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 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 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 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 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 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 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 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 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 +++++++++ vorlesungen/10_mseliealgebra/common.tex | 16 +++++++++++ .../10_mseliealgebra/liealgebra-handout.tex | 11 ++++++++ vorlesungen/10_mseliealgebra/slides.tex | 21 ++++++++++++++ vorlesungen/slides/6/darstellungen/summe.tex | 2 +- 11 files changed, 200 insertions(+), 1 deletion(-) create mode 100644 vorlesungen/09_mseliegruppen/Makefile create mode 100644 vorlesungen/09_mseliegruppen/MathSemMSE-09-liegruppen.tex create mode 100644 vorlesungen/09_mseliegruppen/common.tex create mode 100644 vorlesungen/09_mseliegruppen/liegruppen-handout.tex create mode 100644 vorlesungen/09_mseliegruppen/slides.tex create mode 100644 vorlesungen/10_mseliealgebra/Makefile create mode 100644 vorlesungen/10_mseliealgebra/MathSemMSE-10-liealgebra.tex create mode 100644 vorlesungen/10_mseliealgebra/common.tex create mode 100644 vorlesungen/10_mseliealgebra/liealgebra-handout.tex create mode 100644 vorlesungen/10_mseliealgebra/slides.tex diff --git a/vorlesungen/09_mseliegruppen/Makefile 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 --- /dev/null +++ b/vorlesungen/10_mseliealgebra/MathSemMSE-10-liealgebra.tex @@ -0,0 +1,14 @@ +% +% MathSem-10-mseliealgebra.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/10_mseliealgebra/common.tex b/vorlesungen/10_mseliealgebra/common.tex new file mode 100644 index 0000000..c2ee875 --- /dev/null +++ b/vorlesungen/10_mseliealgebra/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-Algebra]{Lie-Algebra} +\author[A.~Müller]{Prof. Dr. Andreas Müller} +\date[]{} +\newboolean{presentation} + diff --git a/vorlesungen/10_mseliealgebra/liealgebra-handout.tex b/vorlesungen/10_mseliealgebra/liealgebra-handout.tex new file mode 100644 index 0000000..52f7b19 --- /dev/null +++ b/vorlesungen/10_mseliealgebra/liealgebra-handout.tex @@ -0,0 +1,11 @@ +% +% mseliealgebra-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/10_mseliealgebra/slides.tex b/vorlesungen/10_mseliealgebra/slides.tex new file mode 100644 index 0000000..0fceaff --- /dev/null +++ b/vorlesungen/10_mseliealgebra/slides.tex @@ -0,0 +1,21 @@ +% +% slides.tex -- XXX +% +% (c) 2017 Prof Dr Andreas Müller, Hochschule Rapperswil +% + +\section{Ableitungen} +\folie{7/kurven.tex} +\folie{7/einparameter.tex} +\folie{7/ableitung.tex} +\folie{7/liealgebra.tex} +\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 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