[ +A= +\begin{pmatrix} +J&0\\ +0&\overline{J} +\end{pmatrix} += +\begin{pmatrix} +\lambda& 1 & & & &&&&&\\ + &\lambda& 1 & & &&&&&\\ + & &\lambda&\ddots& &&&&&\\ + & & &\ddots& 1 &&&&&\\ + & & & &\lambda&&&&&\\ +&&&& &\overline{\lambda}&1&& & \\ +&&&& &&\overline{\lambda}&1& & \\ +&&&& &&&\overline{\lambda} &\dots& \\ +&&&& &&& &\dots&1\\ +&&&& &&& &&\overline{\lambda}\\ +\end{pmatrix}. +\] + +Die Jordan-Normalform bedeutet, dass +\[ +\begin{aligned} +Ab_1&=\lambda b_1 & + A\overline{b}_1 &= \overline{\lambda} \overline{b}_1 \\ +Ab_2&=\lambda b_2 + b_1 & + A\overline{b}_2 &= \overline{\lambda} \overline{b}_2 +\overline{b_1}\\ +Ab_3&=\lambda b_3 + b_2 & + A\overline{b}_3 &= \overline{\lambda} \overline{b}_3 +\overline{b_2}\\ + &\;\vdots & + &\;\vdots \\ +Ab_n&=\lambda b_n + b_{n-1} & + A\overline{b}_n &= \overline{\lambda} \overline{b}_n +\overline{b_{n-1}} +\end{aligned} +\] +Für die Linearkombinationen +\begin{equation} +\begin{aligned} +c_i &= \frac{b_i+\overline{b}_i}{\sqrt{2}}, +& +d_i &= \frac{b_i-\overline{b}_i}{i\sqrt{2}} +\end{aligned} +\label{buch:eigenwerte:eqn:reellenormalformumrechnung} +\end{equation} +folgt dann für $k>1$ +\begin{align*} +Ac_k +&= +\frac{Ab_k+A\overline{b}_k}{2} +& +Ad_k +&= +\frac{Ab_k-A\overline{b}_k}{2i} +\\ +&= +\frac1{\sqrt{2}}(\lambda b_k + b_{k-1} ++ \overline{\lambda}\overline{b}_k + \overline{b}_{k-1}) +& +&= +\frac1{i\sqrt{2}}(\lambda b_k + b_{k-1} +- \overline{\lambda}\overline{b}_k - \overline{b}_{k-1}) +\\ +&= +\frac1{\sqrt{2}}(\alpha b_k + i\beta b_k + \alpha \overline{b}_k -i\beta \overline{b}_k) ++ +c_{k-1} +& +&= +\frac1{i\sqrt{2}}( +\alpha b_k + i\beta b_k - \alpha \overline{b}_k +i\beta \overline{b}_k) ++ +d_{k-1} +\\ +&= +\alpha +\frac{b_k+\overline{b}_k}{\sqrt{2}} ++ +i \beta \frac{b_k-\overline{b}_k}{\sqrt{2}} ++ +c_{k-1} +& +&= +\alpha +\frac{b_k-\overline{b}_k}{i\sqrt{2}} ++ +i \beta \frac{b_k+\overline{b}_k}{i\sqrt{2}} ++ +d_{k-1} +\\ +&= \alpha c_k -\beta d_k ++ +c_{k-1} +& +&= \alpha d_k + \beta c_k ++ +d_{k-1}. +\end{align*} +Für $k=1$ fallen die Terme $c_{k-1}$ und $d_{k-1}$ weg. +In der Basis $\mathcal{D}=\{c_1,d_1,\dots,c_n,d_n\}$ hat die Matrix +also die {\em reelle Normalform} +\begin{equation} +\def\temp#1{\multicolumn{1}{|c}{#1\mathstrut}} +\def\semp#1{\multicolumn{1}{c|}{#1\mathstrut}} +A_{\text{reell}} += +\left( +\begin{array}{cccccccccccc} +\cline{1-4} +\temp{\alpha}& \beta&\temp{ 1}& 0&\temp{} & & & & & &&\\ +\temp{-\beta}&\alpha&\temp{ 0}& 1&\temp{} & & & & & &&\\ +\cline{1-6} + & &\temp{\alpha}& \beta&\temp{ 1}& 0&\temp{} & & & &&\\ + & &\temp{-\beta}&\alpha&\temp{ 0}& 1&\temp{} & & & &&\\ +\cline{3-6} + & & & &\temp{\alpha}& \beta&\temp{} & & & &&\\ + & & & &\temp{-\beta}&\alpha&\temp{} & & & &&\\ +\cline{5-8} + & & & & & &\temp{\phantom{0}}&\phantom{0}&\temp{ }& &&\\ + & & & & & &\temp{\phantom{0}}&\phantom{0}&\temp{ }& &&\\ +\cline{7-12} + & & & & & & & &\temp{\alpha}& \beta&\temp{ 1}&\semp{ 0}\\ + & & & & & & & &\temp{-\beta}&\alpha&\temp{ 0}&\semp{ 1}\\ +\cline{9-12} + & & & & & & & & & &\temp{\alpha}&\semp{ \beta}\\ + & & & & & & & & & &\temp{-\beta}&\semp{\alpha}\\ +\cline{11-12} +\end{array}\right). +\label{buch:eigenwerte:eqn:reellenormalform} +\end{equation} + +Wir bestimmen noch die Transformationsmatrix, die $A$ in die reelle +Normalform bringt. +Dazu beachten wir, dass die Vektoren $c_k$ und $d_k$ in der Basis +$\mathcal{B}$ nur in den Komponenten $k$ und $n+k$ von $0$ verschiedene +Koordinaten haben, nämlich +\[ +c_k += +\frac1{\sqrt{2}} +\left( +\begin{array}{c} +\vdots\\ 1 \\ \vdots\\\hline \vdots\\ 1\\\vdots +\end{array}\right) +\qquad\text{und}\qquad +d_k += +\frac1{i\sqrt{2}} +\left(\begin{array}{c} +\vdots\\ 1 \\ \vdots\\\hline\vdots\\-1\\\vdots +\end{array}\right) += +\frac1{\sqrt{2}} +\left(\begin{array}{c} +\vdots\\-i \\ \vdots\\\hline \vdots\\ i\\\vdots +\end{array}\right) +\] +gemäss \eqref{buch:eigenwerte:eqn:reellenormalformumrechnung}. +Die Umrechnung der Koordinaten von der Basis $\mathcal{B}$ in die Basis +$\mathcal{D}$ +wird daher durch die Matrix +\[ +S += +\frac{1}{\sqrt{2}} +\left(\begin{array}{cccccccccc} +1&-i& & & & & & & & \\ + & &1&-i& & & & & & \\ + & & & &1&-i& & & & \\ + & & & & & &\dots&\dots& & \\ + & & & & & & & &1&-i\\ +\hline +1& i& & & & & & & & \\ + & &1& i& & & & & & \\ + & & & &1& i& & & & \\ + & & & & & &\dots&\dots& & \\ + & & & & & & & &1& i\\ +\end{array}\right) +\] +vermittelt. +Der Nenner $\sqrt{2}$ wurde so gewählt, dass die +Zeilenvektoren der Matrix $S$ als komplexe Vektoren orthonormiert sind, +die Matrix $S$ ist daher unitär und hat die Inverse +\[ +S^{-1} += +S^* += +\frac{1}{\sqrt{2}} +\left(\begin{array}{ccccc|ccccc} + 1& & & & &1& & & & \\ +-i& & & & &i& & & & \\ + & 1& & & & &1& & & \\ + &-i& & & & &i& & & \\ + & & 1& & & & &1& & \\ + & &-i& & & & &i& & \\ + & & &\dots& & & & &\dots& \\ + & & &\dots& & & & &\dots& \\ + & & & & 1& & & & &1\\ + & & & &-i& & & & &i\\ +\end{array}\right). +\] +Insbesondere folgt jetzt +\[ +A += +S^{-1}A_{\text{reell}}S += +S^*A_{\text{reell}}S +\qquad\text{und}\qquad +A_{\text{reell}} += +SAS^{-1} += +SAS^*. +\] + +%\subsection{Obere Hessenberg-Form +%\label{buch:subsection:obere-hessenberg-form}} -- cgit v1.2.1 From d9f3811cb2b6c0b73d4b4b712bd713f5eab77007 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: =?UTF-8?q?Andreas=20M=C3=BCller?= Date: Mon, 3 May 2021 11:23:21 +0200 Subject: fix problem with missing file --- buch/chapters/50-permutationen/transpositionen.tex | 12 ++++++------ buch/papers/erdbeben/Makefile.inc | 1 - 2 files changed, 6 insertions(+), 7 deletions(-) diff --git a/buch/chapters/50-permutationen/transpositionen.tex b/buch/chapters/50-permutationen/transpositionen.tex index 604e010..748b2e9 100644 --- a/buch/chapters/50-permutationen/transpositionen.tex +++ b/buch/chapters/50-permutationen/transpositionen.tex @@ -111,7 +111,7 @@ Permutationen. \end{definition} Die alternierende Gruppe $A_n$ ist tatsächlich eine Untergruppe. -Zunächst ist $\operatorname{sign}(e)=(-1)^0=1$, also ist $e\in A_n$. +Zunächst ist $\operatorname{sgn}(e)=(-1)^0=1$, also ist $e\in A_n$. Es wurde schon gezeigt, dass mit jedem Element $\sigma\in A_n$ auch das inverse Element $\sigma^{-1}\in A_n$ ist. Es muss aber noch sichergestellt werden, dass das Produkt von zwei @@ -120,17 +120,17 @@ geraden Transpositionen wieder gerade ist: \begin{aligned} \sigma_1,\sigma_2&\in A_n &\Rightarrow&& -\operatorname{sign}(\sigma_1) +\operatorname{sgn}(\sigma_1) &= -\operatorname{sign}(\sigma_2) +\operatorname{sgn}(\sigma_2) = 1 \\ &&\Rightarrow&& -\operatorname{sign}(\sigma_1\sigma_2) +\operatorname{sgn}(\sigma_1\sigma_2) &= -\operatorname{sign}(\sigma_1) -\operatorname{sign}(\sigma_2) +\operatorname{sgn}(\sigma_1) +\operatorname{sgn}(\sigma_2) = 1\cdot 1=1 &&\Rightarrow& diff --git a/buch/papers/erdbeben/Makefile.inc b/buch/papers/erdbeben/Makefile.inc index 52317c8..ed32f08 100644 --- a/buch/papers/erdbeben/Makefile.inc +++ b/buch/papers/erdbeben/Makefile.inc @@ -8,7 +8,6 @@ dependencies-erdbeben = \ papers/erdbeben/main.tex \ papers/erdbeben/references.bib \ papers/erdbeben/teil0.tex \ - papers/erdbeben/teil1.tex \ papers/erdbeben/teil2.tex \ papers/erdbeben/teil3.tex -- cgit v1.2.1 From bad5ac1ab2ed83ade1830745b9ff6dbdbb350633 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: Lukaszogg <82384106+Lukaszogg@users.noreply.github.com> Date: Mon, 3 May 2021 15:13:13 +0200 Subject: Update teil1.tex --- buch/papers/erdbeben/Auszug1.tex | 280 --------------------------------------- buch/papers/erdbeben/teil1.tex | 280 +++++++++++++++++++++++++++++++++++++++ 2 files changed, 280 insertions(+), 280 deletions(-) delete mode 100644 buch/papers/erdbeben/Auszug1.tex create mode 100644 buch/papers/erdbeben/teil1.tex diff --git a/buch/papers/erdbeben/Auszug1.tex b/buch/papers/erdbeben/Auszug1.tex deleted file mode 100644 index aeade0a..0000000 --- a/buch/papers/erdbeben/Auszug1.tex +++ /dev/null @@ -1,280 +0,0 @@ -% -% teil1.tex -- Beispiel-File für das Paper -% -% (c) 2020 Prof Dr Andreas Müller, Hochschule Rapperswil -% -% -% teil2.tex -- Beispiel-File für teil2 -% -% (c) 2020 Prof Dr Andreas Müller, Hochschule Rapperswil -% -\documentclass[11pt,a4paper]{article} - -\usepackage[utf8]{inputenc} -\usepackage{graphicx} -\usepackage{german} - - -\pagestyle{myheadings} -\pagenumbering{arabic} - -\setlength{\textwidth}{15cm} -\setlength{\textheight}{22cm} -\setlength{\topmargin}{-1cm} -\setlength{\oddsidemargin}{0,5cm} -\setlength{\parindent}{0cm} -\setlength{\headsep}{1,5cm} - - -\begin{titlepage} % Titelseite einrichten -\title{\bf {Beispieldatei}} - -\author{\vspace{2cm} - Autor} - -\date{\vspace{3cm} % Datumsfeld einrichten - letzte Aktualisierung: \today} - -\thispagestyle{empty} % Die Titelseite soll keine Seitenzahl bekommen...[1] -\end{titlepage} - - - -\begin{document} - - - -\section{Kalman Filter} -\subsection{Geschichte} -Der Kalman Filter wurde 1960 von Rudolf Emil Kalman entdeckt und direkt von der NASA für die Appollo Mission benutzt. Der Filter kommt mit wenig Rechenleistung aus und war somit dafür geeignet die Rakete bei der Navigation zu unterstützen. Der Filter schätzt den Zustand eines Systems anhand von Messungen und kann den nächsten Zustand erraten. Typische Anwendungen des Kalman-Filters sind die Glättung von verrauschten Daten und die Schätzung von Parametern und kommt heutzutage in jedem Satellit, Navigationssystem, Smartphones und Videospielen vor. - -\subsection{Wahrscheinlichkeit} -Der Kalman Filter versucht nichts anderes, als ein geeigneter Wert zwischen zwei Normalverteilungen zu schätzen. Die eine Kurve zeigt die errechnete Vorhersage des Zustands, bzw. deren Normal- Gauss-Verteilung. Die andere Kurve zeigt die verrauschte Messung des nächsten Zustand, bzw. deren Normal-Verteilung. Wie man in am Beispiel dieser zwei Gauss-Verteilungen sehen kann, ist sowohl der geschätzte Zustand als auch der gemessene Zustand nicht am selben Punkt. - -\begin{figure}[h] - \begin{center} - \includegraphics[width=5cm]{Gausskurve2} - \caption{Zwei Gauss-Verteilungen} - \end{center} -\end{figure} -Um eine genauere Schätzung des Zustandes zu machen wird nun ein Wert zwischen den beiden Verteilungen gesucht. An diesem Punkt wird nun eine Eigenschaft ausgenutzt. Durch das Multiplizieren zweier Normal-Verteilungen entsteht eine neue Normal-Verteilung. - -Wir haben eine Normalverteilung der Vorhersage: - -\begin{equation} -{y_1}(x;{\mu_1},{\sigma_1})=\frac{1}{\sqrt{2\pi\sigma_1^2}}*e^{-\frac{(x-{\mu_1})^2}{2{\sigma_1}^2}} -\end{equation} -und für die Messung: - -\begin{equation} -{y_2}(x;{\mu_2},{\sigma_2})=\frac{1}{\sqrt{2\pi\sigma_2^2}}*e^{-\frac{(x-{\mu_2})^2}{2{\sigma_2}^2}}. -\end{equation} - -Diesen werden nun Multipliziert und durch deren Fläche geteilt um sie wieder zu Normieren: -\begin{equation} -{y_f}(x;{\mu_f},{\sigma_f})=\frac{ \frac{1}{\sqrt{2\pi\sigma_1^2}}*e^{-\frac{(x-{\mu_1})^2}{2{\sigma_1}^2}} *\frac{1}{\sqrt{2\pi\sigma_2^2}}*e^{-\frac{(x-{\mu_2})^2}{2{\sigma_2}^2}}}{\int {y_1}*{y_2}\,} -\end{equation} - -Dadurch gleicht sich die neue Kurve den anderen an. Interessant daran ist, dass die fusionierte Kurve sich der genauere Normal-Verteilung anpasst. ist ${\sigma_2}$ klein und ${\sigma_1}$ gross, so wird sich die fusionierte Kurve näher an ${y_2}(x;{\mu_2},{\sigma_2})$ begeben. - - \begin{figure}[h] - \begin{center} - \includegraphics[width=5cm]{Gausskurve3} - \caption{Produkt der Gauss-Verteilungen} - \end{center} -\end{figure} -Was in 2 Dimensionen erklärt wurde, funktioniert auch in mehreren Dimensionen. Dieses Prinzip mach sich der Kalman Filter zu nutze, und wird von uns für die Erdbeben Berechnung genutzt. - -\subsection{Anwendungsgrenzen} -Nicht lineare Systeme %Noch nicht Fertig - - -\section{Aufbau} -Um ein Erdbeben kenntlich zumachen werden in der Regel Seismographen mit vielen Sensoren verwendet. -Der Seismograph besteht im Grunde aus einer Federgelagerten Masse. Wirkt eine Bodenerregung auf das Gerat ein, bleibt die gekoppelte Masse in der Regel stehen und das Gehäuse schwingt mit.Relativbewegung des Bodens kann damit als Längenänderung im Zeitverlauf gemessen werden. In modernen Seismographen wird die Bodenbewegung in alle Richtungen gemessen, sowohl Horizontal als auch Vertikal. -Wir konstruieren uns eine einfachere Version eines Seismographen, welcher rein Mechanisch funktioniert. Zudem kann er nur in eine Dimension Messwerte aufnehmen. Würde das System ausgebaut werden, um alle Horizontalbewegungen aufzunehmen, würde der Verwendung des Kalman Filters zu kompliziert werden. Für zwei Dimensionen (x,y) würde der Pythagoras für das System benötigt werden. Da sich der Pythagoras bekanntlich nicht linear verhält, kann kein linearer Kalman Filter implementiert werden. Da der Kalman Filter besonders effektiv und einfach für lineare Abläufe geeignet ist, würde eine Zweidimensionale Betrachtung den Rahmen dieser Arbeit sprengen. -\begin{figure}[h] - \begin{center} - \includegraphics[width=10cm]{Apperatur} - \caption{System} - \end{center} -\end{figure} - - -\subsection{Optionen} -Wollte man einen 2D Seismographen aufbauen, ohne den Pythagroas zu verwenden, kann dies mit der Annahme, das die Feder sehr lang sind erfolgen. Da sich bei langen Federn die Auslenkungen verkleiner...!!Noch nicht fertig! - -\section{Systemgleichung} -Da der Kalman Filter zum schätzen des nächsten Zustand verwendet werden kann, wird eine Gleichung welche das System beschreibt. Im Fall unseres Seismographen kann der die Differentialgleichung zweiter Ordnung einer Erzwungene Schwingung am harmonischen Oszillator verwendet werden. Diese lautet: -\begin{equation} -m* \ddot x + 2k *\dot x + D*x = f -\end{equation} -mit den Konstanten m = Masse, k = Dämpfungskonstante und D = Federkonstante. -Um diese nun die Systemmatrix umzuwandeln, wird aus der Differentialgleichung zweiter Ordnung durch eine Substitution eine DGL erster Ordnung: - -\begin{equation} -{x_1}=x, -{x_2}=\dot x, -{x_3}=\ddot x \mid Substitution -\end{equation} - - -\begin{equation} -m* {x_3}+ 2k*{x_2} + D*{x_1} = f \mid DGL \:1. Ordnung -\end{equation} - -\begin{equation} -{x_3}=-\frac{D}{m} *{x_1} -\frac{2*k}{m} *{x_2} + \frac{f} {m} \mid Nach \: {x_3} -\end{equation} - -Um die lineare Differentialgleichung in in den Kalman Filter zu Implementieren, muss dieses als Vektor-Gleichung umgewandelt werden. Dafür wird die Gleichung abgeleitet in die Zustände aufgeteilt. Die für uns relevanten Zustände sind die Position der Masse, die Geschwindigkeit der Masse und äussere Beschleunigung des ganzen System. Dabei muss unterschieden werden. um welche Beschleunigung es sich handelt. Das System beinhaltet sowohl eine Beschleunigung der Masse bzw. Feder (innere Beschleunigung), als auch eine Beschleunigung der ganzen Apparatur (äusseren Beschleunigung). In unserem Fall wird die äussere Beschleunigung gesucht, da diese der Erdbeben Anregung gleich kommt. -\begin{equation} -\frac{d}{dt} \left(\begin{array}{c} {x_1} \\ {x_2} \end{array}\right) = \left( - \begin{array}{ccc} -0 & 1& 0 \\ -- \frac{D}{m} &-\frac{2*k}{m} & \frac{1} {m}\\ -\end{array}\right) \left(\begin{array}{c} {x_1} \\ {x_2} \\ {x_3} \end{array}\right). -\end{equation} - -Durch die Rücksubstituion ergibt sich: -\begin{equation} -\frac{d}{dt} \left(\begin{array}{c} x(t) \\ v(t) \end{array}\right) = \left( - \begin{array}{ccc} -0 & 1& 0 \\ -- \frac{D}{m} &-\frac{2*k}{m} & \frac{1} {m}\\ -\end{array}\right) \left(\begin{array}{c} x(t)\\ v(t)\\ f(t) \end{array}\right). -\end{equation} - - -Da die Kraft unbekannt ist, wird die letzte Teile mit Nullen bestückt, denn genau diese Werte wollen wir. - -\section{Kalman Filter} -Um den Kalman Filter zu starten müssen gewisse Bedingungen definiert werden. In diesem Abschnitt werden die einzelnen Parameter/Matrizen erläutert und Erklärt, für was sie nützlich sind. -\subsection{Anfangsbedingungen} -\subsubsection*{Anfangszustand x} -Der Filter muss wissen wie das System startet. in unserem Fall is es die Ruhelage, die Masse bewegt sich nicht. Zudem erfährt die Apparatur keine äussere Kraft. - -\begin{equation} -{x_0 }= \left( \begin{array}{c} 0\\ 0\\ 0\end{array}\right) -\end{equation} - -\subsubsection*{Anfangsfehler / Kovarianzmatrix} -Da auch der Anfangszustand fehlerhaft sein kann, wird für den Filter eine Kovarianzmatrix eingeführt. In unserem Fall ist der Anfangszustand gut Bekannt und die Matrix kann mit Nullen bestückt werden. Somit ergibt sich für die Kovarianzmatrix -\begin{equation} -{P_0 }= -\left( -\begin{array}{ccc} -0 & 0 &0 \\ -0 &0 & 0 \\ -0 & 0 &0 \\ -\end{array} -\right). -\end{equation} -Wäre auch der Initialzustand fehlerhaft, könnte über die Diagonale die Kovarianz angegeben werden. -Diese Matrix geht am häufigsten durch den Filter. Sie wird für die Vorhersage und für den Korrekturschritt verwendet und verändert. Für einen gut bekannten Zustandsvektor können kleine Werte eingesetzt werden, für ungenaue Anfangsbedingungen sollten grosse Werte (1 Million) verwendet werden. Bei grossen Werten wird dem Filter die Möglichkeit gegeben, sich schnell einzupendeln. - -\subsubsection*{Dynamikmatrix A} -Die Dynamikmatrix bildet den Kern des Filters. Diese wurde weiter oben Bereits beschrieben. Dabei wollen wird die äussere Kraft des Systems ermitteln. -Da nichts über die äussere Kraft bekannt ist, können wir annehmen das deren Ableitung 0 ist. -Die System Vektor-Gleichung lautet daher: - - -\begin{equation} -A = \left( - \begin{array}{ccc} -0 & 1& 0 \\ -- \frac{D}{m} &-\frac{2*k}{m} & \frac{1} {m}\\ -0 & 0& 0\\ -\end{array}\right) -\end{equation} - -\subsubsection*{Prozessrauschkovarianzmatrix Q} -Die Prozessrauschmatrix teilt dem Filter mit, wie der Systemzustand vom aktuellen zum nächsten Schritt gehen kann. Dabei wird wieder ein Fehler/Rauschen dazu gerechnet. Bei unserem Modell könnte das Beispielsweise ein Windstoss an die Masse sein. für uns wäre dies: -\begin{equation} -Q = \left( - \begin{array}{ccc} -{\sigma_x }^2& 0& 0 \\ -0 & {\sigma_v }^2& 0\\ -0 & 0& {\sigma_f }^2\\ -\end{array}\right) -\end{equation} - -Die Standabweichungen müssten Statistisch ermittelt werden, da der Fehler nicht vom Sensor kommt und somit nicht vom Hersteller gegeben ist. - -\subsubsection*{Messmatrix H} -Die Messmatrix gibt an, welcher Parameter gemessen werden soll. in unsrem Fall ist es nur die Position der Masse. -\begin{equation} -H= ( \: \: 1 \: \:0 \: \:0 \: \:) -\end{equation} - -\subsubsection*{Messrauschkovarianz R} -Die Messrauschkovarianzmatrix beinhaltet, wie der Name es schon sagt, das Rauschen der Messesensoren. In unserem Fall wird nur die Position der Masse gemessen. Da wir keine anderen Sensoren haben, welche etwas messen kürzt sich diese einfach zu -\begin{equation} -R= ({\sigma_x }^2)\: \: ab. -\end{equation} -Diese Messrauchen wird meistens vom Sensorhersteller angegeben. Für unsere Theoretische Apparatur wird hier ein kleiner Fehler eingesetzt. - -\subsection{Fiter Algorithmus} -Nachdem alle Parameter aufgestellt sind, wird der Filter initialisiert und Versucht nun den Zustand der Feder Vorherzusagen, die Messung zu Präzisieren und laufend zu Aktualisieren. Dank der fortlaufender Messung Bleibt die Schätzung des Filters immer relativ genau. In diesem Abschnitt werden alle Rechenschritte, welche über die ganze Zeitdauer läuft und stetig aktualisiert wird, aufgezeigt und Aktualisiert. - - -\subsubsection*{Vorhersage} -Im Filterschritt Vorhersage wird der nächste Zustand anhand des Anfangszustand und der Systemmatrix berechnet. Dies funktioniert ganz Trivial mit dem Rechenschritt: -\begin{equation} -{x_{t+1}}=A*{x_t}. -\end{equation} - - -Die Kovarianz $P_{pred}$ wird im nächsten Schritt ebenfalls neu berechnet, da die Unsicherheit im $Vorhersage$ grösser wird als im Aktuellen. Da wir ein Mehrdimensionales System haben kommt noch die Messunsicherheit $Q$ dazu, so dass die Unsicherheit des Anfangsfehlers $P$ immer grösser wird. Dies funktioniert durch multiplizieren der Systemmatrix, deren Ableitung und mit dem aktualisierten Anfangsfehler. Dazu wird noch die Messunsicherheit addiert, somit entsteht die Gleichung - - -\begin{equation} -{P_{pred}}=A*P*A`+Q. -\end{equation} - -wird dieser Vorgang wiederholt, schaut der Filter wie genau die letzte Anpassung von $P$ zur Messung stimmt. Ist der Unterschied klein, wird die Kovarianz $P$ kleiner gewählt, ist der Unterschied gross, wird der Filter auch die Kovarianz grösser wählen. Er passt sich selber an und korrigiert sich bei grosser Abweichung. - -\subsubsection*{Messen} -Der Sensor wurde noch nicht benutz, doch genau der liefert Werte für den Filter. Die aktuellen Messwerte $Z$ werden die Innovation $w$ mit dem Zustandsvektor $x$ und der Messmatrix $H$ zusammengerechnet. -Hier bei wird lediglich die Messung mit dem Fehler behaftet, und die Messmatrix $H$ -\begin{equation} -w=Z-(H*x) -\end{equation} -Im nächsten Schritt wir analysiert, mit welcher Kovarianz weiter gerechnet wird. - -\subsubsection*{Korrigieren} -Udpdate -\section{Anfügen der Schwingung} - -Ein Erdbeben breitet sich im Boden wellenartig aus und bringt Objekte, wie zum Beispiel ein Gebäude, in Schwingung. -Diese Schwingungen pflanzen sich im Gebäude mit gleicher Amplitude, Geschwindigkeit und Beschleunigung in horizontaler und vertikaler Bewegung fort. -Wir möchten herauszufinden, wie gross die Massenbeschleunigung infolge eines Erdbeben ist. -Mit Hilfe von fiktiven Sensoren, die eine Ortsveränderung des Gebäude messen, können wir mit Anwendung von Matrizen und dem Kalman-Filter die Beschleunigung berechnen. - -\begin{equation} -\int_a^b x^2\, dx -= -\left[ \frac13 x^3 \right]_a^b -= -\frac{b^3-a^3}3. -\label{erdbeben:equation1} -\end{equation} - -\section{Erreger-Schwingung} -Wir möchten mit einer gedämpften harmonischen Schwingung ein einfaches Erdbeben simulieren, die im Kalman Filter eingespeist wird. -Die Gleichung lautet - -\begin{equation} -x(t)=A*e^{t/2}*sin(t). -\end{equation} - -Mit dieser Schwingung können wir ein einachsiger Seismograph simulieren, der eine Ortsverschiebung auf der x-Achse durchführt. -Die Dämpfung der Schwingung ist relevant, da das System beim Schwingungsvorgang durch die Federkonstante und der Reibung, Energie verliert. - -Die Ergebnisse dieser Schwingung setzen wir in die Messmatrix ein und können den Kalman-Filter starten. - - - - - -\end{document} diff --git a/buch/papers/erdbeben/teil1.tex b/buch/papers/erdbeben/teil1.tex new file mode 100644 index 0000000..460d871 --- /dev/null +++ b/buch/papers/erdbeben/teil1.tex @@ -0,0 +1,280 @@ +% +% teil1.tex -- Beispiel-File für das Paper +% +% (c) 2020 Prof Dr Andreas Müller, Hochschule Rapperswil +% +% +% teil2.tex -- Beispiel-File für teil2 +% +% (c) 2020 Prof Dr Andreas Müller, Hochschule Rapperswil +% +\documentclass[11pt,a4paper]{article} + +\usepackage[utf8]{inputenc} +\usepackage{graphicx} +\usepackage{german} + +\usepackage{amsmath} +\pagestyle{myheadings} +\pagenumbering{arabic} + +\setlength{\textwidth}{15cm} +\setlength{\textheight}{22cm} +\setlength{\topmargin}{-1cm} +\setlength{\oddsidemargin}{0,5cm} +\setlength{\parindent}{0cm} +\setlength{\headsep}{1,5cm} + + +\begin{titlepage} % Titelseite einrichten +\title{\bf {Beispieldatei}} + +\author{\vspace{2cm} + Autor} + +\date{\vspace{3cm} % Datumsfeld einrichten + letzte Aktualisierung: \today} + +\thispagestyle{empty} % Die Titelseite soll keine Seitenzahl bekommen...[1] +\end{titlepage} + + + +\begin{document} + + + +\section{Kalman Filter} +\subsection{Geschichte} +Der Kalman Filter wurde 1960 von Rudolf Emil Kalman entdeckt und direkt von der NASA für die Appollo Mission benutzt. Der Filter kommt mit wenig Rechenleistung aus und war somit dafür geeignet die Rakete bei der Navigation zu unterstützen. Der Filter schätzt den Zustand eines Systems anhand von Messungen und kann den nächsten Zustand erraten. Somit unterscheidet er sich von anderen Filtern, seine Schätzungen basieren auf statistischen Grundlagen. Typische Anwendungen des Kalman-Filters sind die Glättung von verrauschten Daten und die Schätzung von Parametern und kommt heutzutage in jedem Satellit, Navigationssystem, Smartphones und Videospielen vor. + +\subsection{Wahrscheinlichkeit} +Der Kalman Filter versucht nichts anderes, als ein geeigneter Wert zwischen zwei Normalverteilungen zu schätzen. Die eine Kurve zeigt die errechnete Vorhersage des Zustands, bzw. deren Normal- Gauss-Verteilung. Die andere Kurve zeigt die verrauschte Messung des nächsten Zustand, bzw. deren Normal-Verteilung. Wie man in am Beispiel dieser zwei Gauss-Verteilungen sehen kann, ist sowohl der geschätzte Zustand als auch der gemessene Zustand nicht am selben Punkt. + +\begin{figure}[h] + \begin{center} + \includegraphics[width=5cm]{Gausskurve2} + \caption{Zwei Gauss-Verteilungen} + \end{center} +\end{figure} +Um eine genauere Schätzung des Zustandes zu machen wird nun ein Wert zwischen den beiden Verteilungen gesucht. An diesem Punkt wird nun eine Eigenschaft ausgenutzt. Durch das Multiplizieren zweier Normal-Verteilungen entsteht eine neue Normal-Verteilung. + +Wir haben eine Normalverteilung der Vorhersage: + +\begin{equation} +{y_1}(x;{\mu_1},{\sigma_1})=\frac{1}{\sqrt{2\pi\sigma_1^2}}\quad e^{-\frac{(x-{\mu_1})^2}{2{\sigma_1}^2}} +\end{equation} +und für die Messung: + +\begin{equation} +{y_2}(x;{\mu_2},{\sigma_2})=\frac{1}{\sqrt{2\pi\sigma_2^2}}\quad e^{-\frac{(x-{\mu_2})^2}{2{\sigma_2}^2}}. +\end{equation} + +Diesen werden nun Multipliziert und durch deren Fläche geteilt um sie wieder zu Normieren: +\begin{equation} +{y_f}(x;{\mu_f},{\sigma_f})=\frac{ \frac{1}{\sqrt{2\pi\sigma_1^2}}e^{-\frac{(x-{\mu_1})^2}{2{\sigma_1}^2}} \cdot \frac{1}{\sqrt{2\pi\sigma_2^2}}e^{-\frac{(x-{\mu_2})^2}{2{\sigma_2}^2}}}{\int {y_1}*{y_2}\,} +\end{equation} + +Dadurch gleicht sich die neue Kurve den anderen an. Interessant daran ist, dass die fusionierte Kurve sich der genauere Normal-Verteilung anpasst. ist ${\sigma_2}$ klein und ${\sigma_1}$ gross, so wird sich die fusionierte Kurve näher an ${y_2}(x;{\mu_2},{\sigma_2})$ begeben. Sie ist also Gewichtet und die best mögliche Schätzung. + + \begin{figure}[h] + \begin{center} + \includegraphics[width=5cm]{Gausskurve3} + \caption{Produkt der Gauss-Verteilungen} + \end{center} +\end{figure} +Was in 2 Dimensionen erklärt wurde, funktioniert auch in mehreren Dimensionen. Dieses Prinzip mach sich der Kalman Filter zu nutze, und wird von uns für die Erdbeben Berechnung genutzt. + +\subsection{Anwendungsgrenzen} +Nicht lineare Systeme %Noch nicht Fertig + + +\section{Aufbau} +Um ein Erdbeben kenntlich zumachen werden in der Regel Seismographen mit vielen Sensoren verwendet. +Der Seismograph besteht im Grunde aus einer Federgelagerten Masse. Wirkt eine Bodenerregung auf das Gerat ein, bleibt die gekoppelte Masse in der Regel stehen und das Gehäuse schwingt mit.Relativbewegung des Bodens kann damit als Längenänderung im Zeitverlauf gemessen werden. In modernen Seismographen wird die Bodenbewegung in alle Richtungen gemessen, sowohl Horizontal als auch Vertikal. +Wir konstruieren uns eine einfachere Version eines Seismographen, welcher rein Mechanisch funktioniert. Zudem kann er nur in eine Dimension Messwerte aufnehmen. Würde das System ausgebaut werden, um alle Horizontalbewegungen aufzunehmen, würde der Verwendung des Kalman Filters zu kompliziert werden. Für zwei Dimensionen (x,y) würde der Pythagoras für das System benötigt werden. Da sich der Pythagoras bekanntlich nicht linear verhält, kann kein linearer Kalman Filter implementiert werden. Da der Kalman Filter besonders effektiv und einfach für lineare Abläufe geeignet ist, würde eine Zweidimensionale Betrachtung den Rahmen dieser Arbeit sprengen. +\begin{figure}[h] + \begin{center} + \includegraphics[width=10cm]{Apperatur} + \caption{System} + \end{center} +\end{figure} + + +\subsection{Optionen} +Wollte man einen 2D Seismographen aufbauen, ohne den Pythagroas zu verwenden, kann dies mit der Annahme, das die Feder sehr lang sind erfolgen. Da sich bei langen Federn die Auslenkungen verkleiner...!!Noch nicht fertig! + +\section{Systemgleichung} +Da der Kalman Filter zum schätzen des nächsten Zustand verwendet werden kann, wird eine Gleichung welche das System beschreibt. Im Fall unseres Seismographen kann der die Differentialgleichung zweiter Ordnung einer Erzwungene Schwingung am harmonischen Oszillator verwendet werden. Diese lautet: +\begin{equation} +m\ddot x + 2k \dot x + Dx = f +\end{equation} +mit den Konstanten m = Masse, k = Dämpfungskonstante und D = Federkonstante. +Um diese nun die Systemmatrix umzuwandeln, wird aus der Differentialgleichung zweiter Ordnung durch eine Substitution eine DGL erster Ordnung: + +\begin{equation} +{x_1}=x, \qquad +{x_2}=\dot x, \qquad +{x_3}=\ddot x\qquad \mid \quad \text {Substitution} +\end{equation} + + +\begin{equation} +m{x_3}+ 2k{x_2} + D{x_1} = f\qquad \mid \quad \text {DGL 1. Ordnung} +\end{equation} + +\begin{equation} +{x_3}=-\frac{D}{m} {x_1} -\frac{2k}{m} {x_2} + \frac{f} {m} \qquad \mid \quad \text {nach} \quad{x_3} +\end{equation} + +Um die lineare Differentialgleichung in in den Kalman Filter zu Implementieren, muss dieses als Vektor-Gleichung umgewandelt werden. Dafür wird die Gleichung abgeleitet in die Zustände aufgeteilt. Die für uns relevanten Zustände sind die Position der Masse, die Geschwindigkeit der Masse und äussere Beschleunigung des ganzen System. Dabei muss unterschieden werden. um welche Beschleunigung es sich handelt. Das System beinhaltet sowohl eine Beschleunigung der Masse bzw. Feder (innere Beschleunigung), als auch eine Beschleunigung der ganzen Apparatur (äusseren Beschleunigung). In unserem Fall wird die äussere Beschleunigung gesucht, da diese der Erdbeben Anregung gleich kommt. +\begin{equation} +\frac{d}{dt} \left(\begin{array}{c} {x_1} \\ {x_2} \end{array}\right) = \left( + \begin{array}{ccc} +0 & 1& 0 \\ +- \frac{D}{m} &-\frac{2k}{m} & \frac{1} {m}\\ +\end{array}\right) \left(\begin{array}{c} {x_1} \\ {x_2} \\ {x_3} \end{array}\right). +\end{equation} + +Durch die Rücksubstituion ergibt sich: +\begin{equation} +\frac{d}{dt} \left(\begin{array}{c} x(t) \\ v(t) \end{array}\right) = \left( + \begin{array}{ccc} +0 & 1& 0 \\ +- \frac{D}{m} &-\frac{2k}{m} & \frac{1} {m}\\ +\end{array}\right) \left(\begin{array}{c} x(t)\\ v(t)\\ f(t) \end{array}\right). +\end{equation} + + +Da die Kraft unbekannt ist, wird die letzte Teile mit Nullen bestückt, denn genau diese Werte wollen wir. + +\section{Kalman Filter} +Um den Kalman Filter zu starten müssen gewisse Bedingungen definiert werden. In diesem Abschnitt werden die einzelnen Parameter/Matrizen erläutert und Erklärt, für was sie nützlich sind. +\subsection{Anfangsbedingungen} +\subsubsection*{Anfangszustand $x$} +Der Filter muss wissen wie das System startet. in unserem Fall is es die Ruhelage, die Masse bewegt sich nicht. Zudem erfährt die Apparatur keine äussere Kraft. + +\begin{equation} +{x_0 }= \left( \begin{array}{c} 0\\ 0\\ 0\end{array}\right) +\end{equation} + +\subsubsection*{Anfangsfehler / Kovarianzmatrix $P$} +Da auch der Anfangszustand fehlerhaft sein kann, wird für den Filter eine Kovarianzmatrix eingeführt. In unserem Fall ist der Anfangszustand gut Bekannt und die Matrix kann mit Nullen bestückt werden. Somit ergibt sich für die Kovarianzmatrix +\begin{equation} +{P_0 }= +\left( +\begin{array}{ccc} +0 & 0 &0 \\ +0 &0 & 0 \\ +0 & 0 &0 \\ +\end{array} +\right). +\end{equation} +Wäre auch der Initialzustand fehlerhaft, könnte über die Diagonale die Kovarianz angegeben werden. +Diese Matrix geht am häufigsten durch den Filter. Sie wird für die Vorhersage und für den Korrekturschritt verwendet und verändert. Für einen gut bekannten Zustandsvektor können kleine Werte eingesetzt werden, für ungenaue Anfangsbedingungen sollten grosse Werte (1 Million) verwendet werden. Bei grossen Werten wird dem Filter die Möglichkeit gegeben, sich schnell einzupendeln. + +\subsubsection*{Dynamikmatrix $A$} +Die Dynamikmatrix bildet den Kern des Filters. Diese wurde weiter oben Bereits beschrieben. Dabei wollen wird die äussere Kraft des Systems ermitteln. +Da nichts über die äussere Kraft bekannt ist, können wir annehmen das deren Ableitung 0 ist. +Die System Vektor-Gleichung lautet daher: + + +\begin{equation} +A = \left( + \begin{array}{ccc} +0 & 1& 0 \\ +- \frac{D}{m} &-\frac{2k}{m} & \frac{1} {m}\\ +0 & 0& 0\\ +\end{array}\right) +\end{equation} + +\subsubsection*{Prozessrauschkovarianzmatrix $Q$} +Die Prozessrauschmatrix teilt dem Filter mit, wie der Systemzustand vom aktuellen zum nächsten Schritt gehen kann. Dabei wird wieder ein Fehler/Rauschen dazu gerechnet. Bei unserem Modell könnte das Beispielsweise ein Windstoss an die Masse sein. für uns wäre dies: +\begin{equation} +Q = \left( + \begin{array}{ccc} +{\sigma_x }^2& 0& 0 \\ +0 & {\sigma_v }^2& 0\\ +0 & 0& {\sigma_f }^2\\ +\end{array}\right) +\end{equation} + +Die Standabweichungen müssten Statistisch ermittelt werden, da der Fehler nicht vom Sensor kommt und somit nicht vom Hersteller gegeben ist. + +\subsubsection*{Messmatrix $H$} +Die Messmatrix gibt an, welcher Parameter gemessen werden soll. in unsrem Fall ist es nur die Position der Masse. +\begin{equation} +H= ( \: \: 1 \: \:0 \: \:0 \: \:) +\end{equation} + +\subsubsection*{Messrauschkovarianz $R$} +Die Messrauschkovarianzmatrix beinhaltet, wie der Name es schon sagt, das Rauschen der Messesensoren. In unserem Fall wird nur die Position der Masse gemessen. Da wir keine anderen Sensoren haben, welche etwas messen kürzt sich diese einfach zu +\begin{equation} +R= ({\sigma_x}^2)\: \: ab. +\end{equation} +Diese Messrauchen wird meistens vom Sensorhersteller angegeben. Für unsere Theoretische Apparatur wird hier ein kleiner Fehler eingesetzt. + +\subsection{Fiter Algorithmus} +Nachdem alle Parameter aufgestellt sind, wird der Filter initialisiert und Versucht nun den Zustand der Feder Vorherzusagen, die Messung zu Präzisieren und laufend zu Aktualisieren. Dank der fortlaufender Messung Bleibt die Schätzung des Filters immer relativ genau. In diesem Abschnitt werden alle Rechenschritte, welche über die ganze Zeitdauer läuft und stetig aktualisiert wird, aufgezeigt und Aktualisiert. + + +\subsubsection*{Vorhersage} +Im Filterschritt Vorhersage wird der nächste Zustand anhand des Anfangszustand und der Systemmatrix berechnet. Dies funktioniert ganz Trivial mit dem Rechenschritt: +\begin{equation} +{x_{t+1}}=A\cdot{x_t}. +\end{equation} + + +Die Kovarianz $P_{pred}$ wird im nächsten Schritt ebenfalls neu berechnet, da die Unsicherheit im $Vorhersage$ grösser wird als im Aktuellen. Da wir ein Mehrdimensionales System haben kommt noch die Messunsicherheit $Q$ dazu, so dass die Unsicherheit des Anfangsfehlers $P$ immer grösser wird. Dies funktioniert durch multiplizieren der Systemmatrix, deren Ableitung und mit dem aktualisierten Anfangsfehler. Dazu wird noch die Messunsicherheit addiert, somit entsteht die Gleichung + + +\begin{equation} +{P_{pred}}=A\cdot P\cdot A^{\prime}+Q. +\end{equation} + +wird dieser Vorgang wiederholt, schaut der Filter wie genau die letzte Anpassung von $P$ zur Messung stimmt. Ist der Unterschied klein, wird die Kovarianz $P$ kleiner gewählt, ist der Unterschied gross, wird der Filter auch die Kovarianz grösser wählen. Er passt sich selber an und korrigiert sich bei grosser Abweichung. + +\subsubsection*{Messen} +Der Sensor wurde noch nicht benutz, doch genau der liefert Werte für den Filter. Die aktuellen Messwerte $Z$ werden die Innovation $w$ mit dem Zustandsvektor $x$ und der Messmatrix $H$ zusammengerechnet. +Hier bei wird lediglich die Messung mit dem Fehler behaftet, und die Messmatrix $H$ +\begin{equation} +w=Z-(H\cdot x) +\end{equation} +Im nächsten Schritt wir analysiert, mit welcher Kovarianz weiter gerechnet wird. + +\subsubsection*{Korrigieren} +Udpdate +\section{Anfügen der Schwingung} + +Ein Erdbeben breitet sich im Boden wellenartig aus und bringt Objekte, wie zum Beispiel ein Gebäude, in Schwingung. +Diese Schwingungen pflanzen sich im Gebäude mit gleicher Amplitude, Geschwindigkeit und Beschleunigung in horizontaler und vertikaler Bewegung fort. +Wir möchten herauszufinden, wie gross die Massenbeschleunigung infolge eines Erdbeben ist. +Mit Hilfe von fiktiven Sensoren, die eine Ortsveränderung des Gebäude messen, können wir mit Anwendung von Matrizen und dem Kalman-Filter die Beschleunigung berechnen. + +\begin{equation} +\int_a^b x^2\, dx += +\left[ \frac13 x^3 \right]_a^b += +\frac{b^3-a^3}3. +\label{erdbeben:equation1} +\end{equation} + +\section{Erreger-Schwingung} +Wir möchten mit einer gedämpften harmonischen Schwingung ein einfaches Erdbeben simulieren, die im Kalman Filter eingespeist wird. +Die Gleichung lautet + +\begin{equation} +x(t)=Ae^{t/2}sin(t). +\end{equation} + +Mit dieser Schwingung können wir ein einachsiger Seismograph simulieren, der eine Ortsverschiebung auf der x-Achse durchführt. +Die Dämpfung der Schwingung ist relevant, da das System beim Schwingungsvorgang durch die Federkonstante und der Reibung, Energie verliert. + +Die Ergebnisse dieser Schwingung setzen wir in die Messmatrix ein und können den Kalman-Filter starten. + + + + + +\end{document} -- cgit v1.2.1 From e95824395ac596ef6f6741df7bb7f439af1e0eb8 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: =?UTF-8?q?Andreas=20M=C3=BCller?= Date: Mon, 3 May 2021 15:33:20 +0200 Subject: =?UTF-8?q?F=C3=BCge=20erdbeben/teil1.tex=20wieder=20zum=20Makefil?= =?UTF-8?q?e=20hinzu?= MIME-Version: 1.0 Content-Type: text/plain; charset=UTF-8 Content-Transfer-Encoding: 8bit --- buch/chapters/40-eigenwerte/chapter.tex | 1 + buch/chapters/40-eigenwerte/normalformen.tex | 20 ++++++------- .../40-eigenwerte/uebungsaufgaben/4006.tex | 33 ++++++++++++++++++++++ buch/papers/erdbeben/Makefile.inc | 1 + 4 files changed, 45 insertions(+), 10 deletions(-) create mode 100644 buch/chapters/40-eigenwerte/uebungsaufgaben/4006.tex diff --git a/buch/chapters/40-eigenwerte/chapter.tex b/buch/chapters/40-eigenwerte/chapter.tex index 242a5e5..24ea57d 100644 --- a/buch/chapters/40-eigenwerte/chapter.tex +++ b/buch/chapters/40-eigenwerte/chapter.tex @@ -46,5 +46,6 @@ Dies wird in Abschnitt~\ref{buch:section:spektraltheorie} beschrieben. \uebungsaufgabe{4003} \uebungsaufgabe{4004} \uebungsaufgabe{4005} +\uebungsaufgabe{4006} \end{uebungsaufgaben} diff --git a/buch/chapters/40-eigenwerte/normalformen.tex b/buch/chapters/40-eigenwerte/normalformen.tex index ffce61d..9169f65 100644 --- a/buch/chapters/40-eigenwerte/normalformen.tex +++ b/buch/chapters/40-eigenwerte/normalformen.tex @@ -554,16 +554,16 @@ S^* = \frac{1}{\sqrt{2}} \left(\begin{array}{ccccc|ccccc} - 1& & & & &1& & & & \\ --i& & & & &i& & & & \\ - & 1& & & & &1& & & \\ - &-i& & & & &i& & & \\ - & & 1& & & & &1& & \\ - & &-i& & & & &i& & \\ - & & &\dots& & & & &\dots& \\ - & & &\dots& & & & &\dots& \\ - & & & & 1& & & & &1\\ - & & & &-i& & & & &i\\ + 1& & & & & 1& & & & \\ + i& & & & &-i& & & & \\ + & 1& & & & & 1& & & \\ + & i& & & & &-i& & & \\ + & & 1& & & & & 1& & \\ + & & i& & & & &-i& & \\ + & & &\dots& & & & &\dots& \\ + & & &\dots& & & & &\dots& \\ + & & & & 1& & & & & 1\\ + & & & & i& & & & &-i\\ \end{array}\right). \] Insbesondere folgt jetzt diff --git a/buch/chapters/40-eigenwerte/uebungsaufgaben/4006.tex b/buch/chapters/40-eigenwerte/uebungsaufgaben/4006.tex new file mode 100644 index 0000000..63858b7 --- /dev/null +++ b/buch/chapters/40-eigenwerte/uebungsaufgaben/4006.tex @@ -0,0 +1,33 @@ +Man findet eine Basis, in der die Matrix +\[ +A=\begin{pmatrix} + -5& 2& 6& 0\\ +-11& 12& -3& -15\\ + -7& 0& 9& 4\\ + 0& 5& -7& -8 +\end{pmatrix} +\] +die relle Normalform bekommt. + +\begin{loesung} +Das charakteristische Polynom der Matrix ist +\[ +\chi_{A}(\lambda) += +\lambda^4-8\lambda^3+42\lambda^2-104\lambda+169 += +(\lambda^2-4\lambda+13)^2. +\] +Es hat die doppelten Nullstellen +\[ +\lambda += +2\pm \sqrt{4-13} += +2\pm \sqrt{-9} += +2\pm 3i. +\] +Zur Bestimmung +\end{loesung} + diff --git a/buch/papers/erdbeben/Makefile.inc b/buch/papers/erdbeben/Makefile.inc index ed32f08..52317c8 100644 --- a/buch/papers/erdbeben/Makefile.inc +++ b/buch/papers/erdbeben/Makefile.inc @@ -8,6 +8,7 @@ dependencies-erdbeben = \ papers/erdbeben/main.tex \ papers/erdbeben/references.bib \ papers/erdbeben/teil0.tex \ + papers/erdbeben/teil1.tex \ papers/erdbeben/teil2.tex \ papers/erdbeben/teil3.tex -- cgit v1.2.1 From 6eed506199b5ff21b58af9f8db6477d5af56aa0b Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: tim30b Date: Mon, 3 May 2021 18:45:24 +0200 Subject: Write Intro --- vorlesungen/punktgruppen/script.pdf | Bin 25619 -> 31145 bytes vorlesungen/punktgruppen/script.tex | 12 +++++++++++- vorlesungen/punktgruppen/slides.pdf | Bin 25325 -> 25333 bytes vorlesungen/punktgruppen/slides.tex | 4 ++-- 4 files changed, 13 insertions(+), 3 deletions(-) diff --git a/vorlesungen/punktgruppen/script.pdf b/vorlesungen/punktgruppen/script.pdf index a701d6a..127d877 100644 Binary files a/vorlesungen/punktgruppen/script.pdf and b/vorlesungen/punktgruppen/script.pdf differ diff --git a/vorlesungen/punktgruppen/script.tex b/vorlesungen/punktgruppen/script.tex index fe095fb..c4c4e94 100644 --- a/vorlesungen/punktgruppen/script.tex +++ b/vorlesungen/punktgruppen/script.tex @@ -7,8 +7,18 @@ \newenvironment{totranslate}{\color{blue!70!black}}{} \begin{document} +\section{hello} +(TT) Willkommen zu unserer Präsentation über Punktgruppen und deren Anwendung in der Kristallographie. +Ich bin Tim Tönz habe vor dem Studium die Lehre als Elektroinstallateur abgeschlossen und studiere jetzt Elektrotechnik im Vierten Semester mit Herrn Naoki Pross. +(NP)Das bin ich\ldots \ldots Nun zum Inhalt + +\section{Introtim} +Wir möchten Euch zeigen, was eine Punktgruppe ausmacht, an bespielen zeigen, wie sie im 2D und 3D Raum aussehen kann und Zusammenhänge zu Algebraischen Symmetrien erläutern. +Mit dem Wissen über Punktgruppen können wir uns versuchen der Praxis anzunähern, in unserem Fall dem Kristall und seiner Strukturellen Eigenschaften. +Als Abschluss Zeigen wir euch konkret wieso ein inversionszentrum ein Piezoelektrisches verhalten in einem Kristall ausschliesst. + +\section{intro} -\section{Intro} \section{Geometrie} \begin{totranslate} diff --git a/vorlesungen/punktgruppen/slides.pdf b/vorlesungen/punktgruppen/slides.pdf index 090a661..8a2ee54 100644 Binary files a/vorlesungen/punktgruppen/slides.pdf and b/vorlesungen/punktgruppen/slides.pdf differ diff --git a/vorlesungen/punktgruppen/slides.tex b/vorlesungen/punktgruppen/slides.tex index 2199b26..1c1b1d8 100644 --- a/vorlesungen/punktgruppen/slides.tex +++ b/vorlesungen/punktgruppen/slides.tex @@ -45,7 +45,7 @@ \AtBeginSection{\frame{\sectionpage}} % Metadata -\title{\LARGE \scshape Punktgruppen und Kristallen} +\title{\LARGE \scshape Punktgruppen und Kristalle} \author[N. Pross, T. T\"onz]{Naoki Pross, Tim T\"onz} \institute{Hochschule f\"ur Technik OST, Rapperswil} \date{10. Mai 2021} @@ -117,7 +117,7 @@ \end{columns} } -\section{Kristallen} +\section{Kristalle} \section{Anwendungen} -- cgit v1.2.1 From 1d617927bf8f83d633e61b064e7433d3a5b36f51 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: Nao Pross Date: Mon, 3 May 2021 20:10:39 +0200 Subject: Fix makefile --- vorlesungen/punktgruppen/Makefile | 12 ++++-------- vorlesungen/punktgruppen/script.pdf | Bin 31145 -> 31136 bytes vorlesungen/punktgruppen/slides.pdf | Bin 25333 -> 25800 bytes 3 files changed, 4 insertions(+), 8 deletions(-) diff --git a/vorlesungen/punktgruppen/Makefile b/vorlesungen/punktgruppen/Makefile index c155b04..d685652 100644 --- a/vorlesungen/punktgruppen/Makefile +++ b/vorlesungen/punktgruppen/Makefile @@ -8,15 +8,11 @@ clean: @rm -rfv build # @rm -rfv media -slides.pdf: slides.tex +%.pdf: %.tex mkdir -p build - $(TEX) $(TEXARGS) slides.tex - cp build/slides.pdf . - -script.pdf: script.tex - mkdir -p build - $(TEX) $(TEXARGS) script.tex - cp build/script.pdf . + $(TEX) $(TEXARGS) $< + $(TEX) $(TEXARGS) $< + cp build/$@ . media: poetry install diff --git a/vorlesungen/punktgruppen/script.pdf b/vorlesungen/punktgruppen/script.pdf index 127d877..6b17967 100644 Binary files a/vorlesungen/punktgruppen/script.pdf and b/vorlesungen/punktgruppen/script.pdf differ diff --git a/vorlesungen/punktgruppen/slides.pdf b/vorlesungen/punktgruppen/slides.pdf index 8a2ee54..66c44e8 100644 Binary files a/vorlesungen/punktgruppen/slides.pdf and b/vorlesungen/punktgruppen/slides.pdf differ -- cgit v1.2.1 From 23181dd294a16f4b30ce0531b23a4d0fc1abeca0 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: =?UTF-8?q?Andreas=20M=C3=BCller?= Date: Mon, 3 May 2021 20:53:09 +0200 Subject: new problem --- .../40-eigenwerte/uebungsaufgaben/4006.maxima | 121 +++++++++++++++++++++ .../40-eigenwerte/uebungsaufgaben/4006.tex | 68 +++++++++++- 2 files changed, 187 insertions(+), 2 deletions(-) create mode 100644 buch/chapters/40-eigenwerte/uebungsaufgaben/4006.maxima diff --git a/buch/chapters/40-eigenwerte/uebungsaufgaben/4006.maxima b/buch/chapters/40-eigenwerte/uebungsaufgaben/4006.maxima new file mode 100644 index 0000000..9c97a2b --- /dev/null +++ b/buch/chapters/40-eigenwerte/uebungsaufgaben/4006.maxima @@ -0,0 +1,121 @@ +/* + * 4006.maxima + * + * (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule + */ + +A: matrix([ a+b*%i, 1, 0, 0 ], + [ 0, a+b*%i, 0, 0 ], + [ 0, 0, a-b*%i, 1 ], + [ 0, 0, 0, a-b*%i ]); + +expand(charpoly(A, x)); + +S: (1/sqrt(2)) * matrix([ 1, -%i, 0, 0 ], + [ 0, 0, 1, -%i ], + [ 1, %i, 0, 0 ], + [ 0, 0, 1, %i ]); + +B: expand(invert(S).A.S); + + +C: subst(2, a, B); +C: subst(3, b, C); +A: subst(2, a, A); +A: subst(3, b, A); + +U: matrix([ 1, 0, 1, 0 ], + [ 0, 1, 1, 2 ], + [ 0, 0, 1, 0 ], + [ 0, 0, 0, 1 ]); +V: matrix([ 1, 0, 0, 0 ], + [ 0, 1, 0, 0 ], + [ 0, 1, 1, 0 ], + [ 1, 0, 0, 1 ]); +T: U.V; +invert(T); + +D: T.C.invert(T); + +p: expand(charpoly(D, x)); + +factor(p); + +lambda: 2+3*%i; + +Dlambda: ratsimp(expand(D - lambda * identfor(D))); +rank(Dlambda); +/* D2: expand(Dlambda.Dlambda); */ +/* rank(D2); */ + +load(functs); + +/* +E: Dlambda; +E[1]: (rational(1/E[1,1]))*E[1]$ +E[2]: E[2] - E[2,1] * E[1]$ +E[3]: E[3] - E[3,1] * E[1]$ +E[4]: E[4] - E[4,1] * E[1]$ +E: ratsimp(E)$ + +E[2]: (rational(1/E[2,2])) * E[2]$ +E[3]: E[3] - E[3,2] * E[2]$ +E[4]: E[4] - E[4,2] * E[2]$ +E: ratsimp(E)$ + +E[3]: (rational(1/E[3,3])) * E[3]$ +E[4]: E[4] - E[4,3] * E[3]$ +E: ratsimp(E)$ + +E[2]: E[2] - E[2,3] * E[3]$ +E[1]: E[1] - E[1,3] * E[3]$ +E: ratsimp(E)$ + +E[1]: E[1] - E[1,2] * E[2]$ +E: ratsimp(E)$ + +E; +*/ + +b1: matrix([1+%i],[2+2*%i],[%i],[1]); +ratsimp(D.b1 - lambda*b1); + +G: Dlambda; +G: addcol(G, b1); +G[1]: (rational(1/G[1,1]))*G[1]$ +G[2]: G[2] - G[2,1] * G[1]$ +G[3]: G[3] - G[3,1] * G[1]$ +G[4]: G[4] - G[4,1] * G[1]$ +G: ratsimp(G)$ + +G[2]: (rational(1/G[2,2])) * G[2]$ +G[3]: G[3] - G[3,2] * G[2]$ +G[4]: G[4] - G[4,2] * G[2]$ +G: ratsimp(G)$ + +G[3]: (rational(1/G[3,3])) * G[3]$ +G[4]: G[4] - G[4,3] * G[3]$ +G: ratsimp(G)$ + +G[2]: G[2] - G[2,3] * G[3]$ +G[1]: G[1] - G[1,3] * G[3]$ +G: ratsimp(G)$ + +G[1]: G[1] - G[1,2] * G[2]$ +G: ratsimp(G)$ + +G; + +b2: matrix([ G[1,5] ], [ G[2,5] ], [ G[3,5] ], [ G[4,5] ]); + +expand(D.b2 - lambda * b2 - b1); + +c1: 2 * realpart(b1); +d1: 2 * imagpart(b1); +c2: 2 * realpart(b2); +d2: 2 * imagpart(b2); + +D.c1 - 2 * c1 + 3 * d1; +D.d1 - 3 * c1 - 2 * d1; +D.c2 - 2 * c2 + 3 * d2 - c1; +D.d2 - 3 * c2 - 2 * d2 - d1; diff --git a/buch/chapters/40-eigenwerte/uebungsaufgaben/4006.tex b/buch/chapters/40-eigenwerte/uebungsaufgaben/4006.tex index 63858b7..9152ede 100644 --- a/buch/chapters/40-eigenwerte/uebungsaufgaben/4006.tex +++ b/buch/chapters/40-eigenwerte/uebungsaufgaben/4006.tex @@ -20,7 +20,7 @@ Das charakteristische Polynom der Matrix ist \] Es hat die doppelten Nullstellen \[ -\lambda +\lambda_\pm = 2\pm \sqrt{4-13} = @@ -28,6 +28,70 @@ Es hat die doppelten Nullstellen = 2\pm 3i. \] -Zur Bestimmung +Zur Bestimmung der Basis muss man jetzt zunächst den Kern von +$A_+=A-\lambda_+I$ bestimmen, zum Beispiel mit Hilfe des Gauss-Algorithmus, +man findet +\[ +b_1 += +\begin{pmatrix} +1+i\\ +2+2i\\ +i\\ +1 +\end{pmatrix} +\] +Als nächstes braucht man einen Vektor $b_1\in \ker A_+^2$, der +$b_1$ auf $b_1+\lambda_+b_2$ abbildet. +Durch Lösen des Gleichungssystems $Ab_2-\lambda b_2=b_1$ findet man +\[ +b_2 += +\begin{pmatrix} +2-i\\3\\2\\0 +\end{pmatrix} +\qquad\text{und damit weiter}\qquad +\overline{b}_1 += +\begin{pmatrix} +1-i\\ +2-2i\\ +-i\\ +1 +\end{pmatrix},\quad +\overline{b}_2 += +\begin{pmatrix} +2+i\\3\\2\\0 +\end{pmatrix}. +\] +Als Basis für die reelle Normalform von $A$ kann man jetzt die Vektoren +\begin{align*} +c_1 +&= +b_1+\overline{b}_1 = \begin{pmatrix}2\\4\\0\\2\end{pmatrix},& +d_1 +&= +\frac{1}{i}(b_1-\overline{b}_1) = \begin{pmatrix}2\\4\\2\\0\end{pmatrix},& +c_2 +&= +b_2+\overline{b}_2 = \begin{pmatrix}4\\6\\4\\0\end{pmatrix},& +d_2 +&= +\frac{1}{i}(b_2-\overline{b}_2) = \begin{pmatrix}-2\\0\\0\\0\end{pmatrix}. +\end{align*} +verwenden. +In dieser Basis hat $A$ die Matrix +\[ +A' += +\begin{pmatrix} + 2& 3& 1& 0\\ +-3& 2& 0& 1\\ + 0& 0& 2& 3\\ + 0& 0&-3& 2 +\end{pmatrix}, +\] +wie man einfach nachrechnen kann. \end{loesung} -- cgit v1.2.1 From 07c9ffa51ec328b1a344970bb8b875b5bbe58be2 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: =?UTF-8?q?Andreas=20M=C3=BCller?= Date: Mon, 3 May 2021 20:56:49 +0200 Subject: typo --- buch/chapters/40-eigenwerte/uebungsaufgaben/4006.tex | 2 +- 1 file changed, 1 insertion(+), 1 deletion(-) diff --git a/buch/chapters/40-eigenwerte/uebungsaufgaben/4006.tex b/buch/chapters/40-eigenwerte/uebungsaufgaben/4006.tex index 9152ede..b162f0f 100644 --- a/buch/chapters/40-eigenwerte/uebungsaufgaben/4006.tex +++ b/buch/chapters/40-eigenwerte/uebungsaufgaben/4006.tex @@ -78,7 +78,7 @@ c_2 b_2+\overline{b}_2 = \begin{pmatrix}4\\6\\4\\0\end{pmatrix},& d_2 &= -\frac{1}{i}(b_2-\overline{b}_2) = \begin{pmatrix}-2\\0\\0\\0\end{pmatrix}. +\frac{1}{i}(b_2-\overline{b}_2) = \begin{pmatrix}-2\\0\\0\\0\end{pmatrix} \end{align*} verwenden. In dieser Basis hat $A$ die Matrix -- cgit v1.2.1 From 2140a3c82f6c531a6b2a2f837a03788f519eb0f3 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: =?UTF-8?q?Andreas=20M=C3=BCller?= Date: Mon, 3 May 2021 20:58:07 +0200 Subject: typo --- buch/chapters/40-eigenwerte/uebungsaufgaben/4006.tex | 2 +- 1 file changed, 1 insertion(+), 1 deletion(-) diff --git a/buch/chapters/40-eigenwerte/uebungsaufgaben/4006.tex b/buch/chapters/40-eigenwerte/uebungsaufgaben/4006.tex index b162f0f..a2fcca1 100644 --- a/buch/chapters/40-eigenwerte/uebungsaufgaben/4006.tex +++ b/buch/chapters/40-eigenwerte/uebungsaufgaben/4006.tex @@ -39,7 +39,7 @@ b_1 2+2i\\ i\\ 1 -\end{pmatrix} +\end{pmatrix}. \] Als nächstes braucht man einen Vektor $b_1\in \ker A_+^2$, der $b_1$ auf $b_1+\lambda_+b_2$ abbildet. -- cgit v1.2.1 From 1209527c93f5696af0c5192c89e1736c84a3f54a Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: =?UTF-8?q?Andreas=20M=C3=BCller?= Date: Mon, 3 May 2021 20:59:24 +0200 Subject: typo --- buch/chapters/40-eigenwerte/uebungsaufgaben/4006.tex | 2 +- 1 file changed, 1 insertion(+), 1 deletion(-) diff --git a/buch/chapters/40-eigenwerte/uebungsaufgaben/4006.tex b/buch/chapters/40-eigenwerte/uebungsaufgaben/4006.tex index a2fcca1..d3dd0f6 100644 --- a/buch/chapters/40-eigenwerte/uebungsaufgaben/4006.tex +++ b/buch/chapters/40-eigenwerte/uebungsaufgaben/4006.tex @@ -43,7 +43,7 @@ i\\ \] Als nächstes braucht man einen Vektor $b_1\in \ker A_+^2$, der $b_1$ auf $b_1+\lambda_+b_2$ abbildet. -Durch Lösen des Gleichungssystems $Ab_2-\lambda b_2=b_1$ findet man +Durch Lösen des Gleichungssystems $Ab_2-\lambda_+ b_2=b_1$ findet man \[ b_2 = -- cgit v1.2.1 From fa40b4ee94125720a16f24f291de941a3f6ca4d1 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: =?UTF-8?q?Andreas=20M=C3=BCller?= Date: Mon, 3 May 2021 21:02:02 +0200 Subject: typos --- buch/chapters/40-eigenwerte/uebungsaufgaben/4006.tex | 8 ++++---- 1 file changed, 4 insertions(+), 4 deletions(-) diff --git a/buch/chapters/40-eigenwerte/uebungsaufgaben/4006.tex b/buch/chapters/40-eigenwerte/uebungsaufgaben/4006.tex index d3dd0f6..7ccc065 100644 --- a/buch/chapters/40-eigenwerte/uebungsaufgaben/4006.tex +++ b/buch/chapters/40-eigenwerte/uebungsaufgaben/4006.tex @@ -1,11 +1,11 @@ Man findet eine Basis, in der die Matrix \[ -A=\begin{pmatrix} +A=\begin{pmatrix*}[r] -5& 2& 6& 0\\ -11& 12& -3& -15\\ -7& 0& 9& 4\\ 0& 5& -7& -8 -\end{pmatrix} +\end{pmatrix*} \] die relle Normalform bekommt. @@ -85,12 +85,12 @@ In dieser Basis hat $A$ die Matrix \[ A' = -\begin{pmatrix} +\begin{pmatrix*}[r] 2& 3& 1& 0\\ -3& 2& 0& 1\\ 0& 0& 2& 3\\ 0& 0&-3& 2 -\end{pmatrix}, +\end{pmatrix*}, \] wie man einfach nachrechnen kann. \end{loesung} -- cgit v1.2.1 From 28d897afbf98b5988a25a9067984e4cc165e0fcc Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: Nao Pross Date: Mon, 3 May 2021 23:09:27 +0200 Subject: Use schoenflies notation --- vorlesungen/punktgruppen/crystals.py | 72 +++++++++++++++++++----------------- 1 file changed, 38 insertions(+), 34 deletions(-) diff --git a/vorlesungen/punktgruppen/crystals.py b/vorlesungen/punktgruppen/crystals.py index cbae3d0..7eef9b8 100644 --- a/vorlesungen/punktgruppen/crystals.py +++ b/vorlesungen/punktgruppen/crystals.py @@ -130,7 +130,7 @@ class Geometric2DSymmetries(Scene): self.wait() cyclic = MathTex( - r"Z_n = \langle r \rangle" + r"C_n = \langle r \rangle" r"= \left\{\mathbb{1}, r, r^2, \dots, r^{n-1} \right\}") cyclic_title = Tex(r"Zyklische Gruppe") @@ -237,7 +237,7 @@ class Geometric2DSymmetries(Scene): dot.move_to(2 * RIGHT) figure = VGroup(circle, dot) - group_name = MathTex(r"S^1") + group_name = MathTex(r"C_\infty") # create circle self.play(Create(circle)) @@ -252,7 +252,7 @@ class Geometric2DSymmetries(Scene): self.play(Rotate(figure, PI/4), Write(group_name)) self.play(Uncreate(figure)) - nsphere = MathTex(r"S^1 = \left\{z \in \mathbb{C} : |z| = 1\right\}") + nsphere = MathTex(r"C_\infty \cong S^1 = \left\{z \in \mathbb{C} : |z| = 1\right\}") nsphere_title = Tex(r"Kreisgruppe") nsphere_title.next_to(nsphere, 2 * UP) @@ -269,6 +269,7 @@ class Geometric2DSymmetries(Scene): class Geometric3DSymmetries(ThreeDScene): def construct(self): self.improper_rotation() + self.icosahedron() def improper_rotation(self): # changes the source of the light and camera @@ -279,11 +280,12 @@ class Geometric3DSymmetries(ThreeDScene): square = Square() square.set_fill(PINK, opacity=.5) - self.play(Create(square)) - self.wait() + self.play(SpinInFromNothing(square)) + self.wait(2) - self.play(Rotate(square, PI/2)) - self.wait() + for i in range(4): + self.play(Rotate(square, PI/2)) + self.wait(.5) self.move_camera(phi= 75 * DEGREES, theta = -80 * DEGREES) @@ -306,7 +308,7 @@ class Geometric3DSymmetries(ThreeDScene): axis = Line3D(start=[0,0,-2.5], end=[0,0,2.5]) - axis_name = MathTex(r"r \in Z_4") + axis_name = MathTex(r"r \in C_4") # move to yz plane axis_name.rotate(PI/2, axis = RIGHT) axis_name.next_to(axis, OUT) @@ -316,8 +318,9 @@ class Geometric3DSymmetries(ThreeDScene): self.wait() cyclic_sphere = VGroup(*cyclic_slices) - self.play(Rotate(cyclic_sphere, PI/2)) - self.wait() + for i in range(4): + self.play(Rotate(cyclic_sphere, PI/2)) + self.wait() # reflection plane self.play(FadeOut(cyclic_sphere), FadeIn(square)) @@ -367,18 +370,21 @@ class Geometric3DSymmetries(ThreeDScene): self.play(FadeOut(square), Create(dihedral_sphere)) - self.play(Rotate(dihedral_sphere, PI/2)) - self.play(Rotate(dihedral_sphere, PI, RIGHT)) - - self.play(Rotate(dihedral_sphere, PI/2)) - self.play(Rotate(dihedral_sphere, PI, RIGHT)) + for i in range(2): + self.play(Rotate(dihedral_sphere, PI/2)) + self.play(Rotate(dihedral_sphere, PI, RIGHT)) + self.wait() self.wait(5) + def icosahedron(self): + pass + + class AlgebraicSymmetries(Scene): def construct(self): self.cyclic() - self.matrices() + # self.matrices() def cyclic(self): # show the i product @@ -391,30 +397,31 @@ class AlgebraicSymmetries(Scene): for part in product: self.play(Write(part)) + self.wait() - self.wait() self.play(ApplyMethod(product.scale, 1/1.5)) # gather in group group = MathTex(r"G = \left\{ 1, i, -1, -i \right\}") self.play(ReplacementTransform(product, group)) - self.wait() + self.wait(2) # show Z4 grouppow = MathTex( r"G &= \left\{ 1, i, i^2, i^3 \right\} \\", - r"Z_4 &= \left\{ \mathbb{1}, r, r^2, r^3 \right\}") + r"C_4 &= \left\{ \mathbb{1}, r, r^2, r^3 \right\}") self.play(ReplacementTransform(group, grouppow[0])) - self.wait() + self.wait(2) self.play(Write(grouppow[1])) self.wait() self.play(ApplyMethod(grouppow.to_edge, UP)) # define morphisms - morphism = MathTex(r"\phi: Z_4 \to G \\") + morphism = MathTex(r"\phi: C_4 \to G \\") morphism.shift(UP) self.play(Write(morphism)) + self.wait() # show an example mappings = MathTex( @@ -425,34 +432,34 @@ class AlgebraicSymmetries(Scene): mappings.next_to(morphism, DOWN) self.play(Write(mappings)) - self.wait() + self.wait(3) self.play(FadeOutAndShift(mappings, DOWN)) # more general definition homomorphism = MathTex( - r"\phi(r\circ \mathbb{1}) &= i\cdot 1 \\", - r"&= \phi(r)\cdot\phi(\mathbb{1})") + r"\phi(r\circ \mathbb{1}) &= \phi(r)\cdot\phi(\mathbb{1}) \\", + r"&= i\cdot 1") homomorphism.next_to(morphism, DOWN).align_to(morphism, LEFT) for part in homomorphism: self.play(Write(part)) + self.wait() hom_bracegrp = VGroup(morphism, homomorphism) self.play( - ApplyMethod(grouppow.shift, 2.5 * LEFT), - ApplyMethod(hom_bracegrp.shift, 2.5 * LEFT)) + ApplyMethod(grouppow.shift, 3 * LEFT), + ApplyMethod(hom_bracegrp.shift, 3 * LEFT)) hom_brace = Brace(hom_bracegrp, direction=RIGHT) hom_text = Tex("Homomorphismus").next_to(hom_brace.get_tip(), RIGHT) - hom_text_short = MathTex(r"\mathrm{Hom}(G, Z_4)").next_to(hom_brace.get_tip(), RIGHT) + hom_text_short = MathTex(r"\mathrm{Hom}(C_4, G)").next_to(hom_brace.get_tip(), RIGHT) self.play(Create(hom_brace)) self.play(Write(hom_text)) + self.wait() self.play(ReplacementTransform(hom_text, hom_text_short)) self.wait() - # self.play(FadeOut(hom_brace), FadeOut(hom_text_short)) - # add the isomorphism part isomorphism = Tex(r"\(\phi\) ist bijektiv") isomorphism.next_to(homomorphism, DOWN).align_to(homomorphism, LEFT) @@ -462,7 +469,7 @@ class AlgebraicSymmetries(Scene): iso_brace = Brace(iso_bracegrp, RIGHT) iso_text = Tex("Isomorphismus").next_to(iso_brace.get_tip(), RIGHT) - iso_text_short = MathTex("Z_4 \cong G").next_to(iso_brace.get_tip(), RIGHT) + iso_text_short = MathTex("C_4 \cong G").next_to(iso_brace.get_tip(), RIGHT) self.play( ReplacementTransform(hom_brace, iso_brace), @@ -478,9 +485,6 @@ class AlgebraicSymmetries(Scene): self.play( ApplyMethod(grouppow.to_edge, LEFT), ApplyMethod(morphgrp.to_edge, LEFT)) - # self.play( - # FadeOutAndShift(grouppow, UP), - # FadeOutAndShift(morphgrp, DOWN)) # draw a complex plane plane = ComplexPlane(x_min = -2, x_max = 3) @@ -523,7 +527,7 @@ class AlgebraicSymmetries(Scene): FadeOutAndShift(morphgrp, RIGHT)) modulo = MathTex( - r"\phi: Z_4 &\to (\mathbb{Z}/4\mathbb{Z}, +) \\" + r"\phi: C_4 &\to (\mathbb{Z}/4\mathbb{Z}, +) \\" r"\phi(\mathbb{1} \circ r^2) &= 0 + 2 \pmod 4").scale(1.5) self.play(Write(modulo)) self.wait(2) -- cgit v1.2.1 From 2de3a8ffcfb661abfde05cf3611ad08d5a1160fc Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: Nao Pross Date: Tue, 4 May 2021 20:08:33 +0200 Subject: Create slides for applications --- vorlesungen/punktgruppen/slides.pdf | Bin 25800 -> 32512 bytes vorlesungen/punktgruppen/slides.tex | 202 ++++++++++++++++++++++++++++-------- 2 files changed, 160 insertions(+), 42 deletions(-) diff --git a/vorlesungen/punktgruppen/slides.pdf b/vorlesungen/punktgruppen/slides.pdf index 66c44e8..d732296 100644 Binary files a/vorlesungen/punktgruppen/slides.pdf and b/vorlesungen/punktgruppen/slides.pdf differ diff --git a/vorlesungen/punktgruppen/slides.tex b/vorlesungen/punktgruppen/slides.tex index 1c1b1d8..380dcec 100644 --- a/vorlesungen/punktgruppen/slides.tex +++ b/vorlesungen/punktgruppen/slides.tex @@ -4,6 +4,10 @@ \usepackage{polyglossia} \setmainlanguage{german} +% pretty drawings +\usepackage{tikz} +\usetikzlibrary{positioning} + % Theme \beamertemplatenavigationsymbolsempty @@ -44,6 +48,9 @@ } \AtBeginSection{\frame{\sectionpage}} +% Macros +\newcommand{\ten}[1]{#1} + % Metadata \title{\LARGE \scshape Punktgruppen und Kristalle} \author[N. Pross, T. T\"onz]{Naoki Pross, Tim T\"onz} @@ -66,59 +73,170 @@ %% Made in video \section{Algebraische Symmetrien} +%% Made in video + +\section{Kristalle} + +\section{Anwendungen} +\begin{frame}[fragile]{} + \centering + \begin{tikzpicture}[ + box/.style = { + rectangle, thick, draw = white, fill = darkgray!50!background, + minimum height = 1cm, outer sep = 2mm, + }, + ] + + \matrix [nodes = {box, align = center}, column sep = 1cm, row sep = 1.5cm] { + & \node (A) {32 Punktgruppe}; \\ + \node (B) {11 Mit\\ Inversionszentrum}; & \node (C) {21 Ohne\\ Inversionszentrum}; \\ + & \node[fill=red!20!background] (D) {20 Piezoelektrisch}; & \node (E) {1 Nicht\\ piezoelektrisch}; \\ + }; + + \draw[thick, ->] (A.west) to[out=180, in=90] (B.north); + \draw[thick, ->] (A.south) to (C); + \draw[thick, ->] (C.south) to (D.north); + \draw[thick, ->] (C.east) to[out=0, in=90] (E.north); + \end{tikzpicture} +\end{frame} + +\begin{frame}[fragile]{} + \begin{tikzpicture}[ + overlay, xshift = 1.5cm, yshift = 1.5cm, + node distance = 2mm, + charge/.style = { + circle, draw = white, thick, + minimum size = 5mm + }, + positive/.style = { fill = red!50 }, + negative/.style = { fill = blue!50 }, + ] + + \node[font = {\large\bfseries}, align = center] (title) at (6,0) {Mit und Ohne\\ Symmetriezentrum}; + \node[below = of title] {Polarisation Feld \(\vec{E}_p\)}; + + \begin{scope} + \matrix[nodes = { charge }, row sep = 8mm, column sep = 8mm] { + \node[positive] {}; & \node[negative] (N) {}; & \node [positive] {}; \\ + \node[negative] (W) {}; & \node[positive] {}; & \node [negative] (E) {}; \\ + \node[positive] {}; & \node[negative] (S) {}; & \node [positive] {}; \\ + }; + \draw[gray, dashed] (W) to (N) to (E) to (S) to (W); + \end{scope} + + \begin{scope}[yshift=-4.5cm] + \matrix[nodes = { charge }, row sep = 5mm, column sep = 1cm] { + \node[positive] (NW) {}; & \node[negative] (N) {}; & \node [positive] (NE) {}; \\ + \node[negative] (W) {}; & \node[positive] {}; & \node [negative] (E) {}; \\ + \node[positive] (SW) {}; & \node[negative] (S) {}; & \node [positive] (SE) {}; \\ + }; + + \foreach \d in {NW, N, NE} { + \draw[orange, very thick, <-] (\d) to ++(0,.7); + } + + \foreach \d in {SW, S, SE} { + \draw[orange, very thick, <-] (\d) to ++(0,-.7); + } + + \draw[gray, dashed] (W) to (N) to (E) to (S) to (W); + \end{scope} + + \begin{scope}[xshift=11cm] + \foreach \x/\t [count=\i] in {60/positive, 120/negative, 180/positive, 240/negative, 300/positive, 360/negative} { + \node[charge, \t] (C\i) at (\x:1.5cm) {}; + } + + \draw[white] (C1) to (C2) to (C3) to (C4) to (C5) to (C6) to (C1); + \draw[gray, dashed] (C2) to (C4) to (C6) to (C2); + \end{scope} + + \begin{scope}[xshift=6cm, yshift=-4.5cm] + \node[charge, positive, yshift=-2.5mm] (C1) at ( 60:1.5cm) {}; + \node[charge, negative, yshift=-2.5mm] (C2) at (120:1.5cm) {}; + \node[charge, positive, xshift=-2.5mm] (C3) at (180:1.5cm) {}; + \node[charge, negative, yshift= 2.5mm] (C4) at (240:1.5cm) {}; + \node[charge, positive, yshift= 2.5mm] (C5) at (300:1.5cm) {}; + \node[charge, negative, xshift= 2.5mm] (C6) at (360:1.5cm) {}; + + \draw[white] (C1) to (C2) to (C3) to (C4) to (C5) to (C6) to (C1); + % \draw[gray, dashed] (C2) to (C4) to (C6) to (C2); + + \foreach \d in {C1, C2} { + \draw[orange, very thick, <-] (\d) to ++(0,.7); + } + + \foreach \d in {C4, C5} { + \draw[orange, very thick, <-] (\d) to ++(0,-.7); + } + + \node[white] (E) {\(\vec{E}_p\)}; + \begin{scope}[node distance = .5mm] + \node[blue!50, right = of E] {\(-\)}; + \node[red!50, left = of E] {\(+\)}; + \end{scope} + \end{scope} + + \begin{scope}[xshift=11cm, yshift=-4.5cm] + \node[charge, positive, yshift= 2.5mm] (C1) at ( 60:1.5cm) {}; + \node[charge, negative, yshift= 2.5mm] (C2) at (120:1.5cm) {}; + \node[charge, positive, xshift= 2.5mm] (C3) at (180:1.5cm) {}; + \node[charge, negative, yshift=-2.5mm] (C4) at (240:1.5cm) {}; + \node[charge, positive, yshift=-2.5mm] (C5) at (300:1.5cm) {}; + \node[charge, negative, xshift=-2.5mm] (C6) at (360:1.5cm) {}; + + \draw[white] (C1) to (C2) to (C3) to (C4) to (C5) to (C6) to (C1); + % \draw[gray, dashed] (C2) to (C4) to (C6) to (C2); + + \draw[orange, very thick, <-] (C6) to ++(.7,0); + \draw[orange, very thick, <-] (C3) to ++(-.7,0); + + \node[white] (E) {\(\vec{E}_p\)}; + \begin{scope}[node distance = .5mm] + \node[blue!50, right = of E] {\(-\)}; + \node[red!50, left = of E] {\(+\)}; + \end{scope} + \end{scope} + \end{tikzpicture} +\end{frame} + \frame{ - \begin{columns} - \begin{column}{.3\textwidth} - Produkt mit \(i\) + \begin{columns}[T] + \begin{column}{.5\textwidth} + Symmetriegruppe und Darstellung \begin{align*} - 1 \cdot i &= i \\ - i \cdot i &= -1 \\ - -1 \cdot i &= -i \\ - -i \cdot i &= 1 + G &= \left\{\mathbb{1}, r, \sigma, \dots \right\} \\ + &\Phi : G \to O(n) \end{align*} - \pause - % - Gruppe \begin{align*} - G &= \left\{ - 1, i, -1, -i - \right\} \\ - &= \left\{ - 1, i, i^2, i^3 - \right\} \\ - Z_4 &= \left\{ - \mathbb{1}, r, r^2, r^3 - \right\} + U_\lambda &= \left\{ v : \Phi v = \lambda v \right\} \\ + &= \mathrm{null}\left(\Phi - \lambda I\right) \end{align*} - \pause - % + Helmholtz Wellengleichung + \[ + \nabla^2 \vec{E} = \ten{\varepsilon}\mu + \frac{\partial^2}{\partial t^2} \vec{E} + \] \end{column} \begin{column}{.5\textwidth} - % - Darstellung + Ebene Welle \[ - \phi : Z_4 \to G + \vec{E} = \vec{E}_0 \exp\left[i + \left(\vec{k}\cdot\vec{r} - \omega t \right)\right] + \] + Anisotropisch Dielektrikum + \[ + \ten{R}\ten{\varepsilon}\vec{E} = \frac{\omega^2}{\mu k^2} \vec{E} + \] + \[ + \vec{E} \in U_\lambda \implies (\ten{R}\ten{\varepsilon}) \vec{E} = \lambda \vec{E} + \] + \"Ahenlich auch in der Mechanik + \[ + \vec{F} = \kappa \vec{x} \quad \text{(Hooke)} \] - \begin{align*} - \phi(\mathbb{1}) &= 1 & \phi(r^2) &= i^2 \\ - \phi(r) &= i & \phi(r^3) &= i^3 - \end{align*} - \pause - % - Homomorphismus - \begin{align*} - \phi(r \circ \mathbb{1}) &= \phi(r) \cdot \phi(\mathbb{1}) \\ - &= i \cdot 1 - \end{align*} - \pause - % - \(\phi\) ist bijektiv \(\implies Z_4 \cong G\) \end{column} \end{columns} } -\section{Kristalle} - -\section{Anwendungen} - \end{document} -- cgit v1.2.1 From 5d2f685df7b2d7691625937609cf92be9fc8c9da Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: Nao Pross Date: Tue, 4 May 2021 20:36:41 +0200 Subject: Create intro slide --- vorlesungen/punktgruppen/slides.pdf | Bin 32512 -> 36038 bytes vorlesungen/punktgruppen/slides.tex | 79 +++++++++++++++++++++++++++++++++--- 2 files changed, 73 insertions(+), 6 deletions(-) diff --git a/vorlesungen/punktgruppen/slides.pdf b/vorlesungen/punktgruppen/slides.pdf index d732296..bd7afc9 100644 Binary files a/vorlesungen/punktgruppen/slides.pdf and b/vorlesungen/punktgruppen/slides.pdf differ diff --git a/vorlesungen/punktgruppen/slides.tex b/vorlesungen/punktgruppen/slides.tex index 380dcec..25761c0 100644 --- a/vorlesungen/punktgruppen/slides.tex +++ b/vorlesungen/punktgruppen/slides.tex @@ -7,6 +7,7 @@ % pretty drawings \usepackage{tikz} \usetikzlibrary{positioning} +\usetikzlibrary{arrows.meta} % Theme \beamertemplatenavigationsymbolsempty @@ -64,17 +65,82 @@ \section{Einleitung} \frame{ - \[ - \psi - \] + \begin{itemize} + \item Was heisst \emph{Symmetrie} in der Mathematik? + \item Wie kann ein Kristall modelliert werden? + \item Aus der Physik: Piezoelektrizit\"at + \end{itemize} + \begin{center} + \begin{tikzpicture} + \begin{scope}[ + node distance = 0cm + ] + \node[ + rectangle, fill = gray!40!background, + minimum width = 3cm, minimum height = 2cm, + ] (body) {\(\vec{E}_p = \vec{0}\)}; + + \node[ + draw, rectangle, thick, white, fill = red!50, + minimum width = 3cm, minimum height = 1mm, + above = of body + ] (pos) {}; + + \node[ + draw, rectangle, thick, white, fill = blue!50, + minimum width = 3cm, minimum height = 1mm, + below = of body + ] (neg) {}; + + \draw[white, very thick, -Circle] (pos.east) to ++ (1,0) node (p) {}; + \draw[white, very thick, -Circle] (neg.east) to ++ (1,0) node (n) {}; + + \draw[white, thick, ->] (p) to[out = -80, in = 80] node[midway, right] {\(U = 0\)} (n); + \end{scope} + \begin{scope}[ + node distance = 0cm, + xshift = 7cm + ] + \node[ + rectangle, fill = gray!40!background, + minimum width = 3cm, minimum height = 1.5cm, + ] (body) {\(\vec{E}_p = \vec{0}\)}; + + \node[ + draw, rectangle, thick, white, fill = red!50, + minimum width = 3cm, minimum height = 1mm, + above = of body + ] (pos) {}; + + \node[ + draw, rectangle, thick, white, fill = blue!50, + minimum width = 3cm, minimum height = 1mm, + below = of body + ] (neg) {}; + + \draw[orange, very thick, <-] (pos.north) to node[near end, right] {\(\vec{F}\)} ++(0,1); + \draw[orange, very thick, <-] (neg.south) to node[near end, right] {\(\vec{F}\)} ++(0,-1); + + \draw[white, very thick, -Circle] (pos.east) to ++ (1,0) node (p) {}; + \draw[white, very thick, -Circle] (neg.east) to ++ (1,0) node (n) {}; + + \draw[white, thick, ->] (p) to[out = -80, in = 80] node[midway, right] {\(U \neq 0\)} (n); + \end{scope} + \end{tikzpicture} + \end{center} } -\section{Geometrische Symmetrien} +\section{2D Symmetrien} %% Made in video \section{Algebraische Symmetrien} %% Made in video +\section{3D Symmetrien} +%% Made in video + +\section{Matrizen} + \section{Kristalle} \section{Anwendungen} @@ -201,6 +267,7 @@ \end{frame} \frame{ + \frametitle{Licht in Kristallen} \begin{columns}[T] \begin{column}{.5\textwidth} Symmetriegruppe und Darstellung @@ -226,10 +293,10 @@ \] Anisotropisch Dielektrikum \[ - \ten{R}\ten{\varepsilon}\vec{E} = \frac{\omega^2}{\mu k^2} \vec{E} + (\ten{K}\ten{\varepsilon})\vec{E} = \frac{\omega^2}{\mu k^2} \vec{E} \] \[ - \vec{E} \in U_\lambda \implies (\ten{R}\ten{\varepsilon}) \vec{E} = \lambda \vec{E} + \vec{E} \in U_\lambda \implies (\ten{K}\ten{\varepsilon}) \vec{E} = \lambda \vec{E} \] \"Ahenlich auch in der Mechanik \[ -- cgit v1.2.1 From 71aa1f502c62c877df738c496199413b631e7606 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: tim30b Date: Wed, 5 May 2021 13:01:22 +0200 Subject: write intro and matrizen --- vorlesungen/punktgruppen/script.tex | 49 ++++++++++++++++++++++++++++--------- 1 file changed, 37 insertions(+), 12 deletions(-) diff --git a/vorlesungen/punktgruppen/script.tex b/vorlesungen/punktgruppen/script.tex index c4c4e94..0ea0aed 100644 --- a/vorlesungen/punktgruppen/script.tex +++ b/vorlesungen/punktgruppen/script.tex @@ -7,19 +7,25 @@ \newenvironment{totranslate}{\color{blue!70!black}}{} \begin{document} -\section{hello} -(TT) Willkommen zu unserer Präsentation über Punktgruppen und deren Anwendung in der Kristallographie. -Ich bin Tim Tönz habe vor dem Studium die Lehre als Elektroinstallateur abgeschlossen und studiere jetzt Elektrotechnik im Vierten Semester mit Herrn Naoki Pross. -(NP)Das bin ich\ldots \ldots Nun zum Inhalt - -\section{Introtim} -Wir möchten Euch zeigen, was eine Punktgruppe ausmacht, an bespielen zeigen, wie sie im 2D und 3D Raum aussehen kann und Zusammenhänge zu Algebraischen Symmetrien erläutern. -Mit dem Wissen über Punktgruppen können wir uns versuchen der Praxis anzunähern, in unserem Fall dem Kristall und seiner Strukturellen Eigenschaften. -Als Abschluss Zeigen wir euch konkret wieso ein inversionszentrum ein Piezoelektrisches verhalten in einem Kristall ausschliesst. +\section{das Sind wir} + (TT) Willkommen zu unserer Präsentation über Punktgruppen und deren Anwendung in der Kristallographie. + Ich bin Tim Tönz habe vor dem Studium die Lehre als Elektroinstallateur abgeschlossen und studiere jetzt Elektrotechnik im Vierten Semester mit Herrn Naoki Pross. + (NP)Das bin ich \ldots Nun zum Inhalt + +\section{Ablauf} + Wir möchten Euch zeigen, was eine Punktgruppe ausmacht, Konkret an Bespielen in 2D zeigen mit Gemainsamkeiten zu Algebraischen Symmetrien. + Da wir Menschen jedoch 3 Räumliche Dimensionen Wahrnehmen möchten wir euch die 3D Symetrien natürlcih nicht vorenthalten. + Um dem Thema des Mathematikseminars gerecht zu werden, Werden wir die einfache Verbindung zwischen Matrizen und Punktsymetrien zeigen. + Dammit die Praxis nicht ganz vergessen geht, Kristalle Mathematisch beschreiben und dessen Limitationen in hinsicht Symmetrien. + Als Abschluss Zeigen wir euch einen zusammenhan zwischen Piezoelektrizität und Symmetrien. \section{intro} - - + Ich hoffe wir konnten schon mit der Einleitung ein wenig Neugirde wecken. + fals dies noch nicht der Fall ist, sind hier noch die wichtigsten fragen, welche wir euch beantworten wollen, oder zumindest überzeugen, wieso dies spannende Fragen sind. + Als erstes, was eine Symetrie ist oder in unserem Fall eine Punktsymetrie. + Was macht ein Kristall aus, also wie kann man seine Wichtigsten eigenschaften mathematisch beschreiben. + Als letztes noch zu der Piezoelektrizität, welche ein Effekt beschreibt, dass bestimmte Krisstalle eine elektrische Spannung erzeugen, wenn sie unter mechanischen Druck gesetzt werden. + welche kristalle diese fähigkeit haben, hat ganz konkret mit ihrer Symmetrie zu tun. \section{Geometrie} \begin{totranslate} We'll start with geometric symmetries as they are the simplest to grasp. @@ -71,7 +77,26 @@ Let's now move into something seemingly unrelated: \emph{algebra}. \scene{Complex numbers and cyclic groups} \end{totranslate} -\section{Krystalle} +\scene{Matrizen} + Das man mit matrizen so einiges darstellen kann ist keine neuigkeit mehr nach einem halben Semester Matheseminar. + Also überrascht es wohl auch keinen, das mann alle punktsymetrischen Operationen auch mit Matrizen Formulieren kann. + (Beispiel zu Rotation mit video) + Für die Spiegelung wie auch eine Punkt inversion habt ihr dank dem matheseminar bestmmt schon eine Idee wie diese Operationen als Matrizen aussehen. + Ich weis nicht obe der Tipp etwas nützt, aber ih müsst nur in der Gruppe O(3) suchen. + Was auch sinn macht, denn die Gruppe O(3) zeichnet sich aus weil ihre Matrizen distanzen konstant hallten wie auch einen fixpunkt haben was sehr erwünscht ist, wenn man Punktsymmetrien beschreiben will. + + + +\scene{Krystalle} + Jenen welchen die Kristalle bis jetzt ein wenig zu kurz gekommen sind, Freuen sich hoffentlich zurecht an dieser Folie. + Es geht ab jetzt nähmlich um Kristalle. + Bevor wir mit ihnen arbeiten könne sollten wir jedoch klähren, was ein Kristall ist. + Per definition aus eienm Anerkanten Theoriebuch von XXXXXXXXXX Zitat:"YYYYYYYYYYYYYYY" + Was so viel heist wie, ein Idealer Kristall ist der schlimmste Ort um sich zu verlaufen. + Macht man nähmlich einen Schritt in genau in das nächste lattice feld hat siet der kristall wieser genau gleich aus. + Als Orentierungshilfe ist diese eigenschaft ein grosser Nachteil nicht jedoch wenn man versucht alle möglichen Symmetrien in einem Kristall zu finden. + Denn die Lattice Strucktur schränkt die unendlichen möglichen Punktsymmetrien im 3D Raum beträchtlich ein. + Was im Englischen bekannt is unter dem Crystallographic Restrictiontheorem. \end{document} % vim:et ts=2 sw=2: -- cgit v1.2.1 From 714f0685c47dfa46775859024936b22f610619c9 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: Nao Pross Date: Wed, 5 May 2021 13:03:09 +0200 Subject: Create crystal slides --- vorlesungen/punktgruppen/slides.pdf | Bin 36038 -> 50470 bytes vorlesungen/punktgruppen/slides.tex | 115 +++++++++++++++++++++++++++++++++++- 2 files changed, 112 insertions(+), 3 deletions(-) diff --git a/vorlesungen/punktgruppen/slides.pdf b/vorlesungen/punktgruppen/slides.pdf index bd7afc9..0851fd8 100644 Binary files a/vorlesungen/punktgruppen/slides.pdf and b/vorlesungen/punktgruppen/slides.pdf differ diff --git a/vorlesungen/punktgruppen/slides.tex b/vorlesungen/punktgruppen/slides.tex index 25761c0..e800a87 100644 --- a/vorlesungen/punktgruppen/slides.tex +++ b/vorlesungen/punktgruppen/slides.tex @@ -8,6 +8,7 @@ \usepackage{tikz} \usetikzlibrary{positioning} \usetikzlibrary{arrows.meta} +\usetikzlibrary{calc} % Theme \beamertemplatenavigationsymbolsempty @@ -95,7 +96,7 @@ \draw[white, very thick, -Circle] (pos.east) to ++ (1,0) node (p) {}; \draw[white, very thick, -Circle] (neg.east) to ++ (1,0) node (n) {}; - \draw[white, thick, ->] (p) to[out = -80, in = 80] node[midway, right] {\(U = 0\)} (n); + \draw[white, thick, ->] (p) to[out = -70, in = 70] node[midway, right] {\(U = 0\)} (n); \end{scope} \begin{scope}[ node distance = 0cm, @@ -124,7 +125,7 @@ \draw[white, very thick, -Circle] (pos.east) to ++ (1,0) node (p) {}; \draw[white, very thick, -Circle] (neg.east) to ++ (1,0) node (n) {}; - \draw[white, thick, ->] (p) to[out = -80, in = 80] node[midway, right] {\(U \neq 0\)} (n); + \draw[white, thick, ->] (p) to[out = -70, in = 70] node[midway, right] {\(U \neq 0\)} (n); \end{scope} \end{tikzpicture} \end{center} @@ -142,6 +143,114 @@ \section{Matrizen} \section{Kristalle} +\begin{frame}[fragile]{} + \begin{columns}[T] + \begin{column}{.5\textwidth} + Kristallgitter: + \(n_i \in \mathbb{Z}\), + \(\vec{a}_i \in \mathbb{R}^3\) + \[ + \vec{r} = n_1 \vec{a}_1 + n_2 \vec{a}_2 + n_3 \vec{a}_3 + \] + \begin{center} + \begin{tikzpicture}[ + dot/.style = { + draw, circle, thick, white, fill = gray!40!background, + minimum size = 2mm, + inner sep = 0pt, + outer sep = 1mm, + }, + ] + + \begin{scope} + \clip (-1,-1) rectangle (4,3); + \foreach \y in {-5,-4,...,5} { + \foreach \x in {-5,-4,...,5} { + \node[dot, xshift=3mm*\y] (N\x\y) at (\x, \y) {}; + } + } + \end{scope} + + \draw[white, thick] (-1, -1) rectangle (4,3); + + \draw[red!80!background, thick, ->] (N00) to node[midway, below] {\(\vec{a}_1\)} (N10); + \draw[cyan!80!background, thick, ->] (N00) to node[midway, left] {\(\vec{a}_2\)} (N01); + + \end{tikzpicture} + \end{center} + Invariant (symmetrisch) unten Translation + \[ + Q_i(\vec{r}) = \vec{r} + \vec{a}_i + \] + \end{column} + \begin{column}{.5\textwidth} + Wie kombiniert sich \(Q_i\) mit der anderen Symmetrien? + \begin{center} + \begin{tikzpicture}[ + dot/.style = { + draw, circle, thick, white, fill = gray!40!background, + minimum size = 2mm, + inner sep = 0pt, + outer sep = 1mm, + }, + ] + + \node[dot] (A1) at (0,0) {}; + \node[below left] at (A1) {\(A\)}; + + \node[dot] (A2) at (2.5,0) {}; + \node[below right] at (A2) {\(A'\)}; + + \draw[red!80!background, thick, ->] + (A1) to node[midway, below] {\(\vec{Q}\)} (A2); + + \node[dot] (B1) at (120:2.5) {}; + \node[above left] at (B1) {\(B\)}; + + \draw[green!70!background, thick, ->] + (A1) ++(.5,0) arc (0:120:.5) node[midway, above, xshift=1mm] {\(C_n\)}; + \draw[red!80!background, dashed, thick, ->] (A1) to (B1); + + + \node[dot] (B2) at ($(A2)+(60:2.5)$) {}; + \node[above right] at (B2) {\(B'\)}; + + \draw[green!70!background, thick, dashed, ->] (A2) ++(-.5,0) arc (180:60:.5); + \draw[red!80!background, dashed, thick, ->] (A2) to (B2); + + \draw[yellow!80!background, thick, ->] (B1) to node[above, midway] {\(\vec{Q}'\)} (B2); + + \draw[gray, dashed, thick] (A1) to (A1 |- B1) node (X) {}; + \draw[gray, dashed, thick] (A2) to (A2 |- B2); + + \node[above left, xshift=-2mm] at (X) {\(x\)}; + \end{tikzpicture} + \end{center} + Sei \(q = |\vec{Q}|\), \(\alpha = 2\pi/n\) und \(n \in \mathbb{N}\) + \begin{align*} + q' = n q &= q + 2x \\ + nq &= q + 2q\sin(\alpha - \pi/2) \\ + n &= 1 - 2\cos\alpha + \end{align*} + \end{column} + \end{columns} +\end{frame} + +\frame{ + \begin{columns}[T] + \begin{column}{.5\textwidth} + Somit muss + \[ + \alpha = \cos^{-1}\left(\frac{m-1}{2}\right) + \] + \begin{gather*} + \alpha \in \left\{ 0, 60^\circ, 90^\circ, 120^\circ, 180^\circ \right\} + \end{gather*} + \end{column} + \begin{column}{.5\textwidth} + \end{column} + \end{columns} +} \section{Anwendungen} \begin{frame}[fragile]{} @@ -154,7 +263,7 @@ ] \matrix [nodes = {box, align = center}, column sep = 1cm, row sep = 1.5cm] { - & \node (A) {32 Punktgruppe}; \\ + & \node (A) {32 Punktgruppen}; \\ \node (B) {11 Mit\\ Inversionszentrum}; & \node (C) {21 Ohne\\ Inversionszentrum}; \\ & \node[fill=red!20!background] (D) {20 Piezoelektrisch}; & \node (E) {1 Nicht\\ piezoelektrisch}; \\ }; -- cgit v1.2.1 From 8dc8c7a998d5a2862df90adc8b45d025e692d2d1 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: "User-PC\\User" Date: Wed, 5 May 2021 14:09:44 +0200 Subject: =?UTF-8?q?Arbeiten=20am=20Kapitel,=20zur=20Probe,=20weiteren=20Zu?= =?UTF-8?q?sammenarbeit,=20sodass=20Roy=20Seitz=20es=20einsehen=20k=C3=B6n?= =?UTF-8?q?nte?= MIME-Version: 1.0 Content-Type: text/plain; charset=UTF-8 Content-Transfer-Encoding: 8bit --- buch/papers/spannung/Einleitung.tex | 91 +++++++++++++++++++++ .../Grafiken/infinitesimalerW\303\274rfel.jpg" | Bin 0 -> 31604 bytes buch/papers/spannung/teil0.tex | 53 +++++++----- buch/papers/spannung/teil1.tex | 77 +++++++---------- buch/papers/spannung/teil2.tex | 48 +++-------- 5 files changed, 164 insertions(+), 105 deletions(-) create mode 100644 buch/papers/spannung/Einleitung.tex create mode 100644 "buch/papers/spannung/Grafiken/infinitesimalerW\303\274rfel.jpg" diff --git a/buch/papers/spannung/Einleitung.tex b/buch/papers/spannung/Einleitung.tex new file mode 100644 index 0000000..17ca1c9 --- /dev/null +++ b/buch/papers/spannung/Einleitung.tex @@ -0,0 +1,91 @@ +\section{Einleitung\label{spannung:section:Einleitung}} +In diesem Kapitel geht es darum die Matrix im dreidimensionalen Spannungszustand genauer zu untersuchen. +In der Geotechnik wendet man solche Matrizen an, um Spannungen im Boden zu berechnen. +Mit diesen Grundlagen dimensioniert man beispielsweise Böschungen, Fundationen, Dämme und Tunnels. +Ebenfalls benötigt man diese Matrix, um aus Versuchen Kennzahlen über den anstehenden Boden zu gewinnen. +Besonderes Augenmerk liegt dabei auf dem Oedometer - Versuch. + +Bei dieser Untersuchung der zugehörigen Berechnungen hat man es mit Vektoren, Matrizen und Tensoren zu tun. +Um die mathematische Untersuchung vorzunehmen, beschäftigt man sich zuerst mit den spezifischen Gegebenheiten und Voraussetzungen. +Ebenfalls gilt es ein paar wichtige Begriffe und deren mathematisches Zeichen einzuführen, +damit sich den Berechnungen schlüssig folgen lässt. + +In diesem Kapitel hat man es insbesondere mit Spannungen und Dehnungen zu tun. +Mit einer Spannung ist hier jedoch keine elektrische Spannung gemeint, +sondern eine Kraft geteilt durch Fläche. + +\section{Einführung wichtige Begriffe\label{spannung:section:Wichtige Begriffe}} +\[ +\l += +Ausgangslänge\enspace[m] +\] +\[ +\Delta l += +Längenänderung\enspacenach\enspaceKraftauftrag\enspace[m] +\] +\[ +\varepsilon += +Dehnung\enspace[-] +\] +\[ +\sigma += +Spannung\enspace[kPa] +\] +\[ +E += +Elastizitätsmodul +\] +\[ +F += +Kraft\enspace[kN] +\] +\[ +A += +Fläche\enspace[m^2] +\] +\[ +t += +Tiefe\enspace[m] +\] +\[ +s += +Setzung,\enspaceAbsenkung\enspace[m] +\] + +Beziehungen +\[ +\varepsilon += +\frac{\Delta l}{l_0} +\] +\[ +\varepsilon_q += +\frac{\Delta b}{l_0} += +\varepsilon_\upsilon +\] +\[ +\sigma += +\frac{N}{A} +\] +\[ +N += +\int_{A} \sigma \dA +\] +\[ +\varepsilon^{\prime} += +\frac{1}{l_0}\] + diff --git "a/buch/papers/spannung/Grafiken/infinitesimalerW\303\274rfel.jpg" "b/buch/papers/spannung/Grafiken/infinitesimalerW\303\274rfel.jpg" new file mode 100644 index 0000000..e3875bb Binary files /dev/null and "b/buch/papers/spannung/Grafiken/infinitesimalerW\303\274rfel.jpg" differ diff --git a/buch/papers/spannung/teil0.tex b/buch/papers/spannung/teil0.tex index cf47a18..ee19778 100644 --- a/buch/papers/spannung/teil0.tex +++ b/buch/papers/spannung/teil0.tex @@ -1,22 +1,37 @@ -% -% einleitung.tex -- Beispiel-File für die Einleitung -% -% (c) 2020 Prof Dr Andreas Müller, Hochschule Rapperswil -% -\section{Teil 0\label{spannung:section:teil0}} -\rhead{Teil 0} -Lorem ipsum dolor sit amet, consetetur sadipscing elitr, sed diam -nonumy eirmod tempor invidunt ut labore et dolore magna aliquyam -erat, sed diam voluptua \cite{spannung:bibtex}. -At vero eos et accusam et justo duo dolores et ea rebum. -Stet clita kasd gubergren, no sea takimata sanctus est Lorem ipsum -dolor sit amet. +\section{Spannungsausbreitung\label{spannung:section:Spannungsausbreitung}} +\rhead{Spannungsausbreitung} +Anhand untenstehendem Bild kann ein einfaches Beispiel betrachtet werden. +Es gibt eine Kraft, diese wird auf den Boden abgetragen. +Diese Kraft muss dann vom Boden aufgenommen werden. +Im Boden entsteht eine Spannung. Diese Spannung ist abhängig von $\sigma(x,y,t)$ +Je nach dem, wo man sich im Boden befindet variert die Spannung. +Mit der Tiefe wird die Spannung geringer. +Die Ausbreitung der Spannung im Boden hat die Form einer Zwiebel. +Durch Untersuchung der Spannung an verschiedenen Punkten im Boden, kann man eine Funktion abtragen. +Dasselbe macht man auch mit der Dehnung. Es zeigt sich, dass die Form der beiden Funktionen gleich ist. +Dies erklärt sich dadurch, dass die Spannung und die Dehnung proportional sind zueinander sind. -Lorem ipsum dolor sit amet, consetetur sadipscing elitr, sed diam -nonumy eirmod tempor invidunt ut labore et dolore magna aliquyam -erat, sed diam voluptua. -At vero eos et accusam et justo duo dolores et ea rebum. Stet clita -kasd gubergren, no sea takimata sanctus est Lorem ipsum dolor sit -amet. +Anhand eines etwas schwierigeren Beispiels sieht man, +dass die Spannungsausbreitung nicht immer ganz einfach ist. +Man hat hier eine Baugrube mit einem Baugrubenabschluss, wo ein Teil des Bodens abgetragen wurde. +Was aber immer noch gilt ist, dass die Spannung von drei Variablen abhängig ist. $\sigma(x,y,t)$ +Ansätze um die Spannungsausbreitung zu berechnen gibt es je nach Bodentyp verschiedene. + +Die Spannungsausbreitung ist uns jedoch gegeben, es geht nicht darum, dies genauer zu untersuchen. +Durch die Spannungsausbreitung und das Elastizitätsmodul kann man eine Dehnung berechnen. +Anhand dieser Dehnung kann man mit einem Integral wiederum die Setzung berechnen. +\[ +\varepsilon += +\frac{\sigma}{E} +\] +\[ +s += +\int_{\0}^{\infty} \varepsilon \dt +\] +Die Setzung zu bestimmen ist in der Geotechnik sehr wichtig. +Besonders ungleichmässige Setzungen können bei Bauwerken Probleme ergeben. +Es gilt also die Bauwerke so zu dimensionieren, dass es verträgliche Setzungen gibt. diff --git a/buch/papers/spannung/teil1.tex b/buch/papers/spannung/teil1.tex index 95e6f0a..70dbb5a 100644 --- a/buch/papers/spannung/teil1.tex +++ b/buch/papers/spannung/teil1.tex @@ -1,55 +1,34 @@ -% -% teil1.tex -- Beispiel-File für das Paper -% -% (c) 2020 Prof Dr Andreas Müller, Hochschule Rapperswil -% -\section{Teil 1 -\label{spannung:section:teil1}} -\rhead{Problemstellung} -Sed ut perspiciatis unde omnis iste natus error sit voluptatem -accusantium doloremque laudantium, totam rem aperiam, eaque ipsa -quae ab illo inventore veritatis et quasi architecto beatae vitae -dicta sunt explicabo. -Nemo enim ipsam voluptatem quia voluptas sit aspernatur aut odit -aut fugit, sed quia consequuntur magni dolores eos qui ratione -voluptatem sequi nesciunt -\begin{equation} -\int_a^b x^2\, dx +\section{Proportionalität Spannung-Dehnung\label{spannung:section:Proportionalität Spannung-Dehnung}} +\rhead{Proportionalität Spannung-Dehnung} +Das Hooksche Gesetz beschreibt die elastische Längenänderung von Festkörpern im Zusammenhang mit einer Krafteinwirkung. +Die Längenänderung $\delta l$ ist proportional zur Krafteinwirkung. +$F\sim \Delta l$ +Man kann dies nur im Bereich vom linearen elastischen Materialverhalten anwenden. +Das heisst das alle Verformungen reversibel sind, sobald man die Kraft wegnimmt. +Es findet somit keine dauernde Verformung statt. +Da es sehr praktisch ist die Längenänderung nicht absolut auszudrücken haben wir $\varepsilon$. +$\varepsilon$ beschreibt die relative Längenänderung. +$\varepsilon$ ist wiederum proportional zu der aufgebrachten Spannung. +Im Bauingenieurwesen hat man es oft mit grösseren Teilen oder Grösseren Betrachtungsräumen zu tun. +Da ist es nun natürlich sehr sinnvoll, wenn wir nicht mit absoluten Zahlen rechnen, +sondern unabhängig von der Länge den Zustand mit Epsilon beschreiben können. +Mithilfe vom E-Modul, (steht für Elastizitätsmodul) einer Proportionalitätskonstante, +kann man das in eine Gleichung bringen, wie man hier sieht. Das E-Modul beschreibt, +das Verhältnis von Kraftaufnahme eines Werkstoffes und dessen zusammenhängender Längenveränderung. +\[ +E = -\left[ \frac13 x^3 \right]_a^b +\frac{\Delta\sigma}{\Delta\varepsilon} = -\frac{b^3-a^3}3. -\label{spannung:equation1} -\end{equation} -Neque porro quisquam est, qui dolorem ipsum quia dolor sit amet, -consectetur, adipisci velit, sed quia non numquam eius modi tempora -incidunt ut labore et dolore magnam aliquam quaerat voluptatem. +const. +\] -Ut enim ad minima veniam, quis nostrum exercitationem ullam corporis -suscipit laboriosam, nisi ut aliquid ex ea commodi consequatur? -Quis autem vel eum iure reprehenderit qui in ea voluptate velit -esse quam nihil molestiae consequatur, vel illum qui dolorem eum -fugiat quo voluptas nulla pariatur? +Aus diesem Verhältnis kann man das E-Modul berechnen. +Je nach Material ist dies verschieden. +Das E-Modul lässt sich nur im linearen-elastischen Materialverhalten anwenden. +Für Bodenmaterial gibt es ein spezielles E-Modul. Dieses wird mit dem Oedometerversuch ermittelt. +Es wird mit $E_{OED}$ ausgedrückt. Dieser Versuch wird später noch beschrieben. +Der Oedometerversuch ist abhängig von den diesem Kapitel zu untersuchenden Matrizen. -\subsection{De finibus bonorum et malorum -\label{spannung:subsection:finibus}} -At vero eos et accusamus et iusto odio dignissimos ducimus qui -blanditiis praesentium voluptatum deleniti atque corrupti quos -dolores et quas molestias excepturi sint occaecati cupiditate non -provident, similique sunt in culpa qui officia deserunt mollitia -animi, id est laborum et dolorum fuga \eqref{000tempmlate:equation1}. - -Et harum quidem rerum facilis est et expedita distinctio -\ref{spannung:section:loesung}. -Nam libero tempore, cum soluta nobis est eligendi optio cumque nihil -impedit quo minus id quod maxime placeat facere possimus, omnis -voluptas assumenda est, omnis dolor repellendus -\ref{spannung:section:folgerung}. -Temporibus autem quibusdam et aut officiis debitis aut rerum -necessitatibus saepe eveniet ut et voluptates repudiandae sint et -molestiae non recusandae. -Itaque earum rerum hic tenetur a sapiente delectus, ut aut reiciendis -voluptatibus maiores alias consequatur aut perferendis doloribus -asperiores repellat. diff --git a/buch/papers/spannung/teil2.tex b/buch/papers/spannung/teil2.tex index 37d3242..8eb54cb 100644 --- a/buch/papers/spannung/teil2.tex +++ b/buch/papers/spannung/teil2.tex @@ -1,40 +1,14 @@ -% -% teil2.tex -- Beispiel-File für teil2 -% -% (c) 2020 Prof Dr Andreas Müller, Hochschule Rapperswil -% -\section{Teil 2 -\label{spannung:section:teil2}} -\rhead{Teil 2} -Sed ut perspiciatis unde omnis iste natus error sit voluptatem -accusantium doloremque laudantium, totam rem aperiam, eaque ipsa -quae ab illo inventore veritatis et quasi architecto beatae vitae -dicta sunt explicabo. Nemo enim ipsam voluptatem quia voluptas sit -aspernatur aut odit aut fugit, sed quia consequuntur magni dolores -eos qui ratione voluptatem sequi nesciunt. Neque porro quisquam -est, qui dolorem ipsum quia dolor sit amet, consectetur, adipisci -velit, sed quia non numquam eius modi tempora incidunt ut labore -et dolore magnam aliquam quaerat voluptatem. Ut enim ad minima -veniam, quis nostrum exercitationem ullam corporis suscipit laboriosam, -nisi ut aliquid ex ea commodi consequatur? Quis autem vel eum iure -reprehenderit qui in ea voluptate velit esse quam nihil molestiae -consequatur, vel illum qui dolorem eum fugiat quo voluptas nulla -pariatur? +\section{Dreiachsiger Spannungszustand\label{spannung:section:Dreiachsiger Spannungszustand}} +\rhead{Proportionalität Spannung-Dehnung} +Wie im Kapitel Spannungsausbreitung beschrieben herrscht in jedem Punkt ein anderer Spannungszustand. +Um die Spannung im Boden genauer untersuchen zu können für man einen infinitesimalen Würfel ein. +\begin{figure} + \includegraphics{C:/Users/User/Documents/SeminarMatrizen/buch/papers/spannung/Grafiken/infinitesimalerWürfel.jpg} + \caption{infinitesimaler Würfel} + \label{fig:infintesimaler-wurfel} +\end{figure} -\subsection{De finibus bonorum et malorum -\label{spannung:subsection:bonorum}} -At vero eos et accusamus et iusto odio dignissimos ducimus qui -blanditiis praesentium voluptatum deleniti atque corrupti quos -dolores et quas molestias excepturi sint occaecati cupiditate non -provident, similique sunt in culpa qui officia deserunt mollitia -animi, id est laborum et dolorum fuga. Et harum quidem rerum facilis -est et expedita distinctio. Nam libero tempore, cum soluta nobis -est eligendi optio cumque nihil impedit quo minus id quod maxime -placeat facere possimus, omnis voluptas assumenda est, omnis dolor -repellendus. Temporibus autem quibusdam et aut officiis debitis aut -rerum necessitatibus saepe eveniet ut et voluptates repudiandae -sint et molestiae non recusandae. Itaque earum rerum hic tenetur a -sapiente delectus, ut aut reiciendis voluptatibus maiores alias -consequatur aut perferendis doloribus asperiores repellat. +Sobald eine Kraft von oben wirkt hat man auch Kräfte die seitlich wirken. +Nun alle Kräfte ansehen des Infintesimalen Körpers -- cgit v1.2.1 From ba3f083a0f2fc351842f2b5755408cbb8e7d3d81 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: Roy Seitz Date: Wed, 5 May 2021 14:54:25 +0200 Subject: Dateipfade korrigiert. --- buch/papers/erdbeben/teil1.tex | 6 +++--- 1 file changed, 3 insertions(+), 3 deletions(-) diff --git a/buch/papers/erdbeben/teil1.tex b/buch/papers/erdbeben/teil1.tex index 460d871..6e6f5ff 100644 --- a/buch/papers/erdbeben/teil1.tex +++ b/buch/papers/erdbeben/teil1.tex @@ -53,7 +53,7 @@ Der Kalman Filter versucht nichts anderes, als ein geeigneter Wert zwischen zwei \begin{figure}[h] \begin{center} - \includegraphics[width=5cm]{Gausskurve2} + \includegraphics[width=5cm]{papers/erdbeben/Gausskurve2} \caption{Zwei Gauss-Verteilungen} \end{center} \end{figure} @@ -79,7 +79,7 @@ Dadurch gleicht sich die neue Kurve den anderen an. Interessant daran ist, dass \begin{figure}[h] \begin{center} - \includegraphics[width=5cm]{Gausskurve3} + \includegraphics[width=5cm]{papers/erdbeben/Gausskurve3} \caption{Produkt der Gauss-Verteilungen} \end{center} \end{figure} @@ -95,7 +95,7 @@ Der Seismograph besteht im Grunde aus einer Federgelagerten Masse. Wirkt eine Bo Wir konstruieren uns eine einfachere Version eines Seismographen, welcher rein Mechanisch funktioniert. Zudem kann er nur in eine Dimension Messwerte aufnehmen. Würde das System ausgebaut werden, um alle Horizontalbewegungen aufzunehmen, würde der Verwendung des Kalman Filters zu kompliziert werden. Für zwei Dimensionen (x,y) würde der Pythagoras für das System benötigt werden. Da sich der Pythagoras bekanntlich nicht linear verhält, kann kein linearer Kalman Filter implementiert werden. Da der Kalman Filter besonders effektiv und einfach für lineare Abläufe geeignet ist, würde eine Zweidimensionale Betrachtung den Rahmen dieser Arbeit sprengen. \begin{figure}[h] \begin{center} - \includegraphics[width=10cm]{Apperatur} + \includegraphics[width=10cm]{papers/erdbeben/Apperatur} \caption{System} \end{center} \end{figure} -- cgit v1.2.1 From cbcb1b7f273875a0faf6ffa3d4daf7de7d6e0490 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: Nao Pross Date: Wed, 5 May 2021 14:57:07 +0200 Subject: Add slides for matrices --- vorlesungen/punktgruppen/slides.pdf | Bin 50470 -> 52627 bytes vorlesungen/punktgruppen/slides.tex | 55 ++++++++++++++++++++++++++++++------ 2 files changed, 47 insertions(+), 8 deletions(-) diff --git a/vorlesungen/punktgruppen/slides.pdf b/vorlesungen/punktgruppen/slides.pdf index 0851fd8..199498c 100644 Binary files a/vorlesungen/punktgruppen/slides.pdf and b/vorlesungen/punktgruppen/slides.pdf differ diff --git a/vorlesungen/punktgruppen/slides.tex b/vorlesungen/punktgruppen/slides.tex index e800a87..54798f1 100644 --- a/vorlesungen/punktgruppen/slides.tex +++ b/vorlesungen/punktgruppen/slides.tex @@ -141,6 +141,44 @@ %% Made in video \section{Matrizen} +\frame{ + \begin{columns}[T] + \begin{column}{.5\textwidth} + Symmetriegruppe + \[ + G = \left\{\mathbb{1}, r, \sigma, \dots \right\} + \] + Matrixdarstellung + \begin{align*} + \Phi : G &\to O(3) \\ + g &\mapsto \Phi_g + \end{align*} + Orthogonale Gruppe + \[ + O(n) = \left\{ Q \in \mathrm{GL}_n(\mathbb{R}) : QQ^t = Q^tQ = I \right\} + \] + \end{column} + \begin{column}{.5\textwidth} + \begin{align*} + \Phi_\mathbb{1} &= \begin{pmatrix} + 1 & 0 & 0 \\ + 0 & 1 & 0 \\ + 0 & 0 & 1 + \end{pmatrix} = I \\[1em] + \Phi_\sigma &= \begin{pmatrix} + 1 & 0 & 0 \\ + 0 & -1 & 0 \\ + 0 & 0 & 1 + \end{pmatrix} \\[1em] + \Phi_r &= \begin{pmatrix} + \cos \alpha & -\sin \alpha & 0 \\ + \sin \alpha & \cos \alpha & 0 \\ + 0 & 0 & 1 \\[1em] + \end{pmatrix} + \end{align*} + \end{column} + \end{columns} +} \section{Kristalle} \begin{frame}[fragile]{} @@ -178,11 +216,19 @@ \end{tikzpicture} \end{center} + \end{column} + \begin{column}{.5\textwidth} Invariant (symmetrisch) unten Translation \[ Q_i(\vec{r}) = \vec{r} + \vec{a}_i \] + M\"ogliche Kristallstrukturen \end{column} + \end{columns} +\end{frame} + +\begin{frame}[fragile]{} + \begin{columns}[T] \begin{column}{.5\textwidth} Wie kombiniert sich \(Q_i\) mit der anderen Symmetrien? \begin{center} @@ -233,11 +279,6 @@ n &= 1 - 2\cos\alpha \end{align*} \end{column} - \end{columns} -\end{frame} - -\frame{ - \begin{columns}[T] \begin{column}{.5\textwidth} Somit muss \[ @@ -247,10 +288,8 @@ \alpha \in \left\{ 0, 60^\circ, 90^\circ, 120^\circ, 180^\circ \right\} \end{gather*} \end{column} - \begin{column}{.5\textwidth} - \end{column} \end{columns} -} +\end{frame} \section{Anwendungen} \begin{frame}[fragile]{} -- cgit v1.2.1 From 7e0ff2bb2c5bff80e4eb92104011b18a7e99b844 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: Lukaszogg <82384106+Lukaszogg@users.noreply.github.com> Date: Wed, 5 May 2021 15:19:45 +0200 Subject: Neue Version --- buch/papers/erdbeben/Auszug1.pdf | Bin 276468 -> 0 bytes buch/papers/erdbeben/Gausskurve2.jpg | Bin 28088 -> 0 bytes buch/papers/erdbeben/Gausskurve2.pdf | Bin 0 -> 26978 bytes buch/papers/erdbeben/Gausskurve2.tex | 39 ++++++++++++++ buch/papers/erdbeben/Gausskurve3.jpg | Bin 31448 -> 0 bytes buch/papers/erdbeben/Gausskurve3.pdf | Bin 0 -> 27445 bytes buch/papers/erdbeben/Gausskurve3.tex | 47 +++++++++++++++++ buch/papers/erdbeben/teil1.tex | 96 +++++++++++++++++++++-------------- 8 files changed, 143 insertions(+), 39 deletions(-) delete mode 100644 buch/papers/erdbeben/Auszug1.pdf delete mode 100644 buch/papers/erdbeben/Gausskurve2.jpg create mode 100644 buch/papers/erdbeben/Gausskurve2.pdf create mode 100644 buch/papers/erdbeben/Gausskurve2.tex delete mode 100644 buch/papers/erdbeben/Gausskurve3.jpg create mode 100644 buch/papers/erdbeben/Gausskurve3.pdf create mode 100644 buch/papers/erdbeben/Gausskurve3.tex diff --git a/buch/papers/erdbeben/Auszug1.pdf b/buch/papers/erdbeben/Auszug1.pdf deleted file mode 100644 index 1755a09..0000000 Binary files a/buch/papers/erdbeben/Auszug1.pdf and /dev/null differ diff --git a/buch/papers/erdbeben/Gausskurve2.jpg b/buch/papers/erdbeben/Gausskurve2.jpg deleted file mode 100644 index 5c0f441..0000000 Binary files a/buch/papers/erdbeben/Gausskurve2.jpg and /dev/null differ diff --git a/buch/papers/erdbeben/Gausskurve2.pdf b/buch/papers/erdbeben/Gausskurve2.pdf new file mode 100644 index 0000000..bee3bc0 Binary files /dev/null and b/buch/papers/erdbeben/Gausskurve2.pdf differ diff --git a/buch/papers/erdbeben/Gausskurve2.tex b/buch/papers/erdbeben/Gausskurve2.tex new file mode 100644 index 0000000..44319c3 --- /dev/null +++ b/buch/papers/erdbeben/Gausskurve2.tex @@ -0,0 +1,39 @@ +\documentclass{standalone} + +\usepackage{pgfplots} + +\pgfplotsset{compat = newest} + +\begin{document} + + +\begin{tikzpicture} + + +\begin{axis}[ + xmin = -1, xmax = 4, + ymin = -0.5, ymax = 2.50, + axis lines = center, + xlabel = $\sigma$, + ylabel = {$\mu$}, +] + +\addplot [ + domain=-2:5, + samples=200, + color=orange, +] +{(1/(2*pi*0.2^2)^0.2)*exp(-(x-2)^2/(2*0.2^2))}; + +\addplot [ + domain=-2:5, + samples=200, + color=blue, + ] + {1/(2*pi*0.5^2)^0.5)*exp(-(x-0.9)^2/(2*0.5^2))}; + +\end{axis} +\end{tikzpicture} + + +\end{document} \ No newline at end of file diff --git a/buch/papers/erdbeben/Gausskurve3.jpg b/buch/papers/erdbeben/Gausskurve3.jpg deleted file mode 100644 index ee6b339..0000000 Binary files a/buch/papers/erdbeben/Gausskurve3.jpg and /dev/null differ diff --git a/buch/papers/erdbeben/Gausskurve3.pdf b/buch/papers/erdbeben/Gausskurve3.pdf new file mode 100644 index 0000000..e86a403 Binary files /dev/null and b/buch/papers/erdbeben/Gausskurve3.pdf differ diff --git a/buch/papers/erdbeben/Gausskurve3.tex b/buch/papers/erdbeben/Gausskurve3.tex new file mode 100644 index 0000000..85455ef --- /dev/null +++ b/buch/papers/erdbeben/Gausskurve3.tex @@ -0,0 +1,47 @@ +\documentclass{standalone} + +\usepackage{pgfplots} + +\pgfplotsset{compat = newest} + +\begin{document} + + +\begin{tikzpicture} + + +\begin{axis}[ + xmin = -1, xmax = 4, + ymin = -0.5, ymax = 2.50, + axis lines = center, + xlabel = $\sigma$, + ylabel = {$\mu$}, +] + +\addplot [ + domain=-2:5, + samples=200, + color=orange, +] +{(1/(2*pi*0.2^2)^0.2)*exp(-(x-2)^2/(2*0.2^2))}; + +\addplot [ + domain=-2:5, + samples=200, + color=blue, + ] + {1/(2*pi*0.5^2)^0.5)*exp(-(x-0.9)^2/(2*0.5^2))}; + +\addplot [ + domain=-2:5, + samples=200, + color=red, + ] + {((1/(2*pi*0.5^2)^0.5)*exp(-(x-0.9)^2/(2*0.5^2))*(1/(2*pi*0.2^2)^0.2)*exp(-(x-2)^2/(2*0.2^2)))/0.1}; + + +\end{axis} +\end{tikzpicture} + + +\end{document} \ No newline at end of file diff --git a/buch/papers/erdbeben/teil1.tex b/buch/papers/erdbeben/teil1.tex index 460d871..71f29e8 100644 --- a/buch/papers/erdbeben/teil1.tex +++ b/buch/papers/erdbeben/teil1.tex @@ -46,21 +46,25 @@ \section{Kalman Filter} \subsection{Geschichte} -Der Kalman Filter wurde 1960 von Rudolf Emil Kalman entdeckt und direkt von der NASA für die Appollo Mission benutzt. Der Filter kommt mit wenig Rechenleistung aus und war somit dafür geeignet die Rakete bei der Navigation zu unterstützen. Der Filter schätzt den Zustand eines Systems anhand von Messungen und kann den nächsten Zustand erraten. Somit unterscheidet er sich von anderen Filtern, seine Schätzungen basieren auf statistischen Grundlagen. Typische Anwendungen des Kalman-Filters sind die Glättung von verrauschten Daten und die Schätzung von Parametern und kommt heutzutage in jedem Satellit, Navigationssystem, Smartphones und Videospielen vor. +Das Kalman Filter wurde 1960 von Rudolf Emil Kalman entdeckt und direkt von der NASA für die Appollo Mission benutzt. Der Filter kommt mit wenig Rechenleistung aus und war somit dafür geeignet die Rakete bei der Navigation zu unterstützen. Das Filter schätzt den Zustand eines Systems anhand von Messungen und kann den nächsten Zustand errechnen. Typische Anwendungen des Kalman-Filters sind die Glättung von verrauschten Daten und die Schätzung von Parametern und kommt heutzutage in jedem Satellit, Navigationssystem, Smartphones und Videospielen vor. \subsection{Wahrscheinlichkeit} -Der Kalman Filter versucht nichts anderes, als ein geeigneter Wert zwischen zwei Normalverteilungen zu schätzen. Die eine Kurve zeigt die errechnete Vorhersage des Zustands, bzw. deren Normal- Gauss-Verteilung. Die andere Kurve zeigt die verrauschte Messung des nächsten Zustand, bzw. deren Normal-Verteilung. Wie man in am Beispiel dieser zwei Gauss-Verteilungen sehen kann, ist sowohl der geschätzte Zustand als auch der gemessene Zustand nicht am selben Punkt. +Das Kalman Filter versucht nichts anderes, als ein geeigneter Wert zwischen zwei Normalverteilungen zu schätzen. Die eine Kurve zeigt die errechnete Vorhersage des Zustands, bzw. deren Normal- Gauss-Verteilung. Die andere Kurve zeigt die verrauschte Messung des nächsten Zustand, bzw. deren Normal-Verteilung. Wie man in am Beispiel dieser zwei Gauss-Verteilungen sehen kann, ist sowohl der geschätzte Zustand als auch der gemessene Zustand nicht am selben Punkt. -\begin{figure}[h] + + +\begin{figure} \begin{center} - \includegraphics[width=5cm]{Gausskurve2} - \caption{Zwei Gauss-Verteilungen} + \includegraphics[width=5cm]{papers/erdbeben/Gausskurve2.pdf} + \caption{System} \end{center} \end{figure} -Um eine genauere Schätzung des Zustandes zu machen wird nun ein Wert zwischen den beiden Verteilungen gesucht. An diesem Punkt wird nun eine Eigenschaft ausgenutzt. Durch das Multiplizieren zweier Normal-Verteilungen entsteht eine neue Normal-Verteilung. -Wir haben eine Normalverteilung der Vorhersage: + +Um eine genauere Schätzung des Zustandes zu machen, wird nun ein Wert zwischen den beiden Verteilungen gesucht. An diesem Punkt wird nun eine Eigenschaft ausgenutzt. Durch das Multiplizieren zweier Normalverteilungen entsteht eine neue Normalverteilung. + +Wir haben eine Normalverteilung der Vorhersage: \begin{equation} {y_1}(x;{\mu_1},{\sigma_1})=\frac{1}{\sqrt{2\pi\sigma_1^2}}\quad e^{-\frac{(x-{\mu_1})^2}{2{\sigma_1}^2}} \end{equation} @@ -77,12 +81,15 @@ Diesen werden nun Multipliziert und durch deren Fläche geteilt um sie wieder zu Dadurch gleicht sich die neue Kurve den anderen an. Interessant daran ist, dass die fusionierte Kurve sich der genauere Normal-Verteilung anpasst. ist ${\sigma_2}$ klein und ${\sigma_1}$ gross, so wird sich die fusionierte Kurve näher an ${y_2}(x;{\mu_2},{\sigma_2})$ begeben. Sie ist also Gewichtet und die best mögliche Schätzung. - \begin{figure}[h] + +\begin{figure} \begin{center} - \includegraphics[width=5cm]{Gausskurve3} - \caption{Produkt der Gauss-Verteilungen} + \includegraphics[width=5cm]{papers/erdbeben/Gausskurve3.pdf} + \caption{System} \end{center} \end{figure} + + Was in 2 Dimensionen erklärt wurde, funktioniert auch in mehreren Dimensionen. Dieses Prinzip mach sich der Kalman Filter zu nutze, und wird von uns für die Erdbeben Berechnung genutzt. \subsection{Anwendungsgrenzen} @@ -91,11 +98,12 @@ Nicht lineare Systeme %Noch nicht Fertig \section{Aufbau} Um ein Erdbeben kenntlich zumachen werden in der Regel Seismographen mit vielen Sensoren verwendet. -Der Seismograph besteht im Grunde aus einer Federgelagerten Masse. Wirkt eine Bodenerregung auf das Gerat ein, bleibt die gekoppelte Masse in der Regel stehen und das Gehäuse schwingt mit.Relativbewegung des Bodens kann damit als Längenänderung im Zeitverlauf gemessen werden. In modernen Seismographen wird die Bodenbewegung in alle Richtungen gemessen, sowohl Horizontal als auch Vertikal. -Wir konstruieren uns eine einfachere Version eines Seismographen, welcher rein Mechanisch funktioniert. Zudem kann er nur in eine Dimension Messwerte aufnehmen. Würde das System ausgebaut werden, um alle Horizontalbewegungen aufzunehmen, würde der Verwendung des Kalman Filters zu kompliziert werden. Für zwei Dimensionen (x,y) würde der Pythagoras für das System benötigt werden. Da sich der Pythagoras bekanntlich nicht linear verhält, kann kein linearer Kalman Filter implementiert werden. Da der Kalman Filter besonders effektiv und einfach für lineare Abläufe geeignet ist, würde eine Zweidimensionale Betrachtung den Rahmen dieser Arbeit sprengen. -\begin{figure}[h] +Ein Seismograph besteht im Grunde aus einer federgelagerten Masse. Wirkt eine Bodenerregung auf das Gerät ein, bleibt die gekoppelte Masse in der regel stehen und das Gehäuse schwingt mit.Relativbewegung des Bodens kann damit als Längenänderung im Zeitverlauf gemessen werden. In modernen Seismographen wird die Bodenbewegung in alle Richtungen gemessen, sowohl Horizontal als auch Vertikal. +Wir konstruieren uns eine einfachere Version eines Seismographen, welcher rein mechanisch funktioniert. Zudem kann er nur in eine Dimension Messwerte aufnehmen. Würde das System ausgebaut werden, um alle Horizontalbewegungen aufzunehmen, würde der Verwendung des Kalman-Filters zu kompliziert werden. Für zwei Dimensionen (x,y) würde der Pythagoras für das System benötigt werden. Da sich der Pythagoras bekanntlich nicht linear verhält, kann kein lineares Kalman-Filter implementiert werden. Da das Kalman-Filter besonders effektiv und einfach für lineare Abläufe geeignet ist, würde eine Zweidimensionale Betrachtung den Rahmen dieser Arbeit sprengen. Für ein nicht-lineares System werden Extended Kalman-Filter benötigt, bei denen die System-Matrix (A) durch die Jacobi-Matrix des System ersetzt wird. + +\begin{figure} \begin{center} - \includegraphics[width=10cm]{Apperatur} + \includegraphics[width=5cm]{papers/erdbeben/Apperatur} \caption{System} \end{center} \end{figure} @@ -105,12 +113,13 @@ Wir konstruieren uns eine einfachere Version eines Seismographen, welcher rein M Wollte man einen 2D Seismographen aufbauen, ohne den Pythagroas zu verwenden, kann dies mit der Annahme, das die Feder sehr lang sind erfolgen. Da sich bei langen Federn die Auslenkungen verkleiner...!!Noch nicht fertig! \section{Systemgleichung} -Da der Kalman Filter zum schätzen des nächsten Zustand verwendet werden kann, wird eine Gleichung welche das System beschreibt. Im Fall unseres Seismographen kann der die Differentialgleichung zweiter Ordnung einer Erzwungene Schwingung am harmonischen Oszillator verwendet werden. Diese lautet: +Da das Kalman-Filter zum Schätzen des nächsten Zustand verwendet wird, wird eine Gleichung, welche das System beschreibt. Das Kalman-Filter benötigt eine Beschreibung der Systemdynamik. Im Fall unseres Seismographen, kann die Differentialgleichung zweiter Ordnung einer gedämpften Schwingung am harmonischen Oszillator verwendet werden. Diese lautet: \begin{equation} m\ddot x + 2k \dot x + Dx = f \end{equation} -mit den Konstanten m = Masse, k = Dämpfungskonstante und D = Federkonstante. -Um diese nun die Systemmatrix umzuwandeln, wird aus der Differentialgleichung zweiter Ordnung durch eine Substitution eine DGL erster Ordnung: +mit den Konstanten $m$ = Masse, $k$ = Dämpfungskonstante und $D$ = Federkonstante. +Um diese nun in die Systemmatrix umzuwandeln, wird aus der Differentialgleichung zweiter Ordnung durch eine Substitution eine DGL erster Ordnung: + \begin{equation} {x_1}=x, \qquad @@ -126,8 +135,12 @@ m{x_3}+ 2k{x_2} + D{x_1} = f\qquad \mid \quad \text {DGL 1. Ordnung} \begin{equation} {x_3}=-\frac{D}{m} {x_1} -\frac{2k}{m} {x_2} + \frac{f} {m} \qquad \mid \quad \text {nach} \quad{x_3} \end{equation} +auch als Matrix-Vektor-Gleichung schreiben. +Hierbei beschreibt die Matrix $A$ die gesamte Systemdynamik in der Form, wie sie ein Kalman-Filter benötigt. + +Um die lineare Differentialgleichung in das Kalman-Filter zu implementieren, muss dieses als Vektor-Gleichung umgewandelt werden. Dafür wird die Gleichung in die Zustände aufgeteilt. Die für uns relevanten Zustände sind die Position der Masse, die Geschwindigkeit der Masse und äussere Beschleunigung des ganzen System. Dabei muss unterschieden werden. um welche Beschleunigung es sich handelt. Das System beinhaltet sowohl eine Beschleunigung der Masse bzw. Feder (innere Beschleunigung), als auch eine Beschleunigung der ganzen Apparatur (äussere Beschleunigung). In unserem Fall wird die äusseren Beschleunigung gesucht, da diese der Erdbeben Anregung gleich kommt. + -Um die lineare Differentialgleichung in in den Kalman Filter zu Implementieren, muss dieses als Vektor-Gleichung umgewandelt werden. Dafür wird die Gleichung abgeleitet in die Zustände aufgeteilt. Die für uns relevanten Zustände sind die Position der Masse, die Geschwindigkeit der Masse und äussere Beschleunigung des ganzen System. Dabei muss unterschieden werden. um welche Beschleunigung es sich handelt. Das System beinhaltet sowohl eine Beschleunigung der Masse bzw. Feder (innere Beschleunigung), als auch eine Beschleunigung der ganzen Apparatur (äusseren Beschleunigung). In unserem Fall wird die äussere Beschleunigung gesucht, da diese der Erdbeben Anregung gleich kommt. \begin{equation} \frac{d}{dt} \left(\begin{array}{c} {x_1} \\ {x_2} \end{array}\right) = \left( \begin{array}{ccc} @@ -146,20 +159,24 @@ Durch die Rücksubstituion ergibt sich: \end{equation} -Da die Kraft unbekannt ist, wird die letzte Teile mit Nullen bestückt, denn genau diese Werte wollen wir. +Da die Kraft unbekannt ist, wird die letzte Zeile später mit Nullen bestückt, denn genau diese Werte wollen wir. \section{Kalman Filter} -Um den Kalman Filter zu starten müssen gewisse Bedingungen definiert werden. In diesem Abschnitt werden die einzelnen Parameter/Matrizen erläutert und Erklärt, für was sie nützlich sind. +Um den Kalman Filter zu starten, müssen gewisse Bedingungen definiert werden. In diesem Abschnitt werden die einzelnen Parameter/Matrizen erläutert und Erklärt, wofür sie nützlich sind. + + \subsection{Anfangsbedingungen} \subsubsection*{Anfangszustand $x$} -Der Filter muss wissen wie das System startet. in unserem Fall is es die Ruhelage, die Masse bewegt sich nicht. Zudem erfährt die Apparatur keine äussere Kraft. +Das Filter benötigt eine Anfangsbedingung. In unserem Fall ist es die Ruhelage, die Masse bewegt sich nicht. Zudem erföhrt die Apparatur keine äussere Kraft. \begin{equation} {x_0 }= \left( \begin{array}{c} 0\\ 0\\ 0\end{array}\right) \end{equation} \subsubsection*{Anfangsfehler / Kovarianzmatrix $P$} -Da auch der Anfangszustand fehlerhaft sein kann, wird für den Filter eine Kovarianzmatrix eingeführt. In unserem Fall ist der Anfangszustand gut Bekannt und die Matrix kann mit Nullen bestückt werden. Somit ergibt sich für die Kovarianzmatrix +Da auch der Anfangszustand fehlerhaft sein kann, wird für den Filter einen Anfangsfehler eingeführt. Auf der Diagonalen werden die Varianzen eingesetzt, in den restlichen Felder stehen die Kovarianzen. +In unserem Fall ist der Anfangszustand gut bekannt. Wir gehen davon aus, dass das System in Ruhe und in Abwesenheit eines Erdbeben startet, somit kann die Matrix mit Nullen bestückt werden. Somit ergibt sich für die Kovarianzmatrix + \begin{equation} {P_0 }= \left( @@ -170,12 +187,12 @@ Da auch der Anfangszustand fehlerhaft sein kann, wird für den Filter eine Kovar \end{array} \right). \end{equation} -Wäre auch der Initialzustand fehlerhaft, könnte über die Diagonale die Kovarianz angegeben werden. -Diese Matrix geht am häufigsten durch den Filter. Sie wird für die Vorhersage und für den Korrekturschritt verwendet und verändert. Für einen gut bekannten Zustandsvektor können kleine Werte eingesetzt werden, für ungenaue Anfangsbedingungen sollten grosse Werte (1 Million) verwendet werden. Bei grossen Werten wird dem Filter die Möglichkeit gegeben, sich schnell einzupendeln. +Diese Matrix beschreibt die Unsicherheit des geschätzten Zustandes und wird sowohl für die Vorhersage als auch die Korrektur benötigt. Sie wird nach jeder Schätzung aktualisiert.. Für einen gut bekannten Zustandsvektor können kleine Werte eingesetzt werden, für ungenaue Anfangsbedingungen sollten grosse Werte (1 Million) verwendet werden. Grosse Werte ermöglichen dem Filter sich schnell einzupendeln. + \subsubsection*{Dynamikmatrix $A$} Die Dynamikmatrix bildet den Kern des Filters. Diese wurde weiter oben Bereits beschrieben. Dabei wollen wird die äussere Kraft des Systems ermitteln. -Da nichts über die äussere Kraft bekannt ist, können wir annehmen das deren Ableitung 0 ist. +Da nichts über die äussere Kraft bekannt ist, müssen wir annehmen das deren Ableitung 0 ist. Die System Vektor-Gleichung lautet daher: @@ -189,7 +206,7 @@ A = \left( \end{equation} \subsubsection*{Prozessrauschkovarianzmatrix $Q$} -Die Prozessrauschmatrix teilt dem Filter mit, wie der Systemzustand vom aktuellen zum nächsten Schritt gehen kann. Dabei wird wieder ein Fehler/Rauschen dazu gerechnet. Bei unserem Modell könnte das Beispielsweise ein Windstoss an die Masse sein. für uns wäre dies: +Die Prozessrauschmatrix teilt dem Filter mit, wie sich der Systemzustand verändert. Kalman-Filter berücksichtigen Unsicherheiten wie Messfehler und -rauschen. Bei unserem Modell könnte das beispielsweise ein Windstoss an die Masse sein. Für uns wäre dies: \begin{equation} Q = \left( \begin{array}{ccc} @@ -199,23 +216,23 @@ Q = \left( \end{array}\right) \end{equation} -Die Standabweichungen müssten Statistisch ermittelt werden, da der Fehler nicht vom Sensor kommt und somit nicht vom Hersteller gegeben ist. +Die Standabweichungen müssten Statistisch ermittelt werden, da der Fehler nicht vom Sensor kommt und somit nicht vom Hersteller gegeben ist. Das Bedeutet wiederum dass $Q$ die Unsicherheit des Prozesses beschreibt, und die Messung. \subsubsection*{Messmatrix $H$} -Die Messmatrix gibt an, welcher Parameter gemessen werden soll. in unsrem Fall ist es nur die Position der Masse. -\begin{equation} -H= ( \: \: 1 \: \:0 \: \:0 \: \:) -\end{equation} +Die Messmatrix gibt an, welcher Parameter gemessen werden soll. In unserem Fall ist es nur die Position der Massen. + +\[ H = (1, 0, 0) \] + \subsubsection*{Messrauschkovarianz $R$} -Die Messrauschkovarianzmatrix beinhaltet, wie der Name es schon sagt, das Rauschen der Messesensoren. In unserem Fall wird nur die Position der Masse gemessen. Da wir keine anderen Sensoren haben, welche etwas messen kürzt sich diese einfach zu +Die Messrauschkovarianzmatrix beinhaltet, wie der Name es schon sagt, das Rauschen der Positionssensoren. In unserem Fall wird nur die Position der Masse gemessen. Da wir keine anderen Sensoren haben ist dies lediglich: \begin{equation} -R= ({\sigma_x}^2)\: \: ab. +R= ({\sigma_x}^2). \end{equation} Diese Messrauchen wird meistens vom Sensorhersteller angegeben. Für unsere Theoretische Apparatur wird hier ein kleiner Fehler eingesetzt. \subsection{Fiter Algorithmus} -Nachdem alle Parameter aufgestellt sind, wird der Filter initialisiert und Versucht nun den Zustand der Feder Vorherzusagen, die Messung zu Präzisieren und laufend zu Aktualisieren. Dank der fortlaufender Messung Bleibt die Schätzung des Filters immer relativ genau. In diesem Abschnitt werden alle Rechenschritte, welche über die ganze Zeitdauer läuft und stetig aktualisiert wird, aufgezeigt und Aktualisiert. +Nachdem alle Parameter aufgestellt sind, wird der Filter initialisiert und wird den Zustand der Feder vorherzusagen, die Messung zu präzisieren und laufend zu aktualisieren. Das Filter berechnet aufgrund der aktuellen Schätzung eine Vorhersage. Diese wird, sobald verfügbar, mit der Messung verglichen. Aus dieser Differenz und den Unsicherheiten des Prozesses ($Q$) und der Messung ($R$) wird der wahrscheinlichste, neue Zustand geschätzt. \subsubsection*{Vorhersage} @@ -225,21 +242,22 @@ Im Filterschritt Vorhersage wird der nächste Zustand anhand des Anfangszustand \end{equation} -Die Kovarianz $P_{pred}$ wird im nächsten Schritt ebenfalls neu berechnet, da die Unsicherheit im $Vorhersage$ grösser wird als im Aktuellen. Da wir ein Mehrdimensionales System haben kommt noch die Messunsicherheit $Q$ dazu, so dass die Unsicherheit des Anfangsfehlers $P$ immer grösser wird. Dies funktioniert durch multiplizieren der Systemmatrix, deren Ableitung und mit dem aktualisierten Anfangsfehler. Dazu wird noch die Messunsicherheit addiert, somit entsteht die Gleichung - +Die Kovarianz $P_{pred}$ wird ebenfalls neu berechnet, da die Unsicherheit im Vorhersage grösser wird als im Aktuellen. Da wir ein mehrdimensionales System haben, kommt noch die Messunsicherheit $Q$ dazu, so dass die Unsicherheit des Anfangsfehlers $P$ immer grösser wird. Dies funktioniert durch multiplizieren der Systemmatrix, deren Ableitung und mit dem aktualisierten Anfangsfehler. Dazu wird noch die Messunsicherheit addiert, somit entsteht die Gleichung \begin{equation} -{P_{pred}}=A\cdot P\cdot A^{\prime}+Q. +{P_{pred}}=APA^T+Q. \end{equation} -wird dieser Vorgang wiederholt, schaut der Filter wie genau die letzte Anpassung von $P$ zur Messung stimmt. Ist der Unterschied klein, wird die Kovarianz $P$ kleiner gewählt, ist der Unterschied gross, wird der Filter auch die Kovarianz grösser wählen. Er passt sich selber an und korrigiert sich bei grosser Abweichung. +wird dieser Vorgang wiederholt, schaut der Filter wie genau die letzte Anpassung von $P$ zur Messung stimmt. Ist der Unterschied klein, wird die Kovarianz $P$ kleiner, ist der Unterschied gross, wird auch die Kovarianz grösser. Das Filter passt sich selber an und korrigiert sich bei grosser Abweichung. \subsubsection*{Messen} -Der Sensor wurde noch nicht benutz, doch genau der liefert Werte für den Filter. Die aktuellen Messwerte $Z$ werden die Innovation $w$ mit dem Zustandsvektor $x$ und der Messmatrix $H$ zusammengerechnet. +Der Sensor wurde noch nicht benutz, doch genau der liefert Werte für den Filter. Die aktuellen Messwerte $z$ werden die Innovation $w$ mit dem Zustandsvektor $x$ und der Messmatrix $H$ zusammengerechnet. Hier bei wird lediglich die Messung mit dem Fehler behaftet, und die Messmatrix $H$ \begin{equation} w=Z-(H\cdot x) \end{equation} +Die Innovation ist der Teil der Messung, die nicht durch die Systemdynamik erklärt werden kann. Innovation = Messung - Vorhersage. Dies ist Intuitiv logisch, eine Innovation von 0 bedeutet, dass die Messung nichts Neues hervorbrachte. + Im nächsten Schritt wir analysiert, mit welcher Kovarianz weiter gerechnet wird. \subsubsection*{Korrigieren} -- cgit v1.2.1 From 30ce93a22822c6ad6e0087a28bcf5abb6de947e2 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: Lukaszogg <82384106+Lukaszogg@users.noreply.github.com> Date: Wed, 5 May 2021 15:48:48 +0200 Subject: Update teil1.tex --- buch/papers/erdbeben/teil1.tex | 40 +++------------------------------------- 1 file changed, 3 insertions(+), 37 deletions(-) diff --git a/buch/papers/erdbeben/teil1.tex b/buch/papers/erdbeben/teil1.tex index 71f29e8..0d21f84 100644 --- a/buch/papers/erdbeben/teil1.tex +++ b/buch/papers/erdbeben/teil1.tex @@ -8,39 +8,6 @@ % % (c) 2020 Prof Dr Andreas Müller, Hochschule Rapperswil % -\documentclass[11pt,a4paper]{article} - -\usepackage[utf8]{inputenc} -\usepackage{graphicx} -\usepackage{german} - -\usepackage{amsmath} -\pagestyle{myheadings} -\pagenumbering{arabic} - -\setlength{\textwidth}{15cm} -\setlength{\textheight}{22cm} -\setlength{\topmargin}{-1cm} -\setlength{\oddsidemargin}{0,5cm} -\setlength{\parindent}{0cm} -\setlength{\headsep}{1,5cm} - - -\begin{titlepage} % Titelseite einrichten -\title{\bf {Beispieldatei}} - -\author{\vspace{2cm} - Autor} - -\date{\vspace{3cm} % Datumsfeld einrichten - letzte Aktualisierung: \today} - -\thispagestyle{empty} % Die Titelseite soll keine Seitenzahl bekommen...[1] -\end{titlepage} - - - -\begin{document} @@ -232,7 +199,7 @@ R= ({\sigma_x}^2). Diese Messrauchen wird meistens vom Sensorhersteller angegeben. Für unsere Theoretische Apparatur wird hier ein kleiner Fehler eingesetzt. \subsection{Fiter Algorithmus} -Nachdem alle Parameter aufgestellt sind, wird der Filter initialisiert und wird den Zustand der Feder vorherzusagen, die Messung zu präzisieren und laufend zu aktualisieren. Das Filter berechnet aufgrund der aktuellen Schätzung eine Vorhersage. Diese wird, sobald verfügbar, mit der Messung verglichen. Aus dieser Differenz und den Unsicherheiten des Prozesses ($Q$) und der Messung ($R$) wird der wahrscheinlichste, neue Zustand geschätzt. +Nachdem alle Parameter aufgestellt sind, wird der Filter initialisiert und wird den Zustand der Feder vorherzusagen, die Messung zu präzisieren und laufend zu aktualisieren. Das Filter berechnet aufgrund der aktuellen Schätzung eine Vorhersage. Diese wird, sobald verfügbar, mit der Messung verglichen. Aus dieser Differenz und den Unsicherheiten des Prozesses ($Q$) und der Messung ($R$) wird der wahrscheinlichste, neue Zustand geschätzt. \subsubsection*{Vorhersage} @@ -256,7 +223,8 @@ Hier bei wird lediglich die Messung mit dem Fehler behaftet, und die Messmatrix \begin{equation} w=Z-(H\cdot x) \end{equation} -Die Innovation ist der Teil der Messung, die nicht durch die Systemdynamik erklärt werden kann. Innovation = Messung - Vorhersage. Dies ist Intuitiv logisch, eine Innovation von 0 bedeutet, dass die Messung nichts Neues hervorbrachte. +Die Innovation ist der Teil der Messung, die nicht durch die Systemdynamik erklärt werden kann. +Innovation = Messung - Vorhersage. Dies ist Intuitiv logisch, eine Innovation von 0 bedeutet, dass die Messung nichts Neues hervorbrachte. Im nächsten Schritt wir analysiert, mit welcher Kovarianz weiter gerechnet wird. @@ -294,5 +262,3 @@ Die Ergebnisse dieser Schwingung setzen wir in die Messmatrix ein und können de - -\end{document} -- cgit v1.2.1 From 262989abd634eddac1dae3974964c382c0301a94 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: Nao Pross Date: Wed, 5 May 2021 16:17:06 +0200 Subject: Add venn diagram and fix typos --- vorlesungen/punktgruppen/slides.pdf | Bin 52627 -> 53285 bytes vorlesungen/punktgruppen/slides.tex | 59 ++++++++++++++++++++++++------------ 2 files changed, 40 insertions(+), 19 deletions(-) diff --git a/vorlesungen/punktgruppen/slides.pdf b/vorlesungen/punktgruppen/slides.pdf index 199498c..45ae1dd 100644 Binary files a/vorlesungen/punktgruppen/slides.pdf and b/vorlesungen/punktgruppen/slides.pdf differ diff --git a/vorlesungen/punktgruppen/slides.tex b/vorlesungen/punktgruppen/slides.tex index 54798f1..d38065d 100644 --- a/vorlesungen/punktgruppen/slides.tex +++ b/vorlesungen/punktgruppen/slides.tex @@ -155,7 +155,7 @@ \end{align*} Orthogonale Gruppe \[ - O(n) = \left\{ Q \in \mathrm{GL}_n(\mathbb{R}) : QQ^t = Q^tQ = I \right\} + O(n) = \left\{ Q : QQ^t = Q^tQ = I \right\} \] \end{column} \begin{column}{.5\textwidth} @@ -173,7 +173,7 @@ \Phi_r &= \begin{pmatrix} \cos \alpha & -\sin \alpha & 0 \\ \sin \alpha & \cos \alpha & 0 \\ - 0 & 0 & 1 \\[1em] + 0 & 0 & 1 \end{pmatrix} \end{align*} \end{column} @@ -208,21 +208,40 @@ } } \end{scope} - \draw[white, thick] (-1, -1) rectangle (4,3); - \draw[red!80!background, thick, ->] (N00) to node[midway, below] {\(\vec{a}_1\)} (N10); - \draw[cyan!80!background, thick, ->] (N00) to node[midway, left] {\(\vec{a}_2\)} (N01); - + \draw[red!80!background, thick, ->] + (N00) to node[midway, below] {\(\vec{a}_1\)} (N10); + \draw[cyan!80!background, thick, ->] + (N00) to node[midway, left] {\(\vec{a}_2\)} (N01); \end{tikzpicture} \end{center} \end{column} \begin{column}{.5\textwidth} - Invariant (symmetrisch) unten Translation + Invariant (symmetrisch) unter Translation \[ Q_i(\vec{r}) = \vec{r} + \vec{a}_i \] M\"ogliche Kristallstrukturen + \begin{center} + \begin{tikzpicture}[] + \node[circle, dashed, draw = gray, + thick, fill = background, + minimum size = 4cm] {}; + \node[gray] at (.9,-1.2) {674}; + + \node[circle, draw = white, thick, + fill = orange!40!background, + xshift = -3mm, yshift = 2mm, + minimum size = 2.75cm] (A) {}; + \node[white, yshift = 2mm] at (A) {230}; + + \node[circle, draw = white, thick, + fill = red!20!background, + xshift = -5mm, yshift = -5mm, + minimum size = 1cm] {32}; + \end{tikzpicture} + \end{center} \end{column} \end{columns} \end{frame} @@ -272,21 +291,19 @@ \node[above left, xshift=-2mm] at (X) {\(x\)}; \end{tikzpicture} \end{center} + \end{column} + \begin{column}{.5\textwidth} Sei \(q = |\vec{Q}|\), \(\alpha = 2\pi/n\) und \(n \in \mathbb{N}\) \begin{align*} q' = n q &= q + 2x \\ nq &= q + 2q\sin(\alpha - \pi/2) \\ n &= 1 - 2\cos\alpha \end{align*} - \end{column} - \begin{column}{.5\textwidth} Somit muss - \[ - \alpha = \cos^{-1}\left(\frac{m-1}{2}\right) - \] - \begin{gather*} - \alpha \in \left\{ 0, 60^\circ, 90^\circ, 120^\circ, 180^\circ \right\} - \end{gather*} + \begin{align*} + \alpha &= \cos^{-1}\left(\frac{n-1}{2}\right) \\[1em] + \alpha &\in \left\{ 0, 60^\circ, 90^\circ, 120^\circ, 180^\circ \right\} + \end{align*} \end{column} \end{columns} \end{frame} @@ -386,9 +403,11 @@ \node[white] (E) {\(\vec{E}_p\)}; \begin{scope}[node distance = .5mm] - \node[blue!50, right = of E] {\(-\)}; - \node[red!50, left = of E] {\(+\)}; + \node[red!50, right = of E] {\(+\)}; + \node[blue!50, left = of E] {\(-\)}; \end{scope} + \draw[gray, thick, dotted] (E) to ++(0,2); + \draw[gray, thick, dotted] (E) to ++(0,-2); \end{scope} \begin{scope}[xshift=11cm, yshift=-4.5cm] @@ -407,9 +426,11 @@ \node[white] (E) {\(\vec{E}_p\)}; \begin{scope}[node distance = .5mm] - \node[blue!50, right = of E] {\(-\)}; - \node[red!50, left = of E] {\(+\)}; + \node[red!50, right = of E] {\(+\)}; + \node[blue!50, left = of E] {\(-\)}; \end{scope} + \draw[gray, thick, dotted] (E) to ++(0,2); + \draw[gray, thick, dotted] (E) to ++(0,-2); \end{scope} \end{tikzpicture} \end{frame} -- cgit v1.2.1 From c9e39a53713297b11c23ca1d153c582d1ab37538 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: Nao Pross Date: Wed, 5 May 2021 16:17:50 +0200 Subject: Add shotcut project --- .../shotcut/Punktgruppen/Punktgruppen.mlt | 115 +++++++++++++++++++++ 1 file changed, 115 insertions(+) create mode 100644 vorlesungen/punktgruppen/shotcut/Punktgruppen/Punktgruppen.mlt diff --git a/vorlesungen/punktgruppen/shotcut/Punktgruppen/Punktgruppen.mlt b/vorlesungen/punktgruppen/shotcut/Punktgruppen/Punktgruppen.mlt new file mode 100644 index 0000000..37d8b30 --- /dev/null +++ b/vorlesungen/punktgruppen/shotcut/Punktgruppen/Punktgruppen.mlt @@ -0,0 +1,115 @@ + + + + + 00:01:05.867 + pause + /home/npross/docs/school/hsr/MathSem1/SeminarMatrizen/vorlesungen/punktgruppen/media/videos/crystals/480p15/AlgebraicSymmetries.mp4 + avformat-novalidate + 1 + -1 + 0 + 0 + cbe611893baad5bff7cbdb23a3d4e7f3 + 0 + 2021-05-05T11:17:04 + was here + + + 5944 + pause + /home/npross/docs/school/hsr/MathSem1/SeminarMatrizen/vorlesungen/punktgruppen/media/videos/crystals/480p15/Geometric2DSymmetries.mp4 + avformat-novalidate + 1 + -1 + 0 + 0 + was here + 47ac11813561d23004945f1738115b32 + + + 2632 + pause + /home/npross/docs/school/hsr/MathSem1/SeminarMatrizen/vorlesungen/punktgruppen/media/videos/crystals/480p15/Geometric3DSymmetries.mp4 + avformat-novalidate + 1 + -1 + 0 + 0 + was here + f5af3911322b3cb8d68246387eef0a48 + + + 1 + + + + + + 00:02:22.933 + pause + 0 + 1 + color + rgba + 0 + + + + + + 5944 + pause + /home/npross/docs/school/hsr/MathSem1/SeminarMatrizen/vorlesungen/punktgruppen/media/videos/crystals/480p15/Geometric2DSymmetries.mp4 + avformat-novalidate + 1 + -1 + 0 + 0 + was here + 47ac11813561d23004945f1738115b32 + Geometric2DSymmetries.mp4 + + + 2632 + pause + /home/npross/docs/school/hsr/MathSem1/SeminarMatrizen/vorlesungen/punktgruppen/media/videos/crystals/480p15/Geometric3DSymmetries.mp4 + avformat-novalidate + 1 + -1 + 0 + 0 + was here + f5af3911322b3cb8d68246387eef0a48 + Geometric3DSymmetries.mp4 + + + 1 + V1 + + + + + 1 + 0.124449 + 2 + 1 + + + + 0 + 1 + mix + 1 + 1 + + + 0 + 1 + 0.9 + frei0r.cairoblend + 0 + 1 + + + -- cgit v1.2.1 From c9e25f8c35027bde9af6f2ab72071dbdd21fa444 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: Nao Pross Date: Wed, 5 May 2021 21:23:44 +0200 Subject: Add pauses and minor fixes --- vorlesungen/punktgruppen/script.pdf | Bin 31136 -> 34480 bytes .../shotcut/Punktgruppen/Punktgruppen.mlt | 96 ++++----- vorlesungen/punktgruppen/slides.pdf | Bin 53285 -> 148139 bytes vorlesungen/punktgruppen/slides.tex | 233 ++++++++++++--------- 4 files changed, 173 insertions(+), 156 deletions(-) diff --git a/vorlesungen/punktgruppen/script.pdf b/vorlesungen/punktgruppen/script.pdf index 6b17967..70ea683 100644 Binary files a/vorlesungen/punktgruppen/script.pdf and b/vorlesungen/punktgruppen/script.pdf differ diff --git a/vorlesungen/punktgruppen/shotcut/Punktgruppen/Punktgruppen.mlt b/vorlesungen/punktgruppen/shotcut/Punktgruppen/Punktgruppen.mlt index 37d8b30..7275d5c 100644 --- a/vorlesungen/punktgruppen/shotcut/Punktgruppen/Punktgruppen.mlt +++ b/vorlesungen/punktgruppen/shotcut/Punktgruppen/Punktgruppen.mlt @@ -1,52 +1,24 @@ - - 00:01:05.867 + + 4200 pause - /home/npross/docs/school/hsr/MathSem1/SeminarMatrizen/vorlesungen/punktgruppen/media/videos/crystals/480p15/AlgebraicSymmetries.mp4 + /home/npross/docs/school/hsr/MathSem1/SeminarMatrizen/vorlesungen/punktgruppen/media/videos/camera/DSCF6392.MOV avformat-novalidate 1 - -1 - 0 - 0 - cbe611893baad5bff7cbdb23a3d4e7f3 - 0 - 2021-05-05T11:17:04 - was here - - - 5944 - pause - /home/npross/docs/school/hsr/MathSem1/SeminarMatrizen/vorlesungen/punktgruppen/media/videos/crystals/480p15/Geometric2DSymmetries.mp4 - avformat-novalidate - 1 - -1 - 0 - 0 - was here - 47ac11813561d23004945f1738115b32 - - - 2632 - pause - /home/npross/docs/school/hsr/MathSem1/SeminarMatrizen/vorlesungen/punktgruppen/media/videos/crystals/480p15/Geometric3DSymmetries.mp4 - avformat-novalidate - 1 - -1 + 1 0 0 was here - f5af3911322b3cb8d68246387eef0a48 + d255c7f03c50cb9dcfb2f9e0db73cb05 1 - - - + - - 00:02:22.933 + + 00:01:10.000 pause 0 1 @@ -55,47 +27,54 @@ 0 - + - - 5944 + + 4200 pause - /home/npross/docs/school/hsr/MathSem1/SeminarMatrizen/vorlesungen/punktgruppen/media/videos/crystals/480p15/Geometric2DSymmetries.mp4 + /home/npross/docs/school/hsr/MathSem1/SeminarMatrizen/vorlesungen/punktgruppen/media/videos/camera/DSCF6392.MOV avformat-novalidate 1 -1 0 0 was here - 47ac11813561d23004945f1738115b32 - Geometric2DSymmetries.mp4 + d255c7f03c50cb9dcfb2f9e0db73cb05 + DSCF6392.MOV + 1 - - 2632 + + 1 + V1 + + + + 4200 pause - /home/npross/docs/school/hsr/MathSem1/SeminarMatrizen/vorlesungen/punktgruppen/media/videos/crystals/480p15/Geometric3DSymmetries.mp4 + /home/npross/docs/school/hsr/MathSem1/SeminarMatrizen/vorlesungen/punktgruppen/media/videos/camera/DSCF6392.MOV avformat-novalidate 1 - -1 + 1 0 0 was here - f5af3911322b3cb8d68246387eef0a48 - Geometric3DSymmetries.mp4 + d255c7f03c50cb9dcfb2f9e0db73cb05 + DSCF6392.MOV + 1 - - 1 - V1 - - + + 1 + A1 + - + 1 - 0.124449 + 0.174581 2 1 + 0 1 @@ -111,5 +90,12 @@ 0 1 + + 0 + 2 + mix + 1 + 1 + diff --git a/vorlesungen/punktgruppen/slides.pdf b/vorlesungen/punktgruppen/slides.pdf index 45ae1dd..37ada17 100644 Binary files a/vorlesungen/punktgruppen/slides.pdf and b/vorlesungen/punktgruppen/slides.pdf differ diff --git a/vorlesungen/punktgruppen/slides.tex b/vorlesungen/punktgruppen/slides.tex index d38065d..cc62969 100644 --- a/vorlesungen/punktgruppen/slides.tex +++ b/vorlesungen/punktgruppen/slides.tex @@ -64,12 +64,11 @@ \frame{\titlepage} \frame{\tableofcontents} -\section{Einleitung} \frame{ \begin{itemize} - \item Was heisst \emph{Symmetrie} in der Mathematik? - \item Wie kann ein Kristall modelliert werden? - \item Aus der Physik: Piezoelektrizit\"at + \item Was heisst \emph{Symmetrie} in der Mathematik? \pause + \item Wie kann ein Kristall modelliert werden? \pause + \item Aus der Physik: Piezoelektrizit\"at \pause \end{itemize} \begin{center} \begin{tikzpicture} @@ -125,7 +124,7 @@ \draw[white, very thick, -Circle] (pos.east) to ++ (1,0) node (p) {}; \draw[white, very thick, -Circle] (neg.east) to ++ (1,0) node (n) {}; - \draw[white, thick, ->] (p) to[out = -70, in = 70] node[midway, right] {\(U \neq 0\)} (n); + \draw[white, thick, ->] (p) to[out = -70, in = 70] node[midway, right] {\(U > 0\)} (n); \end{scope} \end{tikzpicture} \end{center} @@ -148,16 +147,19 @@ \[ G = \left\{\mathbb{1}, r, \sigma, \dots \right\} \] + \pause Matrixdarstellung \begin{align*} \Phi : G &\to O(3) \\ g &\mapsto \Phi_g \end{align*} + \pause Orthogonale Gruppe \[ O(n) = \left\{ Q : QQ^t = Q^tQ = I \right\} \] \end{column} + \pause \begin{column}{.5\textwidth} \begin{align*} \Phi_\mathbb{1} &= \begin{pmatrix} @@ -181,15 +183,31 @@ } \section{Kristalle} +\begin{frame}[fragile]{M\"ogliche Kristallstrukturen} + \begin{center} + \begin{tikzpicture}[] + \node[circle, dashed, draw = gray, + thick, fill = background, + minimum size = 4cm] {}; + \node[gray] at (.9,-1.2) {674}; + + \node[circle, draw = white, thick, + fill = orange!40!background, + xshift = -3mm, yshift = 2mm, + minimum size = 2.75cm] (A) {}; + \node[white, yshift = 2mm] at (A) {230}; + + \node[circle, draw = white, thick, + fill = red!20!background, + xshift = -5mm, yshift = -5mm, + minimum size = 1cm] {32}; + \end{tikzpicture} + \end{center} +\end{frame} + \begin{frame}[fragile]{} - \begin{columns}[T] + \begin{columns} \begin{column}{.5\textwidth} - Kristallgitter: - \(n_i \in \mathbb{Z}\), - \(\vec{a}_i \in \mathbb{R}^3\) - \[ - \vec{r} = n_1 \vec{a}_1 + n_2 \vec{a}_2 + n_3 \vec{a}_3 - \] \begin{center} \begin{tikzpicture}[ dot/.style = { @@ -201,14 +219,14 @@ ] \begin{scope} - \clip (-1,-1) rectangle (4,3); - \foreach \y in {-5,-4,...,5} { - \foreach \x in {-5,-4,...,5} { + \clip (-2,-2) rectangle (3,4); + \foreach \y in {-7,-6,...,7} { + \foreach \x in {-7,-6,...,7} { \node[dot, xshift=3mm*\y] (N\x\y) at (\x, \y) {}; } } \end{scope} - \draw[white, thick] (-1, -1) rectangle (4,3); + \draw[white, thick] (-2, -2) rectangle (3,4); \draw[red!80!background, thick, ->] (N00) to node[midway, below] {\(\vec{a}_1\)} (N10); @@ -217,31 +235,21 @@ \end{tikzpicture} \end{center} \end{column} + \pause \begin{column}{.5\textwidth} - Invariant (symmetrisch) unter Translation + Kristallgitter: + \(n_i \in \mathbb{Z}\), + \(\vec{a}_i \in \mathbb{R}^3\) + \[ + \vec{r} = n_1 \vec{a}_1 + n_2 \vec{a}_2 + n_3 \vec{a}_3 + \] + \vspace{1cm} + \pause + + Invariant unter Translation \[ Q_i(\vec{r}) = \vec{r} + \vec{a}_i \] - M\"ogliche Kristallstrukturen - \begin{center} - \begin{tikzpicture}[] - \node[circle, dashed, draw = gray, - thick, fill = background, - minimum size = 4cm] {}; - \node[gray] at (.9,-1.2) {674}; - - \node[circle, draw = white, thick, - fill = orange!40!background, - xshift = -3mm, yshift = 2mm, - minimum size = 2.75cm] (A) {}; - \node[white, yshift = 2mm] at (A) {230}; - - \node[circle, draw = white, thick, - fill = red!20!background, - xshift = -5mm, yshift = -5mm, - minimum size = 1cm] {32}; - \end{tikzpicture} - \end{center} \end{column} \end{columns} \end{frame} @@ -249,7 +257,9 @@ \begin{frame}[fragile]{} \begin{columns}[T] \begin{column}{.5\textwidth} - Wie kombiniert sich \(Q_i\) mit der anderen Symmetrien? + \onslide<1->{ + Wie kombiniert sich \(Q_i\) mit der anderen Symmetrien? + } \begin{center} \begin{tikzpicture}[ dot/.style = { @@ -260,50 +270,70 @@ }, ] - \node[dot] (A1) at (0,0) {}; - \node[below left] at (A1) {\(A\)}; - - \node[dot] (A2) at (2.5,0) {}; - \node[below right] at (A2) {\(A'\)}; - - \draw[red!80!background, thick, ->] - (A1) to node[midway, below] {\(\vec{Q}\)} (A2); - - \node[dot] (B1) at (120:2.5) {}; - \node[above left] at (B1) {\(B\)}; - - \draw[green!70!background, thick, ->] - (A1) ++(.5,0) arc (0:120:.5) node[midway, above, xshift=1mm] {\(C_n\)}; - \draw[red!80!background, dashed, thick, ->] (A1) to (B1); + \onslide<2->{ + \node[dot] (A1) at (0,0) {}; + \node[below left] at (A1) {\(A\)}; + } + \onslide<3->{ + \node[dot] (A2) at (2.5,0) {}; + \node[below right] at (A2) {\(A'\)}; - \node[dot] (B2) at ($(A2)+(60:2.5)$) {}; - \node[above right] at (B2) {\(B'\)}; - - \draw[green!70!background, thick, dashed, ->] (A2) ++(-.5,0) arc (180:60:.5); - \draw[red!80!background, dashed, thick, ->] (A2) to (B2); - - \draw[yellow!80!background, thick, ->] (B1) to node[above, midway] {\(\vec{Q}'\)} (B2); - + \draw[red!80!background, thick, ->] + (A1) to node[midway, below] {\(\vec{Q}\)} (A2); + } + + \onslide<4->{ + \node[dot] (B1) at (120:2.5) {}; + \node[above left] at (B1) {\(B\)}; + + \draw[green!70!background, thick, ->] + (A1) ++(.5,0) arc (0:120:.5) + node[midway, above, xshift=1mm] {\(C_n\)}; + \draw[red!80!background, dashed, thick, ->] (A1) to (B1); + } + + \onslide<5->{ + \node[dot] (B2) at ($(A2)+(60:2.5)$) {}; + \node[above right] at (B2) {\(B'\)}; + + \draw[green!70!background, thick, dashed, ->] + (A2) ++(-.5,0) arc (180:60:.5); + \draw[red!80!background, dashed, thick, ->] (A2) to (B2); + } + + \onslide<6->{ + \draw[yellow!80!background, thick, ->] + (B1) to node[above, midway] {\(\vec{Q}'\)} (B2); + } + + \onslide<7->{ \draw[gray, dashed, thick] (A1) to (A1 |- B1) node (X) {}; \draw[gray, dashed, thick] (A2) to (A2 |- B2); + } - \node[above left, xshift=-2mm] at (X) {\(x\)}; + \onslide<8->{ + \node[above left, xshift=-2mm] at (X) {\(x\)}; + } \end{tikzpicture} \end{center} \end{column} \begin{column}{.5\textwidth} - Sei \(q = |\vec{Q}|\), \(\alpha = 2\pi/n\) und \(n \in \mathbb{N}\) - \begin{align*} - q' = n q &= q + 2x \\ - nq &= q + 2q\sin(\alpha - \pi/2) \\ - n &= 1 - 2\cos\alpha - \end{align*} - Somit muss + \onslide<9->{ + Sei \(q = |\vec{Q}|\), \(\alpha = 2\pi/n\) und \(n \in \mathbb{N}\) + } \begin{align*} - \alpha &= \cos^{-1}\left(\frac{n-1}{2}\right) \\[1em] - \alpha &\in \left\{ 0, 60^\circ, 90^\circ, 120^\circ, 180^\circ \right\} + \onslide<10->{q' = n q &= q + 2x \\} + \onslide<11->{nq &= q + 2q\sin(\alpha - \pi/2) \\} + \onslide<12->{n &= 1 - 2\cos\alpha} \end{align*} + \onslide<13->{ + Somit muss + \begin{align*} + \alpha &= \cos^{-1}\left(\frac{1-n}{2}\right) \\[1em] + \alpha &\in \left\{ 0, 60^\circ, 90^\circ, 120^\circ, 180^\circ \right\} + \end{align*} + } \end{column} \end{columns} \end{frame} @@ -343,8 +373,9 @@ negative/.style = { fill = blue!50 }, ] - \node[font = {\large\bfseries}, align = center] (title) at (6,0) {Mit und Ohne\\ Symmetriezentrum}; + \node[font = {\large\bfseries}, align = center] (title) at (5.5,0) {Mit und Ohne\\ Symmetriezentrum}; \node[below = of title] {Polarisation Feld \(\vec{E}_p\)}; + \pause \begin{scope} \matrix[nodes = { charge }, row sep = 8mm, column sep = 8mm] { @@ -354,6 +385,7 @@ }; \draw[gray, dashed] (W) to (N) to (E) to (S) to (W); \end{scope} + \pause \begin{scope}[yshift=-4.5cm] \matrix[nodes = { charge }, row sep = 5mm, column sep = 1cm] { @@ -372,6 +404,7 @@ \draw[gray, dashed] (W) to (N) to (E) to (S) to (W); \end{scope} + \pause \begin{scope}[xshift=11cm] \foreach \x/\t [count=\i] in {60/positive, 120/negative, 180/positive, 240/negative, 300/positive, 360/negative} { @@ -379,27 +412,23 @@ } \draw[white] (C1) to (C2) to (C3) to (C4) to (C5) to (C6) to (C1); - \draw[gray, dashed] (C2) to (C4) to (C6) to (C2); + % \draw[gray, dashed] (C2) to (C4) to (C6) to (C2); \end{scope} + \pause - \begin{scope}[xshift=6cm, yshift=-4.5cm] - \node[charge, positive, yshift=-2.5mm] (C1) at ( 60:1.5cm) {}; - \node[charge, negative, yshift=-2.5mm] (C2) at (120:1.5cm) {}; - \node[charge, positive, xshift=-2.5mm] (C3) at (180:1.5cm) {}; - \node[charge, negative, yshift= 2.5mm] (C4) at (240:1.5cm) {}; - \node[charge, positive, yshift= 2.5mm] (C5) at (300:1.5cm) {}; - \node[charge, negative, xshift= 2.5mm] (C6) at (360:1.5cm) {}; + \begin{scope}[xshift=11cm, yshift=-4.5cm] + \node[charge, positive, yshift= 2.5mm] (C1) at ( 60:1.5cm) {}; + \node[charge, negative, yshift= 2.5mm] (C2) at (120:1.5cm) {}; + \node[charge, positive, xshift= 2.5mm] (C3) at (180:1.5cm) {}; + \node[charge, negative, yshift=-2.5mm] (C4) at (240:1.5cm) {}; + \node[charge, positive, yshift=-2.5mm] (C5) at (300:1.5cm) {}; + \node[charge, negative, xshift=-2.5mm] (C6) at (360:1.5cm) {}; \draw[white] (C1) to (C2) to (C3) to (C4) to (C5) to (C6) to (C1); % \draw[gray, dashed] (C2) to (C4) to (C6) to (C2); - \foreach \d in {C1, C2} { - \draw[orange, very thick, <-] (\d) to ++(0,.7); - } - - \foreach \d in {C4, C5} { - \draw[orange, very thick, <-] (\d) to ++(0,-.7); - } + \draw[orange, very thick, <-] (C6) to ++(.7,0); + \draw[orange, very thick, <-] (C3) to ++(-.7,0); \node[white] (E) {\(\vec{E}_p\)}; \begin{scope}[node distance = .5mm] @@ -409,20 +438,26 @@ \draw[gray, thick, dotted] (E) to ++(0,2); \draw[gray, thick, dotted] (E) to ++(0,-2); \end{scope} + \pause - \begin{scope}[xshift=11cm, yshift=-4.5cm] - \node[charge, positive, yshift= 2.5mm] (C1) at ( 60:1.5cm) {}; - \node[charge, negative, yshift= 2.5mm] (C2) at (120:1.5cm) {}; - \node[charge, positive, xshift= 2.5mm] (C3) at (180:1.5cm) {}; - \node[charge, negative, yshift=-2.5mm] (C4) at (240:1.5cm) {}; - \node[charge, positive, yshift=-2.5mm] (C5) at (300:1.5cm) {}; - \node[charge, negative, xshift=-2.5mm] (C6) at (360:1.5cm) {}; + \begin{scope}[xshift=5.5cm, yshift=-4.5cm] + \node[charge, positive, yshift=-2.5mm] (C1) at ( 60:1.5cm) {}; + \node[charge, negative, yshift=-2.5mm] (C2) at (120:1.5cm) {}; + \node[charge, positive, xshift=-2.5mm] (C3) at (180:1.5cm) {}; + \node[charge, negative, yshift= 2.5mm] (C4) at (240:1.5cm) {}; + \node[charge, positive, yshift= 2.5mm] (C5) at (300:1.5cm) {}; + \node[charge, negative, xshift= 2.5mm] (C6) at (360:1.5cm) {}; \draw[white] (C1) to (C2) to (C3) to (C4) to (C5) to (C6) to (C1); % \draw[gray, dashed] (C2) to (C4) to (C6) to (C2); - \draw[orange, very thick, <-] (C6) to ++(.7,0); - \draw[orange, very thick, <-] (C3) to ++(-.7,0); + \foreach \d in {C1, C2} { + \draw[orange, very thick, <-] (\d) to ++(0,.7); + } + + \foreach \d in {C4, C5} { + \draw[orange, very thick, <-] (\d) to ++(0,-.7); + } \node[white] (E) {\(\vec{E}_p\)}; \begin{scope}[node distance = .5mm] @@ -462,15 +497,11 @@ \] Anisotropisch Dielektrikum \[ - (\ten{K}\ten{\varepsilon})\vec{E} = \frac{\omega^2}{\mu k^2} \vec{E} + (\ten{K}\ten{\varepsilon})\vec{E} = \frac{k^2}{\mu \omega^2} \vec{E} \] \[ \vec{E} \in U_\lambda \implies (\ten{K}\ten{\varepsilon}) \vec{E} = \lambda \vec{E} \] - \"Ahenlich auch in der Mechanik - \[ - \vec{F} = \kappa \vec{x} \quad \text{(Hooke)} - \] \end{column} \end{columns} } -- cgit v1.2.1 From 8f862d9be3117979c9694544cca0afa8d2e53cb3 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: Nao Pross Date: Wed, 5 May 2021 23:07:28 +0200 Subject: Add (back) slide for algebraic symmetries Probably won't be used but still. --- vorlesungen/punktgruppen/slides.pdf | Bin 148139 -> 156879 bytes vorlesungen/punktgruppen/slides.tex | 51 ++++++++++++++++++++++++++++++++++++ 2 files changed, 51 insertions(+) diff --git a/vorlesungen/punktgruppen/slides.pdf b/vorlesungen/punktgruppen/slides.pdf index 37ada17..f2af987 100644 Binary files a/vorlesungen/punktgruppen/slides.pdf and b/vorlesungen/punktgruppen/slides.pdf differ diff --git a/vorlesungen/punktgruppen/slides.tex b/vorlesungen/punktgruppen/slides.tex index cc62969..8edaff6 100644 --- a/vorlesungen/punktgruppen/slides.tex +++ b/vorlesungen/punktgruppen/slides.tex @@ -135,6 +135,57 @@ \section{Algebraische Symmetrien} %% Made in video +\frame{ + \begin{columns}[T] + \begin{column}{.5\textwidth} + Produkt mit \(i\) + \begin{align*} + 1 \cdot i &= i \\ + i \cdot i &= -1 \\ + -1 \cdot i &= -i \\ + -i \cdot i &= 1 + \end{align*} + \pause + % + Gruppe + \begin{align*} + G &= \left\{ + 1, i, -1, -i + \right\} \\ + &= \left\{ + 1, i, i^2, i^3 + \right\} \\ + C_4 &= \left\{ + \mathbb{1}, r, r^2, r^3 + \right\} + \end{align*} + \pause + \end{column} + \begin{column}{.5\textwidth} + Darstellung \(\phi : C_4 \to G\) + \begin{align*} + \phi(\mathbb{1}) &= 1 & \phi(r^2) &= i^2 \\ + \phi(r) &= i & \phi(r^3) &= i^3 + \end{align*} + \pause + % + Homomorphismus + \begin{align*} + \phi(r \circ \mathbb{1}) &= \phi(r) \cdot \phi(\mathbb{1}) \\ + &= i \cdot 1 + \end{align*} + \pause + % + \(\phi\) ist bijektiv \(\implies C_4 \cong G\) + \pause + % + \begin{align*} + \psi : C_4 &\to (\mathbb{Z}/4\mathbb{Z}, +) \\ + \psi(\mathbb{1}\circ r^2) &= 0 + 2 \pmod{4} + \end{align*} + \end{column} + \end{columns} +} \section{3D Symmetrien} %% Made in video -- cgit v1.2.1 From 6c50dd1aff137beaadca5e46913355d80d3cda3b Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: Nao Pross Date: Wed, 5 May 2021 23:09:33 +0200 Subject: Update manim to v0.6.0 --- vorlesungen/punktgruppen/crystals.py | 4 +- vorlesungen/punktgruppen/poetry.lock | 222 +++++++++++++++++++++++++++----- vorlesungen/punktgruppen/pyproject.toml | 2 +- 3 files changed, 190 insertions(+), 38 deletions(-) diff --git a/vorlesungen/punktgruppen/crystals.py b/vorlesungen/punktgruppen/crystals.py index 7eef9b8..b29d7e4 100644 --- a/vorlesungen/punktgruppen/crystals.py +++ b/vorlesungen/punktgruppen/crystals.py @@ -487,7 +487,7 @@ class AlgebraicSymmetries(Scene): ApplyMethod(morphgrp.to_edge, LEFT)) # draw a complex plane - plane = ComplexPlane(x_min = -2, x_max = 3) + plane = ComplexPlane(x_range = [-2.5, 2.5]) coordinates = plane.get_coordinate_labels(1, -1, 1j, -1j) roots = list(map(lambda p: Dot(p, fill_color=PINK), ( @@ -503,7 +503,7 @@ class AlgebraicSymmetries(Scene): square = Square().rotate(PI/4).scale(1/m.sqrt(2)) square.set_fill(PINK).set_opacity(.4) - figuregrp = Group(plane, square, arrow, arrowtext, *coordinates, *roots) + figuregrp = VGroup(plane, square, arrow, arrowtext, *coordinates, *roots) figuregrp.to_edge(RIGHT) self.play(Create(plane)) diff --git a/vorlesungen/punktgruppen/poetry.lock b/vorlesungen/punktgruppen/poetry.lock index 13c5100..069d270 100644 --- a/vorlesungen/punktgruppen/poetry.lock +++ b/vorlesungen/punktgruppen/poetry.lock @@ -1,3 +1,49 @@ +[[package]] +name = "certifi" +version = "2020.12.5" +description = "Python package for providing Mozilla's CA Bundle." +category = "main" +optional = false +python-versions = "*" + +[[package]] +name = "chardet" +version = "4.0.0" +description = "Universal encoding detector for Python 2 and 3" +category = "main" +optional = false +python-versions = ">=2.7, !=3.0.*, !=3.1.*, !=3.2.*, !=3.3.*, !=3.4.*" + +[[package]] +name = "click" +version = "7.1.2" +description = "Composable command line interface toolkit" +category = "main" +optional = false +python-versions = ">=2.7, !=3.0.*, !=3.1.*, !=3.2.*, !=3.3.*, !=3.4.*" + +[[package]] +name = "click-default-group" +version = "1.2.2" +description = "Extends click.Group to invoke a command without explicit subcommand name" +category = "main" +optional = false +python-versions = "*" + +[package.dependencies] +click = "*" + +[[package]] +name = "cloup" +version = "0.7.1" +description = "Option groups and subcommand help sections for pallets/click" +category = "main" +optional = false +python-versions = ">=3.6" + +[package.dependencies] +click = ">=7.0,<9.0" + [[package]] name = "colorama" version = "0.4.4" @@ -44,9 +90,17 @@ category = "main" optional = false python-versions = "*" +[[package]] +name = "idna" +version = "2.10" +description = "Internationalized Domain Names in Applications (IDNA)" +category = "main" +optional = false +python-versions = ">=2.7, !=3.0.*, !=3.1.*, !=3.2.*, !=3.3.*" + [[package]] name = "importlib-metadata" -version = "3.10.0" +version = "4.0.1" description = "Read metadata from Python packages" category = "main" optional = false @@ -62,14 +116,18 @@ testing = ["pytest (>=4.6)", "pytest-checkdocs (>=2.4)", "pytest-flake8", "pytes [[package]] name = "manim" -version = "0.5.0" 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+273,7 @@ python-versions = "*" [[package]] name = "pyglet" -version = "1.5.15" +version = "1.5.16" description = "Cross-platform windowing and multimedia library" category = "main" optional = false @@ -221,7 +281,7 @@ python-versions = "*" [[package]] name = "pygments" -version = "2.8.1" +version = "2.9.0" description = "Pygments is a syntax highlighting package written in Python." category = "main" optional = false @@ -239,6 +299,24 @@ python-versions = "*" multipledispatch = "*" numpy = "*" +[[package]] +name = "requests" +version = "2.25.1" +description = "Python HTTP for Humans." +category = "main" +optional = false +python-versions = ">=2.7, !=3.0.*, !=3.1.*, !=3.2.*, !=3.3.*, !=3.4.*" + +[package.dependencies] +certifi = ">=2017.4.17" +chardet = ">=3.0.2,<5" +idna = ">=2.5,<3" +urllib3 = ">=1.21.1,<1.27" + +[package.extras] +security = ["pyOpenSSL (>=0.14)", "cryptography (>=1.3.4)"] +socks = ["PySocks (>=1.5.6,!=1.5.7)", "win-inet-pton"] + [[package]] name = "rich" version = "6.2.0" @@ -269,7 +347,7 @@ numpy = ">=1.16.5" [[package]] name = "six" -version = "1.15.0" +version = "1.16.0" description = "Python 2 and 3 compatibility utilities" category = "main" optional = false @@ -290,12 +368,36 @@ telegram = ["requests"] [[package]] name = "typing-extensions" -version = "3.7.4.3" +version = "3.10.0.0" description = "Backported and Experimental Type Hints for Python 3.5+" category = "main" optional = false python-versions = "*" +[[package]] +name = "urllib3" +version = "1.26.4" +description = "HTTP library with thread-safe connection pooling, file post, and more." +category = "main" +optional = false +python-versions = ">=2.7, !=3.0.*, !=3.1.*, !=3.2.*, !=3.3.*, !=3.4.*, <4" + +[package.extras] +secure = ["pyOpenSSL (>=0.14)", "cryptography (>=1.3.4)", "idna (>=2.0.0)", "certifi", "ipaddress"] +socks = ["PySocks (>=1.5.6,!=1.5.7,<2.0)"] +brotli = ["brotlipy (>=0.6.0)"] + +[[package]] +name = "watchdog" +version = "2.1.0" +description = "Filesystem events 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vorlesungen/punktgruppen/media/images/nosignal.jpg | Bin 0 -> 711846 bytes vorlesungen/punktgruppen/slides.pdf | Bin 156879 -> 869387 bytes vorlesungen/punktgruppen/slides.tex | 10 ++++++++++ 4 files changed, 13 insertions(+), 1 deletion(-) create mode 100644 vorlesungen/punktgruppen/media/images/nosignal.jpg diff --git a/vorlesungen/punktgruppen/.gitignore b/vorlesungen/punktgruppen/.gitignore index 632b499..3d67444 100644 --- a/vorlesungen/punktgruppen/.gitignore +++ b/vorlesungen/punktgruppen/.gitignore @@ -1,6 +1,8 @@ # directories __pycache__ -media +media/Tex +media/images/crystal +media/videos build # files diff --git a/vorlesungen/punktgruppen/media/images/nosignal.jpg b/vorlesungen/punktgruppen/media/images/nosignal.jpg new file mode 100644 index 0000000..2beeb8b Binary files /dev/null and b/vorlesungen/punktgruppen/media/images/nosignal.jpg differ diff --git a/vorlesungen/punktgruppen/slides.pdf b/vorlesungen/punktgruppen/slides.pdf index f2af987..0cdf00d 100644 Binary files a/vorlesungen/punktgruppen/slides.pdf and b/vorlesungen/punktgruppen/slides.pdf differ diff --git a/vorlesungen/punktgruppen/slides.tex b/vorlesungen/punktgruppen/slides.tex index 8edaff6..3aa6d83 100644 --- a/vorlesungen/punktgruppen/slides.tex +++ b/vorlesungen/punktgruppen/slides.tex @@ -132,6 +132,11 @@ \section{2D Symmetrien} %% Made in video +{ + \usebackgroundtemplate{ + \includegraphics[height=\paperheight]{media/images/nosignal}} + \frame{} +} \section{Algebraische Symmetrien} %% Made in video @@ -189,6 +194,11 @@ \section{3D Symmetrien} %% Made in video +{ + \usebackgroundtemplate{ + \includegraphics[height=\paperheight]{media/images/nosignal}} + \frame{} +} \section{Matrizen} \frame{ -- cgit v1.2.1 From 965fe8cb04683c1efea1b955af93485e7860d235 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: Nao Pross Date: Thu, 6 May 2021 00:04:07 +0200 Subject: Add link to slides --- vorlesungen/punktgruppen/slides.pdf | Bin 869387 -> 871227 bytes vorlesungen/punktgruppen/slides.tex | 9 ++++++++- 2 files changed, 8 insertions(+), 1 deletion(-) diff --git a/vorlesungen/punktgruppen/slides.pdf b/vorlesungen/punktgruppen/slides.pdf index 0cdf00d..715d915 100644 Binary files a/vorlesungen/punktgruppen/slides.pdf and b/vorlesungen/punktgruppen/slides.pdf differ diff --git a/vorlesungen/punktgruppen/slides.tex b/vorlesungen/punktgruppen/slides.tex index 3aa6d83..da13003 100644 --- a/vorlesungen/punktgruppen/slides.tex +++ b/vorlesungen/punktgruppen/slides.tex @@ -61,7 +61,14 @@ % Slides \begin{document} -\frame{\titlepage} +\frame{ + \titlepage + \vfill + \begin{center} + \small \color{gray} + Slides: \texttt{s.0hm.ch/ctBsD} + \end{center} +} \frame{\tableofcontents} \frame{ -- cgit v1.2.1 From 98ab0ab3093b347b6cfe86168e9b6a8021116b5b Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: =?UTF-8?q?Andreas=20M=C3=BCller?= Date: Thu, 6 May 2021 08:14:07 +0200 Subject: add new slides --- vorlesungen/10_mseliealgebra/slides.tex | 15 +++++++ vorlesungen/slides/7/Makefile.inc | 1 + vorlesungen/slides/7/chapter.tex | 1 + vorlesungen/slides/7/dg.tex | 4 +- vorlesungen/slides/7/einparameter.tex | 6 +-- vorlesungen/slides/7/liealgbeispiel.tex | 78 +++++++++++++++++++++++++++++++++ vorlesungen/slides/test.tex | 8 +--- 7 files changed, 102 insertions(+), 11 deletions(-) create mode 100644 vorlesungen/slides/7/liealgbeispiel.tex diff --git a/vorlesungen/10_mseliealgebra/slides.tex b/vorlesungen/10_mseliealgebra/slides.tex index 0fceaff..4e92f74 100644 --- a/vorlesungen/10_mseliealgebra/slides.tex +++ b/vorlesungen/10_mseliealgebra/slides.tex @@ -9,11 +9,26 @@ \folie{7/einparameter.tex} \folie{7/ableitung.tex} \folie{7/liealgebra.tex} +% XXX Beispiele von Lie-Algebren +% \folie{7/liealgbeispiel.tex} +% XXX Vektorprodukt als Lie-Algebra +% \folie{7/vektorlie.tex} \folie{7/kommutator.tex} +% XXX kommutator rechnerisch +% \folie{7/bch.tex} \section{Exponentialabbildung} \folie{7/dg.tex} +\section{Integration} +\folie{7/haar.tex} +\ifthenelse{\boolean{presentation}}{ +\folie{7/mannigfaltigkeit.tex} +}{} +% XXX Tangential-Vektoren und Kovektoren +% XXX Invariante (Ko)Vektorfelder auf +% XXX Invariante Integration + % LOG Reihe % Interpolation % Mittelung auf einer Lie-Gruppe diff --git a/vorlesungen/slides/7/Makefile.inc b/vorlesungen/slides/7/Makefile.inc index 7512612..84b4e32 100644 --- a/vorlesungen/slides/7/Makefile.inc +++ b/vorlesungen/slides/7/Makefile.inc @@ -16,6 +16,7 @@ chapter5 = \ ../slides/7/einparameter.tex \ ../slides/7/ableitung.tex \ ../slides/7/liealgebra.tex \ + ../slides/7/liealgbeispiel.tex \ ../slides/7/kommutator.tex \ ../slides/7/dg.tex \ ../slides/7/zusammenhang.tex \ diff --git a/vorlesungen/slides/7/chapter.tex b/vorlesungen/slides/7/chapter.tex index 1c78ccc..65017c7 100644 --- a/vorlesungen/slides/7/chapter.tex +++ b/vorlesungen/slides/7/chapter.tex @@ -15,6 +15,7 @@ \folie{7/einparameter.tex} \folie{7/ableitung.tex} \folie{7/liealgebra.tex} +\folie{7/liealgbeispiel.tex} \folie{7/kommutator.tex} \folie{7/dg.tex} \folie{7/zusammenhang.tex} diff --git a/vorlesungen/slides/7/dg.tex b/vorlesungen/slides/7/dg.tex index 4447bac..f9528a4 100644 --- a/vorlesungen/slides/7/dg.tex +++ b/vorlesungen/slides/7/dg.tex @@ -45,7 +45,7 @@ Ableitung von $\gamma(t)$ an der Stelle $t$: \vspace{-10pt} \uncover<7->{% \begin{block}{Differentialgleichung} -\vspace{-10pt} +%\vspace{-10pt} \[ \dot{\gamma}(t) = \gamma(t) A \quad @@ -66,7 +66,7 @@ Exponentialfunktion \vspace{-5pt} \uncover<9->{% \begin{block}{Kontrolle: Tangentialvektor berechnen} -\vspace{-10pt} +%\vspace{-10pt} \begin{align*} \frac{d}{dt}e^{At} &\uncover<10->{= diff --git a/vorlesungen/slides/7/einparameter.tex b/vorlesungen/slides/7/einparameter.tex index 5171085..a32affd 100644 --- a/vorlesungen/slides/7/einparameter.tex +++ b/vorlesungen/slides/7/einparameter.tex @@ -41,7 +41,7 @@ D_{x,t+s} \begin{column}{0.48\textwidth} \uncover<5->{% \begin{block}{Scherungen in $\operatorname{SL}_2(\mathbb{R})$} -\vspace{-12pt} +%\vspace{-12pt} \[ \begin{pmatrix} 1&s\\ @@ -61,7 +61,7 @@ D_{x,t+s} \vspace{-12pt} \uncover<6->{% \begin{block}{Skalierungen in $\operatorname{SL}_2(\mathbb{R})$} -\vspace{-12pt} +%\vspace{-12pt} \[ \begin{pmatrix} e^s&0\\0&e^{-s} @@ -78,7 +78,7 @@ e^{t+s}&0\\0&e^{-(t+s)} \vspace{-12pt} \uncover<7->{% \begin{block}{Gemischt} -\vspace{-12pt} +%\vspace{-12pt} \begin{gather*} A_t = I \cosh t + \begin{pmatrix}1&a\\0&-1\end{pmatrix}\sinh t \\ diff --git a/vorlesungen/slides/7/liealgbeispiel.tex b/vorlesungen/slides/7/liealgbeispiel.tex new file mode 100644 index 0000000..a17de40 --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/7/liealgbeispiel.tex @@ -0,0 +1,78 @@ +% +% liealgbeispiel.tex -- slide template +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +% +\bgroup +\begin{frame}[t] +\setlength{\abovedisplayskip}{5pt} +\setlength{\belowdisplayskip}{5pt} +\frametitle{Lie-Algebra Beispiele} +\vspace{-20pt} +\begin{columns}[t,onlytextwidth] +\begin{column}{0.48\textwidth} +\begin{block}{$\operatorname{sl}_2(\mathbb{R})$} +Spurlose Matrizen: +\[ +\operatorname{sl}_2(\mathbb{R}) += +\{A\in M_n(\mathbb{R})\;|\; \operatorname{Spur}A=0\} +\] +\end{block} +\begin{block}{Lie-Algebra?} +Nachrechnen: $[A,B]\in \operatorname{sl}_2(\mathbb{R})$: +\begin{align*} +\operatorname{Spur}([A,B]) +&= +\operatorname{Spur}(AB-BA) +\\ +&= +\operatorname{Spur}(AB)-\operatorname{Spur}(BA) +\\ +&= +\operatorname{Spur}(AB)-\operatorname{Spur}(AB) +\\ +&=0 +\end{align*} +$\Rightarrow$ $\operatorname{sl}_2(\mathbb{R})$ ist eine Lie-Algebra +\end{block} +\end{column} +\begin{column}{0.48\textwidth} +\begin{block}{$\operatorname{so}(n)$} +Antisymmetrische Matrizen: +\[ +\operatorname{so}(n) += +\{A\in M_n(\mathbb{R}) +\;|\; +A=-A^t +\} +\] +\end{block} +\begin{block}{Lie-Algebra?} +Nachrechnen: $A,B\in \operatorname{so}(n)$ +\begin{align*} +[A,B]^t +&= +(AB-BA)^t +\\ +&= +B^tA^t - A^tB^t +\\ +&= +(-B)(-A)-(-A)(-B) +\\ +&= +BA-AB += +-(AB-BA) +\\ +&= +-[A,B] +\end{align*} +$\Rightarrow$ $\operatorname{so}(n)$ ist eine Lie-Algebra +\end{block} +\end{column} +\end{columns} +\end{frame} +\egroup diff --git a/vorlesungen/slides/test.tex b/vorlesungen/slides/test.tex index 17c8a28..9e52903 100644 --- a/vorlesungen/slides/test.tex +++ b/vorlesungen/slides/test.tex @@ -3,9 +3,5 @@ % % (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, Hochschule Rapperswil % -\folie{7/mannigfaltigkeit.tex} -\folie{7/haar.tex} -\folie{7/quaternionen.tex} -\folie{7/qdreh.tex} -\folie{7/ueberlagerung.tex} -\folie{7/hopf.tex} +\folie{7/liealgbeispiel.tex} + -- cgit v1.2.1 From 57bae13dbcac294db8eca8c48612aa46537371bd Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: =?UTF-8?q?Andreas=20M=C3=BCller?= Date: Thu, 6 May 2021 09:15:45 +0200 Subject: add new slides --- vorlesungen/10_mseliealgebra/slides.tex | 2 +- vorlesungen/slides/7/Makefile.inc | 1 + vorlesungen/slides/7/chapter.tex | 1 + vorlesungen/slides/7/vektorlie.tex | 206 ++++++++++++++++++++++++++++++++ vorlesungen/slides/test.tex | 2 +- 5 files changed, 210 insertions(+), 2 deletions(-) create mode 100644 vorlesungen/slides/7/vektorlie.tex diff --git a/vorlesungen/10_mseliealgebra/slides.tex b/vorlesungen/10_mseliealgebra/slides.tex index 4e92f74..6d223de 100644 --- a/vorlesungen/10_mseliealgebra/slides.tex +++ b/vorlesungen/10_mseliealgebra/slides.tex @@ -10,7 +10,7 @@ \folie{7/ableitung.tex} \folie{7/liealgebra.tex} % XXX Beispiele von Lie-Algebren -% \folie{7/liealgbeispiel.tex} +\folie{7/liealgbeispiel.tex} % XXX Vektorprodukt als Lie-Algebra % \folie{7/vektorlie.tex} \folie{7/kommutator.tex} diff --git a/vorlesungen/slides/7/Makefile.inc b/vorlesungen/slides/7/Makefile.inc index 84b4e32..aac9585 100644 --- a/vorlesungen/slides/7/Makefile.inc +++ b/vorlesungen/slides/7/Makefile.inc @@ -17,6 +17,7 @@ chapter5 = \ ../slides/7/ableitung.tex \ ../slides/7/liealgebra.tex \ ../slides/7/liealgbeispiel.tex \ + ../slides/7/vektorlie.tex \ ../slides/7/kommutator.tex \ ../slides/7/dg.tex \ ../slides/7/zusammenhang.tex \ diff --git a/vorlesungen/slides/7/chapter.tex b/vorlesungen/slides/7/chapter.tex index 65017c7..668c2a7 100644 --- a/vorlesungen/slides/7/chapter.tex +++ b/vorlesungen/slides/7/chapter.tex @@ -16,6 +16,7 @@ \folie{7/ableitung.tex} \folie{7/liealgebra.tex} \folie{7/liealgbeispiel.tex} +\folie{7/vektorlie.tex} \folie{7/kommutator.tex} \folie{7/dg.tex} \folie{7/zusammenhang.tex} diff --git a/vorlesungen/slides/7/vektorlie.tex b/vorlesungen/slides/7/vektorlie.tex new file mode 100644 index 0000000..621a832 --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/7/vektorlie.tex @@ -0,0 +1,206 @@ +% +% viktorlie.tex -- slide template +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +% +\bgroup +\definecolor{darkgreen}{rgb}{0,0.6,0} +\begin{frame}[t] +\setlength{\abovedisplayskip}{5pt} +\setlength{\belowdisplayskip}{5pt} +\frametitle{Vektorprodukt als Lie-Algebra} +%\vspace{-10pt} +\centering +\begin{tikzpicture}[>=latex,thick] +\arraycolsep=2.4pt +\def\Ax{0} +\def\Ux{4.1} +\def\Kx{7.2} +\def\Rx{13.1} + +\def\Lx{2.2} +\def\Ly{0} +\def\Lz{-2.2} + +\fill[color=red!20] (\Ax,{\Lx-1.55}) rectangle ({\Ux-0.1},{\Lx+0.55}); +\fill[color=red!20] (\Ux,{\Lx-1.55}) rectangle ({\Kx-0.1},{\Lx+0.55}); +\fill[color=red!20] (\Kx,{\Lx-1.55}) rectangle ({\Rx},{\Lx+0.55}); + +\fill[color=darkgreen!20] (\Ax,{\Ly-1.55}) rectangle ({\Ux-0.1},{\Ly+0.55}); +\fill[color=darkgreen!20] (\Ux,{\Ly-1.55}) rectangle ({\Kx-0.1},{\Ly+0.55}); +\fill[color=darkgreen!20] (\Kx,{\Ly-1.55}) rectangle ({\Rx},{\Ly+0.55}); + +\fill[color=blue!20] (\Ax,{\Lz-1.55}) rectangle ({\Ux-0.1},{\Lz+0.55}); +\fill[color=blue!20] (\Ux,{\Lz-1.55}) rectangle ({\Kx-0.1},{\Lz+0.55}); +\fill[color=blue!20] (\Kx,{\Lz-1.55}) rectangle ({\Rx},{\Lz+0.55}); + +\coordinate (A) at (\Ax,3.2); +\coordinate (Ax) at (\Ax,\Lx); +\coordinate (Ay) at (\Ax,\Ly); +\coordinate (Az) at (\Ax,\Lz); + +\node at (A) [right] + {\usebeamercolor[fg]{title}Drehmatrix, $\operatorname{SO}(n)$\strut}; + +\node at (Ax) [right] {$\displaystyle\tiny +D_{x,\alpha}=\begin{pmatrix} +1&0&0\\ +0&\cos\alpha&-\sin\alpha\\ +0&\sin\alpha&\cos\alpha +\end{pmatrix}$}; + +\node at (Ay) [right] {$\displaystyle\tiny +D_{y,\alpha}=\begin{pmatrix} +\cos\alpha&0&\sin\alpha\\ +0&1&0\\ +-\sin\alpha&0&\cos\alpha +\end{pmatrix}$}; + +\node at (Az) [right] {$\displaystyle\tiny +D_{z,\alpha}=\begin{pmatrix} +\cos\alpha&-\sin\alpha&0\\ +\sin\alpha&\cos\alpha&0\\ +0&0&1 +\end{pmatrix}$}; + +\coordinate (U) at (\Ux,3.2); +\coordinate (Ux) at (\Ux,\Lx); +\coordinate (Uy) at (\Ux,\Ly); +\coordinate (Uz) at (\Ux,\Lz); +\coordinate (Ex) at (\Ux,{\Lx-1}); +\coordinate (Ey) at (\Ux,{\Ly-1}); +\coordinate (Ez) at (\Ux,{\Lz-1}); + +\uncover<2->{ +\node at (U) [right] + {\usebeamercolor[fg]{title}Ableitung, $\operatorname{so}(n)$\strut}; + +\node at (Ux) [right] {$\displaystyle\tiny +U_x=\begin{pmatrix*}[r] +0&0&0\\ +0&0&-1\\ +0&1&0 +\end{pmatrix*} +$}; + +\node at (Uy) [right] {$\displaystyle\tiny +U_y=\begin{pmatrix*}[r] +0&0&1\\ +0&0&0\\ +-1&0&0 +\end{pmatrix*} +$}; + +\node at (Uz) [right] {$\displaystyle\tiny +U_z=\begin{pmatrix*}[r] +0&-1&0\\ +1&0&0\\ +0&0&0 +\end{pmatrix*} +$}; +} + +\uncover<9->{ +\node at (Ex) [right] {$\displaystyle +\, e_x = \tiny\begin{pmatrix}1\\0\\0\end{pmatrix} +$}; + +\node at (Ey) [right] {$\displaystyle +\, e_y = \tiny\begin{pmatrix}0\\1\\0\end{pmatrix} +$}; + +\node at (Ez) [right] {$\displaystyle +\, e_z = \tiny\begin{pmatrix}0\\0\\1\end{pmatrix} +$}; +} + +\coordinate (K) at (\Kx,3.2); +\coordinate (Kx) at (\Kx,\Lx); +\coordinate (Ky) at (\Kx,\Ly); +\coordinate (Kz) at (\Kx,\Lz); +\coordinate (Vx) at (\Kx,{\Lx-1}); +\coordinate (Vy) at (\Kx,{\Ly-1}); +\coordinate (Vz) at (\Kx,{\Lz-1}); + +\uncover<3->{ +\node at (K) [right] + {\usebeamercolor[fg]{title}Kommutator\strut}; + +\node at (Kx) [right] {$\displaystyle +\begin{aligned} +[U_y,U_z] &\uncover<4->{= +{\tiny +\begin{pmatrix} +0&0&0\\ +0&0&0\\ +0&1&0 +\end{pmatrix}} +\uncover<5->{\mathstrut- +\tiny +\begin{pmatrix} +0&0&0\\ +0&0&1\\ +0&0&0 +\end{pmatrix}}} +\uncover<6->{=U_x} +\end{aligned} +$}; +} + +\uncover<7->{ +\node at (Ky) [right] {$\displaystyle +\begin{aligned} +[U_z,U_x] &= +{\tiny +\begin{pmatrix} +0&0&1\\ +0&0&0\\ +0&0&0 +\end{pmatrix} +- +\begin{pmatrix} +0&0&0\\ +0&0&0\\ +1&0&0 +\end{pmatrix}} +=U_y +\end{aligned} +$}; +} + +\uncover<8->{ +\node at (Kz) [right] {$\displaystyle +\begin{aligned} +[U_x,U_y] &= +{\tiny +\begin{pmatrix} +0&0&0\\ +1&0&0\\ +0&0&0 +\end{pmatrix} +- +\begin{pmatrix} +0&1&0\\ +0&0&0\\ +0&0&0 +\end{pmatrix}} +=U_z +\end{aligned} +$}; +} + +\uncover<10->{ +\node at (Vx) [right] {$\displaystyle \phantom{]}e_y\times e_z = e_x$}; +} + +\uncover<11->{ +\node at (Vy) [right] {$\displaystyle \phantom{]}e_z\times e_x = e_y$}; +} + +\uncover<12->{ +\node at (Vz) [right] {$\displaystyle \phantom{]}e_x\times e_y = e_z$}; +} + +\end{tikzpicture} +\end{frame} +\egroup diff --git a/vorlesungen/slides/test.tex b/vorlesungen/slides/test.tex index 9e52903..ebdff8a 100644 --- a/vorlesungen/slides/test.tex +++ b/vorlesungen/slides/test.tex @@ -3,5 +3,5 @@ % % (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, Hochschule Rapperswil % -\folie{7/liealgbeispiel.tex} +\folie{7/vektorlie.tex} -- cgit v1.2.1 From 7a40535a3251eb7954a30a81f3db0a42364091fe Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: =?UTF-8?q?Andreas=20M=C3=BCller?= Date: Thu, 6 May 2021 10:45:04 +0200 Subject: add new slide --- vorlesungen/10_mseliealgebra/slides.tex | 4 +- vorlesungen/slides/7/Makefile.inc | 1 + vorlesungen/slides/7/bch.tex | 76 +++++++++++++++++++++++++++++++++ vorlesungen/slides/7/chapter.tex | 1 + vorlesungen/slides/test.tex | 2 +- 5 files changed, 81 insertions(+), 3 deletions(-) create mode 100644 vorlesungen/slides/7/bch.tex diff --git a/vorlesungen/10_mseliealgebra/slides.tex b/vorlesungen/10_mseliealgebra/slides.tex index 6d223de..48c4a4f 100644 --- a/vorlesungen/10_mseliealgebra/slides.tex +++ b/vorlesungen/10_mseliealgebra/slides.tex @@ -12,10 +12,10 @@ % XXX Beispiele von Lie-Algebren \folie{7/liealgbeispiel.tex} % XXX Vektorprodukt als Lie-Algebra -% \folie{7/vektorlie.tex} +\folie{7/vektorlie.tex} \folie{7/kommutator.tex} % XXX kommutator rechnerisch -% \folie{7/bch.tex} +\folie{7/bch.tex} \section{Exponentialabbildung} \folie{7/dg.tex} diff --git a/vorlesungen/slides/7/Makefile.inc b/vorlesungen/slides/7/Makefile.inc index aac9585..8b2b9e0 100644 --- a/vorlesungen/slides/7/Makefile.inc +++ b/vorlesungen/slides/7/Makefile.inc @@ -19,6 +19,7 @@ chapter5 = \ ../slides/7/liealgbeispiel.tex \ ../slides/7/vektorlie.tex \ ../slides/7/kommutator.tex \ + ../slides/7/bch.tex \ ../slides/7/dg.tex \ ../slides/7/zusammenhang.tex \ ../slides/7/quaternionen.tex \ diff --git a/vorlesungen/slides/7/bch.tex b/vorlesungen/slides/7/bch.tex new file mode 100644 index 0000000..3fad600 --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/7/bch.tex @@ -0,0 +1,76 @@ +% +% bch.tex -- slide template +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +% +\bgroup +\begin{frame}[t] +\setlength{\abovedisplayskip}{5pt} +\setlength{\belowdisplayskip}{5pt} +\frametitle{Baker-Campbell-Hausdorff-Formel} +$g(t),h(t)\in G +\uncover<2->{\Rightarrow \exists A,B\in LG\text{ mit } +g(t)=\exp At, h(t)=\exp Bt}$ +\uncover<3->{% +\begin{align*} +g(t) +&= +I + At + \frac{A^2t^2}{2!} + \frac{A^3t^3}{3!} + \dots, +& +h(t) +&= +I + Bt + \frac{B^2t^2}{2!} + \frac{B^3t^3}{3!} + \dots +\end{align*}} +\uncover<5->{% +\begin{block}{Kommutator in G: $c(t) = g(t)h(t)g(t)^{1}h(t)^{-1}$} +\begin{align*} +\uncover<6->{c(t) +&= +\biggl( + {\color<7,9-11,13-15,19-21>{red}I} + + {\color<8,16-19>{red}A}t + + \frac{{\color<12>{red}A^2}t^2}{2!} + + \dots +\biggr) +\biggl( + {\color<7,8,10-12,14-15,17-18,21>{red}I} + + {\color<9,16,19-20>{red}B}t + + \frac{{\color<13>{red}B^2}t^2}{2!} + + \dots +\biggr) +\exp(-{\color<10,14,17,19,21>{red}A}t) +\exp(-{\color<11,15,18,20-21>{red}B}t) +} +\\ +&\uncover<7->{={\color<7>{red}I}} +\uncover<8->{+t( + \uncover<8->{ {\color<8>{red}A}} + \uncover<9->{+ {\color<9>{red}B}} + \uncover<10->{- {\color<10>{red}A}} + \uncover<11->{- {\color<11>{red}B}} +)} +\uncover<12->{+\frac{t^2}{2!}( + \uncover<12->{ {\color<12>{red}A^2}} + \uncover<13->{+ {\color<13>{red}B^2}} + \uncover<14->{+ {\color<14>{red}A^2}} + \uncover<15->{+ {\color<15>{red}B^2}} +)} +\\ +&\phantom{\mathstrut=I} +\uncover<12->{+t^2( + \uncover<16->{ {\color<16>{red}AB}} + \uncover<17->{- {\color<17>{red}A^2}} + \uncover<18->{- {\color<18>{red}AB}} + \uncover<19->{- {\color<19>{red}BA}} + \uncover<20->{- {\color<20>{red}B^2}} + \uncover<21->{+ {\color<21>{red}AB}} +)} +\uncover<22->{+t^3(\dots)+\dots} +\\ +&\uncover<23->{= +I + \frac{t^2}{2}[A,B] + o(t^3) +} +\end{align*}} +\end{block} +\end{frame} +\egroup diff --git a/vorlesungen/slides/7/chapter.tex b/vorlesungen/slides/7/chapter.tex index 668c2a7..0068cf4 100644 --- a/vorlesungen/slides/7/chapter.tex +++ b/vorlesungen/slides/7/chapter.tex @@ -18,6 +18,7 @@ \folie{7/liealgbeispiel.tex} \folie{7/vektorlie.tex} \folie{7/kommutator.tex} +\folie{7/bch.tex} \folie{7/dg.tex} \folie{7/zusammenhang.tex} \folie{7/quaternionen.tex} diff --git a/vorlesungen/slides/test.tex b/vorlesungen/slides/test.tex index ebdff8a..db36dee 100644 --- a/vorlesungen/slides/test.tex +++ b/vorlesungen/slides/test.tex @@ -3,5 +3,5 @@ % % (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, Hochschule Rapperswil % -\folie{7/vektorlie.tex} +\folie{7/bch.tex} -- cgit v1.2.1 From 907e8a1500b93ccb6620d713608b659329e351e5 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: =?UTF-8?q?Andreas=20M=C3=BCller?= Date: Thu, 6 May 2021 10:47:24 +0200 Subject: typo --- vorlesungen/slides/7/bch.tex | 2 +- 1 file changed, 1 insertion(+), 1 deletion(-) diff --git a/vorlesungen/slides/7/bch.tex b/vorlesungen/slides/7/bch.tex index 3fad600..0148dc4 100644 --- a/vorlesungen/slides/7/bch.tex +++ b/vorlesungen/slides/7/bch.tex @@ -22,7 +22,7 @@ h(t) I + Bt + \frac{B^2t^2}{2!} + \frac{B^3t^3}{3!} + \dots \end{align*}} \uncover<5->{% -\begin{block}{Kommutator in G: $c(t) = g(t)h(t)g(t)^{1}h(t)^{-1}$} +\begin{block}{Kommutator in G: $c(t) = g(t)h(t)g(t)^{-1}h(t)^{-1}$} \begin{align*} \uncover<6->{c(t) &= -- cgit v1.2.1 From b6114e0a8c7f800d36c199c0ee6af64d337e5320 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: =?UTF-8?q?Andreas=20M=C3=BCller?= Date: Thu, 6 May 2021 11:33:00 +0200 Subject: add slide --- vorlesungen/10_mseliealgebra/slides.tex | 4 +- vorlesungen/slides/7/Makefile.inc | 1 + vorlesungen/slides/7/chapter.tex | 1 + vorlesungen/slides/7/integration.tex | 66 +++++++++++++++++++++++++++++++++ vorlesungen/slides/test.tex | 2 +- 5 files changed, 70 insertions(+), 4 deletions(-) create mode 100644 vorlesungen/slides/7/integration.tex diff --git a/vorlesungen/10_mseliealgebra/slides.tex b/vorlesungen/10_mseliealgebra/slides.tex index 48c4a4f..e4493a3 100644 --- a/vorlesungen/10_mseliealgebra/slides.tex +++ b/vorlesungen/10_mseliealgebra/slides.tex @@ -25,9 +25,7 @@ \ifthenelse{\boolean{presentation}}{ \folie{7/mannigfaltigkeit.tex} }{} -% XXX Tangential-Vektoren und Kovektoren -% XXX Invariante (Ko)Vektorfelder auf -% XXX Invariante Integration +\folie{7/integration.tex} % LOG Reihe % Interpolation diff --git a/vorlesungen/slides/7/Makefile.inc b/vorlesungen/slides/7/Makefile.inc index 8b2b9e0..52c37d8 100644 --- a/vorlesungen/slides/7/Makefile.inc +++ b/vorlesungen/slides/7/Makefile.inc @@ -27,5 +27,6 @@ chapter5 = \ ../slides/7/ueberlagerung.tex \ ../slides/7/hopf.tex \ ../slides/7/haar.tex \ + ../slides/7/integration.tex \ ../slides/7/chapter.tex diff --git a/vorlesungen/slides/7/chapter.tex b/vorlesungen/slides/7/chapter.tex index 0068cf4..172b78a 100644 --- a/vorlesungen/slides/7/chapter.tex +++ b/vorlesungen/slides/7/chapter.tex @@ -26,3 +26,4 @@ \folie{7/ueberlagerung.tex} \folie{7/hopf.tex} \folie{7/haar.tex} +\folie{7/integration.tex} diff --git a/vorlesungen/slides/7/integration.tex b/vorlesungen/slides/7/integration.tex new file mode 100644 index 0000000..525e6de --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/7/integration.tex @@ -0,0 +1,66 @@ +% +% integration.tex -- slide template +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +% +\bgroup +\begin{frame}[t] +\setlength{\abovedisplayskip}{5pt} +\setlength{\belowdisplayskip}{5pt} +\frametitle{Invariante Integration} +\vspace{-20pt} +\begin{columns}[t,onlytextwidth] +\begin{column}{0.48\textwidth} +\begin{block}{Koordinatenwechsel} +Die Koordinatentransformation +$f\colon\mathbb{R}^n\to\mathbb{R}^n:x\to y$ +hat die Ableitungsmatrix +\[ +t_{ij} += +\frac{\partial y_i}{\partial x_j} +\] +\uncover<2->{% +$n$-faches Integral +\begin{gather*} +\int\dots\int +h(f(x)) +\det +\biggl( +\frac{\partial y_i}{\partial x_j} +\biggr) +\,dx_1\,\dots dx_n +\\ += +\int\dots\int +h(y) +\,dy_1\,\dots dy_n +\end{gather*}} +\end{block} +\end{column} +\begin{column}{0.48\textwidth} +\uncover<3->{% +\begin{block}{auf einer Lie-Gruppe} +Koordinatenwechsel sind Multiplikationen mit einer +Matrix $g\in G$ +\end{block}} +\uncover<4->{% +\begin{block}{Volumenelement in $I$} +Man muss nur das Volumenelement in $I$ in einem beliebigen +Koordinatensystem definieren: +\[ +dV = dy_1\,\dots\,dy_n +\] +\end{block}} +\uncover<5->{% +\begin{block}{Volumenelement in $g$} +\[ +\text{``\strut}g\cdot dV\text{\strut''} += +\det(g) \, dy_1\,\dots\,dy_n +\] +\end{block}} +\end{column} +\end{columns} +\end{frame} +\egroup diff --git a/vorlesungen/slides/test.tex b/vorlesungen/slides/test.tex index db36dee..35ebf03 100644 --- a/vorlesungen/slides/test.tex +++ b/vorlesungen/slides/test.tex @@ -3,5 +3,5 @@ % % (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, Hochschule Rapperswil % -\folie{7/bch.tex} +\folie{7/integration.tex} -- cgit v1.2.1 From 7268e7363fddd5878b35de9169b64090a38a8fc5 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: "User-PC\\User" Date: Thu, 6 May 2021 16:51:10 +0200 Subject: Push --- buch/papers/spannung/Einleitung.tex | 6 ++++++ buch/papers/spannung/teil0.tex | 2 +- buch/papers/spannung/teil2.tex | 39 +++++++++++++++++++++++++++++++++++-- 3 files changed, 44 insertions(+), 3 deletions(-) diff --git a/buch/papers/spannung/Einleitung.tex b/buch/papers/spannung/Einleitung.tex index 17ca1c9..efc3809 100644 --- a/buch/papers/spannung/Einleitung.tex +++ b/buch/papers/spannung/Einleitung.tex @@ -89,3 +89,9 @@ N = \frac{1}{l_0}\] +Der Begriff Tensor +Tensoren werden unter anderem in der Elastizitätstheorie gebraucht. +In der Elastizitätstheorie geht es darum viele verschiedene Komponenten zu beschreiben. + + + diff --git a/buch/papers/spannung/teil0.tex b/buch/papers/spannung/teil0.tex index ee19778..67896b8 100644 --- a/buch/papers/spannung/teil0.tex +++ b/buch/papers/spannung/teil0.tex @@ -28,7 +28,7 @@ Anhand dieser Dehnung kann man mit einem Integral wiederum die Setzung berechnen \[ s = -\int_{\0}^{\infty} \varepsilon \dt +\int_{0}^{\infty}\varepsilon\enspace dt \] Die Setzung zu bestimmen ist in der Geotechnik sehr wichtig. Besonders ungleichmässige Setzungen können bei Bauwerken Probleme ergeben. diff --git a/buch/papers/spannung/teil2.tex b/buch/papers/spannung/teil2.tex index 8eb54cb..4aa8204 100644 --- a/buch/papers/spannung/teil2.tex +++ b/buch/papers/spannung/teil2.tex @@ -3,12 +3,47 @@ Wie im Kapitel Spannungsausbreitung beschrieben herrscht in jedem Punkt ein anderer Spannungszustand. Um die Spannung im Boden genauer untersuchen zu können für man einen infinitesimalen Würfel ein. \begin{figure} - \includegraphics{C:/Users/User/Documents/SeminarMatrizen/buch/papers/spannung/Grafiken/infinitesimalerWürfel.jpg} + \centering + \includegraphics[width=0.5\linewidth,keepaspectratio]{papers/spannung/Grafiken\infinitesimalerWürfel.jpg} \caption{infinitesimaler Würfel} \label{fig:infintesimaler-wurfel} \end{figure} Sobald eine Kraft von oben wirkt hat man auch Kräfte die seitlich wirken. -Nun alle Kräfte ansehen des Infintesimalen Körpers +An diesem infinitesimalen Würfel hat man ein räumliches Koordinatensystem, die Achsen (1,2,3). +Jede dieser 6 Flächen dieses Würfels hat damit 3 Pfeile. +Geschrieben werden diese mit $\sigma$ mit jeweils zwei Indizes gibt. +Die Indizes geben uns an, in welche Richtung der Pfeil zeigt. +Zur Notation wird die Voigt`sche Notation benutzt. Das sieht wie folgt aus: + +\[ +\overline{\sigma} += +\left[ \begin{array}{rrr} + \sigma_{11} & \sigma_{12} & \sigma_{13} \\ + \sigma_{21} & \sigma_{22} & \sigma_{23} \\ + \sigma_{31} & \sigma_{32} & \sigma_{33} \\ +\end{array}\right] += +\left[ \begin{array}{rrr} + \sigma_{11} & \sigma_{12} & \sigma_{13} \\ + & \sigma_{22} & \sigma_{23} \\ + sym & & \sigma_{33} \\ +\end{array}\right] +\Rightarrow +\overrightarrow{\sigma} += +\left(\begin{array}{c}\sigma_{11}\\\sigma_{22}\\\sigma_{33}\\\sigma_{23}\\\sigma_{13}\\\sigma_{12}\end{array}\right) +\] + +Voigt`sche Notation besagt, dass man diesen Spannungstensor als Vektor aufschreiben darf. +Die Reihenfolge folgt der Regel von Ecke links oben, diagonal zur Ecke rechts unten. +Danach ist noch $\sigma_{23}$, $\sigma_{13}$ und $\sigma_{12}$ aufzuschreiben. + +Eine weitere Besonderheit ist die Symmetrie der Matrix. + +?????Was könnte man hier noch zu den Pfeilen erklären vom Würfel??????? + + -- cgit v1.2.1 From a90d54e578b7d309ba680d5fd5f6c8721b082096 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: =?UTF-8?q?Andreas=20M=C3=BCller?= Date: Thu, 6 May 2021 17:57:06 +0200 Subject: new slide --- vorlesungen/10_mseliealgebra/slides.tex | 4 +- vorlesungen/slides/7/Makefile.inc | 2 + vorlesungen/slides/7/chapter.tex | 2 + vorlesungen/slides/7/images/Makefile | 12 ++- vorlesungen/slides/7/images/interpolation.ini | 8 ++ vorlesungen/slides/7/images/interpolation.m | 54 +++++++++++++ vorlesungen/slides/7/images/interpolation.pov | 10 +++ vorlesungen/slides/7/images/test.pov | 7 ++ vorlesungen/slides/7/interpolation.tex | 105 ++++++++++++++++++++++++++ vorlesungen/slides/test.tex | 2 +- 10 files changed, 202 insertions(+), 4 deletions(-) create mode 100644 vorlesungen/slides/7/images/interpolation.ini create mode 100644 vorlesungen/slides/7/images/interpolation.m create mode 100644 vorlesungen/slides/7/images/interpolation.pov create mode 100644 vorlesungen/slides/7/images/test.pov create mode 100644 vorlesungen/slides/7/interpolation.tex diff --git a/vorlesungen/10_mseliealgebra/slides.tex b/vorlesungen/10_mseliealgebra/slides.tex index e4493a3..ff2e629 100644 --- a/vorlesungen/10_mseliealgebra/slides.tex +++ b/vorlesungen/10_mseliealgebra/slides.tex @@ -19,6 +19,8 @@ \section{Exponentialabbildung} \folie{7/dg.tex} +% Interpolation +\folie{7/interpolation.tex} \section{Integration} \folie{7/haar.tex} @@ -28,7 +30,5 @@ \folie{7/integration.tex} % LOG Reihe -% Interpolation % Mittelung auf einer Lie-Gruppe -% Vektorprodukt als Lie-Gruppe diff --git a/vorlesungen/slides/7/Makefile.inc b/vorlesungen/slides/7/Makefile.inc index 52c37d8..4d291ed 100644 --- a/vorlesungen/slides/7/Makefile.inc +++ b/vorlesungen/slides/7/Makefile.inc @@ -21,6 +21,8 @@ chapter5 = \ ../slides/7/kommutator.tex \ ../slides/7/bch.tex \ ../slides/7/dg.tex \ + ../slides/7/interpolation.tex \ + ../slides/7/exponentialreihe.tex \ ../slides/7/zusammenhang.tex \ ../slides/7/quaternionen.tex \ ../slides/7/qdreh.tex \ diff --git a/vorlesungen/slides/7/chapter.tex b/vorlesungen/slides/7/chapter.tex index 172b78a..36e0bb1 100644 --- a/vorlesungen/slides/7/chapter.tex +++ b/vorlesungen/slides/7/chapter.tex @@ -20,6 +20,8 @@ \folie{7/kommutator.tex} \folie{7/bch.tex} \folie{7/dg.tex} +\folie{7/interpolation.tex} +\folie{7/exponentialreihe.tex} \folie{7/zusammenhang.tex} \folie{7/quaternionen.tex} \folie{7/qdreh.tex} diff --git a/vorlesungen/slides/7/images/Makefile b/vorlesungen/slides/7/images/Makefile index cc67c8a..6f99bc3 100644 --- a/vorlesungen/slides/7/images/Makefile +++ b/vorlesungen/slides/7/images/Makefile @@ -3,7 +3,7 @@ # # (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule #  -all: rodriguez.jpg +all: rodriguez.jpg test.png rodriguez.png: rodriguez.pov povray +A0.1 -W1920 -H1080 -Orodriguez.png rodriguez.pov @@ -16,4 +16,14 @@ commutator: commutator.ini commutator.pov common.inc jpg: for f in c/c*.png; do convert $${f} c/`basename $${f} .png`.jpg; done +dreibein/timestamp: interpolation.m + octave interpolation.m + touch dreibein/timestamp +test.png: test.pov drehung.inc dreibein/d025.inc dreibein/timestamp + povray +A0.1 -W1080 -H1080 -Otest.png test.pov + +dreibein/d025.inc: dreibein/timestamp + +animation: + povray +A0.1 -W1080 -H1080 -Ointerpolation/i.png interpolation.ini diff --git a/vorlesungen/slides/7/images/interpolation.ini b/vorlesungen/slides/7/images/interpolation.ini new file mode 100644 index 0000000..f07c079 --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/7/images/interpolation.ini @@ -0,0 +1,8 @@ +Input_File_Name=interpolation.pov +Initial_Frame=0 +Final_Frame=50 +Initial_Clock=0 +Final_Clock=50 +Cyclic_Animation=off +Pause_when_Done=off + diff --git a/vorlesungen/slides/7/images/interpolation.m b/vorlesungen/slides/7/images/interpolation.m new file mode 100644 index 0000000..31554e8 --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/7/images/interpolation.m @@ -0,0 +1,54 @@ +# +# interpolation.m +# +# (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +# +global N; +N = 50; +global A; +global B; + +A = (pi / 2) * [ + 0, 0, 0; + 0, 0, -1; + 0, 1, 0 +]; +g0 = expm(A) + +B = (pi / 2) * [ + 0, 0, 1; + 0, 0, 0; + -1, 0, 0 +]; +g1 = expm(B) + +function retval = g(t) + global A; + global B; + retval = expm((1-t)*A+t*B); +endfunction + +function dreibein(fn, M, funktion) + fprintf(fn, "%s(<%.4f,%.4f,%.4f>, <%.4f,%.4f,%.4f>, <%.4f,%.4f,%.4f>)\n", + funktion, + M(1,1), M(3,1), M(2,1), + M(1,2), M(3,2), M(2,2), + M(1,3), M(3,3), M(2,3)); +endfunction + +G = g1 * inverse(g0); +[V, lambda] = eig(G); +H = real(V(:,3)); + +D = logm(g1*inverse(g0)); + +for i = (0:N) + filename = sprintf("dreibein/d%03d.inc", i); + fn = fopen(filename, "w"); + t = i/N; + dreibein(fn, g(t), "quadrant"); + dreibein(fn, expm(t*D)*g0, "drehung"); + fprintf(fn, "achse(<%.4f,%.4f,%.4f>)\n", H(1,1), H(3,1), H(2,1)); + fclose(fn); +endfor + diff --git a/vorlesungen/slides/7/images/interpolation.pov b/vorlesungen/slides/7/images/interpolation.pov new file mode 100644 index 0000000..71e0257 --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/7/images/interpolation.pov @@ -0,0 +1,10 @@ +// +// commutator.pov +// +// (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +// +#include "drehung.inc" + +#declare filename = concat("dreibein/d", str(clock, -3, 0), ".inc"); +#include filename + diff --git a/vorlesungen/slides/7/images/test.pov b/vorlesungen/slides/7/images/test.pov new file mode 100644 index 0000000..5707be1 --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/7/images/test.pov @@ -0,0 +1,7 @@ +// +// test.pov +// +// (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +// +#include "drehung.inc" +#include "dreibein/d025.inc" diff --git a/vorlesungen/slides/7/interpolation.tex b/vorlesungen/slides/7/interpolation.tex new file mode 100644 index 0000000..3d40d7b --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/7/interpolation.tex @@ -0,0 +1,105 @@ +% +% interpolation.tex -- slide template +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +% +\bgroup +\def\bild#1#2{\only<#1|handout:0>{\includegraphics[width=\textwidth]{../slides/7/images/interpolation/#2.png}}} +\begin{frame}[t] +\setlength{\abovedisplayskip}{5pt} +\setlength{\belowdisplayskip}{5pt} +\frametitle{Interpolation} +\vspace{-20pt} +\begin{columns}[t,onlytextwidth] +\begin{column}{0.48\textwidth} +\begin{block}{Aufgabe} +Finde einen Weg $g(t)\in \operatorname{SO}(3)$ zwischen +$g_0\in\operatorname{SO}(3)$ +und +$g_1\in\operatorname{SO}(3)$: +\[ +g_0=g(0) +\quad\wedge\quad +g_1=g(1) +\] +\end{block} +\vspace{-10pt} +\uncover<2->{% +\begin{block}{Lösung} +$g_i=\exp(A_i) \uncover<3->{\Rightarrow A_i^t=-A_i}$ +\begin{align*} +\uncover<4->{A(t) &= (1-t)A_0 + tA_1}\uncover<8->{ \in \operatorname{so}(3)} +\\ +\uncover<5->{A(t)^t +&=(1-t)A_0^t + tA_1^t} +\\ +&\uncover<6->{= +-(1-t)A_0 - t A_1} +\uncover<7->{= +-A(t)} +\\ +\uncover<9->{\Rightarrow +g(t) &= \exp A(t) \in \operatorname{SO}(3)} +\end{align*} +\end{block}} +\end{column} +\begin{column}{0.48\textwidth} +\uncover<10->{% +\begin{block}{Animation} +\centering +\bild{11}{i00} +\bild{12}{i01} +\bild{13}{i02} +\bild{14}{i03} +\bild{15}{i04} +\bild{16}{i05} +\bild{17}{i06} +\bild{18}{i07} +\bild{19}{i08} +\bild{20}{i09} +\bild{21}{i10} +\bild{22}{i11} +\bild{23}{i12} +\bild{24}{i13} +\bild{25}{i14} +\bild{26}{i15} +\bild{27}{i16} +\bild{28}{i17} +\bild{29}{i18} +\bild{30}{i19} +\bild{31}{i20} +\bild{32}{i21} +\bild{33}{i22} +\bild{34}{i23} +\bild{35}{i24} +\bild{36}{i25} +\bild{37}{i26} +\bild{38}{i27} +\bild{39}{i28} +\bild{40}{i29} +\bild{41}{i30} +\bild{42}{i31} +\bild{43}{i32} +\bild{44}{i33} +\bild{45}{i34} +\bild{46}{i35} +\bild{47}{i36} +\bild{48}{i37} +\bild{49}{i38} +\bild{50}{i39} +\bild{51}{i40} +\bild{52}{i41} +\bild{53}{i42} +\bild{54}{i43} +\bild{55}{i44} +\bild{56}{i45} +\bild{57}{i46} +\bild{58}{i47} +\bild{59}{i48} +\bild{60}{i49} +\bild{61}{i50} +\end{block}} +\end{column} +\end{columns} +\end{frame} +\egroup diff --git a/vorlesungen/slides/test.tex b/vorlesungen/slides/test.tex index 35ebf03..56cd611 100644 --- a/vorlesungen/slides/test.tex +++ b/vorlesungen/slides/test.tex @@ -3,5 +3,5 @@ % % (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, Hochschule Rapperswil % -\folie{7/integration.tex} +\folie{7/interpolation.tex} -- cgit v1.2.1 From 71c54ed1c285940349659e93e823d1c0f83cc84d Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: =?UTF-8?q?Andreas=20M=C3=BCller?= Date: Thu, 6 May 2021 19:00:08 +0200 Subject: neue folie --- vorlesungen/slides/7/images/drehung.inc | 142 ++++++++++++++++++++++++++++++++ vorlesungen/slides/7/interpolation.tex | 111 +++++++++++++------------ 2 files changed, 201 insertions(+), 52 deletions(-) create mode 100644 vorlesungen/slides/7/images/drehung.inc diff --git a/vorlesungen/slides/7/images/drehung.inc b/vorlesungen/slides/7/images/drehung.inc new file mode 100644 index 0000000..c9b4bb7 --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/7/images/drehung.inc @@ -0,0 +1,142 @@ +// +// common.inc +// +// (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +// +#version 3.7; +#include "colors.inc" + +global_settings { + assumed_gamma 1 +} + +#declare imagescale = 0.23; +#declare O = <0, 0, 0>; +#declare at = 0.02; + +camera { + location <8.5, 2, 6.5> + look_at <0, 0, 0> + right x * imagescale + up y * imagescale +} + +//light_source { +// <-14, 20, -50> color White +// area_light <1,0,0> <0,0,1>, 10, 10 +// adaptive 1 +// jitter +//} + +light_source { + <41, 20, 10> color White + area_light <1,0,0> <0,0,1>, 10, 10 + adaptive 1 + jitter +} + +sky_sphere { + pigment { + color rgb<1,1,1> + } +} + +#macro arrow(from, to, arrowthickness, c) +#declare arrowdirection = vnormalize(to - from); +#declare arrowlength = vlength(to - from); +union { + sphere { + from, 1.0 * arrowthickness + } + cylinder { + from, + from + (arrowlength - 5 * arrowthickness) * arrowdirection, + arrowthickness + } + cone { + from + (arrowlength - 5 * arrowthickness) * arrowdirection, + 2 * arrowthickness, + to, + 0 + } + pigment { + color c + } + finish { + specular 0.9 + metallic + } +} +#end +#declare r = 1.0; + +arrow(< -r-0.2, 0.0, 0 >, < r+0.2, 0.0, 0.0 >, at, Gray) +arrow(< 0.0, 0.0, -r-0.2>, < 0.0, 0.0, r+0.2 >, at, Gray) +arrow(< 0.0, -r-0.2, 0 >, < 0.0, r+0.2, 0.0 >, at, Gray) + +#declare farbeX = rgb<1.0,0.2,0.6>; +#declare farbeY = rgb<0.0,0.8,0.4>; +#declare farbeZ = rgb<0.4,0.6,1.0>; + +#declare farbex = rgb<1.0,0.0,0.0>; +#declare farbey = rgb<0.0,0.6,0.0>; +#declare farbez = rgb<0.0,0.0,1.0>; + +#macro quadrant(X, Y, Z) + intersection { + sphere { O, 0.5 } + plane { -X, 0 } + plane { -Y, 0 } + plane { -Z, 0 } + pigment { + color rgb<1.0,0.6,0.2> + } + finish { + specular 0.95 + metallic + } + } + arrow(O, X, 1.1*at, farbex) + arrow(O, Y, 1.1*at, farbey) + arrow(O, Z, 1.1*at, farbez) +#end + +#macro drehung(X, Y, Z) +// intersection { +// sphere { O, 0.5 } +// plane { -X, 0 } +// plane { -Y, 0 } +// plane { -Z, 0 } +// pigment { +// color Gray +// } +// finish { +// specular 0.95 +// metallic +// } +// } + arrow(O, 1.1*X, 0.9*at, farbeX) + arrow(O, 1.1*Y, 0.9*at, farbeY) + arrow(O, 1.1*Z, 0.9*at, farbeZ) +#end + +#macro achse(H) + cylinder { H, -H, at + pigment { + color rgb<0.6,0.4,0.2> + } + finish { + specular 0.95 + metallic + } + } + cylinder { 0.003 * H, -0.003 * H, 1 + pigment { + color rgbt<0.6,0.4,0.2,0.5> + } + finish { + specular 0.95 + metallic + } + } +#end diff --git a/vorlesungen/slides/7/interpolation.tex b/vorlesungen/slides/7/interpolation.tex index 3d40d7b..249ee26 100644 --- a/vorlesungen/slides/7/interpolation.tex +++ b/vorlesungen/slides/7/interpolation.tex @@ -40,64 +40,71 @@ $g_i=\exp(A_i) \uncover<3->{\Rightarrow A_i^t=-A_i}$ \\ \uncover<9->{\Rightarrow g(t) &= \exp A(t) \in \operatorname{SO}(3)} +\\ +&\uncover<10->{\ne +\exp (\log(g_1g_0^{-1})t) g_0} \end{align*} \end{block}} \end{column} \begin{column}{0.48\textwidth} -\uncover<10->{% +\uncover<11->{% \begin{block}{Animation} \centering -\bild{11}{i00} -\bild{12}{i01} -\bild{13}{i02} -\bild{14}{i03} -\bild{15}{i04} -\bild{16}{i05} -\bild{17}{i06} -\bild{18}{i07} -\bild{19}{i08} -\bild{20}{i09} -\bild{21}{i10} -\bild{22}{i11} -\bild{23}{i12} -\bild{24}{i13} -\bild{25}{i14} -\bild{26}{i15} -\bild{27}{i16} -\bild{28}{i17} -\bild{29}{i18} -\bild{30}{i19} -\bild{31}{i20} -\bild{32}{i21} -\bild{33}{i22} -\bild{34}{i23} -\bild{35}{i24} -\bild{36}{i25} -\bild{37}{i26} -\bild{38}{i27} -\bild{39}{i28} -\bild{40}{i29} -\bild{41}{i30} -\bild{42}{i31} -\bild{43}{i32} -\bild{44}{i33} -\bild{45}{i34} -\bild{46}{i35} -\bild{47}{i36} -\bild{48}{i37} -\bild{49}{i38} -\bild{50}{i39} -\bild{51}{i40} -\bild{52}{i41} -\bild{53}{i42} -\bild{54}{i43} -\bild{55}{i44} -\bild{56}{i45} -\bild{57}{i46} -\bild{58}{i47} -\bild{59}{i48} -\bild{60}{i49} -\bild{61}{i50} +\ifthenelse{\boolean{presentation}}{ +\bild{12}{i00} +\bild{13}{i01} +\bild{14}{i02} +\bild{15}{i03} +\bild{16}{i04} +\bild{17}{i05} +\bild{18}{i06} +\bild{19}{i07} +\bild{20}{i08} +\bild{21}{i09} +\bild{22}{i10} +\bild{23}{i11} +\bild{24}{i12} +\bild{25}{i13} +\bild{26}{i14} +\bild{27}{i15} +\bild{28}{i16} +\bild{29}{i17} +\bild{30}{i18} +\bild{31}{i19} +\bild{32}{i20} +\bild{33}{i21} +\bild{34}{i22} +\bild{35}{i23} +\bild{36}{i24} +\bild{37}{i25} +\bild{38}{i26} +\bild{39}{i27} +\bild{40}{i28} +\bild{41}{i29} +\bild{42}{i30} +\bild{43}{i31} +\bild{44}{i32} +\bild{45}{i33} +\bild{46}{i34} +\bild{47}{i35} +\bild{48}{i36} +\bild{49}{i37} +\bild{50}{i38} +\bild{51}{i39} +\bild{52}{i40} +\bild{53}{i41} +\bild{54}{i42} +\bild{55}{i43} +\bild{56}{i44} +\bild{57}{i45} +\bild{58}{i46} +\bild{59}{i47} +\bild{60}{i48} +\bild{61}{i49} +\bild{62}{i50} +}{ +\includegraphics[width=\textwidth]{../slides/7/images/interpolation/i25.png} +} \end{block}} \end{column} \end{columns} -- cgit v1.2.1 From b879ffd58aa2c74b8f7b199edfa4b108b88c6e0b Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: Nao Pross Date: Fri, 7 May 2021 00:12:11 +0200 Subject: Create slide to show all point groups --- vorlesungen/punktgruppen/.gitignore | 1 + vorlesungen/punktgruppen/Makefile | 3 +- vorlesungen/punktgruppen/slides.pdf | Bin 871227 -> 789335 bytes vorlesungen/punktgruppen/slides.tex | 265 +++++++++++++++++++++++++++++++++++- 4 files changed, 265 insertions(+), 4 deletions(-) diff --git a/vorlesungen/punktgruppen/.gitignore b/vorlesungen/punktgruppen/.gitignore index 3d67444..841ea7e 100644 --- a/vorlesungen/punktgruppen/.gitignore +++ b/vorlesungen/punktgruppen/.gitignore @@ -8,4 +8,5 @@ build # files script.log slides.log +slides.vrb missfont.log diff --git a/vorlesungen/punktgruppen/Makefile b/vorlesungen/punktgruppen/Makefile index d685652..302e976 100644 --- a/vorlesungen/punktgruppen/Makefile +++ b/vorlesungen/punktgruppen/Makefile @@ -1,12 +1,11 @@ TEX=xelatex -TEXARGS=--output-directory=build --halt-on-error +TEXARGS=--output-directory=build --halt-on-error --shell-escape all: slides.pdf script.pdf media .PHONY: clean clean: @rm -rfv build - # @rm -rfv media %.pdf: %.tex mkdir -p build diff --git a/vorlesungen/punktgruppen/slides.pdf b/vorlesungen/punktgruppen/slides.pdf index 715d915..78cd5dd 100644 Binary files a/vorlesungen/punktgruppen/slides.pdf and b/vorlesungen/punktgruppen/slides.pdf differ diff --git a/vorlesungen/punktgruppen/slides.tex b/vorlesungen/punktgruppen/slides.tex index da13003..08b6ecb 100644 --- a/vorlesungen/punktgruppen/slides.tex +++ b/vorlesungen/punktgruppen/slides.tex @@ -1,4 +1,4 @@ -\documentclass[12pt, xcolor, aspectratio=169]{beamer} +\documentclass[12pt, xcolor, aspectratio=169, handout]{beamer} % language \usepackage{polyglossia} @@ -8,8 +8,16 @@ \usepackage{tikz} \usetikzlibrary{positioning} \usetikzlibrary{arrows.meta} +\usetikzlibrary{shapes.misc} \usetikzlibrary{calc} +\usetikzlibrary{external} +\tikzexternalize[ + mode = graphics if exists, + figure list = true, + prefix=build/ +] + % Theme \beamertemplatenavigationsymbolsempty @@ -399,13 +407,266 @@ Somit muss \begin{align*} \alpha &= \cos^{-1}\left(\frac{1-n}{2}\right) \\[1em] - \alpha &\in \left\{ 0, 60^\circ, 90^\circ, 120^\circ, 180^\circ \right\} + \alpha &\in \left\{ 0, 60^\circ, 90^\circ, 120^\circ, 180^\circ \right\} \\ + n &\in \left\{ 1, 2, 3, 4, 6 \right\} \end{align*} } \end{column} \end{columns} \end{frame} +{ + \usebackgroundtemplate[fragile]{ + \begin{tikzpicture}[ + overlay, + xshift = .45\paperwidth, + yshift = .47\paperheight, + classcirc/.style = { + draw = gray, thick, circle, + minimum size = 12mm, + inner sep = 0pt, outer sep = 0pt, + }, + classlabel/.style = { + below right = 5mm + }, + round/.style = { + draw = yellow, thick, circle, + minimum size = 1mm, + inner sep = 0pt, outer sep = 0pt, + }, + cross/.style = { + cross out, draw = magenta, thick, + minimum size = 1mm, + inner sep = 0pt, outer sep = 0pt + }, + ] + \matrix [row sep = 3mm, column sep = 0mm] { + \node[classcirc] (C1) {} node[classlabel] {\(C_{1}\)}; & + \node[classcirc] (C2) {} node[classlabel] {\(C_{2}\)}; & + \node[classcirc] (C3) {} node[classlabel] {\(C_{3}\)}; & + \node[classcirc] (Ci) {} node[classlabel] {\(C_{i}\)}; & + + \node[classcirc] (Cs) {} node[classlabel] {\(C_{s}\)}; & + \node[classcirc] (C3i) {} node[classlabel] {\(C_{3i}\)}; & + \node[classcirc] (C2h) {} node[classlabel] {\(C_{2h}\)}; & + \node[classcirc] (D2) {} node[classlabel] {\(D_{2}\)}; \\ + + \node[classcirc] (D3d) {} node[classlabel] {\(D_{3d}\)}; & + \node[classcirc] (C2v) {} node[classlabel] {\(C_{2v}\)}; & + \node[classcirc] (D2h) {} node[classlabel] {\(D_{2h}\)}; & + \node[classcirc] (D3) {} node[classlabel] {\(D_{3}\)}; & + + \node[classcirc] (C4) {} node[classlabel] {\(C_{4}\)}; & + \node[classcirc] (C6) {} node[classlabel] {\(C_{6}\)}; & + \node[classcirc] (D3dP) {} node[classlabel] {\(D_{3d}\)}; & + \node[classcirc] (S4) {} node[classlabel] {\(S_{4}\)}; \\ + + \node[classcirc] (S3) {} node[classlabel] {\(S_{3}\)}; & + \node[classcirc, dashed] (T) {} node[classlabel] {\(T_{}\)}; & + \node[classcirc] (C4h) {} node[classlabel] {\(C_{4h}\)}; & + \node[classcirc] (C6h) {} node[classlabel] {\(C_{6h}\)}; & + + \node[classcirc, dashed] (Th) {} node[classlabel] {\(T_{h}\)}; & + \node[classcirc] (C4v) {} node[classlabel] {\(C_{4v}\)}; & + \node[classcirc] (C6v) {} node[classlabel] {\(C_{6v}\)}; & + \node[classcirc, dashed] (Td) {} node[classlabel] {\(T_{d}\)}; \\ + + \node[classcirc] (D2d) {} node[classlabel] {\(D_{2d}\)}; & + \node[classcirc] (D3h) {} node[classlabel] {\(D_{3h}\)}; & + \node[classcirc, dashed] (O) {} node[classlabel] {\(O_{}\)}; & + \node[classcirc] (D4) {} node[classlabel] {\(D_{4}\)}; & + + \node[classcirc] (D6) {} node[classlabel] {\(D_{6}\)}; & + \node[classcirc, dashed] (Oh) {} node[classlabel] {\(O_{h}\)}; & + \node[classcirc] (D4h) {} node[classlabel] {\(D_{4h}\)}; & + \node[classcirc] (D6h) {} node[classlabel] {\(D_{6h}\)}; \\ + }; + + + \node[cross] at ($(C1)+(4mm,0)$) {}; + + + \node[cross] at ($(C2)+(4mm,0)$) {}; + \node[cross] at ($(C2)-(4mm,0)$) {}; + + + \node[cross] at ($(C3)+( 0:4mm)$) {}; + \node[cross] at ($(C3)+(120:4mm)$) {}; + \node[cross] at ($(C3)+(240:4mm)$) {}; + + + \node[cross] at ($(Ci)+(4mm,0)$) {}; + \node[round] at ($(Ci)-(4mm,0)$) {}; + + + \node[cross] at ($(Cs)+(4mm,0)$) {}; + \node[round] at ($(Cs)+(4mm,0)$) {}; + + + \node[cross] at ($(C3i)+( 0:4mm)$) {}; + \node[cross] at ($(C3i)+(120:4mm)$) {}; + \node[cross] at ($(C3i)+(240:4mm)$) {}; + \node[round] at ($(C3i)+( 60:4mm)$) {}; + \node[round] at ($(C3i)+(180:4mm)$) {}; + \node[round] at ($(C3i)+(300:4mm)$) {}; + + + \node[cross] at ($(C2h)+(4mm,0)$) {}; + \node[cross] at ($(C2h)-(4mm,0)$) {}; + \node[round] at ($(C2h)+(4mm,0)$) {}; + \node[round] at ($(C2h)-(4mm,0)$) {}; + + + \node[cross] at ($(D2)+( 20:4mm)$) {}; + \node[cross] at ($(D2)+(200:4mm)$) {}; + \node[round] at ($(D2)+(160:4mm)$) {}; + \node[round] at ($(D2)+(340:4mm)$) {}; + + + \foreach \x in {0, 120, 240} { + \node[cross] at ($(D3d)+({\x+15}:4mm)$) {}; + \node[cross] at ($(D3d)+({\x-15}:4mm)$) {}; + } + + + \foreach \x in {0, 180} { + \node[cross] at ($(C2v)+({\x+15}:4mm)$) {}; + \node[cross] at ($(C2v)+({\x-15}:4mm)$) {}; + } + + + \foreach \x in {0, 180} { + \node[cross] at ($(D2h)+({\x+15}:4mm)$) {}; + \node[cross] at ($(D2h)+({\x-15}:4mm)$) {}; + \node[round] at ($(D2h)+({\x+15}:4mm)$) {}; + \node[round] at ($(D2h)+({\x-15}:4mm)$) {}; + } + + + \foreach \x in {0, 120, 240} { + \node[cross] at ($(D3)+({\x+15}:4mm)$) {}; + \node[round] at ($(D3)+({\x-15}:4mm)$) {}; + } + + + \foreach \x in {0, 90, 180, 270} { + \node[cross] at ($(C4)+(\x:4mm)$) {}; + } + + + \foreach \x in {0, 60, 120, 180, 240, 300} { + \node[cross] at ($(C6)+(\x:4mm)$) {}; + } + + + \foreach \x in {0, 120, 240} { + \node[cross] at ($(D3dP)+({\x+15}:4mm)$) {}; + \node[cross] at ($(D3dP)+({\x-15}:4mm)$) {}; + \node[round] at ($(D3dP)+({\x+15+60}:4mm)$) {}; + \node[round] at ($(D3dP)+({\x-15+60}:4mm)$) {}; + } + + + \node[cross] at ($(S4)+(4mm,0)$) {}; + \node[cross] at ($(S4)-(4mm,0)$) {}; + \node[round] at ($(S4)+(0,4mm)$) {}; + \node[round] at ($(S4)-(0,4mm)$) {}; + + + \foreach \x in {0, 120, 240} { + \node[cross] at ($(S3)+(\x:4mm)$) {}; + \node[round] at ($(S3)+(\x:4mm)$) {}; + } + + + %% TODO: T + + + \foreach \x in {0, 90, 180, 270} { + \node[cross] at ($(C4h)+(\x:4mm)$) {}; + \node[round] at ($(C4h)+(\x:4mm)$) {}; + } + + + \foreach \x in {0, 60, 120, 180, 240, 300} { + \node[cross] at ($(C6h)+(\x:4mm)$) {}; + \node[round] at ($(C6h)+(\x:4mm)$) {}; + } + + + %% TODO: Th + + + \foreach \x in {0, 90, 180, 270} { + \node[cross] at ($(C4v)+(\x+15:4mm)$) {}; + \node[cross] at ($(C4v)+(\x-15:4mm)$) {}; + } + + + + \foreach \x in {0, 60, 120, 180, 240, 300} { + \node[cross] at ($(C6v)+(\x+10:4mm)$) {}; + \node[cross] at ($(C6v)+(\x-10:4mm)$) {}; + } + + + %% TODO: Td + + + \foreach \x in {0, 180} { + \node[cross] at ($(D2d)+({\x+15}:4mm)$) {}; + \node[round] at ($(D2d)+({\x-15}:4mm)$) {}; + + \node[round] at ($(D2d)+({\x+15+90}:4mm)$) {}; + \node[cross] at ($(D2d)+({\x-15+90}:4mm)$) {}; + } + + + \foreach \x in {0, 120, 240} { + \node[cross] at ($(D3h)+({\x+15}:4mm)$) {}; + \node[cross] at ($(D3h)+({\x-15}:4mm)$) {}; + \node[round] at ($(D3h)+({\x+15}:4mm)$) {}; + \node[round] at ($(D3h)+({\x-15}:4mm)$) {}; + } + + + %% TODO: O + + + \foreach \x in {0, 90, 180, 270} { + \node[cross] at ($(D4)+({\x+15}:4mm)$) {}; + \node[round] at ($(D4)+({\x-15}:4mm)$) {}; + } + + \foreach \x in {0, 60, 120, 180, 240, 300} { + \node[cross] at ($(D6)+({\x+10}:4mm)$) {}; + \node[round] at ($(D6)+({\x-10}:4mm)$) {}; + } + + + % TODO Oh + + + \foreach \x in {0, 90, 180, 270} { + \node[cross] at ($(D4h)+(\x+15:4mm)$) {}; + \node[cross] at ($(D4h)+(\x-15:4mm)$) {}; + \node[round] at ($(D4h)+(\x+15:4mm)$) {}; + \node[round] at ($(D4h)+(\x-15:4mm)$) {}; + } + + + \foreach \x in {0, 60, 120, 180, 240, 300} { + \node[cross] at ($(D6h)+({\x+10}:4mm)$) {}; + \node[cross] at ($(D6h)+({\x-10}:4mm)$) {}; + \node[round] at ($(D6h)+({\x+10}:4mm)$) {}; + \node[round] at ($(D6h)+({\x-10}:4mm)$) {}; + } + \end{tikzpicture} + } + \begin{frame}[fragile]{} + \end{frame} +} + \section{Anwendungen} \begin{frame}[fragile]{} \centering -- cgit v1.2.1 From c96558c1b70660c26242d33093f765d43b2aa022 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: =?UTF-8?q?Andreas=20M=C3=BCller?= Date: Fri, 7 May 2021 09:50:45 +0200 Subject: new slide --- vorlesungen/10_mseliealgebra/slides.tex | 1 + vorlesungen/slides/7/Makefile.inc | 1 + vorlesungen/slides/7/chapter.tex | 1 + vorlesungen/slides/7/logarithmus.tex | 82 +++++++++++++++++++++++++++++++++ vorlesungen/slides/test.tex | 2 +- 5 files changed, 86 insertions(+), 1 deletion(-) create mode 100644 vorlesungen/slides/7/logarithmus.tex diff --git a/vorlesungen/10_mseliealgebra/slides.tex b/vorlesungen/10_mseliealgebra/slides.tex index ff2e629..936139a 100644 --- a/vorlesungen/10_mseliealgebra/slides.tex +++ b/vorlesungen/10_mseliealgebra/slides.tex @@ -19,6 +19,7 @@ \section{Exponentialabbildung} \folie{7/dg.tex} +\folie{7/logarithmus.tex} % Interpolation \folie{7/interpolation.tex} diff --git a/vorlesungen/slides/7/Makefile.inc b/vorlesungen/slides/7/Makefile.inc index 4d291ed..ffd5091 100644 --- a/vorlesungen/slides/7/Makefile.inc +++ b/vorlesungen/slides/7/Makefile.inc @@ -23,6 +23,7 @@ chapter5 = \ ../slides/7/dg.tex \ ../slides/7/interpolation.tex \ ../slides/7/exponentialreihe.tex \ + ../slides/7/logarithmus.tex \ ../slides/7/zusammenhang.tex \ ../slides/7/quaternionen.tex \ ../slides/7/qdreh.tex \ diff --git a/vorlesungen/slides/7/chapter.tex b/vorlesungen/slides/7/chapter.tex index 36e0bb1..3736e0f 100644 --- a/vorlesungen/slides/7/chapter.tex +++ b/vorlesungen/slides/7/chapter.tex @@ -22,6 +22,7 @@ \folie{7/dg.tex} \folie{7/interpolation.tex} \folie{7/exponentialreihe.tex} +\folie{7/logarithmus.tex} \folie{7/zusammenhang.tex} \folie{7/quaternionen.tex} \folie{7/qdreh.tex} diff --git a/vorlesungen/slides/7/logarithmus.tex b/vorlesungen/slides/7/logarithmus.tex new file mode 100644 index 0000000..58065d7 --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/7/logarithmus.tex @@ -0,0 +1,82 @@ +% +% logarithmus.tex -- slide template +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +% +\bgroup +\begin{frame}[t] +\setlength{\abovedisplayskip}{5pt} +\setlength{\belowdisplayskip}{5pt} +\frametitle{Logarithmus} +\vspace{-20pt} +\begin{columns}[t,onlytextwidth] +\begin{column}{0.48\textwidth} +\begin{block}{Taylor-Reihe} +\begin{align*} +\frac{d}{dx}\log(1+x) +&= \frac{1}{1+x} +\\ +\uncover<2->{ +\Rightarrow\quad +\log (1+x) +&= +\int_0^x \frac{1}{1+t}\,dt} +\end{align*} +\begin{align*} +\uncover<3->{\frac{1}{1+t} +&= +1-t+t^2-t^3+\dots} +\\ +\uncover<4->{\log(1+x) +&=\int_0^x +1-t+t^2-t^3+\dots +\,dt} +\\ +&\only<5>{= +x-\frac{x^2}{2}  + \frac{x^3}{3} - \frac{x^4}4 + \dots} +\uncover<6->{= +\sum_{k=1}^\infty (-1)^{k-1}\frac{x^k}{k}} +\\ +\uncover<7->{\log (I+A) +&= +\sum_{k=1}^\infty \frac{(-1)^{k-1}}{k}A^k} +\end{align*} +\end{block} +\end{column} +\begin{column}{0.48\textwidth} +\uncover<8->{% +\begin{block}{Konvergenzradius} +Polstelle bei $x=-1$ +\( +\varrho =1 +\) +\end{block}} +\vspace{-5pt} +\begin{block}{\uncover<9->{Alternative: Spektraltheorie}} +\uncover<9->{ +Logarithmus $\log z$ in $\{z\in\mathbb{C}\;|\; \neg(\Re z\le 0\wedge\Im z=0)\}$ +definiert:} +\vspace{-15pt} +\uncover<8->{ +\begin{center} +\begin{tikzpicture}[>=latex,thick] +\uncover<9->{ + \fill[color=red!20] (-2.1,-2.1) rectangle (2.5,2.1); +} +\draw[->] (-2.2,0) -- (2.9,0) coordinate[label={$\Re z$}]; +\draw[->] (0,-2.2) -- (0,2.4) coordinate[label={right:$\Im z$}]; +\fill[color=blue!40,opacity=0.5] (1,0) circle[radius=1]; +\draw[color=blue] (1,0) circle[radius=1]; +\uncover<9->{ + \draw[color=white,line width=5pt] (-2.2,0) -- (0.1,0); +} +\fill (1,0) circle[radius=0.08]; +\node at (2.3,1.9) {$\mathbb{C}$}; +\node at (1,0) [below] {$1$}; +\end{tikzpicture} +\end{center}} +\end{block} +\end{column} +\end{columns} +\end{frame} +\egroup diff --git a/vorlesungen/slides/test.tex b/vorlesungen/slides/test.tex index 56cd611..7434b0b 100644 --- a/vorlesungen/slides/test.tex +++ b/vorlesungen/slides/test.tex @@ -3,5 +3,5 @@ % % (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, Hochschule Rapperswil % -\folie{7/interpolation.tex} +\folie{7/logarithmus.tex} -- cgit v1.2.1 From 84f60f0f078481b05f1305ceff9565f2e7dd7471 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: Nao Pross Date: Fri, 7 May 2021 17:54:43 +0200 Subject: Striptease --- vorlesungen/punktgruppen/slides.pdf | Bin 789335 -> 883884 bytes vorlesungen/punktgruppen/slides.tex | 2 +- 2 files changed, 1 insertion(+), 1 deletion(-) diff --git a/vorlesungen/punktgruppen/slides.pdf b/vorlesungen/punktgruppen/slides.pdf index 78cd5dd..ea4164d 100644 Binary files a/vorlesungen/punktgruppen/slides.pdf and b/vorlesungen/punktgruppen/slides.pdf differ diff --git a/vorlesungen/punktgruppen/slides.tex b/vorlesungen/punktgruppen/slides.tex index 08b6ecb..dbcf40f 100644 --- a/vorlesungen/punktgruppen/slides.tex +++ b/vorlesungen/punktgruppen/slides.tex @@ -1,4 +1,4 @@ -\documentclass[12pt, xcolor, aspectratio=169, handout]{beamer} +\documentclass[12pt, xcolor, aspectratio=169]{beamer} % language \usepackage{polyglossia} -- cgit v1.2.1 From e5cf8cc758fa3444d5b35cf1a2c3597532b3050e Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: tim30b Date: Fri, 7 May 2021 18:01:03 +0200 Subject: Crystallographic restriction theorem --- vorlesungen/punktgruppen/script.tex | 16 ++++++++++++++-- 1 file changed, 14 insertions(+), 2 deletions(-) diff --git a/vorlesungen/punktgruppen/script.tex b/vorlesungen/punktgruppen/script.tex index 0ea0aed..3c4b5b0 100644 --- a/vorlesungen/punktgruppen/script.tex +++ b/vorlesungen/punktgruppen/script.tex @@ -77,7 +77,7 @@ Let's now move into something seemingly unrelated: \emph{algebra}. \scene{Complex numbers and cyclic groups} \end{totranslate} -\scene{Matrizen} +\section{Matrizen} Das man mit matrizen so einiges darstellen kann ist keine neuigkeit mehr nach einem halben Semester Matheseminar. Also überrascht es wohl auch keinen, das mann alle punktsymetrischen Operationen auch mit Matrizen Formulieren kann. (Beispiel zu Rotation mit video) @@ -87,7 +87,7 @@ Let's now move into something seemingly unrelated: \emph{algebra}. -\scene{Krystalle} +\section{Krystalle} Jenen welchen die Kristalle bis jetzt ein wenig zu kurz gekommen sind, Freuen sich hoffentlich zurecht an dieser Folie. Es geht ab jetzt nähmlich um Kristalle. Bevor wir mit ihnen arbeiten könne sollten wir jedoch klähren, was ein Kristall ist. @@ -97,6 +97,18 @@ Let's now move into something seemingly unrelated: \emph{algebra}. Als Orentierungshilfe ist diese eigenschaft ein grosser Nachteil nicht jedoch wenn man versucht alle möglichen Symmetrien in einem Kristall zu finden. Denn die Lattice Strucktur schränkt die unendlichen möglichen Punktsymmetrien im 3D Raum beträchtlich ein. Was im Englischen bekannt is unter dem Crystallographic Restrictiontheorem. + + \scene{Crystallographic restriction Theorem} + Die Punktsymmetrien von Kristallen sind auf grund verschiedensten geometrischen überlegungen eingeschränkt. + Wir zeigen euch hier nur den beweis wieso die in einem Kristall nur Rotations symetrien um 360,180,120,90 und 60 grad haben kann. + Für den Beweis beginnen wir mit einem Punkt A in dem Gitter wir wssen das in nach einer translation um eine gitterbasis wieder ein Punkt A' existieren muss. + Wir suchen Rotationssymmetrien also drehen wir um den winkel \( \alpha \) und müssen dank der drehsymmetrie \(\alpha\) wieder einen punkt im Gitter finden hier B. + Das selbe oder hier genau die die inverse drehung um \(\alpha\) von A' aus muss uns daher den Punkt B' liefern. + Zwischen zwei punkten im Gitter muss aber die Opertation Q angewendet werden können. + Das heisst der Abstand zwischen B und B' mmuss ein ganzes vielfachen von dem Abstand B zu B' sein. + + \scene{Restriktion in Algebra} + Ausgeschrieben setzen wir q klein auf die Länge der Translation, \(\alpha\) auf \(2\pi / n\) und \(n \) auf \( \mathbb{N}\) \end{document} % vim:et ts=2 sw=2: -- cgit v1.2.1 From f751b6fa47c197216ef5d3faa617dbf9be4dd695 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: Nao Pross Date: Sat, 8 May 2021 01:09:30 +0200 Subject: Minor changes to slides --- vorlesungen/punktgruppen/slides.pdf | Bin 883884 -> 901246 bytes vorlesungen/punktgruppen/slides.tex | 156 +++++++++++++++++++----------------- 2 files changed, 84 insertions(+), 72 deletions(-) diff --git a/vorlesungen/punktgruppen/slides.pdf b/vorlesungen/punktgruppen/slides.pdf index ea4164d..d34f6a3 100644 Binary files a/vorlesungen/punktgruppen/slides.pdf and b/vorlesungen/punktgruppen/slides.pdf differ diff --git a/vorlesungen/punktgruppen/slides.tex b/vorlesungen/punktgruppen/slides.tex index dbcf40f..01d59f4 100644 --- a/vorlesungen/punktgruppen/slides.tex +++ b/vorlesungen/punktgruppen/slides.tex @@ -259,73 +259,59 @@ } \section{Kristalle} -\begin{frame}[fragile]{M\"ogliche Kristallstrukturen} - \begin{center} - \begin{tikzpicture}[] - \node[circle, dashed, draw = gray, - thick, fill = background, - minimum size = 4cm] {}; - \node[gray] at (.9,-1.2) {674}; - - \node[circle, draw = white, thick, - fill = orange!40!background, - xshift = -3mm, yshift = 2mm, - minimum size = 2.75cm] (A) {}; - \node[white, yshift = 2mm] at (A) {230}; - - \node[circle, draw = white, thick, - fill = red!20!background, - xshift = -5mm, yshift = -5mm, - minimum size = 1cm] {32}; - \end{tikzpicture} - \end{center} -\end{frame} - \begin{frame}[fragile]{} \begin{columns} - \begin{column}{.5\textwidth} - \begin{center} - \begin{tikzpicture}[ - dot/.style = { - draw, circle, thick, white, fill = gray!40!background, - minimum size = 2mm, - inner sep = 0pt, - outer sep = 1mm, - }, - ] - - \begin{scope} - \clip (-2,-2) rectangle (3,4); - \foreach \y in {-7,-6,...,7} { - \foreach \x in {-7,-6,...,7} { - \node[dot, xshift=3mm*\y] (N\x\y) at (\x, \y) {}; + \onslide<1->{ + \begin{column}{.5\textwidth} + \begin{center} + \begin{tikzpicture}[ + dot/.style = { + draw, circle, thick, white, fill = gray!40!background, + minimum size = 2mm, + inner sep = 0pt, + outer sep = 1mm, + }, + ] + + \begin{scope} + \clip (-2,-2) rectangle (3,4); + \foreach \y in {-7,-6,...,7} { + \foreach \x in {-7,-6,...,7} { + \node[dot, xshift=3mm*\y] (N\x\y) at (\x, \y) {}; + } } - } - \end{scope} - \draw[white, thick] (-2, -2) rectangle (3,4); - - \draw[red!80!background, thick, ->] - (N00) to node[midway, below] {\(\vec{a}_1\)} (N10); - \draw[cyan!80!background, thick, ->] - (N00) to node[midway, left] {\(\vec{a}_2\)} (N01); - \end{tikzpicture} - \end{center} - \end{column} - \pause + \end{scope} + \draw[white, thick] (-2, -2) rectangle (3,4); + + \draw[red!80!background, thick, ->] + (N00) to node[midway, below] {\(\vec{a}_1\)} (N10); + \draw[cyan!80!background, thick, ->] + (N00) to node[midway, left] {\(\vec{a}_2\)} (N01); + \end{tikzpicture} + \end{center} + \end{column} + } \begin{column}{.5\textwidth} - Kristallgitter: - \(n_i \in \mathbb{Z}\), - \(\vec{a}_i \in \mathbb{R}^3\) - \[ - \vec{r} = n_1 \vec{a}_1 + n_2 \vec{a}_2 + n_3 \vec{a}_3 - \] + \onslide<2->{ + Kristallgitter: + \(n_i \in \mathbb{Z}\), + } + \onslide<3->{ + \(\vec{a}_i \in \mathbb{R}^3\) + } + \onslide<2->{ + \[ + \vec{r} = n_1 \vec{a}_1 + n_2 \vec{a}_2 \onslide<3->{+ n_3 \vec{a}_3} + \] + } \vspace{1cm} - \pause - - Invariant unter Translation - \[ - Q_i(\vec{r}) = \vec{r} + \vec{a}_i - \] + + \onslide<4->{ + Invariant unter Translation + \[ + Q_i(\vec{r}) = \vec{r} + \vec{a}_i + \] + } \end{column} \end{columns} \end{frame} @@ -383,23 +369,21 @@ (B1) to node[above, midway] {\(\vec{Q}'\)} (B2); } - \onslide<7->{ - \draw[gray, dashed, thick] (A1) to (A1 |- B1) node (X) {}; - \draw[gray, dashed, thick] (A2) to (A2 |- B2); - } - - \onslide<8->{ - \node[above left, xshift=-2mm] at (X) {\(x\)}; + \onslide<10->{ + \draw[gray, dashed, thick] (A1) to (A1 |- B1) node (Xl) {}; + \draw[gray, dashed, thick] (A2) to (A2 |- B2) node (Xr) {}; + \node[above left, xshift=-2mm] at (Xl) {\(x\)}; + \node[above right, xshift= 2mm] at (Xr) {\(x\)}; } \end{tikzpicture} \end{center} \end{column} \begin{column}{.5\textwidth} - \onslide<9->{ + \onslide<7->{ Sei \(q = |\vec{Q}|\), \(\alpha = 2\pi/n\) und \(n \in \mathbb{N}\) } \begin{align*} - \onslide<10->{q' = n q &= q + 2x \\} + \onslide<9->{q' = n q \onslide<10->{&= q + 2x \\}} \onslide<11->{nq &= q + 2q\sin(\alpha - \pi/2) \\} \onslide<12->{n &= 1 - 2\cos\alpha} \end{align*} @@ -415,6 +399,34 @@ \end{columns} \end{frame} +\begin{frame}[fragile]{M\"ogliche Kristallstrukturen} + \begin{center} + \begin{tikzpicture}[] + \node[circle, dashed, draw = gray, + thick, fill = background, + minimum size = 4cm] {}; + \node[gray] at (.9,-1.2) {674}; + + \node[circle, draw = white, thick, + fill = orange!40!background, + xshift = -3mm, yshift = 2mm, + minimum size = 2.75cm, + outer sep = 1mm] (A) {}; + \node[white, yshift = 2mm] at (A) {230}; + \node[white, font=\large, above right = of A] (Al) {Raumgruppe}; + \draw[white, thick, ->] (Al.west) to[out=180, in=60] (A); + + \node[circle, draw = white, thick, + fill = red!20!background, + xshift = -5mm, yshift = -5mm, + minimum size = 1cm, + outer sep = 1mm] (B) {32}; + \node[white, font=\large, below left = of B, xshift=-4mm] (Bl) {Kristallklassen}; + \draw[white, thick, ->] (Bl.east) to[out = 0, in = 180] (B); + \end{tikzpicture} + \end{center} +\end{frame} + { \usebackgroundtemplate[fragile]{ \begin{tikzpicture}[ @@ -678,7 +690,7 @@ ] \matrix [nodes = {box, align = center}, column sep = 1cm, row sep = 1.5cm] { - & \node (A) {32 Punktgruppen}; \\ + & \node (A) {32 Kristallklassen}; \\ \node (B) {11 Mit\\ Inversionszentrum}; & \node (C) {21 Ohne\\ Inversionszentrum}; \\ & \node[fill=red!20!background] (D) {20 Piezoelektrisch}; & \node (E) {1 Nicht\\ piezoelektrisch}; \\ }; -- cgit v1.2.1 From 73df34e0710372ea84f94c74598dfa735572e8e2 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: Nao Pross Date: Sat, 8 May 2021 01:13:16 +0200 Subject: Work on script --- vorlesungen/punktgruppen/script.pdf | Bin 34480 -> 30104 bytes vorlesungen/punktgruppen/script.tex | 116 ++++++++++++++++++++++++++---------- 2 files changed, 85 insertions(+), 31 deletions(-) diff --git a/vorlesungen/punktgruppen/script.pdf b/vorlesungen/punktgruppen/script.pdf index 70ea683..f56d2f3 100644 Binary files a/vorlesungen/punktgruppen/script.pdf and b/vorlesungen/punktgruppen/script.pdf differ diff --git a/vorlesungen/punktgruppen/script.tex b/vorlesungen/punktgruppen/script.tex index 3c4b5b0..1cd7393 100644 --- a/vorlesungen/punktgruppen/script.tex +++ b/vorlesungen/punktgruppen/script.tex @@ -1,5 +1,8 @@ \documentclass[a4paper]{article} +\usepackage{amsmath} +\usepackage{amssymb} + \usepackage[cm]{manuscript} \usepackage{xcolor} @@ -7,25 +10,30 @@ \newenvironment{totranslate}{\color{blue!70!black}}{} \begin{document} -\section{das Sind wir} - (TT) Willkommen zu unserer Präsentation über Punktgruppen und deren Anwendung in der Kristallographie. - Ich bin Tim Tönz habe vor dem Studium die Lehre als Elektroinstallateur abgeschlossen und studiere jetzt Elektrotechnik im Vierten Semester mit Herrn Naoki Pross. - (NP)Das bin ich \ldots Nun zum Inhalt +\section{Das sind wir} +\scene{Tim} +Willkommen zu unserer Präsentation über Punktgruppen und deren Anwendung in der +Kristallographie. Ich bin Tim Tönz habe vor dem Studium die Lehre als +Elektroinstallateur abgeschlossen und studiere jetzt Elektrotechnik im Vierten +Semester mit Herrn Naoki Pross. +\scene{Naoki} + Das bin ich \ldots Nun zum Inhalt \section{Ablauf} - Wir möchten Euch zeigen, was eine Punktgruppe ausmacht, Konkret an Bespielen in 2D zeigen mit Gemainsamkeiten zu Algebraischen Symmetrien. - Da wir Menschen jedoch 3 Räumliche Dimensionen Wahrnehmen möchten wir euch die 3D Symetrien natürlcih nicht vorenthalten. - Um dem Thema des Mathematikseminars gerecht zu werden, Werden wir die einfache Verbindung zwischen Matrizen und Punktsymetrien zeigen. - Dammit die Praxis nicht ganz vergessen geht, Kristalle Mathematisch beschreiben und dessen Limitationen in hinsicht Symmetrien. - Als Abschluss Zeigen wir euch einen zusammenhan zwischen Piezoelektrizität und Symmetrien. +Wir möchten Euch zeigen, was eine Punktgruppe ausmacht, Konkret an Bespielen in 2D zeigen mit Gemainsamkeiten zu Algebraischen Symmetrien. +Da wir Menschen jedoch 3 Räumliche Dimensionen Wahrnehmen möchten wir euch die 3D Symetrien natürlcih nicht vorenthalten. +Um dem Thema des Mathematikseminars gerecht zu werden, Werden wir die einfache Verbindung zwischen Matrizen und Punktsymetrien zeigen. +Dammit die Praxis nicht ganz vergessen geht, Kristalle Mathematisch beschreiben und dessen Limitationen in hinsicht Symmetrien. +Als Abschluss Zeigen wir euch einen zusammenhan zwischen Piezoelektrizität und Symmetrien. \section{intro} - Ich hoffe wir konnten schon mit der Einleitung ein wenig Neugirde wecken. - fals dies noch nicht der Fall ist, sind hier noch die wichtigsten fragen, welche wir euch beantworten wollen, oder zumindest überzeugen, wieso dies spannende Fragen sind. - Als erstes, was eine Symetrie ist oder in unserem Fall eine Punktsymetrie. - Was macht ein Kristall aus, also wie kann man seine Wichtigsten eigenschaften mathematisch beschreiben. - Als letztes noch zu der Piezoelektrizität, welche ein Effekt beschreibt, dass bestimmte Krisstalle eine elektrische Spannung erzeugen, wenn sie unter mechanischen Druck gesetzt werden. - welche kristalle diese fähigkeit haben, hat ganz konkret mit ihrer Symmetrie zu tun. +Ich hoffe wir konnten schon mit der Einleitung ein wenig Neugirde wecken. +fals dies noch nicht der Fall ist, sind hier noch die wichtigsten fragen, welche wir euch beantworten wollen, oder zumindest überzeugen, wieso dies spannende Fragen sind. +Als erstes, was eine Symetrie ist oder in unserem Fall eine Punktsymetrie. +Was macht ein Kristall aus, also wie kann man seine Wichtigsten eigenschaften mathematisch beschreiben. +Als letztes noch zu der Piezoelektrizität, welche ein Effekt beschreibt, dass bestimmte Krisstalle eine elektrische Spannung erzeugen, wenn sie unter mechanischen Druck gesetzt werden. +welche kristalle diese fähigkeit haben, hat ganz konkret mit ihrer Symmetrie zu tun. + \section{Geometrie} \begin{totranslate} We'll start with geometric symmetries as they are the simplest to grasp. @@ -68,24 +76,70 @@ We'll start with geometric symmetries as they are the simplest to grasp. to an \(n\)-gon, and is known as the ``Dihedral Group'' of order \(n\). \end{totranslate} -\scene{Symmetrische Gruppe} -\scene{Alternierende Gruppe} - \section{Algebra} -\begin{totranslate} -Let's now move into something seemingly unrelated: \emph{algebra}. -\scene{Complex numbers and cyclic groups} -\end{totranslate} +\scene{Produkt mit \(i\)} +\"Uberlegen wir uns eine spezielle algebraische Operation: Multiplikation mit +der imagin\"aren Einheit. \(1\) mal \(i\) ist gleich \(i\). Wieder mal \(i\) +ist \(-1\), dann \(-i\) und schliesslich kommen wir z\"uruck auf \(1\). Diese +fassen wir in eine Gruppe \(G\) zusammen. Oder sch\"oner geschrieben:. Sieht das +bekannt aus? + +\scene{Morphismen} +Das Gefühl, dass es sich um dasselbe handelt, kann wie folgt formalisiert +werden. Sei \(\phi\) eine Funktion von \(C_4\) zu \(G\). Ordnen wir zu jeder +Symmetrieoperation ein Element aus \(G\). Wenn man die Zuordnung richtig +definiert, dann sieht man die folgende Eigenschaft: Eine Operation nach eine +andere zu nutzen, und dann die Funktion des Resultats zu nehmen, ist gleich wie +die Funktion der einzelnen Operazionen zu nehmen und das Resultat zu +multiplizieren. Dieses Ergebnis ist so bemerkenswert, dass es in der Mathematik +einen Namen bekommen hat: Homorphismus, von griechisch "homos" dasselbe und +"morphe" Form. Manchmal wird es auch so geschrieben. Ausserdem, wenn \(\phi\) +eins zu eins ist, heisst es \emph{Iso}morphismus: "iso" gleiche Form. Was +man typischerweise mit diesem Symbol schreibt. + +\scene{Animation} +Sie haben wahrscheinlich schon gesehen, worauf das hinausläuft. Dass die +zyklische Gruppe \(C_4\) und \(G\) die gleiche Form haben, ist im wahrste Sinne +des Wortes. %% Ask Tim: literally true + +\scene{Modulo} +Der Beispiel mit der komplexen Einheit, war wahrscheinlich nicht so +\"uberraschend. Aber was merkw\"urdig ist, ist das diese geometrische Struktur, +kann man auch in anderen Sachen finden, die erst nicht geometrisch aussehen. +Ein Beispiel für Neugierige: Summe in der Modulo-Arithmetik. Um die Geometrie +zu finden denken Sie an einer Uhr. \section{Matrizen} - Das man mit matrizen so einiges darstellen kann ist keine neuigkeit mehr nach einem halben Semester Matheseminar. - Also überrascht es wohl auch keinen, das mann alle punktsymetrischen Operationen auch mit Matrizen Formulieren kann. - (Beispiel zu Rotation mit video) - Für die Spiegelung wie auch eine Punkt inversion habt ihr dank dem matheseminar bestmmt schon eine Idee wie diese Operationen als Matrizen aussehen. - Ich weis nicht obe der Tipp etwas nützt, aber ih müsst nur in der Gruppe O(3) suchen. - Was auch sinn macht, denn die Gruppe O(3) zeichnet sich aus weil ihre Matrizen distanzen konstant hallten wie auch einen fixpunkt haben was sehr erwünscht ist, wenn man Punktsymmetrien beschreiben will. - - +\scene{Titelseite} +Nun gehen wir kurz auf den Thema unseres Seminars ein: Matrizen. Das man mit +Matrizen Dinge darstellen kann, ist keine Neuigkeit mehr, nach einem +Semester MatheSeminar. Also überrascht es wohl auch keinen, das man alle +punktsymmetrischen Operationen auch mit Matrizen Formulieren kann. + +\scene{Matrizen} + +Sei dann \(G\) unsere Symmetrie Gruppe, die unsere abstrakte Drehungen und +Spiegelungen enth\"ahlt. Die Matrix Darstellung dieser Gruppe, ist eine +Funktion gross \(\Phi\), von \(G\) zur orthogonalen Gruppe \(O(3)\), die zu +jeder Symmetrie Operation klein \(g\) eine Matrix gross \(\Phi_g\) zuordnet. + +Zur Erinnerung, die Orthogonale Gruppe ist definiert als die Matrizen, deren +transponierte auch die inverse ist. Da diese Volumen und Distanzen erhalten, +natuerlich nur bis zu einer Vorzeichenumkehrung, macht es Sinn, dass diese +Punksymmetrien genau beschreiben. + +Nehmen wir die folgende Operationen als Beispiele. Die Matrix der trivialen +Operation, dass heisst nichts zu machen, ist die Einheitsmatrix. Eine +Spiegelung ist dasselbe aber mit einem Minus, und Drehungen sind uns schon +dank Herrn M\"uller bekannt. + +% (Beispiel zu Rotation mit video) Für die Spiegelung wie auch eine Punkt +% inversion habt ihr dank dem matheseminar bestmmt schon eine Idee wie diese +% Operationen als Matrizen aussehen. Ich weis nicht obe der Tipp etwas nützt, +% aber ih müsst nur in der Gruppe O(3) suchen. Was auch sinn macht, denn die +% Gruppe O(3) zeichnet sich aus weil ihre Matrizen distanzen konstant hallten +% wie auch einen fixpunkt haben was sehr erwünscht ist, wenn man +% Punktsymmetrien beschreiben will. \section{Krystalle} Jenen welchen die Kristalle bis jetzt ein wenig zu kurz gekommen sind, Freuen sich hoffentlich zurecht an dieser Folie. @@ -108,7 +162,7 @@ Let's now move into something seemingly unrelated: \emph{algebra}. Das heisst der Abstand zwischen B und B' mmuss ein ganzes vielfachen von dem Abstand B zu B' sein. \scene{Restriktion in Algebra} - Ausgeschrieben setzen wir q klein auf die Länge der Translation, \(\alpha\) auf \(2\pi / n\) und \(n \) auf \( \mathbb{N}\) + Ausgeschrieben setzen wir klein auf die Länge der Translation, \(\alpha\) auf \(2\pi / n\) und \(n\) auf \(\mathbb{N}\). \end{document} % vim:et ts=2 sw=2: -- cgit v1.2.1 From f200f1bdb1b14bfcd9c3056d6d0a65f11a7a5ecc Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: Nao Pross Date: Sat, 8 May 2021 14:27:54 +0200 Subject: Little fix --- vorlesungen/punktgruppen/slides.pdf | Bin 901246 -> 901496 bytes vorlesungen/punktgruppen/slides.tex | 49 ++++++++++++++++++------------------ 2 files changed, 25 insertions(+), 24 deletions(-) diff --git a/vorlesungen/punktgruppen/slides.pdf b/vorlesungen/punktgruppen/slides.pdf index d34f6a3..67c9f4a 100644 Binary files a/vorlesungen/punktgruppen/slides.pdf and b/vorlesungen/punktgruppen/slides.pdf differ diff --git a/vorlesungen/punktgruppen/slides.tex b/vorlesungen/punktgruppen/slides.tex index 01d59f4..ddc7ed1 100644 --- a/vorlesungen/punktgruppen/slides.tex +++ b/vorlesungen/punktgruppen/slides.tex @@ -715,7 +715,6 @@ ] \node[font = {\large\bfseries}, align = center] (title) at (5.5,0) {Mit und Ohne\\ Symmetriezentrum}; - \node[below = of title] {Polarisation Feld \(\vec{E}_p\)}; \pause \begin{scope} @@ -728,35 +727,18 @@ \end{scope} \pause - \begin{scope}[yshift=-4.5cm] - \matrix[nodes = { charge }, row sep = 5mm, column sep = 1cm] { - \node[positive] (NW) {}; & \node[negative] (N) {}; & \node [positive] (NE) {}; \\ - \node[negative] (W) {}; & \node[positive] {}; & \node [negative] (E) {}; \\ - \node[positive] (SW) {}; & \node[negative] (S) {}; & \node [positive] (SE) {}; \\ - }; - - \foreach \d in {NW, N, NE} { - \draw[orange, very thick, <-] (\d) to ++(0,.7); - } - - \foreach \d in {SW, S, SE} { - \draw[orange, very thick, <-] (\d) to ++(0,-.7); - } - - \draw[gray, dashed] (W) to (N) to (E) to (S) to (W); - \end{scope} - \pause - \begin{scope}[xshift=11cm] \foreach \x/\t [count=\i] in {60/positive, 120/negative, 180/positive, 240/negative, 300/positive, 360/negative} { \node[charge, \t] (C\i) at (\x:1.5cm) {}; } \draw[white] (C1) to (C2) to (C3) to (C4) to (C5) to (C6) to (C1); + \node[circle, draw=gray, fill=gray, outer sep = 0, inner sep = 0, minimum size = 3mm] {}; % \draw[gray, dashed] (C2) to (C4) to (C6) to (C2); \end{scope} \pause + \node[below = of title] {Polarisation Feld \(\vec{E}_p\)}; \begin{scope}[xshift=11cm, yshift=-4.5cm] \node[charge, positive, yshift= 2.5mm] (C1) at ( 60:1.5cm) {}; \node[charge, negative, yshift= 2.5mm] (C2) at (120:1.5cm) {}; @@ -776,8 +758,27 @@ \node[red!50, right = of E] {\(+\)}; \node[blue!50, left = of E] {\(-\)}; \end{scope} - \draw[gray, thick, dotted] (E) to ++(0,2); - \draw[gray, thick, dotted] (E) to ++(0,-2); + % \draw[gray, thick, dotted] (E) to ++(0,2); + % \draw[gray, thick, dotted] (E) to ++(0,-2); + \end{scope} + \pause + + \begin{scope}[yshift=-4.5cm] + \matrix[nodes = { charge }, row sep = 5mm, column sep = 1cm] { + \node[positive] (NW) {}; & \node[negative] (N) {}; & \node [positive] (NE) {}; \\ + \node[negative] (W) {}; & \node[positive] {}; & \node [negative] (E) {}; \\ + \node[positive] (SW) {}; & \node[negative] (S) {}; & \node [positive] (SE) {}; \\ + }; + + \foreach \d in {NW, N, NE} { + \draw[orange, very thick, <-] (\d) to ++(0,.7); + } + + \foreach \d in {SW, S, SE} { + \draw[orange, very thick, <-] (\d) to ++(0,-.7); + } + + \draw[gray, dashed] (W) to (N) to (E) to (S) to (W); \end{scope} \pause @@ -805,8 +806,8 @@ \node[red!50, right = of E] {\(+\)}; \node[blue!50, left = of E] {\(-\)}; \end{scope} - \draw[gray, thick, dotted] (E) to ++(0,2); - \draw[gray, thick, dotted] (E) to ++(0,-2); + % \draw[gray, thick, dotted] (E) to ++(0,2); + % \draw[gray, thick, dotted] (E) to ++(0,-2); \end{scope} \end{tikzpicture} \end{frame} -- cgit v1.2.1 From 5ea80792f7fea3d05b62239cb5d6220fb43b3d41 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: Nao Pross Date: Sat, 8 May 2021 14:58:28 +0200 Subject: Piezoelectricity is tricky --- vorlesungen/punktgruppen/slides.pdf | Bin 901496 -> 905022 bytes vorlesungen/punktgruppen/slides.tex | 81 +++++++++++++++++++----------------- 2 files changed, 43 insertions(+), 38 deletions(-) diff --git a/vorlesungen/punktgruppen/slides.pdf b/vorlesungen/punktgruppen/slides.pdf index 67c9f4a..2b2e0d8 100644 Binary files a/vorlesungen/punktgruppen/slides.pdf and b/vorlesungen/punktgruppen/slides.pdf differ diff --git a/vorlesungen/punktgruppen/slides.tex b/vorlesungen/punktgruppen/slides.tex index ddc7ed1..e15dd9a 100644 --- a/vorlesungen/punktgruppen/slides.tex +++ b/vorlesungen/punktgruppen/slides.tex @@ -738,20 +738,28 @@ \end{scope} \pause + %% \node[below = of title] {Polarisation Feld \(\vec{E}_p\)}; + + %% hex with vertical pressure \begin{scope}[xshift=11cm, yshift=-4.5cm] - \node[charge, positive, yshift= 2.5mm] (C1) at ( 60:1.5cm) {}; - \node[charge, negative, yshift= 2.5mm] (C2) at (120:1.5cm) {}; - \node[charge, positive, xshift= 2.5mm] (C3) at (180:1.5cm) {}; - \node[charge, negative, yshift=-2.5mm] (C4) at (240:1.5cm) {}; - \node[charge, positive, yshift=-2.5mm] (C5) at (300:1.5cm) {}; - \node[charge, negative, xshift=-2.5mm] (C6) at (360:1.5cm) {}; + \node[charge, positive, yshift=-2.5mm] (C1) at ( 60:1.5cm) {}; + \node[charge, negative, yshift=-2.5mm] (C2) at (120:1.5cm) {}; + \node[charge, positive, xshift=-2.5mm] (C3) at (180:1.5cm) {}; + \node[charge, negative, yshift= 2.5mm] (C4) at (240:1.5cm) {}; + \node[charge, positive, yshift= 2.5mm] (C5) at (300:1.5cm) {}; + \node[charge, negative, xshift= 2.5mm] (C6) at (360:1.5cm) {}; \draw[white] (C1) to (C2) to (C3) to (C4) to (C5) to (C6) to (C1); % \draw[gray, dashed] (C2) to (C4) to (C6) to (C2); - \draw[orange, very thick, <-] (C6) to ++(.7,0); - \draw[orange, very thick, <-] (C3) to ++(-.7,0); + \foreach \d in {C1, C2} { + \draw[orange, very thick, <-] (\d) to ++(0,.7); + } + + \foreach \d in {C4, C5} { + \draw[orange, very thick, <-] (\d) to ++(0,-.7); + } \node[white] (E) {\(\vec{E}_p\)}; \begin{scope}[node distance = .5mm] @@ -761,8 +769,9 @@ % \draw[gray, thick, dotted] (E) to ++(0,2); % \draw[gray, thick, dotted] (E) to ++(0,-2); \end{scope} - \pause + \pause + %% square with vertical pressure \begin{scope}[yshift=-4.5cm] \matrix[nodes = { charge }, row sep = 5mm, column sep = 1cm] { \node[positive] (NW) {}; & \node[negative] (N) {}; & \node [positive] (NE) {}; \\ @@ -782,33 +791,32 @@ \end{scope} \pause + %% hex with horizontal pressure \begin{scope}[xshift=5.5cm, yshift=-4.5cm] - \node[charge, positive, yshift=-2.5mm] (C1) at ( 60:1.5cm) {}; - \node[charge, negative, yshift=-2.5mm] (C2) at (120:1.5cm) {}; - \node[charge, positive, xshift=-2.5mm] (C3) at (180:1.5cm) {}; - \node[charge, negative, yshift= 2.5mm] (C4) at (240:1.5cm) {}; - \node[charge, positive, yshift= 2.5mm] (C5) at (300:1.5cm) {}; - \node[charge, negative, xshift= 2.5mm] (C6) at (360:1.5cm) {}; + \node[charge, positive, yshift= 2.5mm] (C1) at ( 60:1.5cm) {}; + \node[charge, negative, yshift= 2.5mm] (C2) at (120:1.5cm) {}; + \node[charge, positive, xshift= 2.5mm] (C3) at (180:1.5cm) {}; + \node[charge, negative, yshift=-2.5mm] (C4) at (240:1.5cm) {}; + \node[charge, positive, yshift=-2.5mm] (C5) at (300:1.5cm) {}; + \node[charge, negative, xshift=-2.5mm] (C6) at (360:1.5cm) {}; \draw[white] (C1) to (C2) to (C3) to (C4) to (C5) to (C6) to (C1); % \draw[gray, dashed] (C2) to (C4) to (C6) to (C2); - \foreach \d in {C1, C2} { - \draw[orange, very thick, <-] (\d) to ++(0,.7); - } - - \foreach \d in {C4, C5} { - \draw[orange, very thick, <-] (\d) to ++(0,-.7); - } + \draw[orange, very thick, <-] (C6) to ++(.7,0); + \draw[orange, very thick, <-] (C3) to ++(-.7,0); \node[white] (E) {\(\vec{E}_p\)}; \begin{scope}[node distance = .5mm] - \node[red!50, right = of E] {\(+\)}; - \node[blue!50, left = of E] {\(-\)}; + \node[blue!50, right = of E] {\(-\)}; + \node[red!50, left = of E] {\(+\)}; \end{scope} % \draw[gray, thick, dotted] (E) to ++(0,2); % \draw[gray, thick, dotted] (E) to ++(0,-2); \end{scope} + \pause + + \end{tikzpicture} \end{frame} @@ -816,22 +824,11 @@ \frametitle{Licht in Kristallen} \begin{columns}[T] \begin{column}{.5\textwidth} - Symmetriegruppe und Darstellung - \begin{align*} - G &= \left\{\mathbb{1}, r, \sigma, \dots \right\} \\ - &\Phi : G \to O(n) - \end{align*} - \begin{align*} - U_\lambda &= \left\{ v : \Phi v = \lambda v \right\} \\ - &= \mathrm{null}\left(\Phi - \lambda I\right) - \end{align*} Helmholtz Wellengleichung \[ \nabla^2 \vec{E} = \ten{\varepsilon}\mu \frac{\partial^2}{\partial t^2} \vec{E} \] - \end{column} - \begin{column}{.5\textwidth} Ebene Welle \[ \vec{E} = \vec{E}_0 \exp\left[i @@ -841,9 +838,17 @@ \[ (\ten{K}\ten{\varepsilon})\vec{E} = \frac{k^2}{\mu \omega^2} \vec{E} \] - \[ - \vec{E} \in U_\lambda \implies (\ten{K}\ten{\varepsilon}) \vec{E} = \lambda \vec{E} - \] + \end{column} + \begin{column}{.5\textwidth} + Symmetriegruppe und Darstellung + \begin{align*} + G &= \left\{\mathbb{1}, r, \sigma, \dots \right\} \\ + &\Phi : G \to O(n) + \end{align*} + \begin{align*} + U_\lambda &= \left\{ v : \Phi v = \lambda v \right\} \\ + &= \mathrm{null}\left(\Phi - \lambda I\right) + \end{align*} \end{column} \end{columns} } -- cgit v1.2.1 From 550545408c41de6ab543e31dde6edfad3d5bd70c Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: Nao Pross Date: Sat, 8 May 2021 23:15:07 +0200 Subject: Work on script --- vorlesungen/punktgruppen/script.pdf | Bin 30104 -> 41494 bytes vorlesungen/punktgruppen/script.tex | 203 ++++++++++++++++++------------------ 2 files changed, 101 insertions(+), 102 deletions(-) diff --git a/vorlesungen/punktgruppen/script.pdf b/vorlesungen/punktgruppen/script.pdf index f56d2f3..5374af4 100644 Binary files a/vorlesungen/punktgruppen/script.pdf and b/vorlesungen/punktgruppen/script.pdf differ diff --git a/vorlesungen/punktgruppen/script.tex b/vorlesungen/punktgruppen/script.tex index 1cd7393..ef16338 100644 --- a/vorlesungen/punktgruppen/script.tex +++ b/vorlesungen/punktgruppen/script.tex @@ -11,70 +11,64 @@ \begin{document} \section{Das sind wir} -\scene{Tim} -Willkommen zu unserer Präsentation über Punktgruppen und deren Anwendung in der -Kristallographie. Ich bin Tim Tönz habe vor dem Studium die Lehre als -Elektroinstallateur abgeschlossen und studiere jetzt Elektrotechnik im Vierten -Semester mit Herrn Naoki Pross. -\scene{Naoki} - Das bin ich \ldots Nun zum Inhalt +\scene{Camera} \section{Ablauf} -Wir möchten Euch zeigen, was eine Punktgruppe ausmacht, Konkret an Bespielen in 2D zeigen mit Gemainsamkeiten zu Algebraischen Symmetrien. -Da wir Menschen jedoch 3 Räumliche Dimensionen Wahrnehmen möchten wir euch die 3D Symetrien natürlcih nicht vorenthalten. -Um dem Thema des Mathematikseminars gerecht zu werden, Werden wir die einfache Verbindung zwischen Matrizen und Punktsymetrien zeigen. -Dammit die Praxis nicht ganz vergessen geht, Kristalle Mathematisch beschreiben und dessen Limitationen in hinsicht Symmetrien. -Als Abschluss Zeigen wir euch einen zusammenhan zwischen Piezoelektrizität und Symmetrien. +Zuerst werden wir Symmetrien in 2 Dimensionen anschauen, dann \"uberlegen wir +kurz was es heisst f\"ur eine Symmetrie ``algebraisch'' zu sein. Von da aus +kommt die dritte Dimension hinzu, die man besser mit Matrizen verstehen kann. +Mit der aufgebauten Theorie werden wir versuchen Kristalle zu klassifizieren. +Und zum Schluss kommen wir zu Anwendungen, welche f\"ur Ingenieure von +Interesse sind. \section{intro} -Ich hoffe wir konnten schon mit der Einleitung ein wenig Neugirde wecken. -fals dies noch nicht der Fall ist, sind hier noch die wichtigsten fragen, welche wir euch beantworten wollen, oder zumindest überzeugen, wieso dies spannende Fragen sind. -Als erstes, was eine Symetrie ist oder in unserem Fall eine Punktsymetrie. -Was macht ein Kristall aus, also wie kann man seine Wichtigsten eigenschaften mathematisch beschreiben. -Als letztes noch zu der Piezoelektrizität, welche ein Effekt beschreibt, dass bestimmte Krisstalle eine elektrische Spannung erzeugen, wenn sie unter mechanischen Druck gesetzt werden. -welche kristalle diese fähigkeit haben, hat ganz konkret mit ihrer Symmetrie zu tun. - -\section{Geometrie} -\begin{totranslate} -We'll start with geometric symmetries as they are the simplest to grasp. +\scene{Spontan} +\section{2D Geometrie} \scene{Intro} - To mathematically formulate the concept, we will think of symmetries as - actions to perform on an object, like this square. The simplest action, is to - take this square, do nothing and put it back down. Another action could be to - flip it along an axis, or to rotate it around its center by 90 degrees. - -\scene{Cyclic Groups} - Let's focus our attention on the simplest class of symmetries: those - generated by a single rotation. We will gather the symmetries in a group - \(G\), and denote that it is generated by a rotation \(r\) with these angle - brackets. - - Take this pentagon as an example. By applying the rotation \emph{action} 5 - times, it is the same as if we had not done anything, furthermore, if we - \emph{act} a sixth time with \(r\), it will be the same as if we had just - acted with \(r\) once. Thus the group only contain the identity and the - powers of \(r\) up to 4. - - In general, groups with this structure are known as the ``Cyclic Groups'' of - order \(n\), where the action \(r\) can be applied \(n-1\) times before - wrapping around. - - % You can think of them as the rotational symmetries of an \(n\)-gon. - -\scene{Dihedral Groups} - Okay that was not difficult, now let's spice this up a bit. Consider this - group for a square, generated by two actions: a rotation \(r\) and a - reflection \(\sigma\). Because we have two actions we have to write in the - generator how they relate to each other. - - Let's analyze this expression. Two reflections are the same as the identity. - Four rotations are the same as the identity, and a rotation followed by a - reflection, twice, is the same as the identity. - - This forms a group with 8 possible unique actions. This too can be generalized - to an \(n\)-gon, and is known as the ``Dihedral Group'' of order \(n\). -\end{totranslate} +Wir fangen mit den 2 dimensionalen Symmetrien an, da man sie sich am +einfachsten vorstellen kann. Eine Symmetrie eines Objektes beschreibt eine +Aktion, welche nachdem sie auf das Objekt wirkt, das Objekt wieder gleich +aussehen l\"asst. + +\scene{Viereck} +Die einfachste Aktion, ist das Viereck zu nehmen, und wieder hinzulegen. +Eine andere Aktion k\"onnte sein, das Objekt um eine Achse zu spiegeln, +oder eine Rotation um 90 Grad. + +\scene{Zyklische Gruppe} +Fokussieren wir uns auf die einfachste Klassen von Symmetrien: diejenigen die +von einer reinen Drehung generiert werden. Wir sammeln diese in einer Gruppe +\(G\), und notieren das sie von eine Rotation \(r\) generiert worden sind, mit +diesen spitzen Klammern. + +Nehmen wir als Beispiel dieses Pentagon. Wenn wir \(r\) 5-mal anwenden, ist es +dasselbe als wenn wir nichts gemacht h\"atten. Wenn wir es noch ein 6. mal +drehen, entspricht dies dasselbe wie \(r\) nur 1 mal zu nutzen. + +\scene{Notation} +So, die Gruppe setzt sich zusammen aus dem neutralen Element, und den Potenzen +1 bis 4 von \(r\). Oder im allgemein Gruppen mit dieser Struktur, in welcher die +Aktion \(n-1\) mal angewendet werden kann, heissen ``Zyklische Gruppe''. + +\scene{Diedergruppe} +Nehmen wir nun auch noch die Spiegeloperation \(\sigma\) dazu. Weil wir jetzt 2 +Operationen haben, m\"ussen wir auch im Generator schreiben wie sie +zusammenh\"angen. Schauen wir dann uns genauer diesen Ausdr\"uck an. Zweimal +Spielegeln ist \"aquivalent zum neutralen Element, sowie 4 mal um 90 Grad +drehen und 2 Drehspiegelungen, welche man auch Inversion nennt. + +\scene{Notation} +Daraus k\"onnen wir wieder die ganze Gruppe erzeugen, die im allgemeinen den +Symmetrien eines \(n\)-gons entsprechen. + +\scene{Kreisgruppe} +Bis jetzt hatten wir nur diskrete Symmetrien, was nicht zwingend der Fall sein +muss. Ein Ring kann man kontinuierlich drehen, und sieht dabei immer gleich +aus. + +Diese Symmetrie ist auch als Kreisgruppe bekannt, die man sch\"on mit dem +komplexen Einheitskreis definieren kann. \section{Algebra} \scene{Produkt mit \(i\)} @@ -86,28 +80,52 @@ bekannt aus? \scene{Morphismen} Das Gefühl, dass es sich um dasselbe handelt, kann wie folgt formalisiert -werden. Sei \(\phi\) eine Funktion von \(C_4\) zu \(G\). Ordnen wir zu jeder -Symmetrieoperation ein Element aus \(G\). Wenn man die Zuordnung richtig +werden. Sei \(\phi\) eine Funktion von \(C_4\) zu \(G\) und ordnen wir zu +jeder Symmetrieoperation ein Element aus \(G\). Wenn man die Zuordnung richtig definiert, dann sieht man die folgende Eigenschaft: Eine Operation nach eine andere zu nutzen, und dann die Funktion des Resultats zu nehmen, ist gleich wie -die Funktion der einzelnen Operazionen zu nehmen und das Resultat zu +die Funktion der einzelnen Operazionen zu nehmen und die Resultate zu multiplizieren. Dieses Ergebnis ist so bemerkenswert, dass es in der Mathematik einen Namen bekommen hat: Homorphismus, von griechisch "homos" dasselbe und -"morphe" Form. Manchmal wird es auch so geschrieben. Ausserdem, wenn \(\phi\) -eins zu eins ist, heisst es \emph{Iso}morphismus: "iso" gleiche Form. Was -man typischerweise mit diesem Symbol schreibt. +"morphe" Form. Manchmal auch so geschrieben. Ausserdem, wenn \(\phi\) eins zu +eins ist, heisst es \emph{Iso}morphismus: "iso" gleiche Form. Was man +typischerweise mit diesem Symbol schreibt. \scene{Animation} -Sie haben wahrscheinlich schon gesehen, worauf das hinausläuft. Dass die -zyklische Gruppe \(C_4\) und \(G\) die gleiche Form haben, ist im wahrste Sinne -des Wortes. %% Ask Tim: literally true +Sie haben wahrscheinlich schon gesehen, worauf das hinausläuft. Dass die +zyklische Gruppe \(C_4\) und \(G\) isomorph sind ist nicht nur Fachjargon der +mathematik, sondern sie haben wirklich die selbe Struktur. \scene{Modulo} -Der Beispiel mit der komplexen Einheit, war wahrscheinlich nicht so -\"uberraschend. Aber was merkw\"urdig ist, ist das diese geometrische Struktur, -kann man auch in anderen Sachen finden, die erst nicht geometrisch aussehen. -Ein Beispiel für Neugierige: Summe in der Modulo-Arithmetik. Um die Geometrie -zu finden denken Sie an einer Uhr. +Das Beispiel mit der komplexen Einheit, war wahrscheinlich nicht so +\"uberraschend. Aber was merkw\"urdig ist, ist das Beziehungen zwischen +Symmetrien und Algebra auch in Bereichen gefunden werden, welche auf den ersten +Blick, nicht geomerisch erscheinen. Ein R\"atsel für die Neugierigen: die Summe +in der Modulo-Arithmetik. Als Hinweis: Um die Geometrie zu finden denken Sie +an einer Uhr. + +\section{3D Geometrie} +2 Dimensionen sind einfacher zu zeichnen, aber leider leben wir im 3 +dimensionalen Raum. + +\scene{Zyklische Gruppe} +Wenn wir unser bekanntes Viereck mit seiner zyklischer Symmetrie in 3 +Dimensionen betrachten, k\"onnen wir seine Drehachse sehen. + +\scene{Diedergruppe} +Um auch noch die andere Symmetrie des Rechteckes zu sehen, ben\"otigen wir eine +Spiegelachse \(\sigma\), die hier eine Spiegelebene ist. + +\scene{Transition} +Um die Punktsymmetrien zu klassifizieren orientiert man sich an einer Achse, um +welche sich die meisten Symmetrien drehen. Das geht aber nicht immer, wie beim +Tetraeder. + +\scene{Tetraedergruppe} +Diese Geometrie hat 4 gleichwertige Symmetrieachsen, die eben eine +Symmetriegruppe aufbauen, welche kreativer weise Tetraedergruppe genannt wird. +Vielleicht fallen Ihnnen weitere Polygone ein mit dieser Eigenschaft, bevor wir +zum n\"achsten Thema weitergehen. \section{Matrizen} \scene{Titelseite} @@ -133,36 +151,17 @@ Operation, dass heisst nichts zu machen, ist die Einheitsmatrix. Eine Spiegelung ist dasselbe aber mit einem Minus, und Drehungen sind uns schon dank Herrn M\"uller bekannt. -% (Beispiel zu Rotation mit video) Für die Spiegelung wie auch eine Punkt -% inversion habt ihr dank dem matheseminar bestmmt schon eine Idee wie diese -% Operationen als Matrizen aussehen. Ich weis nicht obe der Tipp etwas nützt, -% aber ih müsst nur in der Gruppe O(3) suchen. Was auch sinn macht, denn die -% Gruppe O(3) zeichnet sich aus weil ihre Matrizen distanzen konstant hallten -% wie auch einen fixpunkt haben was sehr erwünscht ist, wenn man -% Punktsymmetrien beschreiben will. - -\section{Krystalle} - Jenen welchen die Kristalle bis jetzt ein wenig zu kurz gekommen sind, Freuen sich hoffentlich zurecht an dieser Folie. - Es geht ab jetzt nähmlich um Kristalle. - Bevor wir mit ihnen arbeiten könne sollten wir jedoch klähren, was ein Kristall ist. - Per definition aus eienm Anerkanten Theoriebuch von XXXXXXXXXX Zitat:"YYYYYYYYYYYYYYY" - Was so viel heist wie, ein Idealer Kristall ist der schlimmste Ort um sich zu verlaufen. - Macht man nähmlich einen Schritt in genau in das nächste lattice feld hat siet der kristall wieser genau gleich aus. - Als Orentierungshilfe ist diese eigenschaft ein grosser Nachteil nicht jedoch wenn man versucht alle möglichen Symmetrien in einem Kristall zu finden. - Denn die Lattice Strucktur schränkt die unendlichen möglichen Punktsymmetrien im 3D Raum beträchtlich ein. - Was im Englischen bekannt is unter dem Crystallographic Restrictiontheorem. - - \scene{Crystallographic restriction Theorem} - Die Punktsymmetrien von Kristallen sind auf grund verschiedensten geometrischen überlegungen eingeschränkt. - Wir zeigen euch hier nur den beweis wieso die in einem Kristall nur Rotations symetrien um 360,180,120,90 und 60 grad haben kann. - Für den Beweis beginnen wir mit einem Punkt A in dem Gitter wir wssen das in nach einer translation um eine gitterbasis wieder ein Punkt A' existieren muss. - Wir suchen Rotationssymmetrien also drehen wir um den winkel \( \alpha \) und müssen dank der drehsymmetrie \(\alpha\) wieder einen punkt im Gitter finden hier B. - Das selbe oder hier genau die die inverse drehung um \(\alpha\) von A' aus muss uns daher den Punkt B' liefern. - Zwischen zwei punkten im Gitter muss aber die Opertation Q angewendet werden können. - Das heisst der Abstand zwischen B und B' mmuss ein ganzes vielfachen von dem Abstand B zu B' sein. - - \scene{Restriktion in Algebra} - Ausgeschrieben setzen wir klein auf die Länge der Translation, \(\alpha\) auf \(2\pi / n\) und \(n\) auf \(\mathbb{N}\). +\section{Kristalle} +\scene{Spontan} + +\section{Piezo} +\scene{Spontan} + +\section{Licht} +TODO + +\section{Outro} +\scene{Camera} \end{document} % vim:et ts=2 sw=2: -- cgit v1.2.1 From 18a8833cf205fdc887c89f66832cc8d15b12b59c Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: Nao Pross Date: Sun, 9 May 2021 17:14:26 +0200 Subject: Light script --- vorlesungen/punktgruppen/script.pdf | Bin 41494 -> 45277 bytes vorlesungen/punktgruppen/script.tex | 49 +++++++++++++++++++++++++++++++++++- 2 files changed, 48 insertions(+), 1 deletion(-) diff --git a/vorlesungen/punktgruppen/script.pdf b/vorlesungen/punktgruppen/script.pdf index 5374af4..31cdde4 100644 Binary files a/vorlesungen/punktgruppen/script.pdf and b/vorlesungen/punktgruppen/script.pdf differ diff --git a/vorlesungen/punktgruppen/script.tex b/vorlesungen/punktgruppen/script.tex index ef16338..c542702 100644 --- a/vorlesungen/punktgruppen/script.tex +++ b/vorlesungen/punktgruppen/script.tex @@ -158,7 +158,54 @@ dank Herrn M\"uller bekannt. \scene{Spontan} \section{Licht} -TODO +Als Finale, haben wir ein schwieriges Problem aus der Physik. Das Ziel dieser +Folie ist nicht jedes Zeichen zu versehen, sondern zu zeigen wie man von hier +weiter gehen kann. Wir mochten sehen wie Licht in einem Kristall sich +verhaltet. Genauer, wir m\"ochten wie die Amplitude einer +elektromagnetischer Welle in einem Kristall wissen. + +Das Beispiel richtet sich mehr an Elektrotechnik Studenten, aber die Theorie +ist die gleiche bei mechanischen Wellen in Materialien mit einer +Spannungstensor wie dem, den wir letzte Woche gesehen haben. Ganz grob gesagt, +ersetzt man E durch Xi und epsilon durch den sigma. + +Um eine Welle zu beschreiben, verwenden wir die Helmholtz-Gleichung, die einige +von uns bereits in anderen Kursen gel\"ost haben. Schwierig wird aber dieses +Problem, wenn der Term vor der Zeitableitung ein Tensor ist (f\"ur uns eine Matrix). + +Zur Vereinfachung werden wir eine ebene Welle verwenden. Setzt man dieses E in +die Helmholtz-Gleichung ein, erhält man folgendes zurück: ein Eigenwertproblem. + +Physikalisch bedeutet dies, dass die Welle in diesem Material ihre Amplitude in +Abhängigkeit von der Ausbreitungsrichtung ändert. Und die Eigenwerte sagen +aus, wie stark die Amplitude der Welle in jeder Richtung skaliert wird. + +Ich sagte, in jede Richtung skaliert, aber welche Richtungen genau? +Physikalisch hängt das von der kristallinen Struktur des Materials ab, aber +mathematisch können wir sagen: in Richtung der Eigenvektoren! Aber diesen +Eigenraum zu finden, in dem die Eigenvektoren wohnen, ist beliebig schwierig. + +Hier kommt unsere Gruppentheorie zu Hilfe. Wir können die Symmetrien unseres +Kristalls kennen. Und zu jeder dieser Symmetrien lässt sich bekanntlich eine +einfache Matrix finden, deren Eigenraum ebenfalls relativ leicht zu finden ist. +Zum Beispiel ist der Eigenraum der Rotation \(r\), die Rotationsachse, für die +Reflexion \(\sigma\) eine Ebene, und so weiter. + +Nun die frage ist, ob man diese Eingenraume der Symmetrienoperationen +kombinieren kann um den Eigenraum des physikalisches Problems zu finden. + +Aber leider ist meine Zeit abgelaufen, also müssen Sie mir einfach glauben, +dass es einen Weg gibt. Und es ist gar nicht so schlimm, wenn man die Notation +einmal gelernt hat. + +Nachdem wir den Eigenraum U gefunden haben, können wir einen Vektor E darin +nehmen und dann direkt lambda ablesen. Das sagt uns, wie die Amplitude der +Welle, in diese Richtung gedämpft wurde. + +Diese Methode ist nicht spezifisch für dieses Problem, im Gegenteil, ich habe +gesehen, dass sie in vielen Bereichen eingesetzt wird, wie z.B.: +Kristallographie, Festkörperphysik, Molekülschwingungen in der Quantenchemie +und numerische Simulationen von Membranen. \section{Outro} \scene{Camera} -- cgit v1.2.1 From 9c57a4bfed46c945090badce605ca0ea41657543 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: Nao Pross Date: Sun, 9 May 2021 17:21:02 +0200 Subject: Update slides --- vorlesungen/punktgruppen/slides.pdf | Bin 905022 -> 916514 bytes vorlesungen/punktgruppen/slides.tex | 91 +++++++++++++++++++++++++----------- 2 files changed, 65 insertions(+), 26 deletions(-) diff --git a/vorlesungen/punktgruppen/slides.pdf b/vorlesungen/punktgruppen/slides.pdf index 2b2e0d8..f1e21bc 100644 Binary files a/vorlesungen/punktgruppen/slides.pdf and b/vorlesungen/punktgruppen/slides.pdf differ diff --git a/vorlesungen/punktgruppen/slides.tex b/vorlesungen/punktgruppen/slides.tex index e15dd9a..5e12fa9 100644 --- a/vorlesungen/punktgruppen/slides.tex +++ b/vorlesungen/punktgruppen/slides.tex @@ -6,6 +6,8 @@ % pretty drawings \usepackage{tikz} +\usepackage{tikz-3dplot} + \usetikzlibrary{positioning} \usetikzlibrary{arrows.meta} \usetikzlibrary{shapes.misc} @@ -83,7 +85,7 @@ \begin{itemize} \item Was heisst \emph{Symmetrie} in der Mathematik? \pause \item Wie kann ein Kristall modelliert werden? \pause - \item Aus der Physik: Piezoelektrizit\"at \pause + \item Aus der Physik: Licht, Piezoelektrizit\"at \pause \end{itemize} \begin{center} \begin{tikzpicture} @@ -823,34 +825,71 @@ \frame{ \frametitle{Licht in Kristallen} \begin{columns}[T] - \begin{column}{.5\textwidth} - Helmholtz Wellengleichung - \[ - \nabla^2 \vec{E} = \ten{\varepsilon}\mu - \frac{\partial^2}{\partial t^2} \vec{E} - \] - Ebene Welle - \[ - \vec{E} = \vec{E}_0 \exp\left[i - \left(\vec{k}\cdot\vec{r} - \omega t \right)\right] - \] - Anisotropisch Dielektrikum - \[ - (\ten{K}\ten{\varepsilon})\vec{E} = \frac{k^2}{\mu \omega^2} \vec{E} - \] + \begin{column}{.45\textwidth} + \onslide<2->{ + Helmholtz Wellengleichung + \[ + \nabla^2 \vec{E} = \ten{\varepsilon}\mu + \frac{\partial^2}{\partial t^2} \vec{E} + \] + } + \onslide<3->{ + Ebene Welle + \[ + \vec{E} = \vec{E}_0 \exp\left[i + \left(\vec{k}\cdot\vec{r} - \omega t \right)\right] + \] + } + \onslide<4->{ + Anisotropisch Dielektrikum + \[ + (\ten{K}\ten{\varepsilon})\vec{E} + = \frac{k^2}{\mu \omega^2} \vec{E} + \implies + \Phi \vec{E} = \lambda \vec{E} + \] + } \end{column} - \begin{column}{.5\textwidth} - Symmetriegruppe und Darstellung - \begin{align*} - G &= \left\{\mathbb{1}, r, \sigma, \dots \right\} \\ - &\Phi : G \to O(n) - \end{align*} - \begin{align*} - U_\lambda &= \left\{ v : \Phi v = \lambda v \right\} \\ - &= \mathrm{null}\left(\Phi - \lambda I\right) - \end{align*} + \begin{column}{.55\textwidth} + \onslide<5->{ + Eingenraum + \begin{align*} + U_\lambda &= \left\{ v : \Phi v = \lambda v \right\} + = \mathrm{null}\left(\Phi - \lambda I\right) + \end{align*} + }\onslide<6->{ + Symmetriegruppe und Darstellung + \begin{align*} + G &= \left\{\mathbb{1}, r, \sigma, \dots \right\} \\ + &\Phi : G \to O(n) + \end{align*} + }\onslide<7->{ + Kann man \(U_\lambda\) von \(G\) herauslesen? + \only<7>{ + \[ + U_\lambda \stackrel{?}{=} f\left(\bigoplus_{g \in G} \Phi_g\right) + \] + }\only<8>{ + \begin{align*} + \mathrm{Tr}\left[\Phi_r(g)\right] + &= \sum_i n_i \mathrm{Tr}\left[\Psi_i(g)\right] \\ + |G| &= \sum_i\mathrm{Tr}\left[\Psi_i(\mathbb{1})\right] + \end{align*} + } + } \end{column} \end{columns} } +% \begin{frame}[fragile] +% \centering +% \tdplotsetmaincoords{70}{110} +% \begin{tikzpicture}[scale=2, tdplot_main_coords] +% \node[draw=white, thick, minimum size = 3cm, circle] {}; +% % \foreach \x in {0, 120, 240} { +% % } +% \end{tikzpicture} +% \end{frame} + + \end{document} -- cgit v1.2.1 From 941187a21b3ff980e2dc742e13108f066822cdfa Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: tim30b Date: Sun, 9 May 2021 17:30:54 +0200 Subject: git will das ich commite --- vorlesungen/punktgruppen/slides.tex | 91 ++++++++++++++++++++++++++----------- 1 file changed, 65 insertions(+), 26 deletions(-) diff --git a/vorlesungen/punktgruppen/slides.tex b/vorlesungen/punktgruppen/slides.tex index e15dd9a..5e12fa9 100644 --- a/vorlesungen/punktgruppen/slides.tex +++ b/vorlesungen/punktgruppen/slides.tex @@ -6,6 +6,8 @@ % pretty drawings \usepackage{tikz} +\usepackage{tikz-3dplot} + \usetikzlibrary{positioning} \usetikzlibrary{arrows.meta} \usetikzlibrary{shapes.misc} @@ -83,7 +85,7 @@ \begin{itemize} \item Was heisst \emph{Symmetrie} in der Mathematik? \pause \item Wie kann ein Kristall modelliert werden? \pause - \item Aus der Physik: Piezoelektrizit\"at \pause + \item Aus der Physik: Licht, Piezoelektrizit\"at \pause \end{itemize} \begin{center} \begin{tikzpicture} @@ -823,34 +825,71 @@ \frame{ \frametitle{Licht in Kristallen} \begin{columns}[T] - \begin{column}{.5\textwidth} - Helmholtz Wellengleichung - \[ - \nabla^2 \vec{E} = \ten{\varepsilon}\mu - \frac{\partial^2}{\partial t^2} \vec{E} - \] - Ebene Welle - \[ - \vec{E} = \vec{E}_0 \exp\left[i - \left(\vec{k}\cdot\vec{r} - \omega t \right)\right] - \] - Anisotropisch Dielektrikum - \[ - (\ten{K}\ten{\varepsilon})\vec{E} = \frac{k^2}{\mu \omega^2} \vec{E} - \] + \begin{column}{.45\textwidth} + \onslide<2->{ + Helmholtz Wellengleichung + \[ + \nabla^2 \vec{E} = \ten{\varepsilon}\mu + \frac{\partial^2}{\partial t^2} \vec{E} + \] + } + \onslide<3->{ + Ebene Welle + \[ + \vec{E} = \vec{E}_0 \exp\left[i + \left(\vec{k}\cdot\vec{r} - \omega t \right)\right] + \] + } + \onslide<4->{ + Anisotropisch Dielektrikum + \[ + (\ten{K}\ten{\varepsilon})\vec{E} + = \frac{k^2}{\mu \omega^2} \vec{E} + \implies + \Phi \vec{E} = \lambda \vec{E} + \] + } \end{column} - \begin{column}{.5\textwidth} - Symmetriegruppe und Darstellung - \begin{align*} - G &= \left\{\mathbb{1}, r, \sigma, \dots \right\} \\ - &\Phi : G \to O(n) - \end{align*} - \begin{align*} - U_\lambda &= \left\{ v : \Phi v = \lambda v \right\} \\ - &= \mathrm{null}\left(\Phi - \lambda I\right) - \end{align*} + \begin{column}{.55\textwidth} + \onslide<5->{ + Eingenraum + \begin{align*} + U_\lambda &= \left\{ v : \Phi v = \lambda v \right\} + = \mathrm{null}\left(\Phi - \lambda I\right) + \end{align*} + }\onslide<6->{ + Symmetriegruppe und Darstellung + \begin{align*} + G &= \left\{\mathbb{1}, r, \sigma, \dots \right\} \\ + &\Phi : G \to O(n) + \end{align*} + }\onslide<7->{ + Kann man \(U_\lambda\) von \(G\) herauslesen? + \only<7>{ + \[ + U_\lambda \stackrel{?}{=} f\left(\bigoplus_{g \in G} \Phi_g\right) + \] + }\only<8>{ + \begin{align*} + \mathrm{Tr}\left[\Phi_r(g)\right] + &= \sum_i n_i \mathrm{Tr}\left[\Psi_i(g)\right] \\ + |G| &= \sum_i\mathrm{Tr}\left[\Psi_i(\mathbb{1})\right] + \end{align*} + } + } \end{column} \end{columns} } +% \begin{frame}[fragile] +% \centering +% \tdplotsetmaincoords{70}{110} +% \begin{tikzpicture}[scale=2, tdplot_main_coords] +% \node[draw=white, thick, minimum size = 3cm, circle] {}; +% % \foreach \x in {0, 120, 240} { +% % } +% \end{tikzpicture} +% \end{frame} + + \end{document} -- cgit v1.2.1 From d8fe865f486d8aed3fb7105671783efd6738bfb4 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: HeadAndToes <55713950+HeadAndToes@users.noreply.github.com> Date: Sun, 9 May 2021 17:52:17 +0200 Subject: Update script.tex --- vorlesungen/punktgruppen/script.tex | 22 +++++++++++----------- 1 file changed, 11 insertions(+), 11 deletions(-) diff --git a/vorlesungen/punktgruppen/script.tex b/vorlesungen/punktgruppen/script.tex index c542702..789fbd4 100644 --- a/vorlesungen/punktgruppen/script.tex +++ b/vorlesungen/punktgruppen/script.tex @@ -160,14 +160,14 @@ dank Herrn M\"uller bekannt. \section{Licht} Als Finale, haben wir ein schwieriges Problem aus der Physik. Das Ziel dieser Folie ist nicht jedes Zeichen zu versehen, sondern zu zeigen wie man von hier -weiter gehen kann. Wir mochten sehen wie Licht in einem Kristall sich -verhaltet. Genauer, wir m\"ochten wie die Amplitude einer -elektromagnetischer Welle in einem Kristall wissen. +weiter gehen kann. Wir mochten sehen wie sich Licht in einem Kristall verhaltet. +Genauer, wir m\"ochten die Amplitude einer +elektromagnetischer Welle in einem Kristall beschreiben. Das Beispiel richtet sich mehr an Elektrotechnik Studenten, aber die Theorie ist die gleiche bei mechanischen Wellen in Materialien mit einer Spannungstensor wie dem, den wir letzte Woche gesehen haben. Ganz grob gesagt, -ersetzt man E durch Xi und epsilon durch den sigma. +ersetzt man E durch Xi und epsilon durch das Sigma. Um eine Welle zu beschreiben, verwenden wir die Helmholtz-Gleichung, die einige von uns bereits in anderen Kursen gel\"ost haben. Schwierig wird aber dieses @@ -186,20 +186,20 @@ mathematisch können wir sagen: in Richtung der Eigenvektoren! Aber diesen Eigenraum zu finden, in dem die Eigenvektoren wohnen, ist beliebig schwierig. Hier kommt unsere Gruppentheorie zu Hilfe. Wir können die Symmetrien unseres -Kristalls kennen. Und zu jeder dieser Symmetrien lässt sich bekanntlich eine +Kristalls zur Hilfe nehmen. Zu jeder dieser Symmetrien lässt sich bekanntlich eine einfache Matrix finden, deren Eigenraum ebenfalls relativ leicht zu finden ist. Zum Beispiel ist der Eigenraum der Rotation \(r\), die Rotationsachse, für die Reflexion \(\sigma\) eine Ebene, und so weiter. -Nun die frage ist, ob man diese Eingenraume der Symmetrienoperationen +Nun ist die Frage, ob man diese Eingenraume der Symmetrienoperationen kombinieren kann um den Eigenraum des physikalisches Problems zu finden. -Aber leider ist meine Zeit abgelaufen, also müssen Sie mir einfach glauben, -dass es einen Weg gibt. Und es ist gar nicht so schlimm, wenn man die Notation -einmal gelernt hat. +Aber leider ist meine Zeit abgelaufen in der Recherche, also müssen Sie mir einfach glauben, +dass es einen Weg gibt. (Und es ist gar nicht so schlimm, wenn man die Notation +einmal gelernt hat.)-> weiss nicht ganz was du hier sagen willst/wieso du das erwähnst -Nachdem wir den Eigenraum U gefunden haben, können wir einen Vektor E darin -nehmen und dann direkt lambda ablesen. Das sagt uns, wie die Amplitude der +Nachdem wir an, wir haben den Eigenraum U gefunden, dann können wir einen (Eigen)Vektor E daraus +nehmen und in ihm direkt lambda ablesen. Das sagt uns, wie die Amplitude der Welle, in diese Richtung gedämpft wurde. Diese Methode ist nicht spezifisch für dieses Problem, im Gegenteil, ich habe -- cgit v1.2.1 From dbeaa2f31d51c098caf46b83ca286cbef358f996 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: Nao Pross Date: Mon, 10 May 2021 13:14:42 +0200 Subject: Recompile slides for handout --- vorlesungen/punktgruppen/slides.pdf | Bin 916514 -> 790926 bytes vorlesungen/punktgruppen/slides.tex | 2 +- 2 files changed, 1 insertion(+), 1 deletion(-) diff --git a/vorlesungen/punktgruppen/slides.pdf b/vorlesungen/punktgruppen/slides.pdf index f1e21bc..e1769f8 100644 Binary files a/vorlesungen/punktgruppen/slides.pdf and b/vorlesungen/punktgruppen/slides.pdf differ diff --git a/vorlesungen/punktgruppen/slides.tex b/vorlesungen/punktgruppen/slides.tex index 5e12fa9..cd3d7d7 100644 --- a/vorlesungen/punktgruppen/slides.tex +++ b/vorlesungen/punktgruppen/slides.tex @@ -1,4 +1,4 @@ -\documentclass[12pt, xcolor, aspectratio=169]{beamer} +\documentclass[12pt, xcolor, aspectratio=169, handout]{beamer} % language \usepackage{polyglossia} -- cgit v1.2.1 From 77fe1064cdf1e7a0233d6bc6411a74e1807e5bbc Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: Nao Pross Date: Mon, 10 May 2021 13:15:12 +0200 Subject: Minor changes in script --- vorlesungen/punktgruppen/script.pdf | Bin 45277 -> 44991 bytes vorlesungen/punktgruppen/script.tex | 16 ++++++++-------- 2 files changed, 8 insertions(+), 8 deletions(-) diff --git a/vorlesungen/punktgruppen/script.pdf b/vorlesungen/punktgruppen/script.pdf index 31cdde4..91993fb 100644 Binary files a/vorlesungen/punktgruppen/script.pdf and b/vorlesungen/punktgruppen/script.pdf differ diff --git a/vorlesungen/punktgruppen/script.tex b/vorlesungen/punktgruppen/script.tex index 789fbd4..bc50e21 100644 --- a/vorlesungen/punktgruppen/script.tex +++ b/vorlesungen/punktgruppen/script.tex @@ -166,8 +166,8 @@ elektromagnetischer Welle in einem Kristall beschreiben. Das Beispiel richtet sich mehr an Elektrotechnik Studenten, aber die Theorie ist die gleiche bei mechanischen Wellen in Materialien mit einer -Spannungstensor wie dem, den wir letzte Woche gesehen haben. Ganz grob gesagt, -ersetzt man E durch Xi und epsilon durch das Sigma. +Spannungstensor wie dem, den wir letzte Woche gesehen haben. +% Ganz grob gesagt, ersetzt man E durch Xi und epsilon durch das Sigma. Um eine Welle zu beschreiben, verwenden wir die Helmholtz-Gleichung, die einige von uns bereits in anderen Kursen gel\"ost haben. Schwierig wird aber dieses @@ -194,13 +194,13 @@ Reflexion \(\sigma\) eine Ebene, und so weiter. Nun ist die Frage, ob man diese Eingenraume der Symmetrienoperationen kombinieren kann um den Eigenraum des physikalisches Problems zu finden. -Aber leider ist meine Zeit abgelaufen in der Recherche, also müssen Sie mir einfach glauben, -dass es einen Weg gibt. (Und es ist gar nicht so schlimm, wenn man die Notation -einmal gelernt hat.)-> weiss nicht ganz was du hier sagen willst/wieso du das erwähnst +Aber leider ist meine Zeit abgelaufen in der Recherche, also müssen Sie mir 2 +Dingen einfach glauben, erstens dass es einen Weg gibt, und zweitens dass eher +nicht so schlimm ist, wenn man die Notation einmal gelernt hat. -Nachdem wir an, wir haben den Eigenraum U gefunden, dann können wir einen (Eigen)Vektor E daraus -nehmen und in ihm direkt lambda ablesen. Das sagt uns, wie die Amplitude der -Welle, in diese Richtung gedämpft wurde. +Nachdem wir an, wir haben den Eigenraum U gefunden, dann können wir einen +(Eigen)Vektor E daraus nehmen und in ihm direkt lambda ablesen. Das sagt uns, +wie die Amplitude der Welle, in diese Richtung gedämpft wurde. Diese Methode ist nicht spezifisch für dieses Problem, im Gegenteil, ich habe gesehen, dass sie in vielen Bereichen eingesetzt wird, wie z.B.: -- cgit v1.2.1 From 28f34a14fce246946b1e0a7d5de3b095c92e342d Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: Nao Pross Date: Mon, 10 May 2021 13:17:41 +0200 Subject: Update animation script --- vorlesungen/punktgruppen/crystals.py | 114 ++++++++++++++++++++++++++--------- 1 file changed, 86 insertions(+), 28 deletions(-) diff --git a/vorlesungen/punktgruppen/crystals.py b/vorlesungen/punktgruppen/crystals.py index b29d7e4..4a9836a 100644 --- a/vorlesungen/punktgruppen/crystals.py +++ b/vorlesungen/punktgruppen/crystals.py @@ -15,6 +15,8 @@ config.tex_template.add_to_preamble( # scenes class Geometric2DSymmetries(Scene): def construct(self): + self.wait(5) + self.intro() self.cyclic() self.dihedral() @@ -33,6 +35,7 @@ class Geometric2DSymmetries(Scene): self.play(ApplyMethod(square.scale, 1.2)) self.play(ApplyMethod(square.scale, 1/1.2)) self.play(FadeOut(action)) + self.wait() # show some reflections axis = DashedLine(2 * LEFT, 2 * RIGHT) @@ -41,9 +44,7 @@ class Geometric2DSymmetries(Scene): self.play(Create(axis)) self.play(Write(sigma)) - self.play(ApplyMethod(square.flip, RIGHT)) - self.wait() for d in [UP + RIGHT, UP]: self.play( @@ -53,9 +54,7 @@ class Geometric2DSymmetries(Scene): self.play(Rotate(sigma, -PI/4), run_time=.5) self.play(ApplyMethod(square.flip, d)) - self.play( - FadeOutAndShift(sigma), - Uncreate(axis)) + self.play(FadeOutAndShift(sigma), Uncreate(axis)) # show some rotations dot = Dot(UP + RIGHT) @@ -69,7 +68,7 @@ class Geometric2DSymmetries(Scene): self.play( ReplacementTransform(last, newrot), Rotate(figure, PI/2, about_point=ORIGIN)) - self.wait() + self.wait(.5) last = newrot self.play(Uncreate(dot), FadeOut(square), FadeOut(last)) @@ -99,12 +98,13 @@ class Geometric2DSymmetries(Scene): group = MathTex(r"G = \langle r \rangle") self.play(Write(group), run_time = 2) - self.wait() + self.wait(3) + self.play(ApplyMethod(group.to_edge, UP)) actions = map(MathTex, [ r"\mathbb{1}", r"r", r"r^2", - r"r^3", r"r^4", r"\mathbb{1}"]) + r"r^3", r"r^4", r"\mathbb{1}", r"r"]) action = next(actions, MathTex(r"r")) @@ -119,6 +119,14 @@ class Geometric2DSymmetries(Scene): Rotate(figure, 2*PI/5, about_point=ORIGIN)) action = newaction + self.wait() + newaction = next(actions, MathTex(r"r")) + self.play( + ReplacementTransform(action, newaction), + Rotate(figure, 2*PI/5, about_point=ORIGIN)) + action = newaction + self.wait(2) + self.play(Uncreate(figure), FadeOut(action)) whole_group = MathTex( @@ -127,7 +135,7 @@ class Geometric2DSymmetries(Scene): self.play(ApplyMethod(group.move_to, ORIGIN)) self.play(ReplacementTransform(group, whole_group)) - self.wait() + self.wait(5) cyclic = MathTex( r"C_n = \langle r \rangle" @@ -158,10 +166,13 @@ class Geometric2DSymmetries(Scene): r"(\sigma r)^2 = \mathbb{1} \rangle") self.play(Write(group), run_time = 2) - self.wait() + self.wait(5) + self.play(ApplyMethod(group.to_edge, UP)) self.play(FadeIn(square)) + self.wait() + # flips axis = DashedLine(2 * LEFT, 2 * RIGHT) sigma = MathTex(r"\sigma^2 = \mathbb{1}") sigma.next_to(axis, RIGHT) @@ -250,6 +261,7 @@ class Geometric2DSymmetries(Scene): # show name self.play(Rotate(figure, PI/4), Write(group_name)) + self.wait() self.play(Uncreate(figure)) nsphere = MathTex(r"C_\infty \cong S^1 = \left\{z \in \mathbb{C} : |z| = 1\right\}") @@ -264,12 +276,13 @@ class Geometric2DSymmetries(Scene): self.wait(5) self.play(FadeOut(nsphere_title), FadeOut(nsphere)) + self.wait(2) class Geometric3DSymmetries(ThreeDScene): def construct(self): self.improper_rotation() - self.icosahedron() + self.tetrahedron() def improper_rotation(self): # changes the source of the light and camera @@ -289,6 +302,18 @@ class Geometric3DSymmetries(ThreeDScene): self.move_camera(phi= 75 * DEGREES, theta = -80 * DEGREES) + # create rotation axis + axis = Line3D(start=[0,0,-2.5], end=[0,0,2.5]) + + axis_name = MathTex(r"r \in C_4") + # move to yz plane + axis_name.rotate(PI/2, axis = RIGHT) + axis_name.next_to(axis, OUT) + + self.play(Create(axis)) + self.play(Write(axis_name)) + self.wait() + # create sphere from slices cyclic_slices = [] for i in range(4): @@ -306,22 +331,17 @@ class Geometric3DSymmetries(ThreeDScene): self.play(FadeOut(square), *map(Create, cyclic_slices)) - axis = Line3D(start=[0,0,-2.5], end=[0,0,2.5]) - - axis_name = MathTex(r"r \in C_4") - # move to yz plane - axis_name.rotate(PI/2, axis = RIGHT) - axis_name.next_to(axis, OUT) - - self.play(Create(axis)) - self.play(Write(axis_name)) - self.wait() - cyclic_sphere = VGroup(*cyclic_slices) for i in range(4): self.play(Rotate(cyclic_sphere, PI/2)) self.wait() + new_axis_name = MathTex(r"r \in D_4") + # move to yz plane + new_axis_name.rotate(PI/2, axis = RIGHT) + new_axis_name.next_to(axis, OUT) + self.play(ReplacementTransform(axis_name, new_axis_name)) + # reflection plane self.play(FadeOut(cyclic_sphere), FadeIn(square)) plane = ParametricSurface( @@ -340,12 +360,18 @@ class Geometric3DSymmetries(ThreeDScene): self.wait() self.move_camera(phi = 25 * DEGREES, theta = -75 * DEGREES) + self.wait() + condition = MathTex(r"(\sigma r)^2 = \mathbb{1}") + condition.next_to(square, DOWN); + + self.play(Write(condition)) self.play(Rotate(square, PI/2)) self.play(Rotate(square, PI, RIGHT)) self.play(Rotate(square, PI/2)) self.play(Rotate(square, PI, RIGHT)) + self.play(FadeOut(condition)) self.move_camera(phi = 75 * DEGREES, theta = -80 * DEGREES) @@ -375,14 +401,45 @@ class Geometric3DSymmetries(ThreeDScene): self.play(Rotate(dihedral_sphere, PI, RIGHT)) self.wait() - self.wait(5) + self.wait(2) + self.play(*map(FadeOut, [dihedral_sphere, plane, plane_name, new_axis_name]), FadeIn(square)) + self.wait(3) + self.play(*map(FadeOut, [square, axis])) + self.wait(3) + + def tetrahedron(self): + tet = Tetrahedron(edge_length=2) + self.play(FadeIn(tet)) + + self.move_camera(phi = 75 * DEGREES, theta = -100 * DEGREES) + self.begin_ambient_camera_rotation(rate=.1) + + axes = [] + for coord in tet.vertex_coords: + axes.append((-2 * coord, 2 * coord)) + + lines = [ + Line3D(start=s, end=e) for s, e in axes + ] - def icosahedron(self): - pass + self.play(*map(Create, lines)) + self.wait() + + for axis in axes: + self.play(Rotate(tet, 2*PI/3, axis=axis[1])) + self.play(Rotate(tet, 2*PI/3, axis=axis[1])) + + self.wait(5) + self.stop_ambient_camera_rotation() + self.wait() + self.play(*map(Uncreate, lines)) + self.play(FadeOut(tet)) + self.wait(5) class AlgebraicSymmetries(Scene): def construct(self): + self.wait(5) self.cyclic() # self.matrices() @@ -406,7 +463,7 @@ class AlgebraicSymmetries(Scene): self.play(ReplacementTransform(product, group)) self.wait(2) - # show Z4 + # show C4 grouppow = MathTex( r"G &= \left\{ 1, i, i^2, i^3 \right\} \\", r"C_4 &= \left\{ \mathbb{1}, r, r^2, r^3 \right\}") @@ -414,7 +471,8 @@ class AlgebraicSymmetries(Scene): self.wait(2) self.play(Write(grouppow[1])) - self.wait() + self.wait(4) + self.play(ApplyMethod(grouppow.to_edge, UP)) # define morphisms @@ -429,7 +487,7 @@ class AlgebraicSymmetries(Scene): r"\phi(r) &= i \\", r"\phi(r^2) &= i^2 \\", r"\phi(r^3) &= i^3 \\") - mappings.next_to(morphism, DOWN) + mappings.next_to(morphism, 2 * DOWN) self.play(Write(mappings)) self.wait(3) -- cgit v1.2.1 From 080f4a16ebc02bc8a39fc1d070240b2b250d0273 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: Nao Pross Date: Mon, 10 May 2021 13:18:37 +0200 Subject: Remove shotcut project --- .../shotcut/Punktgruppen/Punktgruppen.mlt | 101 --------------------- 1 file changed, 101 deletions(-) delete mode 100644 vorlesungen/punktgruppen/shotcut/Punktgruppen/Punktgruppen.mlt diff --git a/vorlesungen/punktgruppen/shotcut/Punktgruppen/Punktgruppen.mlt b/vorlesungen/punktgruppen/shotcut/Punktgruppen/Punktgruppen.mlt deleted file mode 100644 index 7275d5c..0000000 --- a/vorlesungen/punktgruppen/shotcut/Punktgruppen/Punktgruppen.mlt +++ /dev/null @@ -1,101 +0,0 @@ - - - - - 4200 - pause - /home/npross/docs/school/hsr/MathSem1/SeminarMatrizen/vorlesungen/punktgruppen/media/videos/camera/DSCF6392.MOV - avformat-novalidate - 1 - 1 - 0 - 0 - was here - d255c7f03c50cb9dcfb2f9e0db73cb05 - - - 1 - - - - 00:01:10.000 - pause - 0 - 1 - color - rgba - 0 - - - - - - 4200 - pause - /home/npross/docs/school/hsr/MathSem1/SeminarMatrizen/vorlesungen/punktgruppen/media/videos/camera/DSCF6392.MOV - avformat-novalidate - 1 - -1 - 0 - 0 - was here - d255c7f03c50cb9dcfb2f9e0db73cb05 - DSCF6392.MOV - 1 - - - 1 - V1 - - - - 4200 - pause - /home/npross/docs/school/hsr/MathSem1/SeminarMatrizen/vorlesungen/punktgruppen/media/videos/camera/DSCF6392.MOV - avformat-novalidate - 1 - 1 - 0 - 0 - was here - d255c7f03c50cb9dcfb2f9e0db73cb05 - DSCF6392.MOV - 1 - - - 1 - A1 - - - - 1 - 0.174581 - 2 - 1 - - - - - 0 - 1 - mix - 1 - 1 - - - 0 - 1 - 0.9 - frei0r.cairoblend - 0 - 1 - - - 0 - 2 - mix - 1 - 1 - - - -- cgit v1.2.1 From 7813a0a9cd5a05672a52f4ef5f2885dc24514249 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: Nao Pross Date: Mon, 10 May 2021 13:20:33 +0200 Subject: Update gitignore --- vorlesungen/punktgruppen/.gitignore | 8 ++++++++ 1 file changed, 8 insertions(+) diff --git a/vorlesungen/punktgruppen/.gitignore b/vorlesungen/punktgruppen/.gitignore index 841ea7e..3633a3d 100644 --- a/vorlesungen/punktgruppen/.gitignore +++ b/vorlesungen/punktgruppen/.gitignore @@ -1,8 +1,16 @@ # directories __pycache__ media/Tex + media/images/crystal +media/images/freezeframes + media/videos +media/audio + +media/Punktgruppen +media/Punktgruppen.mp4 + build # files -- cgit v1.2.1 From 51dc9a5ccc1b6a238a94e4520082594c4b3b7d26 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: "User-PC\\User" Date: Wed, 12 May 2021 17:04:05 +0200 Subject: Diverse Anpassungen/Korrekturen --- buch/papers/spannung/Einleitung.tex | 25 ++- .../Grafiken/DiagrammOedometer-Versuch.jpg | Bin 0 -> 34089 bytes .../spannung/Grafiken/infinitesimalerWuerfel.jpg | Bin 0 -> 31604 bytes buch/papers/spannung/main.tex | 21 +- buch/papers/spannung/teil1.tex | 2 +- buch/papers/spannung/teil2.tex | 249 +++++++++++++++++++-- buch/papers/spannung/teil3.tex | 130 +++++++---- buch/papers/spannung/teil4.tex | 68 ++++++ 8 files changed, 414 insertions(+), 81 deletions(-) create mode 100644 buch/papers/spannung/Grafiken/DiagrammOedometer-Versuch.jpg create mode 100644 buch/papers/spannung/Grafiken/infinitesimalerWuerfel.jpg create mode 100644 buch/papers/spannung/teil4.tex diff --git a/buch/papers/spannung/Einleitung.tex b/buch/papers/spannung/Einleitung.tex index efc3809..f1d5d70 100644 --- a/buch/papers/spannung/Einleitung.tex +++ b/buch/papers/spannung/Einleitung.tex @@ -16,39 +16,44 @@ sondern eine Kraft geteilt durch Fläche. \section{Einführung wichtige Begriffe\label{spannung:section:Wichtige Begriffe}} \[ -\l +l = -Ausgangslänge\enspace[m] +\text{Ausgangslänge [\si{\meter}]} \] \[ \Delta l = -Längenänderung\enspacenach\enspaceKraftauftrag\enspace[m] +\text{Längenänderung nach Kraftauftrag [\si{\meter}]} \] \[ \varepsilon = -Dehnung\enspace[-] +\text{Dehnung [$-$]} \] \[ \sigma = -Spannung\enspace[kPa] +\text{Spannung [\si{\kilo\pascal}]} \] \[ E = -Elastizitätsmodul +\text{Elastizitätsmodul} +\] +\[ +\nu += +\text{Querdehnungszahl} \] \[ F = -Kraft\enspace[kN] +\text{Kraft [\si{\kilo\newton}]} \] \[ A = -Fläche\enspace[m^2] +\text{Fläche [\si{\meter\squared}]} \] \[ t @@ -58,7 +63,7 @@ Tiefe\enspace[m] \[ s = -Setzung,\enspaceAbsenkung\enspace[m] +\text{Setzung, Absenkung [m]} \] Beziehungen @@ -82,7 +87,7 @@ Beziehungen \[ N = -\int_{A} \sigma \dA +\int_{A} \sigma dA \] \[ \varepsilon^{\prime} diff --git a/buch/papers/spannung/Grafiken/DiagrammOedometer-Versuch.jpg b/buch/papers/spannung/Grafiken/DiagrammOedometer-Versuch.jpg new file mode 100644 index 0000000..52f1b5c Binary files /dev/null and b/buch/papers/spannung/Grafiken/DiagrammOedometer-Versuch.jpg differ diff --git a/buch/papers/spannung/Grafiken/infinitesimalerWuerfel.jpg b/buch/papers/spannung/Grafiken/infinitesimalerWuerfel.jpg new file mode 100644 index 0000000..e3875bb Binary files /dev/null and b/buch/papers/spannung/Grafiken/infinitesimalerWuerfel.jpg differ diff --git a/buch/papers/spannung/main.tex b/buch/papers/spannung/main.tex index 585a423..60696d4 100644 --- a/buch/papers/spannung/main.tex +++ b/buch/papers/spannung/main.tex @@ -8,29 +8,14 @@ \begin{refsection} \chapterauthor{Adrian Schuler und Thomas Reichlin} -Ein paar Hinweise für die korrekte Formatierung des Textes -\begin{itemize} -\item -Absätze werden gebildet, indem man eine Leerzeile einfügt. -Die Verwendung von \verb+\\+ ist nur in Tabellen und Arrays gestattet. -\item -Die explizite Platzierung von Bildern ist nicht erlaubt, entsprechende -Optionen werden gelöscht. -Verwenden Sie Labels und Verweise, um auf Bilder hinzuweisen. -\item -Beginnen Sie jeden Satz auf einer neuen Zeile. -Damit ermöglichen Sie dem Versionsverwaltungssysteme, Änderungen -in verschiedenen Sätzen von verschiedenen Autoren ohne Konflikt -anzuwenden. -\item -Bilden Sie auch für Formeln kurze Zeilen, einerseits der besseren -Übersicht wegen, aber auch um GIT die Arbeit zu erleichtern. -\end{itemize} +% TODO Text +\input{papers/spannung/Einleitung.tex} \input{papers/spannung/teil0.tex} \input{papers/spannung/teil1.tex} \input{papers/spannung/teil2.tex} \input{papers/spannung/teil3.tex} +\input{papers/spannung/teil4.tex} \printbibliography[heading=subbibliography] \end{refsection} diff --git a/buch/papers/spannung/teil1.tex b/buch/papers/spannung/teil1.tex index 70dbb5a..cc55664 100644 --- a/buch/papers/spannung/teil1.tex +++ b/buch/papers/spannung/teil1.tex @@ -1,7 +1,7 @@ \section{Proportionalität Spannung-Dehnung\label{spannung:section:Proportionalität Spannung-Dehnung}} \rhead{Proportionalität Spannung-Dehnung} Das Hooksche Gesetz beschreibt die elastische Längenänderung von Festkörpern im Zusammenhang mit einer Krafteinwirkung. -Die Längenänderung $\delta l$ ist proportional zur Krafteinwirkung. +Die Längenänderung $\Delta l$ ist proportional zur Krafteinwirkung. $F\sim \Delta l$ Man kann dies nur im Bereich vom linearen elastischen Materialverhalten anwenden. Das heisst das alle Verformungen reversibel sind, sobald man die Kraft wegnimmt. diff --git a/buch/papers/spannung/teil2.tex b/buch/papers/spannung/teil2.tex index 4aa8204..d11b3f6 100644 --- a/buch/papers/spannung/teil2.tex +++ b/buch/papers/spannung/teil2.tex @@ -1,49 +1,270 @@ -\section{Dreiachsiger Spannungszustand\label{spannung:section:Dreiachsiger Spannungszustand}} +\section{Dreiachsiger Spannungszustand\label{spannung:section:Dreiachsiger_Spannungszustand}} \rhead{Proportionalität Spannung-Dehnung} Wie im Kapitel Spannungsausbreitung beschrieben herrscht in jedem Punkt ein anderer Spannungszustand. Um die Spannung im Boden genauer untersuchen zu können für man einen infinitesimalen Würfel ein. \begin{figure} \centering - \includegraphics[width=0.5\linewidth,keepaspectratio]{papers/spannung/Grafiken\infinitesimalerWürfel.jpg} - \caption{infinitesimaler Würfel} + \includegraphics[width=0.5\linewidth,keepaspectratio]{papers/spannung/Grafiken/infinitesimalerWuerfel.jpg} + \caption{Infinitesimaler Würfel} \label{fig:infintesimaler-wurfel} \end{figure} Sobald eine Kraft von oben wirkt hat man auch Kräfte die seitlich wirken. -An diesem infinitesimalen Würfel hat man ein räumliches Koordinatensystem, die Achsen (1,2,3). +An diesem infinitesimalen Würfel hat man ein räumliches Koordinatensystem, die Achsen $(1,2,3)$. Jede dieser 6 Flächen dieses Würfels hat damit 3 Pfeile. Geschrieben werden diese mit $\sigma$ mit jeweils zwei Indizes gibt. Die Indizes geben uns an, in welche Richtung der Pfeil zeigt. -Zur Notation wird die Voigt`sche Notation benutzt. Das sieht wie folgt aus: +Der erste Index ist die Achse auf welcher man sich befindet. +Der zweite Index gibt an, in welche Richtung der Pfeil zeigt. +Zur Notation wird die Voigt'sche Notation benutzt. Das sieht wie folgt aus: \[ \overline{\sigma} = -\left[ \begin{array}{rrr} +\begin{pmatrix} \sigma_{11} & \sigma_{12} & \sigma_{13} \\ \sigma_{21} & \sigma_{22} & \sigma_{23} \\ - \sigma_{31} & \sigma_{32} & \sigma_{33} \\ -\end{array}\right] + \sigma_{31} & \sigma_{32} & \sigma_{33} +\end{pmatrix} = -\left[ \begin{array}{rrr} +\begin{pmatrix} \sigma_{11} & \sigma_{12} & \sigma_{13} \\ - & \sigma_{22} & \sigma_{23} \\ + & \sigma_{22} & \sigma_{23} \\ sym & & \sigma_{33} \\ -\end{array}\right] +\end{pmatrix} \Rightarrow \overrightarrow{\sigma} = -\left(\begin{array}{c}\sigma_{11}\\\sigma_{22}\\\sigma_{33}\\\sigma_{23}\\\sigma_{13}\\\sigma_{12}\end{array}\right) +\begin{pmatrix} + \sigma_{11}\\ + \sigma_{22}\\ + \sigma_{33}\\ + \sigma_{23}\\ + \sigma_{13}\\ + \sigma_{12} +\end{pmatrix} \] -Voigt`sche Notation besagt, dass man diesen Spannungstensor als Vektor aufschreiben darf. +Voigt'sche Notation besagt, dass man diesen Spannungstensor als Vektor aufschreiben darf. Die Reihenfolge folgt der Regel von Ecke links oben, diagonal zur Ecke rechts unten. Danach ist noch $\sigma_{23}$, $\sigma_{13}$ und $\sigma_{12}$ aufzuschreiben. Eine weitere Besonderheit ist die Symmetrie der Matrix. +So entspricht $\sigma_{23}$ dem Wert $\sigma_{32}$ oder $\sigma_{13}$ dem Wert $\sigma_{31}$. +Dies ist dadurch bedingt, dass die Kräfte in seitlicher Richtung im Boden die gleichen Werte annehmen. +Man hat in dieser Berechnung ein isotropes Material. +Im infinitesimalen Körper muss ein Gleichgewicht vorherrschen. +Ist kein Gleichgewicht vorhanden, würde sich der Körper zu drehen beginnen. +Es macht somit keinen Unterschied, ob man auf der Achse 2 in Richtung drei geht, +oder auf der Achse 3 in Richtung 2. -?????Was könnte man hier noch zu den Pfeilen erklären vom Würfel??????? +Da die Spannung proportional zur Dehnung ist, kann man die ganze Voigt'sche Notation auch mit der Dehnung ausdrücken. +Auch hier wandelt man das ganze gemäss der Reihenfolge in einen Vektor um. +\[ +\bar{\varepsilon} += +\begin{pmatrix} + \varepsilon_{11} & \varepsilon_{12} & \varepsilon_{13} \\ + \varepsilon_{21} & \varepsilon_{22} & \varepsilon_{23} \\ + \varepsilon_{31} & \varepsilon_{32} & \varepsilon_{33} +\end{pmatrix} += +\begin{pmatrix} + \varepsilon_{11} & \varepsilon_{12} & \varepsilon_{13} \\ + & \varepsilon_{22} & \varepsilon_{23} \\ + \text{sym} & & \varepsilon_{33} +\end{pmatrix} +\qquad +\Rightarrow +\qquad +\vec{\varepsilon} += +\begin{pmatrix} + \varepsilon_{11} \\ + \varepsilon_{22} \\ + \varepsilon_{33} \\ + \varepsilon_{23} \\ + \varepsilon_{13} \\ + \varepsilon_{12} +\end{pmatrix} +\] + + +Mit der hergeleiteten Beziehung für die Spannungsgleichung anhand vom E-Modul, +der allgemeinen linearen Spannungsgleichung kann man diese Beziehungen neu aufschreiben. +Man benötigt dazu den zuvor berechneten Dehnungsvektor. +Die Gleichung besagt: +Spannungsvektor $=$ Elastitzitätstensor $\times$ Dehnungsvektor + +\[ +\overrightarrow{\sigma} += +\overline{\overline{C}}\cdot \overrightarrow{\varepsilon} +\] + +Die Vektoren haben je 6 Einträge. Um das ganze auszudrücken braucht es einen 6 x 6 Elastizitätstensor. (Kann man das noch weiter erklären weshalb?????) +Das ganze sieht dann wie folgt aus: + +\[ +\begin{pmatrix} + \sigma_{11} \\ + \sigma_{22} \\ + \sigma_{33} \\ + \sigma_{23} \\ + \sigma_{13} \\ + \sigma_{12} +\end{pmatrix} += +\begin{pmatrix} + C_{11} & C_{12} & C_{13} & C_{14} & C_{15} & C_{16} \\ + C_{21} & C_{22} & C_{23} & C_{24} & C_{25} & C_{26} \\ + C_{31} & C_{32} & C_{33} & C_{34} & C_{35} & C_{36} \\ + C_{41} & C_{42} & C_{43} & C_{44} & C_{45} & C_{46} \\ + C_{51} & C_{52} & C_{53} & C_{54} & C_{55} & C_{56} \\ + C_{61} & C_{62} & C_{63} & C_{64} & C_{65} & C_{66} +\end{pmatrix} +\begin{pmatrix} + \varepsilon_{11} \\ + \varepsilon_{22} \\ + \varepsilon_{33} \\ + \varepsilon_{23} \\ + \varepsilon_{13} \\ + \varepsilon_{12} +\end{pmatrix} +\] + +IST DIESE REIHENFOLGE KORREKT???? BEI DEHNUNG + +Die Spannung $\sigma_{11}$ besteht somit aus Anteilen von all diesen sechs Konstanten und den verschiedenen Dehnungen. +Zuvor bei der Voigt'schen Notation hat man jedoch gesehen, dass die Tensoren symmetrisch sind. +Folglich muss auch dieser Elastizitätstensor symmetrisch sein. +Das sind folgendermassen aus: + +\[ +\begin{pmatrix} + \sigma_{11} \\ + \sigma_{22} \\ + \sigma_{33} \\ + \sigma_{23} \\ + \sigma_{13} \\ + \sigma_{12} +\end{pmatrix} += +\begin{pmatrix} + C_{11} & C_{12} & C_{13} & C_{14} & C_{15} & C_{16} \\ + & C_{22} & C_{23} & C_{24} & C_{25} & C_{26} \\ + & & C_{33} & C_{34} & C_{35} & C_{36} \\ + & & & C_{44} & C_{45} & C_{46} \\ + & & & & C_{55} & C_{56} \\ + \text{sym} & & & & & C_{66} +\end{pmatrix} +\begin{pmatrix} + \varepsilon_{11} \\ + \varepsilon_{22} \\ + \varepsilon_{33} \\ + \varepsilon_{23} \\ + \varepsilon_{13} \\ + \varepsilon_{12} +\end{pmatrix} +\] + +Die Konstanten $C$ kann man nun anders ausdrücken. +Und zwar bewerkstelligt man dies mithilfe vom Hook'schen Gesetz. + +\[ +\begin{pmatrix} + \sigma_{11}\\ + \sigma_{22}\\ + \sigma_{33}\\ + \sigma_{23}\\ + \sigma_{13}\\ + \sigma_{12} +\end{pmatrix} += +\frac{E}{(1+\nu)(1-2\nu)} +\begin{pmatrix} + 1- 2\nu & \nu & \nu & 0 & 0 & 0\\ + \nu & 1- 2\nu & \nu & 0 & 0 & 0\\ + \nu & \nu & 1- 2\nu & 0 & 0 & 0\\ + 0 & 0 & 0 & \frac{1}{2} & 0 & 0\\ + 0 & 0 & 0 & 0 & \frac{1}{2} & 0\\ + 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & \frac{1}{2} +\end{pmatrix} +\begin{pmatrix} + \varepsilon_{11}\\ + \varepsilon_{22}\\ + \varepsilon_{33}\\ + \varepsilon_{23}\\ + \varepsilon_{13}\\ + \varepsilon_{12} +\end{pmatrix} +\] + +Mithilfe der Poissonzahl, welche uns die Querdehnung angibt, +sprich wie viel sich der Körper in Querrichtung verformt und dem E-Modul kann man alle Konstanten ausdrücken. +Bei einigen fällt auf, dass diese 0 werden. Der Tensor besagt also, +dass diese jeweiligen Konstanten keinen Einfluss auf unsere Spannung haben. +Als Beispiel kann man sich $\sigma_{33}$ anschauen. +Es ist ersichtlich, dass die Konstante $C_{31}$, $C_{32}$, $C_{33}$, $C_{35}$ und $C_{36}$ keinen Einfluss auf $\sigma_{33}$ haben. +Dies kann wie folgt erklärt werden. Auf Achse 3 geht $\sigma_{33}$ in Richtung 3. +Der Einfluss von $C_{31}$, Achse 3 in Richtung 1 hat keinen Einfluss auf $\sigma_{33}$ + +Von $\overline{\overline{C}}$ bildet man nun die Inverse Matrix $\overline{\overline{C}}~^{-1}$ stellt sich die ganze Gleichung um. + +\[ +\vec{\varepsilon} += +\overline{\overline{C}}~^{-1}\cdot \vec{\sigma} +\] + +\[ +\begin{pmatrix} + \varepsilon_{11}\\ + \varepsilon_{22}\\ + \varepsilon_{33}\\ + \varepsilon_{23}\\ + \varepsilon_{13}\\ + \varepsilon_{12} +\end{pmatrix} += +\frac{1}{E} +\begin{pmatrix} + 1 & -\nu & -\nu & 0 & 0 & 0\\ + -\nu & 1 & -\nu & 0 & 0 & 0\\ + -\nu & -\nu & 1 & 0 & 0 & 0\\ + 0 & 0 & 0 & 2+2\nu & 0 & 0\\ + 0 & 0 & 0 & 0 & 2+2\nu & 0\\ + 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 2+2\nu +\end{pmatrix} +\begin{pmatrix} + \sigma_{11}\\ + \sigma_{22}\\ + \sigma_{33}\\ + \sigma_{23}\\ + \sigma_{13}\\ + \sigma_{12} +\end{pmatrix} +\] + +Die zwei Blöcke links unten und rechts oben sind immer noch vorhanden. +Im Vergleich wo wir die Inverse noch nicht gemacht haben hat sich das nicht geändert. +Um die Einflüsse der Parameter zu veranschaulichen schreibt man folgende Gleichung. + +\[ +\varepsilon_{22} += +\frac{1}{E}\sigma_{22} - \frac{\nu}{E}\sigma_{11} - \frac{\nu}{E}\sigma_{33} +\] + +$\varepsilon_{22}$ beschreibt die Dehnung in Achse 2 und in Richtung 2. +In erster Linie hängt $\varepsilon_{22}$ von $\sigma_{22}$ ab. +Wenn die Poisson - Zahl grösser wird oder $\sigma_{11}$ oder $\sigma_{33}$, dann wird dadurch die Dehnung $\varepsilon_{22}$ kleiner. +Das heisst, auf Kosten von Verformung in anderer Richtung als Achse 2 Richtung 2 erfolgt die Verformung an anderer Stelle. +Wiederum hat die Schubspannung auf $\sigma_{11}$ keinen Einfluss. +Nun kennt man die Beziehung der 6 Dehnungen mit den 6 Spannungen. +In der Geotechnik wäre das aufgrund der vielen Komponenten sehr umständlich um damit Berechnungen zu machen. +Es braucht daher eine Vereinfachung mit Invarianten, welche im nächsten Kapitel beschrieben sind. diff --git a/buch/papers/spannung/teil3.tex b/buch/papers/spannung/teil3.tex index ce7d50f..a3b0b7d 100644 --- a/buch/papers/spannung/teil3.tex +++ b/buch/papers/spannung/teil3.tex @@ -1,40 +1,94 @@ -% -% teil3.tex -- Beispiel-File für Teil 3 -% -% (c) 2020 Prof Dr Andreas Müller, Hochschule Rapperswil -% -\section{Teil 3 -\label{spannung:section:teil3}} -\rhead{Teil 3} -Sed ut perspiciatis unde omnis iste natus error sit voluptatem -accusantium doloremque laudantium, totam rem aperiam, eaque ipsa -quae ab illo inventore veritatis et quasi architecto beatae vitae -dicta sunt explicabo. Nemo enim ipsam voluptatem quia voluptas sit -aspernatur aut odit aut fugit, sed quia consequuntur magni dolores -eos qui ratione voluptatem sequi nesciunt. Neque porro quisquam -est, qui dolorem ipsum quia dolor sit amet, consectetur, adipisci -velit, sed quia non numquam eius modi tempora incidunt ut labore -et dolore magnam aliquam quaerat voluptatem. Ut enim ad minima -veniam, quis nostrum exercitationem ullam corporis suscipit laboriosam, -nisi ut aliquid ex ea commodi consequatur? Quis autem vel eum iure -reprehenderit qui in ea voluptate velit esse quam nihil molestiae -consequatur, vel illum qui dolorem eum fugiat quo voluptas nulla -pariatur? - -\subsection{De finibus bonorum et malorum -\label{spannung:subsection:malorum}} -At vero eos et accusamus et iusto odio dignissimos ducimus qui -blanditiis praesentium voluptatum deleniti atque corrupti quos -dolores et quas molestias excepturi sint occaecati cupiditate non -provident, similique sunt in culpa qui officia deserunt mollitia -animi, id est laborum et dolorum fuga. Et harum quidem rerum facilis -est et expedita distinctio. Nam libero tempore, cum soluta nobis -est eligendi optio cumque nihil impedit quo minus id quod maxime -placeat facere possimus, omnis voluptas assumenda est, omnis dolor -repellendus. Temporibus autem quibusdam et aut officiis debitis aut -rerum necessitatibus saepe eveniet ut et voluptates repudiandae -sint et molestiae non recusandae. Itaque earum rerum hic tenetur a -sapiente delectus, ut aut reiciendis voluptatibus maiores alias -consequatur aut perferendis doloribus asperiores repellat. +\section{Spannungsausbreitung\label{spannung:section:Invarianten}} +\rhead{Invarianten} +Trotz der Vereinfachung lässt sich mit den Invarianten die Realität adäquat abbilden. +Als erste Bedingung stellt man folgendes Verhältnis auf: +\[ +\sigma_{22} += +\sigma_{33} +\] +Dies deshalb, da man von einem isotropen Bodenmaterial ausgeht. +In Achse 22, Richtung 22 hat man den gleichen Boden wie in Achse 33 und Richtung 33. +Das Verhalten bezüglich Kraftaufnahme, Dehnung Spannung ist somit dasselbe. + +Man führt die zwei Werte p als hydrostatische Spannung und q als deviatorische Spannung ein. +Die Berechnung von p und q sieht wie folgt aus: + +\[ +p += +\frac{\sigma_{11}+\sigma_{22}+\sigma_{33}}{3} +\] + +oder durch Vereinfachung, da $\sigma_{22}=\sigma_{33}$ : + +\[ +p += +\frac{\sigma_{11}+2\sigma_{33}}{3} +\] + +\[ +q += +\sigma_{11}-\sigma_{33} +\] + +p ist das arithmetische Mittel von der Spannung im infinitesimalen Würfel. +q ist die Differenz zwischen der Spannung in vertikaler Richtung und der Spannung in Richtung 2 und 3. +Man kann p als Druckspannung und q als Schubspannung anschauen. + +Aus der Formel vom vorherigen Kapitel konnten wir die Spannungen berechnen. +Deshalb kann man nun p und q in die Gleichung einsetzen. +Die Dehnungen werden mit neuen Variablen eingeführt. +Die Deviatorische Dehnung kann mit einer Schubdehnung verglichen werden. +Die hydrostatische Dehnung kann mit einer Kompressionsdehnung verglichen werden. + +\[ +\overbrace{\sigma_{11}-\sigma_{33}}^{q} += +\frac{3E}{2(1+\nu)} \overbrace{\frac{2}{3}(\varepsilon_{11} - \varepsilon_{33})}^{\varepsilon_{\nu}} +\] + +\[ +\overbrace{\frac{\sigma_{11}+2\sigma_{33}}{3}}^{p} += +\frac{E}{3(1-2\nu)} \overbrace{(\varepsilon_{11} - 2\varepsilon_{33})}^{\varepsilon_{s}} +\] + +\[ +\varepsilon_{s} += +Hydrostatische Dehnung [-] +\] + +\[ +\varepsilon_{\nu} += +Deviatorische Dehnung [-] +\] + +Diese Komponenten kann man nun in die Vereinfachte Matrix einsetzen. +Man hat dann eine Matrix multipliziert mit einem Vektor und erhält einen Vektor. + +\[ +\begin{pmatrix} + q\\ + p +\end{pmatrix} += +\begin{pmatrix} + \frac{3E}{2(1+\nu)} & 0 \\ + 0 & \frac{E}{3(1-2\nu)} +\end{pmatrix} +\begin{pmatrix} + \varepsilon_{s}\\ + \varepsilon_{\nu} +\end{pmatrix} +\] + +Mit dieser Formel lassen sich verschieden Parameter von Versuchen analysieren und berechnen. +Ein solcher Versuch, den oft in der Geotechnik durchgeführt wird ist der Oedometer-Versuch. +Im nächsten Kapitel wird die Anwendung der Matrix an diesem Versuch beschrieben. diff --git a/buch/papers/spannung/teil4.tex b/buch/papers/spannung/teil4.tex new file mode 100644 index 0000000..f1437b1 --- /dev/null +++ b/buch/papers/spannung/teil4.tex @@ -0,0 +1,68 @@ +\section{Spannungsausbreitung\label{spannung:section:Oedometer - Versuch}} +\rhead{Oedometer - Versuch} +Beim Oedometer - Versucht hat man einen Stahlring mit einer Filterplatte am Boden. +In diesen Stahlring wird eine Bodenprobe eingefüllt. +Anschliessend wir mit einer Platte das Bodenmaterial mit einer ansteigenden Kraft belastet. + +Die Probe wird sich so verdichten. Das Volumen nimmt ab. +Der Stahlring verhindert ein seitliches ausbrechen oder entweichen der Bodenprobe. +Die Dehnung auf der Seite beträgt somit 0. +Mit dem Wert der Kraft und der Fläche lässt sich die Spannung berechnen. +Anhand der Volumenabnahme errechnet man die Dehnung. +Aus diesen Werten lässt sich wiederum das E-Modul bestimmen. +Beim Oedometer Versuch ist das E-Modul als $E_{OED}$ bezeichnet. + +Das $E_{OED}$ hat man speziell in der Geotechnik. +Dies aufgrund der speziellen Situation wo man sich mit dem infinitesimalen Würfel befindet. +Mit dem Stahlring, der verhindert das Material seitlich entweichen kann hat man ganz ähnliche Verhältnisse wie tief im Untergrund. +Auch dort kann das Material bei einer Belastung nicht seitlich entweichen. + +Wichtig ist nochmals zu betonen, dass alle diese beschriebenen Berechnungen ausschliesslich im linear-elastischen Materialverhalten funktionieren. +So ist es auch beim Oedometer - Versuch. +Den Versuch kann man auf einem $\sigma$ und $\varepsilon$ Diagramm abtragen. + +\begin{figure} + \centering + \includegraphics[width=0.5\linewidth,keepaspectratio]{papers/spannung/Grafiken/DiagrammOedometer-Versuch.jpg} + \caption{Diagramm Oedometer - Versuch} + \label{fig:Diagramm Oedometer - Versuch} +\end{figure} + +Bei einem Versuch mit anderem Baumaterial wie beispielsweise Holz nimmt die Dehnung im Laufe des Versuchs stärker zu, obwohl weniger Spannung abgetragen wird. +Bei den meisten Böden ist dies anders. Durch die Komprimierung nimmt der Boden mehr Spannung auf, und verformt sich zugleich weniger stark. + +Man kann die Dehnung in unsere vereinfachte Matrix einsetzen. Das E-Modul ersetzt man mit dem $E_{OED}$. + +\[ +\overbrace{\sigma_{11}-\sigma_{33}}^{q} += +\frac{3E}{2(1+\nu)} \overbrace{\frac{2}{3}(\varepsilon_{11} - 0)}^{\varepsilon_{\nu}} +\] + +\[ +\overbrace{\frac{\sigma_{11}+2\sigma_{33}}{3}}^{p} += +\frac{E}{3(1-2\nu)} \overbrace{(\varepsilon_{11} - 2\cdot0)}^{\varepsilon_{s}} +\] + +\[ +\begin{pmatrix} + \sigma_{11}-\sigma_{33} \\ + \sigma_{11}+2\sigma_{33} +\end{pmatrix} += +\begin{bmatrix} + \frac{E_{OED}}{(1+\nu)} & 0 \\ + 0 & \frac{E_{OED}}{(1-2\nu)} +\end{bmatrix} +\begin{pmatrix} + \varepsilon_{11}\\ + \varepsilon_{11} +\end{pmatrix} +\] + +An einem geeigneten Punkt, wo man noch im linear-elastischen Materialverhalten ist, kann man nun das $E_{OED}$ abtragen. +Es wird nur ein Delta betrachtet um $E_{OED}$ zu berechnen. +Man darf die Dehnung nicht über den gesamten Verlauf betrachten um $E_{OED}$ zu berechnen. + +Mit diesem ermittelten E-Modul kann man nun weitere Berechnungen für die Geotechnik durchführen. -- cgit v1.2.1 From da927e6c04044f89e861ae4b0ee44d6131d32092 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: =?UTF-8?q?Andreas=20M=C3=BCller?= Date: Thu, 13 May 2021 11:09:02 +0200 Subject: add new slides --- vorlesungen/11_msegraphen/Makefile | 33 +++ .../11_msegraphen/MathSemMSE-11-graphen.tex | 14 ++ vorlesungen/11_msegraphen/common.tex | 16 ++ vorlesungen/11_msegraphen/graphen-handout.tex | 11 + vorlesungen/11_msegraphen/slides.tex | 31 +++ vorlesungen/slides/8/Makefile.inc | 3 + vorlesungen/slides/8/chapter.tex | 4 + vorlesungen/slides/8/chrind.tex | 231 +++++++++++++++++++++ vorlesungen/slides/8/chrindprop.tex | 62 ++++++ vorlesungen/slides/8/chroma1.tex | 56 +++++ vorlesungen/slides/8/spanningtree.tex | 4 +- 11 files changed, 464 insertions(+), 1 deletion(-) create mode 100644 vorlesungen/11_msegraphen/Makefile create mode 100644 vorlesungen/11_msegraphen/MathSemMSE-11-graphen.tex create mode 100644 vorlesungen/11_msegraphen/common.tex create mode 100644 vorlesungen/11_msegraphen/graphen-handout.tex create mode 100644 vorlesungen/11_msegraphen/slides.tex create mode 100644 vorlesungen/slides/8/chrind.tex create mode 100644 vorlesungen/slides/8/chrindprop.tex create mode 100644 vorlesungen/slides/8/chroma1.tex diff --git a/vorlesungen/11_msegraphen/Makefile b/vorlesungen/11_msegraphen/Makefile new file mode 100644 index 0000000..36f1877 --- /dev/null +++ b/vorlesungen/11_msegraphen/Makefile @@ -0,0 +1,33 @@ +# +# Makefile -- graphen +# +# (c) 2017 Prof Dr Andreas Müller, Hochschule Rapperswil +# +all: graphen-handout.pdf MathSemMSE-11-graphen.pdf + +include ../slides/Makefile.inc + +SOURCES = common.tex slides.tex $(slides) + +MathSemMSE-11-graphen.pdf: MathSemMSE-11-graphen.tex $(SOURCES) + pdflatex MathSemMSE-11-graphen.tex + +graphen-handout.pdf: graphen-handout.tex $(SOURCES) + pdflatex graphen-handout.tex + +thumbnail: thumbnail.jpg # fix1.jpg + +thumbnail.pdf: MathSemMSE-11-graphen.pdf + pdfjam --outfile thumbnail.pdf --papersize '{16cm,9cm}' \ + MathSemMSE-11-graphen.pdf 1 +thumbnail.jpg: thumbnail.pdf + convert -density 300 thumbnail.pdf \ + -resize 1920x1080 -units PixelsPerInch thumbnail.jpg + +fix1.pdf: MathSemMSE-11-graphen.pdf + pdfjam --outfile fix1.pdf --papersize '{16cm,9cm}' \ + MathSemMSE-11-graphen.pdf 1 +fix1.jpg: fix1.pdf + convert -density 300 fix1.pdf \ + -resize 1920x1080 -units PixelsPerInch fix1.jpg + diff --git a/vorlesungen/11_msegraphen/MathSemMSE-11-graphen.tex b/vorlesungen/11_msegraphen/MathSemMSE-11-graphen.tex new file mode 100644 index 0000000..6d4ff2d --- /dev/null +++ b/vorlesungen/11_msegraphen/MathSemMSE-11-graphen.tex @@ -0,0 +1,14 @@ +% +% MathSem-11-msegraphen.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/11_msegraphen/common.tex b/vorlesungen/11_msegraphen/common.tex new file mode 100644 index 0000000..67cf5e5 --- /dev/null +++ b/vorlesungen/11_msegraphen/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{% +\usetheme[hideothersubsections,hidetitle]{Hannover} +} +\beamertemplatenavigationsymbolsempty +\title[Graphen]{Spektrale Graphentheorie} +\author[A.~Müller]{Prof. Dr. Andreas Müller} +\date[]{} +\newboolean{presentation} + diff --git a/vorlesungen/11_msegraphen/graphen-handout.tex b/vorlesungen/11_msegraphen/graphen-handout.tex new file mode 100644 index 0000000..58d0aff --- /dev/null +++ b/vorlesungen/11_msegraphen/graphen-handout.tex @@ -0,0 +1,11 @@ +% +% msegraphen-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/11_msegraphen/slides.tex b/vorlesungen/11_msegraphen/slides.tex new file mode 100644 index 0000000..b152d82 --- /dev/null +++ b/vorlesungen/11_msegraphen/slides.tex @@ -0,0 +1,31 @@ +% +% slides.tex -- XXX +% +% (c) 2017 Prof Dr Andreas Müller, Hochschule Rapperswil +% + +%\folie{8/graph.tex} +%\folie{8/dgraph.tex} +%\folie{8/grad.tex} +%\folie{8/inzidenz.tex} +%\folie{8/inzidenzd.tex} +%\folie{8/diffusion.tex} +%\folie{8/laplace.tex} +%\folie{8/produkt.tex} +%\folie{8/fourier.tex} +%\folie{8/spanningtree.tex} + +%\folie{8/pfade/adjazenz.tex} +%\folie{8/pfade/langepfade.tex} +%\folie{8/pfade/beispiel.tex} +%\folie{8/pfade/gf.tex} + +%\folie{8/floyd-warshall/problem.tex} +%\folie{8/floyd-warshall/rekursion.tex} +%\folie{8/floyd-warshall/iteration.tex} +%\folie{8/floyd-warshall/wegiteration.tex} +%\folie{8/floyd-warshall/wege.tex} + +%\folie{8/chrind.tex} +%\folie{8/chrindprop.tex} +\folie{8/chroma1.tex} diff --git a/vorlesungen/slides/8/Makefile.inc b/vorlesungen/slides/8/Makefile.inc index d46dc7f..b2823ca 100644 --- a/vorlesungen/slides/8/Makefile.inc +++ b/vorlesungen/slides/8/Makefile.inc @@ -28,5 +28,8 @@ chapter8 = \ ../slides/8/tokyo/bahn0.tex \ ../slides/8/tokyo/bahn1.tex \ ../slides/8/tokyo/bahn2.tex \ + ../slides/8/chrind.tex \ + ../slides/8/chrindprop.tex \ + ../slides/8/chroma1.tex \ ../slides/8/chapter.tex diff --git a/vorlesungen/slides/8/chapter.tex b/vorlesungen/slides/8/chapter.tex index 6a0b13f..2110bb2 100644 --- a/vorlesungen/slides/8/chapter.tex +++ b/vorlesungen/slides/8/chapter.tex @@ -30,3 +30,7 @@ \folie{8/tokyo/bahn1.tex} \folie{8/tokyo/bahn2.tex} +\folie{8/chrind.tex} +\folie{8/chrindprop.tex} +\folie{8/chroma1.tex} + diff --git a/vorlesungen/slides/8/chrind.tex b/vorlesungen/slides/8/chrind.tex new file mode 100644 index 0000000..bd406ab --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/8/chrind.tex @@ -0,0 +1,231 @@ +% +% chrind.tex -- slide template +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +% +\bgroup +\begin{frame}[t] +\setlength{\abovedisplayskip}{5pt} +\setlength{\belowdisplayskip}{5pt} +\frametitle{Chromatische Zahl und Unabhängigkeitszahl} +\vspace{-20pt} +\begin{columns}[t,onlytextwidth] +\begin{column}{0.48\textwidth} +\begin{block}{Chromatische Zahl} +$\operatorname{chr}(G)=\mathstrut$ +minimale Anzahl Farben, die zum Einfärben eines Graphen $G$ nötig sind derart, +dass benachbarte Knoten verschiedene Farben haben. +\begin{center} +\begin{tikzpicture}[>=latex,thick] + +\def\Ra{2} +\def\Ri{1} +\def\e{1.0} +\def\r{0.2} + +\definecolor{rot}{rgb}{0.8,0,0.8} +\definecolor{gruen}{rgb}{0.2,0.6,0.2} +\definecolor{blau}{rgb}{1,0.6,0.2} + +\coordinate (PA) at ({\Ri*sin(0*72)},{\e*\Ri*cos(0*72)}); +\coordinate (PB) at ({\Ri*sin(1*72)},{\e*\Ri*cos(1*72)}); +\coordinate (PC) at ({\Ri*sin(2*72)},{\e*\Ri*cos(2*72)}); +\coordinate (PD) at ({\Ri*sin(3*72)},{\e*\Ri*cos(3*72)}); +\coordinate (PE) at ({\Ri*sin(4*72)},{\e*\Ri*cos(4*72)}); + +\coordinate (QA) at ({\Ra*sin(0*72)},{\e*\Ra*cos(0*72)}); +\coordinate (QB) at ({\Ra*sin(1*72)},{\e*\Ra*cos(1*72)}); +\coordinate (QC) at ({\Ra*sin(2*72)},{\e*\Ra*cos(2*72)}); +\coordinate (QD) at ({\Ra*sin(3*72)},{\e*\Ra*cos(3*72)}); +\coordinate (QE) at ({\Ra*sin(4*72)},{\e*\Ra*cos(4*72)}); + +\draw (PA)--(PC)--(PE)--(PB)--(PD)--cycle; +\draw (QA)--(QB)--(QC)--(QD)--(QE)--cycle; +\draw (PA)--(QA); +\draw (PB)--(QB); +\draw (PC)--(QC); +\draw (PD)--(QD); +\draw (PE)--(QE); + +\only<1>{ + \fill[color=white] (PA) circle[radius=\r]; + \fill[color=white] (PB) circle[radius=\r]; + \fill[color=white] (PC) circle[radius=\r]; + \fill[color=white] (PD) circle[radius=\r]; + \fill[color=white] (PE) circle[radius=\r]; + \fill[color=white] (QA) circle[radius=\r]; + \fill[color=white] (QB) circle[radius=\r]; + \fill[color=white] (QC) circle[radius=\r]; + \fill[color=white] (QD) circle[radius=\r]; + \fill[color=white] (QE) circle[radius=\r]; +} + +\only<2->{ + \fill[color=blau] (PA) circle[radius=\r]; + \fill[color=rot] (PB) circle[radius=\r]; + \fill[color=rot] (PC) circle[radius=\r]; + \fill[color=gruen] (PD) circle[radius=\r]; + \fill[color=gruen] (PE) circle[radius=\r]; + + \fill[color=rot] (QA) circle[radius=\r]; + \fill[color=blau] (QB) circle[radius=\r]; + \fill[color=gruen] (QC) circle[radius=\r]; + \fill[color=rot] (QD) circle[radius=\r]; + \fill[color=blau] (QE) circle[radius=\r]; +} + +\draw (PA) circle[radius=\r]; +\draw (PB) circle[radius=\r]; +\draw (PC) circle[radius=\r]; +\draw (PD) circle[radius=\r]; +\draw (PE) circle[radius=\r]; + +\draw (QA) circle[radius=\r]; +\draw (QB) circle[radius=\r]; +\draw (QC) circle[radius=\r]; +\draw (QD) circle[radius=\r]; +\draw (QE) circle[radius=\r]; + +\node at ($0.5*(QC)+0.5*(QD)+(0,-0.2)$) [below] {$\operatorname{chr} G = 3$}; + +\end{tikzpicture} +\end{center} +\end{block} +\end{column} +\begin{column}{0.48\textwidth} +\uncover<3->{% +\begin{block}{Unabhängigkeitszahl} +$\operatorname{ind}(G)=\mathstrut$ +maximale Anzahl nicht benachbarter Knoten +\begin{center} +\begin{tikzpicture}[>=latex,thick] + +\def\Ra{2} +\def\Ri{1} +\def\e{1.0} +\def\r{0.2} + +\definecolor{rot}{rgb}{0.8,0,0.8} +\definecolor{gruen}{rgb}{0.2,0.6,0.2} +\definecolor{blau}{rgb}{1,0.6,0.2} +\definecolor{gelb}{rgb}{0,0,1} + +\coordinate (PA) at ({\Ri*sin(0*72)},{\e*\Ri*cos(0*72)}); +\coordinate (PB) at ({\Ri*sin(1*72)},{\e*\Ri*cos(1*72)}); +\coordinate (PC) at ({\Ri*sin(2*72)},{\e*\Ri*cos(2*72)}); +\coordinate (PD) at ({\Ri*sin(3*72)},{\e*\Ri*cos(3*72)}); +\coordinate (PE) at ({\Ri*sin(4*72)},{\e*\Ri*cos(4*72)}); + +\coordinate (QA) at ({\Ra*sin(0*72)},{\e*\Ra*cos(0*72)}); +\coordinate (QB) at ({\Ra*sin(1*72)},{\e*\Ra*cos(1*72)}); +\coordinate (QC) at ({\Ra*sin(2*72)},{\e*\Ra*cos(2*72)}); +\coordinate (QD) at ({\Ra*sin(3*72)},{\e*\Ra*cos(3*72)}); +\coordinate (QE) at ({\Ra*sin(4*72)},{\e*\Ra*cos(4*72)}); + +\draw (PA)--(PC)--(PE)--(PB)--(PD)--cycle; +\draw (QA)--(QB)--(QC)--(QD)--(QE)--cycle; +\draw (PA)--(QA); +\draw (PB)--(QB); +\draw (PC)--(QC); +\draw (PD)--(QD); +\draw (PE)--(QE); + +\foreach \n in {1,...,7}{ + \only<\n>{\node[color=white] at (1,2.9) {$\n$};} +} + +\fill[color=white] (PA) circle[radius=\r]; +\fill[color=white] (PB) circle[radius=\r]; +\fill[color=white] (PC) circle[radius=\r]; +\fill[color=white] (PD) circle[radius=\r]; +\fill[color=white] (PE) circle[radius=\r]; +\fill[color=white] (QA) circle[radius=\r]; +\fill[color=white] (QB) circle[radius=\r]; +\fill[color=white] (QC) circle[radius=\r]; +\fill[color=white] (QD) circle[radius=\r]; +\fill[color=white] (QE) circle[radius=\r]; + +\only<4->{ + \fill[color=rot] (QA) circle[radius={1.5*\r}]; + \fill[color=rot!40] (QB) circle[radius=\r]; + \fill[color=rot!40] (QE) circle[radius=\r]; + \fill[color=rot!40] (PA) circle[radius=\r]; +} + +\only<5->{ + \fill[color=blau] (PB) circle[radius={1.5*\r}]; + \fill[color=blau!40] (PD) circle[radius=\r]; + \fill[color=blau!40] (PE) circle[radius=\r]; + \fill[color=blau!80,opacity=0.5] (QB) circle[radius=\r]; +} + +\only<6->{ + \fill[color=gruen] (PC) circle[radius={1.5*\r}]; + \fill[color=gruen!40] (QC) circle[radius=\r]; + \fill[color=gruen!80,opacity=0.5] (PA) circle[radius=\r]; + \fill[color=gruen!80,opacity=0.5] (PE) circle[radius=\r]; +} + +\only<7->{ + \fill[color=gelb] (QD) circle[radius={1.5*\r}]; + \fill[color=gelb!80,opacity=0.5] (QC) circle[radius=\r]; + \fill[color=gelb!80,opacity=0.5] (QE) circle[radius=\r]; + \fill[color=gelb!80,opacity=0.5] (PD) circle[radius=\r]; +} + +\only<-3|handout:0>{ + \draw (QA) circle[radius=\r]; +} +\only<4->{ + \draw (QA) circle[radius={1.5*\r}]; +} + +\only<-4|handout:0>{ + \draw (PB) circle[radius=\r]; +} +\only<5->{ + \draw (PB) circle[radius={1.5*\r}]; +} + +\only<-5|handout:0>{ + \draw (PC) circle[radius=\r]; +} +\only<6->{ + \draw (PC) circle[radius={1.5*\r}]; +} + +\only<-6|handout:0>{ + \draw (QD) circle[radius=\r]; +} +\only<7->{ + \draw (QD) circle[radius={1.5*\r}]; +} + +\draw (PA) circle[radius=\r]; +\draw (PD) circle[radius=\r]; +\draw (PE) circle[radius=\r]; + +\draw (QB) circle[radius=\r]; +\draw (QC) circle[radius=\r]; +\draw (QE) circle[radius=\r]; + +\only<4|handout:0>{ +\node at ($0.5*(QC)+0.5*(QD)+(0,-0.2)$) [below] {$\operatorname{ind} G = 1$}; +} +\only<5|handout:0>{ +\node at ($0.5*(QC)+0.5*(QD)+(0,-0.2)$) [below] {$\operatorname{ind} G = 2$}; +} +\only<6|handout:0>{ +\node at ($0.5*(QC)+0.5*(QD)+(0,-0.2)$) [below] {$\operatorname{ind} G = 3$}; +} +\only<7->{ +\node at ($0.5*(QC)+0.5*(QD)+(0,-0.2)$) [below] {$\operatorname{ind} G = 4$}; +} + +\end{tikzpicture} +\end{center} +\end{block}} +\end{column} +\end{columns} +\end{frame} +\egroup diff --git a/vorlesungen/slides/8/chrindprop.tex b/vorlesungen/slides/8/chrindprop.tex new file mode 100644 index 0000000..094588c --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/8/chrindprop.tex @@ -0,0 +1,62 @@ +% +% chrindprop.tex -- slide template +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +% +\bgroup +\begin{frame}[t] +\setlength{\abovedisplayskip}{5pt} +\setlength{\belowdisplayskip}{5pt} +\frametitle{Zusammenhang zwischen $\operatorname{chr}G$ und $\operatorname{ind}G$} +\vspace{-20pt} +\begin{columns}[t,onlytextwidth] +\begin{column}{0.38\textwidth} +\begin{block}{Proposition} +Ist $G$ ein Graph mit $n$ Knoten, dann gilt +\[ +\operatorname{chr}G +\cdot +\operatorname{ind}G +\ge n +\] +\end{block} +\uncover<2->{% +\begin{block}{Beispiel} +Peterson-Graph $K$ hat $n=10$ Knoten: +\[ +\operatorname{chr}(K) +\cdot +\operatorname{ind}(K) += +3\cdot 4 +\ge +10 += +n +\] +\end{block}} +\end{column} +\begin{column}{0.58\textwidth} +\uncover<3->{% +\begin{proof}[Beweis] +\begin{itemize} +\item<4-> eine minimale Färbung hat $\operatorname{chr}(G)$ Farben +\item<5-> Sie teilt die Knoten in $\operatorname{chr}(G)$ +gleichfarbige Mengen auf +\item<6-> Jede einfarbige Menge von Knoten ist unabhängig, d.~h.~sie +besteht aus Knoten, die nicht miteinander verbunden sind. +\item<7-> Jede einfarbige Menge enthält höchstens $\operatorname{ind}(G)$ +\item<8-> Die Gesamtzahl der Knoten ist +\[ +n\uncover<9->{=\sum_{\text{Farbe}}\underbrace{|V_{\text{Farbe}}|}_{\le \operatorname{ind}(G)}} +\uncover<10->{\le +\operatorname{chr}(G) +\cdot +\operatorname{ind}(G)} +\] +\end{itemize} +\end{proof}} +\end{column} +\end{columns} +\end{frame} +\egroup diff --git a/vorlesungen/slides/8/chroma1.tex b/vorlesungen/slides/8/chroma1.tex new file mode 100644 index 0000000..6a55704 --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/8/chroma1.tex @@ -0,0 +1,56 @@ +% +% chroma1.tex -- slide template +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +% +\bgroup +\begin{frame}[t] +\setlength{\abovedisplayskip}{5pt} +\setlength{\belowdisplayskip}{5pt} +\frametitle{Schranke für $\operatorname{chr}(G)$} +\vspace{-20pt} +\begin{columns}[t,onlytextwidth] +\begin{column}{0.40\textwidth} +\begin{block}{Proposition} +Ist $G$ ein Graph mit maximalem Grad $d$, dann gilt +\[ +\operatorname{chr}(G) \le d + 1 +\] +\end{block} +\uncover<2->{% +\begin{block}{Beispiel} +\begin{itemize} +\item<3-> +Peterson-Graph $G$: maximaler Grad ist $d=3$, aber +\[ +\operatorname{chr}(G) += +3 +< d+1=4 +\] +\item<4-> +Voller Graph $V$: maximaler Grad ist $d=n-1$, +\[ +\operatorname{chr}(V) = n = d+1 +\] +\end{itemize} +\end{block}} +\end{column} +\begin{column}{0.58\textwidth} +\uncover<4->{% +\begin{proof}[Beweis] +Mit vollständiger Induktion, d.~h.~Annahme: Graphen mit $ $X$ ein Graph mit $n$ Knoten +\item<6-> entferne den Knoten $v\in X$, $X'=X\setminus\{v\}$ +\item<7-> $X'$ lässt sich mit höchstens $d+1$ Farben einfärben +\item<8-> $v$ hat höchstens $d$ Nachbarn, die höchsten $d$ verschiedene +Farben haben +\item<9-> Es bleibt eine Farbe für $v$ +\end{itemize} +\end{proof}} +\end{column} +\end{columns} +\end{frame} +\egroup diff --git a/vorlesungen/slides/8/spanningtree.tex b/vorlesungen/slides/8/spanningtree.tex index 425fe1c..62180d9 100644 --- a/vorlesungen/slides/8/spanningtree.tex +++ b/vorlesungen/slides/8/spanningtree.tex @@ -3,6 +3,7 @@ % % (c) 2019 Prof Dr Andreas Müller, Hochschule Rapperswil % +\bgroup \begin{frame} \frametitle{Spannbäume} @@ -121,7 +122,7 @@ Wieviele Spannbäume gibt es? \begin{column}{0.56\hsize} \uncover<5->{% \begin{block}{Laplace-Matrix} -\vspace{-15pt} +%\vspace{-15pt} \[ L= \tiny @@ -162,3 +163,4 @@ L\text{ ohne }\left\{\begin{array}{c}\text{Zeile $i$}\\\text{Spalte $j$}\end{arr \end{columns} \end{frame} +\egroup -- cgit v1.2.1 From 0089fd1369af66dd7f694d18290f4f677b5046ba Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: =?UTF-8?q?Andreas=20M=C3=BCller?= Date: Thu, 13 May 2021 18:05:26 +0200 Subject: add new slides --- vorlesungen/11_msegraphen/slides.tex | 6 +- vorlesungen/slides/8/Makefile.inc | 4 ++ vorlesungen/slides/8/amax.tex | 86 ++++++++++++++++++++++++++ vorlesungen/slides/8/chapter.tex | 4 ++ vorlesungen/slides/8/chrwilf.tex | 115 +++++++++++++++++++++++++++++++++++ vorlesungen/slides/8/subgraph.tex | 60 ++++++++++++++++++ vorlesungen/slides/8/weitere.tex | 43 +++++++++++++ vorlesungen/slides/8/wilf.m | 22 +++++++ 8 files changed, 339 insertions(+), 1 deletion(-) create mode 100644 vorlesungen/slides/8/amax.tex create mode 100644 vorlesungen/slides/8/chrwilf.tex create mode 100644 vorlesungen/slides/8/subgraph.tex create mode 100644 vorlesungen/slides/8/weitere.tex create mode 100644 vorlesungen/slides/8/wilf.m diff --git a/vorlesungen/11_msegraphen/slides.tex b/vorlesungen/11_msegraphen/slides.tex index b152d82..3fa5510 100644 --- a/vorlesungen/11_msegraphen/slides.tex +++ b/vorlesungen/11_msegraphen/slides.tex @@ -28,4 +28,8 @@ %\folie{8/chrind.tex} %\folie{8/chrindprop.tex} -\folie{8/chroma1.tex} +%\folie{8/chroma1.tex} +%\folie{8/amax.tex} +%\folie{8/subgraph.tex} +\folie{8/chrwilf.tex} +\folie{8/weitere.tex} diff --git a/vorlesungen/slides/8/Makefile.inc b/vorlesungen/slides/8/Makefile.inc index b2823ca..81f91d0 100644 --- a/vorlesungen/slides/8/Makefile.inc +++ b/vorlesungen/slides/8/Makefile.inc @@ -31,5 +31,9 @@ chapter8 = \ ../slides/8/chrind.tex \ ../slides/8/chrindprop.tex \ ../slides/8/chroma1.tex \ + ../slides/8/amax.tex \ + ../slides/8/subgraph.tex \ + ../slides/8/chrwilf.tex \ + ../slides/8/weitere.tex \ ../slides/8/chapter.tex diff --git a/vorlesungen/slides/8/amax.tex b/vorlesungen/slides/8/amax.tex new file mode 100644 index 0000000..951400a --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/8/amax.tex @@ -0,0 +1,86 @@ +% +% amax.tex -- slide template +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +% +\bgroup +\begin{frame}[t] +\setlength{\abovedisplayskip}{5pt} +\setlength{\belowdisplayskip}{5pt} +\frametitle{$\alpha_{\text{max}}$ und $d$} +\vspace{-20pt} +\begin{columns}[t,onlytextwidth] +\begin{column}{0.44\textwidth} +\begin{block}{Definition} +$\alpha_{\text{max}}$ ist der grösste Eigenwert der Adjazenzmatrix +\end{block} +\uncover<2->{ +\begin{block}{Fakten} +\begin{itemize} +\item<3-> +Der Eigenwert $\alpha_{\text{max}}$ ist einfach +\item<4-> +Es gibt einen positiven Eigenvektor $f$ zum Eigenwert $\alpha_{\text{max}}$ +\item<5-> +$f$ maximiert +\[ +\frac{\langle Af,f\rangle}{\langle f,f\rangle} += +\alpha_{\text{max}} +\] +\end{itemize} +Herkunft: Perron-Frobenius-Theorie positiver Matrizen (nächste Woche) +\end{block}} +\end{column} +\begin{column}{0.52\textwidth} +\uncover<6->{% +\begin{block}{Mittlerer Grad} +\[ +\overline{d} += +\frac1{n} \sum_{v} \operatorname{deg}(v) +\le +\alpha_{\text{max}} +\le +d +\] +\end{block}} +\vspace{-10pt} +\uncover<7->{% +\begin{proof}[Beweis] +\begin{itemize} +\item Konstante Funktion $1$ anstelle von $f$: +\[ +\frac{\langle A1,1\rangle}{\langle 1,1\rangle} +\uncover<8->{= +\frac{\sum_v \operatorname{deg}(v)}{n}} +\uncover<9->{= +\overline{d}} +\uncover<10->{\le +\alpha_{\text{max}}} +\] +\item<11-> Komponenten von $Af$ summieren: +\begin{align*} +\uncover<12->{ +\alpha_{\text{max}} +f(v) &= (Af)(v)}\uncover<13->{ = \sum_{u\sim v} f(u)} +\\ +\uncover<14->{\alpha_{\text{max}} +\sum_{v}f(v) +&= +\sum_v +\operatorname{deg}(v) f(v)} +\\ +&\uncover<15->{\le +d\sum_v f(v)} +\; +\uncover<16->{\Rightarrow +\; +\alpha_{\text{max}} \le d} +\end{align*} +\end{itemize} +\end{proof}} +\end{column} +\end{columns} +\end{frame} +\egroup diff --git a/vorlesungen/slides/8/chapter.tex b/vorlesungen/slides/8/chapter.tex index 2110bb2..7511e3e 100644 --- a/vorlesungen/slides/8/chapter.tex +++ b/vorlesungen/slides/8/chapter.tex @@ -33,4 +33,8 @@ \folie{8/chrind.tex} \folie{8/chrindprop.tex} \folie{8/chroma1.tex} +\folie{8/amax.tex} +\folie{8/subgraph.tex} +\folie{8/chrwilf.tex} +\folie{8/weitere.tex} diff --git a/vorlesungen/slides/8/chrwilf.tex b/vorlesungen/slides/8/chrwilf.tex new file mode 100644 index 0000000..7edb10e --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/8/chrwilf.tex @@ -0,0 +1,115 @@ +% +% chrwilf.tex -- slide template +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +% +\bgroup +\setlength{\abovedisplayskip}{5pt} +\setlength{\belowdisplayskip}{5pt} +\def\kante#1#2{ + \draw[shorten >= 0.2cm,shorten <= 0.2cm] (#1) -- (#2); +} +\def\knoten#1#2{ + \uncover<8->{ + \fill[color=#2!30] (#1) circle[radius=0.2]; + \draw[color=#2] (#1) circle[radius=0.2]; + } + \only<-7>{ + \draw (#1) circle[radius=0.2]; + } +} +\def\R{1.5} +\definecolor{rot}{rgb}{1,0,0} +\definecolor{gruen}{rgb}{0,0.6,0} +\definecolor{blau}{rgb}{0,0,1} +\begin{frame}[t] +\frametitle{Schranke für die chromatische Zahl} +\vspace{-20pt} +\begin{columns}[t,onlytextwidth] +\begin{column}{0.48\textwidth} +\begin{block}{Satz (Wilf)} +$\uncover<2->{\operatorname{chr}(X) \le 1+}\alpha_{\text{max}} \le\uncover<2->{ 1 + }d$ +\end{block} +\uncover<3->{% +\begin{block}{Beispiel} +\begin{align*} +\uncover<4->{d&= 4} +&&\uncover<5->{\Rightarrow& \operatorname{chr}(G) &\le 5}\\ +\uncover<6->{\alpha_{\text{max}} &= +2.9565} +&&\uncover<7->{\Rightarrow& \operatorname{chr}(G) &\le 3}\\ +\uncover<4->{\overline{d} &= \frac{24}{9}=\rlap{$2.6666$}} +\end{align*} +\vspace{-20pt} +\begin{center} +\begin{tikzpicture}[>=latex,thick] + +\coordinate (A) at (0:\R); +\coordinate (B) at (40:\R); +\coordinate (C) at (80:\R); +\coordinate (D) at (120:\R); +\coordinate (E) at (160:\R); +\coordinate (F) at (200:\R); +\coordinate (G) at (240:\R); +\coordinate (H) at (280:\R); +\coordinate (I) at (320:\R); + +\knoten{A}{rot} +\knoten{B}{blau} +\knoten{C}{gruen} +\knoten{D}{blau} +\knoten{E}{rot} +\knoten{F}{blau} +\knoten{G}{rot} +\knoten{H}{gruen} +\knoten{I}{blau} + +\kante{A}{B} +\kante{B}{C} +\kante{C}{D} +\kante{D}{E} +\kante{E}{F} +\kante{F}{G} +\kante{G}{H} +\kante{H}{I} +\kante{I}{A} + +\kante{A}{C} +\kante{A}{D} +\kante{D}{G} + +\end{tikzpicture} +\end{center} +\end{block}} +\end{column} +\begin{column}{0.52\textwidth} +\uncover<9->{% +\begin{proof}[Beweis] +Induktion nach der Grösse $n$ des Graphen. +\begin{itemize} +\item<10-> +Entferne $v\in X$ mit minimalem Grad: $X'=X\setminus \{v\}$ +\item<11-> +Induktionsannahme: +\[ +\operatorname{chr}(X') +\le +1+ +\alpha_{\text{max}}' +\] +\item<12-> +$X'$ kann mit höhcstens $1+\alpha_{\text{max}}'\le 1+\alpha_{\text{max}}$ +Farben eingefärbt werden. +\item<13-> +Wegen +\( +\deg(v) \le \overline{d} \le \alpha_{\text{max}} +\) +hat $v$ höchstens $\alpha_{\text{max}}$ Nachbarn, um $v$ zu färben, +braucht man also höchstens $1+\alpha_{\text{max}}$ Farben. +\end{itemize} +\end{proof}} +\end{column} +\end{columns} +\end{frame} +\egroup diff --git a/vorlesungen/slides/8/subgraph.tex b/vorlesungen/slides/8/subgraph.tex new file mode 100644 index 0000000..f3005f9 --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/8/subgraph.tex @@ -0,0 +1,60 @@ +% +% subgraph.tex -- slide template +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +% +\bgroup +\begin{frame}[t] +\setlength{\abovedisplayskip}{5pt} +\setlength{\belowdisplayskip}{5pt} +\frametitle{$\alpha_{\text{max}}$ eines Untergraphen} +\vspace{-20pt} +\begin{columns}[t,onlytextwidth] +\begin{column}{0.48\textwidth} +\begin{block}{Satz} +$X'$ ein echter Untergraph von $X$ mit Adjazenzmatrix $A'$ und grösstem +Eigenwert $\alpha_{\text{max}}'$ +\[ +\alpha_{\text{max}}' \le \alpha_{\text{max}} +\] +\end{block} +\uncover<2->{$V'$ die Knoten von $X'$} +\end{column} +\begin{column}{0.48\textwidth} +\uncover<3->{% +\begin{proof}[Beweis] +\begin{itemize} +\item<4-> +$f'$ der positive Eigenvektor von $A'$ +\item<5-> +Definiere +\[ +g(v) += +\begin{cases} +f'(v) &\qquad v\in V'\\ +0 &\qquad \text{sonst} +\end{cases} +\] +\item<6-> Skalarprodukte: +\begin{align*} +\uncover<7->{\langle f',f'\rangle &= \langle g,g\rangle} +\\ +\uncover<8->{\langle A'f',f'\rangle &\le \langle Ag,g\rangle} +\end{align*} +\item<9-> Vergleich +\[ +\alpha_{\text{max}}' += +\frac{\langle A'f',f'\rangle}{\langle f',f'\rangle} +\uncover<10->{\le +\frac{\langle Ag,g\rangle}{\langle g,g\rangle}} +\uncover<11->{\le +\alpha_{\text{max}}} +\] +\end{itemize} +\end{proof}} +\end{column} +\end{columns} +\end{frame} +\egroup diff --git a/vorlesungen/slides/8/weitere.tex b/vorlesungen/slides/8/weitere.tex new file mode 100644 index 0000000..46a3da0 --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/8/weitere.tex @@ -0,0 +1,43 @@ +% +% weitere.tex -- slide template +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +% +\bgroup +\begin{frame}[t] +\setlength{\abovedisplayskip}{5pt} +\setlength{\belowdisplayskip}{5pt} +\frametitle{Weitere Resultate der spektralen Graphentheorie} +\vspace{-20pt} +\begin{columns}[t,onlytextwidth] +\begin{column}{0.48\textwidth} +\begin{block}{Satz (Hoffmann)} +\[ +\operatorname{chr} X \ge 1 + \frac{\alpha_{\text{max}}}{-\alpha_{\text{min}}} +\] +\end{block} +\uncover<2->{% +\begin{block}{Satz (Hoffmann)} +\[ +\operatorname{ind} X \le n \biggl(1-\frac{d_{\text{min}}}{\lambda_{\text{max}}}\biggr) +\] +\end{block}} +\end{column} +\begin{column}{0.48\textwidth} +\uncover<3->{% +\begin{block}{Korollar} +Für einen regulären Graphen mit $n$ Knoten gilt +\begin{align*} +\operatorname{ind} X +&\le +\frac{n}{\displaystyle 1-\frac{d}{\alpha_{\text{min}}}} +\\ +\operatorname{chr} X +&\ge +1-\frac{d}{\alpha_{\text{min}}} +\end{align*} +\end{block}} +\end{column} +\end{columns} +\end{frame} +\egroup diff --git a/vorlesungen/slides/8/wilf.m b/vorlesungen/slides/8/wilf.m new file mode 100644 index 0000000..49dc161 --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/8/wilf.m @@ -0,0 +1,22 @@ +# +# wilf.m -- chromatische Zahl für einen Graphen +# +# (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +# +N = 9; +A = zeros(N,N); + +for i = (1:N) + j = 1 + rem(i, N) + A(i,j) = 1; +endfor +for i = (1:3:N-3) + j = 1 + rem(i + 2, N) + A(i,j) = 1; +endfor + +A(1,3) = 1; + +A = A + A' + +eig(A) -- cgit v1.2.1 From f1e6ef449cbcb3d5653f23614511b8c6db3dd282 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: =?UTF-8?q?Andreas=20M=C3=BCller?= Date: Thu, 13 May 2021 18:41:38 +0200 Subject: typos --- vorlesungen/11_msegraphen/slides.tex | 38 ++++++++++++++++++------------------ vorlesungen/slides/8/inzidenz.tex | 4 +++- vorlesungen/slides/8/inzidenzd.tex | 4 +++- vorlesungen/slides/8/produkt.tex | 2 +- 4 files changed, 26 insertions(+), 22 deletions(-) diff --git a/vorlesungen/11_msegraphen/slides.tex b/vorlesungen/11_msegraphen/slides.tex index 3fa5510..b3d1519 100644 --- a/vorlesungen/11_msegraphen/slides.tex +++ b/vorlesungen/11_msegraphen/slides.tex @@ -4,21 +4,21 @@ % (c) 2017 Prof Dr Andreas Müller, Hochschule Rapperswil % -%\folie{8/graph.tex} -%\folie{8/dgraph.tex} -%\folie{8/grad.tex} -%\folie{8/inzidenz.tex} -%\folie{8/inzidenzd.tex} -%\folie{8/diffusion.tex} -%\folie{8/laplace.tex} -%\folie{8/produkt.tex} -%\folie{8/fourier.tex} -%\folie{8/spanningtree.tex} +\folie{8/graph.tex} +\folie{8/dgraph.tex} +\folie{8/grad.tex} +\folie{8/inzidenz.tex} +\folie{8/inzidenzd.tex} +\folie{8/diffusion.tex} +\folie{8/laplace.tex} +\folie{8/produkt.tex} +\folie{8/fourier.tex} +\folie{8/spanningtree.tex} -%\folie{8/pfade/adjazenz.tex} -%\folie{8/pfade/langepfade.tex} -%\folie{8/pfade/beispiel.tex} -%\folie{8/pfade/gf.tex} +\folie{8/pfade/adjazenz.tex} +\folie{8/pfade/langepfade.tex} +\folie{8/pfade/beispiel.tex} +\folie{8/pfade/gf.tex} %\folie{8/floyd-warshall/problem.tex} %\folie{8/floyd-warshall/rekursion.tex} @@ -26,10 +26,10 @@ %\folie{8/floyd-warshall/wegiteration.tex} %\folie{8/floyd-warshall/wege.tex} -%\folie{8/chrind.tex} -%\folie{8/chrindprop.tex} -%\folie{8/chroma1.tex} -%\folie{8/amax.tex} -%\folie{8/subgraph.tex} +\folie{8/chrind.tex} +\folie{8/chrindprop.tex} +\folie{8/chroma1.tex} +\folie{8/amax.tex} +\folie{8/subgraph.tex} \folie{8/chrwilf.tex} \folie{8/weitere.tex} diff --git a/vorlesungen/slides/8/inzidenz.tex b/vorlesungen/slides/8/inzidenz.tex index 952c85b..10f88cd 100644 --- a/vorlesungen/slides/8/inzidenz.tex +++ b/vorlesungen/slides/8/inzidenz.tex @@ -5,6 +5,8 @@ % \bgroup \definecolor{darkgreen}{rgb}{0,0.6,0} +\setlength{\abovedisplayskip}{5pt} +\setlength{\belowdisplayskip}{5pt} \begin{frame}[t] \frametitle{Inzidenz- und Adjazenzmatrix} \vspace{-20pt} @@ -67,7 +69,7 @@ \vspace{-10pt} \uncover<5->{% \begin{block}{Definition} -\vspace{-15pt} +%\vspace{-15pt} \begin{align*} B(G)_{ij}&=1&&\Leftrightarrow&&\text{Kante $j$ endet in Knoten $i$}\\ A(G)_{ij}&=1&&\Leftrightarrow&&\text{Kante zwischen Knoten $i$ und $j$} diff --git a/vorlesungen/slides/8/inzidenzd.tex b/vorlesungen/slides/8/inzidenzd.tex index 5f2f51a..43e5330 100644 --- a/vorlesungen/slides/8/inzidenzd.tex +++ b/vorlesungen/slides/8/inzidenzd.tex @@ -5,6 +5,8 @@ % \bgroup \definecolor{darkgreen}{rgb}{0,0.6,0} +\setlength{\abovedisplayskip}{5pt} +\setlength{\belowdisplayskip}{5pt} \begin{frame}[t] \frametitle{Inzidenz- und Adjazenz-Matrix} \vspace{-20pt} @@ -67,7 +69,7 @@ \vspace{-15pt} \uncover<5->{% \begin{block}{Definition} -\vspace{-20pt} +%\vspace{-20pt} \begin{align*} B(G)_{ij}&=-1&&\Leftrightarrow&&\text{Kante $j$ von $i$}\\ B(G)_{kj}&=+1&&\Leftrightarrow&&\text{Kante $j$ nach $k$}\\ diff --git a/vorlesungen/slides/8/produkt.tex b/vorlesungen/slides/8/produkt.tex index 1d8b725..93333bc 100644 --- a/vorlesungen/slides/8/produkt.tex +++ b/vorlesungen/slides/8/produkt.tex @@ -56,7 +56,7 @@ \end{center} \vspace{-15pt} \begin{block}{Berechne} -\vspace{-20pt} +%\vspace{-20pt} \begin{align*} \uncover<4->{L(G)}&\uncover<4->{=}B(G)B(G)^t \end{align*} -- cgit v1.2.1 From 8c0f3f0193804f257bc6646aef8c3be0f9c9166b Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: "User-PC\\User" Date: Sat, 15 May 2021 17:29:20 +0200 Subject: =?UTF-8?q?=C3=9Cberarbeitungen?= MIME-Version: 1.0 Content-Type: text/plain; charset=UTF-8 Content-Transfer-Encoding: 8bit --- buch/papers/spannung/Einleitung.tex | 42 ++-- buch/papers/spannung/Grafiken/Bild3.png | Bin 0 -> 45727 bytes buch/papers/spannung/Grafiken/Bild4.png | Bin 0 -> 72520 bytes buch/papers/spannung/Grafiken/Bild5.png | Bin 0 -> 34721 bytes .../Grafiken/DiagrammOedometer-Versuch.jpg | Bin 34089 -> 0 bytes .../Grafiken/DiagrammOedometer-Versuch.png | Bin 0 -> 23361 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"buch/papers/spannung/Grafiken/infinitesimalerW\303\274rfel.jpg" diff --git a/buch/papers/spannung/Einleitung.tex b/buch/papers/spannung/Einleitung.tex index f1d5d70..37c2ec2 100644 --- a/buch/papers/spannung/Einleitung.tex +++ b/buch/papers/spannung/Einleitung.tex @@ -7,7 +7,7 @@ Besonderes Augenmerk liegt dabei auf dem Oedometer - Versuch. Bei dieser Untersuchung der zugehörigen Berechnungen hat man es mit Vektoren, Matrizen und Tensoren zu tun. Um die mathematische Untersuchung vorzunehmen, beschäftigt man sich zuerst mit den spezifischen Gegebenheiten und Voraussetzungen. -Ebenfalls gilt es ein paar wichtige Begriffe und deren mathematisches Zeichen einzuführen, +Ebenfalls gilt es ein paar wichtige Begriffe und deren mathematischen Zeichen einzuführen, damit sich den Berechnungen schlüssig folgen lässt. In diesem Kapitel hat man es insbesondere mit Spannungen und Dehnungen zu tun. @@ -16,7 +16,7 @@ sondern eine Kraft geteilt durch Fläche. \section{Einführung wichtige Begriffe\label{spannung:section:Wichtige Begriffe}} \[ -l +l_0 = \text{Ausgangslänge [\si{\meter}]} \] @@ -26,6 +26,11 @@ l \text{Längenänderung nach Kraftauftrag [\si{\meter}]} \] \[ +\Delta b += +\text{Längenänderung in Querrichtung nach Kraftauftrag [\si{\meter}]} +\] +\[ \varepsilon = \text{Dehnung [$-$]} @@ -38,12 +43,12 @@ l \[ E = -\text{Elastizitätsmodul} +\text{Elastizitätsmodul [\si{\kilo\pascal}]} \] \[ \nu = -\text{Querdehnungszahl} +\text{Querdehnungszahl; Poissonzahl [$-$]} \] \[ F @@ -58,7 +63,7 @@ A \[ t = -Tiefe\enspace[m] +\text{Tiefe [\si{\meter}]} \] \[ s @@ -77,7 +82,7 @@ Beziehungen = \frac{\Delta b}{l_0} = -\varepsilon_\upsilon +\varepsilon\cdot\nu \] \[ \sigma @@ -85,18 +90,29 @@ Beziehungen \frac{N}{A} \] \[ -N +F = \int_{A} \sigma dA \] \[ \varepsilon^{\prime} = -\frac{1}{l_0}\] +\frac{1}{l_0} +\] -Der Begriff Tensor -Tensoren werden unter anderem in der Elastizitätstheorie gebraucht. +\section{Einführung wichtige Begriffe\label{spannung:section:Tensoren}} +Tensoren wurden als erstes in der Elastizitätstheorie eingesetzt. (Quelle Herr Müller) In der Elastizitätstheorie geht es darum viele verschiedene Komponenten zu beschreiben. - - - +Mit einer Matrix oder einem Vektor kann man dies nicht mehr bewerkstelligen. +Wenn man den dreidimensionalen Spannungszustand abbilden möchte, müsste man mehrere Vektoren haben. +Deshalb wurden 1840 von Rowan Hamilton Tensoren in die Mathematik eingeführt. +Woldemar Voigt hat den Begriff in die moderne Bedeutung von Skalar, Matrix und Vektor verallgemeinert. +Albert Einstein hat Tensoren zudem in der allgemeinen Relativitätstheorie benutzt. +Tensor sind eine Stufe höher als Matrizen. Matrizen sind 2. Stufe. +Da Tensoren eine Stufe höher sind, kann man auch Matrizen, Vektoren und Skalare als Tensoren bezeichnen. +Der Nachteil von den Tensoren ist, dass man die gewohnten Rechenregeln, die man bei Vektoren oder Matrizen kennt, +nicht darauf anwenden kann. Man ist deshalb bestrebt die Tensoren als Vektoren und Matrizen darzustellen, +damit man die gewohnten Rechenregeln darauf anwenden kann. (Quelle Wikipedia) +In der vorliegenden Arbeit sind bereits alle Tensoren als Matrizen 2. Stufe abgebildet. +Trotzdem kann man diese Matrizen wie vorher beschrieben als Tensor bezeichnen. +Da diese als Matrizen abgebildet sind, dürfen wir die bekannten Rechenregeln auf unsere Tensoren anwenden. \ No newline at end of file diff --git a/buch/papers/spannung/Grafiken/Bild3.png b/buch/papers/spannung/Grafiken/Bild3.png new file mode 100644 index 0000000..8ca72a1 Binary files /dev/null and b/buch/papers/spannung/Grafiken/Bild3.png differ diff --git a/buch/papers/spannung/Grafiken/Bild4.png b/buch/papers/spannung/Grafiken/Bild4.png new file mode 100644 index 0000000..526ee7b Binary files /dev/null and b/buch/papers/spannung/Grafiken/Bild4.png differ diff --git a/buch/papers/spannung/Grafiken/Bild5.png b/buch/papers/spannung/Grafiken/Bild5.png new file mode 100644 index 0000000..6ee004d Binary files /dev/null and b/buch/papers/spannung/Grafiken/Bild5.png differ diff --git a/buch/papers/spannung/Grafiken/DiagrammOedometer-Versuch.jpg b/buch/papers/spannung/Grafiken/DiagrammOedometer-Versuch.jpg deleted file mode 100644 index 52f1b5c..0000000 Binary files a/buch/papers/spannung/Grafiken/DiagrammOedometer-Versuch.jpg and /dev/null differ diff --git a/buch/papers/spannung/Grafiken/DiagrammOedometer-Versuch.png b/buch/papers/spannung/Grafiken/DiagrammOedometer-Versuch.png new file mode 100644 index 0000000..31505bd Binary files /dev/null and b/buch/papers/spannung/Grafiken/DiagrammOedometer-Versuch.png differ diff --git a/buch/papers/spannung/Grafiken/infinitesimalerWuerfel.jpg b/buch/papers/spannung/Grafiken/infinitesimalerWuerfel.jpg deleted file mode 100644 index e3875bb..0000000 Binary files a/buch/papers/spannung/Grafiken/infinitesimalerWuerfel.jpg and /dev/null differ diff --git a/buch/papers/spannung/Grafiken/infinitesimalerWuerfel.png b/buch/papers/spannung/Grafiken/infinitesimalerWuerfel.png new file mode 100644 index 0000000..398529c Binary files /dev/null and b/buch/papers/spannung/Grafiken/infinitesimalerWuerfel.png differ diff --git "a/buch/papers/spannung/Grafiken/infinitesimalerW\303\274rfel.jpg" "b/buch/papers/spannung/Grafiken/infinitesimalerW\303\274rfel.jpg" deleted file mode 100644 index e3875bb..0000000 Binary files "a/buch/papers/spannung/Grafiken/infinitesimalerW\303\274rfel.jpg" and /dev/null differ diff --git a/buch/papers/spannung/teil0.tex b/buch/papers/spannung/teil0.tex index 67896b8..2f4d23b 100644 --- a/buch/papers/spannung/teil0.tex +++ b/buch/papers/spannung/teil0.tex @@ -1,22 +1,43 @@ \section{Spannungsausbreitung\label{spannung:section:Spannungsausbreitung}} \rhead{Spannungsausbreitung} Anhand untenstehendem Bild kann ein einfaches Beispiel betrachtet werden. -Es gibt eine Kraft, diese wird auf den Boden abgetragen. -Diese Kraft muss dann vom Boden aufgenommen werden. -Im Boden entsteht eine Spannung. Diese Spannung ist abhängig von $\sigma(x,y,t)$ +Es gibt eine Flächenlast (Kraft), diese wird auf den Boden abgetragen. +Diese Last muss dann vom Boden aufgenommen werden. +Im Boden entsteht nebst der Eigenspannung eine weitere Spannung durch diese Last (Zusatzspannung). +Diese Zusatzspannung $\sigma$ ist abhängig von $(x,y,t)$. Je nach dem, wo man sich im Boden befindet variert die Spannung. -Mit der Tiefe wird die Spannung geringer. -Die Ausbreitung der Spannung im Boden hat die Form einer Zwiebel. +Mit der Tiefe wird die Zusatzspannung geringer. +Die Ausbreitung der Zusatzspannung im Boden hat die Form einer Zwiebel. Durch Untersuchung der Spannung an verschiedenen Punkten im Boden, kann man eine Funktion abtragen. Dasselbe macht man auch mit der Dehnung. Es zeigt sich, dass die Form der beiden Funktionen gleich ist. -Dies erklärt sich dadurch, dass die Spannung und die Dehnung proportional sind zueinander sind. +Dies erklärt sich dadurch, dass die Spannung und die Dehnung proportional zueinander sind. +\begin{figure} + \centering + \includegraphics[width=0.5\linewidth,keepaspectratio]{papers/spannung/Grafiken/Bild4.png} + \caption{Ausbreitung der Spannung im Boden} + \label{fig:Bild4} +\end{figure} + +\begin{figure} + \centering + \includegraphics[width=0.5\linewidth,keepaspectratio]{papers/spannung/Grafiken/Bild5.png} + \caption{Funktionen Spannung und Dehnung} + \label{fig:Bild5} +\end{figure} Anhand eines etwas schwierigeren Beispiels sieht man, dass die Spannungsausbreitung nicht immer ganz einfach ist. Man hat hier eine Baugrube mit einem Baugrubenabschluss, wo ein Teil des Bodens abgetragen wurde. -Was aber immer noch gilt ist, dass die Spannung von drei Variablen abhängig ist. $\sigma(x,y,t)$ +Was aber immer noch gilt ist, dass die Spannung $\sigma$ von drei Variablen abhängig ist $(x,y,t)$. Ansätze um die Spannungsausbreitung zu berechnen gibt es je nach Bodentyp verschiedene. +\begin{figure} + \centering + \includegraphics[width=0.5\linewidth,keepaspectratio]{papers/spannung/Grafiken/Bild3.png} + \caption{Beispiel Lastauftrag auf Boden} + \label{fig:Bild3} +\end{figure} + Die Spannungsausbreitung ist uns jedoch gegeben, es geht nicht darum, dies genauer zu untersuchen. Durch die Spannungsausbreitung und das Elastizitätsmodul kann man eine Dehnung berechnen. Anhand dieser Dehnung kann man mit einem Integral wiederum die Setzung berechnen. @@ -32,6 +53,4 @@ s \] Die Setzung zu bestimmen ist in der Geotechnik sehr wichtig. Besonders ungleichmässige Setzungen können bei Bauwerken Probleme ergeben. -Es gilt also die Bauwerke so zu dimensionieren, dass es verträgliche Setzungen gibt. - - +Es gilt also die Bauwerke so zu dimensionieren, dass es verträgliche Setzungen gibt. \ No newline at end of file diff --git a/buch/papers/spannung/teil1.tex b/buch/papers/spannung/teil1.tex index cc55664..9467d21 100644 --- a/buch/papers/spannung/teil1.tex +++ b/buch/papers/spannung/teil1.tex @@ -1,20 +1,30 @@ \section{Proportionalität Spannung-Dehnung\label{spannung:section:Proportionalität Spannung-Dehnung}} \rhead{Proportionalität Spannung-Dehnung} -Das Hooksche Gesetz beschreibt die elastische Längenänderung von Festkörpern im Zusammenhang mit einer Krafteinwirkung. -Die Längenänderung $\Delta l$ ist proportional zur Krafteinwirkung. -$F\sim \Delta l$ -Man kann dies nur im Bereich vom linearen elastischen Materialverhalten anwenden. -Das heisst das alle Verformungen reversibel sind, sobald man die Kraft wegnimmt. +Das Hook'sche Gesetz beschreibt die elastische Längenänderung von Festkörpern im Zusammenhang mit einer Krafteinwirkung. +Die Längenänderung $\Delta l$ ist proportional zur Krafteinwirkung $F$. +\[ +F +\sim +\Delta l +\] +Man kann dies nur im Bereich vom linearen-elastischen Materialverhalten anwenden. +Das heisst, dass alle Verformungen reversibel sind, sobald man die Kraft wegnimmt. Es findet somit keine dauernde Verformung statt. Da es sehr praktisch ist die Längenänderung nicht absolut auszudrücken haben wir $\varepsilon$. -$\varepsilon$ beschreibt die relative Längenänderung. -$\varepsilon$ ist wiederum proportional zu der aufgebrachten Spannung. -Im Bauingenieurwesen hat man es oft mit grösseren Teilen oder Grösseren Betrachtungsräumen zu tun. +Die Dehnung $\varepsilon$ beschreibt die relative Längenänderung. +Die Dehnung $\varepsilon$ ist wiederum proportional zu der aufgebrachten Spannung. +Im Bauingenieurwesen hat man es oft mit grösseren Teilen oder grösseren Betrachtungsräumen zu tun. Da ist es nun natürlich sehr sinnvoll, wenn wir nicht mit absoluten Zahlen rechnen, -sondern unabhängig von der Länge den Zustand mit Epsilon beschreiben können. +sondern unabhängig von der Länge den Zustand mit Dehnung $\varepsilon$ beschreiben können. Mithilfe vom E-Modul, (steht für Elastizitätsmodul) einer Proportionalitätskonstante, kann man das in eine Gleichung bringen, wie man hier sieht. Das E-Modul beschreibt, das Verhältnis von Kraftaufnahme eines Werkstoffes und dessen zusammenhängender Längenveränderung. +(Quelle Wikipedia) +\[ +\sigma += +E\cdot\varepsilon +\] \[ E = @@ -26,9 +36,6 @@ const. Aus diesem Verhältnis kann man das E-Modul berechnen. Je nach Material ist dies verschieden. Das E-Modul lässt sich nur im linearen-elastischen Materialverhalten anwenden. -Für Bodenmaterial gibt es ein spezielles E-Modul. Dieses wird mit dem Oedometerversuch ermittelt. +Für Bodenmaterial gibt es ein spezielles E-Modul. Dieses wird mit dem Oedometer-Versuch ermittelt. Es wird mit $E_{OED}$ ausgedrückt. Dieser Versuch wird später noch beschrieben. -Der Oedometerversuch ist abhängig von den diesem Kapitel zu untersuchenden Matrizen. - - - +Der Oedometer-Versuch ist abhängig von den diesem Kapitel zu untersuchenden Matrizen. \ No newline at end of file diff --git a/buch/papers/spannung/teil2.tex b/buch/papers/spannung/teil2.tex index d11b3f6..3db3e26 100644 --- a/buch/papers/spannung/teil2.tex +++ b/buch/papers/spannung/teil2.tex @@ -1,22 +1,197 @@ \section{Dreiachsiger Spannungszustand\label{spannung:section:Dreiachsiger_Spannungszustand}} \rhead{Proportionalität Spannung-Dehnung} Wie im Kapitel Spannungsausbreitung beschrieben herrscht in jedem Punkt ein anderer Spannungszustand. -Um die Spannung im Boden genauer untersuchen zu können für man einen infinitesimalen Würfel ein. +Um die Spannung im Boden genauer untersuchen zu können, führt man einen infinitesimales Bodenteilchen ein. +Das Bodenteilchen ist geometrisch gesehen ein Würfel. +An diesem Bodenteilchen trägt man die Spannungen ein in alle Richtungen. + \begin{figure} \centering - \includegraphics[width=0.5\linewidth,keepaspectratio]{papers/spannung/Grafiken/infinitesimalerWuerfel.jpg} - \caption{Infinitesimaler Würfel} + \includegraphics[width=0.5\linewidth,keepaspectratio]{papers/spannung/Grafiken/infinitesimalerWuerfel.png} + \caption{Infinitesimales Bodenteilchen} \label{fig:infintesimaler-wurfel} \end{figure} -Sobald eine Kraft von oben wirkt hat man auch Kräfte die seitlich wirken. +An diesem infinitesimalen Bodenteilchen hat man ein räumliches Koordinatensystem, die Achsen $(1,2,3)$. +Die Achsen vom Koordinatensystem zeigen aus den 3 ersichtlichen Flächen heraus. +Pro ersichtliche Fläche haben wir eine Normalspannung und zwei Schubspannungen. +Im Gegensatz zum eindimensionalen Zustand entstehen bei einer Belastung des Bodenteilchens eine Vielzahl an Spannungen. +Es entstehen diverse Normal- und Schubspannungen. +Die Schubspannungen befinden sich an der Fläche, sie gehen rechtwinklig von den Achsen weg. +Die Schubspannungen auf einer Fläche stehen im 90 Grad Winkel zueinander. +Geschrieben werden diese mit $\sigma$, mit jeweils zwei Indizes. +Die Indizes geben uns an, in welche Richtung die Spannungen zeigen. +Der erste Index ist die Fläche auf welcher man sich befindet. +Der zweite Index gibt an, in welche Richtung die Spannung zeigt, dabei referenzieren die Indizes auch auf die Achsen $(1,2,3)$. +Bei den Spannungen sind immer positive als auch negative Spannungen möglich. +Es können also Druck- oder Zugspannungen sein. + +Zunächst wird untenstehend der allgemeine Spannungszustand betrachtet. + +Spannungstensor 2. Stufe i,j $\in$ {1,2,3} +\[ +\overline{\sigma} += +\sigma_{ij} += +\begin{pmatrix} + \sigma_{11} & \sigma_{12} & \sigma_{13} \\ + \sigma_{21} & \sigma_{22} & \sigma_{23} \\ + \sigma_{31} & \sigma_{32} & \sigma_{33} +\end{pmatrix} += +\qquad +\Rightarrow +\qquad +\vec{\sigma} += +\begin{pmatrix} + \sigma_{11}\\ + \sigma_{12}\\ + \sigma_{13}\\ + \sigma_{21}\\ + \sigma_{22}\\ + \sigma_{23}\\ + \sigma_{31}\\ + \sigma_{32}\\ + \sigma_{33} +\end{pmatrix} +\] + +Dehnungstensor 2. Stufe k,l $\in$ {1,2,3} + +\[ +\overline{\varepsilon} += +\varepsilon_{kl} += +\begin{pmatrix} + \varepsilon_{11} & \varepsilon_{12} & \varepsilon_{13} \\ + \varepsilon_{21} & \varepsilon_{22} & \varepsilon_{23} \\ + \varepsilon_{31} & \varepsilon_{32} & \varepsilon_{33} +\end{pmatrix} += +\qquad +\Rightarrow +\qquad +\vec{\varepsilon} += +\begin{pmatrix} + \varepsilon_{11} \\ + \varepsilon_{12} \\ + \varepsilon_{13} \\ + \varepsilon_{21} \\ + \varepsilon_{22} \\ + \varepsilon_{23} \\ + \varepsilon_{31} \\ + \varepsilon_{32} \\ + \varepsilon_{33} +\end{pmatrix} +\] + +Bei diesen zwei obenstehenden Formeln kann man sehen wie Matrizen zu einem Vektor umgewandelt wurden. +Unter dem Kapitel Hadamard-Algebra kann man sehen, dass man dabei Zeile um Zeile in eine Spalte schreiben kann, +sodass es einen Vektor ergibt. + +Elastizitätstensor 4. Stufe i,j,k,l $\in$ {1,2,3} +\[ +\overline\overline{C} += +C_{ijkl} += +\begin{pmatrix} +C_{1111} & C_{1112} & C_{1113} & C_{1121} & C_{1122} & C_{1123} & C_{1131} & C_{1132} & C_{1133} \\ +C_{1211} & C_{1212} & C_{1213} & C_{1221} & C_{1222} & C_{1223} & C_{1231} & C_{1232} & C_{1233} \\ +C_{1311} & C_{1312} & C_{1313} & C_{1321} & C_{1322} & C_{1323} & C_{1331} & C_{1332} & C_{1333} \\ +C_{2111} & C_{2112} & C_{2113} & C_{2121} & C_{2122} & C_{2123} & C_{2131} & C_{2132} & C_{2133} \\ +C_{2211} & C_{2212} & C_{1113} & C_{2221} & C_{2222} & C_{2223} & C_{2231} & C_{2232} & C_{2233} \\ +C_{2311} & C_{2312} & C_{2313} & C_{2321} & C_{2322} & C_{2323} & C_{2331} & C_{2332} & C_{2333} \\ +C_{3111} & C_{3112} & C_{3113} & C_{3121} & C_{3122} & C_{3123} & C_{3131} & C_{3132} & C_{3133} \\ +C_{3211} & C_{3212} & C_{3213} & C_{3221} & C_{3222} & C_{3223} & C_{3231} & C_{3232} & C_{3233} \\ +C_{3311} & C_{3312} & C_{3313} & C_{3321} & C_{3322} & C_{3323} & C_{3331} & C_{3332} & C_{3333} +\end{pmatrix} +\] + +Dieser Elastizitätstensor muss eine quadratische Matrix mit $3^{4}$ Einträgen ergeben, +da die Basis mit den drei Richtungen $1, 2, 3$ und die Potenz mit den 4 Indizes mit je $1, 2, 3$ definiert sind. +Dies gibt daher eine 9 x 9 Matrix, welche zudem symmetrisch ist. + +Folglich gilt: +\[ +\overline{\overline{C}} += +\overline{\overline{C}}~^{T} +\] + +Allgemeine Spannungsgleichung (mit Vektoren und Tensor) +\[ +\vec\sigma += +\overline{\overline{C}}\cdot\vec{\varepsilon} +\] + +\[ +\begin{pmatrix} + \sigma_{11}\\ + \sigma_{12}\\ + \sigma_{13}\\ + \sigma_{21}\\ + \sigma_{22}\\ + \sigma_{23}\\ + \sigma_{31}\\ + \sigma_{32}\\ + \sigma_{33} +\end{pmatrix} += +\frac{E}{(1+\nu)(1-2\nu)} +\begin{pmatrix} + 1-2\nu & 0 & 0 & 0 & \nu & 0 & 0 & 0 & \nu \\ + 0 & frac{1}{4} & 0 & frac{1}{4} & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 \\ + 0 & 0 & frac{1}{4} & 0 & 0 & 0 & frac{1}{4} & 0 & 0 \\ + 0 & frac{1}{4} & 0 & frac{1}{4} & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 \\ + \nu & 0 & 0 & 0 & 1-2\nu & 0 & 0 & 0 & \nu \\ + 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & frac{1}{4} & 0 & frac{1}{4} & 0 \\ + 0 & 0 & frac{1}{4} & 0 & 0 & 0 & frac{1}{4} & 0 & 0 \\ + 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & frac{1}{4} & 0 & frac{1}{4} & 0 \\ + \nu & 0 & 0 & 0 & \nu & 0 & 0 & 0 & 1-2\nu +\end{pmatrix} +\begin{pmatrix} + \varepsilon_{11} \\ + \varepsilon_{12} \\ + \varepsilon_{13} \\ + \varepsilon_{21} \\ + \varepsilon_{22} \\ + \varepsilon_{23} \\ + \varepsilon_{31} \\ + \varepsilon_{32} \\ + \varepsilon_{33} +\end{pmatrix} +\] + +Man kann das zudem auch als Indexnotation aufschreiben. + +\[ +\sigma_{ij} += += +\sum_k=1^3 +\sum_l=1^3 +C_{ijkl}\cdot\varepsilon_{kl} +\] + +Um die Berechnung an einem Beispiel zu veranschaulichen: + +\[ +\sigma_{22} += +\frac{E\cdot\nu}{(1+\nu)(1-2\nu)}\cdot\varepsilon_{11}+\frac{E}{(1+\nu)}\cdot\varepsilon_{22}+\frac{E\cdot\nu}{(1+\nu)(1-2\nu)}\cdot\varepsilon_{33} +\] + +Anhand dem Tensor der allgemeinen Spannungsgleichung kann man zwar eine Symmetrie erkennen. +Die verschiedenen Einträge wechseln sich aber mit einander ab und es gibt keine klaren Blöcke mit nur einem gleichen Eintrag. +Man greift deshalb auf die Voigt'sche Notation zurück. + -An diesem infinitesimalen Würfel hat man ein räumliches Koordinatensystem, die Achsen $(1,2,3)$. -Jede dieser 6 Flächen dieses Würfels hat damit 3 Pfeile. -Geschrieben werden diese mit $\sigma$ mit jeweils zwei Indizes gibt. -Die Indizes geben uns an, in welche Richtung der Pfeil zeigt. -Der erste Index ist die Achse auf welcher man sich befindet. -Der zweite Index gibt an, in welche Richtung der Pfeil zeigt. Zur Notation wird die Voigt'sche Notation benutzt. Das sieht wie folgt aus: \[ @@ -30,14 +205,14 @@ Zur Notation wird die Voigt'sche Notation benutzt. Das sieht wie folgt aus: = \begin{pmatrix} \sigma_{11} & \sigma_{12} & \sigma_{13} \\ - & \sigma_{22} & \sigma_{23} \\ - sym & & \sigma_{33} \\ + & \sigma_{22} & \sigma_{23} \\ + sym & & \sigma_{33} \end{pmatrix} \Rightarrow -\overrightarrow{\sigma} +\vec{\sigma} = \begin{pmatrix} - \sigma_{11}\\ + \sigma_{11}\\ \sigma_{22}\\ \sigma_{33}\\ \sigma_{23}\\ @@ -46,24 +221,23 @@ Zur Notation wird die Voigt'sche Notation benutzt. Das sieht wie folgt aus: \end{pmatrix} \] -Voigt'sche Notation besagt, dass man diesen Spannungstensor als Vektor aufschreiben darf. -Die Reihenfolge folgt der Regel von Ecke links oben, diagonal zur Ecke rechts unten. -Danach ist noch $\sigma_{23}$, $\sigma_{13}$ und $\sigma_{12}$ aufzuschreiben. +In der Voigt'sche Notation hat man die Reihenfolge von der Ecke links oben, diagonal zur Ecke rechts unten. +Danach ist noch $\sigma_{23}$, $\sigma_{13}$ und $\sigma_{12}$ aufzuschreiben um den Vektor zu erhalten. Eine weitere Besonderheit ist die Symmetrie der Matrix. -So entspricht $\sigma_{23}$ dem Wert $\sigma_{32}$ oder $\sigma_{13}$ dem Wert $\sigma_{31}$. +So entspricht $\sigma_{23}$ dem Wert $\sigma_{32}$ und $\sigma_{13}$ dem Wert $\sigma_{31}$. Dies ist dadurch bedingt, dass die Kräfte in seitlicher Richtung im Boden die gleichen Werte annehmen. Man hat in dieser Berechnung ein isotropes Material. Im infinitesimalen Körper muss ein Gleichgewicht vorherrschen. Ist kein Gleichgewicht vorhanden, würde sich der Körper zu drehen beginnen. -Es macht somit keinen Unterschied, ob man auf der Achse 2 in Richtung drei geht, +Es macht somit keinen Unterschied, ob man auf der Achse 2 in Richtung 3 geht, oder auf der Achse 3 in Richtung 2. Da die Spannung proportional zur Dehnung ist, kann man die ganze Voigt'sche Notation auch mit der Dehnung ausdrücken. Auch hier wandelt man das ganze gemäss der Reihenfolge in einen Vektor um. \[ -\bar{\varepsilon} +\overline{\varepsilon} = \begin{pmatrix} \varepsilon_{11} & \varepsilon_{12} & \varepsilon_{13} \\ @@ -96,15 +270,22 @@ Mit der hergeleiteten Beziehung für die Spannungsgleichung anhand vom E-Modul, der allgemeinen linearen Spannungsgleichung kann man diese Beziehungen neu aufschreiben. Man benötigt dazu den zuvor berechneten Dehnungsvektor. Die Gleichung besagt: -Spannungsvektor $=$ Elastitzitätstensor $\times$ Dehnungsvektor - \[ -\overrightarrow{\sigma} +\text{Spannungsvektor} += +\text{Elastizitätstensor}\cdot\text{Dehnungsvektor} +\] +\[ +\vec{\sigma} = -\overline{\overline{C}}\cdot \overrightarrow{\varepsilon} +\overline{\overline{C}}\cdot\vec{\varepsilon} \] -Die Vektoren haben je 6 Einträge. Um das ganze auszudrücken braucht es einen 6 x 6 Elastizitätstensor. (Kann man das noch weiter erklären weshalb?????) +Die Vektoren haben je 6 Einträge. Um das ganze auszudrücken braucht es einen 6 x 6 Elastizitätstensor. +Der Tensor hat sich also im Vergleich zum 9 x 9 Tensor verkleinert. +Dies ist deshalb der Fall, da man in den Achsen 2 und 3 Symmetrien hat. +Dadurch kann man die Einträge $(\varepsilon_{21}=\varepsilon_{12}; \varepsilon_{31}=\varepsilon_{13}; \varepsilon_{32}=\varepsilon_{23})$ +zusammenfassen und drei Einträge verschwinden, da drei Dehnungen gleich sind. Das ganze sieht dann wie folgt aus: \[ @@ -135,8 +316,6 @@ Das ganze sieht dann wie folgt aus: \end{pmatrix} \] -IST DIESE REIHENFOLGE KORREKT???? BEI DEHNUNG - Die Spannung $\sigma_{11}$ besteht somit aus Anteilen von all diesen sechs Konstanten und den verschiedenen Dehnungen. Zuvor bei der Voigt'schen Notation hat man jedoch gesehen, dass die Tensoren symmetrisch sind. Folglich muss auch dieser Elastizitätstensor symmetrisch sein. @@ -206,10 +385,12 @@ Mithilfe der Poissonzahl, welche uns die Querdehnung angibt, sprich wie viel sich der Körper in Querrichtung verformt und dem E-Modul kann man alle Konstanten ausdrücken. Bei einigen fällt auf, dass diese 0 werden. Der Tensor besagt also, dass diese jeweiligen Konstanten keinen Einfluss auf unsere Spannung haben. +Man sieht nun auch ganz gut, dass sich im Vergleich bei der allgemeinen Darstellung der Spannungsgleichung, +die Einträge verschoben haben. Man hat nun eine sehr vorteilhafte Anordnung der verschiedenen Blöcke im Tensor. Als Beispiel kann man sich $\sigma_{33}$ anschauen. Es ist ersichtlich, dass die Konstante $C_{31}$, $C_{32}$, $C_{33}$, $C_{35}$ und $C_{36}$ keinen Einfluss auf $\sigma_{33}$ haben. Dies kann wie folgt erklärt werden. Auf Achse 3 geht $\sigma_{33}$ in Richtung 3. -Der Einfluss von $C_{31}$, Achse 3 in Richtung 1 hat keinen Einfluss auf $\sigma_{33}$ +Der Einfluss von $C_{31}$, Achse 3 in Richtung 1 hat keinen Einfluss auf $\sigma_{33}$. Von $\overline{\overline{C}}$ bildet man nun die Inverse Matrix $\overline{\overline{C}}~^{-1}$ stellt sich die ganze Gleichung um. @@ -231,12 +412,12 @@ Von $\overline{\overline{C}}$ bildet man nun die Inverse Matrix $\overline{\ove = \frac{1}{E} \begin{pmatrix} - 1 & -\nu & -\nu & 0 & 0 & 0\\ - -\nu & 1 & -\nu & 0 & 0 & 0\\ - -\nu & -\nu & 1 & 0 & 0 & 0\\ - 0 & 0 & 0 & 2+2\nu & 0 & 0\\ - 0 & 0 & 0 & 0 & 2+2\nu & 0\\ - 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 2+2\nu + 1 & -\nu & -\nu & 0 & 0 & 0 \\ + -\nu & 1 & -\nu & 0 & 0 & 0 \\ + -\nu & -\nu & 1 & 0 & 0 & 0 \\ + 0 & 0 & 0 & 2+2\nu & 0 & 0 \\ + 0 & 0 & 0 & 0 & 2+2\nu & 0 \\ + 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 2+2\nu \end{pmatrix} \begin{pmatrix} \sigma_{11}\\ diff --git a/buch/papers/spannung/teil3.tex b/buch/papers/spannung/teil3.tex index a3b0b7d..4054262 100644 --- a/buch/papers/spannung/teil3.tex +++ b/buch/papers/spannung/teil3.tex @@ -80,8 +80,8 @@ Man hat dann eine Matrix multipliziert mit einem Vektor und erhält einen Vektor \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} - \frac{3E}{2(1+\nu)} & 0 \\ - 0 & \frac{E}{3(1-2\nu)} + \frac{3E}{2(1+\nu)} & 0 \\ + 0 & \frac{E}{3(1-2\nu)} \end{pmatrix} \begin{pmatrix} \varepsilon_{s}\\ diff --git a/buch/papers/spannung/teil4.tex b/buch/papers/spannung/teil4.tex index f1437b1..85e9b1b 100644 --- a/buch/papers/spannung/teil4.tex +++ b/buch/papers/spannung/teil4.tex @@ -23,7 +23,7 @@ Den Versuch kann man auf einem $\sigma$ und $\varepsilon$ Diagramm abtragen. \begin{figure} \centering - \includegraphics[width=0.5\linewidth,keepaspectratio]{papers/spannung/Grafiken/DiagrammOedometer-Versuch.jpg} + \includegraphics[width=0.5\linewidth,keepaspectratio]{papers/spannung/Grafiken/DiagrammOedometer-Versuch.png} \caption{Diagramm Oedometer - Versuch} \label{fig:Diagramm Oedometer - Versuch} \end{figure} @@ -52,8 +52,8 @@ Man kann die Dehnung in unsere vereinfachte Matrix einsetzen. Das E-Modul ersetz \end{pmatrix} = \begin{bmatrix} - \frac{E_{OED}}{(1+\nu)} & 0 \\ - 0 & \frac{E_{OED}}{(1-2\nu)} + \frac{E_{OED}}{(1+\nu)} & 0 \\ + 0 & \frac{E_{OED}}{(1-2\nu)} \end{bmatrix} \begin{pmatrix} \varepsilon_{11}\\ -- cgit v1.2.1 From d4d4b02c3476fa406e0852ee0eb947d32e3a3d19 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: "User-PC\\User" Date: Sat, 15 May 2021 18:00:28 +0200 Subject: =?UTF-8?q?main.tex=20=C3=BCberarbeitet?= MIME-Version: 1.0 Content-Type: text/plain; charset=UTF-8 Content-Transfer-Encoding: 8bit --- buch/papers/spannung/main.tex | 2 +- 1 file changed, 1 insertion(+), 1 deletion(-) diff --git a/buch/papers/spannung/main.tex b/buch/papers/spannung/main.tex index 60696d4..bbdf730 100644 --- a/buch/papers/spannung/main.tex +++ b/buch/papers/spannung/main.tex @@ -4,7 +4,7 @@ % (c) 2020 Hochschule Rapperswil % \chapter{Thema\label{chapter:spannung}} -\lhead{Thema} +\lhead{Dreiachsiger Spannungszustand} \begin{refsection} \chapterauthor{Adrian Schuler und Thomas Reichlin} -- cgit v1.2.1 From dd7bd6ca3b6517435dfc6b740ab96f51aa15ac2e Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: michael-OST <75078383+michael-OST@users.noreply.github.com> Date: Sun, 16 May 2021 16:03:36 +0200 Subject: edit main.tex add chapters --- buch/papers/reedsolomon/main.tex | 10 +++++++++- 1 file changed, 9 insertions(+), 1 deletion(-) diff --git a/buch/papers/reedsolomon/main.tex b/buch/papers/reedsolomon/main.tex index 8219b63..a7485cd 100644 --- a/buch/papers/reedsolomon/main.tex +++ b/buch/papers/reedsolomon/main.tex @@ -3,7 +3,7 @@ % % (c) 2020 Hochschule Rapperswil % -\chapter{Thema\label{chapter:reedsolomon}} +\chapter{Reed-Solomon-Code\label{chapter:reedsolomon}} \lhead{Thema} \begin{refsection} \chapterauthor{Joshua Bär und Michael Steiner} @@ -27,10 +27,18 @@ Bilden Sie auch für Formeln kurze Zeilen, einerseits der besseren Übersicht wegen, aber auch um GIT die Arbeit zu erleichtern. \end{itemize} +% Joshua \input{papers/reedsolomon/teil0.tex} \input{papers/reedsolomon/teil1.tex} \input{papers/reedsolomon/teil2.tex} \input{papers/reedsolomon/teil3.tex} +% Michael +\input{papers/reedsolomon/endlichekoerper} +\input{papers/reedsolomon/codebsp} +\input{papers/reedsolomon/decohnefehler} +\input{papers/reedsolomon/decmitfehler} +\input{papers/reedsolomon/rekonstruktion} + \printbibliography[heading=subbibliography] \end{refsection} -- cgit v1.2.1 From 898274b6cb5f825fe710eec58349799cdc5f6bc3 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: michael-OST <75078383+michael-OST@users.noreply.github.com> Date: Sun, 16 May 2021 16:04:13 +0200 Subject: create endlichekoerper.tex added chapter description --- buch/papers/reedsolomon/endlichekoerper.tex | 23 +++++++++++++++++++++++ 1 file changed, 23 insertions(+) create mode 100644 buch/papers/reedsolomon/endlichekoerper.tex diff --git a/buch/papers/reedsolomon/endlichekoerper.tex b/buch/papers/reedsolomon/endlichekoerper.tex new file mode 100644 index 0000000..8ccd918 --- /dev/null +++ b/buch/papers/reedsolomon/endlichekoerper.tex @@ -0,0 +1,23 @@ +% +% teil1.tex -- Beispiel-File für das Paper +% +% (c) 2020 Prof Dr Andreas Müller, Hochschule Rapperswil +% +\section{Reed-Solomon in Endlichen Körpern +\label{reedsolomon:section:endlichekoerper}} +\rhead{Problemstellung} + +TODO: + +Das rechnen in endlichen Körpern bietet einige Vorteile: + +\begin{itemize} + \item Konkrete Zahlen: In endlichen Körpern gibt es weder rationale noch komplexe Zahlen. Zudem beschränken sich die möglichen Rechenoperationen auf das Addieren und Multiplizieren. Somit können wir nur ganze Zahlen als Resultat erhalten. + + \item Digitale Fehlerkorrektur: lässt sich nur in endlichen Körpern umsetzen. + +\end{itemize} + +Um jetzt eine Nachricht in den endlichen Körpern zu konstruieren legen wir fest, dass diese Nachricht aus einem Nutzdatenteil und einem Fehlerkorrekturteil bestehen muss. Somit ist die zu übertragende Nachricht immer grösser als die Daten, die wir übertragen wollen. Zudem müssen wir einen Weg finden, den Fehlerkorrekturteil so aus den Nutzdaten zu berechnen, dass wir die Nutzdaten auf der Empfängerseite wieder rekonstruieren können, sollte es zu einer fehlerhaften Übertragung kommen. + +Nun stellt sich die Frage, wie wir eine Fehlerhafte Nachricht korrigieren können, ohne ihren ursprünglichen Inhalt zu kennen. Der Reed-Solomon-Code erzielt dies, indem aus dem Fehlerkorrekturteil ein sogenanntes "Lokatorpolynom" generiert werden kann. Dieses Polynom gibt dem Emfänger an, welche Stellen in der Nachricht feherhaft sind. -- cgit v1.2.1 From 17ada1bd9c8f385c037ab5348292c027380e3cde Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: =?UTF-8?q?Andreas=20M=C3=BCller?= Date: Sun, 16 May 2021 20:44:40 +0200 Subject: Korrekturen um build zu garantieren --- buch/papers/spannung/teil2.tex | 14 +++++++------- buch/papers/spannung/teil3.tex | 4 ++-- 2 files changed, 9 insertions(+), 9 deletions(-) diff --git a/buch/papers/spannung/teil2.tex b/buch/papers/spannung/teil2.tex index 3db3e26..7dcf65f 100644 --- a/buch/papers/spannung/teil2.tex +++ b/buch/papers/spannung/teil2.tex @@ -95,7 +95,7 @@ sodass es einen Vektor ergibt. Elastizitätstensor 4. Stufe i,j,k,l $\in$ {1,2,3} \[ -\overline\overline{C} +\overline{\overline{C}} = C_{ijkl} = @@ -146,13 +146,13 @@ Allgemeine Spannungsgleichung (mit Vektoren und Tensor) \frac{E}{(1+\nu)(1-2\nu)} \begin{pmatrix} 1-2\nu & 0 & 0 & 0 & \nu & 0 & 0 & 0 & \nu \\ - 0 & frac{1}{4} & 0 & frac{1}{4} & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 \\ - 0 & 0 & frac{1}{4} & 0 & 0 & 0 & frac{1}{4} & 0 & 0 \\ - 0 & frac{1}{4} & 0 & frac{1}{4} & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 \\ + 0 &\frac{1}{4} & 0 &\frac{1}{4} & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 \\ + 0 & 0 &\frac{1}{4} & 0 & 0 & 0 &\frac{1}{4} & 0 & 0 \\ + 0 &\frac{1}{4} & 0 &\frac{1}{4} & 0 & 0 & 0 & 0 & 0 \\ \nu & 0 & 0 & 0 & 1-2\nu & 0 & 0 & 0 & \nu \\ - 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & frac{1}{4} & 0 & frac{1}{4} & 0 \\ - 0 & 0 & frac{1}{4} & 0 & 0 & 0 & frac{1}{4} & 0 & 0 \\ - 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & frac{1}{4} & 0 & frac{1}{4} & 0 \\ + 0 & 0 & 0 & 0 & 0 &\frac{1}{4} & 0 &\frac{1}{4} & 0 \\ + 0 & 0 &\frac{1}{4} & 0 & 0 & 0 &\frac{1}{4} & 0 & 0 \\ + 0 & 0 & 0 & 0 & 0 &\frac{1}{4} & 0 &\frac{1}{4} & 0 \\ \nu & 0 & 0 & 0 & \nu & 0 & 0 & 0 & 1-2\nu \end{pmatrix} \begin{pmatrix} diff --git a/buch/papers/spannung/teil3.tex b/buch/papers/spannung/teil3.tex index 4054262..500c404 100644 --- a/buch/papers/spannung/teil3.tex +++ b/buch/papers/spannung/teil3.tex @@ -61,13 +61,13 @@ Die hydrostatische Dehnung kann mit einer Kompressionsdehnung verglichen werden. \[ \varepsilon_{s} = -Hydrostatische Dehnung [-] +\text{Hydrostatische Dehnung} [-] \] \[ \varepsilon_{\nu} = -Deviatorische Dehnung [-] +\text{Deviatorische Dehnung} [-] \] Diese Komponenten kann man nun in die Vereinfachte Matrix einsetzen. -- cgit v1.2.1 From 46fa4763d730b1312741eefb8a2981c73389ccae Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: michael-OST <75078383+michael-OST@users.noreply.github.com> Date: Mon, 17 May 2021 19:32:32 +0200 Subject: update of codebsp started, restetabelle 1&2 created --- buch/papers/reedsolomon/codebsp.tex | 71 +++++++++++++++++++++++++++++++ buch/papers/reedsolomon/restetabelle1.tex | 24 +++++++++++ buch/papers/reedsolomon/restetabelle2.tex | 24 +++++++++++ 3 files changed, 119 insertions(+) create mode 100644 buch/papers/reedsolomon/codebsp.tex create mode 100644 buch/papers/reedsolomon/restetabelle1.tex create mode 100644 buch/papers/reedsolomon/restetabelle2.tex diff --git a/buch/papers/reedsolomon/codebsp.tex b/buch/papers/reedsolomon/codebsp.tex new file mode 100644 index 0000000..e9359f9 --- /dev/null +++ b/buch/papers/reedsolomon/codebsp.tex @@ -0,0 +1,71 @@ +% +% teil3.tex -- Beispiel-File für Teil 3 +% +% (c) 2020 Prof Dr Andreas Müller, Hochschule Rapperswil +% +\section{Codierung eines Beispiels +\label{reedsolomon:section:codebsp}} +\rhead{Koerper Festlegen} + +Um die Funktionsweise eines Reed-Solomon-Codes besser zu verstehen werden wir die einzelnen Probleme und ihre Lösungen anhand eines Beispiels betrachten. +Da wir in Endlichen Körpern Rechnen werden wir zuerst solch ein Körper festlegen. Dabei müssen wir die \textcolor{red}{Definition 4.6} berücksichtigen, die besagt, dass nur Primzahlen für endliche Körper in Frage kommen. +Wir legen für unser Beispiel den endlichen Körper $q = 11$ fest. +Alle folgenden Berechnungen wurden mit den beiden Restetabellen \textcolor{red}{xx} und \textcolor{red}{yy} durchgeführt. + +% die beiden Restetabellen von F_11 +%\input{papers/reedsolomon/restetabelle1} +%\input{papers/reedsolomon/restetabelle2} + + + + + +\textbf{DUMP} + +Da Körper laut der \textcolor{red}{Definition 4.6} eine Primzahl sein muss, + + +Dieser Körper sollte jedoch über eine nullteilerfreie Restetabelle verfügen. Somit kommen nur Primzahlen als Körper in frage. + + + Für das Beispiel wählen wir die Zahl $11$. + + uns zu aller erst auf ein sochen Körper festlegen. + +Um die Funktionsweise eines Reed-Solomon-Codes besser zu verstehen werden wir dies anhand eines Beispiels betrachten. + +Um die Nachfolgende Rechenwege besser zu verstehen, werden wir die einzelnen Rechenschritte anhand eines Beispiels betrachten. + + + + +Als erstes muss festgelegt werden, in welchem endlichen Körper gerechnet werden soll. +Da die Restetabelle eines Körpers nullteilerfrei sein soll, kommen so nur Primzahlen in Frage. +Für das Beispiel verwenden wir den Körper $\mathbb{F}_{11}$. So wählen wir + + +$q = 11$ + + +und beinhaltet die Zahlen + + +$Z_{11} = [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]$ + +\subsection{De finibus bonorum et malorum +\label{reedsolomon:subsection:malorum}} +At vero eos et accusamus et iusto odio dignissimos ducimus qui +blanditiis praesentium voluptatum deleniti atque corrupti quos +dolores et quas molestias excepturi sint occaecati cupiditate non +provident, similique sunt in culpa qui officia deserunt mollitia +animi, id est laborum et dolorum fuga. Et harum quidem rerum facilis +est et expedita distinctio. Nam libero tempore, cum soluta nobis +est eligendi optio cumque nihil impedit quo minus id quod maxime +placeat facere possimus, omnis voluptas assumenda est, omnis dolor +repellendus. Temporibus autem quibusdam et aut officiis debitis aut +rerum necessitatibus saepe eveniet ut et voluptates repudiandae +sint et molestiae non recusandae. Itaque earum rerum hic tenetur a +sapiente delectus, ut aut reiciendis voluptatibus maiores alias +consequatur aut perferendis doloribus asperiores repellat. + + diff --git a/buch/papers/reedsolomon/restetabelle1.tex b/buch/papers/reedsolomon/restetabelle1.tex new file mode 100644 index 0000000..a5055c0 --- /dev/null +++ b/buch/papers/reedsolomon/restetabelle1.tex @@ -0,0 +1,24 @@ +% created by Michael Steiner +% +% Restetabelle von F_11: Addition +\begin{figure} +\begin{center} +\begin{tabular}{|>{$}c<{$}|>{$}c<{$}>{$}c<{$}>{$}c<{$}>{$}c<{$}>{$}c<{$}>{$}c<{$}>{$}c<{$}>{$}c<{$}>{$}c<{$}>{$}c<{$}>{$}c<{$}|} +\hline ++&0&1&2&3&4&5&6&7&8&9&10\\ +\hline +0&0&1&2&3&4&5&6&7&8&9&10\\ +1&1&2&3&4&5&6&7&8&9&10&0\\ +2&2&3&4&5&6&7&8&9&10&0&1\\ +3&3&4&5&6&7&8&9&10&0&1&2\\ +4&4&5&6&7&8&9&10&0&1&2&3\\ +5&5&6&7&8&9&10&0&1&2&3&4\\ +6&6&7&8&9&10&0&1&2&3&4&5\\ +7&7&8&9&10&0&1&2&3&4&5&6\\ +8&8&9&10&0&1&2&3&4&5&6&7\\ +9&9&10&0&1&2&3&4&5&6&7&8\\ +10&10&0&1&2&3&4&5&6&7&8&9\\ +\hline +\end{tabular} +\end{center} +\end{figure} \ No newline at end of file diff --git a/buch/papers/reedsolomon/restetabelle2.tex b/buch/papers/reedsolomon/restetabelle2.tex new file mode 100644 index 0000000..887c981 --- /dev/null +++ b/buch/papers/reedsolomon/restetabelle2.tex @@ -0,0 +1,24 @@ +% created by Michael Steiner +% +% Restetabelle von F_11: Multiplikation +\begin{figure} +\begin{center} +\begin{tabular}{|>{$}c<{$}|>{$}c<{$}>{$}c<{$}>{$}c<{$}>{$}c<{$}>{$}c<{$}>{$}c<{$}>{$}c<{$}>{$}c<{$}>{$}c<{$}>{$}c<{$}>{$}c<{$}|} +\hline +\cdot&0&1&2&3&4&5&6&7&8&9&10\\ +\hline +0&0&0&0&0&0&0&0&0&0&0&0\\ +1&0&1&2&3&4&5&6&7&8&9&10\\ +2&0&2&4&6&8&10&1&3&5&7&9\\ +3&0&3&6&9&1&4&7&10&2&5&8\\ +4&0&4&8&1&5&9&2&6&10&3&7\\ +5&0&5&10&4&9&3&8&2&7&1&6\\ +6&0&6&1&7&2&8&3&9&4&10&5\\ +7&0&7&3&10&6&2&9&5&1&8&4\\ +8&0&8&5&2&10&7&4&1&9&6&3\\ +9&0&9&7&5&3&1&10&8&6&4&2\\ +10&0&10&9&8&7&6&5&4&3&2&1\\ +\hline +\end{tabular} +\end{center} +\end{figure} \ No newline at end of file -- cgit v1.2.1 From e66a66d3519490e2f7cb50227a9771faf4866068 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: =?UTF-8?q?Andreas=20M=C3=BCller?= Date: Tue, 18 May 2021 10:42:05 +0200 Subject: add new presentation files --- vorlesungen/12_msewkeitsmatrizen/Makefile | 33 ++++++++++++++++++++++ .../MathSemMSE-12-wkeitsmatrizen.tex | 14 +++++++++ vorlesungen/12_msewkeitsmatrizen/common.tex | 16 +++++++++++ vorlesungen/12_msewkeitsmatrizen/slides.tex | 13 +++++++++ .../wkeitsmatrizen-handout.tex | 11 ++++++++ vorlesungen/slides/7/exponentialreihe.tex | 24 ++++++++++++++++ 6 files changed, 111 insertions(+) create mode 100644 vorlesungen/12_msewkeitsmatrizen/Makefile create mode 100644 vorlesungen/12_msewkeitsmatrizen/MathSemMSE-12-wkeitsmatrizen.tex create mode 100644 vorlesungen/12_msewkeitsmatrizen/common.tex create mode 100644 vorlesungen/12_msewkeitsmatrizen/slides.tex create mode 100644 vorlesungen/12_msewkeitsmatrizen/wkeitsmatrizen-handout.tex create mode 100644 vorlesungen/slides/7/exponentialreihe.tex diff --git a/vorlesungen/12_msewkeitsmatrizen/Makefile b/vorlesungen/12_msewkeitsmatrizen/Makefile new file mode 100644 index 0000000..c461d96 --- /dev/null +++ b/vorlesungen/12_msewkeitsmatrizen/Makefile @@ -0,0 +1,33 @@ +# +# Makefile -- wkeitsmatrizen +# +# (c) 2017 Prof Dr Andreas Müller, Hochschule Rapperswil +# +all: wkeitsmatrizen-handout.pdf MathSemMSE-12-wkeitsmatrizen.pdf + +include ../slides/Makefile.inc + +SOURCES = common.tex slides.tex $(slides) + +MathSemMSE-12-wkeitsmatrizen.pdf: MathSemMSE-12-wkeitsmatrizen.tex $(SOURCES) + pdflatex MathSemMSE-12-wkeitsmatrizen.tex + +wkeitsmatrizen-handout.pdf: wkeitsmatrizen-handout.tex $(SOURCES) + pdflatex wkeitsmatrizen-handout.tex + +thumbnail: thumbnail.jpg # fix1.jpg + +thumbnail.pdf: MathSemMSE-12-wkeitsmatrizen.pdf + pdfjam --outfile thumbnail.pdf --papersize '{16cm,9cm}' \ + MathSemMSE-12-wkeitsmatrizen.pdf 1 +thumbnail.jpg: thumbnail.pdf + convert -density 300 thumbnail.pdf \ + -resize 1920x1080 -units PixelsPerInch thumbnail.jpg + +fix1.pdf: MathSemMSE-12-wkeitsmatrizen.pdf + pdfjam --outfile fix1.pdf --papersize '{16cm,9cm}' \ + MathSemMSE-12-wkeitsmatrizen.pdf 1 +fix1.jpg: fix1.pdf + convert -density 300 fix1.pdf \ + -resize 1920x1080 -units PixelsPerInch fix1.jpg + diff --git a/vorlesungen/12_msewkeitsmatrizen/MathSemMSE-12-wkeitsmatrizen.tex b/vorlesungen/12_msewkeitsmatrizen/MathSemMSE-12-wkeitsmatrizen.tex new file mode 100644 index 0000000..e526731 --- /dev/null +++ b/vorlesungen/12_msewkeitsmatrizen/MathSemMSE-12-wkeitsmatrizen.tex @@ -0,0 +1,14 @@ +% +% MathSem-12-msewkeitsmatrizen.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/12_msewkeitsmatrizen/common.tex b/vorlesungen/12_msewkeitsmatrizen/common.tex new file mode 100644 index 0000000..2de59e8 --- /dev/null +++ b/vorlesungen/12_msewkeitsmatrizen/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{% +\usetheme[hideothersubsections,hidetitle]{Hannover} +} +\beamertemplatenavigationsymbolsempty +\title[W'keitsmatrizen]{Wahrscheinlichkeitsmatrizen} +\author[A.~Müller]{Prof. Dr. Andreas Müller} +\date[]{} +\newboolean{presentation} + diff --git a/vorlesungen/12_msewkeitsmatrizen/slides.tex b/vorlesungen/12_msewkeitsmatrizen/slides.tex new file mode 100644 index 0000000..177712d --- /dev/null +++ b/vorlesungen/12_msewkeitsmatrizen/slides.tex @@ -0,0 +1,13 @@ +% +% slides.tex -- XXX +% +% (c) 2017 Prof Dr Andreas Müller, Hochschule Rapperswil +% +\section{Google} + +\section{Markov-Ketten} + +\section{Perron-Frobenius} + +\section{Parrondo} + diff --git a/vorlesungen/12_msewkeitsmatrizen/wkeitsmatrizen-handout.tex b/vorlesungen/12_msewkeitsmatrizen/wkeitsmatrizen-handout.tex new file mode 100644 index 0000000..ae577c3 --- /dev/null +++ b/vorlesungen/12_msewkeitsmatrizen/wkeitsmatrizen-handout.tex @@ -0,0 +1,11 @@ +% +% msewkeitsmatrizen-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/slides/7/exponentialreihe.tex b/vorlesungen/slides/7/exponentialreihe.tex new file mode 100644 index 0000000..b1aeda6 --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/7/exponentialreihe.tex @@ -0,0 +1,24 @@ +% +% exponentialreihe.tex -- slide template +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +% +\bgroup +\begin{frame}[t] +\setlength{\abovedisplayskip}{5pt} +\setlength{\belowdisplayskip}{5pt} +\frametitle{Exponentialreihe} +\begin{align*} +h(s) &= \exp(tA_0 + sB) = \sum_{k=0}^\infty \frac{1}{k!} (tA_0 + sB)^k +\\ +&= +I + (tA_0 + sB) + \frac{1}{2!}(t^2A_0^2 + ts(A_0B + BA_0) + s^2B^2) ++ \frac{1}{3!}(t^3A_0^3 + t^2s(A_0^2B + A_0BA_0 + BA_0^2) + \dots) ++ \dots +\\ +\frac{dg(s)}{ds} +&= +B + \frac1{2!}t(A_0B+BA_0) + \frac{1}{3!}t^2(A_0^2B+A_0BA_0+BA_0^2) + \dots +\end{align*} +\end{frame} +\egroup -- cgit v1.2.1 From 1678bfd4fa5944538e6961d16be92db9b8fa4ed8 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: =?UTF-8?q?Andreas=20M=C3=BCller?= Date: Tue, 18 May 2021 12:45:59 +0200 Subject: add slides --- vorlesungen/12_msewkeitsmatrizen/slides.tex | 7 +++ vorlesungen/slides/9/Makefile.inc | 2 + vorlesungen/slides/9/chapter.tex | 3 ++ vorlesungen/slides/9/pf/positiv.tex | 59 ++++++++++++++++++++ vorlesungen/slides/9/pf/primitiv.tex | 84 +++++++++++++++++++++++++++++ vorlesungen/slides/test.tex | 3 +- 6 files changed, 157 insertions(+), 1 deletion(-) create mode 100644 vorlesungen/slides/9/pf/positiv.tex create mode 100644 vorlesungen/slides/9/pf/primitiv.tex diff --git a/vorlesungen/12_msewkeitsmatrizen/slides.tex b/vorlesungen/12_msewkeitsmatrizen/slides.tex index 177712d..992ba5d 100644 --- a/vorlesungen/12_msewkeitsmatrizen/slides.tex +++ b/vorlesungen/12_msewkeitsmatrizen/slides.tex @@ -4,10 +4,17 @@ % (c) 2017 Prof Dr Andreas Müller, Hochschule Rapperswil % \section{Google} +\folie{9/google.tex} + + \section{Markov-Ketten} +\folie{9/markov.tex} +\folie{9/stationaer.tex} +\folie{9/irreduzibel.tex} \section{Perron-Frobenius} +\folie{9/pf.tex} \section{Parrondo} diff --git a/vorlesungen/slides/9/Makefile.inc b/vorlesungen/slides/9/Makefile.inc index fa6c29b..a64a09a 100644 --- a/vorlesungen/slides/9/Makefile.inc +++ b/vorlesungen/slides/9/Makefile.inc @@ -10,5 +10,7 @@ chapter9 = \ ../slides/9/irreduzibel.tex \ ../slides/9/stationaer.tex \ ../slides/9/pf.tex \ + ../slides/9/pf/positiv.tex \ + ../slides/9/pf/primitiv.tex \ ../slides/9/chapter.tex diff --git a/vorlesungen/slides/9/chapter.tex b/vorlesungen/slides/9/chapter.tex index 9e26587..ded0176 100644 --- a/vorlesungen/slides/9/chapter.tex +++ b/vorlesungen/slides/9/chapter.tex @@ -11,4 +11,7 @@ \folie{9/irreduzibel.tex} \folie{9/pf.tex} +\folie{9/pf/positiv.tex} +\folie{9/pf/primitiv.tex} + diff --git a/vorlesungen/slides/9/pf/positiv.tex b/vorlesungen/slides/9/pf/positiv.tex new file mode 100644 index 0000000..382dfd6 --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/9/pf/positiv.tex @@ -0,0 +1,59 @@ +% +% positiv.tex -- slide template +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +% +\bgroup +\begin{frame}[t] +\setlength{\abovedisplayskip}{5pt} +\setlength{\belowdisplayskip}{5pt} +\frametitle{Positive und nichtnegative Matrizen} +\vspace{-20pt} +\begin{columns}[t,onlytextwidth] +\begin{column}{0.48\textwidth} +\begin{block}{Positive Matrix\strut} +Eine Matrix $A$ heisst positiv, wenn +\[ +a_{ij} > 0\quad\forall i,j +\] +Man schreibt $A>0\mathstrut$ +\end{block} +\begin{block}{Relation $>\mathstrut$} +Man schreibt $A>B$ wenn $A-B > 0\mathstrut$ +\end{block} +\begin{block}{Wahrscheinlichkeitsmatrix} +\[ +W=\begin{pmatrix} +0.7&0.2&0.1\\ +0.2&0.6&0.1\\ +0.1&0.2&0.8 +\end{pmatrix} +\] +Spaltensumme$\mathstrut=1$, Zeilensumme$\mathstrut=?$ +\end{block} +\end{column} +\begin{column}{0.48\textwidth} +\begin{block}{Nichtnegative Matrix\strut} +Eine Matrix $A$ heisst nichtnegativ, wenn +\[ +a_{ij} \ge 0\quad\forall i,j +\] +Man schreibt $A\ge 0\mathstrut$ +\end{block} +\begin{block}{Relation $\ge\mathstrut$} +Man schreibt $A\ge B$ wenn $A-B \ge 0\mathstrut$ +\end{block} +\begin{block}{Permutationsmatrix} +\[ +P=\begin{pmatrix} +0&0&1\\ +1&0&0\\ +0&1&0 +\end{pmatrix} +\] +Genau eine $1$ in jeder Zeile/Spalte +\end{block} +\end{column} +\end{columns} +\end{frame} +\egroup diff --git a/vorlesungen/slides/9/pf/primitiv.tex b/vorlesungen/slides/9/pf/primitiv.tex new file mode 100644 index 0000000..961b1d5 --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/9/pf/primitiv.tex @@ -0,0 +1,84 @@ +% +% primitiv.tex -- slide template +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +% +\bgroup +\begin{frame}[t] +\setlength{\abovedisplayskip}{5pt} +\setlength{\belowdisplayskip}{5pt} +\frametitle{Primitive Matrix} +\vspace{-20pt} +\begin{columns}[t,onlytextwidth] +\begin{column}{0.48\textwidth} +\begin{block}{Definition} +$A\ge 0$ heisst primitiv, wenn es ein $n>0$ gibt mit $A^n>0$ +\end{block} +\uncover<9->{% +\begin{block}{Intuition} +\begin{itemize} +\item<10-> +Markov-Ketten: $a_{ij} > 0$ bedeutet, $i$ von $j$ aus erreichbar. +\item<11-> +Band: {\em alle} Verbindung mit allen Nachbarn +\item<12-> +$n$-te Potenz: Pfade der Länge $n$ +\item<13-> +Durchmesser: wenn $n>\text{Durchmesser des Zustandsdiagramms}$, +dann ist $A^n>0$ +\end{itemize} +\end{block} +} +\end{column} +\begin{column}{0.48\textwidth} +\uncover<2->{% +\begin{block}{Beispiel: Reduzible W'keitsmatrix} +\vspace{-5pt} +\begin{center} +\begin{tikzpicture}[>=latex,thick] +\fill[color=gray!40] (-1,0) rectangle (0,1); +\fill[color=gray!40] (0,-1) rectangle (1,0); +\draw[line width=0.3pt] (0,-1) -- (0,1); +\draw[line width=0.3pt] (-1,0) -- (1,0); +%\draw (-1,-1) rectangle (1,1); +\node at (0,0) {$\left( \raisebox{0pt}[1cm][1cm]{\hspace*{2cm}} \right)$}; +\node at (-1.3,0) [left] {$\mathstrut W=$}; +\node at (0.5,0.5) {$0$}; +\node at (-0.5,-0.5) {$0$}; +\end{tikzpicture} +\end{center} +\vspace{-10pt} + +$\Rightarrow$ $W$ ist nicht primitiv +\end{block}} +\uncover<3->{% +\begin{block}{Beispiel: Bandmatrix} +\centering +\begin{tikzpicture}[>=latex,thick] +\begin{scope} +\clip (-1,-1) rectangle (1,1); +\foreach \n in {3,...,8}{ + \pgfmathparse{0.3*(\n-2)} + \xdef\x{\pgfmathresult} + \only<\n>{ + \fill[color=gray!40] + ({-1.2-\x},1) -- (1,{-1.2-\x}) -- (1,{-0.8+\x}) + -- ({-0.8+\x},1) -- cycle; + } +} +\fill[color=gray] (-1.2,1) -- (1,-1.2) -- (1,-0.8) -- (-0.8,1) -- cycle; +\end{scope} +\foreach \n in {2,...,8}{ + \uncover<\n>{ + \pgfmathparse{int(\n-2)} + \xdef\k{\pgfmathresult} + \node at (-1.3,0) [left] {$\mathstrut B^{\k}=$}; + } +} +\node at (0,0) {$\left( \raisebox{0pt}[1cm][1cm]{\hspace*{2cm}} \right)$}; +\end{tikzpicture} +\end{block}} +\end{column} +\end{columns} +\end{frame} +\egroup diff --git a/vorlesungen/slides/test.tex b/vorlesungen/slides/test.tex index 7434b0b..6245b76 100644 --- a/vorlesungen/slides/test.tex +++ b/vorlesungen/slides/test.tex @@ -3,5 +3,6 @@ % % (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, Hochschule Rapperswil % -\folie{7/logarithmus.tex} +\folie{9/pf/positiv.tex} +\folie{9/pf/primitiv.tex} -- cgit v1.2.1 From 55fc006b2133da4f79eb6eb5179d584c130824a2 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: michael-OST <75078383+michael-OST@users.noreply.github.com> Date: Tue, 18 May 2021 18:29:59 +0200 Subject: updated codebsp.tex, created decohnefehler.tex (with blindtext) --- buch/papers/reedsolomon/codebsp.tex | 174 +++++++++++++++++++++--------- buch/papers/reedsolomon/decohnefehler.tex | 40 +++++++ 2 files changed, 161 insertions(+), 53 deletions(-) create mode 100644 buch/papers/reedsolomon/decohnefehler.tex diff --git a/buch/papers/reedsolomon/codebsp.tex b/buch/papers/reedsolomon/codebsp.tex index e9359f9..5b67c43 100644 --- a/buch/papers/reedsolomon/codebsp.tex +++ b/buch/papers/reedsolomon/codebsp.tex @@ -11,61 +11,129 @@ Um die Funktionsweise eines Reed-Solomon-Codes besser zu verstehen werden wir di Da wir in Endlichen Körpern Rechnen werden wir zuerst solch ein Körper festlegen. Dabei müssen wir die \textcolor{red}{Definition 4.6} berücksichtigen, die besagt, dass nur Primzahlen für endliche Körper in Frage kommen. Wir legen für unser Beispiel den endlichen Körper $q = 11$ fest. Alle folgenden Berechnungen wurden mit den beiden Restetabellen \textcolor{red}{xx} und \textcolor{red}{yy} durchgeführt. +Aus den Tabellen folgt auch, dass uns nur die Zahlen \[\mathbb{F}_{11} = \{0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10\}\] zur Verfügung stehen. % die beiden Restetabellen von F_11 %\input{papers/reedsolomon/restetabelle1} %\input{papers/reedsolomon/restetabelle2} - - - - -\textbf{DUMP} - -Da Körper laut der \textcolor{red}{Definition 4.6} eine Primzahl sein muss, - - -Dieser Körper sollte jedoch über eine nullteilerfreie Restetabelle verfügen. Somit kommen nur Primzahlen als Körper in frage. - - - Für das Beispiel wählen wir die Zahl $11$. - - uns zu aller erst auf ein sochen Körper festlegen. - -Um die Funktionsweise eines Reed-Solomon-Codes besser zu verstehen werden wir dies anhand eines Beispiels betrachten. - -Um die Nachfolgende Rechenwege besser zu verstehen, werden wir die einzelnen Rechenschritte anhand eines Beispiels betrachten. - - - - -Als erstes muss festgelegt werden, in welchem endlichen Körper gerechnet werden soll. -Da die Restetabelle eines Körpers nullteilerfrei sein soll, kommen so nur Primzahlen in Frage. -Für das Beispiel verwenden wir den Körper $\mathbb{F}_{11}$. So wählen wir - - -$q = 11$ - - -und beinhaltet die Zahlen - - -$Z_{11} = [0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10]$ - -\subsection{De finibus bonorum et malorum -\label{reedsolomon:subsection:malorum}} -At vero eos et accusamus et iusto odio dignissimos ducimus qui -blanditiis praesentium voluptatum deleniti atque corrupti quos -dolores et quas molestias excepturi sint occaecati cupiditate non -provident, similique sunt in culpa qui officia deserunt mollitia -animi, id est laborum et dolorum fuga. Et harum quidem rerum facilis -est et expedita distinctio. Nam libero tempore, cum soluta nobis -est eligendi optio cumque nihil impedit quo minus id quod maxime -placeat facere possimus, omnis voluptas assumenda est, omnis dolor -repellendus. Temporibus autem quibusdam et aut officiis debitis aut -rerum necessitatibus saepe eveniet ut et voluptates repudiandae -sint et molestiae non recusandae. Itaque earum rerum hic tenetur a -sapiente delectus, ut aut reiciendis voluptatibus maiores alias -consequatur aut perferendis doloribus asperiores repellat. - - +Die grösse des endlichen Körpers legt auch fest, wie gross unsere Nachricht $n$ bestehend aus Nutzdatenteil und Fehlerkorrekturteil sein kann und beträgt in unserem Beispiel +\[ +n = q - 1 = 10 \text{ Zahlen}. +\] + +Im nächsten Schritt bestimmen wir, wie viele Fehler $t$ maximal während der Übertragung auftreten dürfen, damit wir sie noch korrigieren können. +Unser Beispielcode sollte in der Lage sein +\[ +t = 2 +\] +Fehlerstellen korrigieren zu können. + +Die Grösse des Nutzdatenteils hängt von der Grösse der Nachricht sowie der Anzahl der Fehlerkorrekturstellen. Je robuster der Code sein muss, desto weniger Platz für Nutzdaten $k$ bleibt in der Nachricht übrig. +Bei maximal 2 Fehler können wir noch +\[ +k = n - 2t = 6\text{ Zahlen} +\] +übertragen. + +Zusammenfassend haben wir einen Codeblock mit der Länge von 10 Zahlen definiert, der 6 Zahlen als Nutzlast beinhaltet und in der Lage ist aus 2 fehlerhafte Stellen im Block die ursprünglichen Nutzdaten rekonstruieren kann. Zudem werden wir im weiteren feststellen, dass dieser Code maximal 4 Fehlerstellen erkennen, diese aber nicht rekonstruieren kann. + +Wir legen nun die Nachricht +\[ +m = [0,0,0,0,4,7,2,5,8,1] +\] +fest, die wir gerne an einen Empfänger übertragen möchten, wobei die vorderen vier Nullstellen für die Fehlerkorrektur zuständig sind. +Die Nachricht können wir auch als Polynom +\[ +m(X) = 4X^5 + 7X^4 + 2X^3 + 5X^2 + 8X + 1 +\] +darstellen. + +\subsection{Der Ansatz der diskreten Fouriertransformation + \label{reedsolomon:subsection:diskFT}} + +In einem vorherigen Kapitel (???) haben wir schon einmal die diskrete Fouriertransformation zum Codieren einer Nachricht verwendet. In den endlichen Körpern wird dies jedoch nicht gelingen, da die Eulerische Zahl $\mathrm{e}$ in $\mathbb{F}_{11}$ nicht existiert. +Wir suchen also eine Zahl $a^i$, die in endlichen Körpern existiert und den gesamten Zahlenbereich von $\mathbb{F}_{11}$ abdecken kann. +Dazu schreiben wir +\[ +\mathbb{F}_{11} = \{0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10\} +\] +um in +\[ +\mathbb{Z}_{11}\setminus\{0\} = \{a^0, a^1, a^2, a^3, a^4, a^5, a^6, a^7, a^8, a^9\}. +\] + +Wenn wir alle möglichen Werte für $a$ einsetzen, also + +%\begin{align} +%a = 0 : \qquad \mathbb{Z}_{11}\setminus\{0\} = \{0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0\} \\ +%a = 1 : \qquad \mathbb{Z}_{11}\setminus\{0\} = \{1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1\} \\ +%a = 2 : \qquad \mathbb{Z}_{11}\setminus\{0\} = \{1, 2, 4, 8, 5, 10, 9, 7, 3, 6\} \\ +%a = 3 : \qquad \mathbb{Z}_{11}\setminus\{0\} = \{1, 3, 9, 5, 4, 1, 3, 9, 5, 4\} \\ +%a = 4 : \qquad \mathbb{Z}_{11}\setminus\{0\} = \{1, 4, 5, 9, 3, 1, 4, 5, 9, 3\} \\ +%a = 5 : \qquad \mathbb{Z}_{11}\setminus\{0\} = \{1, 5, 3, 4, 9, 1, 5, 3, 4, 9\} \\ +%a = 6 : \qquad \mathbb{Z}_{11}\setminus\{0\} = \{1, 6, 3, 7, 9, 10, 5, 8, 4, 2\} \\ +%a = 7 : \qquad \mathbb{Z}_{11}\setminus\{0\} = \{1, 7, 5, 2, 3, 10, 4, 6, 9, 8\} \\ +%a = 8 : \qquad \mathbb{Z}_{11}\setminus\{0\} = \{1, 8, 9, 6, 4, 10, 3, 2, 5, 7\} \\ +%a = 9 : \qquad \mathbb{Z}_{11}\setminus\{0\} = \{1, 9, 4, 3, 5, 1, 9, 4, 3, 5\} \\ +%a = 10 : \qquad \mathbb{Z}_{11}\setminus\{0\} = \{1, 10, 1, 10, 1, 10, 1, 10, 1, 10\} +%\end{align} + +\begin{center} +\begin{tabular}{c r c l} +%$a = 0 :$& $\qquad \mathbb{Z}_{11}\setminus\{0\}$ &$=$& $\{0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0\}$ \\ +$a = 1 :$& $\qquad \mathbb{Z}_{11}\setminus\{0\}$ &$=$& $\{1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1, 1\}$ \\ +$a = 2 :$& $\qquad \mathbb{Z}_{11}\setminus\{0\}$ &$=$& $\{1, 2, 4, 8, 5, 10, 9, 7, 3, 6\}$ \\ +$a = 3 :$& $\qquad \mathbb{Z}_{11}\setminus\{0\}$ &$=$& $\{1, 3, 9, 5, 4, 1, 3, 9, 5, 4\}$ \\ +$a = 4 :$& $\qquad \mathbb{Z}_{11}\setminus\{0\}$ &$=$& $\{1, 4, 5, 9, 3, 1, 4, 5, 9, 3\}$ \\ +$a = 5 :$& $\qquad \mathbb{Z}_{11}\setminus\{0\}$ &$=$& $\{1, 5, 3, 4, 9, 1, 5, 3, 4, 9\}$ \\ +$a = 6 :$& $\qquad \mathbb{Z}_{11}\setminus\{0\}$ &$=$& $\{1, 6, 3, 7, 9, 10, 5, 8, 4, 2\}$ \\ +$a = 7 :$& $\qquad \mathbb{Z}_{11}\setminus\{0\}$ &$=$& $\{1, 7, 5, 2, 3, 10, 4, 6, 9, 8\}$ \\ +$a = 8 :$& $\qquad \mathbb{Z}_{11}\setminus\{0\}$ &$=$& $\{1, 8, 9, 6, 4, 10, 3, 2, 5, 7\}$ \\ +$a = 9 :$& $\qquad \mathbb{Z}_{11}\setminus\{0\}$ &$=$& $\{1, 9, 4, 3, 5, 1, 9, 4, 3, 5\}$ \\ +$a = 10 :$& $\qquad \mathbb{Z}_{11}\setminus\{0\}$ &$=$& $\{1, 10, 1, 10, 1, 10, 1, 10, 1, 10\}$ +\end{tabular} +\end{center} + +so fällt uns auf, dass die Zahlen $2,6,7,8$ tatsächlich den gesamten Zahlenraum von $\mathbb{F}_{11}$ abbilden. Solche Zahlen werden \em Primitive Einheitswurzel \em genannt. +Für das Beispiel wählen wir die Zahl $a^i = 8$. +Damit wir unsere Nachricht codieren können, müssen wir $8^i$ in $m(X)$ einsetzen. + +\begin{center} + \begin{tabular}{c} + $m(8^0) = 4 \cdot 1 + 7 \cdot 1 + 2 \cdot 1 + 5 \cdot 1 + 8 \cdot 1 + 1 = 5$ \\ + $m(8^1) = 4 \cdot 8 + 7 \cdot 8 + 2 \cdot 8 + 5 \cdot 8 + 8 \cdot 8 + 1 = 3$ \\ + \vdots + \end{tabular} +\end{center} + +Für eine elegantere Formulierung stellen wir das ganze als Matrix dar, wobei $m$ unser Nachrichtenvektor, $A$ die Transformationsmatrix und $v$ unser Übertragungsvektor ist. + +\[ +v = A \cdot m \qquad \Rightarrow \qquad v = \begin{pmatrix} + 8^0& 8^0& 8^0& 8^0& 8^0& 8^0& 8^0& 8^0& 8^0& 8^0\\ + 8^0& 8^1& 8^2& 8^3& 8^4& 8^5& 8^6& 8^7& 8^8& 8^9\\ + 8^0& 8^2& 8^4& 8^6& 8^8& 8^{10}& 8^{12}& 8^{14}& 8^{16}& 8^{18}\\ + 8^0& 8^3& 8^6& 8^9& 8^{12}& 8^{15}& 8^{18}& 8^{21}& 8^{24}& 8^{27}\\ + 8^0& 8^4& 8^8& 8^{12}& 8^{16}& 8^{20}& 8^{24}& 8^{28}& 8^{32}& 8^{36}\\ + 8^0& 8^5& 8^{10}& 8^{15}& 8^{20}& 8^{25}& 8^{30}& 8^{35}& 8^{40}& 8^{45}\\ + 8^0& 8^6& 8^{12}& 8^{18}& 8^{24}& 8^{30}& 8^{36}& 8^{42}& 8^{48}& 8^{54}\\ + 8^0& 8^7& 8^{14}& 8^{21}& 8^{28}& 8^{35}& 8^{42}& 8^{49}& 8^{56}& 8^{63}\\ + 8^0& 8^8& 8^{16}& 8^{24}& 8^{32}& 8^{40}& 8^{48}& 8^{56}& 8^{64}& 8^{72}\\ + 8^0& 8^9& 8^{18}& 8^{27}& 8^{36}& 8^{45}& 8^{54}& 8^{63}& 8^{72}& 8^{81}\\ +\end{pmatrix} +\cdot +\begin{pmatrix} + 1 \\ 8 \\ 5 \\ 2 \\ 7 \\ 4 \\ 0 \\ 0 \\ 0 \\ 0 \\ +\end{pmatrix} +\] + +Somit bekommen wir für unseren Übertragungsvektor +\[ +v = [5,3,6,5,2,10,2,7,10,4], +\] +den wir jetzt über einen beliebigen Nachrichtenkanal versenden können. + +\textbf{NOTES} + +warum wird 0 weggelassen? diff --git a/buch/papers/reedsolomon/decohnefehler.tex b/buch/papers/reedsolomon/decohnefehler.tex new file mode 100644 index 0000000..832d63f --- /dev/null +++ b/buch/papers/reedsolomon/decohnefehler.tex @@ -0,0 +1,40 @@ +% +% teil3.tex -- Beispiel-File für Teil 3 +% +% (c) 2020 Prof Dr Andreas Müller, Hochschule Rapperswil +% +\section{Decodierung ohne Fehler +\label{reedsolomon:section:decohnefehler}} +\rhead{Teil 3} +Sed ut perspiciatis unde omnis iste natus error sit voluptatem +accusantium doloremque laudantium, totam rem aperiam, eaque ipsa +quae ab illo inventore veritatis et quasi architecto beatae vitae +dicta sunt explicabo. Nemo enim ipsam voluptatem quia voluptas sit +aspernatur aut odit aut fugit, sed quia consequuntur magni dolores +eos qui ratione voluptatem sequi nesciunt. Neque porro quisquam +est, qui dolorem ipsum quia dolor sit amet, consectetur, adipisci +velit, sed quia non numquam eius modi tempora incidunt ut labore +et dolore magnam aliquam quaerat voluptatem. Ut enim ad minima +veniam, quis nostrum exercitationem ullam corporis suscipit laboriosam, +nisi ut aliquid ex ea commodi consequatur? Quis autem vel eum iure +reprehenderit qui in ea voluptate velit esse quam nihil molestiae +consequatur, vel illum qui dolorem eum fugiat quo voluptas nulla +pariatur? + +\subsection{De finibus bonorum et malorum +\label{reedsolomon:subsection:malorum}} +At vero eos et accusamus et iusto odio dignissimos ducimus qui +blanditiis praesentium voluptatum deleniti atque corrupti quos +dolores et quas molestias excepturi sint occaecati cupiditate non +provident, similique sunt in culpa qui officia deserunt mollitia +animi, id est laborum et dolorum fuga. Et harum quidem rerum facilis +est et expedita distinctio. Nam libero tempore, cum soluta nobis +est eligendi optio cumque nihil impedit quo minus id quod maxime +placeat facere possimus, omnis voluptas assumenda est, omnis dolor +repellendus. Temporibus autem quibusdam et aut officiis debitis aut +rerum necessitatibus saepe eveniet ut et voluptates repudiandae +sint et molestiae non recusandae. Itaque earum rerum hic tenetur a +sapiente delectus, ut aut reiciendis voluptatibus maiores alias +consequatur aut perferendis doloribus asperiores repellat. + + -- cgit v1.2.1 From 1cc2af1d5f61c848cb1fcccdc021addfb0e1626e Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: =?UTF-8?q?Andreas=20M=C3=BCller?= Date: Tue, 18 May 2021 20:24:21 +0200 Subject: add new slides --- vorlesungen/slides/9/Makefile.inc | 4 ++ vorlesungen/slides/9/chapter.tex | 4 ++ vorlesungen/slides/9/pf/dreieck.tex | 19 ++++++ vorlesungen/slides/9/pf/trennung.tex | 99 ++++++++++++++++++++++++++++ vorlesungen/slides/9/pf/vergleich.tex | 113 ++++++++++++++++++++++++++++++++ vorlesungen/slides/9/pf/vergleich3d.tex | 26 ++++++++ vorlesungen/slides/test.tex | 8 ++- 7 files changed, 271 insertions(+), 2 deletions(-) create mode 100644 vorlesungen/slides/9/pf/dreieck.tex create mode 100644 vorlesungen/slides/9/pf/trennung.tex create mode 100644 vorlesungen/slides/9/pf/vergleich.tex create mode 100644 vorlesungen/slides/9/pf/vergleich3d.tex diff --git a/vorlesungen/slides/9/Makefile.inc b/vorlesungen/slides/9/Makefile.inc index a64a09a..e23cf09 100644 --- a/vorlesungen/slides/9/Makefile.inc +++ b/vorlesungen/slides/9/Makefile.inc @@ -12,5 +12,9 @@ chapter9 = \ ../slides/9/pf.tex \ ../slides/9/pf/positiv.tex \ ../slides/9/pf/primitiv.tex \ + ../slides/9/pf/trennung.tex \ + ../slides/9/pf/vergleich.tex \ + ../slides/9/pf/vergleich3d.tex \ + ../slides/9/pf/dreieck.tex \ ../slides/9/chapter.tex diff --git a/vorlesungen/slides/9/chapter.tex b/vorlesungen/slides/9/chapter.tex index ded0176..595dec9 100644 --- a/vorlesungen/slides/9/chapter.tex +++ b/vorlesungen/slides/9/chapter.tex @@ -13,5 +13,9 @@ \folie{9/pf/positiv.tex} \folie{9/pf/primitiv.tex} +\folie{9/pf/trennung.tex} +\folie{9/pf/vergleich.tex} +\folie{9/pf/vergleich3d.tex} +\folie{9/pf/dreieck.tex} diff --git a/vorlesungen/slides/9/pf/dreieck.tex b/vorlesungen/slides/9/pf/dreieck.tex new file mode 100644 index 0000000..ba26e9e --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/9/pf/dreieck.tex @@ -0,0 +1,19 @@ +% +% dreieck.tex -- slide template +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +% +\bgroup +\begin{frame}[t] +\setlength{\abovedisplayskip}{5pt} +\setlength{\belowdisplayskip}{5pt} +\frametitle{Verallgemeinerte Dreiecksungleichung} +\vspace{-20pt} +\begin{columns}[t,onlytextwidth] +\begin{column}{0.48\textwidth} +\end{column} +\begin{column}{0.48\textwidth} +\end{column} +\end{columns} +\end{frame} +\egroup diff --git a/vorlesungen/slides/9/pf/trennung.tex b/vorlesungen/slides/9/pf/trennung.tex new file mode 100644 index 0000000..9c85849 --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/9/pf/trennung.tex @@ -0,0 +1,99 @@ +% +% trennung.tex -- slide template +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +% +\bgroup +\definecolor{darkgreen}{rgb}{0,0.6,0} +\begin{frame}[t] +\setlength{\abovedisplayskip}{5pt} +\setlength{\belowdisplayskip}{5pt} +\frametitle{Trennung} +\vspace{-20pt} +\begin{columns}[t,onlytextwidth] +\begin{column}{0.48\textwidth} +\begin{center} +\begin{tikzpicture}[>=latex,thick] + +\coordinate (u) at (3.5,4.5); +\coordinate (v) at (2.5,2); +\coordinate (va) at ({(3.5/2.5)*2.5},{(3.5/2.5)*2}); + +\uncover<3->{ +\fill[color=darkgreen!20] (0,0) rectangle (5.3,5.3); +\node[color=darkgreen] at (1.5,4.9) {$u\not\ge w$}; +\node[color=darkgreen] at (4.4,0.6) {$u\not\ge w$}; +} + +\uncover<5->{ +\begin{scope} +\clip (0,0) rectangle (5.3,5.3); +\draw[color=darkgreen] (0,0) -- ($3*(v)$); +\end{scope} + +\node[color=darkgreen] at ($1.2*(va)$) + [below,rotate={atan(2/2.5)}] {$(1+\mu)v$}; +} + +\uncover<2->{ + \fill[color=red!20] (0,0) rectangle (u); +} + +\fill[color=red] (u) circle[radius=0.08]; +\node[color=red] at (u) [above right] {$u$}; + +\uncover<4->{ + \fill[color=blue!40,opacity=0.5] (0,0) rectangle (v); +} + +\uncover<2->{ + \fill[color=blue] (v) circle[radius=0.08]; + \node[color=blue] at (v) [above] {$v$}; +} + +\uncover<4->{ + \draw[color=blue] (0,0) -- (va); + + \fill[color=blue] (va) circle[radius=0.08]; + \node[color=blue] at (va) [above left] {$(1+\varepsilon)v$}; +} + +\draw[->] (-0.1,0) -- (5.5,0) coordinate[label={$x_1$}]; +\draw[->] (0,-0.1) -- (0,5.5) coordinate[label={right:$x_2$}]; + +\uncover<2->{ + \draw[->,color=red] (3.0,-0.2) -- (3.0,1.5); + \node[color=red] at (3.0,-0.2) [below] + {$\{w\in\mathbb{R}^n\;|\; wv\ge 0$\uncover<4->{, dann gibt es $\varepsilon>0$ mit +\[ +u\ge (1+\varepsilon)v +\]}% +\uncover<5->{und für $\mu>\varepsilon$ ist +\[ +u \not\ge (1+\mu)v +\]} +\uncover<6->{% +\begin{proof}[Beweis] +\begin{itemize} +\item<7-> +$u>v$ $\Rightarrow$ $u_i/v_i>1$ falls $v_i>0$ +\item<8-> +\[ +\vartheta = \min_{v_i\ne 0} \frac{u_i}{v_i} > 1 +\] +\uncover<9->{$\varepsilon = \vartheta - 1$} +\end{itemize} +\end{proof}} +\end{block} +\end{column} +\end{columns} +\end{frame} +\egroup diff --git a/vorlesungen/slides/9/pf/vergleich.tex b/vorlesungen/slides/9/pf/vergleich.tex new file mode 100644 index 0000000..c1a1f7a --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/9/pf/vergleich.tex @@ -0,0 +1,113 @@ +% +% vergleich.tex -- slide template +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +% +\bgroup +\definecolor{darkgreen}{rgb}{0,0.6,0} +\begin{frame}[t] +\setlength{\abovedisplayskip}{5pt} +\setlength{\belowdisplayskip}{5pt} +\frametitle{Vergleich} +\vspace{-20pt} +\begin{columns}[t,onlytextwidth] +\begin{column}{0.48\textwidth} +\begin{center} +\begin{tikzpicture}[>=latex,thick] + +\def\a{1.2} \def\b{0.35} +\def\c{0.5} \def\d{1.25} +\def\r{4} + +\coordinate (u) at (3.5,0); +\coordinate (v) at (2.5,0); + +\coordinate (Au) at ({3.5*\a},{3.5*\c}); +\coordinate (Av) at ({2.5*\a},{2.5*\c}); + +\uncover<2->{ + \begin{scope} + \clip (0,0) rectangle (5,5); + \fill[color=red!20] (0,0) circle[radius=4]; + \end{scope} + \node[color=red] at (0,4) [below right] {$\mathbb{R}^n$}; + + \fill[color=blue!40,opacity=0.5] (0,0) -- ({\a*\r},{\c*\r}) + -- plot[domain=0:90,samples=100] + ({\r*(\a*cos(\x)+\b*sin(\x))},{\r*(\c*cos(\x)+\d*sin(\x))}) + -- ({\b*\r},{\d*\r}) -- cycle; + \node[color=blue] at ({\r*\b},{\r*\d}) [below right] {$A\mathbb{R}^n$}; +} + +\draw[->] (-0.1,0) -- (5.5,0) coordinate[label={$x_1$}]; +\draw[->] (0,-0.1) -- (0,5.5) coordinate[label={right:$x_2$}]; + +\uncover<3->{ + \fill[color=darkgreen!30,opacity=0.5] + (0,0) rectangle ({3.5*\a},{3.5*\c}); + \draw[color=white,line width=0.7pt] + ({3.5*\a},0) -- ({3.5*\a},{3.5*\c}) -- (0,{3.5*\c}); +} + +\uncover<2->{ + \draw[->,color=blue,line width=1.4pt] (0,0) -- ({\r*\a},{\r*\c}); + \draw[->,color=blue,line width=1.4pt] (0,0) -- ({\r*\b},{\r*\d}); + + \draw[->,color=red,line width=1.4pt] (0,0) -- (4,0); + \draw[->,color=red,line width=1.4pt] (0,0) -- (0,4); +} + +\draw[color=darkgreen,line width=2pt] (u) -- (v); +\fill[color=darkgreen] (u) circle[radius=0.08]; +\fill[color=darkgreen] (v) circle[radius=0.08]; + +\node[color=darkgreen] at (u) [below right] {$u$}; +\node[color=darkgreen] at (v) [below left] {$v$}; +\node[color=darkgreen] at ($0.5*(u)+0.5*(v)$) [above] {$v\le u$}; + +\uncover<3->{ + \draw[color=darkgreen,line width=2pt] (Au) -- (Av); + \fill[color=darkgreen] (Au) circle[radius=0.08]; + \fill[color=darkgreen] (Av) circle[radius=0.08]; + + \node[color=darkgreen] at (Au) [above left] {$Au$}; + \node[color=darkgreen] at (Av) [above left] {$Av$}; + + \node[color=darkgreen] at ($0.5*(Au)+0.5*(Av)$) + [below,rotate={atan(\c/\a)}] {$Av{und $A > 0$}\uncover<3->{ $\Rightarrow$ $Au>Av$} +\end{block} +\uncover<4->{% +\begin{block}{intuitiv} +$A>0$ befördert $\ge$ zu $>$ +\end{block}} +\uncover<5->{% +\begin{proof}[Beweis] +$d=u-v\ge 0$ +\begin{align*} +(Ad)_i +\uncover<6->{= +\sum_{j} +\underbrace{a_{ij}}_{>0}d_j} +\uncover<7->{> +0} +\uncover<8->{\quad\Rightarrow\quad +Au > Av} +\end{align*} +\uncover<7->{da mindestens ein $d_j>0$ ist} +\end{proof}} +\uncover<9->{% +\begin{block}{Korollar} +$A>0$ und $d\ge 0$ $\Rightarrow$ $Ad > 0$ +\end{block}} +\end{column} +\end{columns} +\end{frame} +\egroup diff --git a/vorlesungen/slides/9/pf/vergleich3d.tex b/vorlesungen/slides/9/pf/vergleich3d.tex new file mode 100644 index 0000000..1c019a6 --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/9/pf/vergleich3d.tex @@ -0,0 +1,26 @@ +% +% template.tex -- slide template +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +% +\bgroup +\begin{frame}[t] +\setlength{\abovedisplayskip}{5pt} +\setlength{\belowdisplayskip}{5pt} +\frametitle{Vergleich} + +\vspace{-20pt} +\begin{columns}[t,onlytextwidth] +\begin{column}{0.57\textwidth} +\begin{center} +\includegraphics[width=\textwidth]{../../buch/chapters/80-wahrscheinlichkeit/images/vergleich.pdf} +\end{center} +\end{column} +\begin{column}{0.38\textwidth} +\begin{block}{Satz} +$u\ge v\ge 0$ $\Rightarrow$ $Au>Av$ +\end{block} +\end{column} +\end{columns} +\end{frame} +\egroup diff --git a/vorlesungen/slides/test.tex b/vorlesungen/slides/test.tex index 6245b76..93f899d 100644 --- a/vorlesungen/slides/test.tex +++ b/vorlesungen/slides/test.tex @@ -3,6 +3,10 @@ % % (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, Hochschule Rapperswil % -\folie{9/pf/positiv.tex} -\folie{9/pf/primitiv.tex} +%\folie{9/pf/positiv.tex} +%\folie{9/pf/primitiv.tex} +\folie{9/pf/trennung.tex} +\folie{9/pf/vergleich.tex} +\folie{9/pf/vergleich3d.tex} +\folie{9/pf/dreieck.tex} -- cgit v1.2.1 From 9c25485518e7f80050a8ee2a12b94abb009c9a58 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: michael-OST <75078383+michael-OST@users.noreply.github.com> Date: Tue, 18 May 2021 21:14:36 +0200 Subject: finished first final version of decohnefehler.tex --- buch/papers/reedsolomon/decohnefehler.tex | 128 ++++++++++++++++++++++-------- 1 file changed, 97 insertions(+), 31 deletions(-) diff --git a/buch/papers/reedsolomon/decohnefehler.tex b/buch/papers/reedsolomon/decohnefehler.tex index 832d63f..90f8ba8 100644 --- a/buch/papers/reedsolomon/decohnefehler.tex +++ b/buch/papers/reedsolomon/decohnefehler.tex @@ -5,36 +5,102 @@ % \section{Decodierung ohne Fehler \label{reedsolomon:section:decohnefehler}} -\rhead{Teil 3} -Sed ut perspiciatis unde omnis iste natus error sit voluptatem -accusantium doloremque laudantium, totam rem aperiam, eaque ipsa -quae ab illo inventore veritatis et quasi architecto beatae vitae -dicta sunt explicabo. Nemo enim ipsam voluptatem quia voluptas sit -aspernatur aut odit aut fugit, sed quia consequuntur magni dolores -eos qui ratione voluptatem sequi nesciunt. Neque porro quisquam -est, qui dolorem ipsum quia dolor sit amet, consectetur, adipisci -velit, sed quia non numquam eius modi tempora incidunt ut labore -et dolore magnam aliquam quaerat voluptatem. Ut enim ad minima -veniam, quis nostrum exercitationem ullam corporis suscipit laboriosam, -nisi ut aliquid ex ea commodi consequatur? Quis autem vel eum iure -reprehenderit qui in ea voluptate velit esse quam nihil molestiae -consequatur, vel illum qui dolorem eum fugiat quo voluptas nulla -pariatur? - -\subsection{De finibus bonorum et malorum -\label{reedsolomon:subsection:malorum}} -At vero eos et accusamus et iusto odio dignissimos ducimus qui -blanditiis praesentium voluptatum deleniti atque corrupti quos -dolores et quas molestias excepturi sint occaecati cupiditate non -provident, similique sunt in culpa qui officia deserunt mollitia -animi, id est laborum et dolorum fuga. Et harum quidem rerum facilis -est et expedita distinctio. Nam libero tempore, cum soluta nobis -est eligendi optio cumque nihil impedit quo minus id quod maxime -placeat facere possimus, omnis voluptas assumenda est, omnis dolor -repellendus. Temporibus autem quibusdam et aut officiis debitis aut -rerum necessitatibus saepe eveniet ut et voluptates repudiandae -sint et molestiae non recusandae. Itaque earum rerum hic tenetur a -sapiente delectus, ut aut reiciendis voluptatibus maiores alias -consequatur aut perferendis doloribus asperiores repellat. +\rhead{fehlerlose rekonstruktion} +Im ersten Teil zur Decodierung des Übertragungsvektor betrachten wir den Übertragungskanal als fehlerfrei. +Wir erhalten also unseren Übertragungsvektor +\[ +v = [5,3,6,5,2,10,2,7,10,4]. +\] +Gesucht ist nun einen Weg, mit dem wir auf unseren Nachrichtenvektor zurückrechnen können. +Ein banaler Ansatz ist das Invertieren der Glechung +\[ +v = A \cdot m \qquad \Rightarrow \qquad m = A^{-1} \cdot v. +\] +Nur stellt sich dann die Frage, wie wir auf die Inverse der Matix $A$ kommen. +Dazu können wir wiederum den Ansatz der Fouriertransformation uns zur Hilfe nehmen, +jedoch betrachten wir jetzt deren Inverse. +Definiert ist sie als +\[ +F(\omega) = \int_{-\infty}^{\infty} f(t) \mathrm{e}^{-j\omega t} dt \qquad \Rightarrow \qquad \mathfrak{F}^{-1}(F(\omega)) = f(t) = \frac{1}{2 \pi} \int_{-\infty}^{\infty} F(\omega) \mathrm{e}^{j \omega t} d\omega. +\] + +In unserem Fall suchen wir also eine inverse für die Primitive Einheitswurzel $a$, also +\[ +8^1 \qquad \Rightarrow \qquad 8^{-1}. +\] + +Im Abschnitt \textcolor{red}{4.1} haben wir den euklidischen Algorithmus kennengelernt, den wir auf unseren Fall anwenden können. + +\subsection{Der Euklidische Algorithmus +\label{reedsolomon:subsection:eukAlgo}} + +Die Funktionsweise des euklidischen Algorithmus ist im Kapitel \textcolor{red}{4.1} ausführlich beschrieben. +Für unsere Anwendung wählen wir die Parameter $a_i = 8$ und $b_i = 11$. +Daraus erhalten wir + +\begin{center} + +\begin{tabular}{| c | c c | c | r r |} + \hline + $k$ & $a_i$ & $b_i$ & $q_i$ & $c_i$ & $d_i$\\ + \hline + & & & & $1$& $0$\\ + $0$& $8$& $11$& $0$& $0$& $1$\\ + $1$& $11$& $8$& $1$& $1$& $0$\\ + $2$& $8$& $3$& $2$& $-1$& $1$\\ + $3$& $3$& $2$& $1$& $3$& $-2$\\ + $4$& $2$& $1$& $2$& \textcolor{blue}{$-4$}& \textcolor{red}{$3$}\\ + $5$& $1$& $0$& & $11$& $-8$\\ + \hline +\end{tabular} + +\end{center} +\begin{center} + +\begin{tabular}{rcl} + $\textcolor{blue}{-4} \cdot 8 + \textcolor{red}{3} \cdot 11$ &$=$& $1$\\ + $7 \cdot 8 + 3 \cdot 11$ &$=$& $1$\\ + $8^{-1}$ &$=$& $7$ + +\end{tabular} + +\end{center} + +als Inverse der Primitiven Einheitswurzel. + +Nun haben wir fast alles für die Rücktransformation beisammen. Wie auch bei der Inversen Fouriertransformation haben wir nun einen Vorfaktor +\[ +m = \textcolor{red}{s} \cdot A^{-1} \cdot v +\] +den wir noch bestimmen müssen. +Glücklicherweise lässt der sich analog wie bei der Inversen Fouriertransformation bestimmen und beträgt +\[ +s = \frac{1}{10}. +\] +Da $\frac{1}{10} = 10^{-1}$ entspricht können wir $s$ ebenfalls mit dem euklidischen Algorithmus bestimmen und stellen fest, dass $10^{-1} = 10$ ergibt. +Somit lässt sich den Nachrichtenvektor einfach bestimmen mit +\[ +m = 10 \cdot A^{-1} \cdot v \qquad \Rightarrow \qquad m = 10 \cdot \begin{pmatrix} + 7^0& 7^0& 7^0& 7^0& 7^0& 7^0& 7^0& 7^0& 7^0& 7^0\\ + 7^0& 7^1& 7^2& 7^3& 7^4& 7^5& 7^6& 7^7& 7^8& 7^9\\ + 7^0& 7^2& 7^4& 7^6& 7^8& 7^{10}& 7^{12}& 7^{14}& 7^{16}& 7^{18}\\ + 7^0& 7^3& 7^6& 7^9& 7^{12}& 7^{15}& 7^{18}& 7^{21}& 7^{24}& 7^{27}\\ + 7^0& 7^4& 7^8& 7^{12}& 7^{16}& 7^{20}& 7^{24}& 7^{28}& 7^{32}& 7^{36}\\ + 7^0& 7^5& 7^{10}& 7^{15}& 7^{20}& 7^{25}& 7^{30}& 7^{35}& 7^{40}& 7^{45}\\ + 7^0& 7^6& 7^{12}& 7^{18}& 7^{24}& 7^{30}& 7^{36}& 7^{42}& 7^{48}& 7^{54}\\ + 7^0& 7^7& 7^{14}& 7^{21}& 7^{28}& 7^{35}& 7^{42}& 7^{49}& 7^{56}& 7^{63}\\ + 7^0& 7^8& 7^{16}& 7^{24}& 7^{32}& 7^{40}& 7^{48}& 7^{56}& 7^{64}& 7^{72}\\ + 7^0& 7^9& 7^{18}& 7^{27}& 7^{36}& 7^{45}& 7^{54}& 7^{63}& 7^{72}& 7^{81}\\ +\end{pmatrix} +\cdot +\begin{pmatrix} + 5 \\ 3 \\ 6 \\ 5 \\ 2 \\ 10 \\ 2 \\ 7 \\ 10 \\ 4 \\ +\end{pmatrix} +\] +und wir erhalten +\[ +m = [0,0,0,0,4,7,2,5,8,1] +\] +als unsere Nachricht zurück. \ No newline at end of file -- cgit v1.2.1 From cd89b4b8b98a5ac8bfc3f4182df01b1b80f33c79 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: =?UTF-8?q?Andreas=20M=C3=BCller?= Date: Wed, 19 May 2021 20:42:21 +0200 Subject: new slides --- vorlesungen/12_msewkeitsmatrizen/slides.tex | 8 ++ vorlesungen/slides/9/Makefile.inc | 2 + vorlesungen/slides/9/chapter.tex | 2 + vorlesungen/slides/9/pf/dreieck.tex | 29 ++++- vorlesungen/slides/9/pf/folgerungen.tex | 194 ++++++++++++++++++++++++++++ vorlesungen/slides/9/potenz.tex | 15 +++ vorlesungen/slides/test.tex | 10 +- 7 files changed, 254 insertions(+), 6 deletions(-) create mode 100644 vorlesungen/slides/9/pf/folgerungen.tex create mode 100644 vorlesungen/slides/9/potenz.tex diff --git a/vorlesungen/12_msewkeitsmatrizen/slides.tex b/vorlesungen/12_msewkeitsmatrizen/slides.tex index 992ba5d..f729086 100644 --- a/vorlesungen/12_msewkeitsmatrizen/slides.tex +++ b/vorlesungen/12_msewkeitsmatrizen/slides.tex @@ -14,7 +14,15 @@ \folie{9/irreduzibel.tex} \section{Perron-Frobenius} +\folie{9/pf/positiv.tex} +\folie{9/pf/primitiv.tex} +\folie{9/pf/trennung.tex} +\folie{9/pf/vergleich.tex} +\folie{9/pf/vergleich3d.tex} +\folie{9/pf/dreieck.tex} +\folie{9/pf/folgerungen.tex} \folie{9/pf.tex} +\folie{9/potenz.tex} \section{Parrondo} diff --git a/vorlesungen/slides/9/Makefile.inc b/vorlesungen/slides/9/Makefile.inc index e23cf09..4f8fc40 100644 --- a/vorlesungen/slides/9/Makefile.inc +++ b/vorlesungen/slides/9/Makefile.inc @@ -10,11 +10,13 @@ chapter9 = \ ../slides/9/irreduzibel.tex \ ../slides/9/stationaer.tex \ ../slides/9/pf.tex \ + ../slides/9/potenz.tex \ ../slides/9/pf/positiv.tex \ ../slides/9/pf/primitiv.tex \ ../slides/9/pf/trennung.tex \ ../slides/9/pf/vergleich.tex \ ../slides/9/pf/vergleich3d.tex \ ../slides/9/pf/dreieck.tex \ + ../slides/9/pf/folgerungen.tex \ ../slides/9/chapter.tex diff --git a/vorlesungen/slides/9/chapter.tex b/vorlesungen/slides/9/chapter.tex index 595dec9..1915073 100644 --- a/vorlesungen/slides/9/chapter.tex +++ b/vorlesungen/slides/9/chapter.tex @@ -10,6 +10,7 @@ \folie{9/stationaer.tex} \folie{9/irreduzibel.tex} \folie{9/pf.tex} +\folie{9/potenz.tex} \folie{9/pf/positiv.tex} \folie{9/pf/primitiv.tex} @@ -17,5 +18,6 @@ \folie{9/pf/vergleich.tex} \folie{9/pf/vergleich3d.tex} \folie{9/pf/dreieck.tex} +\folie{9/pf/folgerungen.tex} diff --git a/vorlesungen/slides/9/pf/dreieck.tex b/vorlesungen/slides/9/pf/dreieck.tex index ba26e9e..0a572f3 100644 --- a/vorlesungen/slides/9/pf/dreieck.tex +++ b/vorlesungen/slides/9/pf/dreieck.tex @@ -10,9 +10,34 @@ \frametitle{Verallgemeinerte Dreiecksungleichung} \vspace{-20pt} \begin{columns}[t,onlytextwidth] -\begin{column}{0.48\textwidth} +\begin{column}{0.32\textwidth} +\begin{block}{Satz} +\[ +|u+v|\le |u|+|v| +\] +Gleichheit wenn lin.~abh. +\end{block} +\begin{block}{Satz} +\[ +\biggl|\sum_i u_i\biggr| +\le +\sum_i |u_i| +\] +Gleichheit wenn $u_i = \lambda_i u$ +\end{block} +\begin{block}{Satz} +\[ +\biggl|\sum_i z_i\biggr| +\le +\sum_i |z_i| +\] +Gleichheit, wenn $z_i=|z_i|c$, $c\in\mathbb{C}$ +\end{block} \end{column} -\begin{column}{0.48\textwidth} +\begin{column}{0.68\textwidth} +\begin{center} +\includegraphics[width=\textwidth]{../../buch/chapters/80-wahrscheinlichkeit/images/dreieck.pdf} +\end{center} \end{column} \end{columns} \end{frame} diff --git a/vorlesungen/slides/9/pf/folgerungen.tex b/vorlesungen/slides/9/pf/folgerungen.tex new file mode 100644 index 0000000..cef8dd2 --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/9/pf/folgerungen.tex @@ -0,0 +1,194 @@ +% +% template.tex -- slide template +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +% +\bgroup +\begin{frame}[t] +\setlength{\abovedisplayskip}{5pt} +\setlength{\belowdisplayskip}{5pt} +\frametitle{Folgerungen für $A>0$} +\vspace{-20pt} +\begin{columns}[t,onlytextwidth] +\begin{column}{0.48\textwidth} +\begin{block}{Satz} +$u\ge 0$ ein EV zum EW $ \lambda\ne 0$, +dann ist $u>0$ und $\lambda >0$ +\end{block} +\uncover<6->{% +\begin{block}{Satz} +$v$ ein EV zum EW $\lambda$ mit $|\lambda| = \varrho(A)$, +dann ist $u=|v|$ mit $u_i=|v_i|$ ein EV mit EW $\varrho(A)$ +\end{block}} +\uncover<29->{% +\begin{block}{Satz} +$v$ ein EV zum EW $\lambda$ mit $|\lambda|=\varrho(A)$, +dann ist $\lambda=\varrho(A)$ +\end{block}} +\uncover<46->{% +\begin{block}{Satz} +Der \only<57->{verallgemeinerte }Eigenraum zu EW $\varrho(A)$ +ist eindimensional +\end{block} +} +\end{column} +\only<-6>{ +\begin{column}{0.48\textwidth} +\begin{proof}[Beweis] +\begin{itemize} +\item<3-> +Vergleich: $Au>0$ +\item<4-> +$Au=\lambda u > 0$ +\item<5-> +$\lambda >0$ und $u>0$ +\end{itemize} +\end{proof} +\end{column}} +\only<7-20>{ +\begin{column}{0.48\textwidth} +\begin{proof}[Beweis] +\begin{align*} +(Au)_i +&\only<-8>{= +\sum_j a_{ij}u_j} +\only<8-9>{= +\sum_j |a_{ij}v_j|} +\only<9->{\ge} +\only<9-10>{ +\biggl|\sum_j a_{ij}v_j\biggr|} +\only<10>{=} +\only<10-11>{ +|(Av)_i|} +\only<11>{=} +\only<11-12>{ +|\lambda v_i|} +\only<12>{=} +\only<12-13>{ +\varrho(A) |v_i|} +\only<13>{=} +\uncover<13->{ +\varrho(A) u_i} +\hspace*{5cm} +\\ +\uncover<14->{Au&\ge \varrho(A)u} +\intertext{\uncover<15->{Vergleich}} +\uncover<16->{A^2u&> \varrho(A)Au} +\intertext{\uncover<17->{Trennung: $\exists \vartheta >1$ mit}} +\uncover<18->{A^2u&\ge \vartheta \varrho(A) Au }\\ +\uncover<19->{A^3u&\ge (\vartheta \varrho(A))^2 Au }\\ +\uncover<20->{A^ku&\ge (\vartheta \varrho(A))^{k-1} Au }\\ +\end{align*} +\end{proof} +\end{column}} +\only<21-29>{% +\begin{column}{0.48\textwidth} +\begin{proof}[Beweis, Fortsetzung] +Abschätzung der Operatornorm: +\begin{align*} +\|A^k\|\, |Au| +\ge +\|A^{k+1}u\| +\uncover<22->{ +\ge +(\vartheta\varrho(A))^k |Au|} +\end{align*} +\uncover<23->{Abschätzung des Spektralradius} +\begin{align*} +\uncover<24->{\|A^k\| &\ge (\vartheta\varrho(A))^k} +\\ +\uncover<25->{\|A^k\|^{\frac1k} &\ge \vartheta \varrho(A)} +\\ +\uncover<26->{\lim_{k\to\infty}\|A^k\|^{\frac1k} &\ge \vartheta \varrho(A)} +\\ +\uncover<27->{\varrho(A) &\ge \underbrace{\vartheta}_{>1} \varrho(A)} +\end{align*} +\uncover<28->{Widerspruch: $u=v$} +\end{proof} +\end{column}} +\only<30-46>{ +\begin{column}{0.48\textwidth} +\begin{proof}[Beweis] +$u$ ist EV mit EW $\varrho(A)$: +\[ +Au=\varrho(A)u +\uncover<31->{\Rightarrow +\sum_j a_{ij}|v_j| = {\color<38->{red}\varrho(A) |v_i|}} +\] +\uncover<33->{Andererseits: $Av=\lambda v$} +\[ +\uncover<34->{\sum_{j}a_{ij}v_j=\lambda v_i} +\] +\uncover<35->{Betrag} +\begin{align*} +\uncover<36->{\biggl|\sum_j a_{ij}v_j\biggr| +&= +|\lambda v_i|} +\uncover<37->{= +{\color<38->{red}\varrho(A) |v_i|}} +\uncover<39->{= +\sum_j a_{ij}|v_j|} +\end{align*} +\uncover<40->{Dreiecksungleichung: $v_j=|v_j|c, c\in\mathbb{C}$} +\[ +\uncover<41->{\lambda v = Av} +\uncover<42->{= Acu} +\uncover<43->{= c\varrho(A) u} +\uncover<44->{= \varrho(A)v} +\] +\uncover<45->{$\Rightarrow +\lambda=\varrho(A) +$} +\end{proof} +\end{column}} +\only<47-57>{ +\begin{column}{0.48\textwidth} +\begin{proof}[Beweis] +\begin{itemize} +\item<48-> $u>0$ ein EV zum EW $\varrho(A)$ +\item<49-> $v$ ein weiterer EV, man darf $v\in\mathbb{R}^n$ annehmen +\item<50-> Da $u>0$ gibt es $c>0$ mit $u\ge cv$ aber $u\not > cv$ +\item<51-> $u-cv\ge 0$ aber $u-cv\not > 0$ +\item<52-> $A$ anwenden: +\[ +\begin{array}{ccc} +\uncover<53->{A(u-cv)}&\uncover<54->{>&0} +\\ +\uncover<53->{\|}&& +\\ +\uncover<53->{\varrho(A)(u-cv)}&\uncover<55->{\not>&0} +\end{array} +\] +\uncover<56->{Widerspruch: $v$ existiert nicht} +\end{itemize} +\end{proof} +\end{column}} +\only<58->{ +\begin{column}{0.48\textwidth} +\begin{proof}[Beweis] +\begin{itemize} +\item<59-> $Au=\varrho(A)u$ und $A^tp^t=\varrho(A)p^t$ +\item<60-> $u>0$ und $p>0$ $\Rightarrow$ $up>0$ +\item<61-> $px=0$, dann ist +\[ +\uncover<62->{pAx} +\only<62-63>{= +(A^tp^t)^t x} +\only<63-64>{= +\varrho(A) (p^t)^t x} +\uncover<64->{= +\varrho(A) px} +\uncover<65->{= 0} +\] +\uncover<66->{also ist $\{x\in\mathbb{R}^n\;|\; px=0\}$ +invariant} +\item<67-> Annahme: $v\in \mathcal{E}_{\varrho(A)}$ +\item<68-> Dann muss es einen EV zum EW $\varrho(A)$ in +$\mathcal{E}_{\varrho(A)}$ geben +\item<69-> Widerspruch: der Eigenraum ist eindimensional +\end{itemize} +\end{proof} +\end{column}} +\end{columns} +\end{frame} +\egroup diff --git a/vorlesungen/slides/9/potenz.tex b/vorlesungen/slides/9/potenz.tex new file mode 100644 index 0000000..2c3afa3 --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/9/potenz.tex @@ -0,0 +1,15 @@ +% +% potenz.tex -- slide template +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +% +\bgroup +\begin{frame}[t] +\setlength{\abovedisplayskip}{5pt} +\setlength{\belowdisplayskip}{5pt} +\frametitle{Potenzmethode} +\begin{center} +\includegraphics[width=0.9\textwidth]{../../buch/chapters/80-wahrscheinlichkeit/images/positiv.pdf} +\end{center} +\end{frame} +\egroup diff --git a/vorlesungen/slides/test.tex b/vorlesungen/slides/test.tex index 93f899d..e14410d 100644 --- a/vorlesungen/slides/test.tex +++ b/vorlesungen/slides/test.tex @@ -5,8 +5,10 @@ % %\folie{9/pf/positiv.tex} %\folie{9/pf/primitiv.tex} -\folie{9/pf/trennung.tex} -\folie{9/pf/vergleich.tex} -\folie{9/pf/vergleich3d.tex} -\folie{9/pf/dreieck.tex} +%\folie{9/pf/trennung.tex} +%\folie{9/pf/vergleich.tex} +%\folie{9/pf/vergleich3d.tex} +%\folie{9/pf/dreieck.tex} +%\folie{9/pf/folgerungen.tex} +\folie{9/potenz.tex} -- cgit v1.2.1 From be0efa031a6f2e83ea7394c960ec7ad236f89038 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: =?UTF-8?q?Andreas=20M=C3=BCller?= Date: Thu, 20 May 2021 09:11:40 +0200 Subject: fix handout --- vorlesungen/slides/9/pf/folgerungen.tex | 9 +++++++++ 1 file changed, 9 insertions(+) diff --git a/vorlesungen/slides/9/pf/folgerungen.tex b/vorlesungen/slides/9/pf/folgerungen.tex index cef8dd2..5042c78 100644 --- a/vorlesungen/slides/9/pf/folgerungen.tex +++ b/vorlesungen/slides/9/pf/folgerungen.tex @@ -32,6 +32,7 @@ ist eindimensional \end{block} } \end{column} +\ifthenelse{\boolean{presentation}}{ \only<-6>{ \begin{column}{0.48\textwidth} \begin{proof}[Beweis] @@ -189,6 +190,14 @@ $\mathcal{E}_{\varrho(A)}$ geben \end{itemize} \end{proof} \end{column}} +}{ +\begin{column}{0.48\textwidth} +\begin{block}{} +\usebeamercolor[fg]{title} +Beweise: Buch Abschnitt 9.3 +\end{block} +\end{column} +} \end{columns} \end{frame} \egroup -- cgit v1.2.1 From 80416f0ab893f2b80a01be4acc13bd03c7a03682 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: =?UTF-8?q?Andreas=20M=C3=BCller?= Date: Thu, 20 May 2021 10:09:26 +0200 Subject: add new slides --- buch/chapters/80-wahrscheinlichkeit/parrondo.tex | 6 +- vorlesungen/slides/9/Makefile.inc | 4 ++ vorlesungen/slides/9/chapter.tex | 4 ++ vorlesungen/slides/9/parrondo/erwartung.tex | 76 ++++++++++++++++++++ vorlesungen/slides/9/parrondo/spiela.tex | 51 +++++++++++++ vorlesungen/slides/9/parrondo/spielb.tex | 83 +++++++++++++++++++++ vorlesungen/slides/9/parrondo/spielbmod.tex | 91 ++++++++++++++++++++++++ vorlesungen/slides/9/pf/positiv.tex | 15 ++-- vorlesungen/slides/test.tex | 15 +++- 9 files changed, 336 insertions(+), 9 deletions(-) create mode 100644 vorlesungen/slides/9/parrondo/erwartung.tex create mode 100644 vorlesungen/slides/9/parrondo/spiela.tex create mode 100644 vorlesungen/slides/9/parrondo/spielb.tex create mode 100644 vorlesungen/slides/9/parrondo/spielbmod.tex diff --git a/buch/chapters/80-wahrscheinlichkeit/parrondo.tex b/buch/chapters/80-wahrscheinlichkeit/parrondo.tex index a62d813..688414c 100644 --- a/buch/chapters/80-wahrscheinlichkeit/parrondo.tex +++ b/buch/chapters/80-wahrscheinlichkeit/parrondo.tex @@ -24,15 +24,15 @@ Je nach Ausgang gewinnt oder verliert der Spieler eine Einheit. Sei $X$ die Zufallsvariable, die den gewonnen Betrag beschreibt. Für eine faire Münze ist die Gewinnerwartung in diesem Spiel natürlich $E(X)=0$. -Wenn die Wahrscheinlichkeit für einen Gewinn $1+e$ ist, dann muss -die Wahrscheinlichkeit für einen Verlust $1-e$ sein, und die +Wenn die Wahrscheinlichkeit für einen Gewinn $\frac12+e$ ist, dann muss +die Wahrscheinlichkeit für einen Verlust $\frac12-e$ sein, und die Gewinnerwartung ist \( E(X) = 1\cdot P(X=1) + (-1)\cdot P(X=-1) = -1+e + (-1)(1-e) +\frac12+e + (-1)\biggl(\frac12-e\biggr) = 2e. \) diff --git a/vorlesungen/slides/9/Makefile.inc b/vorlesungen/slides/9/Makefile.inc index 4f8fc40..2ce78c0 100644 --- a/vorlesungen/slides/9/Makefile.inc +++ b/vorlesungen/slides/9/Makefile.inc @@ -18,5 +18,9 @@ chapter9 = \ ../slides/9/pf/vergleich3d.tex \ ../slides/9/pf/dreieck.tex \ ../slides/9/pf/folgerungen.tex \ + ../slides/9/parrondo/erwartung.tex \ + ../slides/9/parrondo/spiela.tex \ + ../slides/9/parrondo/spielb.tex \ + ../slides/9/parrondo/spielbmod.tex \ ../slides/9/chapter.tex diff --git a/vorlesungen/slides/9/chapter.tex b/vorlesungen/slides/9/chapter.tex index 1915073..86e528d 100644 --- a/vorlesungen/slides/9/chapter.tex +++ b/vorlesungen/slides/9/chapter.tex @@ -20,4 +20,8 @@ \folie{9/pf/dreieck.tex} \folie{9/pf/folgerungen.tex} +\folie{9/parrondo/erwartung.tex} +\folie{9/parrondo/spiela.tex} +\folie{9/parrondo/spielb.tex} +\folie{9/parrondo/spielbmod.tex} diff --git a/vorlesungen/slides/9/parrondo/erwartung.tex b/vorlesungen/slides/9/parrondo/erwartung.tex new file mode 100644 index 0000000..67bb61d --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/9/parrondo/erwartung.tex @@ -0,0 +1,76 @@ +% +% erwartung.tex -- slide template +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +% +\bgroup +\begin{frame}[t] +\setlength{\abovedisplayskip}{5pt} +\setlength{\belowdisplayskip}{5pt} +\frametitle{Erwartung} +\vspace{-20pt} +\begin{columns}[t,onlytextwidth] +\begin{column}{0.48\textwidth} +\begin{block}{Zufallsvariable} +\begin{center} +\[ +\begin{array}{c|c} +\text{Werte $X$}&\text{Wahrscheinlichkeit $p$}\\ +\hline +x_1&p_1=P(X=x_1)\\ +x_2&p_2=P(X=x_2)\\ +\vdots&\vdots\\ +x_n&p_n=P(X=x_n) +\end{array} +\] +\end{center} +\end{block} +\begin{block}{Einervektoren/-matrizen} +\[ +U=\begin{pmatrix} +1&1&\dots&1\\ +1&1&\dots&1\\ +\vdots&\vdots&\ddots&\vdots\\ +1&1&\dots&1 +\end{pmatrix} +\in +M_{n\times m}(\Bbbk) +\] +\end{block} +\end{column} +\begin{column}{0.48\textwidth} +\begin{block}{Erwartungswerte} +\begin{align*} +E(X) +&= +\sum_i x_ip_i += +x^tp += +U^t x\odot p +\\ +E(X^2) +&= +\sum_i x_i^2p_i += +(x\odot x)^tp += +U^t (x\odot x) \odot p +\\ +E(X^k) +&= +\sum_i x_i^kp_i += +U^t x^{\odot k}\odot p +\end{align*} +Substitution: +\begin{align*} +\sum_i &\to U^t\\ +x_i^k &\to x^{\odot k} +\end{align*} +Kann für Übergangsmatrizen von Markov-Ketten verallgemeinert werden +\end{block} +\end{column} +\end{columns} +\end{frame} +\egroup diff --git a/vorlesungen/slides/9/parrondo/spiela.tex b/vorlesungen/slides/9/parrondo/spiela.tex new file mode 100644 index 0000000..4b3b50c --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/9/parrondo/spiela.tex @@ -0,0 +1,51 @@ +% +% spiela.tex -- slide template +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +% +\bgroup +\begin{frame}[t] +\setlength{\abovedisplayskip}{5pt} +\setlength{\belowdisplayskip}{5pt} +\frametitle{Spiel $A$} +\vspace{-20pt} +\begin{columns}[t,onlytextwidth] +\begin{column}{0.48\textwidth} +\begin{block}{Definition} +Gewinn = Zufallsvariable $X$ mit Werten $\pm 1$ +\begin{align*} +P(X=\phantom{+}1) +&= +\frac12+e +\\ +P(X= - 1) +&= +\frac12-e +\end{align*} +Bernoulli-Experiment mit $p=\frac12+e$ +\end{block} +\end{column} +\begin{column}{0.48\textwidth} +\begin{block}{Gewinnerwartung} +\begin{align*} +E(X) +&= +P(X=1)\cdot (1) +\\ +&\qquad ++ +P(X=-1)\cdot (-1) +\\ +&= +\biggl(\frac12+e\biggr)\cdot 1 ++ +\biggl(\frac12-e\biggr)\cdot (-1) +\\ +&=2e +\end{align*} +$\Rightarrow$ {\usebeamercolor[fg]{title}Verlustspiel für $e<0$} +\end{block} +\end{column} +\end{columns} +\end{frame} +\egroup diff --git a/vorlesungen/slides/9/parrondo/spielb.tex b/vorlesungen/slides/9/parrondo/spielb.tex new file mode 100644 index 0000000..6ad512c --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/9/parrondo/spielb.tex @@ -0,0 +1,83 @@ +% +% spielb.tex -- slide template +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +% +\bgroup +\begin{frame}[t] +\setlength{\abovedisplayskip}{5pt} +\setlength{\belowdisplayskip}{5pt} +\frametitle{Spiel $B$} +\vspace{-20pt} +\begin{columns}[t,onlytextwidth] +\begin{column}{0.48\textwidth} +\begin{block}{Definition} +Gewinn $\pm 1$, Wahrscheinlichkeit abhängig vom 3er-Rest des +aktuellen Kapitals $K$: +\begin{center} +\begin{tikzpicture}[>=latex,thick] +\coordinate (A0) at (90:2); +\coordinate (A1) at (210:2); +\coordinate (A2) at (330:2); + +\node at (A0) {$0$}; +\node at (A1) {$1$}; +\node at (A2) {$2$}; + +\draw (A0) circle[radius=0.4]; +\draw (A1) circle[radius=0.4]; +\draw (A2) circle[radius=0.4]; + +\draw[->,shorten >= 0.4cm,shorten <= 0.4cm] (A0) -- (A1); +\draw[->,shorten >= 0.4cm,shorten <= 0.4cm] (A0) -- (A2); +\draw[->,shorten >= 0.4cm,shorten <= 0.4cm] (A1) -- (A2); + +\draw[->,shorten >= 0.4cm,shorten <= 0.4cm] (A1) to[out=90,in=-150] (A0); +\draw[->,shorten >= 0.4cm,shorten <= 0.4cm] (A2) to[out=90,in=-30] (A0); +\draw[->,shorten >= 0.4cm,shorten <= 0.4cm] (A2) to[out=-150,in=-30] (A1); + +\def\R{1.9} +\def\r{0.7} + +\node at (30:\r) {$\frac{9}{10}$}; +\node at (150:\r) {$\frac1{10}$}; +\node at (270:\r) {$\frac34$}; + +\node at (30:\R) {$\frac{3}{4}$}; +\node at (150:\R) {$\frac1{4}$}; +\node at (270:\R) {$\frac14$}; + +\end{tikzpicture} +\end{center} +\end{block} +\end{column} +\begin{column}{0.48\textwidth} +\begin{block}{Markov-Kette $Y$} +Übergangsmatrix +\[ +B=\begin{pmatrix} +0&\frac14&\frac34\\ +\frac{1}{10}&0&\frac14\\ +\frac{9}{10}&\frac34&0 +\end{pmatrix} +\] +Gewinnmatrix: +\[ +G=\begin{pmatrix*}[r] +0&-1&1\\ +1&0&-1\\ +-1&1&0 +\end{pmatrix*} +\] +\end{block} +\begin{block}{Gewinnerwartung} +\begin{align*} +E(Y) +&= +U^t(G\odot B)p +\end{align*} +\end{block} +\end{column} +\end{columns} +\end{frame} +\egroup diff --git a/vorlesungen/slides/9/parrondo/spielbmod.tex b/vorlesungen/slides/9/parrondo/spielbmod.tex new file mode 100644 index 0000000..ee1d12d --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/9/parrondo/spielbmod.tex @@ -0,0 +1,91 @@ +% +% spielb.tex -- slide template +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +% +\bgroup +\begin{frame}[t] +\setlength{\abovedisplayskip}{5pt} +\setlength{\belowdisplayskip}{5pt} +\frametitle{Modifiziertes Spiel $B$} +\vspace{-20pt} +\begin{columns}[t,onlytextwidth] +\begin{column}{0.48\textwidth} +\begin{block}{Definition} +Gewinn $\pm 1$, Wahrscheinlichkeit abhängig vom 3er-Rest des +aktuellen Kapitals $K$: +\begin{center} +\begin{tikzpicture}[>=latex,thick] +\coordinate (A0) at (90:2); +\coordinate (A1) at (210:2); +\coordinate (A2) at (330:2); + +\node at (A0) {$0$}; +\node at (A1) {$1$}; +\node at (A2) {$2$}; + +\draw (A0) circle[radius=0.4]; +\draw (A1) circle[radius=0.4]; +\draw (A2) circle[radius=0.4]; + +\draw[->,shorten >= 0.4cm,shorten <= 0.4cm] (A0) -- (A1); +\draw[->,shorten >= 0.4cm,shorten <= 0.4cm] (A0) -- (A2); +\draw[->,shorten >= 0.4cm,shorten <= 0.4cm] (A1) -- (A2); + +\draw[->,shorten >= 0.4cm,shorten <= 0.4cm] (A1) to[out=90,in=-150] (A0); +\draw[->,shorten >= 0.4cm,shorten <= 0.4cm] (A2) to[out=90,in=-30] (A0); +\draw[->,shorten >= 0.4cm,shorten <= 0.4cm] (A2) to[out=-150,in=-30] (A1); + +\def\R{1.9} +\def\r{0.7} + +\node at (30:{0.9*\r}) {\tiny $\frac{9}{10}+\varepsilon$}; +\node at (150:{0.9*\r}) {\tiny $\frac1{10}-\varepsilon$}; +\node at (270:\r) {$\frac34-\varepsilon$}; + +\node at (30:{1.1*\R}) {$\frac{3}{4}-\varepsilon$}; +\node at (150:{1.1*\R}) {$\frac1{4}+\varepsilon$}; +\node at (270:\R) {$\frac14+\varepsilon$}; + +\end{tikzpicture} +\end{center} +\end{block} +\end{column} +\begin{column}{0.48\textwidth} +\begin{block}{Markov-Kette $\tilde{Y}$} +Übergangsmatrix +\[ +\tilde{B}= +B+\varepsilon F += +B+\varepsilon\begin{pmatrix*}[r] +0&1&-1\\ +-1&0&1\\ +1&-1&0 +\end{pmatrix*} +\] +Gewinnmatrix: +\[ +G=\begin{pmatrix*}[r] +0&-1&1\\ +1&0&-1\\ +-1&1&0 +\end{pmatrix*} +\] +\end{block} +\begin{block}{Gewinnerwartung} +\begin{align*} +E(\tilde{Y}) +&= +U^t(G\odot \tilde{B})p +\\ +&= +E(Y) + \varepsilon U^t(G\odot F)p += +\frac1{15}+2\varepsilon +\end{align*} +\end{block} +\end{column} +\end{columns} +\end{frame} +\egroup diff --git a/vorlesungen/slides/9/pf/positiv.tex b/vorlesungen/slides/9/pf/positiv.tex index 382dfd6..d7e833d 100644 --- a/vorlesungen/slides/9/pf/positiv.tex +++ b/vorlesungen/slides/9/pf/positiv.tex @@ -18,9 +18,11 @@ a_{ij} > 0\quad\forall i,j \] Man schreibt $A>0\mathstrut$ \end{block} +\uncover<2->{% \begin{block}{Relation $>\mathstrut$} Man schreibt $A>B$ wenn $A-B > 0\mathstrut$ -\end{block} +\end{block}} +\uncover<5->{% \begin{block}{Wahrscheinlichkeitsmatrix} \[ W=\begin{pmatrix} @@ -30,19 +32,22 @@ W=\begin{pmatrix} \end{pmatrix} \] Spaltensumme$\mathstrut=1$, Zeilensumme$\mathstrut=?$ -\end{block} +\end{block}} \end{column} \begin{column}{0.48\textwidth} +\uncover<3->{% \begin{block}{Nichtnegative Matrix\strut} Eine Matrix $A$ heisst nichtnegativ, wenn \[ a_{ij} \ge 0\quad\forall i,j \] Man schreibt $A\ge 0\mathstrut$ -\end{block} +\end{block}} +\uncover<4->{% \begin{block}{Relation $\ge\mathstrut$} Man schreibt $A\ge B$ wenn $A-B \ge 0\mathstrut$ -\end{block} +\end{block}} +\uncover<6->{% \begin{block}{Permutationsmatrix} \[ P=\begin{pmatrix} @@ -52,7 +57,7 @@ P=\begin{pmatrix} \end{pmatrix} \] Genau eine $1$ in jeder Zeile/Spalte -\end{block} +\end{block}} \end{column} \end{columns} \end{frame} diff --git a/vorlesungen/slides/test.tex b/vorlesungen/slides/test.tex index e14410d..c1cf856 100644 --- a/vorlesungen/slides/test.tex +++ b/vorlesungen/slides/test.tex @@ -3,6 +3,12 @@ % % (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, Hochschule Rapperswil % +%\folie{9/google.tex} +%\folie{9/markov.tex} +%\folie{9/stationaer.tex} +%\folie{9/irreduzibel.tex} +%\folie{9/pf.tex} + %\folie{9/pf/positiv.tex} %\folie{9/pf/primitiv.tex} %\folie{9/pf/trennung.tex} @@ -10,5 +16,12 @@ %\folie{9/pf/vergleich3d.tex} %\folie{9/pf/dreieck.tex} %\folie{9/pf/folgerungen.tex} -\folie{9/potenz.tex} +%\folie{9/potenz.tex} + +\folie{9/parrondo/erwartung.tex} +%\folie{9/parrondo/uebersicht.tex} +\folie{9/parrondo/spiela.tex} +\folie{9/parrondo/spielb.tex} +\folie{9/parrondo/spielbmod.tex} +%\folie{9/parrondo/kombiniert.tex} -- cgit v1.2.1 From afde1752bdb1adfec3fd1c369ecc69833ea6c2c5 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: =?UTF-8?q?Andreas=20M=C3=BCller?= Date: Thu, 20 May 2021 13:17:08 +0200 Subject: add new slides --- buch/chapters/80-wahrscheinlichkeit/parrondo.tex | 2 +- vorlesungen/slides/9/Makefile.inc | 2 + vorlesungen/slides/9/chapter.tex | 2 + vorlesungen/slides/9/parrondo/deformation.tex | 36 +++++++++++++ vorlesungen/slides/9/parrondo/kombiniert.tex | 68 ++++++++++++++++++++++++ vorlesungen/slides/test.tex | 3 +- 6 files changed, 111 insertions(+), 2 deletions(-) create mode 100644 vorlesungen/slides/9/parrondo/deformation.tex create mode 100644 vorlesungen/slides/9/parrondo/kombiniert.tex diff --git a/buch/chapters/80-wahrscheinlichkeit/parrondo.tex b/buch/chapters/80-wahrscheinlichkeit/parrondo.tex index 688414c..50e7fda 100644 --- a/buch/chapters/80-wahrscheinlichkeit/parrondo.tex +++ b/buch/chapters/80-wahrscheinlichkeit/parrondo.tex @@ -763,7 +763,7 @@ Eigenwert $1$ finden, die Rechnung mit dem Gauss-Algorithmus liefert p= \frac{1}{709} \begin{pmatrix} -245\\180\\84 +245\\180\\284 \end{pmatrix}. \] Damit kann man jetzt die Gewinnwahrscheinlichkeit im iterierten Spiel diff --git a/vorlesungen/slides/9/Makefile.inc b/vorlesungen/slides/9/Makefile.inc index 2ce78c0..095fc12 100644 --- a/vorlesungen/slides/9/Makefile.inc +++ b/vorlesungen/slides/9/Makefile.inc @@ -22,5 +22,7 @@ chapter9 = \ ../slides/9/parrondo/spiela.tex \ ../slides/9/parrondo/spielb.tex \ ../slides/9/parrondo/spielbmod.tex \ + ../slides/9/parrondo/kombiniert.tex \ + ../slides/9/parrondo/deformation.tex \ ../slides/9/chapter.tex diff --git a/vorlesungen/slides/9/chapter.tex b/vorlesungen/slides/9/chapter.tex index 86e528d..0a00d8d 100644 --- a/vorlesungen/slides/9/chapter.tex +++ b/vorlesungen/slides/9/chapter.tex @@ -24,4 +24,6 @@ \folie{9/parrondo/spiela.tex} \folie{9/parrondo/spielb.tex} \folie{9/parrondo/spielbmod.tex} +\folie{9/parrondo/kombiniert.tex} +\folie{9/parrondo/deformation.tex} diff --git a/vorlesungen/slides/9/parrondo/deformation.tex b/vorlesungen/slides/9/parrondo/deformation.tex new file mode 100644 index 0000000..4ab7066 --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/9/parrondo/deformation.tex @@ -0,0 +1,36 @@ +% +% deformation.tex -- slide template +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +% +\bgroup +\begin{frame}[t] +\setlength{\abovedisplayskip}{5pt} +\setlength{\belowdisplayskip}{5pt} +\frametitle{Deformation} +\vspace{-20pt} +\begin{columns}[t,onlytextwidth] +\begin{column}{0.48\textwidth} +\begin{block}{Verlustspiele} +Durch Deformation (Parameter $e$ und $\varepsilon$) kann man +aus $A_e$ und $B_\varepsilon$ Spiele mit negativer Gewinnerwartung machen +\begin{align*} +E(X)&=0&&\rightarrow&E(X_e)&<0\\ +E(Y)&=0&&\rightarrow&E(Y_\varepsilon)&<0\\ +\end{align*} +\end{block} +\end{column} +\begin{column}{0.48\textwidth} +\begin{block}{Kombiniertes Spiel} +Die Deformation für das Spiel $C$ startet mit Erwartungswert $\frac{18}{709}$ +\begin{align*} +E(Z)&=\frac{18}{709} +&&\rightarrow& +E(Z_*)&>0 +\end{align*} +Die Deformation ist immer noch ein Gewinnspiel +\end{block} +\end{column} +\end{columns} +\end{frame} +\egroup diff --git a/vorlesungen/slides/9/parrondo/kombiniert.tex b/vorlesungen/slides/9/parrondo/kombiniert.tex new file mode 100644 index 0000000..8a7fe43 --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/9/parrondo/kombiniert.tex @@ -0,0 +1,68 @@ +% +% kombiniert.tex -- slide template +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +% +\bgroup +\begin{frame}[t] +\setlength{\abovedisplayskip}{5pt} +\setlength{\belowdisplayskip}{5pt} +\frametitle{Kombiniertes Spiel $C$} +\vspace{-20pt} +\begin{columns}[t,onlytextwidth] +\begin{column}{0.48\textwidth} +\begin{block}{Definition} +Ein fairer Münzwurf entscheidet, ob +Spiel $A$ oder Spiel $B$ gespielt wird +\end{block} +\begin{block}{Übergangsmatrix} +Münzwurf $X$ +\begin{align*} +C +&= +P(X=\text{Kopf})\cdot A ++ +P(X=\text{Zahl})\cdot B +\\ +&= +\begin{pmatrix} + 0&\frac{3}{8}&\frac{5}{8}\\ +\frac{3}{10}& 0&\frac{3}{8}\\ +\frac{7}{10}&\frac{5}{8}& 0 +\end{pmatrix} +\end{align*} +\end{block} +\begin{block}{Gewinnerwartung im Einzelspiel} +\[ +p=\frac13U +\Rightarrow +U^t(G\odot C)p += +-\frac{1}{30} +\] +\end{block} +\end{column} +\begin{column}{0.48\textwidth} +\begin{block}{Iteriertes Spiel} +\[ +\overline{p}=C\overline{p} +\quad +\Rightarrow +\quad +\overline{p}=\frac{1}{709}\begin{pmatrix}245\\180\\284\end{pmatrix} +\] +\end{block} +\begin{block}{Gewinnerwartung} +\begin{align*} +E(Z) +&= +U^t (G\odot C) \overline{p} += +\frac{18}{709} +\end{align*} +$C$ ist ein Gewinnspiel! +\end{block} +\end{column} +\end{columns} +\end{frame} +\egroup diff --git a/vorlesungen/slides/test.tex b/vorlesungen/slides/test.tex index c1cf856..4289c44 100644 --- a/vorlesungen/slides/test.tex +++ b/vorlesungen/slides/test.tex @@ -23,5 +23,6 @@ \folie{9/parrondo/spiela.tex} \folie{9/parrondo/spielb.tex} \folie{9/parrondo/spielbmod.tex} -%\folie{9/parrondo/kombiniert.tex} +\folie{9/parrondo/kombiniert.tex} +\folie{9/parrondo/deformation.tex} -- cgit v1.2.1 From d3b772e811ac42cb912cce367b8e7bee07881084 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: =?UTF-8?q?Andreas=20M=C3=BCller?= Date: Thu, 20 May 2021 20:24:26 +0200 Subject: add slides --- vorlesungen/12_msewkeitsmatrizen/Makefile | 9 ++++++ vorlesungen/12_msewkeitsmatrizen/slides.tex | 7 ++++ vorlesungen/slides/9/Makefile.inc | 1 + vorlesungen/slides/9/chapter.tex | 1 + vorlesungen/slides/9/parrondo/deformation.tex | 21 ++++++++---- vorlesungen/slides/9/parrondo/erwartung.tex | 41 +++++++++++++----------- vorlesungen/slides/9/parrondo/kombiniert.tex | 31 ++++++++++-------- vorlesungen/slides/9/parrondo/spiela.tex | 25 ++++++++------- vorlesungen/slides/9/parrondo/spielb.tex | 25 ++++++++++++--- vorlesungen/slides/9/parrondo/spielbmod.tex | 46 +++++++++++++++++---------- vorlesungen/slides/9/parrondo/uebersicht.tex | 17 ++++++++++ 11 files changed, 154 insertions(+), 70 deletions(-) create mode 100644 vorlesungen/slides/9/parrondo/uebersicht.tex diff --git a/vorlesungen/12_msewkeitsmatrizen/Makefile b/vorlesungen/12_msewkeitsmatrizen/Makefile index c461d96..ec420cd 100644 --- a/vorlesungen/12_msewkeitsmatrizen/Makefile +++ b/vorlesungen/12_msewkeitsmatrizen/Makefile @@ -31,3 +31,12 @@ fix1.jpg: fix1.pdf convert -density 300 fix1.pdf \ -resize 1920x1080 -units PixelsPerInch fix1.jpg +parts: part1.pdf part2.pdf + +part1.pdf: MathSemMSE-12-wkeitsmatrizen.pdf + pdfjam --outfile part1.pdf --papersize '{16cm,9cm}' \ + MathSemMSE-12-wkeitsmatrizen.pdf 1-160 + +part2.pdf: MathSemMSE-12-wkeitsmatrizen.pdf + pdfjam --outfile part2.pdf --papersize '{16cm,9cm}' \ + MathSemMSE-12-wkeitsmatrizen.pdf 161-211 diff --git a/vorlesungen/12_msewkeitsmatrizen/slides.tex b/vorlesungen/12_msewkeitsmatrizen/slides.tex index f729086..e0f8e9c 100644 --- a/vorlesungen/12_msewkeitsmatrizen/slides.tex +++ b/vorlesungen/12_msewkeitsmatrizen/slides.tex @@ -25,4 +25,11 @@ \folie{9/potenz.tex} \section{Parrondo} +\folie{9/parrondo/uebersicht.tex} +\folie{9/parrondo/erwartung.tex} +\folie{9/parrondo/spiela.tex} +\folie{9/parrondo/spielb.tex} +\folie{9/parrondo/spielbmod.tex} +\folie{9/parrondo/kombiniert.tex} +\folie{9/parrondo/deformation.tex} diff --git a/vorlesungen/slides/9/Makefile.inc b/vorlesungen/slides/9/Makefile.inc index 095fc12..2257810 100644 --- a/vorlesungen/slides/9/Makefile.inc +++ b/vorlesungen/slides/9/Makefile.inc @@ -18,6 +18,7 @@ chapter9 = \ ../slides/9/pf/vergleich3d.tex \ ../slides/9/pf/dreieck.tex \ ../slides/9/pf/folgerungen.tex \ + ../slides/9/parrondo/uebersicht.tex \ ../slides/9/parrondo/erwartung.tex \ ../slides/9/parrondo/spiela.tex \ ../slides/9/parrondo/spielb.tex \ diff --git a/vorlesungen/slides/9/chapter.tex b/vorlesungen/slides/9/chapter.tex index 0a00d8d..cbab0f0 100644 --- a/vorlesungen/slides/9/chapter.tex +++ b/vorlesungen/slides/9/chapter.tex @@ -20,6 +20,7 @@ \folie{9/pf/dreieck.tex} \folie{9/pf/folgerungen.tex} +\folie{9/parrondo/uebersicht.tex} \folie{9/parrondo/erwartung.tex} \folie{9/parrondo/spiela.tex} \folie{9/parrondo/spielb.tex} diff --git a/vorlesungen/slides/9/parrondo/deformation.tex b/vorlesungen/slides/9/parrondo/deformation.tex index 4ab7066..40d2eb9 100644 --- a/vorlesungen/slides/9/parrondo/deformation.tex +++ b/vorlesungen/slides/9/parrondo/deformation.tex @@ -14,22 +14,31 @@ \begin{block}{Verlustspiele} Durch Deformation (Parameter $e$ und $\varepsilon$) kann man aus $A_e$ und $B_\varepsilon$ Spiele mit negativer Gewinnerwartung machen +\uncover<2->{% \begin{align*} E(X)&=0&&\rightarrow&E(X_e)&<0\\ E(Y)&=0&&\rightarrow&E(Y_\varepsilon)&<0\\ -\end{align*} +\end{align*}} \end{block} \end{column} \begin{column}{0.48\textwidth} \begin{block}{Kombiniertes Spiel} -Die Deformation für das Spiel $C$ startet mit Erwartungswert $\frac{18}{709}$ +\uncover<3->{% +Die Deformation für das Spiel $C$ startet mit Erwartungswert $\frac{18}{709}$}% \begin{align*} -E(Z)&=\frac{18}{709} -&&\rightarrow& -E(Z_*)&>0 +\uncover<4->{E(Z)&=\frac{18}{709}>0} +&&\uncover<5->{\rightarrow& +E(Z_*)&>0} \end{align*} -Die Deformation ist immer noch ein Gewinnspiel +\uncover<6->{Wegen Stetigkeit!} +\\ +\uncover<5->{Die Deformation ist immer noch ein Gewinnspiel (für Parameter klein genug)} \end{block} +\uncover<7->{% +\begin{block}{Parrondo-Paradoxon} +Zufällig zwischen zwei Verlustspielen auswählen kann trotzdem ein +Gewinnspiel ergeben +\end{block}} \end{column} \end{columns} \end{frame} diff --git a/vorlesungen/slides/9/parrondo/erwartung.tex b/vorlesungen/slides/9/parrondo/erwartung.tex index 67bb61d..b58c37f 100644 --- a/vorlesungen/slides/9/parrondo/erwartung.tex +++ b/vorlesungen/slides/9/parrondo/erwartung.tex @@ -25,6 +25,7 @@ x_n&p_n=P(X=x_n) \] \end{center} \end{block} +\uncover<4->{% \begin{block}{Einervektoren/-matrizen} \[ U=\begin{pmatrix} @@ -36,9 +37,10 @@ U=\begin{pmatrix} \in M_{n\times m}(\Bbbk) \] -\end{block} +\end{block}} \end{column} \begin{column}{0.48\textwidth} +\uncover<2->{% \begin{block}{Erwartungswerte} \begin{align*} E(X) @@ -46,30 +48,33 @@ E(X) \sum_i x_ip_i = x^tp -= -U^t x\odot p +\uncover<5->{= +U^t x\odot p} +\hspace*{3cm} \\ -E(X^2) +\uncover<2->{E(X^2) &= -\sum_i x_i^2p_i -= -(x\odot x)^tp -= -U^t (x\odot x) \odot p +\sum_i x_i^2p_i} +\ifthenelse{\boolean{presentation}}{ +\only<6>{= +(x\odot x)^tp}}{} +\uncover<7->{= +U^t (x\odot x) \odot p} \\ -E(X^k) +\uncover<3->{E(X^k) &= -\sum_i x_i^kp_i -= -U^t x^{\odot k}\odot p +\sum_i x_i^kp_i} +\uncover<8->{= +U^t x^{\odot k}\odot p} \end{align*} +\uncover<9->{% Substitution: \begin{align*} -\sum_i &\to U^t\\ -x_i^k &\to x^{\odot k} -\end{align*} -Kann für Übergangsmatrizen von Markov-Ketten verallgemeinert werden -\end{block} +\uncover<10->{\sum_i &\to U^t}\\ +\uncover<11->{x_i^k &\to x^{\odot k}} +\end{align*}}% +\uncover<12->{Kann für Übergangsmatrizen von Markov-Ketten verallgemeinert werden} +\end{block}} \end{column} \end{columns} \end{frame} diff --git a/vorlesungen/slides/9/parrondo/kombiniert.tex b/vorlesungen/slides/9/parrondo/kombiniert.tex index 8a7fe43..5012d06 100644 --- a/vorlesungen/slides/9/parrondo/kombiniert.tex +++ b/vorlesungen/slides/9/parrondo/kombiniert.tex @@ -15,6 +15,7 @@ Ein fairer Münzwurf entscheidet, ob Spiel $A$ oder Spiel $B$ gespielt wird \end{block} +\uncover<2->{% \begin{block}{Übergangsmatrix} Münzwurf $X$ \begin{align*} @@ -24,44 +25,48 @@ P(X=\text{Kopf})\cdot A + P(X=\text{Zahl})\cdot B \\ -&= +&\uncover<3->{= \begin{pmatrix} 0&\frac{3}{8}&\frac{5}{8}\\ \frac{3}{10}& 0&\frac{3}{8}\\ \frac{7}{10}&\frac{5}{8}& 0 -\end{pmatrix} +\end{pmatrix}} \end{align*} -\end{block} +\end{block}} +\vspace{-8pt} +\uncover<4->{% \begin{block}{Gewinnerwartung im Einzelspiel} \[ p=\frac13U \Rightarrow U^t(G\odot C)p -= --\frac{1}{30} +\uncover<5->{= +-\frac{1}{30}} \] -\end{block} +\end{block}} \end{column} \begin{column}{0.48\textwidth} +\uncover<6->{% \begin{block}{Iteriertes Spiel} \[ \overline{p}=C\overline{p} \quad -\Rightarrow +\uncover<7->{\Rightarrow \quad -\overline{p}=\frac{1}{709}\begin{pmatrix}245\\180\\284\end{pmatrix} +\overline{p}=\frac{1}{709}\begin{pmatrix}245\\180\\284\end{pmatrix}} \] -\end{block} +\end{block}} +\uncover<8->{% \begin{block}{Gewinnerwartung} \begin{align*} E(Z) &= U^t (G\odot C) \overline{p} -= -\frac{18}{709} +\uncover<9->{= +\frac{18}{709}} \end{align*} -$C$ ist ein Gewinnspiel! -\end{block} +\uncover<10->{$C$ ist ein Gewinnspiel!} +\end{block}} \end{column} \end{columns} \end{frame} diff --git a/vorlesungen/slides/9/parrondo/spiela.tex b/vorlesungen/slides/9/parrondo/spiela.tex index 4b3b50c..629586f 100644 --- a/vorlesungen/slides/9/parrondo/spiela.tex +++ b/vorlesungen/slides/9/parrondo/spiela.tex @@ -16,35 +16,36 @@ Gewinn = Zufallsvariable $X$ mit Werten $\pm 1$ \begin{align*} P(X=\phantom{+}1) &= -\frac12+e +\frac12\uncover<2->{+e} \\ P(X= - 1) &= -\frac12-e +\frac12\uncover<2->{-e} \end{align*} -Bernoulli-Experiment mit $p=\frac12+e$ +Bernoulli-Experiment mit $p=\frac12\uncover<2->{+e}$ \end{block} \end{column} \begin{column}{0.48\textwidth} +\uncover<3->{ \begin{block}{Gewinnerwartung} \begin{align*} E(X) -&= -P(X=1)\cdot (1) +&=\uncover<4->{ +P(X=1)\cdot (1)} \\ &\qquad -+ -P(X=-1)\cdot (-1) +\uncover<4->{+ +P(X=-1)\cdot (-1)} \\ -&= +&\uncover<5->{= \biggl(\frac12+e\biggr)\cdot 1 + -\biggl(\frac12-e\biggr)\cdot (-1) +\biggl(\frac12-e\biggr)\cdot (-1)} \\ -&=2e +&\uncover<6->{=2e} \end{align*} -$\Rightarrow$ {\usebeamercolor[fg]{title}Verlustspiel für $e<0$} -\end{block} +\uncover<7->{$\Rightarrow$ {\usebeamercolor[fg]{title}Verlustspiel für $e<0$}} +\end{block}} \end{column} \end{columns} \end{frame} diff --git a/vorlesungen/slides/9/parrondo/spielb.tex b/vorlesungen/slides/9/parrondo/spielb.tex index 6ad512c..f65564f 100644 --- a/vorlesungen/slides/9/parrondo/spielb.tex +++ b/vorlesungen/slides/9/parrondo/spielb.tex @@ -15,6 +15,7 @@ Gewinn $\pm 1$, Wahrscheinlichkeit abhängig vom 3er-Rest des aktuellen Kapitals $K$: \begin{center} +\uncover<2->{% \begin{tikzpicture}[>=latex,thick] \coordinate (A0) at (90:2); \coordinate (A1) at (210:2); @@ -47,11 +48,12 @@ aktuellen Kapitals $K$: \node at (150:\R) {$\frac1{4}$}; \node at (270:\R) {$\frac14$}; -\end{tikzpicture} +\end{tikzpicture}} \end{center} \end{block} \end{column} \begin{column}{0.48\textwidth} +\uncover<3->{% \begin{block}{Markov-Kette $Y$} Übergangsmatrix \[ @@ -61,22 +63,37 @@ B=\begin{pmatrix} \frac{9}{10}&\frac34&0 \end{pmatrix} \] +\vspace{-10pt} + +\uncover<4->{% Gewinnmatrix: +\vspace{-2pt} \[ G=\begin{pmatrix*}[r] 0&-1&1\\ 1&0&-1\\ -1&1&0 \end{pmatrix*} -\] -\end{block} +\]} +\end{block}} +\vspace{-12pt} +\uncover<5->{% \begin{block}{Gewinnerwartung} \begin{align*} +&&&& E(Y) &= U^t(G\odot B)p +\\ +p&={\textstyle\frac13}U +&&\Rightarrow& +E(Y)&={\textstyle\frac1{15}} +\\ +\overline{p}&={\tiny\frac{1}{13}\begin{pmatrix}5\\2\\6\end{pmatrix}} +&&\Rightarrow& +E(Y)&=0 \end{align*} -\end{block} +\end{block}} \end{column} \end{columns} \end{frame} diff --git a/vorlesungen/slides/9/parrondo/spielbmod.tex b/vorlesungen/slides/9/parrondo/spielbmod.tex index ee1d12d..66d39bc 100644 --- a/vorlesungen/slides/9/parrondo/spielbmod.tex +++ b/vorlesungen/slides/9/parrondo/spielbmod.tex @@ -7,7 +7,7 @@ \begin{frame}[t] \setlength{\abovedisplayskip}{5pt} \setlength{\belowdisplayskip}{5pt} -\frametitle{Modifiziertes Spiel $B$} +\frametitle{Modifiziertes Spiel $\tilde{B}$} \vspace{-20pt} \begin{columns}[t,onlytextwidth] \begin{column}{0.48\textwidth} @@ -39,13 +39,13 @@ aktuellen Kapitals $K$: \def\R{1.9} \def\r{0.7} -\node at (30:{0.9*\r}) {\tiny $\frac{9}{10}+\varepsilon$}; -\node at (150:{0.9*\r}) {\tiny $\frac1{10}-\varepsilon$}; -\node at (270:\r) {$\frac34-\varepsilon$}; +\node at (30:{0.9*\r}) {\tiny $\frac{9}{10}\uncover<2->{+\varepsilon}$}; +\node at (150:{0.9*\r}) {\tiny $\frac1{10}\uncover<2->{-\varepsilon}$}; +\node at (270:\r) {$\frac34\uncover<2->{-\varepsilon}$}; -\node at (30:{1.1*\R}) {$\frac{3}{4}-\varepsilon$}; -\node at (150:{1.1*\R}) {$\frac1{4}+\varepsilon$}; -\node at (270:\R) {$\frac14+\varepsilon$}; +\node at (30:{1.1*\R}) {$\frac{3}{4}\uncover<2->{-\varepsilon}$}; +\node at (150:{1.1*\R}) {$\frac1{4}\uncover<2->{+\varepsilon}$}; +\node at (270:\R) {$\frac14\uncover<2->{+\varepsilon}$}; \end{tikzpicture} \end{center} @@ -56,14 +56,17 @@ aktuellen Kapitals $K$: Übergangsmatrix \[ \tilde{B}= -B+\varepsilon F -= +B\uncover<2->{+\varepsilon F} +\uncover<3->{= B+\varepsilon\begin{pmatrix*}[r] 0&1&-1\\ -1&0&1\\ 1&-1&0 -\end{pmatrix*} +\end{pmatrix*}} \] +\vspace{-12pt} + +\uncover<4->{% Gewinnmatrix: \[ G=\begin{pmatrix*}[r] @@ -71,20 +74,29 @@ G=\begin{pmatrix*}[r] 1&0&-1\\ -1&1&0 \end{pmatrix*} -\] +\]} \end{block} +\vspace{-12pt} +\uncover<5->{% \begin{block}{Gewinnerwartung} \begin{align*} -E(\tilde{Y}) +\uncover<6->{E(\tilde{Y}) &= -U^t(G\odot \tilde{B})p +U^t(G\odot \tilde{B})p} \\ +&\uncover<7->{= +E(Y) + \varepsilon U^t(G\odot F)p} +\uncover<8->{= +{\textstyle\frac1{15}}+2\varepsilon} +\\ +\uncover<9->{ +\text{rep.} &= -E(Y) + \varepsilon U^t(G\odot F)p -= -\frac1{15}+2\varepsilon +-{\textstyle\frac{294}{169}}\varepsilon+O(\varepsilon^2) +\quad\text{Verlustspiel} +} \end{align*} -\end{block} +\end{block}} \end{column} \end{columns} \end{frame} diff --git a/vorlesungen/slides/9/parrondo/uebersicht.tex b/vorlesungen/slides/9/parrondo/uebersicht.tex new file mode 100644 index 0000000..2f3597a --- /dev/null +++ b/vorlesungen/slides/9/parrondo/uebersicht.tex @@ -0,0 +1,17 @@ +% +% uebersicht.tex -- slide template +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +% +\bgroup +\begin{frame} +\setlength{\abovedisplayskip}{5pt} +\setlength{\belowdisplayskip}{5pt} +\frametitle{Parrondo-Paradoxon} +\begin{center} +\Large +Zufällige +Wahl zwischen zwei Verlustspielen = Gewinnspiel? +\end{center} +\end{frame} +\egroup -- cgit v1.2.1 From 6981f2935af17ca2dfce29f0d2d169d9f527b487 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: Nao Pross Date: Sat, 22 May 2021 13:58:27 +0200 Subject: Write a bit about symmetry --- buch/papers/punktgruppen/Makefile.inc | 2 + buch/papers/punktgruppen/intro.tex | 1 + buch/papers/punktgruppen/main.tex | 29 +--------- buch/papers/punktgruppen/symmetry.tex | 103 ++++++++++++++++++++++++++++++++++ 4 files changed, 108 insertions(+), 27 deletions(-) create mode 100644 buch/papers/punktgruppen/intro.tex create mode 100644 buch/papers/punktgruppen/symmetry.tex diff --git a/buch/papers/punktgruppen/Makefile.inc b/buch/papers/punktgruppen/Makefile.inc index 629abca..06be362 100644 --- a/buch/papers/punktgruppen/Makefile.inc +++ b/buch/papers/punktgruppen/Makefile.inc @@ -6,5 +6,7 @@ dependencies-punktgruppen = \ papers/punktgruppen/packages.tex \ papers/punktgruppen/main.tex \ + papers/punktgruppen/intro.tex \ + papers/punktgruppen/symmetry.tex \ papers/punktgruppen/references.bib diff --git a/buch/papers/punktgruppen/intro.tex b/buch/papers/punktgruppen/intro.tex new file mode 100644 index 0000000..4a84465 --- /dev/null +++ b/buch/papers/punktgruppen/intro.tex @@ -0,0 +1 @@ +\section{Einleitung} diff --git a/buch/papers/punktgruppen/main.tex b/buch/papers/punktgruppen/main.tex index 603f293..d7690fd 100644 --- a/buch/papers/punktgruppen/main.tex +++ b/buch/papers/punktgruppen/main.tex @@ -8,33 +8,8 @@ \begin{refsection} \chapterauthor{Tim T\"onz, Naoki Pross} -%% TODO: remove -%% Some ideas to motivate the topic: -%% - Physics in a crystal lattice structure -%% - Birifrencenge and scattering of light / Xray in Crystals -%% - Electron density function in a lattice -%% - Heat diffusion with lattice model -%% - Ising model for ferromagnetism (?? => H.D. Lang) -%% -%% - Homomorphic encryption (or lattice based cryptography) -%% + Q: Is it possible to edit encrypted data without decrypting it first? - -%% TODO: translated and move into a file {{{ - -\section{Motivation} -% birifrengence - -\section{Math} -% lattice group -% symmetry -% space group - -\section{Physics} -\subsection{Electromagnetic Waves} -\subsection{Crystal Lattice} - - -%% }}} +\input{papers/punktgruppen/intro} +\input{papers/punktgruppen/symmetry} \printbibliography[heading=subbibliography] \end{refsection} diff --git a/buch/papers/punktgruppen/symmetry.tex b/buch/papers/punktgruppen/symmetry.tex new file mode 100644 index 0000000..9a1a945 --- /dev/null +++ b/buch/papers/punktgruppen/symmetry.tex @@ -0,0 +1,103 @@ +\section{Symmetrie} +Das Wort Symmetrie ist sehr alt und hat sich seltsamerweise von seinem +ursprünglichen griechischen Wort +\(\mathrm{\sigma\nu\mu\mu\varepsilon\tau\rho\iota\alpha}\) +\footnote{\emph{Simmetr\'ia}: ``ein gemeinsames Mass habend, gleichmässig, +verhältnismässig''} fast nicht verändert. In der Alltagssprache mag es ein +locker definierter Begriff sein, aber in der Mathematik hat Symmetrie eine sehr +präzise Bedeutung. +\begin{definition}[Symmetrie] + Ein mathematisches Objekt wird als symmetrisch bezeichnet, wenn es unter einer + bestimmten Operation invariant ist. +\end{definition} + +Wenn der Leser noch nicht mit der Gruppentheorie in Berührung gekommen ist, ist +vielleicht nicht ganz klar, was eine Operation ist, aber die Definition sollte +trotzdem Sinn machen. Die Formalisierung dieser Idee wird bald kommen, aber +zunächst wollen wir etwas Intuition aufbauen. + +\begin{figure}[h] + \centering + \begin{tikzpicture}[ + node distance = 2cm, + shapetheme/.style = { + very thick, draw = black, fill = magenta!20!white, + minimum size = 2cm, + }, + line/.style = {thick, draw = darkgray}, + axis/.style = {line, dashed}, + dot/.style = { + circle, draw = darkgray, fill = darkgray, + minimum size = 1mm, inner sep = 0, outer sep = 0, + }, + ] + + \node[ + shapetheme, + rectangle + ] (R) {}; + \node[dot] at (R) {}; + \draw[axis] (R) ++(-1.5, 0) to ++(3, 0) node[right] {\(\sigma\)}; + + \node[ + shapetheme, + regular polygon, + regular polygon sides = 5, + right = of R, + ] (Ps) {}; + \node[dot] (P) at (Ps) {}; + \draw[line, dotted] (P) to ++(18:1.5); + \draw[line, dotted] (P) to ++(90:1.5); + \draw[line, ->] (P) ++(18:1.2) + arc (18:90:1.2) node[midway, above right] {\(r, 72^\circ\)}; + + \node[ + shapetheme, + circle, right = of P + ] (Cs) {}; + \node[dot] (C) at (Cs) {}; + \draw[line, dotted] (C) to ++(1.5,0); + \draw[line, dotted] (C) to ++(60:1.5); + \draw[line, ->] (C) ++(1.2,0) + arc (0:60:1.2) node[midway, above right] {\(r, \alpha\)}; + + \end{tikzpicture} + \caption{ + Beispiele für geometrisch symmetrische Formen. + \label{fig:punktgruppen:geometry-example} + } +\end{figure} + +Die intuitivsten Beispiele kommen aus der Geometrie, daher werden wir mit +einigen geometrischen Beispielen beginnen. Wie wir jedoch später sehen werden, +ist das Konzept der Symmetrie eigentlich viel allgemeiner. In Abbildung +\ref{fig:punktgruppen:geometry-example} haben wir einige Formen, die +offensichtlich symmetrisch sind. Zum Beispiel hat ein Quadrat viele Achsen, um +die es gedreht werden kann, ohne sein Aussehen zu verändern. Regelmässige +Polygone mit \(n\) Seiten sind gute Beispiele, um eine diskrete +Rotationssymmetrie zu veranschaulichen, was bedeutet, dass eine Drehung um +einen Punkt um einen bestimmten Winkel \(360^\circ/n\) sie unverändert lässt. +Das letzte Beispiel auf der rechten Seite ist eine unendliche +Rotationssymmetrie. Sie wird so genannt, weil es unendlich viele Werte für +\(\alpha \in \mathbb{R}\) gibt, die die Form unverändert lassen. Dies ist +hoffentlich ausreichend, um die Bedeutung hinter der Notation zu verstehen, die +nun eingeführt wird. + +\begin{definition}[Symmetriegruppe] + Sei \(g\) eine Operation, die ein mathematisches Objekt unverändert lässt. + Bei einer anderen Operation \(r\) definieren wir die Komposition \(r\circ g\) + als die Anwendung der Operationen nacheinander. Alle Operationen \(g_i\) + bilden unter Komposition eine Gruppe, die Symmetriegruppe genannt wird. +\end{definition} + +Mit dem oben Gesagten können wir das \(n\)-Gon Beispiel formalisieren. Wenn wir +\(r\) eine Drehung von \(2\pi/n\) sein lassen, gibt es eine wohlbekannte Symmetriegruppe +\[ + C_n = \left\{\mathbf{1}, r, r^2, \ldots, r^{n-1}\right\} +\] +die Zyklische Gruppe heisst. + +\begin{definition}[Gruppenwirkung] +\end{definition} + +% vim:ts=2 sw=2 spell spelllang=de: -- cgit v1.2.1 From 2d2e4369b5d58bc9cd4dcb83ac43e3cda6341f3b Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: Nao Pross Date: Sat, 22 May 2021 18:01:15 +0200 Subject: More on symmetry --- buch/papers/punktgruppen/packages.tex | 2 +- buch/papers/punktgruppen/references.bib | 14 ++++++++- buch/papers/punktgruppen/symmetry.tex | 54 +++++++++++++++++++++++++++++---- 3 files changed, 62 insertions(+), 8 deletions(-) diff --git a/buch/papers/punktgruppen/packages.tex b/buch/papers/punktgruppen/packages.tex index 9953339..a6efdbf 100644 --- a/buch/papers/punktgruppen/packages.tex +++ b/buch/papers/punktgruppen/packages.tex @@ -4,4 +4,4 @@ % (c) 2019 Prof Dr Andreas Müller, Hochschule Rapperswil % -\usepackage{tikz-3dplot} +\usepackage{dsfont} diff --git a/buch/papers/punktgruppen/references.bib b/buch/papers/punktgruppen/references.bib index aa7eb14..0d4e30a 100644 --- a/buch/papers/punktgruppen/references.bib +++ b/buch/papers/punktgruppen/references.bib @@ -4,6 +4,19 @@ % (c) 2020 Autor, Hochschule Rapperswil % +@book{punktgruppen:pinter-algebra, + title = {A Book of Abstract Algebra}, + author = {Charles C. Pinter}, + publisher = {Dover Publications Inc.; 2. Edition}, + year = {2010}, + month = {1}, + day = {10}, + isbn = {978-0486474175}, + inseries = {Dover Books on Mathematics}, + volume = {1} +} + + @online{punktgruppen:bibtex, title = {BibTeX}, url = {https://de.wikipedia.org/wiki/BibTeX}, @@ -32,4 +45,3 @@ pages = {607--627}, url = {https://doi.org/10.1016/j.acha.2017.11.004} } - diff --git a/buch/papers/punktgruppen/symmetry.tex b/buch/papers/punktgruppen/symmetry.tex index 9a1a945..58950da 100644 --- a/buch/papers/punktgruppen/symmetry.tex +++ b/buch/papers/punktgruppen/symmetry.tex @@ -86,18 +86,60 @@ nun eingeführt wird. \begin{definition}[Symmetriegruppe] Sei \(g\) eine Operation, die ein mathematisches Objekt unverändert lässt. Bei einer anderen Operation \(r\) definieren wir die Komposition \(r\circ g\) - als die Anwendung der Operationen nacheinander. Alle Operationen \(g_i\) - bilden unter Komposition eine Gruppe, die Symmetriegruppe genannt wird. + als die Anwendung der Operationen nacheinander. Alle Operationen bilden unter + Komposition eine Gruppe, die Symmetriegruppe genannt wird. \end{definition} Mit dem oben Gesagten können wir das \(n\)-Gon Beispiel formalisieren. Wenn wir \(r\) eine Drehung von \(2\pi/n\) sein lassen, gibt es eine wohlbekannte Symmetriegruppe \[ - C_n = \left\{\mathbf{1}, r, r^2, \ldots, r^{n-1}\right\} + C_n = \langle r \rangle + = \left\{\mathds{1}, r, r^2, \ldots, r^{n-1}\right\} + = \mathbb{Z}/n\mathbb{Z}, \] -die Zyklische Gruppe heisst. - -\begin{definition}[Gruppenwirkung] +die Zyklische Gruppe heisst. Hier die Potenzen von \(r\) sind als wiederholte +Komposition gemeint, d.h. \(r^n = r\circ r \circ \cdots r\circ r\). Die +Schreibweise mit den spitzen Klammern wird als Erzeugendensystem bezeichnet. +Das liegt daran, dass alle Elemente der Symmetriegruppe aus Kombinationen einer +Teilmenge erzeugt werden, die als erzeugende Elemente bezeichnet +werden\cite{punktgruppen:pinter-algebra}. Die Reflexionssymmetriegruppe ist +nicht so interessant, da sie nur +\(\left\{\mathds{1}, \sigma\right\}\) enthält. Kombiniert man sie jedoch mit +der Rotation, erhält man die so genannte Diedergruppe +\[ + D_n = \langle r, \sigma : r^{n-1} = \sigma^2 = (\sigma r)^2 = \mathds{1} \rangle + . +\] +Wir haben nun unseren Operationen Symbole gegeben, mit denen es tatsächlich +möglich ist, eine nicht kommutative Algebra zu erstellen. Die naheliegende +Frage ist dann, könnte es sein, dass wir bereits etwas haben, das dasselbe tut? +Natürlich, ja. Dafür führen wir den Begriff der Darstellung ein. +\begin{definition}[Darstellung einer Gruppe, Gruppenhomomorphismus] + Seien \(G\) und \(H\) Gruppe mit unterschiedlicher Operation \(\diamond\) + bzw. \(\star\). Ein Homomorphismus ist eine Funktion \(f: G \to H\), so dass + für jedes \(a, b \in G\) gilt \(f(a\diamond b) = f(a) \star f(b)\). Man + sagt, dass der Homomorphismus \(f\) \(G\) in \(H\) transformiert, oder dass + \(H\) eine Darstellung von \(G\) ist\cite{punktgruppen:pinter-algebra}. \end{definition} +\begin{beispiel} + Die Elemente \(r^k \in C_n\), wobei \(0 < k < n\), stellen abstrakt eine + Drehung von \(2\pi k/n\) um den Ursprung dar. Die mit der Matrix + \[ + \Phi(r^k) = \begin{pmatrix} + \cos(2\pi k/n) & -\sin(2\pi k/n) \\ + \sin(2\pi k/n) & \cos(2\pi k/n) + \end{pmatrix} + \] + definierte Funktion von \(C_n\) nach \(O(2)\) ist eine Darstellung von + \(C_n\). In diesem Fall ist die erste Gruppenoperation die Komposition und + die zweite die Matrixmultiplikation. Man kann zwar überprüfen, dass + \(\Phi(r^2 \circ r) = \Phi(r^2)\Phi(r)\). +\end{beispiel} +\begin{beispiel} + Die Rotationssymmetrie des Kreises \(C_\infty\), mit einem unendlichen + Kontinuum von Werten \(\alpha \in \mathbb{R}\), entspricht perfekt dem + komplexen Einheitskreis. Der Homomorphismus \(\phi: C_\infty \to \mathbb{C}\) + ist durch die Eulersche Formel \(\phi(r) = e^{i\alpha}\) gegeben. +\end{beispiel} % vim:ts=2 sw=2 spell spelllang=de: -- cgit v1.2.1 From b76677a7d3d40d15c4d9d5bcfa9283c702c4cb02 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: Nao Pross Date: Sat, 22 May 2021 18:22:14 +0200 Subject: Create file for crystals --- buch/papers/punktgruppen/Makefile.inc | 1 + buch/papers/punktgruppen/crystals.tex | 1 + buch/papers/punktgruppen/main.tex | 2 ++ buch/papers/punktgruppen/symmetry.tex | 15 ++++++++++----- 4 files changed, 14 insertions(+), 5 deletions(-) create mode 100644 buch/papers/punktgruppen/crystals.tex diff --git a/buch/papers/punktgruppen/Makefile.inc b/buch/papers/punktgruppen/Makefile.inc index 06be362..c7a7d64 100644 --- a/buch/papers/punktgruppen/Makefile.inc +++ b/buch/papers/punktgruppen/Makefile.inc @@ -8,5 +8,6 @@ dependencies-punktgruppen = \ papers/punktgruppen/main.tex \ papers/punktgruppen/intro.tex \ papers/punktgruppen/symmetry.tex \ + papers/punktgruppen/crystals.tex \ papers/punktgruppen/references.bib diff --git a/buch/papers/punktgruppen/crystals.tex b/buch/papers/punktgruppen/crystals.tex new file mode 100644 index 0000000..b104901 --- /dev/null +++ b/buch/papers/punktgruppen/crystals.tex @@ -0,0 +1 @@ +\section{Kristalle} diff --git a/buch/papers/punktgruppen/main.tex b/buch/papers/punktgruppen/main.tex index d7690fd..cbd2af6 100644 --- a/buch/papers/punktgruppen/main.tex +++ b/buch/papers/punktgruppen/main.tex @@ -10,6 +10,8 @@ \input{papers/punktgruppen/intro} \input{papers/punktgruppen/symmetry} +\input{papers/punktgruppen/crystals} +\nocite{punktgruppen:pinter-algebra} \printbibliography[heading=subbibliography] \end{refsection} diff --git a/buch/papers/punktgruppen/symmetry.tex b/buch/papers/punktgruppen/symmetry.tex index 58950da..c0418aa 100644 --- a/buch/papers/punktgruppen/symmetry.tex +++ b/buch/papers/punktgruppen/symmetry.tex @@ -101,15 +101,20 @@ die Zyklische Gruppe heisst. Hier die Potenzen von \(r\) sind als wiederholte Komposition gemeint, d.h. \(r^n = r\circ r \circ \cdots r\circ r\). Die Schreibweise mit den spitzen Klammern wird als Erzeugendensystem bezeichnet. Das liegt daran, dass alle Elemente der Symmetriegruppe aus Kombinationen einer -Teilmenge erzeugt werden, die als erzeugende Elemente bezeichnet -werden\cite{punktgruppen:pinter-algebra}. Die Reflexionssymmetriegruppe ist -nicht so interessant, da sie nur +Teilmenge erzeugt werden, die als erzeugende Elemente bezeichnet werden. Die +Reflexionssymmetriegruppe ist nicht so interessant, da sie nur \(\left\{\mathds{1}, \sigma\right\}\) enthält. Kombiniert man sie jedoch mit der Rotation, erhält man die so genannte Diedergruppe \[ D_n = \langle r, \sigma : r^{n-1} = \sigma^2 = (\sigma r)^2 = \mathds{1} \rangle - . + = \left\{ + \mathds{1}, r, \ldots, r^{n-1}, \sigma, \sigma r, \ldots, \sigma r^{n-1} + \right\}. \] +Diesmal muss die Generator-Notation die Beziehungen zwischen den beiden +Operationen beinhalten. Die ersten beiden sind leicht zu erkennen, für die +letzte empfehlen wir, sie an einem 2D-Quadrat auszuprobieren. + Wir haben nun unseren Operationen Symbole gegeben, mit denen es tatsächlich möglich ist, eine nicht kommutative Algebra zu erstellen. Die naheliegende Frage ist dann, könnte es sein, dass wir bereits etwas haben, das dasselbe tut? @@ -119,7 +124,7 @@ Natürlich, ja. Dafür führen wir den Begriff der Darstellung ein. bzw. \(\star\). Ein Homomorphismus ist eine Funktion \(f: G \to H\), so dass für jedes \(a, b \in G\) gilt \(f(a\diamond b) = f(a) \star f(b)\). Man sagt, dass der Homomorphismus \(f\) \(G\) in \(H\) transformiert, oder dass - \(H\) eine Darstellung von \(G\) ist\cite{punktgruppen:pinter-algebra}. + \(H\) eine Darstellung von \(G\) ist. \end{definition} \begin{beispiel} Die Elemente \(r^k \in C_n\), wobei \(0 < k < n\), stellen abstrakt eine -- cgit v1.2.1 From 3aec8355b975973bfe192dedd216cc0f2b644770 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: Nao Pross Date: Sun, 23 May 2021 15:09:31 +0200 Subject: Create file for piezo, update bibliography --- buch/papers/punktgruppen/Makefile.inc | 1 + buch/papers/punktgruppen/main.tex | 4 ++++ buch/papers/punktgruppen/piezo.tex | 1 + buch/papers/punktgruppen/references.bib | 40 ++++++++++++--------------------- 4 files changed, 20 insertions(+), 26 deletions(-) create mode 100644 buch/papers/punktgruppen/piezo.tex diff --git a/buch/papers/punktgruppen/Makefile.inc b/buch/papers/punktgruppen/Makefile.inc index c7a7d64..b6a76c1 100644 --- a/buch/papers/punktgruppen/Makefile.inc +++ b/buch/papers/punktgruppen/Makefile.inc @@ -9,5 +9,6 @@ dependencies-punktgruppen = \ papers/punktgruppen/intro.tex \ papers/punktgruppen/symmetry.tex \ papers/punktgruppen/crystals.tex \ + papers/punktgruppen/piezo.tex \ papers/punktgruppen/references.bib diff --git a/buch/papers/punktgruppen/main.tex b/buch/papers/punktgruppen/main.tex index cbd2af6..d88e221 100644 --- a/buch/papers/punktgruppen/main.tex +++ b/buch/papers/punktgruppen/main.tex @@ -11,7 +11,11 @@ \input{papers/punktgruppen/intro} \input{papers/punktgruppen/symmetry} \input{papers/punktgruppen/crystals} +\input{papers/punktgruppen/piezo} \nocite{punktgruppen:pinter-algebra} +\nocite{punktgruppen:sands-crystal} +\nocite{punktgruppen:lang-elt2} + \printbibliography[heading=subbibliography] \end{refsection} diff --git a/buch/papers/punktgruppen/piezo.tex b/buch/papers/punktgruppen/piezo.tex new file mode 100644 index 0000000..7ee4174 --- /dev/null +++ b/buch/papers/punktgruppen/piezo.tex @@ -0,0 +1 @@ +\section{Piezoelektrizit\"at} diff --git a/buch/papers/punktgruppen/references.bib b/buch/papers/punktgruppen/references.bib index 0d4e30a..9edb8bd 100644 --- a/buch/papers/punktgruppen/references.bib +++ b/buch/papers/punktgruppen/references.bib @@ -11,37 +11,25 @@ year = {2010}, month = {1}, day = {10}, - isbn = {978-0486474175}, + isbn = {978-0-486-47417-5}, inseries = {Dover Books on Mathematics}, - volume = {1} } +@book{punktgruppen:sands-crystal, + title = {Introduction to Crystallography}, + author = {Donald E. Sands}, + publisher = {Dover Publications Inc.}, + year = {1993}, + isbn = {978-0-486-67839-9}, + inseries = {Dover Books on Science}, +} -@online{punktgruppen:bibtex, - title = {BibTeX}, - url = {https://de.wikipedia.org/wiki/BibTeX}, - date = {2020-02-06}, +@book{punktgruppen:lang-elt2, + title = {Elektrotechnik 2}, + author = {Hans-Dieter Lang}, + publisher = {Fachhochschule Ostschweiz Rapperswil}, year = {2020}, month = {2}, - day = {6} -} - -@book{punktgruppen:numerical-analysis, - title = {Numerical Analysis}, - author = {David Kincaid and Ward Cheney}, - publisher = {American Mathematical Society}, - year = {2002}, - isbn = {978-8-8218-4788-6}, - inseries = {Pure and applied undegraduate texts}, - volume = {2} + inseries = {Vorlesungsskript zum Modul ELT}, } -@article{punktgruppen:mendezmueller, - author = { Tabea Méndez and Andreas Müller }, - title = { Noncommutative harmonic analysis and image registration }, - journal = { Appl. Comput. Harmon. Anal.}, - year = 2019, - volume = 47, - pages = {607--627}, - url = {https://doi.org/10.1016/j.acha.2017.11.004} -} -- cgit v1.2.1 From b4093cfc873e052d31f644019f0b1134f1db7fbc Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: Nao Pross Date: Sun, 23 May 2021 16:24:34 +0200 Subject: On point groups and translational symmetry --- buch/papers/punktgruppen/symmetry.tex | 30 +++++++++++++++++++++++++++++- 1 file changed, 29 insertions(+), 1 deletion(-) diff --git a/buch/papers/punktgruppen/symmetry.tex b/buch/papers/punktgruppen/symmetry.tex index c0418aa..d3ccb4e 100644 --- a/buch/papers/punktgruppen/symmetry.tex +++ b/buch/papers/punktgruppen/symmetry.tex @@ -85,7 +85,7 @@ nun eingeführt wird. \begin{definition}[Symmetriegruppe] Sei \(g\) eine Operation, die ein mathematisches Objekt unverändert lässt. - Bei einer anderen Operation \(r\) definieren wir die Komposition \(r\circ g\) + Bei einer anderen Operation \(h\) definieren wir die Komposition \(h\circ g\) als die Anwendung der Operationen nacheinander. Alle Operationen bilden unter Komposition eine Gruppe, die Symmetriegruppe genannt wird. \end{definition} @@ -147,4 +147,32 @@ Natürlich, ja. Dafür führen wir den Begriff der Darstellung ein. ist durch die Eulersche Formel \(\phi(r) = e^{i\alpha}\) gegeben. \end{beispiel} +Die Symmetrien, die wir bis jetzt besprochen haben, haben immer mindestens +einen Punkt unbesetzt gelassen. Im Fall der Rotation war es der Drehpunkt, bei +der Spiegelung die Achse. Dies ist jedoch keine Voraussetzung für eine +Symmetrie, da es Symmetrien gibt, die jeden Punkt zu einem anderen Punkt +verschieben können. Ein aufmerksamer Leser wird bemerken, dass die +unveränderten Punkte zum Eigenraum\footnote{Zur Erinnerung \(E_\lambda = +\mathrm{null}(\Phi - \lambda I)\)} der Matrixdarstellung der Symmetrieoperation +gehören. Diesen Spezialfall, bei dem mindestens ein Punkt unverändert bleibt, +nennt man Punktsymmetrie. +\begin{definition}[Punktgruppe] + Wenn jede Operation in einer Symmetriegruppe die Eigenschaft hat, mindestens + einen Punkt unverändert zu lassen, sagt man, dass die Symmetriegruppe eine + Punktgruppe ist. +\end{definition} +Um das Konzept zu illustrieren, werden wir den umgekehrten Fall diskutieren: +eine Symmetrie, die keine Punktsymmetrie ist, die aber in der Physik sehr +nützlich ist, nämlich die Translationssymmetrie. Von einem mathematischen +Objekt \(x\) wird gesagt, dass es eine Translationssymmetrie \(Q\) hat, wenn es +die Gleichung +\[ + Q(x) = Q(x + a), +\] +für ein gewisses \(a\), erfüllt. Zum Beispiel besagt das erste Newtonsche +Gesetz, dass ein Objekt, auf das keine Kraft einwirkt, eine +zeitranslationsinvariante Geschwindigkeit hat, d.h. wenn \(\vec{F} = \vec{0}\) +dann \(\vec{v}(t) = \vec{v}(t + \tau)\). + + % vim:ts=2 sw=2 spell spelllang=de: -- cgit v1.2.1 From 8c5d6d7b31f052bd90010a0ed182ac6468c10bc4 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: =?UTF-8?q?Andreas=20M=C3=BCller?= Date: Mon, 24 May 2021 09:41:46 +0200 Subject: abschnitt spektrale Graphentheorie --- buch/chapters/70-graphen/Makefile.inc | 1 + buch/chapters/70-graphen/chapter.tex | 1 + buch/chapters/70-graphen/images/Makefile | 5 +- buch/chapters/70-graphen/images/petersonchrind.pdf | Bin 0 -> 15217 bytes buch/chapters/70-graphen/images/petersonchrind.tex | 142 +++++++++++ buch/chapters/70-graphen/spektral.tex | 269 ++++++++------------- buch/chapters/70-graphen/waerme.tex | 184 ++++++++++++++ vorlesungen/stream/countdown.html | 2 +- 8 files changed, 435 insertions(+), 169 deletions(-) create mode 100644 buch/chapters/70-graphen/images/petersonchrind.pdf create mode 100644 buch/chapters/70-graphen/images/petersonchrind.tex create mode 100644 buch/chapters/70-graphen/waerme.tex diff --git a/buch/chapters/70-graphen/Makefile.inc b/buch/chapters/70-graphen/Makefile.inc index d8fe742..2a7d9a6 100644 --- a/buch/chapters/70-graphen/Makefile.inc +++ b/buch/chapters/70-graphen/Makefile.inc @@ -7,5 +7,6 @@ CHAPTERFILES = $(CHAPTERFILES) \ chapters/70-graphen/beschreibung.tex \ chapters/70-graphen/spektral.tex \ + chapters/70-graphen/waerme.tex \ chapters/70-graphen/wavelets.tex \ chapters/70-graphen/chapter.tex diff --git a/buch/chapters/70-graphen/chapter.tex b/buch/chapters/70-graphen/chapter.tex index b6e02c9..6def393 100644 --- a/buch/chapters/70-graphen/chapter.tex +++ b/buch/chapters/70-graphen/chapter.tex @@ -65,5 +65,6 @@ Basis zur Beschreibung von Funktionen auf dem Graphen. \input{chapters/70-graphen/beschreibung.tex} \input{chapters/70-graphen/spektral.tex} +\input{chapters/70-graphen/waerme.tex} \input{chapters/70-graphen/wavelets.tex} diff --git a/buch/chapters/70-graphen/images/Makefile b/buch/chapters/70-graphen/images/Makefile index bd77756..8f98134 100644 --- a/buch/chapters/70-graphen/images/Makefile +++ b/buch/chapters/70-graphen/images/Makefile @@ -3,11 +3,14 @@ # # (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule # -all: peterson.pdf adjazenzu.pdf adjazenzd.pdf kreis.pdf fundamental.pdf +all: peterson.pdf adjazenzu.pdf adjazenzd.pdf kreis.pdf fundamental.pdf \ + petersonchrind.pdf peterson.pdf: peterson.tex pdflatex peterson.tex +petersonchrind.pdf: petersonchrind.tex + pdflatex petersonchrind.tex adjazenzu.pdf: adjazenzu.tex pdflatex adjazenzu.tex diff --git a/buch/chapters/70-graphen/images/petersonchrind.pdf b/buch/chapters/70-graphen/images/petersonchrind.pdf new file mode 100644 index 0000000..23ef6e9 Binary files /dev/null and b/buch/chapters/70-graphen/images/petersonchrind.pdf differ diff --git a/buch/chapters/70-graphen/images/petersonchrind.tex b/buch/chapters/70-graphen/images/petersonchrind.tex new file mode 100644 index 0000000..4ae9f39 --- /dev/null +++ b/buch/chapters/70-graphen/images/petersonchrind.tex @@ -0,0 +1,142 @@ +% +% tikztemplate.tex -- template for standalon tikz images +% +% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule +% +\documentclass[tikz]{standalone} +\usepackage{amsmath} +\usepackage{times} +\usepackage{txfonts} +\usepackage{pgfplots} +\usepackage{csvsimple} +\usetikzlibrary{arrows,intersections,math} +\begin{document} +\def\skala{1} +\begin{tikzpicture}[>=latex,thick,scale=\skala] + +\def\Ra{2} +\def\Ri{1} +\def\e{1.0} +\def\r{0.2} + +\begin{scope}[xshift=-3.5cm] + +\definecolor{rot}{rgb}{0.8,0,0.8} +\definecolor{gruen}{rgb}{0.2,0.6,0.2} +\definecolor{blau}{rgb}{1,0.6,0.2} + +\coordinate (PA) at ({\Ri*sin(0*72)},{\e*\Ri*cos(0*72)}); +\coordinate (PB) at ({\Ri*sin(1*72)},{\e*\Ri*cos(1*72)}); +\coordinate (PC) at ({\Ri*sin(2*72)},{\e*\Ri*cos(2*72)}); +\coordinate (PD) at ({\Ri*sin(3*72)},{\e*\Ri*cos(3*72)}); +\coordinate (PE) at ({\Ri*sin(4*72)},{\e*\Ri*cos(4*72)}); + +\coordinate (QA) at ({\Ra*sin(0*72)},{\e*\Ra*cos(0*72)}); +\coordinate (QB) at ({\Ra*sin(1*72)},{\e*\Ra*cos(1*72)}); +\coordinate (QC) at ({\Ra*sin(2*72)},{\e*\Ra*cos(2*72)}); +\coordinate (QD) at ({\Ra*sin(3*72)},{\e*\Ra*cos(3*72)}); +\coordinate (QE) at ({\Ra*sin(4*72)},{\e*\Ra*cos(4*72)}); + +\draw (PA)--(PC)--(PE)--(PB)--(PD)--cycle; +\draw (QA)--(QB)--(QC)--(QD)--(QE)--cycle; +\draw (PA)--(QA); +\draw (PB)--(QB); +\draw (PC)--(QC); +\draw (PD)--(QD); +\draw (PE)--(QE); + +\fill[color=blau] (PA) circle[radius=\r]; +\fill[color=rot] (PB) circle[radius=\r]; +\fill[color=rot] (PC) circle[radius=\r]; +\fill[color=gruen] (PD) circle[radius=\r]; +\fill[color=gruen] (PE) circle[radius=\r]; + +\fill[color=rot] (QA) circle[radius=\r]; +\fill[color=blau] (QB) circle[radius=\r]; +\fill[color=gruen] (QC) circle[radius=\r]; +\fill[color=rot] (QD) circle[radius=\r]; +\fill[color=blau] (QE) circle[radius=\r]; + +\draw (PA) circle[radius=\r]; +\draw (PB) circle[radius=\r]; +\draw (PC) circle[radius=\r]; +\draw (PD) circle[radius=\r]; +\draw (PE) circle[radius=\r]; + +\draw (QA) circle[radius=\r]; +\draw (QB) circle[radius=\r]; +\draw (QC) circle[radius=\r]; +\draw (QD) circle[radius=\r]; +\draw (QE) circle[radius=\r]; + +\node at (0,{-\Ra}) [below] {$\operatorname{chr}P=3\mathstrut$}; + +\end{scope} + +\begin{scope}[xshift=3.5cm] +\definecolor{rot}{rgb}{0.8,0,0.8} +\definecolor{gruen}{rgb}{0.2,0.6,0.2} +\definecolor{blau}{rgb}{1,0.6,0.2} +\definecolor{gelb}{rgb}{0,0,1} + +\coordinate (PA) at ({\Ri*sin(0*72)},{\e*\Ri*cos(0*72)}); +\coordinate (PB) at ({\Ri*sin(1*72)},{\e*\Ri*cos(1*72)}); +\coordinate (PC) at ({\Ri*sin(2*72)},{\e*\Ri*cos(2*72)}); +\coordinate (PD) at ({\Ri*sin(3*72)},{\e*\Ri*cos(3*72)}); +\coordinate (PE) at ({\Ri*sin(4*72)},{\e*\Ri*cos(4*72)}); + +\coordinate (QA) at ({\Ra*sin(0*72)},{\e*\Ra*cos(0*72)}); +\coordinate (QB) at ({\Ra*sin(1*72)},{\e*\Ra*cos(1*72)}); +\coordinate (QC) at ({\Ra*sin(2*72)},{\e*\Ra*cos(2*72)}); +\coordinate (QD) at ({\Ra*sin(3*72)},{\e*\Ra*cos(3*72)}); +\coordinate (QE) at ({\Ra*sin(4*72)},{\e*\Ra*cos(4*72)}); + +\draw (PA)--(PC)--(PE)--(PB)--(PD)--cycle; +\draw (QA)--(QB)--(QC)--(QD)--(QE)--cycle; +\draw (PA)--(QA); +\draw (PB)--(QB); +\draw (PC)--(QC); +\draw (PD)--(QD); +\draw (PE)--(QE); + +\fill[color=rot] (QA) circle[radius={1.5*\r}]; +\fill[color=rot!40] (QB) circle[radius=\r]; +\fill[color=rot!40] (QE) circle[radius=\r]; +\fill[color=rot!40] (PA) circle[radius=\r]; + +\fill[color=blau] (PB) circle[radius={1.5*\r}]; +\fill[color=blau!40] (PD) circle[radius=\r]; +\fill[color=blau!40] (PE) circle[radius=\r]; +\fill[color=blau!80,opacity=0.5] (QB) circle[radius=\r]; + +\fill[color=gruen] (PC) circle[radius={1.5*\r}]; +\fill[color=gruen!40] (QC) circle[radius=\r]; +\fill[color=gruen!80,opacity=0.5] (PA) circle[radius=\r]; +\fill[color=gruen!80,opacity=0.5] (PE) circle[radius=\r]; + +\fill[color=gelb] (QD) circle[radius={1.5*\r}]; +\fill[color=gelb!80,opacity=0.5] (QC) circle[radius=\r]; +\fill[color=gelb!80,opacity=0.5] (QE) circle[radius=\r]; +\fill[color=gelb!80,opacity=0.5] (PD) circle[radius=\r]; + +\draw (PA) circle[radius=\r]; +\draw (PB) circle[radius={1.5*\r}]; +\draw (PC) circle[radius={1.5*\r}]; +\draw (PD) circle[radius=\r]; +\draw (PE) circle[radius=\r]; + +\draw (QA) circle[radius={1.5*\r}]; +\draw (QB) circle[radius=\r]; +\draw (QC) circle[radius=\r]; +\draw (QD) circle[radius={1.5*\r}]; +\draw (QE) circle[radius=\r]; + +\node at (0,{-\Ra}) [below] {$\operatorname{ind}P=4\mathstrut$}; + +\end{scope} + + + +\end{tikzpicture} +\end{document} + diff --git a/buch/chapters/70-graphen/spektral.tex b/buch/chapters/70-graphen/spektral.tex index f68c814..bc5c425 100644 --- a/buch/chapters/70-graphen/spektral.tex +++ b/buch/chapters/70-graphen/spektral.tex @@ -1,198 +1,133 @@ % -% spektral.tex +% spektral.tex -- spektrale Graphentheorie % % (c) 2020 Prof Dr Andreas Müller, Hochschule Rapperswil % \section{Spektrale Graphentheorie \label{buch:section:spektrale-graphentheorie}} \rhead{Spektrale Graphentheorie} -Die Laplace-Matrix codiert alle wesentliche Information eines +Die Adjazenz-Matrix, die Grad-Matrix und damit natürlich auch +die Laplace-Matrix codieren alle wesentliche Information eines ungerichteten Graphen. Sie operiert auf Vektoren, die für jeden Knoten des Graphen eine Komponente haben. Dies eröffnet die Möglichkeit, den Graphen über die linearalgebraischen -Eigenschaften der Laplace-Matrix zu studieren. +Eigenschaften dieser Matrizen zu studieren. +Dieser Abschnitt soll diese Idee an dem ziemlich übersichtlichen Beispiel +der chromatischen Zahl eines Graphen illustrieren. -\subsection{Grapheigenschaften und Spektrum von $L$ -\label{buch:subsection:grapheigenschaften-und-spektrum-von-l}} -TODO XXX +\subsection{Chromatische Zahl und Unabhängigkeitszahl +\label{buch:subsection:chromatische-zahl}} +Der Grad eines Knotens ist ein mass dafür, wie stark ein Graph +``vernetzt'' ist. +Je höher der Grad, desto mehr direkte Verbindungen zwischen Knoten gibt es. +Noch etwas präziser können diese Idee die beiden mit Hilfe der +chromatischen zahl und der Unabhängigkeitszahl erfasst werden. -\subsection{Wärmeleitung auf einem Graphen -\label{buch:subsection:waermeleitung-auf-einem-graphen}} -Die Vektoren, auf denen die Laplace-Matrix operiert, können betrachtet -werden als Funktionen, die jedem Knoten einen Wert zuordnen. -Eine mögliche physikalische Interpretation davon ist die Temperaturverteilung -auf dem Graphen. -Die Kanten zwischen den Knoten erlauben der Wärmeenergie, von einem Knoten -zu einem anderen zu fliessen. -Je grösser die Temperaturdifferenz zwischen zwei Knoten ist, desto -grösser ist der Wärmefluss und desto schneller ändert sich die Temperatur -der beteiligten Knoten. -Die zeitliche Änderung der Temperatur $T_i$ im Knoten $i$ ist proportional -\[ -\frac{dT_i}{dt} -= -\sum_{\text{$j$ Nachbar von $i$}} \kappa (T_j-T_i) -= -- -\kappa -\biggl( -d_iT_i -- -\sum_{\text{$j$ Nachbar von $i$}} T_j -\biggr) -\] -Der Term auf der rechten Seite ist genau die Wirkung der -Laplace-Matrix auf dem Vektor $T$ der Temperaturen: -\begin{equation} -\frac{dT}{dt} -= --\kappa L T. -\label{buch:graphen:eqn:waermeleitung} -\end{equation} -Der Wärmefluss, der durch die -Wärmeleitungsgleichung~\eqref{buch:graphen:eqn:waermeleitung} beschrieben -wird, codiert ebenfalls wesentliche Informationen über den Graphen. -Je mehr Kanten es zwischen verschiedenen Teilen eines Graphen gibt, -desto schneller findet der Wärmeaustausch zwischen diesen Teilen -statt. -Die Lösungen der Wärmeleitungsgleichung liefern also Informationen -über den Graphen. +\begin{definition} +Die {\em chromatische Zahl} $\operatorname{chr}G$ eines Graphen $G$ ist +die minimale Anzahl von Farben, die Einfärben der Knoten eines Graphen +nötig sind, sodass benachbarte Knoten verschiedene Farben haben. +\index{chromatische Zahl} +\end{definition} -\subsection{Eigenwerte und Eigenvektoren -\label{buch:subsection:ein-zyklischer-graph}} -Die Wärmeleitungsgleichung~\eqref{buch:graphen:eqn:waermeleitung} -ist eine lineare Differentialgleichung mit konstanten Koeffizienten, -die mit der Matrixexponentialfunktion gelöst werden. -Die Lösung ist -\[ -f(t) = e^{-\kappa Lt}f(0). -\] +\begin{definition} +Eine Menge von Knoten eines Graphen heisst {\em unabhängig}, wenn +keine zwei Knoten im Graphen verbunden sind. +Die {\em Unabhängigkeitszahl} $\operatorname{ind}G$ eines Graphen $G$ +ist die maximale Anzahl Knoten einer unabhängigen Menge. +\index{Unabhängigkeitszahl} +\end{definition} -Die Berechnung der Lösung mit der Matrixexponentialreihe ist ziemlich -ineffizient, da grosse Matrizenprodukte berechnet werden müssen. -Da die Matrix $L$ symmetrisch ist, gibt es eine Basis aus -orthonormierten Eigenvektoren und die Eigenwerte sind reell. -Wir bezeichnen die Eigenvektoren mit $f_1,\dots,f_n$ und die -zugehörigen Eigenwerte mit $\lambda_i$. -Die Funktion $f_i(t)= e^{-\kappa\lambda_it}f_i$ ist dann eine Lösung -der Wärmeleitungsgleichung, denn die beiden Seiten +Zwischen der chromatischen Zahl und der Unabhängigkeitszahl eines Graphen +muss es einen Zusammenhang geben. +Je mehr Verbingungen es im Graphen gibt, desto grösser wird die chromatische +Zahl. +Gleichzeitig wird es schwieriger für Mengen von Knoten, unabhängig zu sein. + +\begin{satz} +\label{buch:satz:chrind} +Ist $G$ ein Graph mit $n$ Knoten, dann gilt +$\operatorname{chr}G\cdot\operatorname{ind}G\ge n$. +\end{satz} + +\begin{proof}[Beweis] +Eine minimale Färbung des Graphen mit $\operatorname{chr}G$ Farben +teilt die Knoten in $\operatorname{chr}G$ Mengen $V_f$ von Knoten mit +gleicher Farbe $f$ ein. +Da diese Mengen einfarbig sind, sind sie unabhängig, enthalten also +höchstens so viele Knoten, wie die Unabhängigkeitszahl erlaubt. +Die Gesamtzahl der Knoten ist also \begin{align*} -\frac{d}{dt}f_i(t) +V +&= +\bigcup_{\text{$f$ eine Farbe}} V_f +&&\Rightarrow& +n &= --\kappa\lambda_ie^{-\kappa\lambda_it}f_i +\sum_{\text{$f$ eine Farbe}} |V_f| +\le +\sum_{\text{$f$ eine Farbe}} \operatorname{ind}G = --\kappa\lambda_i f_i(t) +(\text{Anzahl Farben})\cdot \operatorname{ind}G \\ --\kappa Lf_i(t) +& +&&& &= --\kappa e^{-\kappa\lambda_it} Lf_i -= --\kappa e^{-\kappa\lambda_it} \lambda_i f_i -= --\kappa \lambda_i f_i(t) +\operatorname{chr}G \cdot \operatorname{ind}G \end{align*} -von \eqref{buch:graphen:eqn:waermeleitung} stimmen überein. +Damit ist $n\le \operatorname{chr}G\cdot\operatorname{ind}G$ gezeigt. +\qedhere +\end{proof} -Eine Lösung der Wärmeleitungsgleichung zu einer beliebigen -Anfangstemperaturverteilung $f$ kann durch Linearkombination aus -den Lösungen $f_i(t)$ zusammengesetzt werden. -Dazu ist nötig, $f$ aus den Vektoren $f_i$ linear zu kombinieren. -Da aber die $f_i$ orthonormiert sind, ist dies besonders einfach, -die Koeffizienten sind die Skalarprodukte mit den Eigenvektoren: -\[ -f=\sum_{i=1}^n \langle f_i,f\rangle f_i. -\] -Daraus kann man die allgmeine Lösungsformel -\begin{equation} -f(t) -= -\sum_{i=1}^n \langle f_i,f\rangle f_i(t) -= -\sum_{i=1}^n \langle f_i,f\rangle e^{-\kappa\lambda_i t}f_i -\label{buch:graphen:eqn:eigloesung} -\end{equation} -ableiten. +\begin{beispiel} +In einem vollständigen Graphen ist jeder Knoten mit jedem anderen verbunden. +Jede Menge mit zwei oder mehr Knoten kann daher nicht unabhängig sein, die +Unabhängigkeitszahl ist daher $\operatorname{ind}G=1$. +Andererseits ist für jeden Knoten eine eigene Farbe nötig, daher ist die +chromatische Zahl $\operatorname{chr}G=n$. +Die Ungleichung von Satz~\ref{buch:satz:chrind} ist erfüllt, sogar mit +Gleichheit. +Das Beispiel zeigt, dass die Ungleichung nicht ohne zusätzliche Annahmen +verbessert werden kann. +\end{beispiel} -\subsection{Beispiel: Ein zyklischer Graph} \begin{figure} \centering -\includegraphics{chapters/70-graphen/images/kreis.pdf} -\caption{Beispiel Graph zur Illustration der verschiedenen Basen auf einem -Graphen. -\label{buch:graphen:fig:kreis}} +\includegraphics{chapters/70-graphen/images/petersonchrind.pdf} +\caption{Chromatische Zahl und Unabhängigkeitszahl des Peterson-Graphen. +Die chromatische Zahl ist $3$, da der Graph sich mit drei Farben einfärben +lässt (links). +Die Unabhängigkeitszahl ist $4$, die vier grösseren Knoten im rechten +Graphen sind unabhängig. +Die Farben der kleinen Knoten sind die additive Mischung der Farben +der grossen Knoten, mit denen sie verbunden sind. +\label{buch:graphen:fig:chrindpeterson}} \end{figure} -Wir illustrieren die im folgenden entwickelte Theorie an dem Beispielgraphen -von Abbildung~\ref{buch:graphen:fig:kreis}. -Besonders interessant sind die folgenden Funktionen: -\[ -\left. -\begin{aligned} -s_m(k) -&= -\sin\frac{2\pi mk}{n} -\\ -c_m(k) -&= -\cos\frac{2\pi mk}{n} -\end{aligned} -\; -\right\} -\quad -\Rightarrow -\quad -e_m(k) -= -e^{2\pi imk/n} -= -c_m(k) + is_m(k). -\] -Das Skalarprodukt dieser Funktionen ist -\[ -\langle e_m, e_{m'}\rangle -= -\frac1n -\sum_{k=1}^n -\overline{e^{2\pi i km/n}} -e^{2\pi ikm'/n} -= -\frac1n -\sum_{k=1}^n -e^{\frac{2\pi i}{n}(m'-m)k} -= -\delta_{mm'} -\] -Die Funktionen bilden daher eine Orthonormalbasis des Raums der -Funktionen auf $G$. -Wegen $\overline{e_m} = e_{-m}$ folgt, dass für gerade $n$ -die Funktionen -\[ -c_0, c_1,s_1,c_2,s_2,\dots c_{\frac{n}2-1},c_{\frac{n}2-1},c_{\frac{n}2} -\] -eine orthonormierte Basis. +\begin{beispiel} +Der Peterson-Graph $P$ von Abbildung~\ref{buch:graphen:fig:chrindpeterson} +hat chromatische Zahl $\operatorname{chr}P=3$ und unabhängigkeitszahl +$\operatorname{ind}P=4$. +Die Ungleichung von Satz~\ref{buch:satz:chrind} ist erfüllt, sogar als +Ungleichung: $\operatorname{chr}P\cdot\operatorname{ind}P=3\cdot 4=12>10=n$. +\end{beispiel} -Die Laplace-Matrix kann mit der folgenden Definition zu einer linearen -Abbildung auf Funktionen auf dem Graphen gemacht werden. -Sei $f\colon V\to \mathbb{R}$ und $L$ die Laplace-Matrix mit -Matrixelementen $l_{vv'}$ wobei $v,v'\in V$ ist. -Dann definieren wir die Funktion $Lf$ durch -\[ -(Lf)(v) -= -\sum_{v'\in V} l_{vv'}f(v'). -\] +Nach Definition ist Unabhängigkeitszahl ein Mass für die Grösse einer +unabhängigen Menge von Punkten. +Der Beweis von Satz~\ref{buch:satz:chrind} zeigt, dass man sich die +chromatische Zahl als ein Mass dafür, wieviele solche anabhängige +Mengen in einem Grapehn untergebracht werden können. + +\subsection{Chromatische Zahl und maximaler Grad +\label{buch:subsection:chr-und-maximaler-grad}} + +\subsection{Maximaler Eigenwert von $A(G)$ maximaler Grad +\label{buch:subsection:maximaler-eigenwert}} -\subsection{Standardbasis und Eigenbasis -\label{buch:subsection:standardbasis-und-eigenbasis}} -Die einfachste Basis, aus der siche Funktionen auf dem Graphen linear -kombinieren lassen, ist die Standardbasis. -Sie hat für jeden Knoten $v$ des Graphen eine Basisfunktion mit den Werten -\[ -e_v\colon V\to\mathbb R:v'\mapsto \begin{cases} -1\qquad&v=v'\\ -0\qquad&\text{sonst.} -\end{cases} -\] +\subsection{$\alpha_{\text{max}}$ eines Untegraphen +\label{buch:subsection:alphamax-eines-untergraphen}} +\subsection{Chromatische Zahl und $\alpha_{\text{max}}$ +\label{buch:subsection:chr-und-alpha-max}} diff --git a/buch/chapters/70-graphen/waerme.tex b/buch/chapters/70-graphen/waerme.tex new file mode 100644 index 0000000..e7fc023 --- /dev/null +++ b/buch/chapters/70-graphen/waerme.tex @@ -0,0 +1,184 @@ +% +% waerme.tex +% +% (c) 2020 Prof Dr Andreas Müller, Hochschule Rapperswil +% +\section{Wärmeleitung auf einem Graphen +\label{buch:section:waermeleitung-auf-einem-graphen}} +Die Vektoren, auf denen die Laplace-Matrix operiert, können betrachtet +werden als Funktionen, die jedem Knoten einen Wert zuordnen. +Eine mögliche physikalische Interpretation davon ist die Temperaturverteilung +auf dem Graphen. +Die Kanten zwischen den Knoten erlauben der Wärmeenergie, von einem Knoten +zu einem anderen zu fliessen. +Je grösser die Temperaturdifferenz zwischen zwei Knoten ist, desto +grösser ist der Wärmefluss und desto schneller ändert sich die Temperatur +der beteiligten Knoten. +Die zeitliche Änderung der Temperatur $T_i$ im Knoten $i$ ist proportional +\[ +\frac{dT_i}{dt} += +\sum_{\text{$j$ Nachbar von $i$}} \kappa (T_j-T_i) += +- +\kappa +\biggl( +d_iT_i +- +\sum_{\text{$j$ Nachbar von $i$}} T_j +\biggr) +\] +Der Term auf der rechten Seite ist genau die Wirkung der +Laplace-Matrix auf dem Vektor $T$ der Temperaturen: +\begin{equation} +\frac{dT}{dt} += +-\kappa L T. +\label{buch:graphen:eqn:waermeleitung} +\end{equation} +Der Wärmefluss, der durch die +Wärmeleitungsgleichung~\eqref{buch:graphen:eqn:waermeleitung} beschrieben +wird, codiert ebenfalls wesentliche Informationen über den Graphen. +Je mehr Kanten es zwischen verschiedenen Teilen eines Graphen gibt, +desto schneller findet der Wärmeaustausch zwischen diesen Teilen +statt. +Die Lösungen der Wärmeleitungsgleichung liefern also Informationen +über den Graphen. + +\subsection{Eigenwerte und Eigenvektoren +\label{buch:subsection:ein-zyklischer-graph}} +Die Wärmeleitungsgleichung~\eqref{buch:graphen:eqn:waermeleitung} +ist eine lineare Differentialgleichung mit konstanten Koeffizienten, +die mit der Matrixexponentialfunktion gelöst werden. +Die Lösung ist +\[ +f(t) = e^{-\kappa Lt}f(0). +\] + +Die Berechnung der Lösung mit der Matrixexponentialreihe ist ziemlich +ineffizient, da grosse Matrizenprodukte berechnet werden müssen. +Da die Matrix $L$ symmetrisch ist, gibt es eine Basis aus +orthonormierten Eigenvektoren und die Eigenwerte sind reell. +Wir bezeichnen die Eigenvektoren mit $f_1,\dots,f_n$ und die +zugehörigen Eigenwerte mit $\lambda_i$. +Die Funktion $f_i(t)= e^{-\kappa\lambda_it}f_i$ ist dann eine Lösung +der Wärmeleitungsgleichung, denn die beiden Seiten +\begin{align*} +\frac{d}{dt}f_i(t) +&= +-\kappa\lambda_ie^{-\kappa\lambda_it}f_i += +-\kappa\lambda_i f_i(t) +\\ +-\kappa Lf_i(t) +&= +-\kappa e^{-\kappa\lambda_it} Lf_i += +-\kappa e^{-\kappa\lambda_it} \lambda_i f_i += +-\kappa \lambda_i f_i(t) +\end{align*} +von \eqref{buch:graphen:eqn:waermeleitung} stimmen überein. + +Eine Lösung der Wärmeleitungsgleichung zu einer beliebigen +Anfangstemperaturverteilung $f$ kann durch Linearkombination aus +den Lösungen $f_i(t)$ zusammengesetzt werden. +Dazu ist nötig, $f$ aus den Vektoren $f_i$ linear zu kombinieren. +Da aber die $f_i$ orthonormiert sind, ist dies besonders einfach, +die Koeffizienten sind die Skalarprodukte mit den Eigenvektoren: +\[ +f=\sum_{i=1}^n \langle f_i,f\rangle f_i. +\] +Daraus kann man die allgmeine Lösungsformel +\begin{equation} +f(t) += +\sum_{i=1}^n \langle f_i,f\rangle f_i(t) += +\sum_{i=1}^n \langle f_i,f\rangle e^{-\kappa\lambda_i t}f_i +\label{buch:graphen:eqn:eigloesung} +\end{equation} +ableiten. + +\subsection{Beispiel: Ein zyklischer Graph} +\begin{figure} +\centering +\includegraphics{chapters/70-graphen/images/kreis.pdf} +\caption{Beispiel Graph zur Illustration der verschiedenen Basen auf einem +Graphen. +\label{buch:graphen:fig:kreis}} +\end{figure} +Wir illustrieren die im folgenden entwickelte Theorie an dem Beispielgraphen +von Abbildung~\ref{buch:graphen:fig:kreis}. +Besonders interessant sind die folgenden Funktionen: +\[ +\left. +\begin{aligned} +s_m(k) +&= +\sin\frac{2\pi mk}{n} +\\ +c_m(k) +&= +\cos\frac{2\pi mk}{n} +\end{aligned} +\; +\right\} +\quad +\Rightarrow +\quad +e_m(k) += +e^{2\pi imk/n} += +c_m(k) + is_m(k). +\] +Das Skalarprodukt dieser Funktionen ist +\[ +\langle e_m, e_{m'}\rangle += +\frac1n +\sum_{k=1}^n +\overline{e^{2\pi i km/n}} +e^{2\pi ikm'/n} += +\frac1n +\sum_{k=1}^n +e^{\frac{2\pi i}{n}(m'-m)k} += +\delta_{mm'} +\] +Die Funktionen bilden daher eine Orthonormalbasis des Raums der +Funktionen auf $G$. +Wegen $\overline{e_m} = e_{-m}$ folgt, dass für gerade $n$ +die Funktionen +\[ +c_0, c_1,s_1,c_2,s_2,\dots c_{\frac{n}2-1},c_{\frac{n}2-1},c_{\frac{n}2} +\] +eine orthonormierte Basis. + + +Die Laplace-Matrix kann mit der folgenden Definition zu einer linearen +Abbildung auf Funktionen auf dem Graphen gemacht werden. +Sei $f\colon V\to \mathbb{R}$ und $L$ die Laplace-Matrix mit +Matrixelementen $l_{vv'}$ wobei $v,v'\in V$ ist. +Dann definieren wir die Funktion $Lf$ durch +\[ +(Lf)(v) += +\sum_{v'\in V} l_{vv'}f(v'). +\] + +\subsection{Standardbasis und Eigenbasis +\label{buch:subsection:standardbasis-und-eigenbasis}} +Die einfachste Basis, aus der siche Funktionen auf dem Graphen linear +kombinieren lassen, ist die Standardbasis. +Sie hat für jeden Knoten $v$ des Graphen eine Basisfunktion mit den Werten +\[ +e_v\colon V\to\mathbb R:v'\mapsto \begin{cases} +1\qquad&v=v'\\ +0\qquad&\text{sonst.} +\end{cases} +\] + + diff --git a/vorlesungen/stream/countdown.html b/vorlesungen/stream/countdown.html index 940e269..12f99ac 100644 --- a/vorlesungen/stream/countdown.html +++ b/vorlesungen/stream/countdown.html @@ -17,7 +17,7 @@ color: #990000;