Merge branch 'master' of https://github.com/AndreasFMueller/SeminarSpezielleFunktionen

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diff --git a/buch/chapters/010-potenzen/tschebyscheff.tex b/buch/chapters/010-potenzen/tschebyscheff.tex
index ccc2e97..6d21a68 100644
--- a/buch/chapters/010-potenzen/tschebyscheff.tex
+++ b/buch/chapters/010-potenzen/tschebyscheff.tex
@@ -102,7 +102,7 @@ die Sütztstellen so zu wählen, dass $l(x)$ kleine Funktionswerte hat.
 Stützstellen in gleichen Abständen erweisen sich dafür als ungeeignet,
 da $l(x)$ nahe $x_0$ und $x_n$ sehr stark oszilliert.
 
-\subsection{Definition der Tschebyscheff-Polynome}
+\subsection{Definition der Tschebyscheff-Polynome \label{sub:definiton_der_tschebyscheff-Polynome}}
 \begin{figure}
 \centering
 \includegraphics[width=\textwidth]{chapters/010-potenzen/images/lissajous.pdf}
@@ -199,6 +199,7 @@ T_0(x)=1.
 \end{equation}
 Damit können die Tschebyscheff-Polynome sehr effizient berechnet werden:
 \begin{equation}
+\label{eq:tschebyscheff-polynome}
 \begin{aligned}
 T_0(x)
 &=1
diff --git a/buch/chapters/070-orthogonalitaet/gaussquadratur.tex b/buch/chapters/070-orthogonalitaet/gaussquadratur.tex
index a5af7d2..c7dfb31 100644
--- a/buch/chapters/070-orthogonalitaet/gaussquadratur.tex
+++ b/buch/chapters/070-orthogonalitaet/gaussquadratur.tex
@@ -20,7 +20,7 @@ Ein solches Polynom $p(x)$ hat $n+1$ Koeffizienten, die aus dem
 linearen Gleichungssystem der $n+1$ Gleichungen $p(x_i)=f(x_i)$ 
 ermittelt werden können.
 
-Das Interpolationspolynom $p(x)$ lässt sich abera uch direkt 
+Das Interpolationspolynom $p(x)$ lässt sich aber auch direkt 
 angeben.
 Dazu konstruiert man zuerst die Polynome
 \[
diff --git a/buch/chapters/070-orthogonalitaet/orthogonal.tex b/buch/chapters/070-orthogonalitaet/orthogonal.tex
index df04514..793b78d 100644
--- a/buch/chapters/070-orthogonalitaet/orthogonal.tex
+++ b/buch/chapters/070-orthogonalitaet/orthogonal.tex
@@ -641,6 +641,7 @@ H_w
 f\colon(a,b) \to \mathbb{R}
 \;\bigg|\;
 \int_a^b |f(x)|^2 w(x)\,dx
+<\infty
 \biggr\}.
 \]
 Die Funktionen $f\in H_w$ haben folgende Eigenschaften
diff --git a/buch/chapters/070-orthogonalitaet/sturm.tex b/buch/chapters/070-orthogonalitaet/sturm.tex
index 742ec0a..80bd5f4 100644
--- a/buch/chapters/070-orthogonalitaet/sturm.tex
+++ b/buch/chapters/070-orthogonalitaet/sturm.tex
@@ -15,7 +15,7 @@ Skalarproduktes selbstadjungierten Operators erkannt wurden.
 %
 % Differentialgleichungen
 %
-\subsection{Differentialgleichung}
+\subsection{Differentialgleichung \label{sub:differentailgleichung}}
 Das klassische Sturm-Liouville-Problem ist das folgende Eigenwertproblem.
 Gesucht sind Lösungen der Differentialgleichung
 \begin{equation}
@@ -405,7 +405,7 @@ L
 %
 % Beispiele
 %
-\subsection{Beispiele}
+\subsection{Beispiele\label{sub:beispiele_sturm_liouville_problem}}
 Die meisten der früher vorgestellten Funktionenfamilien stellen sich
 als Lösungen eines geeigneten Sturm-Liouville-Problems heraus.
 Alle Eigenschaften aus der Sturm-Liouville-Theorie gelten daher
diff --git a/buch/papers/0f1/images/konvergenzNegativ.pdf b/buch/papers/0f1/images/konvergenzNegativ.pdf
index 03b2ba1..07d2a44 100644
--- a/buch/papers/0f1/images/konvergenzNegativ.pdf
+++ b/buch/papers/0f1/images/konvergenzNegativ.pdf
diff --git a/buch/papers/0f1/images/konvergenzPositiv.pdf b/buch/papers/0f1/images/konvergenzPositiv.pdf
index 2e45129..8e1e7e4 100644
--- a/buch/papers/0f1/images/konvergenzPositiv.pdf
+++ b/buch/papers/0f1/images/konvergenzPositiv.pdf
diff --git a/buch/papers/0f1/listings/kettenbruchIterativ.c b/buch/papers/0f1/listings/kettenbruchIterativ.c
index d897b8f..3caaf43 100644
--- a/buch/papers/0f1/listings/kettenbruchIterativ.c
+++ b/buch/papers/0f1/listings/kettenbruchIterativ.c
@@ -1,53 +1,27 @@
 /**

-  * @brief Calculates the Hypergeometric Function 0F1(;b;z)

-  * @param b0 in 0F1(;b0;z)

-  * @param z in 0F1(;b0;z)

-  * @param n number of itertions (precision)

+  * @brief Calculates the Hypergeometric Function 0F1(;c;z)

+  * @param c in 0F1(;c;z)

+  * @param z in 0F1(;c;z)

+  * @param k number of itertions (precision)

   * @return Result

   */

-static double fractionRekursion0f1(const double c, const double z, unsigned int n)

+static double fractionIter0f1(const double c, const double z, unsigned int k)

 {

     //declaration

     double a = 0.0;

     double b = 0.0;

-    double Ak = 0.0;

-    double Bk = 0.0;

-    double Ak_1 = 0.0;

-    double Bk_1 = 0.0;

-    double Ak_2 = 0.0;

-    double Bk_2 = 0.0;

+    double abk = 0.0;

+    double temp = 0.0;

 

-    for (unsigned int k = 0; k <= n; ++k)

+    for (; k > 0; --k)

     {

-        if (k == 0)

-        {

-            a = 1.0; //a0

-            //recursion fomula for A0, B0

-            Ak = a;

-            Bk = 1.0;

-        }

-        else if (k == 1)

-        {

-            a = 1.0; //a1

-            b = z/c; //b1

-            //recursion fomula for A1, B1

-            Ak = a * Ak_1 + b * 1.0;

-            Bk = a * Bk_1;

-        }

-        else

-        {

-            a = 1 + (z / (k * ((k - 1) + c)));//ak

-            b = -(z / (k * ((k - 1) + c)));   //bk

-            //recursion fomula for Ak, Bk

-            Ak = a * Ak_1 + b * Ak_2;

-            Bk = a * Bk_1 + b * Bk_2;

-        }        

-        //save old values

-        Ak_2 = Ak_1;

-        Bk_2 = Bk_1;

-        Ak_1 = Ak;

-        Bk_1 = Bk; 

+        abk = z / (k * ((k - 1) + c));  //abk = ak, bk

+        

+        a = k > 1 ? (1 + abk) : 1;      //a0, a1

+        b = k > 1 ? -abk : abk;         //b1

+

+        temp = b / (a + temp);          //bk / (ak + last result)

     }

-    //approximation fraction

-    return  Ak/Bk;

-}

+

+    return a + temp;                    //a0 + temp

+}
\ No newline at end of file
diff --git a/buch/papers/0f1/listings/kettenbruchRekursion.c b/buch/papers/0f1/listings/kettenbruchRekursion.c
index 3caaf43..d897b8f 100644
--- a/buch/papers/0f1/listings/kettenbruchRekursion.c
+++ b/buch/papers/0f1/listings/kettenbruchRekursion.c
@@ -1,27 +1,53 @@
 /**

-  * @brief Calculates the Hypergeometric Function 0F1(;c;z)

-  * @param c in 0F1(;c;z)

-  * @param z in 0F1(;c;z)

-  * @param k number of itertions (precision)

+  * @brief Calculates the Hypergeometric Function 0F1(;b;z)

+  * @param b0 in 0F1(;b0;z)

+  * @param z in 0F1(;b0;z)

+  * @param n number of itertions (precision)

   * @return Result

   */

-static double fractionIter0f1(const double c, const double z, unsigned int k)

+static double fractionRekursion0f1(const double c, const double z, unsigned int n)

 {

     //declaration

     double a = 0.0;

     double b = 0.0;

-    double abk = 0.0;

-    double temp = 0.0;

+    double Ak = 0.0;

+    double Bk = 0.0;

+    double Ak_1 = 0.0;

+    double Bk_1 = 0.0;

+    double Ak_2 = 0.0;

+    double Bk_2 = 0.0;

 

-    for (; k > 0; --k)

+    for (unsigned int k = 0; k <= n; ++k)

     {

-        abk = z / (k * ((k - 1) + c));  //abk = ak, bk

-        

-        a = k > 1 ? (1 + abk) : 1;      //a0, a1

-        b = k > 1 ? -abk : abk;         //b1

-

-        temp = b / (a + temp);          //bk / (ak + last result)

+        if (k == 0)

+        {

+            a = 1.0; //a0

+            //recursion fomula for A0, B0

+            Ak = a;

+            Bk = 1.0;

+        }

+        else if (k == 1)

+        {

+            a = 1.0; //a1

+            b = z/c; //b1

+            //recursion fomula for A1, B1

+            Ak = a * Ak_1 + b * 1.0;

+            Bk = a * Bk_1;

+        }

+        else

+        {

+            a = 1 + (z / (k * ((k - 1) + c)));//ak

+            b = -(z / (k * ((k - 1) + c)));   //bk

+            //recursion fomula for Ak, Bk

+            Ak = a * Ak_1 + b * Ak_2;

+            Bk = a * Bk_1 + b * Bk_2;

+        }        

+        //save old values

+        Ak_2 = Ak_1;

+        Bk_2 = Bk_1;

+        Ak_1 = Ak;

+        Bk_1 = Bk; 

     }

-

-    return a + temp;                    //a0 + temp

-}
\ No newline at end of file
+    //approximation fraction

+    return  Ak/Bk;

+}

diff --git a/buch/papers/0f1/teil0.tex b/buch/papers/0f1/teil0.tex
index adccac7..335cf92 100644
--- a/buch/papers/0f1/teil0.tex
+++ b/buch/papers/0f1/teil0.tex
@@ -5,11 +5,11 @@
 %

 \section{Ausgangslage\label{0f1:section:ausgangslage}}

 \rhead{Ausgangslage}

-Die Hypergeometrische Funktion $\mathstrut_0F_1$ wird in vielen Funktionen als Basisfunktion benutzt, 

-zum Beispiel um die Airy Funktion zu berechnen. 

+Die hypergeometrische Funktion $\mathstrut_0F_1$ wird in vielen Funktionen als Basisfunktion benutzt, 

+zum Beispiel um die Airy-Funktion zu berechnen. 

 In der GNU Scientific Library \cite{0f1:library-gsl} 

 ist die Funktion $\mathstrut_0F_1$ vorhanden. 

-Allerdings wirft die Funktion, bei negativen Übergabenwerten wie zum Beispiel \verb+gsl_sf_hyperg_0F1(1, -1)+, eine Exception. 

+Allerdings wirft die Funktion bei negativen Übergabewerten wie zum Beispiel \verb+gsl_sf_hyperg_0F1(1, -1)+ eine Exception. 

 Bei genauerer Untersuchung hat sich gezeigt, dass die Funktion je nach Betriebssystem funktioniert oder eben nicht. 

 So kann die Funktion unter Windows fehlerfrei aufgerufen werden, beim Mac OS und Linux sind negative Übergabeparameter im Moment nicht möglich.

-Ziel dieser Arbeit war es zu evaluieren, ob es mit einfachen mathematischen Operationen möglich ist, die Hypergeometrische Funktion $\mathstrut_0F_1$ zu implementieren.

+Ziel dieser Arbeit war es zu evaluieren, ob es mit einfachen mathematischen Operationen möglich ist, die hypergeometrische Funktion $\mathstrut_0F_1$ zu implementieren.

diff --git a/buch/papers/0f1/teil1.tex b/buch/papers/0f1/teil1.tex
index f697f45..8d00f95 100644
--- a/buch/papers/0f1/teil1.tex
+++ b/buch/papers/0f1/teil1.tex
@@ -6,12 +6,11 @@
 \section{Mathematischer Hintergrund

 \label{0f1:section:mathHintergrund}}

 \rhead{Mathematischer Hintergrund}

-Basierend auf den Herleitungen des vorhergehenden Abschnittes \ref{buch:rekursion:section:hypergeometrische-funktion}, werden im nachfolgenden Abschnitt nochmals die Resultate

-beschrieben.

+Basierend auf den Herleitungen des Abschnittes \ref{buch:rekursion:section:hypergeometrische-funktion} werden im nachfolgenden Abschnitt nochmals die Resultate beschrieben.

 

 \subsection{Hypergeometrische Funktion

 \label{0f1:subsection:hypergeometrisch}}

-Als Grundlage der umgesetzten Algorithmen dient die hypergeometrische Funktion $\mathstrut_0F_1$. Diese ist eine Anwendung der allgemein definierten Funktion $\mathstrut_pF_q$.

+Als Grundlage der umgesetzten Algorithmen dient die hypergeometrische Funktion $\mathstrut_0F_1$. Diese ist ein Speziallfall der allgemein definierten Funktion $\mathstrut_pF_q$.

 

 \begin{definition}

 	\label{0f1:math:qFp:def}

@@ -42,7 +41,8 @@ Angewendet auf die Funktion $\mathstrut_pF_q$ ergibt sich für $\mathstrut_0F_1$
     \mathstrut_0F_1

     \biggl(

     \begin{matrix}

-    \\-

+    \text{---}

+    \\\

     b_1

     \end{matrix}

     ;

@@ -58,9 +58,9 @@ Angewendet auf die Funktion $\mathstrut_pF_q$ ergibt sich für $\mathstrut_0F_1$
 

 

 

-\subsection{Airy Funktion

+\subsection{Airy-Funktion

 \label{0f1:subsection:airy}}

-Die Funktion Ai(x) und die verwandte Funktion Bi(x) werden als Airy-Funktion bezeichnet. Sie werden zur Lösung verschiedener physikalischer Probleme benutzt, wie zum Beispiel zur Lösung der Schrödinger-Gleichung \cite{0f1:wiki-airyFunktion}.

+Die Funktion $\operatorname{Ai}(x)$ und die verwandte Funktion $\operatorname{Bi}(x)$ werden als Airy-Funktion bezeichnet. Sie werden zur Lösung verschiedener physikalischer Probleme benutzt, wie zum Beispiel zur Lösung der Schrödinger-Gleichung \cite{0f1:wiki-airyFunktion}.

 

 \begin{definition}

     \label{0f1:airy:differentialgleichung:def}

@@ -69,12 +69,12 @@ Die Funktion Ai(x) und die verwandte Funktion Bi(x) werden als Airy-Funktion bez
     heisst die {\em Airy-Differentialgleichung}.

 \end{definition}

 

-Die Airy Funktion lässt sich auf verschiedene Arten darstellen. 

-Als hypergeometrische Funktion berechnet, ergibt sich wie in Abschnitt \ref{buch:differentialgleichungen:section:hypergeometrisch} hergeleitet, folgende Lösungen der Airy-Differentialgleichung zu den Anfangsbedingungen $Ai(0)=1$ und $Ai'(0)=0$, sowie $Bi(0)=0$ und $Bi'(0)=0$.

+Die Airy-Funktion lässt sich auf verschiedene Arten darstellen. 

+Als hypergeometrische Funktion berechnet, ergeben sich wie in Abschnitt \ref{buch:differentialgleichungen:section:hypergeometrisch} hergeleitet, folgende Lösungen der Airy-Differentialgleichung zu den Anfangsbedingungen $\operatorname{Ai}(0)=1$ und $\operatorname{Ai}'(0)=0$, sowie $\operatorname{Bi}(0)=0$ und $\operatorname{Bi}'(0)=1$:

 

 \begin{align}

 \label{0f1:airy:hypergeometrisch:eq}

-Ai(x)

+\operatorname{Ai}(x)

 =&

 \sum_{k=0}^\infty

 \frac{1}{(\frac23)_k} \frac{1}{k!}\biggl(\frac{x^3}{9}\biggr)^k

@@ -83,7 +83,7 @@ Ai(x)
 \begin{matrix}\text{---}\\\frac23\end{matrix};\frac{x^3}{9}

 \biggr).

 \\

-Bi(x)

+\operatorname{Bi}(x)

 =&

 \sum_{k=0}^\infty

 \frac{1}{(\frac43)_k} \frac{1}{k!}\biggl(\frac{x^3}{9}\biggr)^k

@@ -95,7 +95,6 @@ x\cdot\mathstrut_0F_1\biggl(
 \qedhere

 \end{align}

 

-Um die Stabilität der Algorithmen zu $\mathstrut_0F_1$ zu überprüfen, wird in diesem speziellem Fall die Airy Funktion $Ai(x)$ \eqref{0f1:airy:hypergeometrisch:eq}

-benutzt.

+Um die Stabilität der Algorithmen zu $\mathstrut_0F_1$ zu überprüfen, wird in dieser Arbeit die Airy Funktion $\operatorname{Ai}(x)$ benutzt.

 

 

diff --git a/buch/papers/0f1/teil2.tex b/buch/papers/0f1/teil2.tex
index 15a1c44..fdcb0fc 100644
--- a/buch/papers/0f1/teil2.tex
+++ b/buch/papers/0f1/teil2.tex
@@ -6,12 +6,12 @@
 \section{Umsetzung

 \label{0f1:section:teil2}}

 \rhead{Umsetzung}

-Zur Umsetzung wurden drei verschiedene Ansätze gewählt \cite{0f1:code}. Dabei wurde der Schwerpunkt auf die Funktionalität und eine gute Lesbarkeit des Codes gelegt.

+Zur Umsetzung wurden drei verschiedene Ansätze gewählt, die in vollständiger Form auf Github \cite{0f1:code} zu finden sind. Dabei wurde der Schwerpunkt auf die Funktionalität und eine gute Lesbarkeit des Codes gelegt.

 Die Unterprogramme wurde jeweils, wie die GNU Scientific Library, in C geschrieben. Die Zwischenresultate wurden vom Hauptprogramm in einem CSV-File gespeichert. Anschliessen wurde mit der Matplot-Library in Python die Resultate geplottet.

 

 \subsection{Potenzreihe

 \label{0f1:subsection:potenzreihe}}

-Die naheliegendste Lösung ist die Programmierung der Potenzreihe. Allerdings ist ein Problem dieser Umsetzung \ref{0f1:listing:potenzreihe}, dass die Fakultät im Nenner schnell grosse Werte annimmt und so der Bruch gegen Null strebt. Spätesten ab $k=167$ stösst diese Umsetzung  \eqref{0f1:umsetzung:0f1:eq} an ihre Grenzen, da die Fakultät von $168$ eine Bereichsüberschreitung des \textit{double} Bereiches darstellt \cite{0f1:double}.

+Die naheliegendste Lösung ist die Programmierung der Potenzreihe

 

 \begin{align}

     \label{0f1:umsetzung:0f1:eq}

@@ -23,40 +23,84 @@ Die naheliegendste Lösung ist die Programmierung der Potenzreihe. Allerdings is
     \frac{1}{c}

     +\frac{z^1}{(c+1) \cdot 1}

     + \cdots

-    + \frac{z^{20}}{c(c+1)(c+2)\cdots(c+19) \cdot 2.4 \cdot 10^{18}}

+    + \frac{z^{20}}{c(c+1)(c+2)\cdots(c+19) \cdot 2.4 \cdot 10^{18}}.

 \end{align}

 

 \lstinputlisting[style=C,float,caption={Potenzreihe.},label={0f1:listing:potenzreihe}, firstline=59]{papers/0f1/listings/potenzreihe.c}

 

 \subsection{Kettenbruch

 \label{0f1:subsection:kettenbruch}}

-Ein endlicher Kettenbruch ist ein Bruch der Form

+Eine weitere Variante zur Berechnung von $\mathstrut_0F_1(;c;z)$ ist die Umsetzung als Kettenbruch.

+Der Vorteil einer Umsetzung als Kettenbruch gegenüber der Potenzreihe ist die schnellere Konvergenz.

+

+\subsubsection{Grundlage}

+Ein endlicher Kettenbruch \cite{0f1:wiki-kettenbruch} ist ein Bruch der Form

 \begin{equation*}

-a_0 + \cfrac{b_1}{a_1+\cfrac{b_2}{a_2+\cfrac{b_3}{a_3+\cdots}}}

+a_0 + \cfrac{b_1}{a_1+\cfrac{b_2}{a_2+\cfrac{b_3}{a_3+\cdots}}},

 \end{equation*}

 in welchem $a_0, a_1,\dots,a_n$ und $b_1,b_2,\dots,b_n$ ganze Zahlen sind.

-Die Kurzschreibweise für einen allgemeinen Kettenbruch ist 

+

+\subsubsection{Rekursionsbeziehungen und Kettenbrüche}

+Wenn es eine Relation analytischer Funktion $f_i(z)$ hat, dann gibt es einen Kettenbruch für das Verhältnis $\frac{f_i(z)}{f_{i-1}(z)}$ \cite{0f1:wiki-fraction}. 

+Nimmt man die Gleichung

+\begin{equation*}

+	f_{i-1} - f_i = k_i z f_{i+1},

+\end{equation*}

+wo $f_i$ analytische Funktionen sind und $i > 0$ ist, sowie $k_i$ konstant.

+Ergibt sich der Zusammenhang

+\begin{equation*}

+	\cfrac{f_i}{f_{i-1}} = \cfrac{1}{1+k_iz\cfrac{f_{i+1}}{f_i}}.

+\end{equation*}

+Geht man einen Schritt weiter und nimmt für $g_i = \frac{f_i}{f_{i-1}}$ an, kommt man zur Formel

 \begin{equation*}

-	a_0 + \frac{a_1|}{|b_1} + \frac{a_2|}{|b_2} + \frac{a_3|}{|b_3} + \cdots

+	g_i = \cfrac{1}{1+k_izg_{i+1}}.

 \end{equation*}

-\cite{0f1:wiki-kettenbruch}.

-Angewendet auf die Funktion $\mathstrut_0F_1$ bedeutet dies \cite{0f1:wiki-fraction}:

+Setzt man dies nun für $g_1$ in den Bruch ein, ergibt sich

 \begin{equation*}

+	g_1 = \cfrac{f_1}{f_0} = \cfrac{1}{1+k_izg_2} = \cfrac{1}{1+\cfrac{k_1z}{1+k_2zg_3}} = \cdots

+\end{equation*}

+Repetiert man dies unendlich, erhält man einen Kettenbruch in der Form:

+\begin{equation}

+	\label{0f1:math:rekursion:eq}

+	\cfrac{f_1}{f_0} = \cfrac{1}{1+\cfrac{k_1z}{1+\cfrac{k_2z}{1+\cfrac{k_3z}{\cdots}}}}.

+\end{equation}

+

+\subsubsection{Rekursion für $\mathstrut_0F_1$}

+Angewendet auf die Potenzreihe

+\begin{equation}

+	\label{0f1:math:potenzreihe:0f1:eq}

 	\mathstrut_0F_1(;c;z) = 1 + \frac{z}{c\cdot1!} + \frac{z^2}{c(c+1)\cdot2!} + \frac{z^3}{c(c+1)(c+2)\cdot3!} + \cdots

+\end{equation}

+kann durch Substitution bewiesen werden, dass

+\begin{equation*}

+	\mathstrut_0F_1(;c-1;z) - \mathstrut_0F_1(;c;z) = \frac{z}{c(c-1)} \cdot \mathstrut_0F_1(;c+1;z)

+\end{equation*}

+eine Relation dazu ist.

+Wenn man für $f_i$ und $k_i$ die Annahme

+\begin{align*}

+	f_i =& \mathstrut_0F_1(;c+i;z)\\

+	k_i	=& \frac{1}{(c+i)(c+i-1)}

+\end{align*}

+trifft und in die Formel \eqref{0f1:math:rekursion:eq} einsetzt, erhält man:

+\begin{equation*}

+	\cfrac{\mathstrut_0F_1(;c+1;z)}{\mathstrut_0F_1(;c;z)} = \cfrac{1}{1+\cfrac{\cfrac{z}{c(c+1)}}{1+\cfrac{\cfrac{z}{(c+1)(c+2)}}{1+\cfrac{\cfrac{z}{(c+2)(c+3)}}{\cdots}}}}.

 \end{equation*}

-Umgeformt ergibt sich folgender Kettenbruch

+

+\subsubsection{Algorithmus}

+Da mit obigen Formeln nur ein Verhältnis zwischen $	\frac{\mathstrut_0F_1(;c+1;z)}{\mathstrut_0F_1(;c;z)}$ berechnet wurde, braucht es weitere Relationen um $\mathstrut_0F_1(;c;z)$ zu erhalten.

+So ergeben ähnliche Relationen nach Wolfram Alpha \cite{0f1:wolfram-0f1} den Kettenbruch

 \begin{equation}

 	\label{0f1:math:kettenbruch:0f1:eq}

 	\mathstrut_0F_1(;c;z) = 1 + \cfrac{\cfrac{z}{c}}{1+\cfrac{-\cfrac{z}{2(c+1)}}{1+\cfrac{z}{2(c+1)}+\cfrac{-\cfrac{z}{3(c+2)}}{1+\cfrac{z}{5(c+4)} + \cdots}}},

 \end{equation}

-der als Code (siehe: Listing \ref{0f1:listing:kettenbruchIterativ})  umgesetzt wurde. 

-\cite{0f1:wolfram-0f1}

+der als Code (Listing \ref{0f1:listing:kettenbruchIterativ})  umgesetzt wurde. 

+

 

 \lstinputlisting[style=C,float,caption={Iterativ umgesetzter Kettenbruch.},label={0f1:listing:kettenbruchIterativ},  firstline=8]{papers/0f1/listings/kettenbruchIterativ.c}

 

 \subsection{Rekursionsformel

 \label{0f1:subsection:rekursionsformel}}

-Wesentlich stabiler zur Berechnung eines Kettenbruches ist die Rekursionsformel. Nachfolgend wird die verkürzte Herleitung vom Kettenbruch zur Rekursionsformel aufgezeigt. Eine vollständige Schritt für Schritt Herleitung ist im Seminarbuch Numerik, im Kapitel Kettenbrüche zu finden. \cite{0f1:kettenbrueche}

+Wesentlich stabiler zur Berechnung eines Kettenbruches ist die Rekursionsformel. Nachfolgend wird die verkürzte Herleitung vom Kettenbruch zur Rekursionsformel aufgezeigt. Eine vollständige Schritt für Schritt Herleitung ist im Seminarbuch Numerik, im Kapitel Kettenbrüche \cite{0f1:kettenbrueche} zu finden.

 

 \subsubsection{Herleitung}

 Ein Näherungsbruch in der Form

@@ -68,7 +112,7 @@ lässt sich zu
 	\cfrac{A_k}{B_k} = \cfrac{b_{k+1}}{a_{k+1} + \cfrac{p}{q}} = \frac{b_{k+1} \cdot q}{a_{k+1} \cdot q + p}

 \end{align*}

 umformen.

-Dies lässt sich auch durch die folgende Matrizenschreibweise ausdrücken:

+Dies lässt sich auch durch die Matrizenschreibweise

 \begin{equation*}

 	\begin{pmatrix}

 		A_k\\

@@ -88,11 +132,12 @@ Dies lässt sich auch durch die folgende Matrizenschreibweise ausdrücken:
 	\end{pmatrix}.

 	%\label{0f1:math:rekursionsformel:herleitung}

 \end{equation*}

+ausdrücken.

 Wendet man dies nun auf den Kettenbruch in der Form

 \begin{equation*}

 	\frac{A_k}{B_k} = a_0 + \cfrac{b_1}{a_1+\cfrac{b_2}{a_2+\cfrac{\cdots}{\cdots+\cfrac{b_{k-1}}{a_{k-1} + \cfrac{b_k}{a_k}}}}}

 \end{equation*}

-an, ergibt sich folgende Matrixdarstellungen:

+an, ergibt sich die Matrixdarstellungen:

 

 \begin{align*}

 	\begin{pmatrix}

@@ -116,7 +161,7 @@ an, ergibt sich folgende Matrixdarstellungen:
 	\begin{pmatrix}

 		b_k\\

 		a_k

-	\end{pmatrix}

+	\end{pmatrix}.

 \end{align*}

 Nach vollständiger Induktion ergibt sich für den Schritt $k$, die Matrix

 \begin{equation}

@@ -135,15 +180,15 @@ Nach vollständiger Induktion ergibt sich für den Schritt $k$, die Matrix
 		a_k

 	\end{pmatrix}.

 \end{equation}

-Und Schlussendlich kann der Näherungsbruch

+Und schlussendlich kann der Näherungsbruch

 \[

 \frac{A_k}{B_k}

 \] 

 berechnet werden.

 

 

-\subsubsection{Lösung}

-Die Berechnung von $A_k, B_k$ \eqref{0f1:math:matrix:ende:eq} kann man auch ohne die Matrizenschreibweise aufschreiben: \cite{0f1:wiki-fraction}

+\subsubsection{Algorithmus}

+Die Berechnung von $A_k, B_k$ gemäss \eqref{0f1:math:matrix:ende:eq} kann man auch ohne die Matrizenschreibweise \cite{0f1:kettenbrueche} aufschreiben:

 \begin{itemize}

 \item Startbedingungen:

 \begin{align*}

@@ -162,10 +207,10 @@ B_{k+1} &= B_{k-1} \cdot b_k + B_k \cdot a_k
 \end{aligned}

 \]

 \item

-Näherungsbruch: \qquad$\displaystyle\frac{A_k}{B_k}$

+Näherungsbruch: \qquad$\displaystyle\frac{A_k}{B_k}$.

 \end{itemize}

 

-Ein grosser Vorteil dieser Umsetzung als Rekursionsformel ist \ref{0f1:listing:kettenbruchRekursion}, dass im Vergleich zum Code \ref{0f1:listing:kettenbruchIterativ} eine Division gespart werden kann und somit weniger Rundungsfehler entstehen können.

+Ein grosser Vorteil dieser Umsetzung als Rekursionsformel \eqref{0f1:listing:kettenbruchRekursion} ist, dass im Vergleich zum Code (Listing \ref{0f1:listing:kettenbruchIterativ}) eine Division gespart werden kann und somit weniger Rundungsfehler entstehen können.

 

 %Code

 \lstinputlisting[style=C,float,caption={Rekursionsformel für Kettenbruch.},label={0f1:listing:kettenbruchRekursion},  firstline=8]{papers/0f1/listings/kettenbruchRekursion.c}
\ No newline at end of file
diff --git a/buch/papers/0f1/teil3.tex b/buch/papers/0f1/teil3.tex
index 72b1b21..147668a 100644
--- a/buch/papers/0f1/teil3.tex
+++ b/buch/papers/0f1/teil3.tex
@@ -7,58 +7,53 @@
 \label{0f1:section:teil3}}

 \rhead{Resultate}

 Im Verlauf dieser Arbeit hat sich gezeigt, 

-das ein einfacher mathematischer Algorithmus zu implementieren gar nicht so einfach ist.

+das einen einfachen mathematischen Algorithmus zu implementieren gar nicht so einfach ist.

 So haben alle drei umgesetzten Ansätze Probleme mit grossen negativen $z$ in der Funktion $\mathstrut_0F_1(;c;z)$.

-Ebenso kann festgestellt werden, dass je grösser der Wert $z$ in $\mathstrut_0F_1(;c;z)$ wird, desto mehr weichen die berechneten Resultate von den Erwarteten ab \cite{0f1:wolfram-0f1}.

+Ebenso kann festgestellt werden, dass je grösser der Wert $z$ in $\mathstrut_0F_1(;c;z)$ wird, desto mehr weichen die berechneten Resultate von den Erwarteten \cite{0f1:wolfram-0f1} ab.

 

 \subsection{Konvergenz

 \label{0f1:subsection:konvergenz}}

-Es zeigt sich in Abbildung \ref{0f1:ausblick:plot:airy:konvergenz}, dass schon nach drei Iterationen ($k = 3$) die Funktionen schon genaue Resultate im Bereich von -2 bis 2 liefert. Ebenso kann festgestellt werden, dass der Kettenbruch schneller konvergiert und im positiven Bereich sogar mit der Referenzfunktion $Ai(x)$ übereinstimmt. Da die Rekursionsformel \ref{0f1:listing:kettenbruchRekursion} eine Abwandlung des Kettenbruches ist, verhalten sich die Funktionen in diesem Fall gleich.

+Es zeigt sich in Abbildung \ref{0f1:ausblick:plot:airy:konvergenz}, dass nach drei Iterationen ($k = 3$) die Funktionen genaue Resultate im Bereich von $-2$ bis $2$ liefert. Ebenso kann festgestellt werden, dass der Kettenbruch schneller konvergiert und im positiven Bereich mit der Referenzfunktion $\operatorname{Ai}(x)$ übereinstimmt. Da die Rekursionsformel eine Abwandlung des Kettenbruches ist, verhalten sich die Funktionen in diesem Fall gleich.

 

-Erst wenn mehrerer Iterationen gemacht werden, um die Genauigkeit zu verbessern, ist der Kettenbruch den anderen zwei Algorithmen, bezüglich Konvergenz überlegen. 

-Interessant ist auch, dass die Rekursionsformel nahezu gleich schnell wie die Potenzreihe konvergiert, aber sich danach einschwingt \ref{0f1:ausblick:plot:konvergenz:positiv}. Dieses Verhalten ist auch bei grösseren $z$ zu beobachten, allerdings ist dann die Differenz zwischen dem ersten lokalen Minimum von k bis zum Abbruch kleiner

-\ref{0f1:ausblick:plot:konvergenz:positiv}.

-Dieses Phänomen ist auf die Lösung der Rekursionsformel zurück zu führen\eqref{0f1:math:loesung:eq}. Da im Gegensatz die ganz kleinen Werte nicht zu einer Konvergenz wie beim Kettenbruch führen, sondern sich noch eine Zeit lang durch die Multiplikation aufschwingen.

+Erst wenn mehrerer Iterationen gerechnet werden, ist wie in Abbildung \ref{0f1:ausblick:plot:konvergenz:positiv} dargestellt, der Kettenbruch den anderen zwei Algorithmen bezüglich Konvergenz überlegen. Bei der Rekursionsformel muss beachtet werden, dass sie zwar erst nach 35 Approximationen gänzlich konvergiert, allerdings nach 27 Iterationen sich nicht mehr gross verändert.

+

+Ist $z$ negativ, wie in Abbildung \ref{0f1:ausblick:plot:konvergenz:negativ}, führt dies aufgrund des Vorzeichens zu alternierenden Termen. So steigt bei allen Algorithmen zuerst die Differenz zum erwarteten Endwert. Erst nach genügend Iterationen sind die Terme so klein, dass sie das Endresultat nicht mehr signifikant beeinflussen. Während die Potenzreihe zusammen mit dem Kettenbruch nach 34 Approximationen konvergiert, braucht die Rekursionsformel noch zwei Iterationen mehr.  

 

-Ist $z$ negativ wie im Abbild \ref{0f1:ausblick:plot:konvergenz:negativ}, führt dies zu einer Gegenseitigen Kompensation von negativen und positiven Termen so bricht die Rekursionsformel hier zusammen mit der Potenzreihe ab.

-Die ansteigende Differenz mit anschliessender, ist aufgrund der sich alternierenden Termen mit wechselnden Vorzeichens zu erklären.

 

 \subsection{Stabilität

 \label{0f1:subsection:Stabilitaet}}

-Verändert sich der Wert von z in $\mathstrut_0F_1(;c;z)$ gegen grössere positive Werte, wie zum Beispiel $c = 800$ liefert die Kettenbruch-Funktion \ref{0f1:listing:kettenbruchIterativ} \verb+inf+ zurück. Dies könnte durch ein Abbruchkriterien abgefangen werden. Allerdings würde das, bei grossen Werten zulasten der Genauigkeit gehen. Trotzdem könnte, je nach Anwendung, auf ein paar Nachkommastellen verzichtet werden.

-

-Wohingegen die Potenzreihe \eqref{0f1:listing:potenzreihe} das Problem hat, dass je mehr Terme berechnet werden, desto schneller wächst die Fakultät und irgendwann gibt es eine Bereichsüberschreitung von \verb+double+. Schlussendlich gibt das Unterprogramm das Resultat \verb+-nan(ind)+ zurück.

-Die Rekursionformel \eqref{0f1:listing:kettenbruchRekursion} liefert für sehr grosse positive Werte die genausten Ergebnisse, verglichen mit der GNU Scientific Library. Wie schon vermutet ist die Rekursionsformel, im positivem Bereich, der stabilste Algorithmus. Um die Stabilität zu gewährleisten, muss wie in Abbild \ref{0f1:ausblick:plot:konvergenz:positiv} dargestellt, die Iterationstiefe $k$ genug gross gewählt werden.

-

-Im negativem Bereich sind alle gewählten und umgesetzten Ansätze instabil. Grund dafür ist die Potenz von z, was zum Phänomen der Auslöschung führt \cite{0f1:SeminarNumerik}. Schön zu beobachten ist dies in der Abbildung \ref{0f1:ausblick:plot:airy:stabilitaet} mit der Airy-Funktion als Test. So sind sowohl der Kettenbruch, als auch die Rekursionsformel bis ungefähr $\frac{-15^3}{9}$ stabil. Dies macht auch Sinn, da beide auf der gleichen mathematischen Grundlage basieren. Danach verhält sich allerdings die Instabilität unterschiedlich. Das unterschiedliche Verhalten kann damit erklärt werden, dass beim Kettenbruch jeweils eine zusätzliche Division stattfindet. Diese Unterschiede sind auch in Abbildung \ref{0f1:ausblick:plot:konvergenz:positiv} festzustellen.

+Verändert sich der Wert von $z$ in $\mathstrut_0F_1(;c;z)$ gegen grössere positive Werte, wie zum Beispiel $c = 800$ liefert die Kettenbruch-Funktion (Listing \ref{0f1:listing:kettenbruchIterativ}) \verb+inf+ zurück. Dies könnte durch ein Abbruchkriterien abgefangen werden. Allerdings würde das bei grossen Werten zulasten der Genauigkeit gehen. Trotzdem könnte, je nach Anwendung, auf ein paar Nachkommastellen verzichtet werden.

 

+Wohingegen die Potenzreihe (Listing \ref{0f1:listing:potenzreihe}) das Problem hat, dass je mehr Terme berechnet werden, desto schneller wächst die Fakultät im Nenner. Dies führt zu einer Bereichsüberschreitung des \verb+double+ Bereiches \cite{0f1:double}, der spätesten ab $k=167$ eintritt. Schlussendlich gibt das Unterprogramm das Resultat \verb+-nan(ind)+ zurück.

+Die Rekursionformel \eqref{0f1:listing:kettenbruchRekursion} liefert für sehr grosse positive Werte die genausten Ergebnisse, verglichen mit der GNU Scientific Library. Wie schon vermutet ist die Rekursionsformel, im positivem Bereich, der stabilste Algorithmus. Um die Konvergenz zu gewährleisten, muss wie in Abbildung \ref{0f1:ausblick:plot:konvergenz:positiv} dargestellt, die Iterationstiefe $k$ genug gross gewählt werden.

 

+Im negativem Bereich sind alle gewählten und umgesetzten Ansätze instabil. Grund dafür ist die Potenz von $z$, was zum Phänomen der Auslöschung \cite{0f1:SeminarNumerik} führt. Schön zu beobachten ist dies in der Abbildung \ref{0f1:ausblick:plot:airy:stabilitaet} mit der Airy-Funktion als Test. So sind nach Abbildung \ref{0f1:ausblick:plot:airy:stabilitaet} die Potenzreihe, der Kettenbruch, als auch die Rekursionsformel, bis ungefähr $\frac{-15^3}{9}$ stabil. Dies macht auch Sinn, da alle Algorithmen auf der gleichen mathematischen Grundlage basieren. Danach verhält sich allerdings die Instabilität unterschiedlich. Diese programmiertechnischen Unterschiede sind auch in Abbildung \ref{0f1:ausblick:plot:konvergenz:positiv} und \ref{0f1:ausblick:plot:konvergenz:negativ} festzustellen.

 

 \begin{figure}

     \centering

     \includegraphics[width=0.8\textwidth]{papers/0f1/images/konvergenzAiry.pdf}

-    \caption{Konvergenz nach drei Iterationen, dargestellt anhand der Airy Funktion zu den Anfangsbedingungen $Ai(0)=1$ und $Ai'(0)=0$.

+    \caption{Konvergenz nach drei Iterationen, dargestellt anhand der Airy Funktion zu den Anfangsbedingungen $\operatorname{Ai}(0)=1$ und $\operatorname{Ai}'(0)=0$.

     \label{0f1:ausblick:plot:airy:konvergenz}}

 \end{figure}

 

 \begin{figure}

     \centering

     \includegraphics[width=0.8\textwidth]{papers/0f1/images/konvergenzPositiv.pdf}

-    \caption{Konvergenz: Logarithmisch dargestellte Differenz vom erwarteten Endresultat.

+    \caption{Konvergenz mit positivem $z$; Logarithmisch dargestellter absoluter Fehler.

     \label{0f1:ausblick:plot:konvergenz:positiv}}

 \end{figure}

 

 \begin{figure}

     \centering

     \includegraphics[width=0.8\textwidth]{papers/0f1/images/konvergenzNegativ.pdf}

-    \caption{Konvergenz: Logarithmisch dargestellte Differenz vom erwarteten Endresultat.

+    \caption{Konvergenz mit negativem $z$; Logarithmisch dargestellter absoluter Fehler.

     \label{0f1:ausblick:plot:konvergenz:negativ}}

 \end{figure}

 

 \begin{figure}

     \centering

     \includegraphics[width=1\textwidth]{papers/0f1/images/stabilitaet.pdf}

-    \caption{Stabilität der 3 Algorithmen verglichen mit der Referenz Funktion $Ai(x)$.

+    \caption{Stabilität der drei Algorithmen verglichen mit der Referenz Funktion $\operatorname{Ai}(x)$.

     \label{0f1:ausblick:plot:airy:stabilitaet}}

 \end{figure}

 

diff --git a/buch/papers/fm/00_modulation.tex b/buch/papers/fm/00_modulation.tex
index e2ba39f..982d63c 100644
--- a/buch/papers/fm/00_modulation.tex
+++ b/buch/papers/fm/00_modulation.tex
@@ -3,11 +3,22 @@
 %
 % (c) 2020 Prof Dr Andreas Müller, Hochschule Rapperswil
 %
+
+Durch die Modulation wird ein Nachrichtensignal \(m(t)\) auf ein Trägersignal (z.B. ein Sinus- oder Rechtecksignal) abgebildet (kombiniert).
+Durch dieses Auftragen vom Nachrichtensignal \(m(t)\) kann das modulierte Signal in einem gewünschten Frequenzbereich übertragen werden.
+Der ursprünglich Frequenzbereich des Nachrichtensignal \(m(t)\) erstreckt sich typischerweise von 0 Hz bis zur Bandbreite \(B_m\).
+Beim Empfänger wird dann durch Demodulation das ursprüngliche Nachrichtensignal \(m(t)\) so originalgetreu wie möglich zurückgewonnen.
+Beim Trägersignal \(x_c(t)\) handelt es sich um ein informationsloses Hilfssignal.
+Durch die Modulation mit dem Nachrichtensignal \(m(t)\) wird es zum modulierten zu übertragenden Signal.
+Für alle Erklärungen wird ein sinusförmiges Trägersignal benutzt, jedoch kann auch ein Rechtecksignal,
+welches Digital einfach umzusetzten ist, 
+genauso als Trägersignal genutzt werden kann.\cite{fm:NAT}
+
 \subsection{Modulationsarten\label{fm:section:modulation}}
 
 Das sinusförmige Trägersignal hat die übliche Form: 
 \(x_c(t) = A_c \cdot \cos(\omega_c(t)+\varphi)\).
-Wobei die konstanten Amplitude \(A_c\) und Phase \(\varphi\) vom Nachrichtensignal \(m(t)\) verändert wird.
+Wobei die konstanten Amplitude \(A_c\) und Phase \(\varphi\) vom Nachrichtensignal \(m(t)\) verändert werden können.
 Der Parameter \(\omega_c\), die Trägerkreisfrequenz bzw. die Trägerfrequenz \(f_c = \frac{\omega_c}{2\pi}\),
 steht nicht für die modulation zur verfügung, statt dessen kann durch ihn die Frequenzachse frei gewählt werden.
 \newblockpunct
@@ -25,6 +36,8 @@ die Phasenmodulation \(\varphi\) und dann noch die Momentankreisfrequenz \(\omeg
     \item PM
     \item FM
 \end{itemize}
+Um modulation zu Verstehen ist es am Anschaulichst mit der AM Amplitudenmodulation, 
+da Phasenmodulation und Frequenzmodulation den gleichen Parameter verändert vernachlässige ich die Phasenmodulation ganz.
 
 To do: Bilder jeder Modulationsart
 
diff --git a/buch/papers/fm/01_AM.tex b/buch/papers/fm/01_AM.tex
index 21927f5..714b9a0 100644
--- a/buch/papers/fm/01_AM.tex
+++ b/buch/papers/fm/01_AM.tex
@@ -11,19 +11,61 @@ Nun zur Amplitudenmodulation verwenden wir das bevorzugte Trägersignal
 \[
     x_c(t) = A_c \cdot \cos(\omega_ct).
 \]
-Dies bringt den grossen Vorteil das, dass modulierend Signal sämtliche Anteile im Frequenzspektrum inanspruch nimmt 
-und das Trägersignal nur  zwei komplexe Schwingungen besitzt. 
+Dies bringt den grossen Vorteil das, dass modulierend Signal sämtliche Anteile im Frequenzspektrum in Anspruch nimmt 
+und das Trägersignal nur zwei komplexe Schwingungen besitzt. 
 Dies sieht man besonders in der Eulerischen Formel
 \[
     x_c(t) = \frac{A_c}{2} \cdot e^{j\omega_ct}\;+\;\frac{A_c}{2} \cdot e^{-j\omega_ct}.
+    \label{fm:eq:AM:euler}
 \]
 Dabei ist die negative Frequenz der zweiten komplexen Schwingung zwingend erforderlich, damit in der Summe immer ein reellwertiges Trägersignal ergibt.
 Nun wird der Parameter \(A_c\) durch das  Modulierende Signal \(m(t)\) ersetzt, wobei so \(m(t) \leqslant |1|\) normiert wurde.
-\newline
-\newline
+
+Dabei entseht wine Umhüllende kurve die unserem ursprünglichen signal \(m(t)\) entspricht.
+\[
+    x_c(t) = m(t) \cdot \cos(\omega_ct).
+\]
+
+\begin{figure}
+	\centering
+	\input{papers/fm/Python animation/m_t.pgf}
+	\caption{modulierende Signal \(m(t)\)}
+	\label{fig:bessel}
+\end{figure}
+%
 TODO:
+Bilder 
 Hier beschrieib ich was AmplitudenModulation ist und mache dan den link zu Frequenzmodulation inkl Formel \[\cos( \cos x)\]
 so wird beschrieben das daraus eigentlich \(x_c(t) = A_c \cdot \cos(\omega_i)\) wird und somit \(x_c(t) = A_c \cdot \cos(\omega_c + \frac{d \varphi(t)}{dt})\).
 Da \(\sin \) abgeleitet \(\cos \) ergibt, so wird aus dem \(m(t)\) ein \( \frac{d \varphi(t)}{dt}\)  in der momentan frequenz. \[ \Rightarrow \cos( \cos x) \]
+\subsection{Frequenzspektrum}
+Das Frequenzspektrum ist eine Darstellung von einem Signal im Frequenzbereich, das heisst man erkennt welche Frequenzen in einem Signal vorhanden sind.
+Dafür muss man eine Fouriertransformation vornehmen. 
+Wird aus dieser Gleichung \eqref{fm:eq:AM:euler}die Fouriertransformation vorggenommen, so erhält man
 
-\subsection{Frequenzspektrum}
\ No newline at end of file
+%
+%Ein Ziel der Modulation besteht darin, mehrere Nachrichtensignale von verschiedenen Sendern gleichzeitig
+%in verschiedenen Frequenzbereichen über den gleichen Kanal zu senden. Um dieses Frequenzmultiplexing
+%störungsfrei und mit eine Vielzahl von Teilnehmern durchführen zu können, muss die spektrale Beschaffen-
+%heit der modulierten Signale möglichst gut bekannt sein.
+%Dank des Modulationssatzes der Fouriertransformation lässt sich das Spektrum eines gewöhnlichen AM Si-
+%gnals sofort bestimmen:
+%A c μ
+%F
+%·(M n (ω−ω c ) + M n (ω+ω c )) (5.5)
+%A c ·(1+μm n (t))·cos(ω c t) ❝ s A c π (δ(ω−ω c ) + δ(ω+ω c )) +
+%2
+%Das zweiseitige Spektrum des Nachrichtensignals M (ω) wird mit dem Faktor A 2 c μ gewichtet und einmal
+%nach +ω c und einmal nach −ω c verschoben. Dies führt im Vergleich zum Basisbandsignal zu einer Verdop-
+%pelung der Bandbreite mit je einem Seitenband links und rechts der Trägerfrequenz. Weiter beinhaltet das
+%Amplitudendichtespektrum je eine Deltafunktion mit Gewicht A c π an den Stellen ±ω c , d.h. ein fester, nicht-
+%modulierter Amplitudenanteil bei der eigentlichen Trägerfrequenz.
+%Das Amplitudendichtespektrum ist im nachfolgenden Graphen für A c = 1 und μ = 100% dargestellt.5.3. Gewöhnliche Amplitudenmodulation
+%47
+%Abbildung 5.12: Amplitudendichtespektrum von gewöhnlicher AM
+%Für das Nachrichtensignal wurde in diesem Graph mit einem Keil symbolhaft ein Amplitudendichtespektrum
+%|M (ω)| gewählt, bei welchem der Anteil auf der positiven und jener auf der negativen Frequenzachse visuell
+%gut auseinandergehalten werden können. Ein solch geformtes Spektrum wird aber in der Praxis kaum je
+%auftreten: bei periodischen Testsignalen besteht das Nachrichtensignal aus einem Linienspektrum, bei einem
+%Energiesignal mit zufälligem Verlauf aus einem kontinuierlichen Spektrum, welches jedoch nicht auf diese
+%einfache Art geformt sein wird
\ No newline at end of file
diff --git a/buch/papers/fm/02_FM.tex b/buch/papers/fm/02_FM.tex
index fedfaaa..a01fb69 100644
--- a/buch/papers/fm/02_FM.tex
+++ b/buch/papers/fm/02_FM.tex
@@ -6,9 +6,65 @@
 \section{FM
 \label{fm:section:teil1}}
 \rhead{FM}
-\subsection{Frequenzspektrum}
-TODO
-Hier Beschreiben ich FM und FM im Frequenzspektrum.
+\subsection{Frequenzmodulation}
+(skript Nat ab Seite 60)
+Als weiterer Parameter, um ein sinusförmiges Trägersignal \(x_c = A_c \cdot \cos(\omega_c t + \varphi)\) zu modulieren,
+bietet sich neben der Amplitude \(A_c\) auch der Phasenwinkel \(\varphi\) oder die momentane Frequenzabweichung \(\frac{d\varphi}{dt}\) an.
+Bei der Phasenmodulation (Englisch: phase modulation, PM) erzeugt das Nachrichtensignal \(m(t)\) eine Phasenabweichung \(\varphi(t)\) des modulierten Trägersignals im Vergleich zum nicht-modulierten Träger. Sie ist pro-
+%portional zum Nachrichtensignal \(m(t)\) durch eine Skalierung mit der Phasenhubkonstanten (Englisch: phase deviation constant) 
+%k p [rad],
+%welche die Amplitude des Nachrichtensignals auf die Phasenabweichung des
+%modulierten Trägersignals abbildet: φ(t) = k p · m(t). Damit ergibt sich für das phasenmodulierte Trägersi-
+%gnal:
+%x PM (t) = A c · cos (ω c t + k p · m(t))
+%(5.16)
+%Die modulierte Phase φ(t) verändert dabei auch die Momentanfrequenz (Englisch: instantaneous frequency)
+%ω i
+%, welche wie folgt berechnet wird:
+%f i = 2π
+%ω i (t) = ω c +
+%d φ(t)
+%dt
+%(5.17)
+%Bei der Frequenzmodulation (Englisch: frequency modulation, FM) ist die Abweichung der momentanen
+%Kreisfrequenz ω i von der Trägerkreisfrequenz ω c proportional zum Nachrichtensignal m(t). Sie ergibt sich,
+%indem m(t) mit der (Kreis-)Frequenzhubkonstanten (Englisch: frequency deviation constant) k f [rad/s] ska-
+%liert wird: ω i (t) = ω c + k f · m(t). Diese sich zeitlich verändernde Abweichung von der Kreisfrequenz ω c
+%verursacht gleichzeitig auch Schwankungen der Phase φ(t), welche wie folgt berechnet wird:
+%φ(t) =
+%Z t
+%−∞
+%ω i (τ ) − ω c dτ =
+%Somit ergibt sich für das frequenzmodulierte Trägersignal:
+%
+%Z t
+%−∞
+%x FM (t) = A c · cos  ω c t + k f
+%k f · m(t) dτ
+%Z t
+%−∞
+%
+%m(τ ) dτ 
+%(5.18)
+%(5.19)
+%Die Phase φ(t) hat dabei einen kontinuierlichen Verlauf, d.h. das FM-modulierte Signal x FM (t) weist keine
+%Stellen auf, wo sich die Phase sprunghaft ändert. Aus diesem Grund spricht man bei frequenzmodulierten
+%Signalen – speziell auch bei digitalen FM-Signalen – von einer Modulation mit kontinuierlicher Phase (Eng-
+%lisch: continuous phase modulation).
+%Wie aus diesen Ausführungen hervorgeht, sind Phasenmodulation und Frequenzmodulation äquivalente Mo-
+%dulationsverfahren. Beide variieren sowohl die Phase φ wie auch die Momentanfrequenz ω i . Dadurch kann
+%man leider nicht – wie vielleicht erhofft – je mit einem eigenen Nachrichtensignal ein gemeinsames Trägersi-
+%gnal unabhängig PM- und FM-modulieren, ohne dass sich diese Modulationen für den Empfänger untrennbar
+%vermischen würden.
+%
+%Um die mathematische Behandlung der nicht-linearen Winkelmodulation etwas zu verkürzen, ist es aufgrund
+%dieser Äquivalenzen gerechtfertigt, dass PM und FM gemeinsam behandelt werden. Jeweils vor der Modu-
+%lation bzw. nach der Demodulation kann dann noch eine Differentiation oder Integration durchgeführt wird,
+%um von der einen Modulationsart zur anderen zu gelangen.
+%\subsection{Frequenzbereich}
+%Nun
+%TODO
+%Hier Beschreiben ich FM und FM im Frequenzspektrum.
 %Sed ut perspiciatis unde omnis iste natus error sit voluptatem
 %accusantium doloremque laudantium, totam rem aperiam, eaque ipsa
 %quae ab illo inventore veritatis et quasi architecto beatae vitae
diff --git a/buch/papers/fm/03_bessel.tex b/buch/papers/fm/03_bessel.tex
index 5f85dc6..3c2cb71 100644
--- a/buch/papers/fm/03_bessel.tex
+++ b/buch/papers/fm/03_bessel.tex
@@ -67,7 +67,7 @@ Mit dem \eqref{fm:eq:addth1} wird aus dem modulierten Signal
     =
     \cos(\omega_c t + \beta\sin(\omega_mt))
     =
-    \cos(\omega_c t)\cos(\beta\sin(\omega_m t))-\sin(\omega_ct)\sin(\beta\sin(\omega_m t)).
+    \cos(\omega_c t)\cos(\beta\sin(\omega_m t)) - \sin(\omega_ct)\sin(\beta\sin(\omega_m t)).
     \label{fm:eq:start}
 \]
 %-----------------------------------------------------------------------------------------------------------
@@ -89,23 +89,34 @@ mit hilfe der Besselindentität \eqref{fm:eq:besselid1} zum
 \end{align*}
 %intertext{}   Funktioniert nicht.
 wobei mit dem Additionstheorem \eqref{fm:eq:addth2} \(A = \omega_c t\) und \(B = 2k\omega_m t \) ersetzt wurden.
+Nun kann die Summe in zwei Summen 
 \begin{align*}
     c(t)
     &=
-    J_0(\beta) \cdot \cos(\omega_c t) + \sum_{k=1}^\infty J_{2k}(\beta) \{ \underbrace{\cos((\omega_c - 2k \omega_m) t)} \,+\, \cos((\omega_c + 2k \omega_m) t) \}
+    J_0(\beta) \cdot \cos(\omega_c t) + \sum_{k=1}^\infty J_{2k}(\beta) \cos((\omega_c - 2k \omega_m) t) \,+\, \cos((\omega_c + 2k \omega_m) t) \}
     \\
     &=
-    \sum_{k=-\infty}^{-1} J_{2k}(\beta)  \overbrace{\cos((\omega_c +2k \omega_m) t)} 
-    \,+\,J_0(\beta)\cdot \cos(\omega_c t+ 2\cdot0 \omega_m) 
+    \sum_{k=\infty}^{1} J_{2k}(\beta)  \underbrace{\cos((\omega_c - 2k \omega_m) t)} 
+    \,+\,J_0(\beta)\cdot \cos(\omega_c t) 
     \,+\, \sum_{k=1}^\infty J_{2k}(\beta)\cos((\omega_c + 2k \omega_m) t) 
 \end{align*}
-wird.
-Das Minus im Ersten Term wird  zur negativen Summe \(\sum_{-\infty}^{-1}\) ersetzt.
-Da \(2k\) immer gerade ist, wird es durch alle negativen und positiven Ganzzahlen \(n\) ersetzt:
+aufgeteilt werden.
+Wenn bei der ersten Summe noch \(k\) von \(-\infty \to -1\) läuft, wird diese summe zu \(\sum_{k=-1}^{-\infty} J_{-2k}(\beta)  {\cos((\omega_c + 2k \omega_m) t)} \)
+Zudem kann die Besselindentität \eqref{fm:eq:besselid3} gebraucht werden.  \(n \) wird  mit \(2k\) ersetzt, da dies immer gerade ist so gilt: \(J_{-n}(\beta) = J_n(\beta)\)
+Somit bekommt man zwei gleiche Summen
+\begin{align*}
+    c(t)
+    &=
+    \sum_{k=-\infty}^{-1} J_{2k}(\beta) \cos((\omega_c + 2k \omega_m) t)
+    \,+\,J_0(\beta)\cdot \cos(\omega_c t+ 2 \cdot 0 \omega_m) 
+    \,+\, \sum_{k=1}^\infty J_{2k}(\beta)\cos((\omega_c + 2k \omega_m) t) 
+\end{align*}
+Diese können wir vereinfachter schreiben,
 \begin{align*}
     \sum_{n\, \text{gerade}} J_{n}(\beta) \cos((\omega_c + n \omega_m) t),
     \label{fm:eq:gerade}
 \end{align*}
+da \(2k\) für alle negativen, wie positiven geraden Zahlen zählt.
 %----------------------------------------------------------------------------------------------------------------
 \subsubsection{Sin-Teil}
 Nun zum zweiten Teil des Term \eqref{fm:eq:start}, den Sin-Teil
@@ -157,14 +168,14 @@ jedoch so \(-1 \cdot J_{-n}(\beta) = J_n(\beta)\) und daraus wird dann:
     \sum_{n=- \infty}^{-1} J_{n}(\beta)  \cos((\omega_c + n \omega_m) t)
     \,+\, \sum_{n=1}^\infty J_{n}(\beta) \cos((\omega_c + n\omega_m) t)
 \end{align*}
-Da \(n\) immer ungerade ist und \(0\) nicht zu den ungeraden zahlen zählt, kann man dies so vereinfacht 
+Da \(n\) immer ungerade ist und \(0\) nicht zu den ungeraden Zahlen zählt, kann man dies so vereinfacht 
 \[
     s(t)
     =
-    \sum_{n\, \text{ungerade}} -1 \cdot J_{n}(\beta) \cos((\omega_c + n\omega_m) t).
+    \sum_{n\, \text{ungerade}} J_{n}(\beta) \cos((\omega_c + n\omega_m) t).
     \label{fm:eq:ungerade}
 \]
-schreiben.
+, mit allen positiven und negativen Ganzzahlen schreiben.
 %------------------------------------------------------------------------------------------
 \subsubsection{Summe Zusammenführen}
 Beide Teile \eqref{fm:eq:gerade} Gerade 
@@ -179,7 +190,7 @@ ergeben zusammen
 \[
     \cos(\omega_ct+\beta\sin(\omega_mt))
     =
-    \sum_{k= -\infty}^\infty J_{k}(\beta) \cos((\omega_c+k\omega_m)t).
+    \sum_{k= -\infty}^\infty J_{n}(\beta) \cos((\omega_c+ n\omega_m)t).
 \]
 Somit ist \eqref{fm:eq:proof} bewiesen.
 \newpage
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index 74f1011..4074765 100644
--- a/buch/papers/fm/Python animation/Bessel-FM.ipynb
+++ b/buch/papers/fm/Python animation/Bessel-FM.ipynb
@@ -11,11 +11,12 @@
     "from scipy.fft import fft, ifft, fftfreq\n",
     "import scipy.special as sc\n",
     "import scipy.fftpack\n",
+    "import matplotlib.pyplot as plt\n",
     "import matplotlib as mpl\n",
     "# Use the pgf backend (must be set before pyplot imported)\n",
-    "mpl.use('pgf')\n",
-    "import matplotlib.pyplot as plt\n",
-    "from matplotlib.widgets import Slider\n",
+    "# mpl.use('pgf')\n",
+    "\n",
+    "\n",
     "def fm(beta):\n",
     "    # Number of samplepoints\n",
     "    N = 600\n",
@@ -27,7 +28,7 @@
     "    #beta = 1.0\n",
     "    y_old = np.sin(fc * 2.0*np.pi*x+beta*np.sin(fm * 2.0*np.pi*x))\n",
     "    y = 0*x;\n",
-    "    xf = fftfreq(N, 1 / 400)\n",
+    "    xf = fftfreq(N, 1 / N)\n",
     "    for k in range (-4, 4):\n",
     "        y = sc.jv(k,beta)*np.sin((fc+k*fm) * 2.0*np.pi*x)\n",
     "        yf = fft(y)/(fc*np.pi)\n",
@@ -42,12 +43,24 @@
   },
   {
    "cell_type": "code",
-   "execution_count": 114,
+   "execution_count": 6,
    "metadata": {},
    "outputs": [
     {
      "data": {
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-    "x = np.array([r * np.cos(theta) for r in radius])\n",
-    "y = np.array([r * np.sin(theta) for r in radius])\n",
-    "z = np.array([drumhead_height(1, 1, r, theta, 0.5) for r in radius])\n",
-    "\n",
-    "import matplotlib.pyplot as plt\n",
-    "fig = plt.figure()\n",
-    "ax = fig.add_axes(rect=(0, 0.05, 0.95, 0.95), projection='3d')\n",
-    "ax.plot_surface(x, y, z, rstride=1, cstride=1, cmap='RdBu_r', vmin=-0.5, vmax=0.5)\n",
-    "ax.set_xlabel('X')\n",
-    "ax.set_ylabel('Y')\n",
-    "ax.set_xticks(np.arange(-1, 1.1, 0.5))\n",
-    "ax.set_yticks(np.arange(-1, 1.1, 0.5))\n",
-    "ax.set_zlabel('Z')\n",
     "\n",
+    "x = np.linspace(0,0.1,2000)\n",
+    "y = np.sin(100 * 2.0*np.pi*x+1.5*np.sin(30 * 2.0*np.pi*x))\n",
+    "plt.plot(x, y, '-')\n",
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       "text/plain": [
        "<Figure size 432x288 with 1 Axes>"
       ]
@@ -181,11 +176,24 @@
     }
    ],
    "source": [
+    "ratio = 2\n",
+    "first = 1\n",
+    "(length,)  = x.shape\n",
+    "slop = int(length/6)\n",
+    "second = ratio-first\n",
+    "odd = ratio % 2\n",
     "\n",
-    "x = np.linspace(0,0.1,1000)\n",
-    "y = np.sin(100 * 2.0*np.pi*x+1.5*np.sin(30 * 2.0*np.pi*x))\n",
-    "plt.plot(x, y, '-')\n",
-    "plt.show()"
+    "first = int(first * length/ratio) \n",
+    "second = int( second * length/ratio) + odd\n",
+    "slop = np.array(np.append(np.zeros(first-slop) , (np.arange(slop))/slop))\n",
+    "#steep = np.ones(int(first * length/ratio)+ odd) - np.exp(-np.arange(int(first * length/ratio) + odd)/200)\n",
+    "steep = (np.ones(first) + slop)*0.5\n",
+    "\n",
+    "step = np.append(steep,  np.ones(second))\n",
+    "m = np.sin(5 * 2.0 * np.pi * x) * step \n",
+    "plt.plot(x, step, '-')\n",
+    "plt.plot(x, m, '-')\n",
+    "plt.savefig('m_t.pgf', format='pgf')"
    ]
   }
  ],
diff --git a/buch/papers/fm/Python animation/Bessel-FM.py b/buch/papers/fm/Python animation/Bessel-FM.py
index cf30e16..cb35ebd 100644
--- a/buch/papers/fm/Python animation/Bessel-FM.py
+++ b/buch/papers/fm/Python animation/Bessel-FM.py
@@ -4,39 +4,45 @@ from scipy.fft import fft, ifft, fftfreq
 import scipy.special as sc
 import scipy.fftpack
 import matplotlib.pyplot as plt
-from matplotlib.widgets import Slider
-
-# Number of samplepoints
-N = 600
-# sample spacing
-T = 1.0 / 800.0
-x = np.linspace(0.01, N*T, N)
-beta = 1.0
-y_old = np.sin(100.0 * 2.0*np.pi*x+beta*np.sin(50.0 * 2.0*np.pi*x))
-y = 0*x;
-xf = fftfreq(N, 1 / 400)
-for k in range (-5, 5):
-    y = sc.jv(k,beta)*np.sin((100.0+k*50) * 2.0*np.pi*x)
-    yf = fft(y)
-    plt.plot(xf, np.abs(yf))
-
-axbeta =plt.axes([0.25, 0.1, 0.65, 0.03])
-beta_slider = Slider(
-ax=axbeta,
-label="Beta",
-valmin=0.1,
-valmax=3,
-valinit=beta,
-)
-
-def update(val):
-    line.set_ydata(fm(beta_slider.val))
-    fig.canvas.draw_idle()
+import matplotlib as mpl
+# Use the pgf backend (must be set before pyplot imported)
+mpl.use('pgf')
 
+from matplotlib.widgets import Slider
+def fm(beta):
+    # Number of samplepoints
+    N = 600
+    # sample spacing
+    T = 1.0 / 1000.0
+    fc = 100.0
+    fm = 30.0
+    x = np.linspace(0.01, N*T, N)
+    #beta = 1.0
+    y_old = np.sin(fc * 2.0*np.pi*x+beta*np.sin(fm * 2.0*np.pi*x))
+    y = 0*x;
+    xf = fftfreq(N, 1 / N)
+    for k in range (-4, 4):
+        y = sc.jv(k,beta)*np.sin((fc+k*fm) * 2.0*np.pi*x)
+        yf = fft(y)/(fc*np.pi)
+        plt.plot(xf, np.abs(yf))
+    plt.xlim(-150, 150)
+    #plt.savefig('bessel.pgf', format='pgf')
+    plt.show()
 
-beta_slider.on_changed(update)
-plt.show()
+fm(1)
 
-yf_old = fft(y_old)
-plt.plot(xf, np.abs(yf_old))
-plt.show()
\ No newline at end of file
+# Bessel-Funktion
+for n in range (-2,4):
+    x = np.linspace(-11,11,1000)
+    y = sc.jv(n,x)
+    plt.plot(x, y, '-',label='n='+str(n))
+#plt.plot([1,1],[sc.jv(0,1),sc.jv(-1,1)],)
+plt.xlim(-10,10)
+plt.grid(True)
+plt.ylabel('Bessel $J_n(\\beta)$')
+plt.xlabel(' $ \\beta $ ')
+plt.plot(x, y)
+plt.legend()
+#plt.show()
+plt.savefig('bessel.pgf', format='pgf')
+print(sc.jv(0,1))
\ No newline at end of file
diff --git a/buch/papers/fm/Python animation/m_t.pgf b/buch/papers/fm/Python animation/m_t.pgf
new file mode 100644
index 0000000..edcfb33
--- /dev/null
+++ b/buch/papers/fm/Python animation/m_t.pgf
@@ -0,0 +1,746 @@
+%% Creator: Matplotlib, PGF backend
+%%
+%% To include the figure in your LaTeX document, write
+%%   \input{<filename>.pgf}
+%%
+%% Make sure the required packages are loaded in your preamble
+%%   \usepackage{pgf}
+%%
+%% Also ensure that all the required font packages are loaded; for instance,
+%% the lmodern package is sometimes necessary when using math font.
+%%   \usepackage{lmodern}
+%%
+%% Figures using additional raster images can only be included by \input if
+%% they are in the same directory as the main LaTeX file. For loading figures
+%% from other directories you can use the `import` package
+%%   \usepackage{import}
+%%
+%% and then include the figures with
+%%   \import{<path to file>}{<filename>.pgf}
+%%
+%% Matplotlib used the following preamble
+%%   \usepackage{fontspec}
+%%   \setmainfont{DejaVuSerif.ttf}[Path=\detokenize{/home/joshua/.local/lib/python3.8/site-packages/matplotlib/mpl-data/fonts/ttf/}]
+%%   \setsansfont{DejaVuSans.ttf}[Path=\detokenize{/home/joshua/.local/lib/python3.8/site-packages/matplotlib/mpl-data/fonts/ttf/}]
+%%   \setmonofont{DejaVuSansMono.ttf}[Path=\detokenize{/home/joshua/.local/lib/python3.8/site-packages/matplotlib/mpl-data/fonts/ttf/}]
+%%
+\begingroup%
+\makeatletter%
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+}%
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+\end{pgfscope}%
+\end{pgfscope}%
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+\begin{pgfscope}%
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+}%
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+\end{pgfscope}%
+\end{pgfscope}%
+\begin{pgfscope}%
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+\pgfsetstrokecolor{textcolor}%
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+\begin{pgfscope}%
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+\definecolor{currentfill}{rgb}{0.000000,0.000000,0.000000}%
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+}%
+\begin{pgfscope}%
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+}%
+\begin{pgfscope}%
+\pgfsys@transformshift{0.750000in}{2.353169in}%
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+\end{pgfscope}%
+\end{pgfscope}%
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+\definecolor{textcolor}{rgb}{0.000000,0.000000,0.000000}%
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+\pgftext[x=0.343533in, y=2.300407in, left, base]{\color{textcolor}\sffamily\fontsize{10.000000}{12.000000}\selectfont 0.25}%
+\end{pgfscope}%
+\begin{pgfscope}%
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+\pgfusepath{stroke,fill}%
+}%
+\begin{pgfscope}%
+\pgfsys@transformshift{0.750000in}{2.696355in}%
+\pgfsys@useobject{currentmarker}{}%
+\end{pgfscope}%
+\end{pgfscope}%
+\begin{pgfscope}%
+\definecolor{textcolor}{rgb}{0.000000,0.000000,0.000000}%
+\pgfsetstrokecolor{textcolor}%
+\pgfsetfillcolor{textcolor}%
+\pgftext[x=0.343533in, y=2.643594in, left, base]{\color{textcolor}\sffamily\fontsize{10.000000}{12.000000}\selectfont 0.50}%
+\end{pgfscope}%
+\begin{pgfscope}%
+\pgfsetbuttcap%
+\pgfsetroundjoin%
+\definecolor{currentfill}{rgb}{0.000000,0.000000,0.000000}%
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+\pgfusepath{stroke,fill}%
+}%
+\begin{pgfscope}%
+\pgfsys@transformshift{0.750000in}{3.039541in}%
+\pgfsys@useobject{currentmarker}{}%
+\end{pgfscope}%
+\end{pgfscope}%
+\begin{pgfscope}%
+\definecolor{textcolor}{rgb}{0.000000,0.000000,0.000000}%
+\pgfsetstrokecolor{textcolor}%
+\pgfsetfillcolor{textcolor}%
+\pgftext[x=0.343533in, y=2.986780in, left, base]{\color{textcolor}\sffamily\fontsize{10.000000}{12.000000}\selectfont 0.75}%
+\end{pgfscope}%
+\begin{pgfscope}%
+\pgfsetbuttcap%
+\pgfsetroundjoin%
+\definecolor{currentfill}{rgb}{0.000000,0.000000,0.000000}%
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+\end{pgfscope}%
+\begin{pgfscope}%
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+\end{pgfpicture}%
+\makeatother%
+\endgroup%
diff --git a/buch/papers/fm/Quellen/NaT_Skript_20210920.pdf b/buch/papers/fm/Quellen/NaT_Skript_20210920.pdf
new file mode 100644
index 0000000..b9acc1f
--- /dev/null
+++ b/buch/papers/fm/Quellen/NaT_Skript_20210920.pdf
diff --git a/buch/papers/fm/main.tex b/buch/papers/fm/main.tex
index 731f56f..0c98427 100644
--- a/buch/papers/fm/main.tex
+++ b/buch/papers/fm/main.tex
@@ -14,20 +14,9 @@
 Die Frequenzmodulation ist eine Modulation die man auch schon im alten Radio findet. 
 Falls du dich an die Zeit erinnerst, konnte man zwischen \textit{FM-AM} Umschalten, 
 dies bedeutete so viel wie: \textit{F}requenz-\textit{M}odulation und \textit{A}mplituden-\textit{M}odulation.
-Durch die Modulation wird ein Nachrichtensignal \(m(t)\) auf ein Trägersignal (z.B. ein Sinus- oder Rechtecksignal) abgebildet (kombiniert).
-Durch dieses Auftragen vom Nachrichtensignal \(m(t)\) kann das modulierte Signal in einem gewünschten Frequenzbereich übertragen werden.
-Der ursprünglich Frequenzbereich des Nachrichtensignal \(m(t)\) erstreckt sich typischerweise von 0 Hz bis zur Bandbreite \(B_m\).
-\newline
-Beim Empfänger wird dann durch Demodulation das ursprüngliche Nachrichtensignal \(m(t)\) so originalgetreu wie möglich zurückgewonnen.
-\newline
-Beim Trägersignal \(x_c(t)\) handelt es sich um ein informationsloses Hilfssignal.
-Durch die Modulation mit dem Nachrichtensignal \(m(t)\) wird es zum modulierten zu übertragenden Signal.
-Für alle Erklärungen wird ein sinusförmiges Trägersignal benutzt, jedoch kann auch ein Rechtecksignal,
-welches Digital einfach umzusetzten ist, 
-genauso als Trägersignal genutzt werden kann.
-Zuerst wird erklärt was \textit{FM-AM} ist, danach wie sich diese im Frequenzspektrum verhalten.
-Erst dann erklär ich dir wie die Besselfunktion mit der Frequenzmodulation( acro?) zusammenhängt.
-Nun zur Modulation im nächsten Abschnitt.\cite{fm:NAT}
+Um das Thema einwenig einzuschränken werde ich leider nichts über die Vertiefte, (Physikalische) zusammenhänge oder die Demodulation aufzeigen. 
+Dieses Kapitel soll nurdie Frequenzmodulation und ihren zusammenhang mit der Besselfunktion erklären.
+Aber zuerst einmal zur Modulation selbst, wie funktioniert diese Mathematisch.
 
 
 \input{papers/fm/00_modulation.tex}
diff --git a/buch/papers/kreismembran/Makefile b/buch/papers/kreismembran/Makefile
index ce3c89f..a13f2cf 100644
--- a/buch/papers/kreismembran/Makefile
+++ b/buch/papers/kreismembran/Makefile
@@ -4,6 +4,6 @@
 # (c) 2020 Prof Dr Andreas Mueller
 #
 
-images:
-	@echo "no images to be created in kreismembran"
+images/TikzSaite.pdf: images/TikzSaite.tex
+	cd images && pdflatex TikzSaite.tex
 
diff --git a/buch/papers/kreismembran/images/TikzSaite.pdf b/buch/papers/kreismembran/images/TikzSaite.pdf
new file mode 100644
index 0000000..f95ceb9
--- /dev/null
+++ b/buch/papers/kreismembran/images/TikzSaite.pdf
diff --git a/buch/papers/kreismembran/images/TikzSaite.tex b/buch/papers/kreismembran/images/TikzSaite.tex
new file mode 100644
index 0000000..bf3d8f6
--- /dev/null
+++ b/buch/papers/kreismembran/images/TikzSaite.tex
@@ -0,0 +1,57 @@
+% vim: ts=2 sw=2 et :
+\documentclass[tikz, border=2mm]{standalone}
+
+\usepackage{times}
+\usepackage{txfonts}
+
+\begin{document}
+  \begin{tikzpicture}[
+      axis/.style = {very thick, -latex},
+      axis tick/.style = {
+        draw, draw = black, fill = black, rectangle,
+        inner sep = 0pt,
+        minimum height = 2mm,
+        minimum width = 1pt,
+      },
+      string/.style = {
+        ultra thick, draw = black,
+      },
+      string end/.style = {
+        string, circle, fill = gray,
+        inner sep = 0pt, minimum size = 1mm,
+      },
+      force/.style = {
+        very thick, draw = gray, -latex,
+      },
+    ]
+
+    % axes
+    \draw[axis] (0, 0) -- (8cm, 0) node[right] {$x$};
+    \draw[axis] (0, 0) -- (0, 5cm) node[above] {$u(x, t)$};
+
+    % axes ticks
+    \node[axis tick, label = {-90:$x_0$}] at (2cm, 0) {};
+    \node[axis tick, label = {-90:$x_0 + dx$}] at (6cm, 0) {};
+
+    % string
+    \coordinate (A) at (2cm, 2cm);
+    \coordinate (B) at (6cm, 4cm);
+
+    \draw[string] (A) to[out = 40, in = 200] (B);
+
+    \draw[force] (A) -- ++(220:15mm) node[gray, below right] {$T_1$};
+    \draw[force] (B) -- ++(20:15mm) node[gray, above left] {$T_2$};
+
+    \draw[dashed, gray, thick] (A) -- ++(-15mm, 0);
+    \draw[gray, thick] (A) ++ (-7mm,0) arc (180:220:7mm)
+      node[midway, left] {$\alpha$};
+
+    \draw[dashed, gray, thick] (B) -- ++(15mm, 0);
+    \draw[gray, thick] (B) ++ (7mm,0) arc (0:20:7mm)
+      node[pos = 0, below] {$\beta$};
+
+    \node[string end, label={110:$P_1$}] at (A) {};
+    \node[string end, label={110:$P_2$}] at (B) {};
+
+  \end{tikzpicture}
+\end{document}
diff --git a/buch/papers/kreismembran/references.bib b/buch/papers/kreismembran/references.bib
index 3d9d0c1..65173f8 100644
--- a/buch/papers/kreismembran/references.bib
+++ b/buch/papers/kreismembran/references.bib
@@ -89,4 +89,10 @@
 	type = {Dissertation},
 	author = {{Eric John Ruggiero Doctor of Philosophy In Mechanical Engineering}},
 	date = {2005},
+}
+
+@online{noauthor_laplace_nodate,
+	title = {Laplace Transform of Bessel Function of the First Kind of Order Zero - {ProofWiki}},
+	url = {https://proofwiki.org/wiki/Laplace_Transform_of_Bessel_Function_of_the_First_Kind_of_Order_Zero},
+	urldate = {2022-08-15},
 }
\ No newline at end of file
diff --git a/buch/papers/kreismembran/teil0.tex b/buch/papers/kreismembran/teil0.tex
index c6dac06..e962aab 100644
--- a/buch/papers/kreismembran/teil0.tex
+++ b/buch/papers/kreismembran/teil0.tex
@@ -7,9 +7,9 @@
 \rhead{Membran}
 Eine Membran oder selten ein Schwingblatt ist laut Duden \cite{kreismembran:Duden:Membran} ein ``dünnes Blättchen aus Metall, Papier o. Ä., das durch seine Schwingungsfähigkeit geeignet ist, Schallwellen zu übertragen \dots''. 
 Ein dünnes Blättchen aus Metall zeig jedoch nicht die selben dynamischen Eigenschaften wie ein gespanntes Stück Papier. 
-Beschreibt man das dynamische Verhalten, muss zwischen einer dünnen Platte und einer Membrane unterschieden werden \cite{kreismembran:membrane_vs_thin_plate}. 
-Eine dünne Platte zum Beispiel aus Metall, wirkt selbst entgegen ihrer Deformation sobald sie gekrümmt wird. 
-Eine Membran auf der anderen Seite besteht aus einem Material, welches sich ohne Kraftaufwand verbiegen lässt wie zum Beispiel Papier. 
+Beschreibt man das dynamische Verhalten, muss zwischen einer dünnen Platte und einer Membran unterschieden werden \cite{kreismembran:membrane_vs_thin_plate}. 
+Eine dünne Platte zum Beispiel aus Metall, wirkt selbst entgegen ihrer Deformation, sobald sie gekrümmt wird. 
+Eine Membran auf der anderen Seite besteht aus einem Material, welches sich ohne Kraftaufwand verbiegen lässt, wie zum Beispiel Papier. 
 Bevor Papier als schwingende Membran betrachtet werden kann, wird jedoch noch eine Spannung $ T $ benötigt, welche das Material daran hindert, aus der Ruhelage gebracht zu werden. 
 
 Ein geläufiges Beispiel einer Kreismembran ist eine runde Trommel. 
@@ -28,11 +28,11 @@ Das untersuchte Modell erfüllt folgende Eigenschaften:
 	Durch die konstante Elastizität ist die ganze Membran unter gleichmässiger Spannung $ T $.
 	\item Die Membran ist perfekt flexibel. 
 	Damit ist gemeint, dass die Membran ohne Kraftaufwand verbogen werden kann. 
-	Die Membran ist dadurch nicht allein stehend schwingfähig, hierzu muss sie gespannt werden mit einer Kraft $ T $.
+	Die Membran ist dadurch nicht allein stehend schwingfähig, hierzu muss sie mit einer Kraft $ T $ gespannt werden.
 	\item Die Membran kann sich nur in Richtung ihrer Normalen in kleinem Ausmass auslenken.
 	Auslenkungen in der Ebene der Membran sind nicht möglich.
 	\item Die Membran erfährt keine Art von Dämpfung. 
-	Die Membran wird also nicht durch ihr umliegendes Medium abgebremst noch erfährt sie Wärmeverluste durch Deformation.
+	Die Membran wird also nicht durch ihr umliegendes Medium abgebremst noch erfährt sie Reibungsverluste durch Deformation.
 	
 \end{enumerate}
 
@@ -42,7 +42,8 @@ Die Verbindung zwischen Membran und Saite ist intuitiv ersichtlich, stellt man s
 \begin{figure}
 	
 	\begin{center}		
-		\includegraphics[width=5cm,angle=-90]{papers/kreismembran/images/Saite.pdf}
+		% \includegraphics[width=5cm,angle=-90]{papers/kreismembran/images/Saite.pdf}
+		\includegraphics[]{papers/kreismembran/images/TikzSaite.pdf}
 		\caption{Infinitesimales Stück einer Saite}
 		\label{kreismembran:im:Saite}
 	\end{center}	
@@ -64,7 +65,7 @@ befolgen. Die senkrecht wirkenden Kräfte werden mit $ T_1 $ und $ T_2 $ ausgedr
 \begin{equation*}
 	T_2 \sin \beta - T_1 \sin \alpha = \rho dx \frac{\partial^2 u}{\partial t^2} .
 \end{equation*}
-Die Gleichung wird durch $ T $ dividiert, wobei $ T $ nach \ref{kreismembran:eq:no_translation} geschickt gewählt wird. Somit kann
+Die Gleichung wird durch $ T $ dividiert, wobei $ T $ nach \eqref{kreismembran:eq:no_translation} geschickt gewählt wird. Somit kann
 \begin{equation*}
 	\frac{T_2 \sin \beta}{T_2 \cos \beta} - \frac{T_1 \sin \alpha}{T_1 \cos \alpha} = \frac{\rho dx}{T} \frac{\partial^2 u}{\partial t^2}
 \end{equation*}
@@ -91,4 +92,4 @@ Damit resultiert die in der Literatur gebräuchliche Form
 	\frac{1}{c^2}\frac{\partial^2u}{\partial t^2} = \Delta u.
 \end{equation}
 In dieser Form ist die Gleichung auch gültig für eine Membran. 
-Für den Fall einer Membran muss lediglich der Laplace-Operator $\Delta$ in zwei Dimensionen gerechnet werden.
\ No newline at end of file
+Für den Fall einer Membran muss lediglich der Laplace-Operator $\Delta$ in zwei Dimensionen verwendet werden.
\ No newline at end of file
diff --git a/buch/papers/kreismembran/teil1.tex b/buch/papers/kreismembran/teil1.tex
index f6ba7d1..a9b2fad 100644
--- a/buch/papers/kreismembran/teil1.tex
+++ b/buch/papers/kreismembran/teil1.tex
@@ -7,7 +7,7 @@
 \section{Lösungsmethode 1: Separationsmethode 
 	\label{kreismembran:section:teil1}}
 \rhead{Lösungsmethode 1: Separationsmethode}
-An diesem Punkt bleibt also nur noch die Lösung der partiellen Differentialgleichung. In diesem Abschnitt wird sie mit Hilfe der Separationsmethode gelöst.
+An diesem Punkt bleibt also ``nur'' noch die Lösung der partiellen Differentialgleichung. In diesem Abschnitt wird sie mit Hilfe der Separationsmethode gelöst.
 
 \subsection{Aufgabestellung\label{sub:aufgabestellung}}
 Wie im vorherigen Abschnitt gezeigt, lautet die partielle Differentialgleichung, die die Schwingungen einer Membran beschreibt:
@@ -30,7 +30,7 @@ Da es sich um eine Kreisscheibe handelt, werden Polarkoordinaten verwendet, so d
 ergibt.
 
 Es wird eine runde elastische Membran berücksichtigt, die das Gebiet $\Omega$ abdeckt und am Rand $\Gamma$ befestigt ist.
-Es wirken keine äusseren Kräfte. Es handelt sich somit von einer kreisförmligen eingespannten homogenen schwingenden Membran nach den Annahmen von \ref{kreimembran:annahmen}.
+Es wirken keine äusseren Kräfte. Es handelt sich somit von einer kreisförmligen eingespannten homogenen schwingenden Membran nach den Annahmen von Abschnitt \ref{kreimembran:annahmen}.
 
 Daher ist die Membranabweichung im Punkt $(r,\varphi)$ $\in$ $\overline{\rm \Omega}$ zum Zeitpunkt $t$:
 \begin{align*}
@@ -50,9 +50,9 @@ Nun wird das in Abschnitt \ref{sub:aufgabestellung} vorgestellte Problem mit Hil
 \subsubsection{Ansatz der Separation der Variablen\label{subsub:ansatz_separation}}
 Hierfür wird folgenden Ansatz gemacht:
 \begin{equation*}
-	u(r,\varphi, t) = F(r)G(\varphi)T(t)
+	u(r,\varphi, t) = F(r)G(\varphi)T(t).
 \end{equation*}
-Dank der Randbedingungen kann gefordert werden, dass $F(R)=0$ ist, und natürlich, dass $G(\varphi)$ $2\pi$ periodisch ist. Eingesetzt in der Differenzialgleichung ergibt sich:
+Dank der Randbedingungen kann gefordert werden, dass $F(R)=0$ ist, und natürlich, dass $G(\varphi)$ $2\pi$-periodisch ist. Eingesetzt in der Differenzialgleichung ergibt sich nach Division durch $u$:
 \begin{equation*}
 	\frac{1}{c^2}\frac{T''(t)}{T(t)}=-\kappa^2=\frac{F''(r)}{F(r)}+\frac{1}{r}\frac{F'(r)}{F(r)}+\frac{1}{r^2}\frac{G''(\varphi)}{G(\varphi)}.
 \end{equation*}
@@ -71,9 +71,9 @@ In der zweiten Gleichung hängt die linke Seite nur von $r$ ab, während die rec
 \end{align*}
 
 \subsubsection{Lösung für $G(\varphi)$\label{subsub:lösung_G}}
-Da für die zweite Gleichung Lösungen von Schwingungen erwartet werden, für die $G''(\varphi)=-\omega^2 G(\varphi)$ gilt, schreibt man die gemeinsame Konstante als $\nu=-\omega^2$, was die Formeln später vereinfacht. Also:
+Da für die zweite Gleichung Lösungen von Schwingungen erwartet werden, für die $G''(\varphi)=-n^2 G(\varphi)$ gilt, schreibt man die gemeinsame Konstante als $\nu=-n^2$, was die Formeln später vereinfacht. $n$ muss auch eine ganze Zahl sein, weil  $G(\varphi)$ sonst nicht $2\pi$-periodisch ist. Also:
 \begin{equation*}
- G(\varphi) = C_n \cos(\nu\varphi) + D_n \sin(\nu\varphi)
+ G(\varphi) = C_n \cos(n\varphi) + D_n \sin(n\varphi)
  \label{eq:cos_sin_überlagerung}
 \end{equation*}
 
@@ -85,17 +85,20 @@ Die Gleichung für $F$ hat die Gestalt (Verweis auf \label{buch:differentialglei
 \end{align}
 Wie bereits in Kapitel \ref{buch:differntialgleichungen:section:bessel} gezeigt, sind die Bessel-Funktionen
 \begin{equation*}
-	J_{\nu}(x) = r^\nu \displaystyle\sum_{m=0}^{\infty} \frac{(-1)^m x^{2m}}{2^{2m+\nu}m! \Gamma (\nu + m+1)}
+	J_{n}(x) = r^n \displaystyle\sum_{m=0}^{\infty} \frac{(-1)^m x^{2m}}{2^{2m+n}m! \Gamma (n + m+1)}
 \end{equation*}
 Lösungen der Besselschen Differenzialgleichung
 \begin{equation*}
-	x^2 y'' + xy' + (\kappa^2 - \nu^2)y = 0
+	x^2 y'' + xy' + (\kappa^2 - n^2)y = 0
 \end{equation*}
 Die Funktionen $F(r) = J_n(\kappa r)$ lösen die Differentialgleichung \eqref{eq:2nd_degree_PDE}.
 
 \subsubsection{Lösung für $T(t)$\label{subsub:lösung_T}}
-Die Differenzialgleichung $T''(t) + c^2\kappa^2T(t) = 0$, wird auf ähnliche Weise gelöst wie $G(\varphi)$. 
-
+Die Differenzialgleichung $T''(t) + c^2\kappa^2T(t) = 0$, wird auf ähnliche Weise gelöst wie $G(\varphi)$. Um eine Einschränkung der möglichen Frequenzen zu erhalten und die Lösung als Reihe schreiben zu können, muss die folgende homogene Randbedingung definiert werden: 
+\begin{equation*}
+	u\big|_{\Gamma} = 0 \quad \text{für} \quad 0 \leq \varphi \leq 2\pi,\quad t \geq 0,
+\end{equation*}
+welche die $\kappa$ auf mögliche werte $\kappa_{mn}$ einschränkt.
 \subsubsection{Zusammenfassung der Lösungen\label{subsub:zusammenfassung_lösungen}}
 Durch Überlagerung aller Ergebnisse erhält man die Lösung
 \begin{align}
@@ -120,5 +123,7 @@ für die Anzahl der Knotenlinien steht. Es gibt bestimmte Bereiche auf der Membr
 		\label{buch:pde:kreis:fig:pauke}}
 \end{figure}
 
-
+\begin{center}
+	* \quad *\quad *
+\end{center}
 An diesem Punkt stellte sich die Frage, ob es möglich wäre, die partielle Differentialgleichung mit einer anderen Methode als der der Trennung der Variablen zu lösen. Nach einer kurzen Recherche wurde festgestellt, dass eine weitere Methode die Transformationsmethode ist, genauer gesagt die Anwendung der Hankel-Transformation. Im nächsten Kapitel wird daher diese Integraltransformation vorgestellt und entwickelt, und es wird erläutert, warum sie für diese Art von Problem geeignet ist.
diff --git a/buch/papers/kreismembran/teil2.tex b/buch/papers/kreismembran/teil2.tex
index ec27bd3..4ceeb84 100644
--- a/buch/papers/kreismembran/teil2.tex
+++ b/buch/papers/kreismembran/teil2.tex
@@ -7,12 +7,12 @@
 
 Hermann Hankel (1839--1873) war ein deutscher Mathematiker, der für seinen Beitrag zur mathematischen Analysis und insbesondere für die nach ihm benannte Transformation bekannt ist.
 Diese Transformation tritt bei der Untersuchung von Funktionen auf, die nur von der Entfernung des Ursprungs abhängen.
-Er untersuchte auch Funktionen, jetzt Hankel- oder Bessel- Funktionen genannt, der dritten Art.
+Er untersuchte auch Funktionen, jetzt Hankel- oder Bessel-Funktionen genannt, der dritten Art.
 Die Hankel-Transformation, die die Bessel-Funktion enthält, taucht natürlich bei achsensymmetrischen Problemen auf, die in zylindrischen Polarkoordinaten formuliert sind.
 In diesem Abschnitt werden die Theorie der Transformation und einige Eigenschaften der Grundoperationen erläutert.
 
 \subsubsection{Definition der Hankel-Transformation \label{subsub:hankel_tansformation}}
-Wir führen die Definition der Hankel-Transformation \cite{lokenath_debnath_integral_2015} aus der zweidimensionalen Fourier-Transformation und ihrer Umkehrung ein, die durch:
+Wir führen die Definition der Hankel-Transformation \cite{lokenath_debnath_integral_2015} aus der zweidimensionalen Fourier-Trans\-formation und ihrer Umkehrung ein, die durch:
 \begin{align}
 	\mathscr{F}\{f(x,y)\} & = F(k,l)=\frac{1}{2\pi}\int_{-\infty}^{\infty}\int_{-\infty}^{\infty}e^{-i( \bm{\kappa}\cdot \mathbf{r})}f(x,y) \; dx \; dy,\label{equation:fourier_transform}\\
 	\mathscr{F}^{-1}\{F(x,y)\} & = f(x,y)=\frac{1}{2\pi}\int_{-\infty}^{\infty}\int_{-\infty}^{\infty}e^{i(\bm{\kappa}\cdot \mathbf{r})}F(k,l) \; dx \; dy \label{equation:inv_fourier_transform}
@@ -49,13 +49,13 @@ wo $\tilde{f}_n(\kappa)$ ist die \textit{Hankel-Transformation} von $f(r)$ und i
 \subsubsection{Inverse Hankel-Transformation \label{subsub:inverse_hankel_tansformation}}
 Wie bei der Entwicklung der Hankel-Transformation können auch für die Umkehrformel Analogien zur Fourier-Transformation hergestellt werden. Vergleicht man die beiden Transformationen, so stellt man fest, dass sie sehr ähnlich sind, wenn man den Term $J_n(\kappa r)$ der Hankel-Transformation durch $e^{-i( \bm{\kappa}\cdot \mathbf{r})}$ der Fourier-Transformation ersetzt. Diese beide Funktionen sind orthogonal, und bei orthogonalen Matrizen genügt bekanntlich die Transponierung, um sie zu invertieren. Da das Skalarprodukt der Bessel-Funktionen jedoch nicht dasselbe ist wie das der Exponentialfunktionen, muss man durch $\kappa\; d\kappa$ statt nur durch $d\kappa$ integrieren, um die Umkehrfunktion zu erhalten.
 
-Von \eqref{equation:hankel} also ist, die inverse \textit{Hankel-Transformation} so definiert:
+Die inverse \textit{Hankel-Transformation} ist also als 
 \begin{align}
 	\mathscr{H}^{-1}_n\{\tilde{f}_n(\kappa)\}=f(r)=\int_{0}^{\infty}\kappa J_n(\kappa r) \tilde{f}_n(\kappa) \; d\kappa.
 	\label{equation:inv_hankel}
 \end{align}
+definiert.
 
-Anstelle von $\tilde{f}_n(\kappa)$, wird häufig einfach $\tilde{f}(\kappa)$ für die Hankel-Transformation verwendet, indem die Ordnung angegeben wird.
 Die Integrale \eqref{equation:hankel} und \eqref{equation:inv_hankel} existieren für bestimmte grosse Klassen von Funktionen, die normalerweise in physikalischen Anwendungen vorkommen.
 
 Alternativ dazu kann die berühmte Hankel-Integralformel 
diff --git a/buch/papers/kreismembran/teil3.tex b/buch/papers/kreismembran/teil3.tex
index a9dcd95..d143ec7 100644
--- a/buch/papers/kreismembran/teil3.tex
+++ b/buch/papers/kreismembran/teil3.tex
@@ -60,19 +60,23 @@ so dass $\tilde{g}(\kappa)\equiv 0$ und
 	\tilde{f}(\kappa)=Aa\int_{0}^{\infty}r(a^2 + r^2)^{-\frac{1}{2}} J_0 (\kappa r) \; dr=\frac{Aa}{\kappa}e^{-a\kappa}.
 \end{equation*}
 
-Aus der Laplace-Transformation und unter Verwendung der Skalierungseigenschaft ergibt sich, dass
+\noindent Die formale Lösung  \eqref{eq:formale_lösung} lautet also
+\begin{align}
+	u(r,t)=Aa\int_{0}^{\infty}e^{-a\kappa} J_0(\kappa r)\cos(c\kappa t) \; dk=AaRe\int_{0}^{\infty}e^{-\kappa(a+ict)} J_0(\kappa r) \; dk.
+	\label{form_lösung2_step1}
+\end{align}
 
+\noindent Aus der Laplace-Transformation und unter Verwendung der Skalierungseigenschaft \cite{noauthor_laplace_nodate} ergibt sich, dass
 \begin{align*}
-	\int_{0}^{\infty}e^{-px} J_0(\kappa x) \; dx = \frac{1}{\sqrt{\kappa^2 + p^2}}.
+	\int_{0}^{\infty}e^{-px} J_0(\kappa x) \; dx = \frac{1}{\sqrt{\kappa^2 + p^2}},
 \end{align*}	
 
-Die formale Lösung  \eqref{eq:formale_lösung} lautet also
-\begin{align*}
-	u(r,t)&=Aa\int_{0}^{\infty}e^{-a\kappa} J_0(\kappa r)\cos(c\kappa t) \; dk=AaRe\int_{0}^{\infty}e^{-\kappa(a+ict)} J_0(\kappa r) \; dk\\
-	&=AaRe\left\{r^2+\left(a+ict\right)^2\right\}^{-\frac{1}{2}}.
-\end{align*}
+\noindent \eqref{form_lösung2_step1} kann somit vereinfacht werden in:
+\begin{equation*}
+	u(r,t)=AaRe\left\{r^2+\left(a+ict\right)^2\right\}^{-\frac{1}{2}}.
+\end{equation*}
 
-Nimmt man jedoch die allgemeine Lösung durch Überlagerung, 
+\noindent Nimmt man jedoch die allgemeine Lösung durch Überlagerung, 
 
 \begin{align}
 	u(r, t) = \displaystyle\sum_{m=1}^{\infty} J_0 (k_{m}r)[a_{m}\cos(c \kappa_{m} t)+b_{m}\sin(c \kappa_{m} t)]
@@ -84,6 +88,6 @@ kann man die Lösungsmethoden 1 und 2 vergleichen.
 \label{kreismembran:vergleich}}
 Bei der Analyse der Gleichungen \eqref{eq:lösung_endliche_generelle} und \eqref{eq:lösung_unendliche_generelle} fällt sofort auf, dass die Gleichung \eqref{eq:lösung_unendliche_generelle} nicht mehr von $m$ und $n$ abhängt, sondern nur noch von $n$ \cite{nishanth_p_vibrations_2018}. 
 Das macht Sinn, denn $n$ beschreibt die Anzahl der Knotenlinien, welche unter der Annahme einer rotationssymmetrischen Lösung nicht vorhanden sein können. Tatsächlich werden $a_{m0}$, $b_{m0}$ und $\kappa_{m0}$ in $a_m$, $b_m$ bzw. $\kappa_m$ umbenannt. Die beiden Termen $\cos(n\varphi)$ und $\sin(n\varphi)$ verschwinden ebenfalls, da für $n=0$ der $\cos(n\varphi)$ gleich 1 und der $\sin(n \varphi)$ gleich 0 ist.
-Die Funktion hängt also nicht mehr von der Besselfunktionen $n$-ter Ordnung ab, sondern nur von der nullter Ordnung. 
+Die Funktion hängt also nicht mehr von der Bessel-Funktionen $n$-ter Ordnung ab, sondern nur von der nullter Ordnung. 
 
 
diff --git a/buch/papers/kreismembran/teil4.tex b/buch/papers/kreismembran/teil4.tex
index 01a6029..d6aa54f 100644
--- a/buch/papers/kreismembran/teil4.tex
+++ b/buch/papers/kreismembran/teil4.tex
@@ -8,13 +8,13 @@
 
 Um numerisch das Verhalten einer Membran zu ermitteln, muss eine numerische Darstellung definiert werden.
 Die Membran wird hier in Form der Matrix $  U $ digitalisiert.
-Jedes Element  $ U_{ij} $ steh für die Auslenkung der Membran $ u(x,y,t) $ an der Stelle $ \{x,y\}=\{i,j\} $.
-Zwischen benachbarten Elementen in der Matrix $ U $ liegt immer der Abstand $ dh $, eine Inkrementierung von $ i $ oder $ j $ entspricht somit einem Schritt in Richtung $ x $ oder $ y $ von Länge $ dh $ auf der Membran.
-Die zeitliche Dimension wird in Form des Array $  U[] $ aus $ z \times U $ Matrizen dargestellt, wobei $ z $ der Anzahl Zeitschritten entspricht.
-Das Element auf Zeile $ i $, Spalte $ j $ der $ w $-ten Matrix von $ U[] $ also $ U[w]_{ij} $ entspricht somit der Auslenkung $ u(i,j,w) $.
+Jedes Element  $ U_{ij} $ steht für die Auslenkung der Membran $ u(x,y,t) $ an der Stelle $ \{x,y\}=\{i,j\} $.
+Zwischen benachbarten Elementen in der Matrix $ U $ liegt immer der Abstand $ dh $, eine Inkrementierung von $ i $ oder $ j $ ist somit einem Schritt in Richtung $ x $ oder $ y $ von Länge $ dh $ auf der Membran.
+Die zeitliche Dimension wird in Form des Array $  U[] $ aus $ z \times U $ Matrizen dargestellt, wobei $ z $ die Anzahl von Zeitschritten ist.
+Das Element auf Zeile $ i $, Spalte $ j $ der $ w $-ten Matrix von $ U[] $ also $ U[w]_{ij} $ ist somit die Auslenkung $ u(i,j,w) $.
 Da die DGL von zweiter Ordnung ist, reicht eine Zustandsvariabel pro Membran-Element nicht aus. 
 Es wird neben der Auslenkung auch die Geschwindigkeit jedes Membran-Elementes benötigt um den Zustand eindeutig zu beschreiben. 
-Dazu existiert neben $ U[] $ ein analoger Array $ V[] $ welcher die Geschwindigkeiten aller Membran-Elementen repräsentiert. 
+Dazu existiert neben $ U[] $ ein analoger Array $ V[] $ welcher die Geschwindigkeiten aller Membran-Elemente repräsentiert. 
 $ V[w]_{ij} $ entspricht also $ \dot{u}(i,j,w) $. 
 Der Zustand einer Membran zum Zeitpunkt $ w $ wird mit $ X[w] $ beschrieben, was $ U[w] $ und $ V[w] $ beinhaltet.
 
@@ -25,7 +25,7 @@ Die Folgeposition $ U[w+1] $ ergibt sich als
 \begin{equation}
 	U[w+1] =  U[w] + dt \cdot V[w],
 \end{equation} 
-also die Ausgangslage $ + $ die Strecke welche während des Zeitintervall mit der Geschwindigkeit des Elementes zurückgelegt wurde. 
+also die Ausgangslage plus die Strecke welche während des Zeitintervall mit der Geschwindigkeit des Elementes zurückgelegt wurde. 
 Neben der Position muss auch die Geschwindigkeit aktualisiert werden.
 Analog zur Folgeposition wird
 \begin{equation*}
@@ -40,7 +40,7 @@ Die Geschwindigkeit des Folgezustandes kann somit mit
 	V[w+1] = V[w] + dt \cdot \Delta_h U \cdot c^2
 \end{equation}
 berechnet werden.
-Während $ c^2 $ lediglich eine Material spezifische Konstante ist, muss noch erläutert werden, wie der diskrete Laplace-Operator für $ \Delta_h u $ definiert ist.
+Während $ c^2 $ lediglich eine Material spezifische Konstante ist, muss noch erläutert werden, wie der diskrete Laplace-Operator für $ \Delta_h u $ definiert ist. Dieses Verfahren wird Euler-Methode genannt.
 
 \subsection{Diskreter Laplace-Operator $\Delta_h$}
 Die diskrete Ableitung zweiter Ordnung kann mit Hilfe der Taylor-Reihen-Entwicklung als
@@ -93,9 +93,9 @@ Der Folgezustand kann also mit den Gleichungen
 	\label{kreismembran:eq:folge_V}
 	V[w+1] &= (V[w] + dt \cdot \Delta_h u \cdot c^2)\odot M
 \end{align}
-berechnet werden.
+berechnet werden. Das Symbol $\odot$ steht hier für eine elementweise Matrixmultiplikation (Hadamard-Produkt)
 \subsubsection{Simulation}
-Mit den gegebenen Gleichungen \ref{kreismembran:eq:folge_U} und \ref{kreismembran:eq:folge_V} das Verhalten der Membran mit einem Loop über das zu untersuchende Zeitintervall berechnet werden. 
+Mit den gegebenen Gleichungen \eqref{kreismembran:eq:folge_U} und \eqref{kreismembran:eq:folge_V} das Verhalten der Membran mit einem Loop über das zu untersuchende Zeitintervall berechnet werden. 
 In der Abbildung \ref{kreismembran:im:simres_rund} sind Simulationsresultate zu sehen.
 Die erste Figur zeigt die Ausgangslage gefolgt von den Auslenkungen nach jeweils $ 50 $ weiteren Iterationsschritten.
 Es ist zu erkennen, wie sich die Störung vom Zentrum an den Rand ausbreitet.
@@ -120,7 +120,7 @@ Erreicht die Störung den Rand, wird sie reflektiert und nähert sich dem Zentru
 Um eine unendlich grosse Membran zu simulieren, könnte der unpraktische Weg gewählt werden, die Matrix unendlich gross zu definieren, dies wird jedoch spätestens bei der numerischen Berechnung seine Probleme mit sich bringen.
 Etwas geeigneter ist es, die Matrix so gross wie möglich zu definieren, wie es die Kapazitäten erlauben.
 Wenn anschliessend nur das Verhalten im Zentrum, bei der Störung beobachtet wird, verhaltet sich die Membran wie eine unendliche. 
-Dies aber nur bis die Störung am Rand reflektiert wird und wieder das innere zu beobachtende Zentrum beeinflusst.
+Dies aber nur bis die Störung am Rand reflektiert wird und wieder das Zentrum beeinflusst.
 Soll erst gar keine Reflexion entstehen, muss ein Absorber modelliert werden welcher die Störung möglichst ohne Reflexion aufnimmt.
 
 \subsubsection{Absorber}
@@ -132,15 +132,15 @@ Der Spielraum welcher dem Absorber übrig bleibt ist die Art der Überganges.
 Bei der endlichen kreisförmigen Membran hat die Maske $M$ einen binären Übergang von Membran zu Rand bezweckt.
 Anstelle dieses abrupten Wechsels wird nun eine Maske definiert, welche graduell von Membran $1$ zu Rand-Element $0$ wechselt.
 Die Elemente werden auf Basis ihres Abstand $r$ zum Zentrum definiert. 
-Der Abstand entspricht 
+Der Abstand ist 
 \begin{equation*}
 	r(i,j) = \sqrt{|i-\frac{m}{2}|^2+|j-\frac{n}{2}|^2},
 \end{equation*} 
-wobei $ m $ und $n$ den Dimensionen der Matrix entsprechen.
-Für einen Stufenlosen Übergang werden die Elemente der Maske auf 
+wobei $ m $ und $n$ die Dimensionen der Matrix sind.
+Für einen stufenlosen Übergang werden die Elemente der Maske auf 
 
 \begin{align}
-	M_{ij} = \begin{cases} 1-e^{(r(i,j)-b)a} & \text{wenn $x > b$} \\
+	M_{ij} = \begin{cases} 1-e^{(r(i,j)-b)a} & \text{$x > b$} \\
 		0 & \text{sonst} \end{cases}
 \end{align}
 gesetzt.
@@ -184,7 +184,7 @@ Die DGL \ref{kreismembran:Ausgang_DGL} welche simuliert wird geht jedoch von der
 \section{Schlusswort}
 Auch wenn ein physikalisches Verhalten bereits durch Annahmen und Annäherungen deutlich vereinfacht wird, bestehen auch dann noch eine Vielzahl von Lösungsansätzen.
 Lösungen einer unendlich grosse Membran scheinen fern der Realität zu sein, doch dies darf es im Sinne der Mathematik.
-Und wer weis, für eine Ameise auf einem Trampolin ist eine unendliche Membran vielleicht eine ganz gute Annäherung. 
+Und wer weiss, für eine Ameise auf einem Trampolin ist eine unendliche Membran vielleicht eine ganz gute Annäherung. 
 
 
 
diff --git a/buch/papers/kugel/Makefile b/buch/papers/kugel/Makefile
index f798a55..995206b 100644
--- a/buch/papers/kugel/Makefile
+++ b/buch/papers/kugel/Makefile
@@ -5,5 +5,6 @@
 #
 
 images:
-	@echo "no images to be created in kugel"
+	$(MAKE) -C ./figures/povray/
+	$(MAKE) -C ./figures/tikz/
 
diff --git a/buch/papers/kugel/figures/flux.pdf b/buch/papers/kugel/figures/flux.pdf
new file mode 100644
index 0000000..6a87288
--- /dev/null
+++ b/buch/papers/kugel/figures/flux.pdf
diff --git a/buch/papers/kugel/images/Makefile b/buch/papers/kugel/figures/povray/Makefile
index 4226dab..4226dab 100644
--- a/buch/papers/kugel/images/Makefile
+++ b/buch/papers/kugel/figures/povray/Makefile
diff --git a/buch/papers/kugel/figures/povray/curvature.jpg b/buch/papers/kugel/figures/povray/curvature.jpg
new file mode 100644
index 0000000..6448966
--- /dev/null
+++ b/buch/papers/kugel/figures/povray/curvature.jpg
diff --git a/buch/papers/kugel/images/curvature.maxima b/buch/papers/kugel/figures/povray/curvature.maxima
index 6313642..6313642 100644
--- a/buch/papers/kugel/images/curvature.maxima
+++ b/buch/papers/kugel/figures/povray/curvature.maxima
diff --git a/buch/papers/kugel/figures/povray/curvature.png b/buch/papers/kugel/figures/povray/curvature.png
new file mode 100644
index 0000000..20268f2
--- /dev/null
+++ b/buch/papers/kugel/figures/povray/curvature.png
diff --git a/buch/papers/kugel/images/curvature.pov b/buch/papers/kugel/figures/povray/curvature.pov
index 3b15d77..3b15d77 100644
--- a/buch/papers/kugel/images/curvature.pov
+++ b/buch/papers/kugel/figures/povray/curvature.pov
diff --git a/buch/papers/kugel/images/curvgraph.m b/buch/papers/kugel/figures/povray/curvgraph.m
index 75effd6..75effd6 100644
--- a/buch/papers/kugel/images/curvgraph.m
+++ b/buch/papers/kugel/figures/povray/curvgraph.m
diff --git a/buch/papers/kugel/images/spherecurve.cpp b/buch/papers/kugel/figures/povray/spherecurve.cpp
index 8ddf5e5..8ddf5e5 100644
--- a/buch/papers/kugel/images/spherecurve.cpp
+++ b/buch/papers/kugel/figures/povray/spherecurve.cpp
diff --git a/buch/papers/kugel/figures/povray/spherecurve.jpg b/buch/papers/kugel/figures/povray/spherecurve.jpg
new file mode 100644
index 0000000..cd2e7c8
--- /dev/null
+++ b/buch/papers/kugel/figures/povray/spherecurve.jpg
diff --git a/buch/papers/kugel/images/spherecurve.m b/buch/papers/kugel/figures/povray/spherecurve.m
index 99d5c9a..99d5c9a 100644
--- a/buch/papers/kugel/images/spherecurve.m
+++ b/buch/papers/kugel/figures/povray/spherecurve.m
diff --git a/buch/papers/kugel/images/spherecurve.maxima b/buch/papers/kugel/figures/povray/spherecurve.maxima
index 1e9077c..1e9077c 100644
--- a/buch/papers/kugel/images/spherecurve.maxima
+++ b/buch/papers/kugel/figures/povray/spherecurve.maxima
diff --git a/buch/papers/kugel/figures/povray/spherecurve.png b/buch/papers/kugel/figures/povray/spherecurve.png
new file mode 100644
index 0000000..ff24371
--- /dev/null
+++ b/buch/papers/kugel/figures/povray/spherecurve.png
diff --git a/buch/papers/kugel/images/spherecurve.pov b/buch/papers/kugel/figures/povray/spherecurve.pov
index b1bf4b8..b1bf4b8 100644
--- a/buch/papers/kugel/images/spherecurve.pov
+++ b/buch/papers/kugel/figures/povray/spherecurve.pov
diff --git a/buch/papers/kugel/figures/tikz/Makefile b/buch/papers/kugel/figures/tikz/Makefile
new file mode 100644
index 0000000..4ec4e5a
--- /dev/null
+++ b/buch/papers/kugel/figures/tikz/Makefile
@@ -0,0 +1,12 @@
+FIGURES := spherical-coordinates.pdf curvature-1d.pdf
+
+all: $(FIGURES)
+
+%.pdf: %.tex
+	pdflatex $<
+
+curvature-1d.pdf: curvature-1d.tex curvature-1d.dat
+	pdflatex curvature-1d.tex
+
+curvature-1d.dat: curvature-1d.py
+	python3 $<
diff --git a/buch/papers/kugel/figures/tikz/curvature-1d.dat b/buch/papers/kugel/figures/tikz/curvature-1d.dat
new file mode 100644
index 0000000..6622398
--- /dev/null
+++ b/buch/papers/kugel/figures/tikz/curvature-1d.dat
@@ -0,0 +1,500 @@
+0.000000000000000000e+00  1.000000000000000000e+00  5.000007286987066095e+02
+2.004008016032064049e-02  1.025056790958151831e+00  4.899813296957295279e+02
+4.008016032064128098e-02  1.050121598724190752e+00  4.799659543969494848e+02
+6.012024048096192147e-02  1.075186379145250948e+00  4.699586248906784931e+02
+8.016032064128256196e-02  1.100243094530689136e+00  4.599633600341078932e+02
+1.002004008016031955e-01  1.125283716879951434e+00  4.499841738393695891e+02
+1.202404809619238429e-01  1.150300231106550664e+00  4.400250738615438877e+02
+1.402805611222444904e-01  1.175284638256853809e+00  4.300900595892592833e+02
+1.603206412825651239e-01  1.200228958722394657e+00  4.201831208385332275e+02
+1.803607214428857575e-01  1.225125235444413541e+00  4.103082361504954747e+02
+2.004008016032063910e-01  1.249965537109345881e+00  4.004693711936409954e+02
+2.204408817635270523e-01  1.274741961333968554e+00  3.906704771712513775e+02
+2.404809619238476859e-01  1.299446637838927776e+00  3.809154892346260795e+02
+2.605210420841683194e-01  1.324071731609375302e+00  3.712083249027585907e+02
+2.805611222444889807e-01  1.348609446041445725e+00  3.615528824890962483e+02
+3.006012024048095865e-01  1.373052026073301457e+00  3.519530395360096122e+02
+3.206412825651302478e-01  1.397391761299501045e+00  3.424126512576057166e+02
+3.406813627254509091e-01  1.421620989067430063e+00  3.329355489915074031e+02
+3.607214428857715149e-01  1.445732097554558448e+00  3.235255386602207750e+02
+3.807615230460921762e-01  1.469717528825280173e+00  3.141863992427096832e+02
+4.008016032064127820e-01  1.493569781866116220e+00  3.049218812567906411e+02
+4.208416833667334433e-01  1.517281415598057848e+00  2.957357052529569614e+02
+4.408817635270541047e-01  1.540845051864837556e+00  2.866315603202378384e+02
+4.609218436873747105e-01  1.564253378395934257e+00  2.776131026046919601e+02
+4.809619238476953718e-01  1.587499151743118286e+00  2.686839538411309150e+02
+5.010020040080159776e-01  1.610575200189357625e+00  2.598476998986618582e+02
+5.210420841683366389e-01  1.633474426628916509e+00  2.511078893406329655e+02
+5.410821643286573002e-01  1.656189811417493107e+00  2.424680319995614752e+02
+5.611222444889779615e-01  1.678714415191247422e+00  2.339315975676150003e+02
+5.811623246492986228e-01  1.701041381653590534e+00  2.255020142032130082e+02
+6.012024048096191731e-01  1.723163940328612753e+00  2.171826671543084046e+02
+6.212424849699398344e-01  1.745075409280051337e+00  2.089768973989005474e+02
+6.412825651302604957e-01  1.766769197794693991e+00  2.008880003033277433e+02
+6.613226452905811570e-01  1.788238809029157217e+00  1.929192242988764008e+02
+6.813627254509018183e-01  1.809477842618958832e+00  1.850737695772391760e+02
+7.014028056112223686e-01  1.830479997248850577e+00  1.773547868053454408e+02
+7.214428857715430299e-01  1.851239073183373218e+00  1.697653758600805816e+02
+7.414829659318636912e-01  1.871748974756613837e+00  1.623085845834024497e+02
+7.615230460921843525e-01  1.892003712820175432e+00  1.549874075583541639e+02
+7.815631262525050138e-01  1.911997407148365635e+00  1.478047849064652723e+02
+8.016032064128255641e-01  1.931724288799645972e+00  1.407636011070246695e+02
+8.216432865731462254e-01  1.951178702433387091e+00  1.338666838386980942e+02
+8.416833667334668867e-01  1.970355108581006931e+00  1.271168028439571600e+02
+8.617234468937875480e-01  1.989248085870571892e+00  1.205166688167746969e+02
+8.817635270541082093e-01  2.007852333203973494e+00  1.140689323140332476e+02
+9.018036072144288706e-01  2.026162671885804123e+00  1.077761826910842018e+02
+9.218436873747494209e-01  2.044174047703075203e+00  1.016409470618853419e+02
+9.418837675350700822e-01  2.061881532954947804e+00  9.566568928413349227e+01
+9.619238476953907435e-01  2.079280328431652780e+00  8.985280896980044929e+01
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+9.118236472945891791e+00  5.244167007081546927e+00  3.491187024151063270e+02
+9.138276553106212674e+00  5.237329082714865081e+00  3.587013227654414891e+02
+9.158316633266533557e+00  5.230393733631166775e+00  3.683406877381355002e+02
+9.178356713426852664e+00  5.223368701979203443e+00  3.780329262473783842e+02
+9.198396793587173548e+00  5.216261772374713779e+00  3.877741459738065259e+02
+9.218436873747494431e+00  5.209080768774191128e+00  3.975604349276194398e+02
+9.238476953907815314e+00  5.201833551332843975e+00  4.073878630196048221e+02
+9.258517034068136198e+00  5.194528013248028486e+00  4.172524836394272256e+02
+9.278557114228457081e+00  5.187172077589415231e+00  4.271503352405529768e+02
+9.298597194388777964e+00  5.179773694117139726e+00  4.370774429311730955e+02
+9.318637274549097071e+00  5.172340836089261096e+00  4.470298200704844476e+02
+9.338677354709417955e+00  5.164881497059755411e+00  4.570034698696940154e+02
+9.358717434869738838e+00  5.157403687668390191e+00  4.669943869970894639e+02
+9.378757515030059722e+00  5.149915432423705752e+00  4.769985591865493006e+02
+9.398797595190380605e+00  5.142424766480450771e+00  4.870119688488334759e+02
+9.418837675350701488e+00  5.134939732412731495e+00  4.970305946850124315e+02
+9.438877755511022372e+00  5.127468376984182008e+00  5.070504133013864703e+02
+9.458917835671341479e+00  5.120018747916452284e+00  5.170674008252445901e+02
+9.478957915831662362e+00  5.112598890657316097e+00  5.270775345208204499e+02
+9.498997995991983245e+00  5.105216845149687543e+00  5.370767944047840956e+02
+9.519038076152304129e+00  5.097880642602845569e+00  5.470611648606347899e+02
+9.539078156312625012e+00  5.090598302267177466e+00  5.570266362513380045e+02
+9.559118236472945895e+00  5.083377828213707872e+00  5.669692065295602106e+02
+9.579158316633266779e+00  5.076227206119739321e+00  5.768848828448577706e+02
+9.599198396793587662e+00  5.069154400061871790e+00  5.867696831471699852e+02
+9.619238476953906769e+00  5.062167349317696186e+00  5.966196377859761242e+02
+9.639278557114227652e+00  5.055273965177453199e+00  6.064307911044755883e+02
+9.659318637274548536e+00  5.048482127766917849e+00  6.161992030281406869e+02
+9.679358717434869419e+00  5.041799682882824207e+00  6.259209506470201632e+02
+9.699398797595190302e+00  5.035234438842048021e+00  6.355921297911449983e+02
+9.719438877755511186e+00  5.028794163345857271e+00  6.452088565984089428e+02
+9.739478957915832069e+00  5.022486580360477681e+00  6.547672690742948589e+02
+9.759519038076151176e+00  5.016319367015202424e+00  6.642635286428171639e+02
+9.779559118236472059e+00  5.010300150519331197e+00  6.736938216880639629e+02
+9.799599198396792943e+00  5.004436505099149279e+00  6.830543610857074555e+02
+9.819639278557113826e+00  4.998735948956176678e+00  6.923413877238837131e+02
+9.839679358717434710e+00  4.993205941247933488e+00  7.015511720128191655e+02
+9.859719438877755593e+00  4.987853879092396525e+00  7.106800153826006863e+02
+9.879759519038076476e+00  4.982687094597387123e+00  7.197242517684906034e+02
+9.899799599198395583e+00  4.977712851916056280e+00  7.286802490831846626e+02
+9.919839679358716467e+00  4.972938344329665306e+00  7.375444106754310951e+02
+9.939879759519037350e+00  4.968370691358828140e+00  7.463131767744092713e+02
+9.959919839679358233e+00  4.964016935904367323e+00  7.549830259193067832e+02
+9.979959919839679117e+00  4.959884041418952449e+00  7.635504763735062852e+02
+1.000000000000000000e+01  4.955978889110630448e+00  7.720120875228209343e+02
diff --git a/buch/papers/kugel/figures/tikz/curvature-1d.pdf b/buch/papers/kugel/figures/tikz/curvature-1d.pdf
new file mode 100644
index 0000000..6425af6
--- /dev/null
+++ b/buch/papers/kugel/figures/tikz/curvature-1d.pdf
diff --git a/buch/papers/kugel/figures/tikz/curvature-1d.py b/buch/papers/kugel/figures/tikz/curvature-1d.py
new file mode 100644
index 0000000..4710fc8
--- /dev/null
+++ b/buch/papers/kugel/figures/tikz/curvature-1d.py
@@ -0,0 +1,32 @@
+import numpy as np
+import matplotlib.pyplot as plt
+
+
+@np.vectorize
+def fn(x):
+    return (x ** 2) * 2 / 100 + (1 + x / 4) + np.sin(x)
+
+@np.vectorize
+def ddfn(x):
+    return 2 * 5 / 100 - np.sin(x)
+
+x = np.linspace(0, 10, 500)
+y = fn(x)
+ddy = ddfn(x)
+
+cmap = ddy - np.min(ddy)
+cmap = cmap * 1000 / np.max(cmap)
+
+plt.plot(x, y)
+plt.plot(x, ddy)
+# plt.plot(x, cmap)
+
+plt.show()
+
+fname = "curvature-1d.dat"
+np.savetxt(fname, np.array([x, y, cmap]).T, delimiter="  ")
+
+# with open(fname, "w") as f:
+#     # f.write("x   y   cmap\n")
+#     for xv, yv, cv in zip(x, y, cmap):
+#         f.write(f"{xv}   {yv}   {cv}\n")
diff --git a/buch/papers/kugel/figures/tikz/curvature-1d.tex b/buch/papers/kugel/figures/tikz/curvature-1d.tex
new file mode 100644
index 0000000..6983fb0
--- /dev/null
+++ b/buch/papers/kugel/figures/tikz/curvature-1d.tex
@@ -0,0 +1,21 @@
+% vim:ts=2 sw=2 et:
+\documentclass[tikz, border=5mm]{standalone}
+\usepackage{pgfplots}
+
+\begin{document}
+\begin{tikzpicture}
+  \begin{axis}[
+      clip = false,
+      width = 8cm, height = 6cm,
+      xtick = \empty, ytick = \empty,
+      colormap name = viridis,
+      axis lines = middle,
+      axis line style = {ultra thick, -latex}
+    ]
+    \addplot+[
+      smooth, mark=none, line width = 3pt, mesh,
+      point meta=explicit,
+    ] file {curvature-1d.dat};
+  \end{axis}
+\end{tikzpicture}
+\end{document}
diff --git a/buch/papers/kugel/figures/tikz/spherical-coordinates.pdf b/buch/papers/kugel/figures/tikz/spherical-coordinates.pdf
new file mode 100644
index 0000000..1bff016
--- /dev/null
+++ b/buch/papers/kugel/figures/tikz/spherical-coordinates.pdf
diff --git a/buch/papers/kugel/figures/tikz/spherical-coordinates.tex b/buch/papers/kugel/figures/tikz/spherical-coordinates.tex
new file mode 100644
index 0000000..3a45385
--- /dev/null
+++ b/buch/papers/kugel/figures/tikz/spherical-coordinates.tex
@@ -0,0 +1,99 @@
+\documentclass[tikz]{standalone}
+\usepackage{amsmath}
+\usepackage{amssymb}
+\usepackage{bm}
+\usepackage{lmodern}
+\usepackage{tikz-3dplot}
+
+\usetikzlibrary{arrows}
+\usetikzlibrary{intersections}
+\usetikzlibrary{math}
+\usetikzlibrary{positioning}
+\usetikzlibrary{arrows.meta}
+\usetikzlibrary{shapes.misc}
+\usetikzlibrary{calc}
+
+\begin{document}
+
+\tdplotsetmaincoords{60}{130}
+\pgfmathsetmacro{\l}{2}
+
+\begin{tikzpicture}[
+    >=latex,
+    tdplot_main_coords,
+    dot/.style = {
+      black, fill = black, circle,
+      outer sep = 0, inner sep = 0,
+      minimum size = .8mm 
+    },
+    round/.style = {
+      draw = orange, thick, circle,
+      minimum size = 1mm,
+      inner sep = 0pt, outer sep = 0pt,
+    },
+    cross/.style = {
+      cross out, draw = magenta, thick,
+      minimum size = 1mm, 
+      inner sep = 0pt, outer sep = 0pt
+    },
+  ]
+
+  % origin
+  \coordinate (O) at (0,0,0);
+
+  % poles
+  \coordinate (NP) at (0,0,\l);
+  \coordinate (SP) at (0,0,-\l);
+  
+  % \draw (SP) node[dot, gray] {};
+  % \draw (NP) node[dot, gray] {};
+
+  % gray unit circle
+  \tdplotdrawarc[gray]{(O)}{\l}{0}{360}{}{};
+  \draw[gray, dashed] (-\l, 0, 0) to (\l, 0, 0);
+  \draw[gray, dashed] (0, -\l, 0) to (0, \l, 0);
+
+  % axis
+  \draw[->] (O) -- ++(1.25*\l,0,0) node[left] {\(\mathbf{\hat{x}}\)};
+  \draw[->] (O) -- ++(0,1.25*\l,0) node[right] {\(\mathbf{\hat{y}}\)};
+  \draw[->] (O) -- ++(0,0,1.25*\l) node[above] {\(\mathbf{\hat{z}}\)};
+
+  % meridians
+  \foreach \phi in {0, 30, 60, ..., 150}{
+    \tdplotsetrotatedcoords{\phi}{90}{0};
+    \tdplotdrawarc[lightgray, densely dotted, tdplot_rotated_coords]{(O)}{\l}{0}{360}{}{};
+  }
+
+  % dot above and its projection
+  \pgfmathsetmacro{\phi}{120}
+  \pgfmathsetmacro{\theta}{40}
+
+  \pgfmathsetmacro{\px}{cos(\phi)*sin(\theta)*\l}
+  \pgfmathsetmacro{\py}{sin(\phi)*sin(\theta)*\l}
+  \pgfmathsetmacro{\pz}{cos(\theta)*\l})
+  
+  % point A
+  \coordinate (A) at (\px,\py,\pz);
+  \coordinate (Ap) at (\px,\py, 0);
+  
+  % lines
+  \draw[red!80!black, ->] (O) -- (A);
+	\draw[red!80!black, densely dashed] (O) -- (Ap) -- (A)
+		node[above right] {\(\mathbf{\hat{r}}\)};
+  
+  % arcs
+  \tdplotdrawarc[blue!80!black, ->]{(O)}{.8\l}{0}{\phi}{}{};
+  \node[below right, blue!80!black] at (.8\l,0,0) {\(\bm{\hat{\varphi}}\)};
+  
+  \tdplotsetrotatedcoords{\phi-90}{-90}{0};
+  \tdplotdrawarc[blue!80!black, ->, tdplot_rotated_coords]{(O)}{.95\l}{0}{\theta}{}{};
+  \node[above right = 1mm, blue!80!black] at (0,0,.8\l) {\(\bm{\hat{\vartheta}}\)};
+
+
+  % dots
+  \draw (O) node[dot] {};
+  \draw (A) node[dot, fill = red!80!black] {};
+
+\end{tikzpicture}
+\end{document}
+% vim:ts=2 sw=2 et:
diff --git a/buch/papers/kugel/main.tex b/buch/papers/kugel/main.tex
index 98d9cb2..d063f87 100644
--- a/buch/papers/kugel/main.tex
+++ b/buch/papers/kugel/main.tex
@@ -14,6 +14,7 @@
 \input{papers/kugel/preliminaries}
 \input{papers/kugel/spherical-harmonics}
 \input{papers/kugel/applications}
+\input{papers/kugel/proofs}
 
 \printbibliography[heading=subbibliography]
 \end{refsection}
diff --git a/buch/papers/kugel/packages.tex b/buch/papers/kugel/packages.tex
index 61f91ad..ead7653 100644
--- a/buch/papers/kugel/packages.tex
+++ b/buch/papers/kugel/packages.tex
@@ -1,3 +1,4 @@
+% vim:ts=2 sw=2 et:
 %
 % packages.tex -- packages required by the paper kugel
 %
@@ -7,4 +8,13 @@
 % if your paper needs special packages, add package commands as in the
 % following example
 %\usepackage{packagename}
+\usepackage{cases}
 
+\newcommand{\kugeltodo}[1]{\textcolor{red!70!black}{\texttt{[TODO: #1]}}}
+\newcommand{\kugelplaceholderfig}[2]{ \begin{tikzpicture}%
+    \fill[lightgray!20] (0, 0) rectangle (#1, #2);%
+    \node[gray, anchor = center] at ({#1 / 2}, {#2 / 2}) {\Huge \ttfamily \bfseries TODO};
+  \end{tikzpicture}}
+
+\DeclareMathOperator{\sphlaplacian}{\nabla^2_{\mathit{S}}}
+\DeclareMathOperator{\surflaplacian}{\nabla^2_{\partial \mathit{S}}}
diff --git a/buch/papers/kugel/preliminaries.tex b/buch/papers/kugel/preliminaries.tex
index 03cd421..e48abe4 100644
--- a/buch/papers/kugel/preliminaries.tex
+++ b/buch/papers/kugel/preliminaries.tex
@@ -44,23 +44,23 @@ numbers \(\mathbb{R}\).
   \)
 \end{definition}
 
-\texttt{TODO: Text here.}
+\kugeltodo{Text here.}
 
 \begin{definition}[Span]
 \end{definition}
 
-\texttt{TODO: Text here.}
+\kugeltodo{Text here.}
 
 \begin{definition}[Linear independence]
 \end{definition}
 
 
-\texttt{TODO: Text here.}
+\kugeltodo{Text here.}
 
 \begin{definition}[Basis]
 \end{definition}
 
-\texttt{TODO: Text here.}
+\kugeltodo{Text here.}
 
 \begin{definition}[Inner product]
   \label{kugel:def:inner-product} \nocite{axler_linear_2014}
diff --git a/buch/papers/kugel/proofs.tex b/buch/papers/kugel/proofs.tex
new file mode 100644
index 0000000..143caa8
--- /dev/null
+++ b/buch/papers/kugel/proofs.tex
@@ -0,0 +1,245 @@
+% vim:ts=2 sw=2 et spell tw=80:
+\section{Proofs}
+
+\subsection{Legendre Functions} \label{kugel:sec:proofs:legendre}
+
+\kugeltodo{Fix theorem numbers to match, review text.}
+
+\begin{lemma}
+    The polynomial function
+    \begin{align*}
+        y_n(x)&=\sum_{k=0}^{\lfloor \frac{n}{2} \rfloor} (-1)^k \frac{(2n-2k)!}{2^n k! (n-k)!(n-2k)!} x^{n-2k}\\
+        &= \frac{1}{n!2^n}\frac{d^n}{dx^n}(1-x^2)^n =: P_n(x),
+    \end{align*}
+    is a solution to the second order differential equation
+    \begin{equation}\label{kugel:eq:sol_leg}
+        (1-x^2)\frac{d^2y}{dx^2}-2x\frac{dy}{dx} + n(n+1)y=0, \quad \forall n>0.
+    \end{equation}
+\end{lemma}
+\begin{proof}
+    In order to find a solution to Eq.\eqref{eq:legendre}, the following Ansatz can be performed:
+    \begin{equation}\label{eq:ansatz}
+    y(x) = \sum_{k=0}^\infty a_k x^k.
+    \end{equation}
+    Given Eq.\eqref{eq:ansatz}, then
+    \begin{align*}
+    \frac{dy}{dx} &= \sum_{k=0}^\infty k a_k x^{k-1}, \\
+    \frac{d^2y}{dx^2} &= \sum_{k=0}^\infty k (k-1) a_k x^{k-2}.
+    \end{align*}
+    Eq.\eqref{eq:legendre} can be therefore written as
+    \begin{align}
+    &(1-x^2)\sum_{k=0}^\infty k (k-1) a_k x^{k-2} - 2x\sum_{k=0}^\infty k a_k x^{k-1} + n(n+1)\sum_{k=0}^\infty a_k x^k=0 \label{eq:ansatz_in_legendre} \\
+    &=\sum_{k=0}^\infty k (k-1) a_k x^{k-2} - \sum_{k=0}^\infty k (k-1) a_k x^{k} - 2x\sum_{k=0}^\infty k a_k x^{k-1} + n(n+1)\sum_{k=0}^\infty a_k x^k=0. \nonumber
+    \end{align}
+    If one consider the term
+    \begin{equation}\label{eq:term}
+    \sum_{k=0}^\infty k (k-1) a_k x^{k-2},
+    \end{equation}
+    the substitution $\tilde{k}=k-2$ yields Eq.\eqref{eq:term} to
+    \begin{equation*}
+    \sum_{\tilde{k}=-2}^\infty (\tilde{k}+2) (\tilde{k}+1) a_{\tilde{k}+2} x^{\tilde{k}}=\sum_{\tilde{k}=0}^\infty (\tilde{k}+2) (\tilde{k}+1) a_{\tilde{k}} x^{\tilde{k}}.
+    \end{equation*}
+    This means that Eq.\eqref{eq:ansatz_in_legendre} becomes
+    \begin{align}
+    &\sum_{k=0}^\infty (k+1)(k+2) a_{k+2} x^{k} - \sum_{k=0}^\infty k (k-1) a_k x^{k} - 2\sum_{k=0}^\infty k a_k x^k + n(n+1)\sum_{k=0}^\infty a_k x^k \nonumber \\
+    = &\sum_{k=0}^\infty \big[ (k+1)(k+2) a_{k+2} - k (k-1) a_k - 2 k a_k + n(n+1) a_k \big] x^k \stackrel{!}{=} 0. \label{eq:condition}
+    \end{align}
+    The condition in Eq.\eqref{eq:condition} is equivalent to 
+    \begin{equation}\label{eq:condition_2}
+    (k+1)(k+2) a_{k+2} - k (k-1) a_k - 2 k a_k + n(n+1) a_k = 0.
+    \end{equation}
+    We can derive a recursion formula for $a_{k+2}$ from Eq.\eqref{eq:condition_2}, which can be expressed as
+    \begin{equation}\label{eq:recursion}
+    a_{k+2}= \frac{k (k-1) - 2 k + n(n+1)}{(k+1)(k+2)}a_k = \frac{(k-n)(k+n+1)}{(k+2)(k+1)}a_k.
+    \end{equation}
+    All coefficients can be calculated using the latter. 
+    
+    Following Eq.\eqref{eq:recursion}, if we want to compute $a_6$ we would have
+    \begin{align*}
+    a_{6}= -\frac{(n-4)(n+5)}{6\cdot 5}a_4 &= -\frac{(n-4)(5+n)}{6 \cdot 5} -\frac{(n-2)(n+3)}{4 \cdot 3}  a_2 \\
+    &= -\frac{(n-4)(n+5)}{6 \cdot 5} -\frac{(n-2)(n+3)}{4 \cdot 3} -\frac{n(n+1)}{2 \cdot 1}  a_0 \\
+    &= -\frac{(n+5)(n+3)(n+1)n(n-2)(n-4)}{6!} a_0.
+    \end{align*}
+    One can generalize this relation for the $i^\text{th}$ even coefficient as
+    \begin{equation*}
+    a_{2k} = (-1)^k \frac{(n+(2k-1))(n+(2k-1)-2)\hdots (n-(2k-2)+2)(n-(2k-2))}{(2k)!}a_0
+    \end{equation*}
+    where $i=2k$.
+    
+    A similar expression can be written for the odd coefficients $a_{2k-1}$. In this case, the equation starts from $a_1$ and to find the pattern we can write the recursion for an odd coefficient, $a_7$ for example
+    \begin{align*}
+    a_{7}= -\frac{(n-5)(n+6)}{7\cdot 6}a_5 &= - \frac{(n-5)(n+6)}{7\cdot 6} -\frac{(n-3)(n+4)}{5 \cdot 4}  a_3 \\
+    &= - \frac{(n-5)(n+6)}{7\cdot 6} -\frac{(n-3)(n+4)}{5 \cdot 4}  -\frac{(n-1)(n+2)}{3 \cdot 2}  a_1 \\
+    &= -\frac{(n+6)(n+4)(n+2)(n-1)(n-3)(n-5)}{7!} a_1.
+    \end{align*}
+    As before, we can generalize this equation for the $i^\text{th}$ odd coefficient
+    \begin{equation*}
+    a_{2k+1} = (-1)^k \frac{(n + 2k)(n+2k-2)\hdots(n-(2k-1)+2)(n-(2k-1))}{(2k+1)!}a_1
+    \end{equation*}
+    where $i=2k+1$.
+    
+    Let be 
+    \begin{align*}
+    y_\text{e}^K(x) &:= \sum_{k=0}^K(-1)^k \frac{(n+(2k-1))(n+(2k-1)-2)\hdots \color{red}(n-(2k-2)+2)(n-(2k-2))}{(2k)!} x^{2k}, \\
+    y_\text{o}^K(x) &:= \sum_{k=0}^K(-1)^k \frac{(n + 2k)(n+2k-2)\hdots \color{blue} (n-(2k-1)+2)(n-(2k-1))}{(2k+1)!} x^{2k+1}.
+    \end{align*}
+    The solution to the Eq.\eqref{eq:legendre} can be written as
+    \begin{equation}\label{eq:solution}
+    y(x) = \lim_{K \to \infty} \left[ a_0 y_\text{e}^K(x) + a_1 y_\text{o}^K(x) \right].
+    \end{equation}
+    
+    The colored parts can be analyzed separately:
+    \begin{itemize}
+      \item[\textcolor{red}{\textbullet}] Suppose that $n=n_0$ is an even number. Then the red part, for a specific value of $k=k_0$, will follow the following relation:
+    \begin{equation*}
+    n_0-(2k_0-2)=0. 
+    \end{equation*}
+    From that point on, given the recursive nature of Eq.\eqref{eq:recursion}, all the subsequent coefficients will also be 0, making the sum finite.
+    \begin{equation*}
+    a_{2k}=0 \iff y_{\text{o}}^{2k}(x)=y_{\text{o}}^{2k_0}(x), \quad \forall k>k_0
+    \end{equation*} 
+      \item[\textcolor{blue}{\textbullet}] Suppose that $n=n_0$ is an odd number. Then the blue part, for a specific value of $k=k_0$, will follow the following relation 
+    \begin{equation*}
+    n_0-(2k_0-1)=0.  
+    \end{equation*}
+    From that point on, for the same reason as before, all the subsequent coefficients will also be 0, making the sum finite.
+    \begin{equation*}
+    a_{2k+1}=0 \iff y_{\text{o}}^{2k+1}(x)=y_{\text{o}}^{2k_0+1}(x), \quad \forall k>k_0
+    \end{equation*}
+    \end{itemize} 
+    
+    There is the possibility of expressing the solution in Eq.\eqref{eq:solution} in a more compact form, combining the two solutions $y_\text{o}^K(x)$ and $y_\text{e}^K(x)$. They are both a polynomial of maximum degree $n$, assuming $n \in \mathbb{N}$. In the case where $n$ is even, the polynomial solution
+    \begin{equation*}
+    \lim_{K\to \infty} y_\text{e}^K(x)
+    \end{equation*}
+    will be a finite sum. If instead $n$ is odd, will be 
+    \begin{equation*}
+    \lim_{K\to \infty} y_\text{o}^K(x)
+    \end{equation*}
+    to be a finite sum. 
+    
+    Depending on the coefficient we start with, $a_1$ or $a_0$, we will obtain the odd or even polynomial respectively. Starting with the last coefficient $a_n$ and, recursively, calculating all the others in descending order, we can express the two parts $y_\text{o}^K(x)$ and $y_\text{e}^K(x)$ with a single sum. Hence, because we start with the last coefficient, the choice concerning $a_1$ and $a_0$ will be at the end of the sum, and not at the beginning. To compact Eq.\eqref{eq:solution}, Eq.\eqref{eq:recursion} can be reconsidered to calculate the coefficient $a_{k-2}$, using $a_k$
+    \begin{equation*}
+    a_{k-2} = -\frac{(k+2)(k+1)}{(k-n)(k+n+1)}a_k
+    \end{equation*}
+    Now the game is to find a pattern, as before. Remember that $n$ is a fixed parameter of Eq.\eqref{eq:legendre}.  
+    \begin{align*}
+    a_{n-2} &= -\frac{n(n-1)}{2(2n-1)}a_n, \\
+    a_{n-4} &= -\frac{(n-2)(n-3)}{4(2n-3)}a_{n-2} \\
+    &= -\frac{(n-2)(n-3)}{4(2n-3)}-\frac{n(n-1)}{2(2n-1)}a_n.
+    \end{align*}
+    In general 
+    \begin{equation}\label{eq:general_recursion}
+    a_{n-2k} = (-1)^k \frac{n(n-1)(n-2)(n-3) \hdots (n-2k+1)}{2\cdot4\hdots 2k(2n-1)(2n-3)\hdots(2n-2k+1)}a_n
+    \end{equation}
+    The whole solution can now be written as
+    \begin{align}
+    y(x) &= a_n x^n + a_{n-2} x^{n-2} + a_{n-4} x^{n-4} + a_{n-6} x^{n-6} + \hdots + \begin{cases} 
+    a_1 x, \quad &\text{if } n \text{ odd} \\ 
+    a_0, \quad  &\text{if } n \text{ even} 
+    \end{cases} \nonumber \\
+    &= \sum_{k=0}^{\lfloor \frac{n}{2} \rfloor} a_{n-2k}x^{n-2k} \label{eq:solution_2}
+    \end{align}
+    By considering
+    \begin{align}
+    (2n-1)(2n-3)\hdots (2n-2k+1)&=\frac{2n(2n-1)(2n-2)(2n-3)\hdots(2n-2k+1)}
+    {2n(2n-2)(2n-4)(2n-6)\hdots(2n-2k+2)} \nonumber \\ 
+    &=\frac{\frac{(2n)!}{(2n-2k)!}}
+    {2^kn(n-1)(n-2)(n-3)\hdots(n-k+1)} \nonumber \\
+    &=\frac{\frac{(2n)!}{(2n-2k)!}}
+    {2^k\frac{n!}{(n-k)!}}=\frac{(n-k)!(2n)!}{n!(2n-2k)!2^k} \label{eq:1_sub_recursion}, \\
+    2 \cdot 4  \hdots 2k &= 2^r 1\cdot2 \hdots r = 2^r r!\label{eq:2_sub_recursion}, \\
+    n(n-1)(n-2)(n-3) \hdots (n-2k+1) &= \frac{n!}{(n-2k)!}\label{eq:3_sub_recursion}.
+    \end{align}
+    Eq.\eqref{eq:solution_2} can be rewritten as
+    \begin{equation}\label{eq:solution_3}
+    y(x)=a_n \sum_{k=0}^{\lfloor \frac{n}{2} \rfloor} (-1)^k \frac{n!^2(2n-2k)!}{k!(n-2k)!(n-k)!(2n)!}  x^{n-2k}.
+    \end{equation}
+    Eq.\eqref{eq:solution_3} is defined for any $a_n$. By letting $a_n$ be declared as
+    \begin{equation*}
+    a_{n} := \frac{(2n)!}{2^n n!^2},
+    \end{equation*}
+    the so called \emph{Legendre polynomial} emerges
+    \begin{equation}\label{eq:leg_poly}
+    P_n(x):=\sum_{k=0}^{\lfloor \frac{n}{2} \rfloor} (-1)^k \frac{(2n-2k)!}{2^n k! (n-k)!(n-2k)!} x^{n-2k} 
+    \end{equation}
+\end{proof}
+
+
+\begin{lemma}
+  If $Z_n(z)$ is a solution of the Legendre equation \eqref{kugel:eqn:legendre},
+  then
+  \begin{equation*}
+    P^m_n(z) = (1 - z^2)^{m/2} \frac{d^m}{dz^m}Z_n(z)
+  \end{equation*}
+  solves the associated Legendre equation \eqref{kugel:eqn:associated-legendre}.
+\end{lemma}
+% \begin{proof} [TODO: modificare la $m$ (è già usata come costante di separazione) o forse è giusta (?)]
+\begin{proof}
+    To begin, we can start by differentiating $m$ times Eq.\eqref{kugel:eq:leg_eq} (which is staisfied by $y(x)$), obtaining
+    \begin{equation}\label{eq:lagrange_mderiv}
+    \frac{d^m}{dx^m}\left[ (1-x^2)\frac{d^2y}{dx^2} \right] -2 \frac{d^m}{dx^m}\left[ x\frac{dy}{dx} \right] + n(n+1)\frac{d^m}{dx^m}y=0.
+    \end{equation}
+    \emph{Leibniz's theorem} says, that if we want to differentiate $m$ times a multiplication of two functions, we can use the binomial coefficients to build up a sum. This allows us to be more compact, obtaining 
+    \begin{equation}\label{eq:leibniz}
+    \frac{d^m}{dx^m}[u(x)v(x)] = \sum_{i=0}^m \binom{n}{i} \frac{d^{m-i}u}{dx^{m-1}} \frac{d^{i}v}{dx^i}.
+    \end{equation}
+    Using Eq.\eqref{eq:leibniz} in Eq.\eqref{eq:lagrange_mderiv}, we have
+    \begin{align}
+    (1-x^2)\frac{d^{m+2}y}{dx^{m+2}} &+ m \frac{d}{dx}(1-x^2)\frac{d^{m+1}y}{dx^{m+1}} + \frac{m(m-1)}{2}\frac{d^{2}}{dx^{2}}(1-x^2)\frac{d^{m}y}{dx^{m}} + n(n+1)\frac{d^m{}y}{dx^{m}} \nonumber \\
+    &-2\left(x\frac{d^{m+1}y}{dx^{m+1}} + m\frac{d}{dx}x\frac{d^{m}y}{dx^{m}} \right) \nonumber \\
+    &= (1-x^2)\frac{d^{m+2}y}{dx^{m+2}} -2x(m+1)\frac{d^{m+1}y}{dx^{m+1}}+(n(n+1)-m(m-1)-2m)\frac{d^{m}y}{dx^{m}}=0. \label{eq:aux_3}
+    \end{align}
+    To make the notation easier to follow, a new function can be defined
+    \begin{equation*}
+    \frac{d^{m}y}{dx^{m}} := y_m.
+    \end{equation*}
+    Eq.\eqref{eq:aux_3} now becomes
+    \begin{equation}\label{eq:1st_subs}
+    (1-x^2)\frac{d^{2}y_m}{dx^{2}} -2x(m+1)\frac{dy_m}{dx}+(n(n+1)-m(m+1))y_m=0
+    \end{equation}
+    A second function can be further defined as
+    \begin{equation*}
+    (1-x^2)^{\frac{m}{2}}\frac{d^{m}y}{dx^{m}} = (1-x^2)^{\frac{m}{2}}y_m := \hat{y}_m,
+    \end{equation*}
+    allowing to write Eq.\eqref{eq:1st_subs} as
+    \begin{equation}\label{eq:2st_subs}
+    (1-x^2)\frac{d^2}{dx^2}[\hat{y}_m(1-x^2)^{-\frac{m}{2}}] -2(m+1)x\frac{d}{dx}[\hat{y}_m(1-x^2)^{-\frac{m}{2}}] + (n(n+1)-m(m+1))\hat{y}_m(1-x^2)^{-\frac{m}{2}}=0.
+    \end{equation}
+    The goal now is to compute the two terms 
+    \begin{align*}
+    \frac{d^2}{dx^2}[\hat{y}_m(1-x^2)^{-\frac{m}{2}}] &=  \frac{d^2\hat{y}_m}{dx^2} (1-x^2)^{-\frac{m}{2}} + \frac{d\hat{y}_m}{dx}\frac{m}{2}(1-x^2)^{-\frac{m}{2}-1}2x \\
+    &+ m\left( \frac{d\hat{y}_m}{dx} x (1-x^2)^{-\frac{m}{2}-1} + \hat{y}_m (1-x^2)^{-\frac{m}{2}-1} - \hat{y}_m x (-\frac{m}{2}-1)(1-x^2)^{-\frac{m}{2}} 2x\right) \\
+    &= \frac{d^2\hat{y}_m}{dx^2} (1-x^2)^{-\frac{m}{2}} + \frac{d\hat{y}_m}{dx}mx (1-x^2)^{-\frac{m}{2}-1} + m\frac{d\hat{y}_m}{dx}x (1-x^2)^{-\frac{m}{2}-1}\\
+    &+ m\hat{y}_m  (1-x^2)^{-\frac{m}{2}-1} + m\hat{y}_m x^2(m+2)(1-x^2)^{-\frac{m}{2}-2}
+    \end{align*}
+    and
+    \begin{align*}
+    \frac{d}{dx}[\hat{y}_m(1-x^2)^{-\frac{m}{2}}] &= \frac{d\hat{y}_m}{dx}(1-x^2)^{-\frac{m}{2}} + \hat{y}_m\frac{m}{2}(1-x^2)^{-\frac{m}{2}-1}2x \\
+    &= \frac{d\hat{y}_m}{dx}(1-x^2)^{-\frac{m}{2}} + \hat{y}_mm(1-x^2)^{-\frac{m}{2}-1}x,
+    \end{align*}
+    to use them in Eq.\eqref{eq:2st_subs}, obtaining
+    \begin{align*}
+    (1-x^2)\biggl[\frac{d^2\hat{y}_m}{dx^2} (1-x^2)^{-\frac{m}{2}} &+ \frac{d\hat{y}_m}{dx}mx (1-x^2)^{-\frac{m}{2}-1} + m\frac{d\hat{y}_m}{dx}x (1-x^2)^{-\frac{m}{2}-1} \\ 
+    &+ m\hat{y}_m  (1-x^2)^{-\frac{m}{2}-1} + m\hat{y}_m x^2(m+2)(1-x^2)^{-\frac{m}{2}-2}\biggr] \\
+    &-2(m+1)x\left[  \frac{d\hat{y}_m}{dx}(1-x^2)^{-\frac{m}{2}} + \hat{y}_mm(1-x^2)^{-\frac{m}{2}-1}x \right] \\
+    &+ (n(n+1)-m(m+1))\hat{y}_m(1-x^2)^{-\frac{m}{2}}=0.\\
+    \end{align*}
+    We can now divide by $(1-x^2)^{-\frac{m}{2}}$, obtaining
+    \begin{align*}
+    (1-x^2)\biggl[\frac{d^2\hat{y}_m}{dx^2} &+ \frac{d\hat{y}_m}{dx}mx (1-x^2)^{-1} + m\frac{d\hat{y}_m}{dx}x (1-x^2)^{-1} + m\hat{y}_m  (1-x^2)^{-1} + m\hat{y}_m x^2(m+2)(1-x^2)^{-2}\biggr] \\
+    &-2(m+1)x\left[  \frac{d\hat{y}_m}{dx} + \hat{y}_mm(1-x^2)^{-1}x \right] + (n(n+1)-m(m+1))\hat{y}_m\\
+    &= \frac{d^2\hat{y}_m}{dx^2} + \frac{d\hat{y}_m}{dx}mx + m\frac{d\hat{y}_m}{dx}x + m\hat{y}_m + m\hat{y}_m x^2(m+2)(1-x^2)^{-1} \\
+    &-2(m+1)x\left[  \frac{d\hat{y}_m}{dx} + \hat{y}_mm(1-x^2)^{-1}x \right] + (n(n+1)-m(m+1))\hat{y}_m\\
+    \end{align*}
+    and collecting some terms
+    \begin{equation*}
+    (1-x^2)\frac{d^2\hat{y}_m}{dx^2} - 2x\frac{d\hat{y}_m}{dx} + \left( -x^2 \frac{m^2}{1-x^2} + m+n(n+1)-m(m+1)\right)\hat{y}_m=0.
+    \end{equation*}
+    Showing that 
+    \begin{align*}
+    -x^2 \frac{m^2}{1-x^2} + m+n(n+1)-m(m+1) &= n(n+1)- m^2 -x^2 \frac{m^2}{1-x^2} \\
+    &= n(n+1)- \frac{m}{1-x^2}
+    \end{align*}
+    implies $\hat{y}_m(x)$ being a solution of Eq.\eqref{kugel:eq:associated_leg_eq}
+\end{proof}
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+++ b/buch/papers/kugel/references.bib
@@ -192,4 +192,15 @@ Created by Henry Reich},
 	urldate = {2022-08-01},
 	date = {2022},
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+
+@book{bell_special_2004,
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+	isbn = {978-0-486-43521-3},
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+	author = {Bell, William Wallace},
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\ No newline at end of file
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+++ b/buch/papers/kugel/spherical-harmonics.tex
@@ -1,13 +1,724 @@
-% vim:ts=2 sw=2 et spell:
+% vim:ts=2 sw=2 et spell tw=80:
 
-\section{Spherical Harmonics}
+\section{Construction of the Spherical Harmonics}
 
-\subsection{Eigenvalue Problem in Spherical Coordinates}
+\kugeltodo{Review text, or rewrite if preliminaries becomes an addendum}
 
-\subsection{Properties}
+We finally arrived at the main section, which gives our chapter its name. The
+idea is to discuss spherical harmonics, their mathematical derivation and some
+of their properties and applications.
 
-\subsection{Recurrence Relations}
+The subsection \ref{} \kugeltodo{Fix references} will be devoted to the
+Eigenvalue problem of the Laplace operator. Through the latter we will derive
+the set of Eigenfunctions that obey the equation presented in \ref{}
+\kugeltodo{reference to eigenvalue equation}, which will be defined as
+\emph{Spherical Harmonics}. In fact, this subsection will present their
+mathematical derivation.
+
+In the subsection \ref{}, on the other hand, some interesting properties
+related to them will be discussed. Some of these will come back to help us
+understand in more detail why they are useful in various real-world
+applications, which will be presented in the section \ref{}.
+
+One specific property will be studied in more detail in the subsection \ref{},
+namely the recursive property.  The last subsection is devoted to one of the
+most beautiful applications (In our humble opinion), namely the derivation of a
+Fourier-style series expansion but defined on the sphere instead of a plane.
+More importantly, this subsection will allow us to connect all the dots we have
+created with the previous sections, concluding that Fourier is just a specific
+case of the application of the concept of orthogonality. Our hope is that after
+reading this section you will appreciate the beauty and power of generalization
+that mathematics offers us.
+
+\subsection{Eigenvalue Problem}
+\label{kugel:sec:construction:eigenvalue}
+
+\begin{figure}
+  \centering
+  \includegraphics{papers/kugel/figures/tikz/spherical-coordinates}
+  \caption{
+    Spherical coordinate system. Space is described with the free variables $r
+    \in \mathbb{R}_0^+$, $\vartheta \in [0; \pi]$ and $\varphi \in [0; 2\pi)$.
+    \label{kugel:fig:spherical-coordinates}
+  }
+\end{figure}
+
+From Section \ref{buch:pde:section:kugel}, we know that the spherical Laplacian
+in the spherical coordinate system (shown in Figure
+\ref{kugel:fig:spherical-coordinates}) is is defined as
+\begin{equation*}
+    \sphlaplacian :=
+      \frac{1}{r^2} \frac{\partial}{\partial r} \left(
+        r^2 \frac{\partial}{\partial r}
+      \right)
+      + \frac{1}{r^2} \left[
+          \frac{1}{\sin\vartheta} \frac{\partial}{\partial \vartheta} \left(
+            \sin\vartheta \frac{\partial}{\partial\vartheta}
+          \right)
+        + \frac{1}{\sin^2 \vartheta} \frac{\partial^2}{\partial\varphi^2}
+      \right].
+\end{equation*}
+But we will not consider this algebraic monstrosity in its entirety. As the
+title suggests, we will only care about the \emph{surface} of the sphere.  This
+is for many reasons, but mainly to simplify reduce the already broad scope of
+this text. Concretely, we will always work on the unit sphere, which just means
+that we set $r = 1$ and keep only $\vartheta$ and $\varphi$ as free variables.
+Now, since the variable $r$ became a constant, we can leave out all derivatives
+with respect to $r$ and substitute all $r$'s with 1's to obtain a new operator
+that deserves its own name.
+
+\begin{definition}[Surface spherical Laplacian]
+  \label{kugel:def:surface-laplacian}
+  The operator
+  \begin{equation*}
+      \surflaplacian :=
+        \frac{1}{\sin\vartheta} \frac{\partial}{\partial \vartheta} \left(
+          \sin\vartheta \frac{\partial}{\partial\vartheta}
+        \right)
+        + \frac{1}{\sin^2 \vartheta} \frac{\partial^2}{\partial\varphi^2},
+  \end{equation*}
+  is called the surface spherical Laplacian.
+\end{definition}
 
-\section{Series Expansions in \(C(S^2)\)}
+In the definition, the subscript ``$\partial S$'' was used to emphasize the
+fact that we are on the spherical surface, which can be understood as being the
+boundary of the sphere. But what does it actually do? To get an intuition,
+first of all, notice the fact that $\surflaplacian$ have second derivatives,
+which means that this a measure of \emph{curvature}; But curvature of what? To
+get an even stronger intuition we will go into geometry, were curvature can be
+grasped very well visually. Consider figure \ref{kugel:fig:curvature} where the
+curvature is shown using colors. First we have the curvature of a curve in 1D,
+then the curvature of a surface (2D), and finally the curvature of a function on
+the surface of the unit sphere.
 
+\begin{figure}
+  \centering
+  \includegraphics[width=.3\linewidth]{papers/kugel/figures/tikz/curvature-1d}
+  \hskip 5mm
+  \includegraphics[width=.3\linewidth]{papers/kugel/figures/povray/curvature}
+  \hskip 5mm
+  \includegraphics[width=.3\linewidth]{papers/kugel/figures/povray/spherecurve}
+  \caption{
+    \kugeltodo{Fix alignment / size, add caption. Would be nice to match colors.}
+    \label{kugel:fig:curvature}
+  }
+\end{figure}
+
+Now that we have defined an operator, we can go and study its eigenfunctions,
+which means that we would like to find the functions $f(\vartheta, \varphi)$
+that satisfy the equation
+\begin{equation} \label{kugel:eqn:eigen}
+    \surflaplacian f = -\lambda f.
+\end{equation}
+Perhaps it may not be obvious at first glance, but we are in fact dealing with a
+partial differential equation (PDE) \kugeltodo{Boundary conditions?}. If we
+unpack the notation of the operator $\nabla^2_{\partial S}$ according to
+definition
+\ref{kugel:def:surface-laplacian}, we get:
+\begin{equation} \label{kugel:eqn:eigen-pde}
+    \frac{1}{\sin\vartheta} \frac{\partial}{\partial \vartheta} \left(
+      \sin\vartheta \frac{\partial f}{\partial\vartheta}
+    \right)
+    + \frac{1}{\sin^2 \vartheta} \frac{\partial^2 f}{\partial\varphi^2}
+    + \lambda f = 0.
+\end{equation}
+Since all functions satisfying \eqref{kugel:eqn:eigen-pde} are the
+\emph{eigenfunctions} of $\surflaplacian$, our new goal is to solve this PDE.
+The task may seem very difficult but we can simplify it with a well-known
+technique: \emph{the separation Ansatz}. It consists in assuming that the
+function $f(\vartheta, \varphi)$ can be factorized in the following form:
+\begin{equation}
+    f(\vartheta, \varphi) = \Theta(\vartheta)\Phi(\varphi). 
+\end{equation}
+In other words, we are saying that the effect of the two independent variables
+can be described using the multiplication of two functions that describe their
+effect separately. This separation process was already presented in section
+\ref{buch:pde:section:kugel}, but we will briefly rehearse it here for
+convenience. If we substitute this assumption in
+\eqref{kugel:eqn:eigen-pde}, we have:
+\begin{equation*}
+    \frac{1}{\sin\vartheta} \frac{\partial}{\partial \vartheta} \left(
+      \sin\vartheta \frac{\partial  \Theta(\vartheta)}{\partial\vartheta}
+    \right) \Phi(\varphi)
+    + \frac{1}{\sin^2 \vartheta}
+      \frac{\partial^2 \Phi(\varphi)}{\partial\varphi^2}
+      \Theta(\vartheta)
+    + \lambda \Theta(\vartheta)\Phi(\varphi) = 0.
+\end{equation*}
+Dividing by $\Theta(\vartheta)\Phi(\varphi)$ and introducing an auxiliary
+variable $m^2$, the separation constant, yields:
+\begin{equation*}
+  \frac{1}{\Theta(\vartheta)}\sin \vartheta \frac{d}{d \vartheta} \left(
+    \sin \vartheta \frac{d \Theta}{d \vartheta}
+  \right)
+  + \lambda \sin^2 \vartheta
+  = -\frac{1}{\Phi(\varphi)} \frac{d^2\Phi(\varphi)}{d\varphi^2}
+  = m^2,
+\end{equation*}
+which is equivalent to the following system of 2 first order differential
+equations (ODEs):
+\begin{subequations}
+  \begin{gather}
+    \frac{d^2\Phi(\varphi)}{d\varphi^2} = -m^2 \Phi(\varphi),
+      \label{kugel:eqn:ode-phi} \\ 
+    \sin \vartheta \frac{d}{d \vartheta} \left(
+      \sin \vartheta \frac{d \Theta}{d \vartheta}
+    \right)
+    + \left( \lambda - \frac{m^2}{\sin^2 \vartheta} \right)
+      \Theta(\vartheta) = 0
+      \label{kugel:eqn:ode-theta}.
+  \end{gather}
+\end{subequations}
+The solution of \eqref{kugel:eqn:ode-phi} is easy to find: The complex
+exponential is obviously the function we are looking for. So we can directly
+write the solutions
+\begin{equation} \label{kugel:eqn:ode-phi-sol}
+    \Phi(\varphi) = e^{i m \varphi}, \quad m \in \mathbb{Z}.
+\end{equation}
+The restriction that the separation constant $m$ needs to be an integer arises
+from the fact that we require a $2\pi$-periodicity in $\varphi$ since the
+coordinate systems requires that $\Phi(\varphi + 2\pi) = \Phi(\varphi)$.
+Unfortunately, solving \eqref{kugel:eqn:ode-theta} is not as straightforward,
+actually, it is quite difficult, and the process is so involved that it will
+require a dedicated section of its own.
+
+\subsection{Legendre Functions}
+
+\begin{figure}
+  \centering
+  \kugelplaceholderfig{.8\textwidth}{5cm}
+  \caption{
+    \kugeltodo{Why $z = \cos \vartheta$.}
+  }
+\end{figure}
+
+To solve \eqref{kugel:eqn:ode-theta} we start with the substitution $z = \cos
+\vartheta$ \kugeltodo{Explain geometric origin with picture}. The operator
+$\frac{d}{d \vartheta}$ becomes
+\begin{equation*}
+    \frac{d}{d \vartheta}
+    = \frac{dz}{d \vartheta}\frac{d}{dz}
+    = -\sin \vartheta \frac{d}{dz}
+    = -\sqrt{1-z^2} \frac{d}{dz},
+\end{equation*} 
+since $\sin \vartheta = \sqrt{1 - \cos^2 \vartheta} = \sqrt{1 - z^2}$, and
+then \eqref{kugel:eqn:ode-theta} becomes 
+\begin{align*}
+  \frac{-\sqrt{1-z^2}}{\sqrt{1-z^2}} \frac{d}{dz} \left[
+    \left(\sqrt{1-z^2}\right) \left(-\sqrt{1-z^2}\right) \frac{d \Theta}{dz}
+  \right]
+  + \left( \lambda - \frac{m^2}{1 - z^2} \right)\Theta(\vartheta) &= 0,
+  \\
+  \frac{d}{dz} \left[ (1-z^2) \frac{d \Theta}{dz} \right]
+  + \left( \lambda - \frac{m^2}{1 - z^2} \right)\Theta(\vartheta) &= 0,
+  \\
+  (1-z^2)\frac{d^2 \Theta}{dz} - 2z\frac{d \Theta}{dz}
+  + \left( \lambda - \frac{m^2}{1 - z^2} \right)\Theta(\vartheta) &= 0.
+\end{align*}
+By making two final cosmetic substitutions, namely $Z(z) = \Theta(\cos^{-1}z)$
+and $\lambda = n(n+1)$, we obtain what is known in the literature as the
+\emph{associated Legendre equation of order $m$}:
 \nocite{olver_introduction_2013}
+\begin{equation} \label{kugel:eqn:associated-legendre}
+  (1 - z^2)\frac{d^2 Z}{dz^2}
+  - 2z\frac{d Z}{dz}
+  + \left( n(n + 1) - \frac{m^2}{1 - z^2} \right) Z(z) = 0,
+  \quad
+  z \in [-1; 1], m \in \mathbb{Z}.
+\end{equation}
+
+Our new goal has therefore become to solve
+\eqref{kugel:eqn:associated-legendre}, since if we find a solution for $Z(z)$ we
+can perform the substitution backwards and get back to our eigenvalue problem.
+However, the associated Legendre equation is not any easier, so to attack the
+problem we will look for the solutions in the easier special case when $m = 0$.
+This reduces the problem because it removes the double pole, which is always
+tricky to deal with. In fact, the reduced problem when $m = 0$ is known as the
+\emph{Legendre equation}:
+\begin{equation} \label{kugel:eqn:legendre}
+  (1 - z^2)\frac{d^2 Z}{dz^2}
+  - 2z\frac{d Z}{dz}
+  + n(n + 1) Z(z) = 0,
+  \quad
+  z \in [-1; 1].
+\end{equation}
+
+The Legendre equation is a second order differential equation, and therefore it
+has 2 independent solutions, which are known as \emph{Legendre functions} of the
+first and second kind. For the scope of this text we will only derive a special
+case of the former that is known known as the \emph{Legendre polynomials}, since
+we only need a solution between $-1$ and $1$.
+
+\begin{lemma}[Legendre polynomials]
+  \label{kugel:thm:legendre-poly}
+  The polynomial function
+  \[
+    P_n(z) = \sum^{\lfloor n/2 \rfloor}_{k=0}
+      \frac{(-1)^k}{2^n s^k!} \frac{(2n - 2k)!}{(n - k)! (n-2k)!} z^{n - 2k}
+  \]
+  is the only finite solution of the Legendre equation
+  \eqref{kugel:eqn:legendre} when $n \in \mathbb{Z}$ and $z \in [-1; 1]$.
+\end{lemma}
+\begin{proof}
+  This results is derived in section \ref{kugel:sec:proofs:legendre}.
+\end{proof}
+
+Since the Legendre \emph{polynomials} are indeed polynomials, they can also be
+expressed using the hypergeometric functions described in section
+\ref{buch:rekursion:section:hypergeometrische-funktion}, so in fact
+\begin{equation}
+  P_n(z) = {}_2F_1 \left( \begin{matrix}
+    n + 1, & -n \\ \multicolumn{2}{c}{1}
+  \end{matrix} ; \frac{1 - z}{2} \right).
+\end{equation}
+Further, there are a few more interesting but not very relevant forms to write
+$P_n(z)$ such as \emph{Rodrigues' formula} and \emph{Laplace's integral
+representation} which are
+\begin{equation*}
+  P_n(z) = \frac{1}{2^n n!} \frac{d^n}{dz^n} (z^2 - 1)^n,
+  \qquad \text{and} \qquad
+  P_n(z) = \frac{1}{\pi} \int_0^\pi \left(
+    z + \cos\vartheta \sqrt{z^2 - 1}
+  \right) \, d\vartheta
+\end{equation*}
+respectively, both of which we will not prove (see chapter 3 of
+\cite{bell_special_2004} for a proof). Now that we have a solution for the
+Legendre equation, we can make use of the following lemma patch the solutions
+such that they also become solutions of the associated Legendre equation
+\eqref{kugel:eqn:associated-legendre}.
+
+\begin{lemma} \label{kugel:thm:extend-legendre}
+  If $Z_n(z)$ is a solution of the Legendre equation \eqref{kugel:eqn:legendre},
+  then
+  \begin{equation*}
+    Z^m_n(z) = (1 - z^2)^{m/2} \frac{d^m}{dz^m}Z_n(z)
+  \end{equation*}
+  solves the associated Legendre equation \eqref{kugel:eqn:associated-legendre}.
+  \nocite{bell_special_2004}
+\end{lemma}
+\begin{proof}
+  See section \ref{kugel:sec:proofs:legendre}.
+\end{proof}
+
+What is happening in lemma \ref{kugel:thm:extend-legendre}, is that we are
+essentially inserting a square root function in the solution in order to be able
+to reach the parts of the domain near the poles at $\pm 1$ of the associated
+Legendre equation, which is not possible only using power series
+\kugeltodo{Reference book theory on extended power series method.}. Now, since
+we have a solution in our domain, namely $P_n(z)$, we can insert it in the lemma 
+obtain the \emph{associated Legendre functions}.
+
+\begin{definition}[Ferrers or associated Legendre functions]
+  \label{kugel:def:ferrers-functions}
+  The functions
+  \begin{equation}
+    P^m_n (z) = (1-z^2)^{\frac{m}{2}}\frac{d^{m}}{dz^{m}} P_n(z)
+      = \frac{1}{2^n n!}(1-z^2)^{\frac{m}{2}}\frac{d^{m+n}}{dz^{m+n}}(1-z^2)^n 
+  \end{equation}
+  are known as Ferrers or associated Legendre functions.
+\end{definition}
+
+\kugeltodo{Discuss $|m| \leq n$.}
+
+\if 0
+The constraint $|m|<n$, can be justified by considering Eq.\eqref{kugel:eq:associated_leg_func}, in which the derivative of degree $m+n$ is present. A derivative to be well defined must have an order that is greater than zero. Furthermore, it can be seen that this derivative is applied on a polynomial of degree $2n$. As is known from Calculus 1, if you derive a polynomial of degree $2n$ more than $2n$ times, you get zero, which is a trivial solution in which we are not interested.\newline
+We can thus summarize these two conditions by writing:
+\begin{equation*}
+    \begin{rcases}
+        m+n \leq 2n &\implies m \leq n \\
+        m+n \geq 0  &\implies  m \geq -n
+    \end{rcases} |m| \leq n.
+\end{equation*}
+The set of functions in Eq.\eqref{kugel:eq:sph_harm_0} is named \emph{Spherical Harmonics}, which are the eigenfunctions of the Laplace operator on the \emph{spherical surface domain}, which is exactly what we were looking for at the beginning of this section.
+\fi
+
+\subsection{Spherical Harmonics}
+
+Finally, we can go back to solving our boundary value problem we started in
+section \ref{kugel:sec:construction:eigenvalue}. We had left off in the middle
+of the separation, were we had used the Ansatz $f(\vartheta, \varphi) =
+\Theta(\vartheta) \Phi(\varphi)$ to find that $\Phi(\varphi) = e^{im\varphi}$,
+and we were solving for $\Theta(\vartheta)$.  As you may recall, previously we
+performed the substitution $z = \cos \vartheta$. Now we can finally to bring back the
+solution to the associated Legendre equation $P^m_n(z)$ into the $\vartheta$
+domain and combine it with $\Phi(\varphi)$ to get the full result:
+\begin{equation*}
+    f(\vartheta, \varphi)
+      = \Theta(\vartheta)\Phi(\varphi)
+      = P^m_n (\cos \vartheta) e^{im\varphi}.
+\end{equation*}
+This family of functions, which recall are the solutions of the eigenvalue
+problem of the surface spherical Laplacian, are the long anticipated
+\emph{complex spherical harmonics}, and they are usually denoted with
+$Y^m_n(\vartheta, \varphi)$.
+
+\begin{definition}[Spherical harmonics]
+  \label{kugel:def:spherical-harmonics}
+  The functions
+  \begin{equation*}
+    Y^m_n (\vartheta, \varphi) = P^m_n(\cos \vartheta) e^{im\varphi},
+  \end{equation*}
+  where $m, n \in \mathbb{Z}$ and $|m| < n$ are called (unnormalized) spherical
+  harmonics.
+\end{definition}
+
+\begin{figure}
+  \centering
+  \kugelplaceholderfig{\textwidth}{.8\paperheight}
+  \caption{
+    \kugeltodo{Big picture with the first few spherical harmonics.}
+    \label{kugel:fig:spherical-harmonics}
+  }
+\end{figure}
+
+\kugeltodo{Describe how they look like with fig.
+\ref{kugel:fig:spherical-harmonics}}
+
+\subsection{Orthogonality of $P_n$, $P^m_n$ and $Y^m_n$}
+
+We shall now discuss an important property of the spherical harmonics: they form
+an orthogonal system. And since the spherical harmonics contain the Ferrers or
+associated Legendre functions, we need to discuss their orthogonality first.
+But the Ferrers functions themselves depend on the Legendre polynomials, so that
+will be our starting point.
+
+\begin{lemma} For the Legendre polynomials $P_n(z)$ and $P_k(z)$ it holds that
+  \label{kugel:thm:legendre-poly-ortho}
+  \begin{equation*}
+    \int_{-1}^1 P_n(z) P_k(z) \, dz
+    = \frac{2}{2n + 1} \delta_{nk}
+    = \begin{cases}
+      \frac{2}{2n + 1} & \text{if } n = k, \\
+      0 & \text{otherwise}.
+    \end{cases}
+  \end{equation*}
+\end{lemma}
+\begin{proof}
+  To start, consider the fact that the Legendre equation
+  \eqref{kugel:eqn:legendre}, of which two distinct Legendre polynomials
+  $P_n(z)$ and $P_k(z)$ are a solution ($n \neq k$), can be rewritten in the
+  following form:
+  \begin{equation}
+    \frac{d}{dz} \left[ 
+      \left( 1 - z^2 \right) \frac{dZ}{dz}
+    \right] + n(n+1) Z(z) = 0.
+  \end{equation}
+  So we rewrite the Legendre equations for $P_n(z)$ and $P_k(z)$:
+  \begin{align*}
+    \frac{d}{dz} \left[ 
+      \left( 1 - z^2 \right) \frac{dP_n}{dz}
+    \right] + n(n+1) P_n(z) &= 0,
+    &
+    \frac{d}{dz} \left[ 
+      \left( 1 - z^2 \right) \frac{dP_k}{dz}
+    \right] + k(k+1) P_k(z) &= 0,
+  \end{align*}
+  then we multiply the former by $P_k(z)$ and the latter by $P_n(z)$ and
+  subtract the two to get
+  \begin{equation*}
+    \frac{d}{dz} \left[ 
+      \left( 1 - z^2 \right) \frac{dP_n}{dz}
+    \right] P_k(z) + n(n+1) P_n(z) P_k(z)
+    -
+    \frac{d}{dz} \left[ 
+      \left( 1 - z^2 \right) \frac{dP_k}{dz}
+    \right] P_n(z) - k(k+1) P_k(z) P_n(z) = 0.
+  \end{equation*}
+  By grouping terms, making order and integrating with respect to $z$ from $-1$
+  to 1 we obtain
+  \begin{gather}
+    \int_{-1}^1 \left\{
+      \frac{d}{dz} \left[ 
+        \left( 1 - z^2 \right) \frac{dP_n}{dz}
+      \right] P_k(z) 
+      -
+      \frac{d}{dz} \left[ 
+        \left( 1 - z^2 \right) \frac{dP_k}{dz}
+      \right] P_n(z) - k(k+1) P_k(z) P_n(z)
+    \right\} \,dz \nonumber \\
+    + \left[ n(n+1) - k(k+1) \right] \int_{-1}^1 P_k(z) P_n(z) \, dz = 0.
+    \label{kugel:thm:legendre-poly-ortho:proof:1}
+  \end{gather}
+  Since by the product rule
+  \begin{equation*}
+    \frac{d}{dz} \left[ (1 - z^2) \frac{dP_k}{dz} P_n(z) \right]
+    =
+    \frac{d}{dz} \left[ (1 - z^2) \frac{dP_n}{dz} \right] P_k(z)
+      + (1 - z^2) \frac{dP_n}{dz} \frac{dP_k}{dz},
+  \end{equation*}
+  we can simplify the first term in
+  \eqref{kugel:thm:legendre-poly-ortho:proof:1} to get
+  \begin{gather*}
+    \int_{-1}^1 \left\{
+      \frac{d}{dz} \left[ (1 - z^2) \frac{dP_k}{dz} P_n(z) \right]
+        - \cancel{(1 - z^2) \frac{dP_n}{dz} \frac{dP_k}{dz}}
+        - \frac{d}{dz} \left[ (1 - z^2) \frac{dP_n}{dz} P_k(z) \right]
+        + \cancel{(1 - z^2) \frac{dP_k}{dz} \frac{dP_n}{dz}}
+    \right\} \, dz \\
+    = \int_{-1}^1 \frac{d}{dz} \left\{ (1 - z^2) \left[
+      \frac{dP_k}{dz} P_n(z) - \frac{dP_n}{dz} P_k(z)
+    \right] \right\} \, dz
+    = (1 - z^2) \left[
+      \frac{dP_k}{dz} P_n(z) - \frac{dP_n}{dz} P_k(z)
+    \right] \Bigg|_{-1}^1,
+  \end{gather*}
+  which always equals 0 because the product contains $1 - z^2$ and the bounds
+  are at $\pm 1$. Thus, of \eqref{kugel:thm:legendre-poly-ortho:proof:1} only
+  the second term remains and the equation becomes
+  \begin{equation*}
+    \left[ n(n+1) - k(k+1) \right] \int_{-1}^1 P_k(z) P_n(z) \, dz = 0.
+  \end{equation*}
+  By dividing by the constant in front of the integral we have our first result.
+  Now we need to show that when $n = k$ the integral equals $2 / (2n + 1)$.
+  % \begin{equation*}
+  % \end{equation*}
+  \kugeltodo{Finish proof. Can we do it without the generating function of
+  $P_n$?}
+\end{proof}
+
+In a similarly algebraically tedious fashion, we can also continue to check for
+orthogonality for the Ferrers functions $P^m_n(z)$, since they are related to
+$P_n(z)$ by a $m$-th derivative, and obtain the following result.
+
+\begin{lemma} For the associated Legendre functions
+  \label{kugel:thm:associated-legendre-ortho}
+  \begin{equation*}
+    \int_{-1}^1 P^m_n(z) P^{m}_{n'}(z) \, dz
+    = \frac{2(m + n)!}{(2n + 1)(n - m)!} \delta_{nn'}
+    = \begin{cases}
+      \frac{2(m + n)!}{(2n + 1)(n - m)!}
+        & \text{if } n = n', \\
+      0 & \text{otherwise}.
+    \end{cases}
+  \end{equation*}
+\end{lemma}
+\begin{proof}
+  To show that the expression equals zero when $n \neq n'$ we can perform
+  exactly the same steps as in the proof of lemma
+  \ref{kugel:thm:legendre-poly-ortho}, so we will not repeat them here and prove
+  instead only the case when $n = n'$.
+  \kugeltodo{Finish proof, or not? I have to look and decide if it is
+  interesting enough.}
+\end{proof}
+
+By having the orthogonality relations of the Legendre functions we can finally
+show that spherical harmonics are also orthogonal under the following inner
+product:
+
+\begin{definition}[Inner product in $S^2$]
+  \label{kugel:def:inner-product-s2}
+  For 2 complex valued functions $f(\vartheta, \varphi)$ and $g(\vartheta,
+  \varphi)$ on the surface of the sphere the inner product is defined to be
+  \begin{equation*}
+    \langle f, g \rangle
+    = \int_{0}^\pi \int_0^{2\pi}
+      f(\vartheta, \varphi) \overline{g(\vartheta, \varphi)}
+      \sin \vartheta \, d\varphi \, d\vartheta.
+  \end{equation*}
+\end{definition}
+
+
+\begin{theorem} For the (unnormalized) spherical harmonics
+  \label{kugel:thm:spherical-harmonics-ortho}
+  \begin{align*}
+    \langle Y^m_n, Y^{m'}_{n'} \rangle
+    &= \int_{0}^\pi \int_0^{2\pi}
+      Y^m_n(\vartheta, \varphi) \overline{Y^{m'}_{n'}(\vartheta, \varphi)}
+      \sin \vartheta \, d\varphi \, d\vartheta
+    \\
+    &= \frac{4\pi}{2n + 1} \frac{(m + n)!}{(n - m)!} \delta_{nn'} \delta_{mm'}
+    = \begin{cases}
+      \frac{4\pi}{2n + 1} \frac{(m + n)!}{(n - m)!}
+        & \text{if } n = n' \text{ and } m = m', \\
+      0 & \text{otherwise}.
+    \end{cases}
+  \end{align*}
+\end{theorem}
+\begin{proof}
+  We will begin by doing a bit of algebraic maipulaiton:
+  \begin{align*}
+    \int_{0}^\pi \int_0^{2\pi}
+      Y^m_n(\vartheta, \varphi) \overline{Y^{m'}_{n'}(\vartheta, \varphi)}
+      \sin \vartheta \, d\varphi \, d\vartheta
+    &= \int_{0}^\pi \int_0^{2\pi}
+      e^{im\varphi} P^m_n(\cos \vartheta)
+      e^{-im'\varphi} P^{m'}_{n'}(\cos \vartheta)
+      \, d\varphi \sin \vartheta \, d\vartheta
+    \\
+    &= \int_{0}^\pi
+      P^m_n(\cos \vartheta) P^{m'}_{n'}(\cos \vartheta)
+      \int_0^{2\pi} e^{i(m - m')\varphi}
+      \, d\varphi \sin \vartheta \, d\vartheta
+      .
+  \end{align*}
+  First, notice that the associated Legendre polynomials are assumed to be real,
+  and are thus unaffected by the complex conjugation. Then, we can see that when
+  $m = m'$ the inner integral simplifies to $\int_0^{2\pi} 1 \, d\varphi$ which
+  equals $2\pi$, so in this case the expression becomes
+  \begin{equation*}
+    2\pi \int_{0}^\pi
+      P^m_n(\cos \vartheta) P^{m'}_{n'}(\cos \vartheta)
+    \sin \vartheta \, d\vartheta
+    = -2\pi \int_{1}^{-1} P^m_n(z) P^{m'}_{n'}(z) \, dz
+    = \frac{4\pi(m + n)!}{(2n + 1)(n - m)!} \delta_{nn'},
+  \end{equation*}
+  where in the second step we performed the substitution $z = \cos\vartheta$;
+  $d\vartheta = \frac{d\vartheta}{dz} dz= - dz / \sin \vartheta$, and then we
+  used lemma \ref{kugel:thm:associated-legendre-ortho}. We are allowed to use
+  the lemma because $m = m'$.
+
+  Now we just need look at the case when $m \neq m'$. Fortunately this is
+  easier: the inner integral is $\int_0^{2\pi} e^{i(m - m')\varphi} d\varphi$,
+  or in other words we are integrating a complex exponetial over the entire
+  period, which always results in zero. Thus, we do not need to do anything and
+  the proof is complete.
+\end{proof}
+
+These proofs for the various orthogonality relations were quite long and
+algebraically tedious, mainly because they are ``low level'', by which we mean
+that they (arguably) do not rely on very abstract theory. However, if we allow
+ourselves to use the more abstract Sturm Liouville theory discussed in chapters
+\ref{buch:integrale:subsection:sturm-liouville-problem} and \kugeltodo{reference
+to chapter 17 of haddouche and Löffler} the proofs can become ridiculously
+short. Let's do for example lemma \ref{kugel:thm:associated-legendre-ortho}.
+
+\begin{proof}[
+    Shorter proof of lemma \ref{kugel:thm:associated-legendre-ortho}
+  ]
+  The associated Legendre polynomials, of which we would like to prove an
+  orthogonality relation, are the solution to the associated Legendre equation,
+  which we can write as $LZ(z) = 0$, where
+  \begin{equation*}
+    L = \frac{d}{dz} (1 - z^2) \frac{d}{dz}
+      + n(n+1) - \frac{m^2}{1 - z^2}.
+  \end{equation*}
+  Notice that $L$ is in fact a Sturm-Liouville operator of the form
+  \begin{equation*}
+    L = \frac{1}{w(z)} \left[
+        \frac{d}{dz} p(z) \frac{d}{dz} - \lambda + q(z)
+      \right],
+  \end{equation*}
+  if we let $w(z) = 1$, $p(z) = (1 - z^2 )$, $q(z) = -m^2 / (1 - z^2)$, and
+  $\lambda = -n(n+1)$. By the theory of Sturm-Liouville operators, we know that
+  the each solution of the problem $LZ(z) = 0$, namely $P^m_n(z)$, is orthogonal
+  to every other solution that has a different $\lambda$. In our case $\lambda$
+  varies with $n$, so $P^m_n(z)$ with different $n$'s are orthogonal to each
+  other.
+\end{proof}
+
+But that was still rather informative and had a bit of explanation, which is
+terrible. Real snobs, such as Wikipedia contributors, some authors and
+regrettably sometimes even ourselves, would write instead:
+
+\begin{proof}[
+    Infuriatingly short proof of lemma \ref{kugel:thm:associated-legendre-ortho}
+  ]
+  The associated Legendre polynomials are solutions of the associated Legendre
+  equation which is a Sturm-Liouville problem and are thus orthogonal to each
+  other. The factor in front Kronecker delta is left as an exercise to the
+  reader.
+\end{proof}
+
+Lemma \ref{kugel:thm:legendre-poly-ortho} has a very similar
+proof, while the theorem \ref{kugel:thm:spherical-harmonics-ortho} for the
+spherical harmonics is proved by the following argument. The spherical harmonics
+are the solutions to the eigenvalue problem $\surflaplacian f = -\lambda f$,
+which as discussed in the previous section is solved using separation. So to
+prove their orthogonality using the Sturm-Liouville theory we argue that
+\begin{equation*}
+  \surflaplacian = L_\vartheta L_\varphi \iff
+  \surflaplacian f(\vartheta, \varphi)
+    = L_\vartheta \Theta(\vartheta) L_\varphi \Phi(\varphi),
+\end{equation*}
+then we show that both $L_\vartheta$ and $L_\varphi$ are both Sturm-Liouville
+operators (we just did the former in the shorter proof above). Since both are
+Sturm-Liouville operators their combination, the surface spherical Laplacian, is
+also a Sturm-Liouville operator, which then implies orthogonality.
+
+\subsection{Normalization and the Phase Factor}
+
+At this point we have shown that the spherical harmonics form an orthogonal
+system, but in many applications we usually also want a normalization of some
+kind. For example the most obvious desirable property could be for the spherical
+harmonics to be ortho\emph{normal}, by which we mean that $\langle Y^m_n,
+Y^{m'}_{n'} \rangle = \delta_{nn'}$. To obtain orthonormality, we simply add an
+ugly normalization factor in front of the previous definition
+\ref{kugel:def:spherical-harmonics} as follows.
+
+\begin{definition}[Orthonormal spherical harmonics]
+  \label{kugel:def:spherical-harmonics-orthonormal}
+  The functions
+  \begin{equation*}
+    Y^m_n(\vartheta, \varphi)
+    = \sqrt{\frac{2n + 1}{4\pi} \frac{(n-m)!}{(m+n)!}}
+      P^m_n(\cos \vartheta) e^{im\varphi}
+  \end{equation*}
+  where $m, n \in \mathbb{Z}$ and $|m| < n$ are the orthonormal spherical
+  harmonics.
+\end{definition}
+
+Orthornomality is very useful, but it is not the only common normalization that
+is found in the literature. In physics, geomagnetism to be more specific, it is
+common to use the so called Schmidt semi-normalization (or sometimes also called
+quasi-normalization).
+
+\begin{definition}[Schmidt semi-normalized spherical harmonics]
+  \label{kugel:def:spherical-harmonics-schmidt}
+  The Schmidt semi-normalized spherical harmonics are
+  \begin{equation*}
+    Y^m_n(\vartheta, \varphi)
+    = \sqrt{2 \frac{(n - m)!}{(n + m)!}}
+      P^m_n(\cos \vartheta) e^{im\varphi}
+  \end{equation*}
+  where $m, n \in \mathbb{Z}$ and $|m| < n$.
+\end{definition}
+
+Additionally, there is another quirk in the literature that should be mentioned.
+In some other branches of physics such as seismology and quantum mechanics there
+is a so called Condon-Shortley phase factor $(-1)^m$ in front of the square root
+in the definition of the normalized spherical harmonics. It is yet another
+normalization that is added for physical reasons that are not very relevant to
+our discussion, but we mention this potential source of confusion since many
+numerical packages (such as \texttt{SHTOOLS} \kugeltodo{Reference}) offer an
+option to add or remove it from the computation.
+
+Though, for our purposes we will mostly only need the orthonormal spherical
+harmonics, so from now on, unless specified otherwise when we say spherical
+harmonics or write $Y^m_n$, we mean the orthonormal spherical harmonics of
+definition \ref{kugel:def:spherical-harmonics-orthonormal}.
+
+\subsection{Recurrence Relations}
+
+\section{Series Expansions in $L^2(S^2)$}
+
+We have now reached a point were we have all of the tools that are necessary to
+build something truly amazing: a general series expansion formula for functions
+on the surface of the sphere. Using the jargon: we will now see that the
+spherical harmonics together with the inner product of definition
+\ref{kugel:def:inner-product-s2}
+\begin{equation*}
+  \langle f, g \rangle
+  = \int_{0}^\pi \int_0^{2\pi}
+    f(\vartheta, \varphi) \overline{g(\vartheta, \varphi)}
+    \sin \vartheta \, d\varphi \, d\vartheta
+\end{equation*}
+form a Hilbert space over the space of complex valued $L^2$ functions $S^2 \to
+\mathbb{C}$. We will see later that this fact is very consequential and is
+extremely useful for many types of applications. If the jargon was too much, no
+need to worry, we will now go back to normal words and explain it again in more
+detail.
+
+\subsection{Spherical Harmonics Series}
+
+To talk about a \emph{series expansion} we first need a series, so we shall
+build one using the spherical harmonics.
+
+\begin{definition}[Spherical harmonic series]
+  \begin{equation*}
+    \hat{f}(\vartheta, \varphi) 
+    = \sum_{n \in \mathbb{Z}} \sum_{m \in \mathbb{Z}}
+      c_{m,n} Y^m_n(\vartheta, \varphi)
+  \end{equation*}
+\end{definition}
+
+\subsection{Fourier on $S^2$}
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index 739b02b..964b348 100644
--- a/buch/papers/lambertw/Bilder/Intuition.pdf
+++ b/buch/papers/lambertw/Bilder/Intuition.pdf
diff --git a/buch/papers/lambertw/Bilder/Strategie.pdf b/buch/papers/lambertw/Bilder/Strategie.pdf
index b5428f5..42cae0d 100644
--- a/buch/papers/lambertw/Bilder/Strategie.pdf
+++ b/buch/papers/lambertw/Bilder/Strategie.pdf
diff --git a/buch/papers/lambertw/Bilder/Strategie.py b/buch/papers/lambertw/Bilder/Strategie.py
index 975e248..f09edfb 100644
--- a/buch/papers/lambertw/Bilder/Strategie.py
+++ b/buch/papers/lambertw/Bilder/Strategie.py
@@ -9,6 +9,9 @@ import pylatex
 import numpy as np
 import matplotlib.pyplot as plt
 
+
+
+
 N = np.array([0, 0])
 V = np.array([1, 4])
 Z = np.array([5, 5])
@@ -34,9 +37,10 @@ ax.quiver(X, Y, U, W, angles='xy', scale_units='xy', scale=1, headwidth=5, headl
 
 ax.plot([V[0], (VZ+V)[0]], [V[1], (VZ+V)[1]], 'k--')
 ax.plot(np.vstack([V, Z])[:, 0], np.vstack([V, Z])[:,1], 'bo', markersize=10)
-ax.set_xlabel("x", size=20)
-ax.set_ylabel("y", size=20)
 
+ax.tick_params(labelsize=15)
+plt.xticks(ticks=range(0, 7))
+plt.yticks(ticks=range(0, 7))
 ax.text(2.5, 4.5, "Visierlinie", size=20, rotation=10)
 
 plt.rcParams.update({
@@ -48,6 +52,7 @@ plt.rcParams.update({
 ax.text(1.6, 4.3, r"$\dot{v}$", size=20)
 ax.text(0.65, 3.9, r"$V$", size=20, c='b')
 ax.text(5.15, 4.85, r"$Z$", size=20, c='b')
-
+ax.set_xlabel(r"$x$", size=20)
+ax.set_ylabel(r"$y$", size=20)
 
 
diff --git a/buch/papers/lambertw/Bilder/Strategie.svg b/buch/papers/lambertw/Bilder/Strategie.svg
deleted file mode 100644
index 30f9f22..0000000
--- a/buch/papers/lambertw/Bilder/Strategie.svg
+++ /dev/null
@@ -1,790 +0,0 @@
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-C 12.203125 50.09375 9.59375 51 8.203125 51 
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-C 23.09375 33.015625 23.5 34.015625 23.5 36.015625 
-C 23.5 40.203125 20.5 44 15.59375 44 
-C 6.40625 44 2.703125 29.53125 2.703125 28.71875 
-C 2.703125 28.328125 3.09375 27.828125 3.796875 27.828125 
-C 4.703125 27.828125 4.796875 28.234375 5.203125 29.625 
-C 7.59375 38.203125 11.5 41.984375 15.296875 41.984375 
-C 16.203125 41.984375 17.90625 41.984375 17.90625 38.703125 
-C 17.90625 36.109375 16.796875 33.21875 15.296875 29.421875 
-C 10.5 16.65625 10.5 13.5625 10.5 11.171875 
-C 10.5 8.96875 10.796875 4.890625 13.90625 2.09375 
-C 17.5 -1 22.5 -1 23.40625 -1 
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-z
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-L 15.09375 3.09375 
-z
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index e6e7c1e..dc4720a 100644
--- a/buch/papers/lambertw/Bilder/VerfolgungskurveBsp.png
+++ b/buch/papers/lambertw/Bilder/VerfolgungskurveBsp.png
diff --git a/buch/papers/lambertw/Bilder/lambertAbstandBauchgefühl.py b/buch/papers/lambertw/Bilder/lambertAbstandBauchgefühl.py
index 3a90afa..73b322c 100644
--- a/buch/papers/lambertw/Bilder/lambertAbstandBauchgefühl.py
+++ b/buch/papers/lambertw/Bilder/lambertAbstandBauchgefühl.py
@@ -39,9 +39,11 @@ plt.plot(0, ymin, 'bo', markersize=10)
 plt.plot([0, xmin], [ymin, ymin], 'k--')
 #plt.xlim(-0.1, 1)
 #plt.ylim(1, 2)
-plt.ylabel("y")
-plt.xlabel("x")
+
 plt.grid(True)
+plt.tick_params(labelsize=15)
+#plt.xticks(ticks=range(0, 7))
+#plt.yticks(ticks=range(0, 7))
 plt.quiver(xmin, ymin, -0.2, 0, scale=1)
 
 plt.text(xmin+0.1, ymin-0.1, "Verfolgungskurve", size=20, rotation=20, color='r')
@@ -55,4 +57,6 @@ plt.rcParams.update({
 
 plt.text(xmin-0.11, ymin-0.08, r"$\dot{v}$", size=20)
 plt.text(xmin-0.02, ymin+0.05, r"$V$", size=20, c='b')
-plt.text(0.02, ymin+0.05, r"$Z$", size=20, c='b')
\ No newline at end of file
+plt.text(0.02, ymin+0.05, r"$Z$", size=20, c='b')
+plt.ylabel(r"$y$", size=20)
+plt.xlabel(r"$x$", size=20)
\ No newline at end of file
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deleted file mode 100644
index 3fb3a78..0000000
--- a/buch/papers/lambertw/Bilder/pursuerDGL.ggb
+++ /dev/null
diff --git a/buch/papers/lambertw/Bilder/pursuerDGL.svg b/buch/papers/lambertw/Bilder/pursuerDGL.svg
deleted file mode 100644
index d91e5e1..0000000
--- a/buch/papers/lambertw/Bilder/pursuerDGL.svg
+++ /dev/null
@@ -1 +0,0 @@
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font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="rgb(0, 0, 0)" fill-opacity="1" stroke="none" text-anchor="start" x="934" y="1288">1</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="rgb(0, 0, 0)" fill-opacity="1" stroke="none" text-anchor="start" x="980" y="1288">1.1</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="none" stroke="rgb(255, 255, 255)" stroke-linejoin="bevel" stroke-miterlimit="10" stroke-opacity="1" stroke-width="3" text-anchor="start" x="980" y="1288">1.1</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" 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y="1288">1.2</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="rgb(0, 0, 0)" fill-opacity="1" stroke="none" text-anchor="start" x="1083" y="1288">1.3</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="none" stroke="rgb(255, 255, 255)" stroke-linejoin="bevel" stroke-miterlimit="10" stroke-opacity="1" stroke-width="3" text-anchor="start" x="1083" y="1288">1.3</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="rgb(0, 0, 0)" fill-opacity="1" stroke="none" text-anchor="start" x="1083" y="1288">1.3</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="rgb(0, 0, 0)" fill-opacity="1" stroke="none" text-anchor="start" x="1135" y="1288">1.4</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="none" stroke="rgb(255, 255, 255)" stroke-linejoin="bevel" stroke-miterlimit="10" stroke-opacity="1" stroke-width="3" text-anchor="start" x="1135" y="1288">1.4</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="rgb(0, 0, 0)" fill-opacity="1" stroke="none" text-anchor="start" x="1135" y="1288">1.4</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="rgb(0, 0, 0)" fill-opacity="1" stroke="none" text-anchor="start" x="1187" y="1288">1.5</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="none" stroke="rgb(255, 255, 255)" stroke-linejoin="bevel" stroke-miterlimit="10" stroke-opacity="1" stroke-width="3" text-anchor="start" x="1187" y="1288">1.5</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="rgb(0, 0, 0)" fill-opacity="1" stroke="none" text-anchor="start" x="1187" y="1288">1.5</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="rgb(0, 0, 0)" fill-opacity="1" stroke="none" text-anchor="start" x="1238" y="1288">1.6</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="none" stroke="rgb(255, 255, 255)" stroke-linejoin="bevel" stroke-miterlimit="10" stroke-opacity="1" stroke-width="3" text-anchor="start" x="1238" y="1288">1.6</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="rgb(0, 0, 0)" fill-opacity="1" stroke="none" text-anchor="start" x="1238" y="1288">1.6</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="rgb(0, 0, 0)" fill-opacity="1" stroke="none" text-anchor="start" x="1290" y="1288">1.7</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="none" stroke="rgb(255, 255, 255)" stroke-linejoin="bevel" stroke-miterlimit="10" stroke-opacity="1" stroke-width="3" text-anchor="start" x="1290" y="1288">1.7</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="rgb(0, 0, 0)" fill-opacity="1" stroke="none" text-anchor="start" x="1290" y="1288">1.7</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="rgb(0, 0, 0)" fill-opacity="1" stroke="none" text-anchor="start" x="1342" y="1288">1.8</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="none" stroke="rgb(255, 255, 255)" stroke-linejoin="bevel" stroke-miterlimit="10" stroke-opacity="1" stroke-width="3" text-anchor="start" x="1342" y="1288">1.8</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="rgb(0, 0, 0)" fill-opacity="1" stroke="none" text-anchor="start" x="1342" y="1288">1.8</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="rgb(0, 0, 0)" fill-opacity="1" stroke="none" text-anchor="start" x="1393" y="1288">1.9</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="none" stroke="rgb(255, 255, 255)" stroke-linejoin="bevel" stroke-miterlimit="10" stroke-opacity="1" stroke-width="3" text-anchor="start" x="1393" y="1288">1.9</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="rgb(0, 0, 0)" fill-opacity="1" stroke="none" text-anchor="start" x="1393" y="1288">1.9</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="rgb(0, 0, 0)" fill-opacity="1" stroke="none" text-anchor="start" x="1451" y="1288">2</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="none" stroke="rgb(255, 255, 255)" stroke-linejoin="bevel" stroke-miterlimit="10" stroke-opacity="1" stroke-width="3" text-anchor="start" x="1451" y="1288">2</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="rgb(0, 0, 0)" fill-opacity="1" stroke="none" text-anchor="start" x="1451" y="1288">2</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="rgb(0, 0, 0)" fill-opacity="1" stroke="none" text-anchor="start" x="1497" y="1288">2.1</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="none" stroke="rgb(255, 255, 255)" stroke-linejoin="bevel" stroke-miterlimit="10" stroke-opacity="1" stroke-width="3" text-anchor="start" x="1497" y="1288">2.1</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="rgb(0, 0, 0)" fill-opacity="1" stroke="none" text-anchor="start" x="1497" y="1288">2.1</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="rgb(0, 0, 0)" fill-opacity="1" stroke="none" text-anchor="start" x="1549" y="1288">2.2</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="none" stroke="rgb(255, 255, 255)" stroke-linejoin="bevel" stroke-miterlimit="10" stroke-opacity="1" stroke-width="3" text-anchor="start" x="1549" y="1288">2.2</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="rgb(0, 0, 0)" fill-opacity="1" stroke="none" text-anchor="start" x="1549" y="1288">2.2</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="rgb(0, 0, 0)" fill-opacity="1" stroke="none" text-anchor="start" x="1600" y="1288">2.3</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="none" stroke="rgb(255, 255, 255)" stroke-linejoin="bevel" stroke-miterlimit="10" stroke-opacity="1" stroke-width="3" text-anchor="start" x="1600" y="1288">2.3</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="rgb(0, 0, 0)" fill-opacity="1" stroke="none" text-anchor="start" x="1600" y="1288">2.3</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="rgb(0, 0, 0)" fill-opacity="1" stroke="none" text-anchor="start" x="1652" y="1288">2.4</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="none" stroke="rgb(255, 255, 255)" stroke-linejoin="bevel" stroke-miterlimit="10" stroke-opacity="1" stroke-width="3" text-anchor="start" x="1652" y="1288">2.4</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="rgb(0, 0, 0)" fill-opacity="1" stroke="none" text-anchor="start" x="1652" y="1288">2.4</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="rgb(0, 0, 0)" fill-opacity="1" stroke="none" text-anchor="start" x="1704" y="1288">2.5</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="none" stroke="rgb(255, 255, 255)" stroke-linejoin="bevel" stroke-miterlimit="10" stroke-opacity="1" stroke-width="3" text-anchor="start" x="1704" y="1288">2.5</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="rgb(0, 0, 0)" fill-opacity="1" stroke="none" text-anchor="start" x="1704" y="1288">2.5</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="rgb(0, 0, 0)" fill-opacity="1" stroke="none" text-anchor="start" x="1755" y="1288">2.6</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="none" stroke="rgb(255, 255, 255)" stroke-linejoin="bevel" stroke-miterlimit="10" stroke-opacity="1" stroke-width="3" text-anchor="start" x="1755" y="1288">2.6</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="rgb(0, 0, 0)" fill-opacity="1" stroke="none" text-anchor="start" x="1755" y="1288">2.6</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="rgb(0, 0, 0)" fill-opacity="1" stroke="none" text-anchor="start" x="1807" y="1288">2.7</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="none" stroke="rgb(255, 255, 255)" stroke-linejoin="bevel" stroke-miterlimit="10" stroke-opacity="1" stroke-width="3" text-anchor="start" x="1807" y="1288">2.7</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="rgb(0, 0, 0)" fill-opacity="1" stroke="none" text-anchor="start" x="1807" y="1288">2.7</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="rgb(0, 0, 0)" fill-opacity="1" stroke="none" text-anchor="start" x="1859" y="1288">2.8</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="none" stroke="rgb(255, 255, 255)" stroke-linejoin="bevel" stroke-miterlimit="10" stroke-opacity="1" stroke-width="3" text-anchor="start" x="1859" y="1288">2.8</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="rgb(0, 0, 0)" fill-opacity="1" stroke="none" text-anchor="start" x="1859" y="1288">2.8</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="rgb(0, 0, 0)" fill-opacity="1" stroke="none" text-anchor="start" x="1910" y="1288">2.9</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="none" stroke="rgb(255, 255, 255)" stroke-linejoin="bevel" stroke-miterlimit="10" stroke-opacity="1" stroke-width="3" text-anchor="start" x="1910" y="1288">2.9</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="rgb(0, 0, 0)" fill-opacity="1" stroke="none" text-anchor="start" x="1910" y="1288">2.9</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="rgb(0, 0, 0)" fill-opacity="1" stroke="none" text-anchor="start" x="1968" y="1288">3</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="none" stroke="rgb(255, 255, 255)" stroke-linejoin="bevel" stroke-miterlimit="10" stroke-opacity="1" stroke-width="3" text-anchor="start" x="1968" y="1288">3</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="rgb(0, 0, 0)" fill-opacity="1" stroke="none" text-anchor="start" x="1968" y="1288">3</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="rgb(0, 0, 0)" fill-opacity="1" stroke="none" text-anchor="start" x="2014" y="1288">3.1</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="none" stroke="rgb(255, 255, 255)" stroke-linejoin="bevel" stroke-miterlimit="10" stroke-opacity="1" stroke-width="3" text-anchor="start" x="2014" y="1288">3.1</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="rgb(0, 0, 0)" fill-opacity="1" stroke="none" text-anchor="start" x="2014" y="1288">3.1</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="rgb(0, 0, 0)" fill-opacity="1" stroke="none" text-anchor="start" x="2066" y="1288">3.2</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="none" stroke="rgb(255, 255, 255)" stroke-linejoin="bevel" stroke-miterlimit="10" stroke-opacity="1" stroke-width="3" text-anchor="start" x="2066" y="1288">3.2</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="rgb(0, 0, 0)" fill-opacity="1" stroke="none" text-anchor="start" x="2066" y="1288">3.2</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="rgb(0, 0, 0)" fill-opacity="1" stroke="none" text-anchor="start" x="2117" y="1288">3.3</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="none" stroke="rgb(255, 255, 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text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="rgb(0, 0, 0)" fill-opacity="1" stroke="none" text-anchor="start" x="395" y="1174">0.2</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="rgb(0, 0, 0)" fill-opacity="1" stroke="none" text-anchor="start" x="395" y="1122">0.3</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="none" stroke="rgb(255, 255, 255)" stroke-linejoin="bevel" stroke-miterlimit="10" stroke-opacity="1" stroke-width="3" text-anchor="start" x="395" y="1122">0.3</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="rgb(0, 0, 0)" fill-opacity="1" stroke="none" text-anchor="start" x="395" y="1122">0.3</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="rgb(0, 0, 0)" fill-opacity="1" stroke="none" text-anchor="start" x="395" y="1071">0.4</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="none" stroke="rgb(255, 255, 255)" stroke-linejoin="bevel" stroke-miterlimit="10" stroke-opacity="1" stroke-width="3" text-anchor="start" x="395" y="1071">0.4</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="rgb(0, 0, 0)" fill-opacity="1" stroke="none" text-anchor="start" x="395" y="1071">0.4</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="rgb(0, 0, 0)" fill-opacity="1" stroke="none" text-anchor="start" x="395" y="1019">0.5</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="none" stroke="rgb(255, 255, 255)" stroke-linejoin="bevel" stroke-miterlimit="10" stroke-opacity="1" stroke-width="3" text-anchor="start" x="395" y="1019">0.5</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="rgb(0, 0, 0)" fill-opacity="1" stroke="none" text-anchor="start" x="395" y="1019">0.5</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="rgb(0, 0, 0)" fill-opacity="1" stroke="none" text-anchor="start" x="395" 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text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="none" stroke="rgb(255, 255, 255)" stroke-linejoin="bevel" stroke-miterlimit="10" stroke-opacity="1" stroke-width="3" text-anchor="start" x="395" y="916">0.7</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="rgb(0, 0, 0)" fill-opacity="1" stroke="none" text-anchor="start" x="395" y="916">0.7</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="rgb(0, 0, 0)" fill-opacity="1" stroke="none" text-anchor="start" x="395" y="864">0.8</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="none" stroke="rgb(255, 255, 255)" stroke-linejoin="bevel" stroke-miterlimit="10" stroke-opacity="1" stroke-width="3" text-anchor="start" x="395" y="864">0.8</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="rgb(0, 0, 0)" fill-opacity="1" stroke="none" text-anchor="start" x="395" y="864">0.8</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="rgb(0, 0, 0)" fill-opacity="1" stroke="none" text-anchor="start" x="395" y="812">0.9</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="none" stroke="rgb(255, 255, 255)" stroke-linejoin="bevel" stroke-miterlimit="10" stroke-opacity="1" stroke-width="3" text-anchor="start" x="395" y="812">0.9</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="rgb(0, 0, 0)" fill-opacity="1" stroke="none" text-anchor="start" x="395" y="812">0.9</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="rgb(0, 0, 0)" fill-opacity="1" stroke="none" text-anchor="start" x="405" y="760">1</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="none" stroke="rgb(255, 255, 255)" stroke-linejoin="bevel" stroke-miterlimit="10" stroke-opacity="1" stroke-width="3" text-anchor="start" x="405" y="760">1</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="rgb(0, 0, 0)" fill-opacity="1" stroke="none" text-anchor="start" x="405" y="760">1</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="rgb(0, 0, 0)" fill-opacity="1" stroke="none" text-anchor="start" x="395" y="709">1.1</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="none" stroke="rgb(255, 255, 255)" stroke-linejoin="bevel" stroke-miterlimit="10" stroke-opacity="1" stroke-width="3" text-anchor="start" x="395" y="709">1.1</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="rgb(0, 0, 0)" fill-opacity="1" stroke="none" text-anchor="start" x="395" y="709">1.1</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="rgb(0, 0, 0)" fill-opacity="1" stroke="none" text-anchor="start" x="395" y="657">1.2</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="none" stroke="rgb(255, 255, 255)" stroke-linejoin="bevel" stroke-miterlimit="10" stroke-opacity="1" stroke-width="3" text-anchor="start" x="395" y="657">1.2</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="rgb(0, 0, 0)" fill-opacity="1" stroke="none" text-anchor="start" x="395" y="657">1.2</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="rgb(0, 0, 0)" fill-opacity="1" stroke="none" text-anchor="start" x="395" y="605">1.3</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="none" stroke="rgb(255, 255, 255)" stroke-linejoin="bevel" stroke-miterlimit="10" stroke-opacity="1" stroke-width="3" text-anchor="start" x="395" y="605">1.3</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="rgb(0, 0, 0)" fill-opacity="1" stroke="none" text-anchor="start" x="395" y="605">1.3</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="rgb(0, 0, 0)" fill-opacity="1" stroke="none" text-anchor="start" x="395" y="554">1.4</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="none" stroke="rgb(255, 255, 255)" stroke-linejoin="bevel" stroke-miterlimit="10" stroke-opacity="1" stroke-width="3" text-anchor="start" x="395" y="554">1.4</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="rgb(0, 0, 0)" fill-opacity="1" stroke="none" text-anchor="start" x="395" y="554">1.4</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="rgb(0, 0, 0)" fill-opacity="1" stroke="none" text-anchor="start" x="395" y="502">1.5</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="none" stroke="rgb(255, 255, 255)" stroke-linejoin="bevel" stroke-miterlimit="10" stroke-opacity="1" stroke-width="3" text-anchor="start" x="395" y="502">1.5</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="rgb(0, 0, 0)" fill-opacity="1" stroke="none" text-anchor="start" x="395" y="502">1.5</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="rgb(0, 0, 0)" fill-opacity="1" stroke="none" text-anchor="start" x="395" y="450">1.6</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="none" stroke="rgb(255, 255, 255)" stroke-linejoin="bevel" stroke-miterlimit="10" stroke-opacity="1" stroke-width="3" text-anchor="start" x="395" y="450">1.6</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="rgb(0, 0, 0)" fill-opacity="1" stroke="none" text-anchor="start" x="395" y="450">1.6</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="rgb(0, 0, 0)" fill-opacity="1" stroke="none" text-anchor="start" x="395" y="399">1.7</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="none" stroke="rgb(255, 255, 255)" stroke-linejoin="bevel" stroke-miterlimit="10" stroke-opacity="1" stroke-width="3" text-anchor="start" x="395" y="399">1.7</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="rgb(0, 0, 0)" fill-opacity="1" stroke="none" text-anchor="start" x="395" y="399">1.7</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="rgb(0, 0, 0)" fill-opacity="1" stroke="none" text-anchor="start" x="395" y="347">1.8</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="none" stroke="rgb(255, 255, 255)" stroke-linejoin="bevel" stroke-miterlimit="10" stroke-opacity="1" stroke-width="3" text-anchor="start" x="395" y="347">1.8</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="rgb(0, 0, 0)" fill-opacity="1" stroke="none" text-anchor="start" x="395" y="347">1.8</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="rgb(0, 0, 0)" fill-opacity="1" stroke="none" text-anchor="start" x="395" y="295">1.9</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="none" stroke="rgb(255, 255, 255)" stroke-linejoin="bevel" stroke-miterlimit="10" stroke-opacity="1" stroke-width="3" text-anchor="start" x="395" y="295">1.9</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="rgb(0, 0, 0)" fill-opacity="1" stroke="none" text-anchor="start" x="395" y="295">1.9</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="rgb(0, 0, 0)" fill-opacity="1" stroke="none" text-anchor="start" x="405" y="244">2</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="none" stroke="rgb(255, 255, 255)" stroke-linejoin="bevel" stroke-miterlimit="10" stroke-opacity="1" stroke-width="3" text-anchor="start" x="405" y="244">2</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="rgb(0, 0, 0)" fill-opacity="1" stroke="none" text-anchor="start" x="405" y="244">2</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="rgb(0, 0, 0)" fill-opacity="1" stroke="none" text-anchor="start" x="395" y="192">2.1</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="none" stroke="rgb(255, 255, 255)" stroke-linejoin="bevel" stroke-miterlimit="10" stroke-opacity="1" stroke-width="3" text-anchor="start" x="395" y="192">2.1</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="rgb(0, 0, 0)" fill-opacity="1" stroke="none" text-anchor="start" x="395" y="192">2.1</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="rgb(0, 0, 0)" fill-opacity="1" stroke="none" text-anchor="start" x="395" y="140">2.2</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="none" stroke="rgb(255, 255, 255)" stroke-linejoin="bevel" stroke-miterlimit="10" stroke-opacity="1" stroke-width="3" text-anchor="start" x="395" y="140">2.2</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="rgb(0, 0, 0)" fill-opacity="1" stroke="none" text-anchor="start" x="395" y="140">2.2</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="rgb(0, 0, 0)" fill-opacity="1" stroke="none" text-anchor="start" x="395" y="88">2.3</text><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="12px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="none" stroke="rgb(255, 255, 255)" 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0.192 -0.627 0.192 -0.616 Z" paint-order="stroke fill markers" /></g><g transform="translate(7.82856 6.77319)"><path fill="rgb(0, 0, 0)" stroke="none" d="M 0.628 -0.569 L 0.268 0.004 Q 0.252 0.021 0.24 0.022 Q 0.226 0.022 0.222 0.01 Q 0.221 0.006 0.22 -0.001 L 0.141 -0.618 Q 0.138 -0.641 0.127 -0.646 Q 0.116 -0.652 0.081 -0.652 Q 0.058 -0.652 0.056 -0.664 Q 0.056 -0.683 0.075 -0.683 L 0.128 -0.681 L 0.129 -0.681 L 0.182 -0.68 L 0.184 -0.68 L 0.307 -0.683 L 0.308 -0.683 Q 0.322 -0.683 0.322 -0.672 Q 0.314 -0.653 0.297 -0.652 Q 0.233 -0.652 0.228 -0.622 L 0.296 -0.093 L 0.603 -0.581 L 0.616 -0.609 Q 0.618 -0.615 0.618 -0.619 Q 0.618 -0.649 0.572 -0.652 Q 0.556 -0.652 0.556 -0.664 Q 0.556 -0.683 0.575 -0.683 L 0.673 -0.68 L 0.674 -0.68 L 0.754 -0.683 L 0.756 -0.683 Q 0.769 -0.683 0.769 -0.671 Q 0.769 -0.653 0.756 -0.652 Q 0.704 -0.649 0.674 -0.624 Q 0.663 -0.615 0.652 -0.602 Q 0.64 -0.588 0.628 -0.569 Z" paint-order="stroke fill markers" /></g></g></g><text font-family="geogebra-sans-serif, sans-serif" font-size="22px" font-style="normal" font-weight="normal" text-decoration="normal" dominant-baseline="alphabetic" fill="rgb(0, 0, 0)" fill-opacity="1" stroke="none" text-anchor="start" x="783" y="429">Visierlinie</text><g transform="scale(35)"><g transform="translate(11.3429 14.3119)"><path fill="rgb(77, 77, 255)" stroke="none" d="M 0.628 -0.569 L 0.268 0.004 Q 0.252 0.021 0.24 0.022 Q 0.226 0.022 0.222 0.01 Q 0.221 0.006 0.22 -0.001 L 0.141 -0.618 Q 0.138 -0.641 0.127 -0.646 Q 0.116 -0.652 0.081 -0.652 Q 0.058 -0.652 0.056 -0.664 Q 0.056 -0.683 0.075 -0.683 L 0.128 -0.681 L 0.129 -0.681 L 0.182 -0.68 L 0.184 -0.68 L 0.307 -0.683 L 0.308 -0.683 Q 0.322 -0.683 0.322 -0.672 Q 0.314 -0.653 0.297 -0.652 Q 0.233 -0.652 0.228 -0.622 L 0.296 -0.093 L 0.603 -0.581 L 0.616 -0.609 Q 0.618 -0.615 0.618 -0.619 Q 0.618 -0.649 0.572 -0.652 Q 0.556 -0.652 0.556 -0.664 Q 0.556 -0.683 0.575 -0.683 L 0.673 -0.68 L 0.674 -0.68 L 0.754 -0.683 L 0.756 -0.683 Q 0.769 -0.683 0.769 -0.671 Q 0.769 -0.653 0.756 -0.652 Q 0.704 -0.649 0.674 -0.624 Q 0.663 -0.615 0.652 -0.602 Q 0.64 -0.588 0.628 -0.569 Z" paint-order="stroke fill markers" /></g></g><g transform="scale(35)"><g transform="translate(34.2571 8.96905)"><path fill="rgb(77, 77, 255)" stroke="none" d="M 0.72 -0.659 L 0.161 -0.034 L 0.332 -0.034 Q 0.467 -0.034 0.527 -0.104 Q 0.563 -0.147 0.594 -0.242 Q 0.602 -0.265 0.611 -0.267 Q 0.624 -0.267 0.624 -0.256 L 0.62 -0.241 L 0.549 -0.02 Q 0.544 -0.003 0.536 -0.001 L 0.536 -0.001 L 0.535 -0.001 Q 0.531 0 0.518 0 L 0.083 0 Q 0.06 0 0.058 -0.009 L 0.062 -0.027 L 0.062 -0.027 L 0.621 -0.652 L 0.458 -0.652 Q 0.322 -0.652 0.264 -0.576 L 0.263 -0.575 L 0.263 -0.575 L 0.263 -0.575 L 0.262 -0.574 Q 0.234 -0.537 0.212 -0.468 Q 0.206 -0.459 0.199 -0.458 Q 0.187 -0.458 0.187 -0.469 Q 0.187 -0.476 0.19 -0.483 L 0.245 -0.663 Q 0.25 -0.68 0.258 -0.682 Q 0.262 -0.683 0.276 -0.683 L 0.698 -0.683 Q 0.721 -0.683 0.723 -0.674 Q 0.723 -0.671 0.72 -0.659 Z" paint-order="stroke fill markers" /></g></g></g></g></svg>
\ No newline at end of file
diff --git a/buch/papers/lambertw/teil0.tex b/buch/papers/lambertw/teil0.tex
index 6632eca..baee9ea 100644
--- a/buch/papers/lambertw/teil0.tex
+++ b/buch/papers/lambertw/teil0.tex
@@ -78,17 +78,12 @@ Um den Richtungsvektor zu konstruieren kann der Einheitsvektor parallel zu $z-v$
 \begin{equation}
     \dot{v}
     =
-    |\dot{v}|\cdot e_{z-v}
-\end{equation}
-führt. Dies kann noch ausgeschrieben werden zu
-\begin{equation}
-    \dot{v}
+    |\dot{v}|\cdot (z-v)^\circ
     =
     |\dot{v}|\cdot\frac{z-v}{|z-v|}
-    \text{.}
     \label{lambertw:richtungsvektor}
 \end{equation}
-%
+führt.
 Aus dem Verfolgungsproblem ist auch ersichtlich, dass die Punkte $V$ und $Z$ nicht am gleichen Ort starten und so eine Division durch Null ausgeschlossen ist.
 Wenn die Punkte $V$ und $Z$ trotzdem am gleichen Ort starten, ist die Lösung trivial.
 
@@ -97,6 +92,7 @@ Nun wird die Gleichung mit $\dot{v}$ skalar multipliziert, um das Gleichungssyst
     \frac{z-v}{|z-v|}\cdot|\dot{v}|\cdot\dot{v}
     &=
     |\dot{v}|^2
+    \text{,}
 \end{align}
 was algebraisch zu
 \begin{align}
diff --git a/buch/papers/lambertw/teil1.tex b/buch/papers/lambertw/teil1.tex
index e8eca2c..c4b2d05 100644
--- a/buch/papers/lambertw/teil1.tex
+++ b/buch/papers/lambertw/teil1.tex
@@ -11,7 +11,7 @@ Sehr oft kommt es vor, dass bei Verfolgungsproblemen die Frage auftaucht, ob das
 Wenn zum Beispiel die Geschwindigkeit des Verfolgers kleiner ist als diejenige des Ziels, gibt es Anfangsbedingungen bei denen das Ziel nie erreicht wird.
 Im Anschluss dieser Frage stellt sich meist die nächste Frage, wie lange es dauert bis das Ziel erreicht wird.
 Diese beiden Fragen werden in diesem Kapitel behandelt und am Beispiel aus \ref{lambertw:section:teil4} betrachtet.
-Das Beispiel wird bei dieser Betrachtung noch etwas erweitert indem alle Punkte auf der gesamtem $xy$-Ebene als Startwerte zugelassen werden.
+Das Beispiel wird bei dieser Betrachtung noch etwas erweitert, indem alle Punkte auf der gesamtem $xy$-Ebene als Startwerte zugelassen werden.
 
 Nun gilt es zu definieren, wann das Ziel erreicht wird.
 Da sowohl Ziel und Verfolger als Punkte modelliert wurden, gilt das Ziel als erreicht, wenn die Koordinaten des Verfolgers mit denen des Ziels bei einem diskreten Zeitpunkt $t_1$ übereinstimmen.
@@ -38,28 +38,28 @@ Wenn der Verfolger im ersten Quadranten startet, dann kann $v(t)$ mit den Gleich
 \begin{align}
     x\left(t\right)
     &=
-    x_0\cdot\sqrt{\frac{1}{\chi}W\left(\chi\cdot \exp\left( \chi-\frac{4t}{r_0-y_0}\right) \right)} \\
+    x_0\cdot\sqrt{\frac{1}{\chi}W\left(\chi\cdot \exp\left( \chi-\frac{4t}{r_0-y_0}\right) \right)} \text{,}\\
     y(t)
     &=
-    \frac{1}{4}\left(\left(y_0+r_0\right)\left(\frac{x(t)}{x_0}\right)^2+\left(y_0-r_0\right)\operatorname{ln}\left(\left(\frac{x(t)}{x_0}\right)^2\right)-r_0+3y_0\right)\\
+    \frac{1}{4}\biggl(\left(y_0+r_0\right)\left(\frac{x(t)}{x_0}\right)^2+\left(y_0-r_0\right)\operatorname{ln}\biggl(\left(\frac{x(t)}{x_0}\right)^2\biggr)-r_0+3y_0\biggr) \text{,}\\
     \chi
     &=
-    \frac{r_0+y_0}{r_0-y_0}, \quad
+    \frac{r_0+y_0}{r_0-y_0}\text{,} \quad
     \eta
     =
-    \left(\frac{x}{x_0}\right)^2,\quad
+    \left(\frac{x}{x_0}\right)^2 \quad\text{und}\quad
     r_0
     =
     \sqrt{x_0^2+y_0^2}
-    \text{.}
 \end{align}
 %
+sind,
+beschrieben werden.
 Der Verfolger ist durch
 \begin{equation}
     v(t)
     =
     \left( \begin{array}{c} x(t) \\ y(t) \end{array} \right)
-    \text{.}
 \end{equation}
 %
 parametrisiert, wobei $y(t)$ viel komplexer ist als $x(t)$.
@@ -76,7 +76,8 @@ Daher wird das Problem in zwei einzelne Teilprobleme zerlegt, wodurch die Beding
     &=
     y(t)
     =
-    \frac{1}{4}\left(\left(y_0+r_0\right)\left(\frac{x(t)}{x_0}\right)^2+\left(y_0-r_0\right)\operatorname{ln}\left(\left(\frac{x(t)}{x_0}\right)^2\right)-r_0+3y_0\right)\text{,}
+    \frac{1}{4}\biggl(\left(y_0+r_0\right)\left(\frac{x(t)}{x_0}\right)^2+\left(y_0-r_0\right)\operatorname{ln}\biggl(\left(\frac{x(t)}{x_0}\right)^2\biggr)-r_0+3y_0\biggr)
+    \text{,}
 \end{align}
 %
 welche beide gleichzeitig erfüllt sein müssen, damit das Ziel erreicht wurde.
@@ -110,7 +111,7 @@ kann die Bedingung weiter vereinfacht werden zu
 Da $\chi\neq0$ und die Exponentialfunktion nie null sein kann, ist diese Bedingung unmöglich zu erfüllen.
 Beim Grenzwert für $t\rightarrow\infty$ geht die Exponentialfunktion gegen null.
 Dies nützt nicht viel, da unendlich viel Zeit vergehen müsste, damit ein Einholen möglich wäre.
-Somit kann nach den gestellten Bedingungen das Ziel nie erreicht werden.
+Somit kann unter den gestellten Bedingungen das Ziel nie erreicht werden.
 %
 %
 %
@@ -155,7 +156,7 @@ Dies kann veranschaulicht werden anhand
     1\text{.}
 \end{equation}
 %
-Da der $y$-Anteil der Geschwindigkeit des Ziels grösser-gleich der des Verfolgers ist, können die $y$-Koordinaten nie übereinstimmen.
+Da der $y$-Anteil der Geschwindigkeit des Ziels mindestens so gross wie die des Verfolgers ist, können die $y$-Koordinaten nie übereinstimmen.
 %
 \subsection{Anfangsbedingung auf positiven $y$-Achse}
 Wenn der Verfolger auf der positiven $y$-Achse startet, befindet er sich direkt auf der Fluchtgeraden des Ziels.
@@ -194,8 +195,8 @@ Somit wird das Ziel immer erreicht bei $t_1$, wenn der Verfolger auf der positiv
 \subsection{Fazit}
 Durch die Symmetrie der Fluchtkurve an der $y$-Achse führen die Anfangsbedingungen im ersten und zweiten Quadranten zu den gleichen Ergebnissen. Nun ist klar, dass lediglich Anfangspunkte auf der positiven $y$-Achse oder direkt auf dem Ziel dazu führen, dass der Verfolger das Ziel bei $t_1$ einholt.
 Bei allen anderen Anfangspunkten wird der Verfolger das Ziel nie erreichen.
-Dieses Resultat ist aber eher akademischer Natur, weil der Verfolger und das Ziel als Punkt betrachtet wurden.
-Wobei aber in Realität nicht von Punkten sondern von Objekten mit einer räumlichen Ausdehnung gesprochen werden kann.
+
+Dieses Resultat ist aber eher akademischer Natur, weil der Verfolger und das Ziel als Punkt betrachtet wurden, während in der Realität nicht von Punkten sondern von Objekten mit einer räumlichen Ausdehnung gesprochen werden kann.
 Somit wird in einer nächsten Betrachtung untersucht, ob der Verfolger dem Ziel näher kommt als ein definierter Trefferradius.
 Falls dies stattfinden sollte, wird dies als Treffer interpretiert.
 Mathematisch kann dies mit
@@ -205,7 +206,7 @@ Mathematisch kann dies mit
 \end{equation}
 %
 beschrieben werden, wobei $a_{\text{min}}$ dem Trefferradius entspricht.
-Durch quadrieren verschwindet die Wurzel des Betrages, womit
+Durch Quadrieren verschwindet die Wurzel des Betrages, womit
 %
 \begin{equation}
     |v-z|^2<a_{\text{min}}^2 \text{,}\quad a_{\text{min}}\in \mathbb{R}^+
@@ -215,35 +216,36 @@ Durch quadrieren verschwindet die Wurzel des Betrages, womit
 die neue Bedingung ist.
 Da sowohl der Betrag als auch $a_{\text{min}}$ grösser null sind, bleibt die Aussage unverändert.
 %
-\subsection{trügerische Intuition}%verleitende/trügerische/verführerisch
-In der Grafik \ref{lambertw:grafic:intuition} ist eine Mögliche Verfolgungskurve dargestellt, wobei für die Startbedingung der erste-Quadrant verwendet wurde.
+\subsection{Trügerische Intuition}%verleitende/trügerische/verführerisch
+In der Grafik \ref{lambertw:grafic:intuition} ist eine mögliche Verfolgungskurve dargestellt, wobei für die Startbedingung der erste-Quadrant verwendet wurde.
 Als erste Intuition für den Punkt bei dem $|v-z|$ minimal ist bietet sich der tiefste Punkt der Verfolgungskurve an, bei dem der y-Anteil des Richtungsvektors null entspricht.
 Es kann argumentiert werden, dass weil die Geschwindigkeiten gleich gross sind und $\dot{v}$ sich aus einem $y$- als auch einem $x$-Anteil zusammensetzt und $\dot{z}$ nur ein $y$-Anteil besitzt, der Abstand nur grösser werden kann, wenn $e_y\cdot z>e_y\cdot v$.
 Aus diesem Argument würde folgen, dass beim tiefsten Punkt der Verfolgungskurve im Beispiel den minimalen Abstand befindet.
 %
 \begin{figure}
 	\centering
-	\includegraphics[scale=0.4]{./papers/lambertw/Bilder/Intuition.pdf}
+	\includegraphics[scale=0.7]{./papers/lambertw/Bilder/Intuition.pdf}
 	\caption{Intuition}
 	\label{lambertw:grafic:intuition}
 \end{figure}
 %
-
 Dieses Argument kann leicht überprüft werden, indem lokal alle relevanten benachbarten Punkte betrachtet und das Vorzeichen der Änderung des Abstandes überprüft wird.
 Dafür wird ein Ausdruck benötigt, der den Abstand und die benachbarten Punkte beschreibt.
-Der Richtungsvektor wird allgemein mit dem Winkel $\alpha \in[ 0, 2\pi)$
+
+$\dot{v}$ wird allgemein mit dem Winkel $\alpha \in[ 0, 2\pi)$ beschrieben, um alle unmittelbar benachbarten Punkte prüfen zu können.
 Die Ortsvektoren der Punkte können wiederum mit
 \begin{align}
 	v
 	&=
-	t\cdot\left(\begin{array}{c} \cos (\alpha) \\ \sin (\alpha) \end{array}\right) +\left(\begin{array}{c} x_0 \\ y_0 \end{array}\right)
+	t\cdot\left(\begin{array}{c} \cos (\alpha) \\ \sin (\alpha) \end{array}\right) +\left(\begin{array}{c} x_0 \\ 0 \end{array}\right)
 	\\
 	z
 	&=
 	\left(\begin{array}{c} 0 \\ t \end{array}\right)
 \end{align}
-beschrieben werden. Der Verfolger wurde allgemein für jede Richtung $\alpha$ definiert, um alle unmittelbar benachbarten Punkte beschreiben zu können.
-Da der Abstand
+beschrieben werden.
+$x_0$ ist der Abstand bei $t=0$, damit alle möglichen Fälle untersucht werden können.
+Da der Abstand allgemein
 \begin{equation}
 	a
 	=
@@ -251,7 +253,7 @@ Da der Abstand
 	\geq
 	0
 \end{equation}
-ist, kann durch quadrieren ohne Informationsverlust die Rechnung vereinfacht werden zu
+ist, kann durch Quadrieren ohne Informationsverlust die Rechnung vereinfacht werden zu
 \begin{equation}
 	a^2
 	=
@@ -264,7 +266,7 @@ Der Abstand im Quadrat abgeleitet nach der Zeit ist
 \begin{equation}
 	\frac{d a^2}{d t}
 	=
-	2(t\cdot\cos (\alpha)+x_0)\cdot\cos(\alpha)(\alpha)+2t(\sin(\alpha)-1)^2
+	2(t\cdot\cos (\alpha)+x_0)\cdot\cos(\alpha)+2t(\sin(\alpha)-1)^2
 	\text{.}
 \end{equation}
 Da nur die unmittelbar benachbarten Punkten von Interesse sind, wird die Ableitung für $t=0$ untersucht. Dabei kann die Ableitung in 
@@ -331,18 +333,12 @@ Durch algebraische Umwandlung kann die Gleichung in die Form
     \dot{z}\dot{v}=|\dot{v}|^2
 \end{equation}
 gebracht werden.
-Da $|\dot{v}|=|\dot{z}|$ folgt
+Wenn für den Winkel zwischen den Richtungsvektoren $\alpha$ und die Eigenschaft $|\dot{z}|=|\dot{v}|$ verwendet wird entsteht
 \begin{equation}
     \cos(\alpha)=1
-    \text{,}
-\end{equation}
-wobei $\alpha$ der Winkel zwischen den Richtungsvektoren ist.
-Mit $|\dot{z}|=|\dot{v}|=1$ entsteht
-\begin{equation}
-    \cos(\alpha)=1
-    \text{,}
+    \text{.}
 \end{equation}
-woraus folgt, dass nur bei $\alpha=0$, wenn $\alpha \in [0,2\pi)$, ein lokales als auch globales Minimum vorhanden sein kann.
+Jetzt ist klar, dass nur bei $\alpha=0$, wenn $\alpha \in [0,2\pi)$, ein lokales als auch globales Minimum vorhanden sein kann.
 $\alpha=0$ bedeutet, dass $\dot{v}=\dot{z}$ sein muss.
 Da die Richtungsvektoren bei $t\rightarrow\infty$ immer in die gleiche Richtung zeigen ist dort die Bedingung immer erfüllt.
 Dies entspricht gerade dem einen Rand von $t$, der andere Rand bei $t=0$ muss auch auf lokales bzw. globales Minimum untersucht werden.
diff --git a/buch/papers/lambertw/teil4.tex b/buch/papers/lambertw/teil4.tex
index 1053dd1..36fb7e6 100644
--- a/buch/papers/lambertw/teil4.tex
+++ b/buch/papers/lambertw/teil4.tex
@@ -6,11 +6,11 @@
 \section{Beispiel einer Verfolgungskurve
 \label{lambertw:section:teil4}}
 \rhead{Beispiel einer Verfolgungskurve}
-In diesem Abschnitt wird rechnerisch das Beispiel einer Verfolgungskurve mit der Verfolgungsstrategie ``Jagd'' beschreiben. Dafür werden zuerst Bewegungsraum, Anfangspositionen und Bewegungsverhalten definiert, in einem nächsten Schritt soll eine Differentialgleichung dafür aufgestellt und anschliessend gelöst werden.
+In diesem Abschnitt wird rechnerisch das Beispiel einer Verfolgungskurve mit der Verfolgungsstrategie ``Jagd'' beschrieben. Dafür werden zuerst Bewegungsraum, Anfangspositionen und Bewegungsverhalten definiert, in einem nächsten Schritt soll eine Differentialgleichung dafür aufgestellt und anschliessend gelöst werden.
 
 \subsection{Anfangsbedingungen definieren und einsetzen
 	\label{lambertw:subsection:Anfangsbedingungen}}
-Das zu verfolgende Ziel \(Z\) bewegt sich entlang der \(y\)-Achse mit konstanter Geschwindigkeit \(|\dot{z}| = 1\), beginnend beim Ursprung des Kartesischen Koordinatensystems. Der Verfolger \(V\) startet auf einem beliebigen Punkt im ersten Quadranten und bewegt sich auch mit konstanter Geschwindigkeit \(|\dot{v}| = 1\) in Richtung Ziel. Diese Anfangspunkte oder Anfangsbedingungen können wie folgt formuliert werden:
+Das zu verfolgende Ziel \(Z\) bewegt sich entlang der \(y\)-Achse mit konstanter Geschwindigkeit \(|\dot{z}| = 1\), beginnend beim Ursprung des kartesischen Koordinatensystems. Der Verfolger \(V\) startet auf einem beliebigen Punkt im ersten Quadranten und bewegt sich auch mit konstanter Geschwindigkeit \(|\dot{v}| = 1\) in Richtung Ziel. Aus diesen Bedingungen ergibt sich den ersten Quadranten als Bewegungsraum für \(V\). Diese Anfangspunkte oder Anfangsbedingungen können wie folgt formuliert werden:
 \begin{equation}
 	Z
 	=
@@ -40,7 +40,7 @@ Diese DGL haben wir bereits in Kapitel \ref{lambertw:subsection:Verfolger} defin
 
 \subsection{Differentialgleichung vereinfachen
 	\label{lambertw:subsection:DGLvereinfach}}
-Nun haben wir eine Gleichung, es stellt sich aber die Frage, ob es überhaupt eine geschlossene Lösung dafür gibt. Eine Funktion welche die Beziehung \(y(x)\) beschreibt oder sogar \(x(t)\) und \(y(t)\) liefert. Zum jetzigen Zeitpunkt mag es nicht trivial scheinen, aber mit den gewählten Anfangsbedingungen \eqref{lambertw:Anfangsbed} ist es möglich eine geschlossene Lösung für die Gleichung \eqref{lambertw:eqMitAnfangsbed} zu finden.
+Nun haben wir eine Gleichung, es stellt sich aber die Frage, ob es überhaupt eine geschlossene Lösung dafür gibt. Eine Funktion welche die Beziehung \(y(x)\) beschreibt oder sogar \(x(t)\) und \(y(t)\) liefert. Zum jetzigen Zeitpunkt mag es nicht trivial scheinen, aber mit den gewählten Anfangsbedingungen \eqref{lambertw:Anfangsbed} ist es möglich, eine geschlossene Lösung für die Gleichung \eqref{lambertw:eqMitAnfangsbed} zu finden.
 
 Auf dem Weg dahin muss die definierte DGL zuerst wesentlich vereinfacht werden, sei es mittels algebraischer Umformungen oder mit den Tools aus der Analysis. Da die nächsten Schritte sehr algebralastig sind und sie das Lesen dieses Papers träge machen würden, werden wir uns hier nur auf die wesentlichsten Schritte konzentrieren, welche notwendig sind, um den Lösungsweg nachvollziehen zu können.
 
@@ -90,7 +90,7 @@ Versteckt im Ausdruck \eqref{lambertw:eqGeschwSubstituiert} befindet sich die er
 	\label{lambertw:eqAlgVerinfacht}
 \end{equation}
 die faktorisierte Darstellung davon ist.
-Da der linke Term gleich Null ist, muss auch der Inhalt des Quadrates gleich Null sein. Es ergibt sich eine weitere Vereinfachung, welche zu der im Vergleich zu \eqref{lambertw:eqOhneSkalarprod} wesentlich einfacheren DGL 
+Da der linke Term gleich Null ist, muss auch die Basis des Quadrates in \eqref{lambertw:eqAlgVerinfacht} gleich Null sein. Es ergibt sich eine weitere Vereinfachung, welche zu der im Vergleich zu \eqref{lambertw:eqOhneSkalarprod} wesentlich einfacheren DGL 
 \begin{equation}
 	x \dot{y} + (t-y) \dot{x}
 	= 0
@@ -122,7 +122,7 @@ Der Grund dafür ist, dass
 	\label{lambertw:eqQuotZeitAbleit}
 \end{equation}
 und somit kann der Quotient dieser zeitlichen Ableitungen in eine Ableitung nach \(x\) umgewandelt werden.
-Nach dem die Eigenschaft \eqref{lambertw:eqQuotZeitAbleit} in \eqref{lambertw:eqVorKeineZeitAbleit} eingesetzt wird und vereinfacht wurde, entsteht die neue Gleichung
+Nachdem die Eigenschaft \eqref{lambertw:eqQuotZeitAbleit} in \eqref{lambertw:eqVorKeineZeitAbleit} eingesetzt wurde, entsteht beim Vereinfachen die neue Gleichung
 \begin{equation}
 	x y^{\prime} + t - y
 	= 0.
@@ -130,7 +130,7 @@ Nach dem die Eigenschaft \eqref{lambertw:eqQuotZeitAbleit} in \eqref{lambertw:eq
 \end{equation}
 
 \subsubsection{Variable \(t\) eliminieren
-	\label{lambertw:subsubsection:ZeitAbleit}}
+	\label{lambertw:subsubsection:VarTelimin}}
 Hier wäre es natürlich passend, wenn man die Abhängigkeit nach \(t\) komplett wegbringen könnte, aber wie?
 Wir wissen, dass sich der Verfolger mit Geschwindigkeit 1 bewegt, also legt er in der Zeit \(t\) die Strecke \(1\cdot t = t\) zurück. Längen und Strecken können auch mit der Bogenlänge repräsentiert werden, somit kann Zeit und zurückgelegte Strecke in der Gleichung  
 \begin{equation}
@@ -147,7 +147,7 @@ Wir wissen, dass sich der Verfolger mit Geschwindigkeit 1 bewegt, also legt er i
 \end{equation}
 verbunden werden.
   
-Nicht gerade auffällig ist die Richtung, in welche hier integriert wird. Wenn der Verfolger sich wie vorgesehen am Anfang im ersten Quadranten befindet, dann muss sich dieser nach links bewegen, was nicht der üblichen Integrationsrichtung entspricht. Um eine Integration wie üblich von links nach rechts ausführen zu können, müssen die Integrationsgenerzen vertauscht werden, was in einem Vorzeichenwechsel resultiert. 
+Nicht gerade auffällig ist die Richtung, in welche hier integriert wird. Wenn der Verfolger sich wie vorgesehen am Anfang im ersten Quadranten befindet, dann muss sich dieser nach links bewegen, was nicht der üblichen Integrationsrichtung entspricht. Um eine Integration wie üblich von links nach rechts ausführen zu können, müssen die Integrationsgrenzen vertauscht werden, was in einem Vorzeichenwechsel resultiert. 
 
 Wenn man nun \eqref{lambertw:eqZuBogenlaenge} in die DGL \eqref{lambertw:DGLmitT} einfügt, dann ergibt sich der neue Ausdruck
 \begin{equation}
@@ -199,7 +199,7 @@ Wenn man in \eqref{lambertw:loesDGLmitU} die Substitution rückgängig macht, er
 	\label{lambertw:loesDGLmitY}
 \end{equation}
 erster Ordnung, die bereits separiert ist.
-Ersetzt man den \(\operatorname{sinh}\) durch seine exponentiellen Definition \(\operatorname{sinh}(x)=\frac{1}{2}(e^x-e^{-x})\), so resultiert auf sehr einfache Art die Lösung 
+Ersetzt man den \(\operatorname{sinh}\) durch seine exponentielle Definition \(\operatorname{sinh}(x)=\frac{1}{2}(e^x-e^{-x})\), so resultiert auf sehr einfache Art die Lösung 
 \begin{equation}
 	y
 	=
@@ -212,10 +212,12 @@ Nun haben wir eine Lösung, aber wie es immer mit Lösungen ist, stellt sich die
 \subsection{Lösung analysieren
 	\label{lambertw:subsection:LoesAnalys}}
 
+\definecolor{applegreen}{rgb}{0.55, 0.71, 0.0}
+
 \begin{figure}
 	\centering
 	\includegraphics{papers/lambertw/Bilder/VerfolgungskurveBsp.png}
-	\caption[Graph der Verfolgungskurve]{Graph der Verfolgungskurve wobei, ({\color{red}rot}) die Funktion \ensuremath{y(x)} ist, ({\color{darkgreen}grün}) der quadratische Teil und ({\color{blue}blau}) dem \ensuremath{\operatorname{ln}(x)}-Teil entspricht.
+	\caption[Graph der Verfolgungskurve]{Graph der Verfolgungskurve wobei, ({\color{red}rot}) die Funktion \ensuremath{y(x)} ist, ({\color{applegreen}grün}) der quadratische Teil und ({\color{blue}blau}) dem \ensuremath{\operatorname{ln}(x)}-Teil entspricht.
 	\label{lambertw:BildFunkLoes}
 	}
 \end{figure}
@@ -224,7 +226,7 @@ Das Resultat, wie ersichtlich, ist die Funktion
 \begin{equation}
 	{\color{red}{y(x)}}
 	=
-	C_1 + C_2 {\color{darkgreen}{x^2}} {\color{blue}{-}} \frac{\color{blue}{\operatorname{ln}(x)}}{8 \cdot C_2},
+	C_1 + C_2 {\color{applegreen}{x^2}} {\color{blue}{-}} \frac{\color{blue}{\operatorname{ln}(x)}}{8 \cdot C_2},
 	\label{lambertw:funkLoes}
 \end{equation}
 für welche die Koeffizienten \(C_1\) und \(C_2\) aus den Anfangsbedingungen bestimmt werden können. Zuerst soll aber eine qualitative Intuition oder Idee für das Aussehen der Funktion \(y(x)\) geschaffen werden:
@@ -302,7 +304,8 @@ Wenn man die Koeffizienten \eqref{lambertw:eqKoeff1} und \eqref{lambertw:eqKoeff
 \begin{equation}
 	y(x)
 	=
-	\frac{1}{4}\left(\left(y_0+r_0\right)\eta+\left(y_0-r_0\right)\operatorname{ln}\left(\eta\right)-r_0+3y_0\right).
+	\frac{1}{4}\left(\left(y_0+r_0\right)\eta+\left(y_0-r_0\right)
+	\operatorname{ln}\left(\eta\right)-r_0+3y_0\right).
 	\label{lambertw:eqAllgLoes}
 \end{equation}
 Damit die Funktion \eqref{lambertw:eqAllgLoes} trotzdem übersichtlich bleibt, wurden Anfangssteigung \(\eta\) und Anfangsentfernung \(r_0\) wie folgt definiert:
@@ -321,7 +324,7 @@ Nun sind wir soweit, dass wir eine \(y(x)\)-Beziehung für beliebige Anfangswert
 
 \subsection{Funktion nach der Zeit 
 	\label{lambertw:subsection:FunkNachT}}
-In diesem Abschnitt werden algebraischen Umformungen ein wenig detaillierter als zuvor beschrieben. Dies hat auch einen bestimmten Grund: Den Einsatz einer speziellen Funktion aufzeigen, sowie auch wann und wieso diese vorkommt. Welche spezielle Funktion? Fragst du dich wahrscheinlich in diesem Moment. Nun, um diese Frage kurz zu beantworten, es ist ``YouTube's favorite special function'' laut dem Mathematiker Michael Penn, die Lambert-\(W\)-Funktion \(W(x)\) welche im Kapitel \ref{buch:section:lambertw} bereits beschrieben wurde.
+In diesem Abschnitt werden algebraische Umformungen ein wenig detaillierter als zuvor beschrieben. Dies hat auch einen bestimmten Grund: Den Einsatz einer speziellen Funktion aufzeigen, sowie auch wann und wieso diese vorkommt. Welche spezielle Funktion? Fragt man sich wahrscheinlich in diesem Moment. Nun, um diese Frage kurz zu beantworten, es ist ``YouTube's favorite special function'' laut dem Mathematiker Michael Penn, die Lambert-\(W\)-Funktion \(W(x)\) welche im Kapitel \ref{buch:section:lambertw} bereits beschrieben wurde.
 
 \subsubsection{Zeitabhängigkeit wiederherstellen
 	\label{lambertw:subsubsection:ZeitabhWiederherst}}
@@ -342,7 +345,7 @@ Wie in \eqref{lambertw:eqDGLmitTnochmals} zu sehen ist, werden \(y\) und deren A
 		\frac{1}{4}\left(\left(y_0+r_0\right)\eta+\left(y_0-r_0\right)\operatorname{ln}\left(\eta\right)-r_0+3y_0\right), \\
 		y^\prime
 		&=
-		\frac{1}{2}\left(\left(y_0+r_0\right)\frac{x}{x_0^2}+\left(y_0-r_0\right)\frac{1}{x}\right).
+		\frac{1}{2}\biggl(\left(y_0+r_0\right)\frac{x}{x_0^2}+\left(y_0-r_0\right)\frac{1}{x}\biggr).
 	\end{align}
 \end{subequations}
 
@@ -372,16 +375,19 @@ und anschliessend
 	\label{lambertw:eqMitExp}
 \end{equation}
 erhält.
-Auf dem rechten Term von \eqref{lambertw:eqMitExp} beginnen wir langsam eine ähnliche Struktur wie \(\eta e^\eta\) zu erkennen, dies schreit nach der Struktur die benötigt wird um \(\eta\) mittels der Lambert-\(W\)-Funktion \(W(x)\) zu erhalten. Dies macht durchaus Sinn, wenn wir die Funktion \(x(t)\) finden wollen und \(W(x)\) die Umkehrfunktion von \(x e^x\) ist. 
+Auf dem rechten Term von \eqref{lambertw:eqMitExp} beginnen wir langsam eine ähnliche Struktur wie \(\eta e^\eta\) zu erkennen, dies schreit nach der Struktur, die benötigt wird, um \(\eta\) mittels der Lambert-\(W\)-Funktion \(W(x)\) zu erhalten. Dies macht durchaus Sinn, wenn wir die Funktion \(x(t)\) finden wollen und \(W(x)\) die Umkehrfunktion von \(x e^x\) ist. 
 
-Die erste Sache die uns in \eqref{lambertw:eqMitExp} stört ist, dass \(\eta\) als Potenz da steht. Dieses Problem können wir loswerden, indem wir beidseitig mit \(\:\displaystyle \frac{1}{r_0-y_0}\:\) potenzieren:
+Die erste Sache, die uns in \eqref{lambertw:eqMitExp} stört ist, dass \(\eta\) als Potenz da steht. Dieses Problem können wir loswerden, indem wir beidseitig mit \(\:1 / (r_0-y_0)\:\) potenzieren:
 \begin{equation}
 	\operatorname{exp}\left(\displaystyle \frac{-4t}{r_0-y_0}+\frac{y_0+r_0}{r_0-y_0}\right)
 	=
 	\eta\cdot \operatorname{exp}\left(\displaystyle \frac{y_0+r_0}{r_0-y_0}\eta\right).
 	\label{lambertw:eqOhnePotenz}
 \end{equation}
-Das nächste Problem auf welches wir in \eqref{lambertw:eqOhnePotenz} treffen ist, dass \(\eta\) nicht alleine im Exponent steht. Dies kann elegant mit der Substitution 
+
+\subsubsection{Eine essenzielle Substitution
+	\label{lambertw:subsubsection:SubstChi}}
+Das nächste Problem, auf welches wir in \eqref{lambertw:eqOhnePotenz} treffen, ist, dass \(\eta\) nicht alleine im Exponent steht. Dies kann elegant mit der Substitution 
 \begin{equation}
 	\chi
 	=
@@ -398,6 +404,9 @@ die auf dasselbe Ergebnis führen würden, aber \eqref{lambertw:eqChiSubst} lief
 	\chi\eta\cdot e^{\displaystyle \chi\eta}.
 	\label{lambertw:eqNachSubst}
 \end{equation}
+
+\subsubsection{Funktion nach der Zeit dank Lambert-\(W\)
+	\label{lambertw:subsubsection:LambertWundFvonT}}
 Nun sind wir endlich soweit, dass wir die angedeutete Lambert-\(W\)-Funktion \(W(x)\) einsetzen können. Wenn wir beidseitig \(W(x)\) anwenden, dann erhalten wir den Ausdruck
 \begin{equation}
 	W\left(\chi\cdot \operatorname{exp}\left(\displaystyle \chi-\frac{4t}{r_0-y_0}\right)\right)
@@ -417,14 +426,14 @@ Nach dem Auflösen nach \(x\) welches in \(\eta\) enthalten ist, erhalten wir di
 		=
 		y(t)
 		&=
-		\frac{1}{4}\left(\left(y_0+r_0\right)\left(\frac{x(t)}{x_0}\right)^2+\left(y_0-r_0\right)\operatorname{ln}\left(\left(\frac{x(t)}{x_0}\right)^2\right)-r_0+3y_0\right).
+		\frac{1}{4}\biggl(\left(y_0+r_0\right)\left(\frac{x(t)}{x_0}\right)^2+\left(y_0-r_0\right)\operatorname{ln}\biggl(\biggl(\frac{x(t)}{x_0}\biggr)^2\biggr)-r_0+3y_0\biggr).
 	\end{align}
 \end{subequations}
 Nun haben wir unser letztes Ziel erreicht und sind in der Lage eine Verfolgung rechnerisch sowie graphisch zu repräsentieren.
 
 \subsubsection{Hinweise zur Lambert-\(W\)-Funktion
 	\label{lambertw:subsubsection:HinwLambertW}}
-Wir sind aber noch nicht ganz fertig, eine Frage muss noch beantwortet werden. Und zwar wieso, man schon bei der Gleichung \eqref{lambertw:eqFunkUndAbleitEingefuegt} weiss, dass die Lambert-\(W\)-Funktion zum Einsatz kommen wird.
+Wir sind aber noch nicht ganz fertig, eine Frage muss noch beantwortet werden. Und zwar wieso man schon bei der Gleichung \eqref{lambertw:eqFunkUndAbleitEingefuegt} weiss, dass die Lambert-\(W\)-Funktion zum Einsatz kommen wird.
 Nun, der Grund dafür ist die Struktur
 \begin{equation}
 	y
diff --git a/buch/papers/parzyl/images/Makefile b/buch/papers/parzyl/images/Makefile
new file mode 100644
index 0000000..4bd13ec
--- /dev/null
+++ b/buch/papers/parzyl/images/Makefile
@@ -0,0 +1,16 @@
+#
+# Makefile to build 3d images
+#
+# (c) 2022 Prof Dr Andreas Müller
+#
+
+all:	halfplane.pdf
+
+halfplane.pdf:	halfplane.tex halfplane.jpg
+	pdflatex halfplane.tex
+halfplane.png:	halfplane.pov
+	povray +A0.1 -W1920 -H1080 -Ohalfplane.png halfplane.pov
+halfplane.jpg: halfplane.png Makefile
+	convert -extract 1280x1080+340+0 halfplane.png \
+		-density 300 -units PixelsPerInch halfplane.jpg
+
diff --git a/buch/papers/parzyl/images/common.inc b/buch/papers/parzyl/images/common.inc
new file mode 100644
index 0000000..28aed2b
--- /dev/null
+++ b/buch/papers/parzyl/images/common.inc
@@ -0,0 +1,64 @@
+//
+// common.inc -- some common useful tools for drawing 3d images
+//
+// (c) 2018 Prof Dr Andreas Müller, Hochschule Rapperswil
+//
+
+//
+// draw a right angle quarter circle at point <o> with legs <v1> and <v2> and 
+// color <c>
+//
+#declare rechterwinkelradius = 0.5;
+#declare rechterwinkelthickness = 0.01;
+#macro rechterwinkel(o, v1, v2, c)
+intersection {
+	sphere { o, rechterwinkelradius }
+	#declare rnormale = vnormalize(vcross(v1, v2));
+	plane { rnormale, vdot(o, rnormale) + rechterwinkelthickness * rechterwinkelradius / 0.5 }
+	plane { -rnormale, -vdot(o, rnormale) + rechterwinkelthickness * rechterwinkelradius / 0.5 }
+	plane { -v1, -vdot(o, v1) }
+	plane { -v2, -vdot(o, v2) }
+	pigment {
+		color c
+	}
+}
+sphere { o + 0.45 * (vnormalize(v1) +vnormalize(v2)) * rechterwinkelradius,
+	0.05 * rechterwinkelradius / 0.5
+	pigment {
+		color c
+	}
+}
+#end
+
+//
+// draw an arrow from <from> to <to> with thickness <arrowthickness> with
+// color <c>
+//
+#macro arrow(from, to, arrowthickness, c)
+        #declare arrowdirection = vnormalize(to - from);
+        #declare arrowlength = vlength(to - from);
+        union { 
+                sphere {
+                        from, 1.1 * 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
+
diff --git a/buch/papers/parzyl/images/halfplane.jpg b/buch/papers/parzyl/images/halfplane.jpg
new file mode 100644
index 0000000..8cb5ae3
--- /dev/null
+++ b/buch/papers/parzyl/images/halfplane.jpg
diff --git a/buch/papers/parzyl/images/halfplane.pdf b/buch/papers/parzyl/images/halfplane.pdf
new file mode 100644
index 0000000..7275810
--- /dev/null
+++ b/buch/papers/parzyl/images/halfplane.pdf
diff --git a/buch/papers/parzyl/images/halfplane.png b/buch/papers/parzyl/images/halfplane.png
new file mode 100644
index 0000000..5beefa0
--- /dev/null
+++ b/buch/papers/parzyl/images/halfplane.png
diff --git a/buch/papers/parzyl/images/halfplane.pov b/buch/papers/parzyl/images/halfplane.pov
new file mode 100644
index 0000000..419bb67
--- /dev/null
+++ b/buch/papers/parzyl/images/halfplane.pov
@@ -0,0 +1,201 @@
+//
+// 3dimage.pov
+//
+// (c) 2022 Prof Dr Andreas Müller
+//
+#version 3.7;
+#include "colors.inc"
+#include "skies.inc"
+#include "common.inc"
+
+global_settings {
+        assumed_gamma 1
+}
+
+#declare imagescale = 0.63;
+#declare ar = 0.02;
+
+#declare Cameracenter = <5,3,-4>;
+#declare Worldpoint = <0,-0.80, 0>;
+#declare Lightsource = < 7,10,-3>;
+#declare Lightdirection = vnormalize(Lightsource - Worldpoint);
+#declare Lightaxis1 = vnormalize(vcross(Lightdirection, <0,1,0>));
+#declare Lightaxis2 = vnormalize(vcross(Lightaxis1, Lightdirection));
+
+camera {
+	location Cameracenter
+	look_at Worldpoint
+	right 16/9 * x * imagescale
+	up y * imagescale
+}
+
+light_source {
+	Lightsource color White
+	area_light Lightaxis1 Lightaxis2, 10, 10
+	adaptive 1
+	jitter
+}
+
+sky_sphere {
+	pigment {
+		color White
+	}
+}
+
+arrow( <-2.1, 0,   0 >, < 2.2, 0,   0 >, ar, White)
+arrow( < 0,  -1.1, 0 >, < 0, 1.3, 0 >, ar, White)
+arrow( < 0,   0,  -2 >, < 0, 0,   2.2 >, ar, White)
+
+#declare planecolor = rgb<0.2,0.6,1.0>;
+#declare r = 0.01;
+
+#macro planebox()
+	box { <-2.1,-1.1,-2.1>, <0,1.1,2.1> }
+#end
+
+intersection {
+	plane { <0, 0,  1>, 0.001 }
+	plane { <0, 0, -1>, 0.001 }
+	planebox()
+	pigment {
+		color planecolor transmit 0.3
+	}
+	finish {
+		metallic
+		specular 0.95
+	}
+}
+
+#declare Xstep = 0.2;
+
+intersection {
+	union {
+		#declare X = 0;
+		#while (X > -2.5)
+			cylinder { <X,-3,0>, <X,+3,0>, r }
+			#declare X = X - Xstep;
+		#end
+
+		#declare Y = Xstep;
+		#while (Y < 2.5)
+			cylinder { <-3,  Y, 0>, <0,  Y, 0>, r }
+			cylinder { <-3, -Y, 0>, <0, -Y, 0>, r }
+			#declare Y = Y + Xstep;
+		#end
+	}
+	planebox()
+	pigment {
+		color planecolor
+	}
+	finish {
+		metallic
+		specular 0.95
+	}
+}
+
+#declare parammin = -4;
+#declare parammax = 4;
+#declare paramsteps = 100;
+#declare paramstep = (parammax - parammin) / paramsteps;
+
+#macro punkt(sigma, tau, Z)
+	<
+		0.5 * (tau*tau - sigma*sigma)
+		Z,
+		sigma * tau,
+	>
+#end
+
+#macro sigmasurface(sigma, farbe)
+	#declare taumin1 = 2/sigma;
+	#declare taumin2 = sqrt(4+sigma*sigma);
+	#if (taumin1 > taumin2)
+		#declare taumin = -taumin2;
+	#else
+		#declare taumin = -taumin1;
+	#end
+	
+	mesh {
+		#declare tau = taumin;
+		#declare taumax = -taumin;
+		#declare taustep = (taumax - taumin) / paramsteps;
+		#while (tau < taumax - taustep/2)
+			triangle {
+				punkt(sigma, tau,           -1),
+				punkt(sigma, tau,            0),
+				punkt(sigma, tau + taustep, -1)
+			}
+			triangle {
+				punkt(sigma, tau + taustep, -1),
+				punkt(sigma, tau + taustep,  0),
+				punkt(sigma, tau,            0)
+			}
+			#declare tau = tau + taustep;
+		#end
+		pigment {
+			color farbe
+		}
+		finish {
+			specular 0.9
+			metallic
+		}
+	}
+
+	union {
+		#declare tau = taumin;
+		#declare taumax = -taumin;
+		#declare taustep = (taumax - taumin) / paramsteps;
+		#while (tau < taumax - taustep/2)
+			sphere { punkt(sigma, tau, 0), r }
+			cylinder {
+				punkt(sigma, tau,           0),
+				punkt(sigma, tau + taustep, 0),
+				r
+			}
+			#declare tau = tau + taustep;
+		#end
+		sphere { punkt(sigma, tau, 0), r }
+		pigment {
+			color farbe
+		}
+		finish {
+			specular 0.9
+			metallic
+		}
+		
+	}
+#end
+
+#declare greensurfacecolor = rgb<0.6,1.0,0.6>;
+#declare redsurfacecolor = rgb<1.0,0.6,0.6>;
+
+sigmasurface(0.25, greensurfacecolor)
+sigmasurface(0.5,  greensurfacecolor)
+sigmasurface(0.75, greensurfacecolor)
+sigmasurface(1,    greensurfacecolor)
+sigmasurface(1.25, greensurfacecolor)
+sigmasurface(1.5,  greensurfacecolor)
+sigmasurface(1.75, greensurfacecolor)
+sigmasurface(2,    greensurfacecolor)
+
+union {
+	sigmasurface(0.25, redsurfacecolor)
+	sigmasurface(0.5,  redsurfacecolor)
+	sigmasurface(0.75, redsurfacecolor)
+	sigmasurface(1.00, redsurfacecolor)
+	sigmasurface(1.25, redsurfacecolor)
+	sigmasurface(1.5,  redsurfacecolor)
+	sigmasurface(1.75, redsurfacecolor)
+	sigmasurface(2,    redsurfacecolor)
+	rotate <0, 180, 0>
+}
+
+box { <-2,-1,-2>, <2,-0.99,2> 
+	pigment {
+		color rgb<1.0,0.8,0.6> transmit 0.8
+	}
+	finish {
+		specular 0.9
+		metallic
+	}
+}
diff --git a/buch/papers/parzyl/images/halfplane.tex b/buch/papers/parzyl/images/halfplane.tex
new file mode 100644
index 0000000..e470057
--- /dev/null
+++ b/buch/papers/parzyl/images/halfplane.tex
@@ -0,0 +1,41 @@
+%
+% halfplane.tex
+%
+% (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule
+%
+\documentclass[tikz]{standalone}
+\usepackage{times}
+\usepackage{amsmath}
+\usepackage{txfonts}
+\usepackage[utf8]{inputenc}
+\usepackage{graphics}
+\usetikzlibrary{arrows,intersections,math}
+\usepackage{ifthen}
+\begin{document}
+
+\newboolean{showgrid}
+\setboolean{showgrid}{false}
+\def\breite{5}
+\def\hoehe{4}
+
+\begin{tikzpicture}[>=latex,thick]
+
+% Povray Bild
+\node at (0,0) {\includegraphics[width=10cm]{halfplane.jpg}};
+
+% Gitter
+\ifthenelse{\boolean{showgrid}}{
+\draw[step=0.1,line width=0.1pt] (-\breite,-\hoehe) grid (\breite, \hoehe);
+\draw[step=0.5,line width=0.4pt] (-\breite,-\hoehe) grid (\breite, \hoehe);
+\draw                            (-\breite,-\hoehe) grid (\breite, \hoehe);
+\fill (0,0) circle[radius=0.05];
+}{}
+
+\node at (0,3.7) {$z$};
+\node at (3.3,-0.3) {$x$};
+\node at (2.7,2.5) {$y$};
+
+\end{tikzpicture}
+
+\end{document}
+
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new file mode 100644
index 0000000..6c61eea
--- /dev/null
+++ b/buch/papers/parzyl/img/D_plot.png
diff --git a/buch/papers/parzyl/img/Plane_2D.png b/buch/papers/parzyl/img/Plane_2D.png
new file mode 100644
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--- /dev/null
+++ b/buch/papers/parzyl/img/Plane_2D.png
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+++ b/buch/papers/parzyl/img/plane.pdf
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new file mode 100644
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--- /dev/null
+++ b/buch/papers/parzyl/img/v_plot.png
diff --git a/buch/papers/parzyl/main.tex b/buch/papers/parzyl/main.tex
index 528a2e2..fd2aea7 100644
--- a/buch/papers/parzyl/main.tex
+++ b/buch/papers/parzyl/main.tex
@@ -6,13 +6,13 @@
 \chapter{Parabolische Zylinderfunktionen\label{chapter:parzyl}}
 \lhead{Parabolische Zylinderfunktionen}
 \begin{refsection}
-\chapterauthor{Thierry Schwaller, Alain Keller}
+\chapterauthor{Alain Keller und Thierry Schwaller}
 
 
 
 \input{papers/parzyl/teil0.tex}
 \input{papers/parzyl/teil1.tex}
 \input{papers/parzyl/teil2.tex}
-
+\input{papers/parzyl/teil3.tex}
 \printbibliography[heading=subbibliography]
 \end{refsection}
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index 494ff7c..9639d0b 100644
--- a/buch/papers/parzyl/references.bib
+++ b/buch/papers/parzyl/references.bib
@@ -33,3 +33,45 @@
         url = {https://doi.org/10.1016/j.acha.2017.11.004}
 }
 
+@book{parzyl:whittaker, 
+		place={Cambridge}, 
+		edition={4}, 
+		series={Cambridge Mathematical Library}, 
+		title={A Course of Modern Analysis}, 
+		DOI={10.1017/CBO9780511608759}, 
+		publisher={Cambridge University Press}, 
+		author={Whittaker, E. T. and Watson, G. N.}, 
+		year={1996}, 
+		collection={Cambridge Mathematical Library}}
+
+@book{parzyl:abramowitz-stegun,
+  added-at = {2008-06-25T06:25:58.000+0200},
+  address = {New York},
+  author = {Abramowitz, Milton and Stegun, Irene A.},
+  edition = {ninth Dover printing, tenth GPO printing},
+  interhash = {d4914a420f489f7c5129ed01ec3cf80c},
+  intrahash = {23ec744709b3a776a1af0a3fd65cd09f},
+  keywords = {Handbook},
+  publisher = {Dover},
+  timestamp = {2008-06-25T06:25:58.000+0200},
+  title = {Handbook of Mathematical Functions with Formulas, Graphs, and Mathematical Tables},
+  year = 1972
+}
+
+@online{parzyl:coordinates,
+	title = {Parabolic cylindrical coordinates},
+	url = {https://en.wikipedia.org/wiki/Parabolic_cylindrical_coordinates},
+	date = {2022-08-17},
+	year = {2022},
+	month = {8},
+	day = {17}
+}
+
+@online{parzyl:scalefac,
+	title = {An introduction to curvlinear orthogonal coordinates},
+	url = {http://dslavsk.sites.luc.edu/courses/phys301/classnotes/scalefactorscomplete.pdf},
+	date = {2022-08-18},
+	year = {2022},
+	month = {08},
+	day = {18}
+}
\ No newline at end of file
diff --git a/buch/papers/parzyl/teil0.tex b/buch/papers/parzyl/teil0.tex
index 4b251db..3bf9257 100644
--- a/buch/papers/parzyl/teil0.tex
+++ b/buch/papers/parzyl/teil0.tex
@@ -4,88 +4,114 @@
 % (c) 2020 Prof Dr Andreas Müller, Hochschule Rapperswil
 %
 \section{Einleitung\label{parzyl:section:teil0}}
-\rhead{Teil 0}
-Die Laplace-Gleichung ist eine wichtige Gleichung in der Physik.
-Mit ihr lässt sich zum Beispiel das elektrische Feld in einem ladungsfreien Raum bestimmen.
-In diesem Kapitel wird die Lösung der Laplace-Gleichung im 
-parabolischen Zylinderkoordinatensystem genauer untersucht.
-\subsection{Laplace Gleichung}
-Die partielle Differentialgleichung
+\rhead{Einleitung}
+%Die Laplace-Gleichung ist eine wichtige Gleichung in der Physik.
+%Mit ihr lässt sich zum Beispiel das elektrische Feld in einem ladungsfreien Raum bestimmen.
+%In diesem Kapitel wird die Lösung der Laplace-Gleichung im 
+%parabolischen Zylinderkoordinatensystem genauer untersucht.
+Die Helmholtz-Gleichung ist eine wichtige Gleichung in der Physik. 
+Mit ihr lässt sich zum Beispiel das Verhalten von elektromagnetischen Wellen beschreiben.
+In diesem Kapitel werden die Lösungen der Helmholtz-Gleichung im parabolischen Zylinderkoordinatensystem, 
+die parabolischen Zylinderfunktionen, genauer untersucht.
+
+\subsection{Helmholtz-Gleichung}
+Die partielle Differentialgleichung 
 \begin{equation}
-    \Delta f = 0
+	\Delta f = \lambda f
 \end{equation}
-ist als Laplace-Gleichung bekannt.
-Sie ist eine spezielle Form der Poisson-Gleichung
+ist als Helmholtz-Gleichung bekannt und beschreibt das Eigenwertproblem für den Laplace-Operator. 
+Sie ist eine der Gleichungen, welche auftritt, wenn die Wellengleichung
 \begin{equation}
-    \Delta f = g
+	\left ( \nabla^2 - \frac{1}{c^2}\frac{\partial^2}{\partial t^2}  \right ) u(\textbf{r},t)
+	=
+	0 
 \end{equation}
-mit g als beliebige Funktion.
-In der Physik hat die Laplace-Gleichung in verschieden Gebieten
-verwendet, zum Beispiel im Elektromagnetismus.
-Das Gaussche Gesetz in den Maxwellgleichungen 
+mit Hilfe von Separation
 \begin{equation}
-     \nabla \cdot E = \frac{\varrho}{\epsilon_0}
-\label{parzyl:eq:max1}
-\end{equation}
-besagt das die Divergenz eines Elektrischen Feldes an einem 
-Punkt gleich der Ladung an diesem Punkt ist.
-Das elektrische Feld ist hierbei der Gradient des elektrischen
-Potentials
+	u(\textbf{r},t) = A(\textbf{r})T(t)
+\end{equation} 
+in zwei Differentialgleichungen aufgeteilt wird. Die Helmholtz-Gleichung ist der Teil, 
+welcher zeitunabhängig ist
 \begin{equation}
-    \nabla \phi = E.
+	\nabla^2 A(\textbf{r}) = \lambda A(\textbf{r}).
 \end{equation}
-Eingesetzt in \eqref{parzyl:eq:max1} resultiert
-\begin{equation}
-    \nabla \cdot \nabla \phi = \Delta \phi = \frac{\varrho}{\epsilon_0},
-\end{equation}
-was eine Possion-Gleichung ist.
-An Ladungsfreien Stellen, ist der rechte Teil der Gleichung $0$. 
+
+%\subsection{Laplace Gleichung}
+%Die partielle Differentialgleichung
+%\begin{equation}
+%    \Delta f = 0
+%\end{equation}
+%ist als Laplace-Gleichung bekannt.
+%Sie ist eine spezielle Form der Poisson-Gleichung
+%\begin{equation}
+%    \Delta f = g
+%\end{equation}
+%mit $g$ als beliebiger Funktion.
+%In der Physik hat die Laplace-Gleichung in verschiedenen Gebieten
+%verwendet, zum Beispiel im Elektromagnetismus.
+%Das Gaussche Gesetz in den Maxwellgleichungen 
+%\begin{equation}
+%     \nabla \cdot E = \frac{\varrho}{\epsilon_0}
+%\label{parzyl:eq:max1}
+%\end{equation}
+%besagt, dass die Divergenz eines elektrischen Feldes an einem 
+%Punkt gleich der Ladungsdichte an diesem Punkt ist.
+%Das elektrische Feld ist hierbei der Gradient des elektrischen
+%Potentials
+%\begin{equation}
+%    \nabla \phi = E.
+%\end{equation}
+%Eingesetzt in \eqref{parzyl:eq:max1} resultiert
+%\begin{equation}
+%    \nabla \cdot \nabla \phi = \Delta \phi = \frac{\varrho}{\epsilon_0},
+%\end{equation}
+%was eine Poisson-Gleichung ist.
+%An ladungsfreien Stellen ist der rechte Teil der Gleichung $0$. 
 \subsection{Parabolische Zylinderkoordinaten
 \label{parzyl:subsection:finibus}}
-Im parabolischen Zylinderkoordinatensystem bilden parabolische Zylinder die Koordinatenflächen.
+Das parabolischen Zylinderkoordinatensystem \cite{parzyl:coordinates} ist ein krummliniges Koordinatensystem, 
+bei dem parabolische Zylinder die Koordinatenflächen bilden.
 Die Koordinate $(\sigma, \tau, z)$ sind in kartesischen Koordinaten ausgedrückt mit
 \begin{align}
-    x & = \sigma \tau \\
+    x & = \frac{1}{2}\left(\tau^2 - \sigma^2\right) \\
     \label{parzyl:coordRelationsa}
-    y & = \frac{1}{2}\left(\tau^2 - \sigma^2\right) \\
+    y & =  \sigma \tau\\
     z & = z.
     \label{parzyl:coordRelationse}
 \end{align}
-Wird $\tau$ oder $\sigma$ konstant gesetzt resultieren die Parabeln
+Wird $\sigma$ oder $\tau$ konstant gesetzt, resultieren die Parabeln
 \begin{equation}
-    y = \frac{1}{2} \left( \frac{x^2}{\sigma^2} - \sigma^2 \right)
+    x = \frac{1}{2} \left( \frac{y^2}{\sigma^2} - \sigma^2 \right)
 \end{equation}
 und 
 \begin{equation}
-    y = \frac{1}{2} \left( -\frac{x^2}{\tau^2} + \tau^2 \right).
+    x = \frac{1}{2} \left( -\frac{y^2}{\tau^2} + \tau^2 \right).
 \end{equation}
 
 \begin{figure}
     \centering
-    \includegraphics[scale=0.4]{papers/parzyl/img/koordinaten.png}
-    \caption{Das parabolische Koordinatensystem. Die roten Parabeln haben ein 
-    konstantes $\sigma$ und die grünen ein konstantes $\tau$.}
+    \includegraphics[scale=0.32]{papers/parzyl/img/coordinates.png}
+    \caption{Das parabolische Koordinatensystem. Die grünen Parabeln haben ein 
+    konstantes $\sigma$ und die roten ein konstantes $\tau$.}
     \label{parzyl:fig:cordinates}
 \end{figure}
-
-Abbildung \ref{parzyl:fig:cordinates} zeigt das Parabolische Koordinatensystem.
+Abbildung \ref{parzyl:fig:cordinates} zeigt das parabolische Koordinatensystem.
 Das parabolische Zylinderkoordinatensystem entsteht wenn die Parabeln aus der
 Ebene gezogen werden. 
+Die Flächen mit $\tau = 0$ oder $\sigma = 0$ stellen somit Halbebenen entlang der $z$-Achse dar.
 
 Um in diesem Koordinatensystem integrieren und differenzieren zu 
-können braucht es die Skalierungsfaktoren $h_{\tau}$, $h_{\sigma}$ und $h_{z}$.
+können braucht es die Skalierungsfaktoren $h_{\tau}$, $h_{\sigma}$ und $h_{z}$ \cite{parzyl:scalefac}.
 
-\dots
-
-Wird eine infinitessimal kleine Distanz $ds$ zwischen zwei Punkten betrachtet
-kann dies im kartesischen Koordinatensystem mit
+Eine infinitessimal kleine Distanz $ds$ zwischen zwei Punkten
+kann im kartesischen Koordinatensystem mit
 \begin{equation}
     \left(ds\right)^2 = \left(dx\right)^2 + \left(dy\right)^2 + 
     \left(dz\right)^2
     \label{parzyl:eq:ds}
 \end{equation}
 ausgedrückt werden.
-Das Skalierungsfaktoren werden so bestimmt, dass
+Die Skalierungsfaktoren werden in einem orthogonalen Koordinatensystem so bestimmt, dass
 \begin{equation}
     \left(ds\right)^2 = \left(h_{\sigma}d\sigma\right)^2 + 
     \left(h_{\tau}d\tau\right)^2 + \left(h_z dz\right)^2
@@ -98,15 +124,15 @@ von \eqref{parzyl:coordRelationsa} - \eqref{parzyl:coordRelationse} als
     dx  &= \frac{\partial x }{\partial \sigma} d\sigma + 
         \frac{\partial x }{\partial \tau} d\tau + 
         \frac{\partial x }{\partial \tilde{z}} d \tilde{z} 
-        = \tau d\sigma + \sigma d \tau \\
+        = \tau d\tau - \sigma d \sigma \\
     dy &= \frac{\partial y }{\partial \sigma} d\sigma + 
         \frac{\partial y }{\partial \tau} d\tau +
         \frac{\partial y }{\partial \tilde{z}} d \tilde{z} 
-        = \tau d\tau - \sigma d \sigma \\
+        = \tau d\sigma + \sigma d \tau  \\
     dz &= \frac{\partial \tilde{z} }{\partial \sigma} d\sigma + 
         \frac{\partial \tilde{z} }{\partial \tau} d\tau +
         \frac{\partial \tilde{z} }{\partial \tilde{z}} d \tilde{z} 
-        = d \tilde{z} \\
+        = d \tilde{z}
 \end{align}
 substituiert.
 Wird diese Gleichung in der Form von \eqref{parzyl:eq:dspara}
@@ -120,21 +146,21 @@ geschrieben, resultiert
 Daraus ergeben sich die Skalierungsfaktoren 
 \begin{align}
     h_{\sigma} &= \sqrt{\sigma^2 + \tau^2}\\
-    h_{\sigma} &= \sqrt{\sigma^2 + \tau^2}\\
+    h_{\tau} &= \sqrt{\sigma^2 + \tau^2}\\
     h_{z} &= 1.
 \end{align}
 \subsection{Differentialgleichung}
 Möchte man eine Differentialgleichung im parabolischen 
-Zylinderkoordinatensystem aufstellen müssen die Skalierungsfaktoren
+Zylinderkoordinatensystem aufstellen, müssen die Skalierungsfaktoren
 mitgerechnet werden.
-Der Laplace Operator ist dadurch gegeben als
+Der Laplace Operator wird dadurch zu
 \begin{equation}
     \Delta f = \frac{1}{\sigma^2 + \tau^2} 
         \left( 
             \frac{\partial^2 f}{\partial \sigma ^2} +
             \frac{\partial^2 f}{\partial \tau ^2}
         \right)
-        + \frac{\partial^2 f}{\partial z}.
+        + \frac{\partial^2 f}{\partial z^2}.
     \label{parzyl:eq:laplaceInParZylCor}
 \end{equation}
 \subsubsection{Lösung der Helmholtz-Gleichung im parabolischen Zylinderfunktion}
@@ -181,8 +207,7 @@ Diese partielle Differentialgleichung kann mit Hilfe von Separation gelöst werd
 \begin{equation}
 	f(\sigma,\tau,z) = g(\sigma)h(\tau)i(z)
 \end{equation}
-gesetzt. 
-Was dann schlussendlich zu den Differentialgleichungen 
+gesetzt, was dann schlussendlich zu den Differentialgleichungen 
 \begin{equation}\label{parzyl:sep_dgl_1}
 	g''(\sigma) 
 	- 
@@ -216,26 +241,12 @@ und
 	+
 	\mu 
 	\right )
-	i(\tau)
+	i(z)
 	=
 	0
 \end{equation}
 führt.
-Wobei die Lösung von \eqref{parzyl:sep_dgl_3}
-\begin{equation}
-	i(z) 
-	= 
-	A\cos{ 
-		\left ( 
-		\sqrt{\lambda + \mu}z
-		\right )}
-	+
-	B\sin{ 
-		\left ( 
-		\sqrt{\lambda + \mu}z
-		\right )}
-\end{equation}
-ist und \eqref{parzyl:sep_dgl_1} und \eqref{parzyl:sep_dgl_2} die sogenannten Weberschen Differentialgleichungen sind, welche die parabolischen Zylinder Funktionen als Lösung haben.
+
 
 
 
diff --git a/buch/papers/parzyl/teil1.tex b/buch/papers/parzyl/teil1.tex
index f297189..0e1ad1b 100644
--- a/buch/papers/parzyl/teil1.tex
+++ b/buch/papers/parzyl/teil1.tex
@@ -5,24 +5,180 @@
 %
 \section{Lösung
 \label{parzyl:section:teil1}}
-\rhead{Problemstellung}
-Die Differentialgleichungen \eqref{parzyl:sep_dgl_1} und \eqref{parzyl:sep_dgl_2} können mit einer Substitution
-in die Whittaker Gleichung gelöst werden.
+\rhead{Lösung}
+
+\eqref{parzyl:sep_dgl_3} beschriebt einen ungedämpften harmonischen Oszillator.
+Die Lösung ist somit
+\begin{equation}
+	i(z) 
+	= 
+	A\cos{ 
+		\left ( z
+		\sqrt{\lambda + \mu}
+		\right )}
+	+
+	B\sin{ 
+		\left ( z
+		\sqrt{\lambda + \mu}
+		\right )}.
+\end{equation}
+Die Differentialgleichungen \eqref{parzyl:sep_dgl_1} und \eqref{parzyl:sep_dgl_2} werden in \cite{parzyl:whittaker}
+mit Hilfe der Whittaker Gleichung gelöst.
 \begin{definition}
-    Die Funktion 
+    Die Funktionen
+    \begin{equation*}
+        M_{k,m}(x) = 
+    e^{-x/2} x^{m+1/2} \,
+    {}_{1} F_{1}
+    (
+        {\textstyle \frac{1}{2}} 
+        + m - k, 1 + 2m; x) \qquad x \in \mathbb{C}
+    \end{equation*}
+    und
     \begin{equation*}
-        W_{k,m}(z) = 
-    e^{-z/2} z^{m+1/2} \,
-    {}_{1} F_{1}(\frac{1}{2} + m - k, 1 + 2m; z)
+        W_{k,m}(x) = \frac{
+            \Gamma \left( -2m\right)
+        }{
+            \Gamma \left( {\textstyle \frac{1}{2}} - m - k\right)
+        }
+        M_{-k, m} \left(x\right)
+        +
+        \frac{
+            \Gamma \left( 2m\right)
+        }{
+            \Gamma \left( {\textstyle \frac{1}{2}} + m - k\right)
+        }
+        M_{k, -m} \left(x\right)
     \end{equation*}
-    heisst Whittaker Funktion und ist eine Lösung
-    von
+    gehören zu den Whittaker Funktionen und sind Lösungen
+    der Whittaker Differentialgleichung
     \begin{equation}
-        \frac{d^2W}{d z^2} +
-        \left(-\frac{1}{4}  + \frac{k}{z} + \frac{\frac{1}{4} - m^2}{z^2} \right) W = 0.
+        \frac{d^2W}{d x^2} +
+        \biggl( -\frac{1}{4}  + \frac{k}{x} + \frac{\frac{1}{4} - m^2}{x^2} \biggr) W = 0.
+        \label{parzyl:eq:whitDiffEq}
     \end{equation}
-\end{definition}
-
-Lösung Folgt\dots
-
 
+\end{definition}
+Es wird nun die Differentialgleichung bestimmt, welche
+\begin{equation}
+    w = x^{-1/2} W_{k,-1/4} \left({\textstyle \frac{1}{2}} x^2\right)
+\end{equation}
+als Lösung hat.
+Dafür wird $w$ in \eqref{parzyl:eq:whitDiffEq} eingesetzt, woraus
+\begin{equation}
+    \frac{d^2 w}{dx^2} - \left(\frac{1}{4} x^2 - 2k\right) w = 0
+\label{parzyl:eq:weberDiffEq}
+\end{equation}
+resultiert. Diese Differentialgleichung ist dieselbe wie 
+\eqref{parzyl:sep_dgl_1} und \eqref{parzyl:sep_dgl_2}, welche somit
+$w$ als Lösung haben.
+%Da es sich um eine Differentialgleichung zweiter Ordnung handelt, hat sie nicht nur
+%eine sondern zwei Lösungen.
+%Die zweite Lösung der Whittaker-Gleichung ist $W_{k,-m} (z)$.
+%Somit hat \eqref{parzyl:eq:weberDiffEq}
+%\begin{align}
+%    w_1(k, z) & = z^{-1/2} W_{k,-1/4} \left({\textstyle \frac{1}{2}} z^2\right)\\
+%    w_2(k, z) & = z^{-1/2} W_{k,1/4} \left({\textstyle \frac{1}{2}} z^2\right)
+%\end{align}
+%als Lösungen.
+%Mit der Hypergeometrischen Funktion ausgeschrieben ergeben sich die Lösungen
+%\begin{align}
+%	\label{parzyl:eq:solution_dgl}
+%    w_1(k,z) &= e^{-z^2/4} \,
+%    {}_{1} F_{1}
+%    (
+%        {\textstyle \frac{1}{4}} 
+%         - k, {\textstyle \frac{1}{2}} ; {\textstyle \frac{1}{2}}z^2) \\
+%    w_2(k,z) & = z e^{-z^2/4} \,
+%         {}_{1} F_{1}
+%         ({\textstyle \frac{3}{4}} 
+%              - k, {\textstyle \frac{3}{2}} ; {\textstyle \frac{1}{2}}z^2).
+%\end{align}
+\subsection{Standardlösungen}
+In der Literatur gibt es verschiedene Standardlösungen für 
+\eqref{parzyl:eq:weberDiffEq}, wobei die Differentialgleichung jeweils 
+unterschiedlich geschrieben wird.
+Whittaker und Watson zeigen in \cite{parzyl:whittaker} die Lösung
+\begin{equation}
+    D_n(x) = 2^{\frac{1}{2}n + \frac{1}{2}} x^{-\frac{1}{2}} W_{n/2 + 1/4, -1/4}\left(\frac{1}{2}x^2\right),
+\end{equation}
+welche die Differentialgleichung
+\begin{equation}
+    \frac{d^2D_n(x)}{dx^2} + \left(n + \frac{1}{2} - \frac{1}{4} x^2\right)D_n(x) = 0
+\end{equation}
+löst.
+Mit $M_{k,m}(x)$ geschrieben resultiert
+\begin{equation}
+    D_n(x) = \frac{
+            \Gamma \left( {\textstyle \frac{1}{2}}\right) 2^{\frac{1}{2}n + \frac{1}{4}} x^{-\frac{1}{2}}
+        }{
+            \Gamma \left( {\textstyle \frac{1}{2}} - {\textstyle \frac{1}{2}} n \right)
+        }
+        M_{\frac{1}{2} n + \frac{1}{4}, - \frac{1}{4}} \left(\frac{1}{2}x^2\right)
+        +
+        \frac{
+            \Gamma\left(-{\textstyle \frac{1}{2}}\right) 2^{\frac{1}{2}n + \frac{1}{4}} x^{-\frac{1}{2}}
+        }{
+            \Gamma\left(- {\textstyle \frac{1}{2}} n\right)
+        }
+        M_{\frac{1}{2} n + \frac{1}{4}, \frac{1}{4}} \left(\frac{1}{2}x^2\right).
+\end{equation}
+In \cite{parzyl:abramowitz-stegun} sind zwei Lösungen $U(a, x)$ und $V(a,x)$ 
+\begin{align}
+    U(a,x) &= 
+    \cos\left[\pi \left({\textstyle \frac{1}{4}} + {\textstyle \frac{1}{2}} a\right)\right] Y_1
+    - \sin\left[\pi \left({\textstyle \frac{1}{4}} + {\textstyle \frac{1}{2}} a\right)\right] Y_2 
+    \label{parzyl:eq:Uaz}
+    \\
+    V(a,x) &= \frac{1}{\Gamma \left({\textstyle \frac{1}{2} - a}\right)} \left\{
+    \sin\left[\pi \left({\textstyle \frac{1}{4}} + {\textstyle \frac{1}{2}} a\right)\right] Y_1
+    + \cos\left[\pi \left({\textstyle \frac{1}{4}} + {\textstyle \frac{1}{2}} a\right)\right] Y_2
+    \right\}
+    \label{parzyl:eq:Vaz}
+\end{align}
+mit
+\begin{align}
+    Y_1 &= \frac{1}{\sqrt{\pi}} 
+            \frac{\Gamma\left({\textstyle \frac{1}{4} - 
+            {\textstyle \frac{1}{2}}a}\right)}
+            {2^{\frac{1}{2} a + \frac{1}{4}}}
+            e^{-x^2/4} 
+            {}_{1} F_{1}
+                \left({\textstyle \frac{1}{2}}a + {\textstyle \frac{1}{4}}, 
+                {\textstyle \frac{1}{2}} ; 
+                {\textstyle \frac{1}{2}}x^2\right)\\
+        Y_2 &= \frac{1}{\sqrt{\pi}} 
+            \frac{\Gamma\left({\textstyle \frac{3}{4} - 
+            {\textstyle \frac{1}{2}}a}\right)}
+            {2^{\frac{1}{2} a - \frac{1}{4}}} 
+            x e^{-x^2/4} 
+            {}_{1} F_{1}
+                \left({\textstyle \frac{1}{2}}a + {\textstyle \frac{3}{4}}, 
+                {\textstyle \frac{3}{2}} ; 
+                {\textstyle \frac{1}{2}}x^2\right)
+\end{align}
+der Differentialgleichung
+\begin{equation}
+    \frac{d^2 y}{d x^2} - \left(\frac{1}{4} x^2 + a\right) y = 0
+\end{equation}
+beschrieben. Die Lösungen $U(a,z)$ und $V(a, z)$ können auch mit $D_n(z)$
+ausgedrückt werden
+\begin{align}
+    U(a,x) &= D_{-a-1/2}(x) \\
+    V(a,x) &= \frac{\Gamma \left({\textstyle \frac{1}{2}} + a\right)}{\pi}
+    \left[\sin\left(\pi a\right) D_{-a-1/2}(x) + D_{-a-1/2}(-x)\right].
+\end{align}
+In den Abbildungen \ref{parzyl:fig:dnz} und \ref{parzyl:fig:Vnz} sind 
+die Funktionen $D_n(x)$ und $V(a,x)$ mit verschiedenen Werten für $a$ abgebildet.
+\begin{figure}
+    \centering
+    \includegraphics[scale=0.35]{papers/parzyl/img/D_plot.png}
+    \caption{$D_n(x)$ mit unterschiedlichen Werten für $n$.}
+    \label{parzyl:fig:dnz}
+\end{figure}
+\begin{figure}
+    \centering
+    \includegraphics[scale=0.35]{papers/parzyl/img/v_plot.png}
+    \caption{$V(a,x)$ mit unterschiedlichen Werten für $a$.}
+    \label{parzyl:fig:Vnz}
+\end{figure}
\ No newline at end of file
diff --git a/buch/papers/parzyl/teil2.tex b/buch/papers/parzyl/teil2.tex
index 3f890d0..0cf4283 100644
--- a/buch/papers/parzyl/teil2.tex
+++ b/buch/papers/parzyl/teil2.tex
@@ -5,18 +5,33 @@
 %
 \section{Anwendung in der Physik 
 \label{parzyl:section:teil2}}
-\rhead{Teil 2}
+\rhead{Anwendung in der Physik}
+
+Die parabolischen Zylinderkoordinaten tauchen auf, wenn man das elektrische Feld einer semi-infiniten Platte, wie in Abbildung \ref{parzyl:fig:leiterplatte} gezeigt, finden will.
+\begin{figure}
+	\centering
+	\begin{minipage}{.7\textwidth}
+		 \centering
+		\includegraphics[width=\textwidth]{papers/parzyl/images/halfplane.pdf}
+		\caption{Semi-infinite Leiterplatte}
+		\label{parzyl:fig:leiterplatte}
+	\end{minipage}%
+	\begin{minipage}{.25\textwidth}
+		\centering
+	\includegraphics[width=\textwidth]{papers/parzyl/img/Plane_2D.png}
+	\caption{Semi-infinite Leiterplatte dargestellt in 2D}
+	\label{parzyl:fig:leiterplatte_2d}
+	\end{minipage}
+\end{figure}
+Die Äquipotentiallinien sind dabei in rot ,die des elektrischen Feldes in grün und semi-infinite Platte ist in blau dargestellt.
+Das dies so ist kann im Zweidimensionalen mit Hilfe von komplexen Funktionen gezeigt werden. Die Platte ist dann nur eine Halbgerade, was man in Abbildung \ref{parzyl:fig:leiterplatte_2d} sieht.
 
 
-\subsection{Elektrisches Feld einer semi-infiniten Platte
-\label{parzyl:subsection:bonorum}}
-Die parabolischen Zylinderkoordinaten tauchen auf, wenn man das elektrische Feld einer semi-infiniten Platte finden will.
-Das dies so ist kann im zwei Dimensionalen mit Hilfe von komplexen Funktionen gezeigt werden. Wobei die Platte dann nur eine Linie ist.
 Jede komplexe Funktion $F(z)$ kann geschrieben werden als
 \begin{equation}
-	F(z) = U(x,y) + iV(x,y) \qquad z \in \mathbb{C}; x,y \in \mathbb{R}.
+	F(s) = U(x,y) + iV(x,y) \quad s = x + iy \qquad s \in \mathbb{C}; x,y \in \mathbb{R}.
 \end{equation}  
-Dabei muss gelten, falls die Funktion differenzierbar ist, dass
+Dabei müssen, falls die Funktion differenzierbar ist, die Cauchy-Riemann Differentialgleichungen 
 \begin{equation}
 	\frac{\partial U(x,y)}{\partial x} 
 	=
@@ -24,8 +39,9 @@ Dabei muss gelten, falls die Funktion differenzierbar ist, dass
 	\qquad
 	\frac{\partial V(x,y)}{\partial x}
 	=
-	-\frac{\partial U(x,y)}{\partial y}.
+	-\frac{\partial U(x,y)}{\partial y}
 \end{equation}
+gelten.
 Aus dieser Bedingung folgt 
 \begin{equation}
 	\label{parzyl_e_feld_zweite_ab}
@@ -35,7 +51,7 @@ Aus dieser Bedingung folgt
 	\frac{\partial^2 U(x,y)}{\partial y^2}
 	=
 	0
-	}_{\nabla^2U(x,y)=0}
+	}_{\displaystyle{\nabla^2U(x,y)=0}}
 	\qquad
 	\underbrace{
 	\frac{\partial^2 V(x,y)}{\partial x^2}
@@ -43,49 +59,78 @@ Aus dieser Bedingung folgt
 	\frac{\partial^2 V(x,y)}{\partial y^2}
 	=
 	0
-	}_{\nabla^2V(x,y) = 0}.
+	}_{\displaystyle{\nabla^2V(x,y) = 0}}.
 \end{equation}
-Zusätzlich zeigen diese Bedingungen auch, dass die zwei Funktionen $U(x,y)$ und $V(x,y)$ orthogonal zueinander sind.
+Zusätzlich kann auch gezeigt werden, dass die Funktion $F(z)$ eine winkeltreue Abbildung ist.
+
+ 
 Der Zusammenhang zum elektrischen Feld ist jetzt, dass das Potential an einem quellenfreien Punkt gegeben ist als 
 \begin{equation}
 	\nabla^2\phi(x,y) = 0.
 \end{equation}
-Da dies bei komplexen differenzierbaren Funktionen gilt, wie Gleichung \ref{parzyl_e_feld_zweite_ab} zeigt, kann entweder $U(x,y)$ oder $V(x,y)$ von einer solchen Funktion als das Potential angesehen werden. Im weiteren wird für das Potential $U(x,y)$ verwendet.  
-Da die Funktion, welche nicht das Potential beschreibt, in weiteren angenommen als $V(x,y)$, orthogonal zum Potential ist, zeigt dies das Verhalten des elektrischen Feldes.
-Um nun zu den parabolische Zylinderkoordinaten zu gelangen muss nur noch eine geeignete komplexe Funktion $F(z)$ gefunden werden, welche eine semi-infinite Platte beschreiben kann. Man könnte natürlich auch nach anderen Funktionen suchen, welche andere Bedingungen erfüllen und würde dann auf andere Koordinatensysteme stossen. Die gesuchte Funktion in diesem Fall ist
+Dies ist eine Bedingung, welche differenzierbare Funktionen, wie in Gleichung \eqref{parzyl_e_feld_zweite_ab} gezeigt wird, bereits besitzen. 
+
+
+Nun kann zum Beispiel $U(x,y)$ als das Potential angeschaut werden
+\begin{equation}
+	\phi(x,y) = U(x,y).
+\end{equation}
+Orthogonal zu den Äquipotenzialfläche sind die Feldlinien des elektrische Feld
+\begin{equation}
+	E(x,y) = V(x,y).
+\end{equation}
+
+
+Um nun zu den parabolische Zylinderkoordinaten zu gelangen muss nur noch eine geeignete 
+komplexe Funktion $F(s)$ gefunden werden, 
+welche eine semi-infinite Platte beschreiben kann.
+
+
+Die gesuchte Funktion in diesem Fall ist
 \begin{equation}
-	F(z) 
+	F(s) 
 	= 
-	\sqrt{z} 
+	\sqrt{s} 
 	= 
 	\sqrt{x + iy}.
 \end{equation}
 Dies kann umgeformt werden zu
 \begin{equation}
-	F(z) 
+	F(s) 
 	= 
 	\underbrace{\sqrt{\frac{\sqrt{x^2+y^2} + x}{2}}}_{U(x,y)} 
 	+ 
 	i\underbrace{\sqrt{\frac{\sqrt{x^2+y^2} - x}{2}}}_{V(x,y)}
 	.
 \end{equation}
-Die Äquipotentialflächen können nun betrachtet werden, indem man die Funktion welche das Potential beschreibt gleich eine Konstante setzt,
-\begin{equation}
-	\sigma = U(x,y) = \sqrt{\frac{\sqrt{x^2+y^2} + x}{2}},
-\end{equation}
-und die Flächen mit der gleichen elektrischen Feldstärke können als
-\begin{equation}
-	\tau = V(x,y) = \sqrt{\frac{\sqrt{x^2+y^2} - x}{2}}
-\end{equation}
-beschrieben werden. Diese zwei Gleichungen zeigen nun wie man vom kartesischen Koordinatensystem ins parabolische Zylinderkoordinatensystem kommt. Werden diese Formeln nun nach x und y aufgelöst so beschreibe sie, wie man aus dem parabolischen Zylinderkoordinatensystem zurück ins kartesische rechnen kann
+
+
+Die Äquipotentialflächen können nun betrachtet werden, 
+indem man die Funktion, welche das Potential beschreibt, gleich eine Konstante setzt,
 \begin{equation}
-	x = \sigma \tau,
+%	\sigma = U(x,y) = \sqrt{\frac{\sqrt{x^2+y^2} + x}{2}}.
+	c_1 = U(x,y) = \sqrt{\frac{\sqrt{x^2+y^2} + x}{2}}.
 \end{equation}
+Die Flächen mit der gleichen elektrischen Feldstärke können als
 \begin{equation}
-	y = \frac{1}{2}\left ( \tau^2 - \sigma^2 \right )
+%	\tau = V(x,y) = \sqrt{\frac{\sqrt{x^2+y^2} - x}{2}}
+	c_2 = V(x,y) = \sqrt{\frac{\sqrt{x^2+y^2} - x}{2}}
 \end{equation}
-
-
-
-
+beschrieben werden. Diese zwei Gleichungen zeigen nun, wie man vom 
+kartesischen Koordinatensystem ins parabolische Zylinderkoordinatensystem kommt.
+%Werden diese Formeln nun nach $x$ und $y$ aufgelöst 
+%\begin{equation}
+%	x = \sigma \tau,
+%\end{equation}
+%\begin{equation}
+%	y = \frac{1}{2}\left ( \tau^2 - \sigma^2 \right ),
+%\end{equation}
+%so beschreibe sie, wie man aus dem parabolischen Zylinderkoordinatensystem zurück ins kartesische rechnen kann.
+Werden diese Formeln nun nach $x$ und $y$ aufgelöst 
+\begin{align}
+	x &=  c_1^2 - c_2^2 ,\\
+	y &= 2c_1 c_2,
+\end{align}
+so beschreiben sie mit $\tau = c_1 \sqrt{2}$ und $\sigma = c_2 \sqrt{2}$ die Beziehung 
+zwischen dem parabolischen Zylinderkoordinatensystem und dem kartesischen Koordinatensystem.
 
diff --git a/buch/papers/parzyl/teil3.tex b/buch/papers/parzyl/teil3.tex
index 4e44bd6..1b59ed9 100644
--- a/buch/papers/parzyl/teil3.tex
+++ b/buch/papers/parzyl/teil3.tex
@@ -3,6 +3,102 @@
 %
 % (c) 2020 Prof Dr Andreas Müller, Hochschule Rapperswil
 %
-\section{Teil 3
-\label{parzyl:section:teil3}}
-\rhead{Teil 3}
+\section{Eigenschaften
+\label{parzyl:section:Eigenschaften}}
+\rhead{Eigenschaften}
+
+\subsection{Potenzreihenentwicklung
+	\label{parzyl:potenz}}
+%Die parabolischen Zylinderfunktionen, welche in Gleichung \ref{parzyl:eq:solution_dgl} gegeben sind, 
+%können auch als Potenzreihen geschrieben werden
+Die parabolischen Zylinderfunktionen können auch als Potenzreihen geschrieben werden.
+Parabolische Zylinderfunktionen sind Linearkombinationen 
+$A(\alpha)w_1(\alpha, x) + B(\alpha)w_2(\alpha, x)$ aus einem geraden Teil $w_1(\alpha, x)$ 
+und einem ungeraden Teil $w_2(\alpha, x)$, welche als Potenzreihen
+\begin{align}
+	w_1(\alpha,x)
+	&=  
+	e^{-x^2/4} \,
+	{}_{1} F_{1}
+	(
+	\alpha, {\textstyle \frac{1}{2}} ; {\textstyle \frac{1}{2}}x^2) 
+	= 
+	e^{-\frac{x^2}{4}}
+	\sum^{\infty}_{n=0}
+	\frac{\left ( \alpha \right )_{n}}{\left ( \frac{1}{2}\right )_{n}}
+	\frac{\left ( \frac{1}{2} x^2\right )^n}{n!} \\
+	&=
+	e^{-\frac{x^2}{4}}
+	\left ( 
+	1 
+	+
+	\left ( 2\alpha \right )\frac{x^2}{2!}
+	+
+	\left ( 2\alpha \right )\left ( 2 + 2\alpha \right )\frac{x^4}{4!}  
+	+
+	\dots
+	\right )
+\end{align}
+und
+\begin{align}
+	w_2(\alpha,x)
+	&=  
+	xe^{-x^2/4} \,
+	{}_{1} F_{1}
+	(
+	{\textstyle \frac{1}{2}} 
+	+ \alpha, {\textstyle \frac{3}{2}} ; {\textstyle \frac{1}{2}}x^2) 
+	= 
+	xe^{-\frac{x^2}{4}}
+	\sum^{\infty}_{n=0}
+	\frac{\left ( \frac{1}{2} + \alpha \right )_{n}}{\left ( \frac{3}{2}\right )_{n}}
+	\frac{\left ( \frac{1}{2} x^2\right )^n}{n!} \\
+	&=
+	e^{-\frac{x^2}{4}}
+	\left ( 
+	x 
+	+
+	\left ( 1 + 2\alpha \right )\frac{x^3}{3!}
+	+
+	\left ( 1 + 2\alpha \right )\left ( 3 + 2\alpha \right )\frac{x^5}{5!}  
+	+
+	\dots
+	\right )
+\end{align}
+sind.
+Die Potenzreihen sind in der regel unendliche Reihen. 
+Es gibt allerdings die Möglichkeit, dass für bestimmte $\alpha$ die Terme in der Klammer gleich null werden 
+und die Reihe somit eine endliche Anzahl $n$ Summanden hat.
+Dies geschieht bei $w_1(\alpha,x)$, falls
+\begin{equation}
+	\alpha =  -n \qquad n \in \mathbb{N}_0
+\end{equation}
+und bei $w_2(\alpha,x)$ falls
+\begin{equation}
+	\alpha = -\frac{1}{2} - n \qquad n \in \mathbb{N}_0.
+\end{equation}
+Der Wert von $\alpha$ ist abhängig, ob man $D_n(x)$, $U(a,x)$ oder $V(a,x)$ verwendet.
+Bei $D_n(x)$ gilt $\alpha = -{\textstyle \frac{1}{2}} n$ und bei $U(a,z)$ oder $V(a,x)$ gilt 
+$\alpha = {\textstyle \frac{1}{2}} a + {\textstyle \frac{1}{4}}$.
+\subsection{Ableitung}
+Die Ableitungen $\frac{\partial w_1(\alpha, x)}{\partial x}$ und $\frac{\partial w_2(\alpha, x)}{\partial x}$ 
+können mit den Eigenschaften der hypergeometrischen Funktionen in Abschnitt 
+\ref{buch:rekursion:hypergeometrisch:stammableitung} berechnet werden. 
+Zusammen mit der Produktregel ergeben sich die Ableitungen
+\begin{equation}
+	\frac{\partial w_1(\alpha,x)}{\partial x} = 2\alpha w_2(\alpha + \frac{1}{2}, x) - \frac{1}{2} x w_1(\alpha, x),
+\end{equation} 
+und
+%\begin{equation}
+%	\frac{\partial w_2(z,k)}{\partial z} = w_1(z, k -\frac{1}{2}) - \frac{1}{2} z w_2(z,k).
+%\end{equation}
+\begin{equation}
+	\frac{\partial w_2(\alpha,x)}{\partial x} = e^{-x^2/4} \left(
+		x^{-1} w_2(\alpha, x) - \frac{x}{2} w_2(\alpha, x) + 2 x^2 \left(\frac{\alpha + 1}{3}\right)
+		{}_{1} F_{1} (
+	{\textstyle \frac{3}{2}} 
+	+ \alpha, {\textstyle \frac{5}{2}} ; {\textstyle \frac{1}{2}}x^2)
+	\right)
+\end{equation}
+Nach dem selben Vorgehen können weitere Ableitungen berechnet werden.
+
diff --git a/buch/papers/sturmliouville/.gitignore b/buch/papers/sturmliouville/.gitignore
new file mode 100644
index 0000000..f08278d
--- /dev/null
+++ b/buch/papers/sturmliouville/.gitignore
@@ -0,0 +1 @@
+*.pdf
\ No newline at end of file
diff --git a/buch/papers/sturmliouville/Makefile b/buch/papers/sturmliouville/Makefile
index da902e7..8d3e0af 100644
--- a/buch/papers/sturmliouville/Makefile
+++ b/buch/papers/sturmliouville/Makefile
@@ -1,9 +1,37 @@
 #
-# Makefile -- make file for the paper sturmliouville
+# Makefile -- make file for the paper fm
 #
 # (c) 2020 Prof Dr Andreas Mueller
 #
 
-images:
-	@echo "no images to be created in sturmliouville"
+SOURCES := \
+	einleitung.tex\
+	eigenschaften.tex \
+	beispiele.tex \
+	main.tex 
 
+#TIKZFIGURES := \
+	tikz/atoms-grid-still.tex \
+
+#FIGURES := $(patsubst tikz/%.tex, figures/%.pdf, $(TIKZFIGURES))
+
+#.PHONY: images
+#images: $(FIGURES)
+
+#figures/%.pdf: tikz/%.tex
+#	mkdir -p figures
+#	pdflatex --output-directory=figures $<
+
+.PHONY: standalone
+standalone: standalone.tex $(SOURCES)  #$(FIGURES)
+	mkdir -p standalone
+	cd ../..; \
+		pdflatex \
+			--halt-on-error \
+			--shell-escape \
+			--output-directory=papers/sturmliouville/standalone \
+			--extra-mem-top=10000000 \
+			papers/sturmliouville/standalone.tex;
+	cd standalone; \
+		bibtex standalone; \
+		makeindex standalone;
\ No newline at end of file
diff --git a/buch/papers/sturmliouville/Makefile.inc b/buch/papers/sturmliouville/Makefile.inc
index e2039ce..7ffdad2 100644
--- a/buch/papers/sturmliouville/Makefile.inc
+++ b/buch/papers/sturmliouville/Makefile.inc
@@ -3,12 +3,12 @@
 #
 # (c) 2021 Prof Dr Andreas Müller, OST Ostschweizer Fachhochschule
 #
-dependencies-sturmliouville =						\
+dependencies-sturmliouville =							\
 	papers/sturmliouville/packages.tex					\
-	papers/sturmliouville/main.tex					\
+	papers/sturmliouville/main.tex						\
 	papers/sturmliouville/references.bib				\
-	papers/sturmliouville/teil0.tex					\
-	papers/sturmliouville/teil1.tex					\
-	papers/sturmliouville/teil2.tex					\
-	papers/sturmliouville/teil3.tex
-
+	papers/sturmliouville/einleitung.tex				\
+	papers/sturmliouville/eigenschaften.tex				\
+	papers/sturmliouville/beispiele.tex					\
+	papers/sturmliouville/waermeleitung_beispiel.tex	\
+	papers/sturmliouville/tschebyscheff_beispiel.tex
diff --git a/buch/papers/sturmliouville/beispiele.tex b/buch/papers/sturmliouville/beispiele.tex
new file mode 100644
index 0000000..94082cf
--- /dev/null
+++ b/buch/papers/sturmliouville/beispiele.tex
@@ -0,0 +1,14 @@
+%
+% teil2.tex -- Beispiel-File für teil2 
+%
+% (c) 2020 Prof Dr Andreas Müller, Hochschule Rapperswil
+%
+\section{Beispiele 
+\label{sturmliouville:section:examples}}
+\rhead{Beispiele}
+
+% Fourier: Erik work
+\input{papers/sturmliouville/waermeleitung_beispiel.tex}
+
+% Tschebyscheff
+\input{papers/sturmliouville/tschebyscheff_beispiel.tex}
\ No newline at end of file
diff --git a/buch/papers/sturmliouville/eigenschaften.tex b/buch/papers/sturmliouville/eigenschaften.tex
new file mode 100644
index 0000000..bef8a39
--- /dev/null
+++ b/buch/papers/sturmliouville/eigenschaften.tex
@@ -0,0 +1,83 @@
+%
+% eigenschaften.tex -- Eigenschaften der Lösungen
+% Author: Erik Löffler
+%
+% (c) 2020 Prof Dr Andreas Müller, Hochschule Rapperswil
+%
+\section{Eigenschaften von Lösungen
+\label{sturmliouville:section:solution-properties}}
+\rhead{Eigenschaften von Lösungen}
+
+Im weiteren werden nun die Eigenschaften der Lösungen eines
+Sturm-Liouville-Problems diskutiert und aufgezeigt, wie diese Eigenschaften
+zustande kommen.
+
+Dazu wird der Operator $L_0$ welcher bereits in 
+Kapitel~\ref{buch:integrale:subsection:sturm-liouville-problem} betrachtet
+wurde, noch etwas genauer angeschaut.
+Es wird also im Folgenden
+\[
+    L_0
+    =
+    -\frac{d}{dx}p(x)\frac{d}{dx}
+\]
+zusammen mit den Randbedingungen
+\[
+    \begin{aligned}
+        k_a y(a) + h_a p(a) y'(a) &= 0 \\
+        k_b y(b) + h_b p(b) y'(b) &= 0
+    \end{aligned}
+\]
+verwendet.
+Wie im Kapitel~\ref{buch:integrale:subsection:sturm-liouville-problem} bereits 
+gezeigt, resultieren die Randbedingungen aus der Anforderung den Operator $L_0$
+selbsadjungiert zu machen.
+Es wurde allerdings noch nicht darauf eingegangen, welche Eigenschaften dies
+für die Lösungen des Sturm-Liouville-Problems zur Folge hat.
+
+\subsubsection{Exkurs zum Spektralsatz}
+
+Um zu verstehen welche Eigenschaften der selbstadjungierte Operator $L_0$ in 
+den Lösungen hervorbringt, wird der Spektralsatz benötigt.
+
+Dieser wird in der linearen Algebra oft verwendet um zu zeigen, dass eine Matrix
+diagonalisierbar ist, beziehungsweise dass eine Orthonormalbasis existiert.
+
+Im Fall einer gegebenen $n\times n$-Matrix $A$ mit reellen Einträgen wird dazu 
+zunächst gezeigt, dass $A$ selbstadjungiert ist, also dass
+\[
+    \langle Av, w \rangle
+    =
+    \langle v, Aw \rangle
+\]
+für $ v, w \in \mathbb{R}^n$ gilt.
+Ist dies der Fall, kann die Aussage des Spektralsatzes
+\cite{sturmliouville:spektralsatz-wiki} verwended werden.
+Daraus folgt dann, dass eine Orthonormalbasis aus Eigenvektoren existiert,
+wenn $A$ nur Eigenwerte aus $\mathbb{R}$ besitzt.
+
+Dies ist allerdings nicht die Einzige Version des Spektralsatzes.
+Unter anderen gibt es den Spektralsatz für kompakte Operatoren
+\cite{sturmliouville:spektralsatz-wiki}, welcher für das
+Sturm-Liouville-Problem von Bedeutung ist.
+Welche Voraussetzungen erfüllt sein müssen, um diese Version des
+Satzes verwenden zu können, wird hier aber nicht diskutiert und kann bei den
+Beispielen in diesem Kapitel als gegeben betrachtet werden.
+Grundsätzlich ist die Aussage in dieser Version dieselbe, wie bei den Matrizen,
+also dass für ein Operator eine Orthonormalbasis aus Eigenvektoren existiert,
+falls er selbstadjungiert ist.
+
+\subsubsection{Anwendung des Spektralsatzes auf $L_0$}
+
+Der Spektralsatz besagt also, dass, weil $L_0$ selbstadjungiert ist, eine
+Orthonormalbasis aus Eigenvektoren existiert.
+Genauer bedeutet dies, dass alle Eigenvektoren, beziehungsweise alle Lösungen
+des Sturm-Liouville-Problems orthogonal zueinander sind bezüglich des
+Skalarprodukts, in dem $L_0$ selbstadjungiert ist.
+
+Erfüllt also eine Differenzialgleichung die in
+Abschnitt~\ref{sturmliouville:section:teil0} präsentierten Eigenschaften und 
+erfüllen die Randbedingungen der Differentialgleichung die Randbedingungen
+des Sturm-Liouville-Problems, kann bereits geschlossen werden, dass die
+Lösungsfunktion des Problems eine Linearkombination aus orthogonalen
+Basisfunktionen ist.
\ No newline at end of file
diff --git a/buch/papers/sturmliouville/einleitung.tex b/buch/papers/sturmliouville/einleitung.tex
new file mode 100644
index 0000000..d497622
--- /dev/null
+++ b/buch/papers/sturmliouville/einleitung.tex
@@ -0,0 +1,136 @@
+%
+% einleitung.tex -- Beispiel-File für die Einleitung
+%
+% (c) 2020 Prof Dr Andreas Müller, Hochschule Rapperswil
+%
+\section{Was ist das Sturm-Liouville-Problem\label{sturmliouville:section:teil0}}
+\rhead{Einleitung}
+Das Sturm-Liouville-Problem wurde benannt nach dem schweizerisch-französischen Mathematiker und Physiker Jacques Charles Fran\c{c}ois Sturm und dem französischen Mathematiker Joseph Liouville.
+Gemeinsam haben sie in der mathematischen Physik die Sturm-Liouville-Theorie entwickelt und gilt für die Lösung von gewöhnlichen Differentialgleichungen, jedoch verwendet man die Theorie öfters bei der Lösung von partiellen Differentialgleichungen.
+Normalerweise betrachtet man für das Strum-Liouville-Problem eine gewöhnliche Differentialgleichung 2. Ordnung, und wenn es sich um eine partielle Differentialgleichung handelt, kann man sie in mehrere gewöhnliche Differentialgleichungen umwandeln. Wie z. B. den Separationsansatz, die partielle Differentialgleichung mit mehreren Variablen.
+
+\begin{definition}
+	\index{Sturm-Liouville-Gleichung}%
+Wenn die lineare homogene Differentialgleichung
+\begin{equation}
+	\frac{d^2y}{dx^2} + a(x)\frac{dy}{dx} + b(x)y = 0
+\end{equation}
+als
+\begin{equation}
+	\label{eq:sturm-liouville-equation}
+	\frac{d}{dx}\lbrack p(x) \frac{dy}{dx} \rbrack + \lbrack q(x) + \lambda w(x) \rbrack y = 0 
+\end{equation}
+geschrieben werden kann, dann wird diese Gleichung als Sturm-Liouville-Gleichung bezeichnet.
+\end{definition}
+Alle homogene 2. Ordnung lineare gewöhnliche Differentialgleichungen können in die Form der Gleichung \ref{eq:sturm-liouville-equation} umgeformt werden.
+
+\subsection{Randbedingungen\label{sub:was-ist-das-slp-randbedingungen}}
+Wenn von der Funktion $y(x)$ die Werte $x$ des jeweiligen Randes des Definitionsbereiches anzunehmen sind, also
+\begin{equation}
+	y(a) = y(b) = 0,
+\end{equation}
+so spricht man von einer Dirichlet-Randbedingung\footnote{Die Dirichlet-Randbedingung oder auch Randbedingung des ersten Typs genannt ist nach dem deutschen Mathematiker Peter Gstav Lejeune Dirichlet benannt. Sie findet Anwendung auf gewöhnliche oder patielle Differentialgleichungen und gibt mit der Bedingung die Werte an, die für die abgeleitete Lösung innerhalb der Domänengrenze gelten.}, und von einer Neumann-Randbedingung\footnote{Die Neumann-Randbedingung oder auch Randbedingung des zweiten Typs genannt, ist nach dem deutschen Mathematiker Carl Neumann benannt. Sie legt die Werte fest, die eine Lösung entlang der Domänengrenze annehmen muss, wenn eine gewöhnliche oder partielle Differentialgleichung gestellt wird.} spricht man, wenn
+\begin{equation}
+	y'(a) = y'(b) = 0
+\end{equation}
+ergibt.
+
+Die Sturm-Liouville-Theorie besagt, dass, wenn man die Sturm-Liouville-Gleichung mit den homogenen Randbedingungen des dritten Typs\footnote{Die Randbedingung des dritten Typs, oder Robin-Randbedingungen (benannt nach dem französischen mathematischen Analytiker und angewandten Mathematiker Victor Gustave Robin), wird genannt, wenn sie einer gewöhnlichen oder partiellen Differentialgleichung auferlegt wird, so sind die Spezifikationen einer Linearkombination der Werte einer Funktion sowie die Werte ihrer Ableitung am Rande des Bereichs}
+\begin{equation}
+\begin{aligned}
+	\label{eq:randbedingungen}
+	k_a y(a) + h_a p(a) y'(a) &= 0 \\
+	k_b y(b) + h_b p(b) y'(b) &= 0
+\end{aligned}
+\end{equation}
+kombiniert, dann bekommt man das klassische Sturm-Liouville-Problem.
+
+\subsection{Eigenwertproblem}
+Die Gleichungen \ref{eq:sturm-liouville-equation} hat die Form eines Eigenwertproblems
+Wenn bei der Sturm-Liouville-Gleichung \ref{eq:sturm-liouville-equation} alles  konstant bleibt, aber der Wert von $\lambda$ sich ändert, erhält man eine andere Eigenfunktion, weil man eine andere gewöhnliche Differentialgleichung löst;
+der Parameter $\lambda$ wird als Eigenwert bezeichnet.
+Es ist genau das gleiche Prinzip wie bei den Matrizen, andere Eigenwerte ergeben andere Eigenvektoren.
+Es besteht eine Korrespondenz zwischen den Eigenwerten und den Eigenvektoren.
+Das gleiche gilt auch beim Sturm-Liouville-Problem, und zwar
+\begin{equation}
+	\lambda \overset{Korrespondenz}\leftrightarrow y.
+\end{equation}
+
+Die Theorie besagt, wenn $y_m$, $y_n$ Eigenfuktionen des Sturm-Liouville-Problems sind, die verschiedene Eigenwerte $\lambda_m$, $\lambda_n$ ($\lambda_m \neq \lambda_n$) entsprechen, so sind $y_m$, $y_n$ orthogonal zu y -
+dies gilt für das Intervall (a,b).
+Somit ergibt die Gleichung
+\begin{equation}
+	\label{eq:skalar-sturm-liouville}
+	\int_{a}^{b} w(x)y_m y_n = 0.
+\end{equation}
+
+\subsection{Koeffizientenfunktionen}
+Die Funktionen $p(x)$, $q(x)$ und $w(x)$ werden als Koeffizientenfunktionen mit ihren freien Variablen $x$ bezeichnet.
+Die Funktion $w(x)$ (manchmal auch $r(x)$ genannt) wird als Gewichtsfunktion oder Dichtefunktion bezeichnet.
+Es gibt zwei verschiedene Sturm-Liouville-Probleme: das reguläre Sturm-Liouville-Problem und das singuläre Sturm-Liouville-Problem. 
+Die Funktionen für das reguläre und das singuläre Sturm-Liouville-Problem sind nicht dieselben.
+
+%
+%Kapitel mit "Das reguläre Sturm-Liouville-Problem"
+%
+
+\subsection{Das reguläre Sturm-Liouville-Problem\label{sub:reguläre_sturm_liouville_problem}}
+Damit es sich um ein reguläres Sturm-Liouville-Problem handelt, müssen einige Bedingungen beachtet werden.
+\begin{definition}
+	\label{def:reguläres_sturm-liouville-problem}
+	\index{regläres Sturm-Liouville-Problem}
+	Die Bedingungen für ein reguläres Sturm-Liouville-Problem sind:
+	\begin{itemize}
+		\item Die Funktionen $p(x), p'(x), q(x)$ und $w(x)$ müssen stetig und reell sein.
+		\item sowie müssen in einem endlichen Intervall $[a,b]$ integrierbar sein.
+		\item $p(x)$ und $w(x)$ sind $>0$.
+		\item Es gelten die Randbedingungen \ref{eq:randbedingungen}, wobei $|k_i|^2 + |h_i|^2\ne 0$ mit $i=a,b$.
+	\end{itemize}
+\end{definition}
+Bei einem regulären Sturm-Liouville-Problem geht es darum, wichtige Eigenschaften der Eigenfunktionen beschreiben zu können, ohne sie genau zu kennen.
+
+
+%
+%Kapitel mit "Das singuläre Sturm-Liouville-Problem"
+%
+
+
+\subsection{Das singuläre Sturm-Liouville-Problem\label{sub:singuläre_sturm_liouville_problem}}
+Von einem singulären Sturm-Liouville-Problem spricht man, wenn die Bedingungen des regulärem Problem nicht erfüllt sind.
+\begin{definition}
+	\label{def:singulär_sturm-liouville-problem}
+	\index{singuläres Sturm-Liouville-Problem}
+Es handelt sich um ein singuläres Sturm-Liouville-Problem, wenn:
+	\begin{itemize}
+		\item wenn sein Definitionsbereich auf dem Intervall $[ \ a,b] \ $ unbeschränkt ist oder
+		\item wenn die Koeffizienten an den Randpunkten Singularitäten haben.
+	\end{itemize}
+\end{definition}
+Allerdings kann nur eine der Bedingungen nicht erfüllt sein, so dass es sich bereits um ein singuläres Sturm-Liouville-Problem handelt.
+
+\begin{beispiel}
+	Das Randwertproblem
+	\begin{equation}
+		\begin{aligned}
+		x^2y'' + xy' + (\lambda^2x^2 - m^2)y &= 0, 0<x<a,\\
+		y(a) &= 0
+		\end{aligned}
+	\end{equation}
+	ist kein reguläres Sturm-Liouville-Problem.
+	Wenn man die Gleichung in die Sturm-Liouville Form umformen, dann ergeben die Koeffizientenfunktionen $p(x) = w(x) = x$ und $q(x) = -m^2/x$.
+	Schaut man jetzt die Bedingungen im Kapitel \ref{sub:reguläre_sturm_liouville_problem} an und vergleicht diese unseren Koeffizientenfunktionen, so erkennt man einige Probleme:
+	\begin{itemize}
+		\item $p(x)$ und $w(x)$ sind nicht positiv, wenn $x = 0$ ist.
+		\item $q(x)$ ist nicht kontinuierlich, wenn $x = 0$ ist.
+		\item Die Randbedingung bei $x = 0$ fehlt.
+	\end{itemize}
+\end{beispiel}
+
+Verwendet man das reguläre Sturm-Liouville-Problem, obwohl eine oder beide Bedingungen nicht erfüllt sind, dann ist es schwierig zu sagen, ob die Lösung eindeutige Ergebnisse hat.
+Es ist schwierig, Kriterien anzuwenden, da die Formulierungen z. B. in der Lösungsfunktion liegen.
+Ähnlich wie bei der Fourier-Reihe gegenüber der Fourier-Transformation gibt es immer noch eine zugehörige Eigenfunktionsentwicklung, und zwar die Integraltransformation sowie gibt es weiterhin verallgemeinerte Eigenfunktionen.
+
+ 
+
+
+
diff --git a/buch/papers/sturmliouville/main.tex b/buch/papers/sturmliouville/main.tex
index a7d2857..4b5b8af 100644
--- a/buch/papers/sturmliouville/main.tex
+++ b/buch/papers/sturmliouville/main.tex
@@ -1,36 +1,20 @@
+% !TeX root = ../../buch.tex
 %
 % main.tex -- Paper zum Thema <sturmliouville>
 %
 % (c) 2020 Hochschule Rapperswil
 %
-\chapter{Thema\label{chapter:sturmliouville}}
-\lhead{Thema}
+\chapter{Sturm-Liouville-Problem\label{chapter:sturmliouville}}
+\lhead{Sturm-Liouville-Problem}
 \begin{refsection}
-\chapterauthor{Hans Muster}
+\chapterauthor{Réda Haddouche und Erik Löffler}
 
-Ein paar Hinweise für die korrekte Formatierung des Textes
-\begin{itemize}
-\item
-Absätze werden gebildet, indem man eine Leerzeile einfügt.
-Die Verwendung von \verb+\\+ ist nur in Tabellen und Arrays gestattet.
-\item
-Die explizite Platzierung von Bildern ist nicht erlaubt, entsprechende
-Optionen werden gelöscht. 
-Verwenden Sie Labels und Verweise, um auf Bilder hinzuweisen.
-\item
-Beginnen Sie jeden Satz auf einer neuen Zeile. 
-Damit ermöglichen Sie dem Versionsverwaltungssysteme, Änderungen
-in verschiedenen Sätzen von verschiedenen Autoren ohne Konflikt 
-anzuwenden.
-\item 
-Bilden Sie auch für Formeln kurze Zeilen, einerseits der besseren
-Übersicht wegen, aber auch um GIT die Arbeit zu erleichtern.
-\end{itemize}
-
-\input{papers/sturmliouville/teil0.tex}
-\input{papers/sturmliouville/teil1.tex}
-\input{papers/sturmliouville/teil2.tex}
-\input{papers/sturmliouville/teil3.tex}
+\input{papers/sturmliouville/einleitung.tex}
+%einleitung "was ist das sturm-liouville-problem"
+\input{papers/sturmliouville/eigenschaften.tex}
+%Eigenschaften von Lösungen eines solchen Problems
+\input{papers/sturmliouville/beispiele.tex}
+%Beispiele sind: Wärmeleitung in einem Stab, Tschebyscheff-Polynome
 
 \printbibliography[heading=subbibliography]
 \end{refsection}
diff --git a/buch/papers/sturmliouville/references.bib b/buch/papers/sturmliouville/references.bib
index f66a74d..0c4724b 100644
--- a/buch/papers/sturmliouville/references.bib
+++ b/buch/papers/sturmliouville/references.bib
@@ -4,6 +4,19 @@
 % (c) 2020 Autor, Hochschule Rapperswil
 %
 
+@online{sturmliouville:spektralsatz-wiki,
+	title = {Spektralsatz},
+	url = {https://de.wikipedia.org/wiki/Spektralsatz},
+	date = {2020-08-15},
+	year = {2020},
+	month = {8},
+	day = {15}
+}
+
+%
+% examples (not referenced in book)
+%
+
 @online{sturmliouville:bibtex,
 	title = {BibTeX},
 	url = {https://de.wikipedia.org/wiki/BibTeX},
diff --git a/buch/papers/sturmliouville/teil0.tex b/buch/papers/sturmliouville/teil0.tex
deleted file mode 100644
index ffcb8f3..0000000
--- a/buch/papers/sturmliouville/teil0.tex
+++ /dev/null
@@ -1,22 +0,0 @@
-%
-% einleitung.tex -- Beispiel-File für die Einleitung
-%
-% (c) 2020 Prof Dr Andreas Müller, Hochschule Rapperswil
-%
-\section{Teil 0\label{sturmliouville:section:teil0}}
-\rhead{Teil 0}
-Lorem ipsum dolor sit amet, consetetur sadipscing elitr, sed diam
-nonumy eirmod tempor invidunt ut labore et dolore magna aliquyam
-erat, sed diam voluptua \cite{sturmliouville:bibtex}.
-At vero eos et accusam et justo duo dolores et ea rebum.
-Stet clita kasd gubergren, no sea takimata sanctus est Lorem ipsum
-dolor sit amet.
-
-Lorem ipsum dolor sit amet, consetetur sadipscing elitr, sed diam
-nonumy eirmod tempor invidunt ut labore et dolore magna aliquyam
-erat, sed diam voluptua.
-At vero eos et accusam et justo duo dolores et ea rebum.  Stet clita
-kasd gubergren, no sea takimata sanctus est Lorem ipsum dolor sit
-amet.
-
-
diff --git a/buch/papers/sturmliouville/teil1.tex b/buch/papers/sturmliouville/teil1.tex
deleted file mode 100644
index c23c1d6..0000000
--- a/buch/papers/sturmliouville/teil1.tex
+++ /dev/null
@@ -1,55 +0,0 @@
-%
-% teil1.tex -- Beispiel-File für das Paper
-%
-% (c) 2020 Prof Dr Andreas Müller, Hochschule Rapperswil
-%
-\section{Teil 1
-\label{sturmliouville:section:teil1}}
-\rhead{Problemstellung}
-Sed ut perspiciatis unde omnis iste natus error sit voluptatem
-accusantium doloremque laudantium, totam rem aperiam, eaque ipsa
-quae ab illo inventore veritatis et quasi architecto beatae vitae
-dicta sunt explicabo.
-Nemo enim ipsam voluptatem quia voluptas sit aspernatur aut odit
-aut fugit, sed quia consequuntur magni dolores eos qui ratione
-voluptatem sequi nesciunt
-\begin{equation}
-\int_a^b x^2\, dx
-=
-\left[ \frac13 x^3 \right]_a^b
-=
-\frac{b^3-a^3}3.
-\label{sturmliouville:equation1}
-\end{equation}
-Neque porro quisquam est, qui dolorem ipsum quia dolor sit amet,
-consectetur, adipisci velit, sed quia non numquam eius modi tempora
-incidunt ut labore et dolore magnam aliquam quaerat voluptatem.
-
-Ut enim ad minima veniam, quis nostrum exercitationem ullam corporis
-suscipit laboriosam, nisi ut aliquid ex ea commodi consequatur?
-Quis autem vel eum iure reprehenderit qui in ea voluptate velit
-esse quam nihil molestiae consequatur, vel illum qui dolorem eum
-fugiat quo voluptas nulla pariatur?
-
-\subsection{De finibus bonorum et malorum
-\label{sturmliouville:subsection:finibus}}
-At vero eos et accusamus et iusto odio dignissimos ducimus qui
-blanditiis praesentium voluptatum deleniti atque corrupti quos
-dolores et quas molestias excepturi sint occaecati cupiditate non
-provident, similique sunt in culpa qui officia deserunt mollitia
-animi, id est laborum et dolorum fuga \eqref{000tempmlate:equation1}.
-
-Et harum quidem rerum facilis est et expedita distinctio
-\ref{sturmliouville:section:loesung}.
-Nam libero tempore, cum soluta nobis est eligendi optio cumque nihil
-impedit quo minus id quod maxime placeat facere possimus, omnis
-voluptas assumenda est, omnis dolor repellendus
-\ref{sturmliouville:section:folgerung}.
-Temporibus autem quibusdam et aut officiis debitis aut rerum
-necessitatibus saepe eveniet ut et voluptates repudiandae sint et
-molestiae non recusandae.
-Itaque earum rerum hic tenetur a sapiente delectus, ut aut reiciendis
-voluptatibus maiores alias consequatur aut perferendis doloribus
-asperiores repellat.
-
-
diff --git a/buch/papers/sturmliouville/teil2.tex b/buch/papers/sturmliouville/teil2.tex
deleted file mode 100644
index 7fc3d2c..0000000
--- a/buch/papers/sturmliouville/teil2.tex
+++ /dev/null
@@ -1,40 +0,0 @@
-%
-% teil2.tex -- Beispiel-File für teil2 
-%
-% (c) 2020 Prof Dr Andreas Müller, Hochschule Rapperswil
-%
-\section{Teil 2 
-\label{sturmliouville:section:teil2}}
-\rhead{Teil 2}
-Sed ut perspiciatis unde omnis iste natus error sit voluptatem
-accusantium doloremque laudantium, totam rem aperiam, eaque ipsa
-quae ab illo inventore veritatis et quasi architecto beatae vitae
-dicta sunt explicabo. Nemo enim ipsam voluptatem quia voluptas sit
-aspernatur aut odit aut fugit, sed quia consequuntur magni dolores
-eos qui ratione voluptatem sequi nesciunt. Neque porro quisquam
-est, qui dolorem ipsum quia dolor sit amet, consectetur, adipisci
-velit, sed quia non numquam eius modi tempora incidunt ut labore
-et dolore magnam aliquam quaerat voluptatem. Ut enim ad minima
-veniam, quis nostrum exercitationem ullam corporis suscipit laboriosam,
-nisi ut aliquid ex ea commodi consequatur? Quis autem vel eum iure
-reprehenderit qui in ea voluptate velit esse quam nihil molestiae
-consequatur, vel illum qui dolorem eum fugiat quo voluptas nulla
-pariatur?
-
-\subsection{De finibus bonorum et malorum
-\label{sturmliouville:subsection:bonorum}}
-At vero eos et accusamus et iusto odio dignissimos ducimus qui
-blanditiis praesentium voluptatum deleniti atque corrupti quos
-dolores et quas molestias excepturi sint occaecati cupiditate non
-provident, similique sunt in culpa qui officia deserunt mollitia
-animi, id est laborum et dolorum fuga. Et harum quidem rerum facilis
-est et expedita distinctio. Nam libero tempore, cum soluta nobis
-est eligendi optio cumque nihil impedit quo minus id quod maxime
-placeat facere possimus, omnis voluptas assumenda est, omnis dolor
-repellendus. Temporibus autem quibusdam et aut officiis debitis aut
-rerum necessitatibus saepe eveniet ut et voluptates repudiandae
-sint et molestiae non recusandae. Itaque earum rerum hic tenetur a
-sapiente delectus, ut aut reiciendis voluptatibus maiores alias
-consequatur aut perferendis doloribus asperiores repellat.
-
-
diff --git a/buch/papers/sturmliouville/teil3.tex b/buch/papers/sturmliouville/teil3.tex
deleted file mode 100644
index 3aa1b40..0000000
--- a/buch/papers/sturmliouville/teil3.tex
+++ /dev/null
@@ -1,40 +0,0 @@
-%
-% teil3.tex -- Beispiel-File für Teil 3
-%
-% (c) 2020 Prof Dr Andreas Müller, Hochschule Rapperswil
-%
-\section{Teil 3
-\label{sturmliouville:section:teil3}}
-\rhead{Teil 3}
-Sed ut perspiciatis unde omnis iste natus error sit voluptatem
-accusantium doloremque laudantium, totam rem aperiam, eaque ipsa
-quae ab illo inventore veritatis et quasi architecto beatae vitae
-dicta sunt explicabo. Nemo enim ipsam voluptatem quia voluptas sit
-aspernatur aut odit aut fugit, sed quia consequuntur magni dolores
-eos qui ratione voluptatem sequi nesciunt. Neque porro quisquam
-est, qui dolorem ipsum quia dolor sit amet, consectetur, adipisci
-velit, sed quia non numquam eius modi tempora incidunt ut labore
-et dolore magnam aliquam quaerat voluptatem. Ut enim ad minima
-veniam, quis nostrum exercitationem ullam corporis suscipit laboriosam,
-nisi ut aliquid ex ea commodi consequatur? Quis autem vel eum iure
-reprehenderit qui in ea voluptate velit esse quam nihil molestiae
-consequatur, vel illum qui dolorem eum fugiat quo voluptas nulla
-pariatur?
-
-\subsection{De finibus bonorum et malorum
-\label{sturmliouville:subsection:malorum}}
-At vero eos et accusamus et iusto odio dignissimos ducimus qui
-blanditiis praesentium voluptatum deleniti atque corrupti quos
-dolores et quas molestias excepturi sint occaecati cupiditate non
-provident, similique sunt in culpa qui officia deserunt mollitia
-animi, id est laborum et dolorum fuga. Et harum quidem rerum facilis
-est et expedita distinctio. Nam libero tempore, cum soluta nobis
-est eligendi optio cumque nihil impedit quo minus id quod maxime
-placeat facere possimus, omnis voluptas assumenda est, omnis dolor
-repellendus. Temporibus autem quibusdam et aut officiis debitis aut
-rerum necessitatibus saepe eveniet ut et voluptates repudiandae
-sint et molestiae non recusandae. Itaque earum rerum hic tenetur a
-sapiente delectus, ut aut reiciendis voluptatibus maiores alias
-consequatur aut perferendis doloribus asperiores repellat.
-
-
diff --git a/buch/papers/sturmliouville/tschebyscheff_beispiel.tex b/buch/papers/sturmliouville/tschebyscheff_beispiel.tex
new file mode 100644
index 0000000..3817dc0
--- /dev/null
+++ b/buch/papers/sturmliouville/tschebyscheff_beispiel.tex
@@ -0,0 +1,82 @@
+%
+% tschebyscheff_beispiel.tex
+%
+% (c) 2020 Prof Dr Andreas Müller, Hochschule Rapperswil
+%
+
+\subsection{Sind Tschebyscheff-Polynome orthogonal zueinander?\label{sub:tschebyscheff-polynome}}
+\subsubsection*{Definition der Koeffizientenfunktion}
+Im Kapitel \ref{sub:beispiele_sturm_liouville_problem} sind die Koeffizientenfunktionen, die man braucht, schon aufgeliste, und zwar mit
+\begin{align*}
+	w(x) &= \frac{1}{\sqrt{1-x^2}} \\
+	p(x) &= \sqrt{1-x^2} \\
+	q(x) &= 0
+\end{align*}.
+Da die Sturm-Liouville-Gleichung
+\begin{equation}
+	\label{eq:sturm-liouville-equation-tscheby}
+	\frac{d}{dx} (\sqrt{1-x^2} \frac{dy}{dx}) + (0 + \lambda \frac{1}{\sqrt{1-x^2}}) y = 0 
+\end{equation}
+nun mit den Koeffizientenfunktionen aufgestellt werden kann, bleibt die Frage, ob es sich um ein reguläres oder singuläres Sturm-Liouville-Problem handelt.
+
+\subsubsection*{regulär oder singulär?}
+Für das reguläre Problem laut der Definition \ref{def:reguläres_sturm-liouville-problem} muss die funktion $p(x) = \sqrt{1-x^2}$, $p'(x) = -2x$, $q(x) = 0$ und $w(x) = \frac{1}{\sqrt{1-x^2}}$ stetig und reell sein --- und sie sind es auch.
+Auf dem Intervall $(-1,1)$ sind die Tschebyscheff-Polynome erster Art mit Hilfe von Hyperbelfunktionen
+\begin{equation}
+	T_n(x) = \cos n (\arccos x)
+\end{equation}.
+Für $x>1$ und $x<-1$ sehen die Polynome wie folgt aus:
+\begin{equation}
+	T_n(x) = \left\{\begin{array}{ll} \cosh (n \arccos x), & x > 1\\
+		(-1)^n \cosh (n \arccos (-x)), & x<-1 \end{array}\right.
+\end{equation},
+jedoch ist die Orthogonalität nur auf dem Intervall $[ -1, 1]$ sichergestellt.
+Die nächste Bedingung beinhaltet, dass die Funktion $p(x)$ und $w(x)>0$ sein müssen.
+Die Funktion
+\begin{equation*}
+	p(x)^{-1} = \frac{1}{\sqrt{1-x^2}}
+\end{equation*}
+ist die gleiche wie $w(x)$ und erfüllt die Bedingung.
+
+\subsubsection*{Randwertproblem}
+Für die Verifizierung der Randbedingungen benötigt man erneut $p(x)$.
+Da sich die Polynome nur auf dem Intervall $[ -1,1 ]$ orthogonal verhalten, sind $a = -1$ und $b = 1$ gesetzt.
+Beim einsetzen in die Randbedingung \ref{eq:randbedingungen}, erhält man
+\begin{equation}
+\begin{aligned}
+	k_a y(-1) + h_a y'(-1) &= 0
+	k_b y(-1) + h_b y'(-1) &= 0.
+\end{aligned} 
+\end{equation}
+Die Funktion $y(x)$ und $y'(x)$ sind in diesem Fall die Tschebyscheff Polynome (siehe \label{sub:definiton_der_tschebyscheff-Polynome}).
+Es gibt zwei Arten von Tschebyscheff Polynome: die erste Art $T_n(x)$ und die zweite Art $U_n(x)$.
+Jedoch beachtet man in diesem Kapitel nur die Tschebyscheff Polynome erster Art (\ref{eq:tschebyscheff-polynome}).
+Die Funktion $y(x)$ wird nun mit der Funktion $T_n(x)$ ersetzt und für die Verifizierung der Randbedingung wählt man $n=2$.
+Somit erhält man
+\begin{equation}
+	\begin{aligned}
+	k_a T_2(-1) + h_a T_{2}'(-1) &= k_a = 0\\
+	k_b T_2(1) + h_b T_{2}'(1) &= k_b = 0.
+\end{aligned}
+\end{equation}
+Ähnlich wie beim Beispiel der Wärmeleitung in einem homogenen Stab kann man, damit die Bedingung $|k_i|^2 + |h_i|^2\ne 0$ erfüllt ist, können beliebige $h_a \ne 0$ und $h_b \ne 0$ gewählt werden.
+Somit ist erneut gezeigt, dass die Randbedingungen der Tschebyscheff-Polynome auf die Sturm-Liouville-Randbedingungen erfüllt und alle daraus resultierenden Lösungen orthogonal sind.
+
+\begin{beispiel}
+	Die Gleichung \ref{eq:skalar-sturm-liouville} mit $y_m = T_1(x)$ und $y_n(x) = T_2(x)$ eingesetzt sowie $a=-1$ und $b = 1$ ergibt
+	\[
+	\int_{-1}^{1} w(x) x (2x^2-1) dx = 0.
+	\]
+\end{beispiel}
+
+ 
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
diff --git a/buch/papers/sturmliouville/waermeleitung_beispiel.tex b/buch/papers/sturmliouville/waermeleitung_beispiel.tex
new file mode 100644
index 0000000..a72c562
--- /dev/null
+++ b/buch/papers/sturmliouville/waermeleitung_beispiel.tex
@@ -0,0 +1,675 @@
+%
+% waermeleitung_beispiel.tex -- Beispiel Wärmeleitung in homogenem Stab.
+% Author: Erik Löffler
+%
+% (c) 2020 Prof Dr Andreas Müller, Hochschule Rapperswil
+%
+
+\subsection{Wärmeleitung in einem Homogenen Stab}
+
+In diesem Abschnitt wird das Problem der Wärmeleitung in einem homogenen Stab
+betrachtet und wie das Sturm-Liouville-Problem bei der Beschreibung dieses
+physikalischen Phänomenes auftritt.
+
+Zunächst wird ein eindimensionaler homogener Stab der Länge $l$ und
+Wärmeleitkoeffizient $\kappa$ betrachtet.
+Es ergibt sich für das Wärmeleitungsproblem
+die partielle Differentialgleichung
+\begin{equation}
+    \label{sturmliouville:eq:example-fourier-heat-equation}
+    \frac{\partial u}{\partial t} =
+    \kappa \frac{\partial^{2}u}{{\partial x}^{2}},
+\end{equation}
+wobei der Stab in diesem Fall auf der $X$-Achse im Intervall $[0,l]$ liegt.
+
+Da diese Differentialgleichung das Problem allgemein für einen homogenen
+Stab beschreibt, werden zusätzliche Bedingungen benötigt, um beispielsweise
+die Lösung für einen Stab zu finden, bei dem die Enden auf konstanter 
+Tempreatur gehalten werden.
+
+%
+% Randbedingungen für Stab mit konstanten Endtemperaturen
+%
+\subsubsection{Randbedingungen für Stab mit Enden auf konstanter Temperatur}
+
+Die Enden des Stabes auf konstanter Temperatur zu halten bedeutet, dass die
+Lösungsfunktion $u(t,x)$ bei $x = 0$ und $x = l$ nur die vorgegebene
+Temperatur zurückgeben darf. Diese wird einfachheitshalber als $0$ angenomen.
+Es folgt nun
+\begin{equation}
+    \label{sturmliouville:eq:example-fourier-boundary-condition-ends-constant}
+    u(t,0)
+    =
+    u(t,l)
+    =
+    0
+\end{equation}
+als Randbedingungen.
+
+%
+% Randbedingungen für Stab mit isolierten Enden
+%
+
+\subsubsection{Randbedingungen für Stab mit isolierten Enden}
+
+Bei isolierten Enden des Stabes können beliebige Temperaturen für $x = 0$ und
+$x = l$ auftreten. In diesem Fall ist es nicht erlaubt, dass Wärme vom Stab
+an die Umgebung oder von der Umgebung an den Stab abgegeben wird.
+
+Aus der Physik ist bekannt, dass Wärme immer von der höheren zur tieferen
+Temperatur fliesst. Um Wärmefluss zu unterdrücken, muss also dafür gesorgt
+werden, dass am Rand des Stabes keine Temperaturdifferenz existiert oder 
+dass die partiellen Ableitungen von $u(t,x)$ nach $x$ bei $x = 0$ und $x = l$
+verschwinden.
+Somit folgen
+\begin{equation}
+    \label{sturmliouville:eq:example-fourier-boundary-condition-ends-isolated}
+    \frac{\partial}{\partial x} u(t, 0)
+    =
+    \frac{\partial}{\partial x} u(t, l)
+    =
+    0
+\end{equation}
+als Randbedingungen.
+
+%
+% Lösung der Differenzialgleichung mittels Separation
+%
+
+\subsubsection{Lösung der Differenzialgleichung}
+
+Da die Lösungsfunktion von zwei Variablen abhängig ist, wird als Lösungsansatz
+die Separationsmethode verwendet.
+Dazu wird 
+\[
+    u(t,x)
+    =
+    T(t)X(x)
+\]
+in die partielle 
+Differenzialgleichung~\eqref{sturmliouville:eq:example-fourier-heat-equation}
+eingesetzt.
+Daraus ergibt sich 
+\[
+    T^{\prime}(t)X(x)
+    =
+    \kappa T(t)X^{\prime \prime}(x)
+\]
+als neue Form.
+
+Nun können alle von $t$ abhängigen Ausdrücke auf die linke Seite, sowie alle
+von $x$ abhängigen Ausdrücke auf die rechte Seite gebracht werden und mittels
+der neuen Variablen $\mu$ gekoppelt werden:
+\[
+    \frac{T^{\prime}(t)}{\kappa T(t)}
+    =
+    \frac{X^{\prime \prime}(x)}{X(x)}
+    =
+    \mu
+\]
+Durch die Einführung von $\mu$ kann das Problem nun in zwei separate
+Differenzialgleichungen aufgeteilt werden:
+\begin{equation}
+    \label{sturmliouville:eq:example-fourier-separated-x}
+    X^{\prime \prime}(x) - \mu X(x)
+    =
+    0
+\end{equation}
+\begin{equation}
+    \label{sturmliouville:eq:example-fourier-separated-t}
+    T^{\prime}(t) - \kappa \mu T(t)
+    =
+    0
+\end{equation}
+
+%
+% Überprüfung Orthogonalität der Lösungen
+%
+
+Es ist an dieser Stelle zu bemerken, dass die Gleichung in $x$ in 
+Sturm-Liouville-Form ist.
+Erfüllen die Randbedingungen des Stab-Problems auch die Randbedingungen des
+Sturm-Liouville-Problems, kann bereits die Aussage getroffen werden, dass alle
+Lösungen für die Gleichung in $x$ orthogonal sein werden.
+
+Da die Bedingungen des Stab-Problem nur Anforderungen an $x$ stellen, können
+diese direkt für $X(x)$ übernomen werden. Es gilt also $X(0) = X(l) = 0$.
+Damit die Lösungen von $X$ orthogonal sind, müssen also die Gleichungen
+\begin{equation}
+\begin{aligned}
+	\label{sturmliouville:eq:example-fourier-randbedingungen}
+	k_a X(a) + h_a p(a) X'(a) &= 0 \\
+	k_b X(b) + h_b p(b) X'(b) &= 0
+\end{aligned}
+\end{equation}
+erfüllt sein und es muss ausserdem
+\begin{equation}
+\begin{aligned}
+    \label{sturmliouville:eq:example-fourier-coefficient-constraints}
+    |k_a|^2 + |h_a|^2 &\neq 0\\
+    |k_b|^2 + |h_b|^2 &\neq 0\\
+\end{aligned}
+\end{equation}
+gelten.
+
+Um zu verifizieren, ob die Randbedingungen erfüllt sind, wird zunächst
+$p(x)$
+benötigt.
+Dazu wird die Gleichung~\eqref{sturmliouville:eq:example-fourier-separated-x}
+mit der
+Sturm-Liouville-Form~\eqref{eq:sturm-liouville-equation} verglichen, was zu
+$p(x) = 1$ führt.
+
+Werden nun $p(x)$ und die 
+Randbedingungen~\eqref{sturmliouville:eq:example-fourier-boundary-condition-ends-constant}
+in \eqref{sturmliouville:eq:example-fourier-randbedingungen} eigesetzt, erhält
+man
+\[
+\begin{aligned}
+	k_a y(0) + h_a y'(0) &= h_a y'(0) = 0 \\
+	k_b y(l) + h_b y'(l) &= h_b y'(l) = 0.
+\end{aligned}
+\]
+Damit die Gleichungen erfüllt sind, müssen $h_a = 0$ und $h_b = 0$ sein.
+Zusätzlich müssen aber die 
+Bedingungen~\eqref{sturmliouville:eq:example-fourier-coefficient-constraints}
+erfüllt sein und da $y(0) = 0$ und $y(l) = 0$ sind, können belibige $k_a \neq 0$
+und $k_b \neq 0$ gewählt werden.
+
+Somit ist gezeigt, dass die Randbedingungen des Stab-Problems für Enden auf
+konstanter Temperatur auch die Sturm-Liouville-Randbedingungen erfüllen und
+alle daraus reultierenden Lösungen orthogonal sind.
+Analog dazu kann gezeit werden, dass die Randbedingungen für einen Stab mit
+isolierten Enden ebenfalls die Sturm-Liouville-Randbedingungen erfüllen und
+somit auch zu orthogonalen Lösungen führen.
+
+%
+%   Lösung von X(x), Teil mu
+%
+
+\subsubsection{Lösund der Differentialgleichung in $x$}
+Als erstes wird auf die
+Gleichung~\eqref{sturmliouville:eq:example-fourier-separated-x} eingegangen.
+Aufgrund der Struktur der Gleichung
+\[
+    X^{\prime \prime}(x) - \mu X(x)
+    =
+    0
+\]
+wird ein trigonometrischer Ansatz gewählt.
+Die Lösungen für $X(x)$ sind also von der Form
+\[
+    X(x)
+    =
+    A \cos \left( \alpha x\right) + B \sin \left( \beta x\right).
+\]
+
+Dieser Ansatz wird nun solange differenziert, bis alle in
+Gleichung~\eqref{sturmliouville:eq:example-fourier-separated-x} enthaltenen
+Ableitungen vorhanden sind.
+Man erhält also
+\[
+    X^{\prime}(x)
+    =
+    - \alpha A \sin \left( \alpha x \right) +
+    \beta B \cos \left( \beta x \right)
+\]
+und
+\[
+    X^{\prime \prime}(x)
+    =
+    -\alpha^{2} A \cos \left( \alpha x \right) -
+    \beta^{2} B \sin \left( \beta x \right).
+\]
+
+Eingesetzt in Gleichung~\eqref{sturmliouville:eq:example-fourier-separated-x}
+ergibt dies
+\[
+    -\alpha^{2}A\cos(\alpha x) - \beta^{2}B\sin(\beta x) -
+    \mu\left(A\cos(\alpha x) + B\sin(\beta x)\right)
+    =
+    0
+\]
+und durch umformen somit
+\[
+    -\alpha^{2}A\cos(\alpha x) - \beta^{2}B\sin(\beta x)
+    =
+    \mu A\cos(\alpha x) + \mu B\sin(\beta x).
+\]
+
+Mittels Koeffizientenvergleich von
+\[
+\begin{aligned}
+    -\alpha^{2}A\cos(\alpha x)
+    &=
+    \mu A\cos(\alpha x)
+    \\
+    -\beta^{2}B\sin(\beta x)
+    &=
+    \mu B\sin(\beta x)
+\end{aligned}
+\]
+ist schnell ersichtlich, dass $ \mu = -\alpha^{2} = -\beta^{2} $ gelten muss für
+$ A \neq 0 $ oder $ B \neq 0 $.
+Zur Berechnung von $ \mu $ bleiben also noch  $ \alpha $ und $ \beta $ zu
+bestimmen.
+Dazu werden nochmals die
+Randbedingungen~\eqref{sturmliouville:eq:example-fourier-boundary-condition-ends-constant} 
+und \eqref{sturmliouville:eq:example-fourier-boundary-condition-ends-isolated}
+benötigt.
+
+Da die Koeffizienten $A$ und $B$, sowie die Parameter $\alpha$ uns $\beta$ im
+allgemeninen ungleich $0$ sind, müssen die Randbedingungen durch die
+trigonometrischen Funktionen erfüllt werden.
+
+Es werden nun die 
+Randbedingungen~\eqref{sturmliouville:eq:example-fourier-boundary-condition-ends-constant}
+für einen Stab mit Enden auf konstanter Temperatur in die
+Gleichung~\eqref{sturmliouville:eq:example-fourier-separated-x} eingesetzt.
+Betrachten wir zunächst die Bedingung für $x = 0$.
+Dies fürht zu
+\[
+    X(0)
+    =
+    A \cos(0 \alpha) + B \sin(0 \beta)
+    =
+    0.
+\]
+Da $\cos(0) \neq 0$ ist, muss in diesem Fall $A = 0$ gelten.
+Für den zweiten Summanden ist wegen $\sin(0) = 0$ die Randbedingung erfüllt.
+
+Wird nun die zweite Randbedingung für $x = l$ mit $A = 0$ eingesetzt, ergibt
+sich
+\[
+    X(l)
+    =
+    0 \cos(\alpha l) + B \sin(\beta l)
+    =
+    B \sin(\beta l)
+    = 0.
+\]
+
+$\beta$ muss also so gewählt werden, dass $\sin(\beta l) = 0$ gilt.
+Es bleibt noch nach $\beta$ aufzulösen:
+\[
+\begin{aligned}
+    \sin(\beta l) &= 0 \\
+    \beta l &= n \pi \qquad n \in \mathbb{N} \\
+    \beta &= \frac{n \pi}{l} \qquad n \in \mathbb{N}
+\end{aligned}
+\]
+
+Es folgt nun wegen $\mu = -\beta^{2}$, dass
+\[
+    \mu_1 = -\beta^{2} = -\frac{n^{2}\pi^{2}}{l^{2}}
+\]
+sein muss.
+Ausserdem ist zu bemerken, dass dies auch gleich $-\alpha^{2}$ ist.
+Da aber $A = 0$ gilt und der Summand mit $\alpha$ verschwindet, ist dies keine
+Verletzung der Randbedingungen.
+
+Durch alanoges Vorgehen kann nun auch das Problem mit isolierten Enden gelöst
+werden.
+Setzt man nun die 
+Randbedingungen~\eqref{sturmliouville:eq:example-fourier-boundary-condition-ends-isolated}
+in $X^{\prime}$ ein, beginnend für $x = 0$. Es ergibt sich
+\[
+    X^{\prime}(0)
+    =
+    -\alpha A \sin(0 \alpha) + \beta B \cos(0 \beta)
+    = 0.
+\]
+In diesem Fall muss $B = 0$ gelten.
+Zusammen mit der Bedignung für $x = l$
+folgt nun
+\[
+    X^{\prime}(l)
+    =
+    - \alpha A \sin(\alpha l) + 0 \beta \cos(\beta l)
+    =
+    - \alpha A \sin(\alpha l)
+    = 0.
+\]
+
+Wiedrum muss über die $\sin$-Funktion sicher gestellt werden, dass der
+Ausdruck den Randbedingungen entspricht.
+Es folgt nun
+\[
+\begin{aligned}
+    \sin(\alpha l) &= 0 \\
+    \alpha l &= n \pi \qquad n \in \mathbb{N} \\
+    \alpha &= \frac{n \pi}{l} \qquad n \in \mathbb{N}
+\end{aligned}
+\]
+und somit
+\[
+    \mu_2 = -\alpha^{2} = -\frac{n^{2}\pi^{2}}{l^{2}}.
+\]
+
+Es ergibt sich also sowohl für einen Stab mit Enden auf konstanter Temperatur
+wie auch mit isolierten Enden
+\begin{equation}
+    \label{sturmliouville:eq:example-fourier-mu-solution}
+    \mu
+    =
+    -\frac{n^{2}\pi^{2}}{l^{2}}.
+\end{equation}
+
+%
+% Lösung von X(x), Teil: Koeffizienten a_n und b_n mittels skalarprodukt.
+%
+
+Bisher wurde über die Koeffizienten $A$ und $B$ noch nicht viel ausgesagt.
+Zunächst ist wegen vorhergehender Rechnung ersichtlich, dass es sich bei
+$A$ und $B$ nicht um einzelne Koeffizienten handelt.
+Stattdessen können die Koeffizienten für jedes $n \in \mathbb{N}$
+unterschiedlich sein.
+Die Lösung $X(x)$ wird nun umgeschrieben zu
+\[
+    X(x)
+    =
+    a_0
+    +
+    \sum_{n = 1}^{\infty} a_n\cos\left(\frac{n\pi}{l}x\right)
+    +
+    \sum_{n = 1}^{\infty} b_n\sin\left(\frac{n\pi}{l}x\right).
+\]
+
+Um eine eindeutige Lösung für $X(x)$ zu erhalten werden noch weitere
+Bedingungen benötigt.
+Diese sind die Startbedingungen oder $u(0, x) = X(x)$ für $t = 0$.
+Es gilt also nun die Gleichung
+\begin{equation}
+    \label{sturmliouville:eq:example-fourier-initial-conditions}
+    u(0, x)
+    =
+    a_0
+    +
+    \sum_{n = 1}^{\infty} a_n\cos\left(\frac{n\pi}{l}x\right)
+    +
+    \sum_{n = 1}^{\infty} b_n\sin\left(\frac{n\pi}{l}x\right)
+\end{equation}
+nach allen $a_n$ und $b_n$ aufzulösen.
+Da aber $a_n$ und $b_n$ jeweils als Faktor zu einer trigonometrischen Funktion
+gehört, von der wir wissen, dass sie orthogonal zu allen anderen
+trigonometrischen Funktionen der Lösung ist, kann direkt das Skalarprodukt
+verwendet werden um die Koeffizienten $a_n$ und $b_n$ zu bestimmen.
+Es wird also die Tatsache ausgenutzt, dass die Gleichheit in
+\eqref{sturmliouville:eq:example-fourier-initial-conditions} nach Anwendung des
+Skalarproduktes immernoch gelten muss und dass das Skalaprodukt mit einer
+Basisfunktion sämtliche Summanden auf der rechten Seite auslöscht.
+
+Zur Berechnung von $a_m$ mit $ m \in \mathbb{N} $ wird beidseitig das
+Skalarprodukt mit der Basisfunktion $ \cos\left(\frac{m \pi}{l}x\right)$
+gebildet:
+\begin{equation}
+    \label{sturmliouville:eq:dot-product-cosine}
+    \langle u(0, x), \cos\left(\frac{m \pi}{l}x\right) \rangle
+    =
+    \langle a_0
+    +
+    \sum_{n = 1}^{\infty} a_n\cos\left(\frac{n\pi}{l}x\right)
+    +
+    \sum_{n = 1}^{\infty} b_n\sin\left(\frac{n\pi}{l}x\right),
+    \cos\left(\frac{m \pi}{l}x\right)\rangle
+\end{equation}
+
+Bevor diese Form in die Integralform umgeschrieben werden kann, muss überlegt
+sein, welche Integralgrenzen zu verwenden sind.
+In diesem Fall haben die $\sin$ und $\cos$ Terme beispielsweise keine ganze
+Periode im Intervall $x \in [0, l]$ für ungerade $n$ und $m$.
+Um die Skalarprodukte aber korrekt zu berechnen, muss über ein ganzzahliges
+Vielfaches der Periode der trigonometrischen Funktionen integriert werden.
+Dazu werden die Integralgrenzen $-l$ und $l$ verwendet und es werden ausserdem
+neue Funktionen $\hat{u}_c(0, x)$ für die Berechnung mit Cosinus und
+$\hat{u}_s(0, x)$ für die Berechnung mit Sinus angenomen, welche $u(0, t)$
+gerade, respektive ungerade auf $[-l, l]$ fortsetzen:
+\[
+\begin{aligned}
+    \hat{u}_c(0, x)
+    &=
+    \begin{cases}
+        u(0, -x) & -l \leq x < 0
+        \\
+        u(0, x) & 0 \leq x \leq l
+    \end{cases}
+    \\
+    \hat{u}_s(0, x)
+    &=
+    \begin{cases}
+        -u(0, -x) & -l \leq x < 0
+        \\
+        u(0, x) & 0 \leq x \leq l
+    \end{cases}.
+\end{aligned}
+\]
+
+Die Konsequenz davon ist, dass nun das Resultat der Integrale um den Faktor zwei
+skalliert wurde, also gilt nun
+\[
+\begin{aligned}
+    \int_{-l}^{l}\hat{u}_c(0, x)\cos\left(\frac{m \pi}{l}x\right)dx
+    &=
+    2\int_{0}^{l}u(0, x)\cos\left(\frac{m \pi}{l}x\right)dx
+    \\
+    \int_{-l}^{l}\hat{u}_s(0, x)\sin\left(\frac{m \pi}{l}x\right)dx
+    &=
+    2\int_{0}^{l}u(0, x)\sin\left(\frac{m \pi}{l}x\right)dx.
+\end{aligned}
+\]
+
+Zunächst wird nun das Skalaprodukt~\eqref{sturmliouville:eq:dot-product-cosine}
+berechnet:
+\[
+\begin{aligned}
+    \int_{-l}^{l}\hat{u}_c(0, x)\cos\left(\frac{m \pi}{l}x\right)dx
+    =&
+    \int_{-l}^{l} \left[a_0
+    +
+    \sum_{n = 1}^{\infty} a_n\cos\left(\frac{n\pi}{l}x\right)
+    +
+    \sum_{n = 1}^{\infty} b_n\sin\left(\frac{n\pi}{l}x\right)\right]
+    \cos\left(\frac{m \pi}{l}x\right) dx
+    \\
+    2\int_{0}^{l}u(0, x)\cos\left(\frac{m \pi}{l}x\right)dx
+    =&
+    a_0 \int_{-l}^{l}\cos\left(\frac{m \pi}{l}x\right) dx
+    +
+    \sum_{n = 1}^{\infty}\left[a_n\int_{-l}^{l}\cos\left(\frac{n\pi}{l}x\right)
+        \cos\left(\frac{m \pi}{l}x\right)dx\right]
+    \\
+    &+
+    \sum_{n = 1}^{\infty}\left[b_n\int_{-l}^{l}\sin\left(\frac{n\pi}{l}x\right)
+        \cos\left(\frac{m \pi}{l}x\right)dx\right].
+\end{aligned}
+\]
+
+Betrachtet man nun die Summanden auf der rechten Seite stellt man fest, dass
+nahezu alle Terme verschwinden, denn
+\[
+    \int_{-l}^{l}\cos\left(\frac{m \pi}{l}x\right) dx
+    =
+    0,
+\]
+da hier über ein ganzzahliges Vielfaches der Periode integriert wird,
+\[
+    \int_{-l}^{l}\cos\left(\frac{n\pi}{l}x\right)
+    \cos\left(\frac{m \pi}{l}x\right)dx
+    =
+    0
+\]
+für $m\neq n$, da Cosinus-Funktionen mit verschiedenen Kreisfrequenzen
+orthogonal zueinander stehen und
+\[
+    \int_{-l}^{l}\sin\left(\frac{n\pi}{l}x\right)
+        \cos\left(\frac{m \pi}{l}x\right)dx
+    =
+    0
+\]
+da Sinus- und Cosinus-Funktionen ebenfalls orthogonal zueinander sind.
+
+Es bleibt also lediglich der Summand für $a_m$ stehen, was die Gleichung zu
+\[
+    2\int_{0}^{l}u(0, x)\cos\left(\frac{m \pi}{l}x\right)dx
+    =
+    a_m\int_{-l}^{l}\cos^2\left(\frac{m\pi}{l}x\right)dx
+\]
+vereinfacht. Im nächsten Schritt wird nun das Integral auf der rechten Seite
+berechnet und dann nach $a_m$ aufgelöst. Am einnfachsten geht dies, wenn zuerst
+mit $u = \frac{m \pi}{l}x$ substituiert wird:
+\[
+    \begin{aligned}
+    2\int_{0}^{l}u(0, x)\cos\left(\frac{m \pi}{l}x\right)dx
+    &=
+    a_m\frac{l}{m\pi}\int_{-m\pi}^{m\pi}\cos^2\left(u\right)du
+    \\
+    &=
+    a_m\frac{l}{m\pi}\left[\frac{u}{2} + 
+    \frac{\sin\left(2u\right)}{4}\right]_{u=-m\pi}^{m\pi}
+    \\
+    &=
+    a_m\frac{l}{m\pi}\biggl(\frac{m\pi}{2} + 
+    \underbrace{\frac{\sin\left(2m\pi\right)}{4}}_{\displaystyle = 0} - 
+    \frac{-m\pi}{2} -
+    \underbrace{\frac{\sin\left(-2m\pi\right)}{4}}_{\displaystyle = 0}\biggr)
+    \\
+    &=
+    a_m l
+    \\
+    a_m
+    &=
+    \frac{2}{l} \int_{0}^{l}u(0, x)\cos\left(\frac{m \pi}{l}x\right)dx
+    \end{aligned}
+\]
+
+Analog dazu kann durch das Bilden des Skalarproduktes mit 
+$ \sin\left(\frac{m \pi}{l}x\right) $ gezeigt werden, dass
+\[
+    b_m
+    =
+    \frac{2}{l} \int_{0}^{l}u(0, x)\sin\left(\frac{m \pi}{l}x\right)dx
+\]
+gilt.
+
+Etwas anders ist es allerdings bei $a_0$.
+Wie der Name bereits suggeriert, handelt es sich hierbei um den Koeffizienten
+zur Basisfunktion $\cos\left(\frac{0 \pi}{l}x\right)$ beziehungsweise der
+konstanten Funktion $1$.
+Um einen Ausdruck für $a_0$ zu erhalten, wird wiederum auf beiden Seiten
+der Gleichung~\eqref{sturmliouville:eq:example-fourier-initial-conditions} das
+Skalarprodukt mit der konstanten Basisfunktion $1$ gebildet:
+\[
+\begin{aligned}
+    \int_{-l}^{l}\hat{u}_c(0, x)dx
+    &=
+    \int_{-l}^{l} a_0
+    +
+    \sum_{n = 1}^{\infty} a_n\cos\left(\frac{n\pi}{l}x\right)
+    +
+    \sum_{n = 1}^{\infty} b_n\sin\left(\frac{n\pi}{l}x\right)dx
+    \\
+    2\int_{0}^{l}u(0, x)dx
+    &=
+    a_0 \int_{-l}^{l}dx
+    +
+    \sum_{n = 1}^{\infty}\left[a_n\int_{-l}^{l}\cos\left(\frac{n\pi}{l}x\right)
+        dx\right] +
+    \sum_{n = 1}^{\infty}\left[b_n\int_{-l}^{l}\sin\left(\frac{n\pi}{l}x\right)
+        dx\right].
+\end{aligned}
+\]
+
+Hier fallen nun alle Terme, die $\sin$ oder $\cos$ beinhalten weg, da jeweils
+über ein Vielfaches der Periode integriert wird.
+Es bleibt also noch
+\[
+    2\int_{0}^{l}u(0, x)dx
+    =
+    a_0 \int_{-l}^{l}dx
+\]
+, was sich wie folgt nach $a_0$ auflösen lässt:
+\[
+\begin{aligned}
+    2\int_{0}^{l}u(0, x)dx
+    &=
+    a_0 \int_{-l}^{l}dx
+    \\
+    &=
+    a_0 \left[x\right]_{x=-l}^{l}
+    \\
+    &=
+    a_0(l - (-l))
+    \\
+    &=
+    a_0 \cdot 2l
+    \\
+    a_0
+    &=
+    \frac{1}{l} \int_{0}^{l}u(0, x)dx
+\end{aligned}
+\]
+
+%
+% Lösung von T(t) 
+%
+
+\subsubsection{Lösung der Differentialgleichung in $t$}
+Zuletzt wird die zweite Gleichung der 
+Separation~\eqref{sturmliouville:eq:example-fourier-separated-t} betrachtet.
+Diese wird über das charakteristische Polynom
+\[
+    \lambda - \kappa \mu
+    =
+    0
+\]
+gelöst.
+
+Es ist direkt ersichtlich, dass $\lambda = \kappa \mu$ gelten muss, was zur
+Lösung
+\[
+    T(t)
+    =
+    e^{\kappa \mu t}
+\]
+führt und mit dem Resultat~\eqref{sturmliouville:eq:example-fourier-mu-solution}
+\[
+    T(t)
+    =
+    e^{-\frac{n^{2}\pi^{2}\kappa}{l^{2}}t}
+\]
+ergibt.
+
+Dieses Resultat kann nun mit allen vorhergehenden Resultaten zusammengesetzt
+werden um die vollständige Lösung für das Stab-Problem zu erhalten.
+
+\subsubsection{Lösung für einen Stab mit Enden auf konstanter Temperatur}
+\[
+\begin{aligned}
+    u(t,x)
+    &=
+    \sum_{n=1}^{\infty}b_{n}e^{-\frac{n^{2}\pi^{2}\kappa}{l^{2}}t}
+    \sin\left(\frac{n\pi}{l}x\right)
+    \\
+    b_{n}
+    &=
+    \frac{2}{l}\int_{0}^{l}u(0,x)sin\left(\frac{n\pi}{l}x\right) dx
+\end{aligned}
+\]
+
+\subsubsection{Lösung für einen Stab mit isolierten Enden}
+\[
+\begin{aligned}
+    u(t,x)
+    &=
+    a_{0} + \sum_{n=1}^{\infty}a_{n}e^{-\frac{n^{2}\pi^{2}\kappa}{l^{2}}t}
+    \cos\left(\frac{n\pi}{l}x\right)
+    \\
+    a_{0}
+    &=
+    \frac{1}{l}\int_{0}^{l}u(0,x) dx
+    \\
+    a_{n}
+    &=
+    \frac{2}{l}\int_{0}^{l}u(0,x)sin\left(\frac{n\pi}{l}x\right) dx
+\end{aligned}
+\]
diff --git a/buch/papers/transfer/main.tex b/buch/papers/transfer/main.tex
index ed16998..60f8230 100644
--- a/buch/papers/transfer/main.tex
+++ b/buch/papers/transfer/main.tex
@@ -3,7 +3,7 @@
 %
 % (c) 2020 Hochschule Rapperswil
 %
-\chapter{Transferfunktionen\label{chapter:transfer}}
+\chapter{Transferfunktion Tangens hyperbolicus\label{chapter:transfer}}
 \lhead{Thema}
 \begin{refsection}
 \chapterauthor{Marc Benz}
@@ -12,6 +12,8 @@
 \input{papers/transfer/teil1.tex}
 \input{papers/transfer/teil2.tex}
 \input{papers/transfer/teil3.tex}
+%\input{papers/transfer/teil4.tex}
+
 
 \printbibliography[heading=subbibliography]
 \end{refsection}
diff --git a/buch/papers/transfer/packages.tex b/buch/papers/transfer/packages.tex
index ee51b71..fa7069a 100644
--- a/buch/papers/transfer/packages.tex
+++ b/buch/papers/transfer/packages.tex
@@ -8,3 +8,8 @@
 % following example
 %\usepackage{packagename}
 
+\usetikzlibrary{positioning}
+\usetikzlibrary{arrows}
+\usetikzlibrary{fit}
+\usetikzlibrary{shapes.geometric}
+%\usepackage{subcaption}
diff --git a/buch/papers/transfer/references.bib b/buch/papers/transfer/references.bib
index 75f5d68..181682c 100644
--- a/buch/papers/transfer/references.bib
+++ b/buch/papers/transfer/references.bib
@@ -4,6 +4,30 @@
 % (c) 2020 Autor, Hochschule Rapperswil
 %
 
+
+
+@article{transfer:DBLP:journals/corr/abs-1909-07729,
+  author    = {Abhisek Kundu and
+               Sudarshan Srinivasan and
+               Eric C. Qin and
+               Dhiraj D. Kalamkar and
+               Naveen K. Mellempudi and
+               Dipankar Das and
+               Kunal Banerjee and
+               Bharat Kaul and
+               Pradeep Dubey},
+  title     = {K-TanH: Hardware Efficient Activations For Deep Learning},
+  journal   = {CoRR},
+  volume    = {abs/1909.07729},
+  year      = {2019},
+  url       = {http://arxiv.org/abs/1909.07729},
+  eprinttype = {arXiv},
+  eprint    = {1909.07729},
+  timestamp = {Sat, 04 Apr 2020 17:18:32 +0200},
+  biburl    = {https://dblp.org/rec/journals/corr/abs-1909-07729.bib},
+  bibsource = {dblp computer science bibliography, https://dblp.org}
+}
+
 @online{transfer:bibtex,
 	title = {BibTeX},
 	url = {https://de.wikipedia.org/wiki/BibTeX},
@@ -31,5 +55,4 @@
         volume = 47,
         pages = {607--627},
         url = {https://doi.org/10.1016/j.acha.2017.11.004}
-}
-
+}
\ No newline at end of file
diff --git a/buch/papers/transfer/teil0.tex b/buch/papers/transfer/teil0.tex
index 19d4961..f8c8cb4 100644
--- a/buch/papers/transfer/teil0.tex
+++ b/buch/papers/transfer/teil0.tex
@@ -3,20 +3,232 @@
 %
 % (c) 2020 Prof Dr Andreas Müller, Hochschule Rapperswil
 %
-\section{Teil 0\label{transfer:section:teil0}}
-\rhead{Teil 0}
-Lorem ipsum dolor sit amet, consetetur sadipscing elitr, sed diam
-nonumy eirmod tempor invidunt ut labore et dolore magna aliquyam
-erat, sed diam voluptua \cite{transfer:bibtex}.
-At vero eos et accusam et justo duo dolores et ea rebum.
-Stet clita kasd gubergren, no sea takimata sanctus est Lorem ipsum
-dolor sit amet.
-
-Lorem ipsum dolor sit amet, consetetur sadipscing elitr, sed diam
-nonumy eirmod tempor invidunt ut labore et dolore magna aliquyam
-erat, sed diam voluptua.
-At vero eos et accusam et justo duo dolores et ea rebum.  Stet clita
-kasd gubergren, no sea takimata sanctus est Lorem ipsum dolor sit
-amet.
+\section{Motivation\label{transfer:section:teil0}}
+\rhead{Einleitung}
+
+Die Transferfunktion ist einer der wichtigsten Bestandteile moderner neuraler Netzwerke. Sie verleiht ihnen die nicht Linearität, die benötigt wird um komplexere Aufgaben zu lösen. Dabei kann theoretisch jede nicht lineare Funktion eingesetzt werden. In der Praxis tauchen aber nur sehr wenige Funktionen mit ähnlichen Eigenschaften auf. Einige davon sind in der Tabelle \ref{tab:aktfkt} zu sehen. In der heutigen Zeit sind vor allem die Variationen der ReLu Funktion beliebt. Der Tangens hyperbolicus wird aber dank dem Aufkommen der Recurrent Neural Networks, zum Beispiel dem Long short term memory Netzwerk, das aus Zellen wie in \ref{motivation:figure:LSTM} gezeigt bestehen, wieder vermehrt eingesetzt.
+Die klassische Berechnung ist aber sehr aufwendig und basiert auf Gleitkommaoperationen und relativ komplizierten Funktionen. Diese benötigen einen grossen Rechenaufwand. Vor allem auf Systemen die keine Gleitkommaarithmetik Hardware besitzen wie das zum Beispiel bei gewissen Mikrocontrollern der Fall ist.
+\begin{table}[h]
+	\centering
+	\begin{tabular}{llll}
+		\hline
+		\multicolumn{1}{l}{Name} & \multicolumn{1}{l}{Function} & \multicolumn{1}{l}{Figure} \\ 
+		\hline
+		Sigmoid & $\sigma(x)=\frac{1}{1+e^{-x}}$ & 
+		\begin{tikzpicture}[baseline={(0,0.2)}]
+			\draw (-1,0) -- (1,0);
+			\draw (0,0) -- (0,1);
+			\draw[red] plot[domain=-1:1,variable=\x] ({\x},{1/(1+exp(-4*\x))});
+		\end{tikzpicture}\\
+		ReLU & $f(x) =\begin{cases}
+			0 & ~\text{if}~ x<0 \\ 
+			x & ~\text{if}~x \geq 0.
+		\end{cases}$ &
+		\begin{tikzpicture}[baseline={(0,0.5)}]
+			\draw (-1,0) -- (1,0);
+			\draw (0,0) -- (0,1);
+			\draw[red] plot[domain=-1:1,variable=\x] ({\x},{ifthenelse(\x<0,0,\x)});
+		\end{tikzpicture}\\
+		Leaky ReLu & $f(x) =\begin{cases}
+			0 & ~\text{if}~ x<0 \\ 
+			x & ~\text{if}~x \geq a \cdot x.
+		\end{cases}$ &
+		\begin{tikzpicture}[baseline={(0,0.5)}]
+			\draw (-1,0) -- (1,0);
+			\draw (0,0) -- (0,1);
+			\draw[red] plot[domain=-1:1,variable=\x] ({\x},{ifthenelse(\x<0,0.1*\x,\x)});
+		\end{tikzpicture}                            
+	\end{tabular}
+	\caption{Transferfunktionen}
+	\label{tab:aktfkt}
+\end{table}
+
+\begin{figure}
+\centering
+\begin{tikzpicture}
+	\begin{axis}[
+		xmin=-2.5, xmax=2.5,
+		ymin=-1.5, ymax=1.5,
+		axis lines=center,
+		axis on top=true,
+		domain=-2.5:2.5,
+		ylabel=$y$,
+		xlabel=$x$,
+		]
+		
+		\addplot [mark=none,draw=red,ultra thick] {tanh(\x)};
+		\node [right, red] at (axis cs: 1,0.7) {$\tanh(x)$};
+		
+		%% Add the asymptotes
+		\draw [blue, dotted, thick] (axis cs:-2.5,-1)-- (axis cs:0,-1);
+		\draw [blue, dotted, thick] (axis cs:+2.5,+1)-- (axis cs:0,+1);
+	\end{axis}
+\end{tikzpicture}
+\caption{Tangens hyperbolicus
+\label{anleitung:figure:tanhyp}}
+\end{figure}
+
+\begin{figure}
+\centering
+\tikzset{
+	every node/.style={
+		font=\scriptsize
+	},
+	decision/.style={
+		shape=rectangle,
+		minimum height=1cm,
+		text width=3cm,
+		text centered,
+		rounded corners=1ex,
+		draw,
+		label={[yshift=0.2cm]left:ja},
+		label={[yshift=0.2cm]right:nein},
+	},
+	outcome/.style={
+		shape=ellipse,
+		fill=gray!15,
+		draw,
+		text width=1.5cm,
+		text centered
+	},
+	decision tree/.style={
+		edge from parent path={[-latex] (\tikzparentnode) -| (\tikzchildnode)},
+		sibling distance=4cm,
+		level distance=1.5cm
+	}
+}
+
+\begin{tikzpicture}
+	
+	\node [decision] { $x>k \cdot \frac{\ln 10}{2}$ }
+	[decision tree]
+	child { node [outcome] { $+1$ } }
+	child { node [decision] { $x<-k \cdot \frac{\ln 10}{2}$} 
+		child { node [outcome] { $-1$ } }
+		child { node [decision] { $-0,1<x<+0,1$ } 
+			child { node [outcome] { $\frac{\sinh x}{e^{x}-\sinh x}$ } }
+			child { node [outcome] { $\frac{e^{2 x}-1}{e^{2 x}+1}$ } }
+		}
+	};
+\end{tikzpicture}
+\caption{Annäherung für Tangens hyperbolicus
+\label{anleitung:figure:approxtanhhypalgo}}
+\end{figure}
+
+
+\begin{figure}
+\centering
+\newcommand{\empt}[2]{$#1^{\langle #2 \rangle}$}
+	
+\begin{tikzpicture}[
+		% GLOBAL CFG
+		font=\sf \scriptsize,
+		>=LaTeX,
+		% Styles
+		cell/.style={% For the main box
+			rectangle, 
+			rounded corners=5mm, 
+			draw,
+			very thick,
+		},
+		operator/.style={%For operators like +  and  x
+			circle,
+			draw,
+			inner sep=-0.5pt,
+			minimum height =.2cm,
+		},
+		function/.style={%For functions
+			ellipse,
+			draw,
+			inner sep=1pt
+		},
+		ct/.style={% For external inputs and outputs
+			circle,
+			draw,
+			line width = .75pt,
+			minimum width=1cm,
+			inner sep=1pt,
+		},
+		gt/.style={% For internal inputs
+			rectangle,
+			draw,
+			minimum width=4mm,
+			minimum height=3mm,
+			inner sep=1pt
+		},
+		mylabel/.style={% something new that I have learned
+			font=\scriptsize\sffamily
+		},
+		ArrowC1/.style={% Arrows with rounded corners
+			rounded corners=.25cm,
+			thick,
+		},
+		ArrowC2/.style={% Arrows with big rounded corners
+			rounded corners=.5cm,
+			thick,
+		},
+		]
+		
+		%Start drawing the thing...    
+		% Draw the cell: 
+		\node [cell, minimum height =4cm, minimum width=6cm] at (0,0){} ;
+		
+		% Draw inputs named ibox#
+		\node [gt] (ibox1) at (-2,-0.75) {$\sigma$};
+		\node [gt] (ibox2) at (-1.5,-0.75) {$\sigma$};
+		\node [function, draw=red!60, fill=red!5] (ibox3) at (-0.5,-0.75) {$\tanh$};
+		\node [gt] (ibox4) at (0.5,-0.75) {$\sigma$};
+		
+		% Draw opérators   named mux# , add# and func#
+		\node [operator] (mux1) at (-2,1.5) {$\times$};
+		\node [operator] (add1) at (-0.5,1.5) {+};
+		\node [operator] (mux2) at (-0.5,0) {$\times$};
+		\node [operator] (mux3) at (1.5,0) {$\times$};
+		\node [function, draw=red!60, fill=red!5] (func1) at (1.5,0.75) {$\tanh$};
+		
+		% Draw External inputs named as basis c,h,x
+		\node[ct, label={[mylabel]}] (c) at (-4,1.5) {\empt{c}{t-1}};
+		\node[ct, label={[mylabel]}] (h) at (-4,-1.5) {\empt{h}{t-1}};
+		\node[ct, label={[mylabel]}] (x) at (-2.5,-3) {\empt{x}{t}};
+		
+		% Draw External outputs? named as basis c2,h2,x2
+		\node[ct, label={[mylabel]}] (c2) at (4,1.5) {\empt{c}{t}};
+		\node[ct, label={[mylabel]}] (h2) at (4,-1.5) {\empt{h}{t}};
+		\node[ct, label={[mylabel]}] (x2) at (2.5,3) {\empt{h}{t}};
+		
+		% Start connecting all.
+		%Intersections and displacements are used. 
+		% Drawing arrows    
+		\draw [ArrowC1] (c) -- (mux1) -- (add1) -- (c2);
+		
+		% Inputs
+		\draw [ArrowC2] (h) -| (ibox4);
+		\draw [ArrowC1] (h -| ibox1)++(-0.5,0) -| (ibox1); 
+		\draw [ArrowC1] (h -| ibox2)++(-0.5,0) -| (ibox2);
+		\draw [ArrowC1] (h -| ibox3)++(-0.5,0) -| (ibox3);
+		\draw [ArrowC1] (x) -- (x |- h)-| (ibox3);
+		
+		% Internal
+		\draw [->, ArrowC2] (ibox1) -- (mux1);
+		\draw [->, ArrowC2] (ibox2) |- (mux2);
+		\draw [->, ArrowC2] (ibox3) -- (mux2);
+		\draw [->, ArrowC2] (ibox4) |- (mux3);
+		\draw [->, ArrowC2] (mux2) -- (add1);
+		\draw [->, ArrowC1] (add1 -| func1)++(-0.5,0) -| (func1);
+		\draw [->, ArrowC2] (func1) -- (mux3);
+		
+		%Outputs
+		\draw [-, ArrowC2] (mux3) |- (h2);
+		\draw (c2 -| x2) ++(0,-0.1) coordinate (i1);
+		\draw [-, ArrowC2] (h2 -| x2)++(-0.5,0) -| (i1);
+		\draw [-, ArrowC2] (i1)++(0,0.2) -- (x2);
+		
+\end{tikzpicture}
+\caption{Long short term memory cell
+\label{motivation:figure:LSTM}}
+\end{figure}
+
+
+
 
 
diff --git a/buch/papers/transfer/teil1.tex b/buch/papers/transfer/teil1.tex
index c60f1ea..f117fc0 100644
--- a/buch/papers/transfer/teil1.tex
+++ b/buch/papers/transfer/teil1.tex
@@ -3,53 +3,54 @@
 %
 % (c) 2020 Prof Dr Andreas Müller, Hochschule Rapperswil
 %
-\section{Teil 1
+\section{Taylorapproximation
 \label{transfer:section:teil1}}
-\rhead{Problemstellung}
-Sed ut perspiciatis unde omnis iste natus error sit voluptatem
-accusantium doloremque laudantium, totam rem aperiam, eaque ipsa
-quae ab illo inventore veritatis et quasi architecto beatae vitae
-dicta sunt explicabo.
-Nemo enim ipsam voluptatem quia voluptas sit aspernatur aut odit
-aut fugit, sed quia consequuntur magni dolores eos qui ratione
-voluptatem sequi nesciunt
+\subsection{Idee}
+Die Taylorreihe kann eine glatte Funktion in einer Umgebung durch Polynome beliebig genau annähern. Beschränkt man sich auf einen bestimmten Grad dieser Polynome, spricht man von einer Taylorapproximation. Diese entwickelt sich immer um einen Punkt und kann über die Ableitungen berechnet werden.
+
+\subsection{Definition der Taylorreihe}
+Sei $I \subset \mathbb{R}$ ein offenes Intervall, $f: I \rightarrow \mathbb{R}$ eine glatte Funktion und $a$ ein Element von $I$. Dann ist die unendliche Reihe
 \begin{equation}
-\int_a^b x^2\, dx
-=
-\left[ \frac13 x^3 \right]_a^b
-=
-\frac{b^3-a^3}3.
-\label{transfer:equation1}
+	T_{f(x ; a)}=\sum_{n=0}^{\infty} \frac{f^{(n)}(a)}{n !}(x-a)^{n}=f(a)+f^{\prime}(a)(x-a)+\frac{f^{\prime \prime}(a)}{2}(x-a)^{2}+\frac{f^{\prime \prime \prime}(a)}{6}(x-a)^{3}+\ldots
 \end{equation}
-Neque porro quisquam est, qui dolorem ipsum quia dolor sit amet,
-consectetur, adipisci velit, sed quia non numquam eius modi tempora
-incidunt ut labore et dolore magnam aliquam quaerat voluptatem.
-
-Ut enim ad minima veniam, quis nostrum exercitationem ullam corporis
-suscipit laboriosam, nisi ut aliquid ex ea commodi consequatur?
-Quis autem vel eum iure reprehenderit qui in ea voluptate velit
-esse quam nihil molestiae consequatur, vel illum qui dolorem eum
-fugiat quo voluptas nulla pariatur?
-
-\subsection{De finibus bonorum et malorum
-\label{transfer:subsection:finibus}}
-At vero eos et accusamus et iusto odio dignissimos ducimus qui
-blanditiis praesentium voluptatum deleniti atque corrupti quos
-dolores et quas molestias excepturi sint occaecati cupiditate non
-provident, similique sunt in culpa qui officia deserunt mollitia
-animi, id est laborum et dolorum fuga \eqref{000tempmlate:equation1}.
+eine Taylorreihe.
 
-Et harum quidem rerum facilis est et expedita distinctio
-\ref{transfer:section:loesung}.
-Nam libero tempore, cum soluta nobis est eligendi optio cumque nihil
-impedit quo minus id quod maxime placeat facere possimus, omnis
-voluptas assumenda est, omnis dolor repellendus
-\ref{transfer:section:folgerung}.
-Temporibus autem quibusdam et aut officiis debitis aut rerum
-necessitatibus saepe eveniet ut et voluptates repudiandae sint et
-molestiae non recusandae.
-Itaque earum rerum hic tenetur a sapiente delectus, ut aut reiciendis
-voluptatibus maiores alias consequatur aut perferendis doloribus
-asperiores repellat.
+\subsection{Beispiel}
+In diesem Beispiel wird die Taylorapproximation mit dem Grad 2 des Tangens hyperbolicus um den Punkt Null berechnet.
+$$
+	\tanh \approx T_{2} \tanh(x ; a)=\tanh(a)+\tanh^{\prime}(a) \cdot(x-a)+\frac{\tanh^{\prime \prime}(a) \cdot(x-a)^{2}}{2}
+$$
+mit $a = 0$ folgt
+$$
+	T_{2} \tanh(x ; 0)=\tanh(0)+\tanh^{\prime}(0) \cdot(x)+\frac{\tanh^{\prime \prime}(0) \cdot(x)^{2}}{2} = 0 + x + 0 = x
+$$
 
+\begin{figure}
+\centering
+\begin{tikzpicture}
+	\begin{axis}[
+		xmin=-2.5, xmax=2.5,
+		ymin=-1.5, ymax=1.5,
+		axis lines=center,
+		axis on top=true,
+		domain=-2.5:2.5,
+		ylabel=$y$,
+		xlabel=$x$,
+		]
+		
+		\addplot [mark=none,draw=red,thick] {tanh(\x)};
+		\node [right, red] at (axis cs: 1.4,0.7) {$\tanh(x)$};
+		\addplot [mark=none,draw=blue,ultra thick, samples=100, smooth] expression{x-(x^3)/3+ (2*x^5)/15-(17 * x^7)/315};
+		\node [right, blue] at (axis cs: -1.8,0.7) {$Taylorapprox.$};
+		
+		%% Add the asymptotes
+		\draw [blue, dotted, thick] (axis cs:-2.5,-1)-- (axis cs:0,-1);
+		\draw [blue, dotted, thick] (axis cs:+2.5,+1)-- (axis cs:0,+1);
+	\end{axis}
+\end{tikzpicture}
+\caption{Taylorapproximation des Grades 7
+\label{motivation:figure:Taylor}}
+\end{figure}
 
+\subsection{Problem}
+Wie in Abbildung \ref{motivation:figure:Taylor} ersichtlich, ist der Approximationsfehler sogar bei Grad 7 des Polynoms sehr gross. Dies liegt ist unter anderem an der Unbeschränktheit, die solche Polynome besitzen. 
diff --git a/buch/papers/transfer/teil2.tex b/buch/papers/transfer/teil2.tex
index ce8f798..aae81a7 100644
--- a/buch/papers/transfer/teil2.tex
+++ b/buch/papers/transfer/teil2.tex
@@ -1,40 +1,68 @@
 %
-% teil2.tex -- Beispiel-File für teil2 
+% teil1.tex -- Beispiel-File für das Paper
 %
 % (c) 2020 Prof Dr Andreas Müller, Hochschule Rapperswil
 %
-\section{Teil 2 
+\section{Padé-Approximation
 \label{transfer:section:teil2}}
-\rhead{Teil 2}
-Sed ut perspiciatis unde omnis iste natus error sit voluptatem
-accusantium doloremque laudantium, totam rem aperiam, eaque ipsa
-quae ab illo inventore veritatis et quasi architecto beatae vitae
-dicta sunt explicabo. Nemo enim ipsam voluptatem quia voluptas sit
-aspernatur aut odit aut fugit, sed quia consequuntur magni dolores
-eos qui ratione voluptatem sequi nesciunt. Neque porro quisquam
-est, qui dolorem ipsum quia dolor sit amet, consectetur, adipisci
-velit, sed quia non numquam eius modi tempora incidunt ut labore
-et dolore magnam aliquam quaerat voluptatem. Ut enim ad minima
-veniam, quis nostrum exercitationem ullam corporis suscipit laboriosam,
-nisi ut aliquid ex ea commodi consequatur? Quis autem vel eum iure
-reprehenderit qui in ea voluptate velit esse quam nihil molestiae
-consequatur, vel illum qui dolorem eum fugiat quo voluptas nulla
-pariatur?
+\rhead{}
+
+\subsection{Idee
+	\label{transfer:pade:idee}}
+Die Taylorapproximation ist für den Gebrauch als Ersatz des Tangenshyperbolicus als Transferfunktion nicht brauchbar. Die Padé-Approximation kann die grössten Probleme aber entschärfen und dies mit sehr begrenztem zusätzlichen Rechenaufwand. Dafür wird die Taylorapproximation in einen Bruch von zwei Polynom zerlegt.
+
+\subsection{Definition
+\label{transfer:pade:definition}}
+Sei
+\begin{equation}
+	R(x)=\frac{\sum_{j=0}^{m} a_{j} x^{j}}{1+\sum_{k=1}^{n} b_{k} x^{k}}=\frac{a_{0}+a_{1} x+a_{2} x^{2}+\cdots+a_{m} x^{m}}{1+b_{1} x+b_{2} x^{2}+\cdots+b_{n} x^{n}} 
+\end{equation}
+und gilt
+\begin{gather*}
+	f(0) =R(0) \\
+	f^{\prime}(0) =R^{\prime}(0) \\
+	f^{\prime \prime}(0) =R^{\prime \prime}(0) \\
+	\vdots \\
+	f^{(m+n)}(0) =R^{(m+n)}(0),
+\end{gather*}
+so ist $R(x)$ die Padé-Approximation von $f(x)$.
+\subsection{Beispiel
+	\label{transfer:pade:beispiel}}
+Sei $f(x) = \tanh (x)$ und $T_{5} \tanh(x ; a) = x-\frac{x^{3}}{3}+\frac{2 x^{5}}{15}$, dann gilt
+$$
+	\begin{gathered}  
+	[3 / 2]_{f}(x) = \frac{A_{0}+A_{1} x+A_{2} x^{2}+A_{3} x^{3}}{B_{0}+B_{1} x+B_{2} x^{2}}=x-\frac{x^{3}}{3}+\frac{2 x^{5}}{15}+O\left(x^{6}\right), B_{0} = 1,\\
+	\Downarrow \\
+	[3 / 2]_{f}(x) = \frac{15x+x^3}{15+6x^2}
+\end{gathered}
+$$
+
+\begin{figure}
+\centering
+\begin{tikzpicture}
+	\begin{axis}[
+		xmin=-3.5, xmax=3.5,
+		ymin=-1.5, ymax=1.5,
+		axis lines=center,
+		axis on top=true,
+		domain=-3.5:3.5,
+		ylabel=$y$,
+		xlabel=$x$,
+		]
+		
+		\addplot [mark=none,draw=red,thick] {tanh(\x)};
+		\node [right, red] at (axis cs: 1.4,0.7) {$\tanh(x)$};
+		\addplot [mark=none,draw=blue,ultra thick, samples=100, smooth] expression{x*(15+x^2)/(15+6*x^2)};
+		\node [right, blue] at (axis cs: -1.8,0.7) {$Padé$};
+		
+		%% Add the asymptotes
+		\draw [blue, dotted, thick] (axis cs:-2.5,-1)-- (axis cs:0,-1);
+		\draw [blue, dotted, thick] (axis cs:+2.5,+1)-- (axis cs:0,+1);
+	\end{axis}
+\end{tikzpicture}
+\caption{$[3 / 2]_{f}(x)$
+\label{motivation:figure:Pade32}}
+\end{figure}
 
-\subsection{De finibus bonorum et malorum
-\label{transfer:subsection:bonorum}}
-At vero eos et accusamus et iusto odio dignissimos ducimus qui
-blanditiis praesentium voluptatum deleniti atque corrupti quos
-dolores et quas molestias excepturi sint occaecati cupiditate non
-provident, similique sunt in culpa qui officia deserunt mollitia
-animi, id est laborum et dolorum fuga. Et harum quidem rerum facilis
-est et expedita distinctio. Nam libero tempore, cum soluta nobis
-est eligendi optio cumque nihil impedit quo minus id quod maxime
-placeat facere possimus, omnis voluptas assumenda est, omnis dolor
-repellendus. Temporibus autem quibusdam et aut officiis debitis aut
-rerum necessitatibus saepe eveniet ut et voluptates repudiandae
-sint et molestiae non recusandae. Itaque earum rerum hic tenetur a
-sapiente delectus, ut aut reiciendis voluptatibus maiores alias
-consequatur aut perferendis doloribus asperiores repellat.
 
 
diff --git a/buch/papers/transfer/teil3.tex b/buch/papers/transfer/teil3.tex
index f707587..5bbe0c1 100644
--- a/buch/papers/transfer/teil3.tex
+++ b/buch/papers/transfer/teil3.tex
@@ -1,40 +1,26 @@
 %
-% teil3.tex -- Beispiel-File für Teil 3
+% teil2.tex -- Beispiel-File für teil2 
 %
 % (c) 2020 Prof Dr Andreas Müller, Hochschule Rapperswil
 %
-\section{Teil 3
+\section{MiniMax-Polynom 
 \label{transfer:section:teil3}}
-\rhead{Teil 3}
-Sed ut perspiciatis unde omnis iste natus error sit voluptatem
-accusantium doloremque laudantium, totam rem aperiam, eaque ipsa
-quae ab illo inventore veritatis et quasi architecto beatae vitae
-dicta sunt explicabo. Nemo enim ipsam voluptatem quia voluptas sit
-aspernatur aut odit aut fugit, sed quia consequuntur magni dolores
-eos qui ratione voluptatem sequi nesciunt. Neque porro quisquam
-est, qui dolorem ipsum quia dolor sit amet, consectetur, adipisci
-velit, sed quia non numquam eius modi tempora incidunt ut labore
-et dolore magnam aliquam quaerat voluptatem. Ut enim ad minima
-veniam, quis nostrum exercitationem ullam corporis suscipit laboriosam,
-nisi ut aliquid ex ea commodi consequatur? Quis autem vel eum iure
-reprehenderit qui in ea voluptate velit esse quam nihil molestiae
-consequatur, vel illum qui dolorem eum fugiat quo voluptas nulla
-pariatur?
+\rhead{MiniMax-Polynom}
 
-\subsection{De finibus bonorum et malorum
-\label{transfer:subsection:malorum}}
-At vero eos et accusamus et iusto odio dignissimos ducimus qui
-blanditiis praesentium voluptatum deleniti atque corrupti quos
-dolores et quas molestias excepturi sint occaecati cupiditate non
-provident, similique sunt in culpa qui officia deserunt mollitia
-animi, id est laborum et dolorum fuga. Et harum quidem rerum facilis
-est et expedita distinctio. Nam libero tempore, cum soluta nobis
-est eligendi optio cumque nihil impedit quo minus id quod maxime
-placeat facere possimus, omnis voluptas assumenda est, omnis dolor
-repellendus. Temporibus autem quibusdam et aut officiis debitis aut
-rerum necessitatibus saepe eveniet ut et voluptates repudiandae
-sint et molestiae non recusandae. Itaque earum rerum hic tenetur a
-sapiente delectus, ut aut reiciendis voluptatibus maiores alias
-consequatur aut perferendis doloribus asperiores repellat.
+
+
+\subsection{Idee
+\label{transfer:subsection:idee}}
+Finde das Polynom eines bestimmten Grades, welches eine Funktion in einem Intervall am besten approximiert.
+
+
+\subsection{Definition
+	\label{transfer:subsection:definition}}
+Das Polynom welches 
+	    $$ \max _{a \leq x \leq b}|f(x)-P(x)| , a \in \mathbb{R}, b \in \mathbb{R}.$$
+minimiert.
+\subsection{Beispiel
+	\label{transfer:subsection:beispiel}}
+Um ein MiniMax-Polynom zu berechnen, kann der Remez-Algorithmus verwendet werden. Dieser basiert im wesentlichen auf dem Alternantensatz von Tschebyschow.
 
 
diff --git a/buch/papers/transfer/teil4.tex b/buch/papers/transfer/teil4.tex
new file mode 100644
index 0000000..d652e2d
--- /dev/null
+++ b/buch/papers/transfer/teil4.tex
@@ -0,0 +1,218 @@
+%
+% teil4.tex
+%
+% (c) 2020 Prof Dr Andreas Müller, Hochschule Rapperswil
+%
+\section{K-Tanh
+\label{transfer:section:teil4}}
+\rhead{K-Tanh}
+
+\subsection{Idee
+	\label{transfer:subsection:Ktanh-Idee}}
+Um die Berechnung des Tangens hyperbolicus wirklich zu beschleunigen, braucht es einen Algorithmus, der ohne Gleitkommaoperationen auskommt. Um dies zu bewerkstelligen, ist eine Unterteilung der Funktion in mehrere Abschnitte nötig. Diese können dann linear approximiert werden. Die dazugehörigen Parameter können einmal berechnet werden und zu Rechenzeit aus einem LUT????? gelesen und danach mit integer Operationen verrechnet werden.
+
+
+\subsection{Definitionen
+	\label{transfer:subsection:Ktanh-Definition}}
+
+\subsubsection{Gleitkommazahlen nach IEEE-754
+	\label{transfer:subsection:Ktanh-Algorithmus:Gleitkommazahl}}
+Da ein Computer nur mit binären Werten arbeiten kann, müssen Zahlen durch sogenannte Gleitkommazahlen approximiert werden. Dafür wird die Zahl in zwei Teile aufgeteilt, die Mantisse und den Exponenten. Die Zahl setzt sich dann wie folgt zusammen:
+$$
+\begin{array}{|l|l|l|}
+	\hline S & E & M \\
+	\hline
+\end{array}
+$$
+Aus dem sich die Dezimalzahl wie folgt berechnet
+$$
+x=s \cdot m \cdot b^{e}
+$$
+wobei
+$$
+\begin{aligned}
+	&s=(-1)^{S} \\
+	&e=E-B\\
+	&B=2^{r-1}-1
+	&m=1+M / 2^{p}
+\end{aligned}
+$$
+mit $r$ = Anzahl der Exponenten bits und p = Anzahl mantisse Bits.
+
+
+\subsubsection{K-tanh Algorithmus
+\label{transfer:subsection:Ktanh-Algorithmus}}
+\cite{transfer:DBLP:journals/corr/abs-1909-07729}
+
+Negative Werte werden nicht separat behandelt. Diese werden dank der Symertrie um den Ursprung mit einem einfachen Vorzeichenwechsel aus den positiven berechnet.
+Für $x < 0.25$ gilt $y = x$.
+Ist $x > 3.75$ gitl $y = 1$.
+Ist der Wert zwischen diesen Grenzen, werden über einen Lookuptable geeignete Werte gefunden um aus dem $x$ die Approximation des Tanh zu berechnen.
+Dafür werden eine bestimmte Anzahl LSBs des Exponenten und MSBs der Mantisse zu einem Index $t$ zusammengestzt. Der dann die Stelle im Lookuptable zeigt.
+Damit werden die richtigen Werte für $E_{t}, r_{t}, b_{t}$ aus der Tabelle, die im Vorhinein schon berechnet wurden, ausgelesen.
+Damit hat man das $E$ bereits gefunden und mit der Formel
+\[
+    M_{o} \leftarrow\left(M_{i} \gg r\right)+b
+\]
+
+kann das neue $M$ berechnet werden.
+
+\begin{figure}
+\centering
+\tikzset{
+	every node/.style={
+		font=\scriptsize
+	},
+	decision/.style={
+		shape=rectangle,
+		minimum height=1cm,
+		text width=3cm,
+		text centered,
+		rounded corners=1ex,
+		draw,
+		label={[yshift=0.2cm]left:ja},
+		label={[yshift=0.2cm]right:nein},
+	},
+	outcome/.style={
+		shape=ellipse,
+		fill=gray!15,
+		draw,
+		text width=1.5cm,
+		text centered
+	},
+	decision tree/.style={
+		edge from parent path={[-latex] (\tikzparentnode) -| (\tikzchildnode)},
+		sibling distance=4cm,
+		level distance=1.5cm
+	}
+}
+\begin{tikzpicture}
+	
+	\node [decision] { $x<0.25$ }
+	[decision tree]
+	child { node [outcome] { $x$ } }
+	child { node [decision] { $x>3.75$} 
+		child { node [outcome] { $1$ } }
+		child { node [outcome] { $K-tanh$ } }
+	};
+	
+\end{tikzpicture}
+\caption{Gesamter Algorithmus
+\label{motivation:figure:gesalgo}}
+\end{figure}
+
+\begin{figure}
+\centering
+\begin{tikzpicture}
+	[>=stealth', auto, node distance=2cm, scale=1.2]
+	
+	\tikzstyle{dot} = [circle, draw, fill, inner sep=0.03cm]
+	
+	\tikzstyle{brace} = [decorate, decoration={brace,amplitude=4pt}]
+	
+	\begin{scope}[]
+		
+		\node[ minimum width=0.5cm] (s) at (0, 0) {$s$};
+		\node[anchor=west, minimum width=1.5cm] (e) at (s.east) {$E_i$};
+		\node[anchor=west, minimum width=1.5cm] (m) at (e.east) {$M_i$};
+		\draw[blue] (e.north west) -- (e.south west) (e.north east) -- (e.south east);
+		\node[draw, green!50!black, rounded corners=0.1cm, fit=(s) (e) (m), inner sep = 0] (a) {};
+		
+		\node[minimum width=0.5cm] (s) at (5, 0) {$s$};
+		\node[anchor=west, minimum width=1.5cm] (e) at (s.east) {$E_o$};
+		\node[anchor=west, minimum width=1.5cm] (m) at (e.east) {$M_o$};
+		\draw[blue] (e.north west) -- (e.south west) (e.north east) -- (e.south east);
+		\node[draw, green!50!black, rounded corners=0.1cm, fit=(s) (e) (m), inner sep = 0] (b) {};
+		
+		\draw[yshift=-0.4cm, decorate,decoration={brace,amplitude=4pt}] (a.south) ++(0, -0.2) +(0.5,0) -- +(-0.5,0 );
+		
+		\node[draw=black, fill=black!20,  minimum width=1.5cm, minimum height= 2cm, below=1cm of a] (lut) {};
+		
+		\node[draw=blue, inner sep=0.2cm, right = 1.5cm of lut, align=left] (box) {$E_0 \gets E$ \\ $M_0 \gets (M_i \gg r) + b$};
+		
+		\draw[->] (a.south) +(0, -0.5) -- (lut);
+		\draw[->] (lut) -- node[above]{$(E,r,b)$} (box);
+		\draw[->] (box) -| ([xshift=0.5cm, yshift=-0.3cm]b.south);
+		
+	\end{scope}
+	
+\end{tikzpicture}
+\caption{Ablauf der K-tanh Berechnung
+\label{motivation:figure:Ktanhablauf}}
+\end{figure}
+
+
+\subsection{Beispiel
+\label{transfer:subsection:Ktanh-Algorithmus:Beispiel}}
+
+%TODO
+
+In diesem Abschnitt wird das Verfahren am einem Beispiel mit dem BFloat16 erklärt. Das bedeutet die Gleitkommazahlen werden mit 8 Exponenten, 7 Mantisse und einem Vorzeichen bit dargestellt.
+
+\subsubsection{Algorithmus für die Bestimmung der Parameter
+	\label{transfer:subsection:Ktanh-Algorithmus:Algo}}
+
+\begin{enumerate}
+    \item Wir berechnen zuerst den Tanh für ein gegebenes x und finden die zugehörige BFloat16-Darstellung.
+    \[
+    y_{i}=\operatorname{TanH}\left(x_{i}\right)=(-1)^{s} \cdot 2^{E_{i}} \cdot\left(1+M_{i} / 2^{q}\right)
+    \]
+     
+    \item Sollten die Exponenten in einem Intervall $t$ nicht gleich sein, muss ein gemeinsamer Exponent gefunden werden, so dass 
+    $$
+    \underset{E, \hat{M}_{i} \in \mathbb{Z}}{\operatorname{argmin}} \sum_{i}\left(y_{i}-\hat{y}_{i}\right)^{2}, \quad \text { mit } \quad E \in\left\{E_{i}\right\}, \hat{M}_{i} \in[0,127]
+    $$
+    minimiert wird. Was bedeutet, dass der Exponent mit welchem der kleinsten quadrierten und aufsummierten Fehler entsteht gewählt wird.
+    ?????We pick E from the set of exponents {Ei}. If E = Ej ,
+    then, Mˆ
+    j = Mj , for all j. If E > Ej , then, Mˆ
+    j = 0.
+    Similarly, for E < Ej , Mˆ
+    j = 2q − 1. Store this E in the
+    parameter table TE.?????
+    \item Um den Verschiebungsparameter r und den Additionsterm b zu finden, muss das folgende Optimierungsproblem gelöst werden. Auch hier wird einfach der kleinste quadrierte und aufsummierte Fehler gesucht wird.
+    $$
+    \begin{array}{ll} 
+    	& \underset{r, b \in \mathbb{Z}}{\operatorname{argmin}} \sum_{i}\left(\hat{M}_{i}-\left(m_{i} / 2^{r}+b\right)\right)^{2} \\
+    	\text { mit } & 0 \leq r \leq r_{\max } \leq p, \quad b_{\min } \leq b \leq b_{\max }
+    \end{array}
+    $$
+    Dabei müssen $r_max$, $b_min$ und $b_max$ sorgfältig gewählt werden, so dass kein 
+\end{enumerate}
+
+\subsubsection{Numerisches Beispiel
+	\label{transfer:subsection:Ktanh-Algorithmus:Num}}
+Zum Index $t = 00000$ gehört neben Anderen der Wert $x_i = 2$. Denn mit \ref{transfer:subsection:Ktanh-Algorithmus:Gleitkommazahl} folgt
+
+$$
+\begin{array}{|l|l|l|}
+	\hline S_i & E_{i} & M_{i} \\
+	\hline 0 & 100000 \textbf{00} & \textbf{000} 0000 \\
+	\hline
+\end{array}
+$$
+Der dazugehörige Tanh Wert ist
+$y_i = \tanh{x_i}=0.96402758\ldots$. Es lässt sich die dazugehörige BFloat-16-Darstellung finden
+
+$$
+\begin{array}{|l|l|l|}
+	\hline S_{y_{i}} & E_{y_{i}} & M_{y_{i}} \\
+	\hline 0 & 01111110 & 1110110 \\
+	\hline
+\end{array}
+$$
+Nun müssen alle anderen Werte dieses Intervalls $t = 00000$ ausgewertet werden. Stimmen nicht alle Exponenten der $S_{y}$ überein, so muss noch ein gemeinsamer Exponent mit dem Optimierungproblem \ref{} gefunden werden. Danach kann der Verschiebe- und Additionsfaktor für das Intervall berechnet werden. 
+Es ergeben sich die Werte:
+$$
+\begin{array}{c|ccc}
+	\text { Index } t & E_{t} & r_{t} & b_{t} \\
+	\hline 00111 & 126 & 2 & 119
+\end{array}
+$$
+
+
+
+
+
+
+
diff --git a/cover/buchcover.tex b/cover/buchcover.tex
index d6ad7ec..748fbeb 100644
--- a/cover/buchcover.tex
+++ b/cover/buchcover.tex
@@ -1,5 +1,5 @@
 %
-% buchcover.tex -- Cover für das Buch Numerik
+% buchcover.tex -- Cover für das Buch Spezielle Funktionen
 %
 % (c) 2018 Prof Dr Andreas Müller, Hochschule Rapperswil
 %