diff --git a/Definitionen.tex b/Definitionen.tex new file mode 100644 index 0000000..61dec03 --- /dev/null +++ b/Definitionen.tex @@ -0,0 +1,212 @@ +%!TEX root=MathIng.tex + +\usepackage[utf8]{inputenc} +\usepackage{amsmath} + +\usepackage{framed} + + +\usepackage{adjustbox} %Tikz picture in table vertical aligment + + +%\usepackage{geometry} +%\geometry{% +% verbose, +% tmargin=2.5cm,bmargin=2.5cm,lmargin=2.5cm,rmargin=2.5cm,marginpar=1.8cm, +% showframe % <========================================================= +%} + +\usepackage[top=2.5cm,bottom=3cm,left=2.5cm,right=2cm,twoside,a4paper,layout=a4paper, asymmetric]{geometry}%,showframe,showcrop,asymmetric]{geometry} + + + +\usepackage{enumerate} +\usepackage{hyperref} +%\usepackage[intlimits, fleqn]{amsmath} +\usepackage{amsfonts} +\usepackage{amssymb} + +\usepackage{makeidx} +\usepackage{graphicx} +%\usepackage{asymptote} +\usepackage{pgf,tikz,pgfplots} + + +\usepackage{tkz-euclide} + + +\usetikzlibrary{angles, arrows.meta, quotes, calc, babel, fadings, quotes} + +\usetikzlibrary{intersections,through,backgrounds} + + +\usepackage[framemethod=tikz]{mdframed} + + +\usepackage{marginnote} + +%\pgfplotsset{compat=1.15} +\pgfplotsset{compat=newest} + +%\usepackage{mathrsfs} +%\usepackage[pacioli} + +\usepackage{systeme} % für lineare gleichungssystems + +\usetikzlibrary{arrows} +\usetikzlibrary{positioning} +\usepackage[ngerman]{babel} +\usepackage{float} + +\usepackage{stmaryrd} + +%\usepackage{arev} %math +%\usepackage{pacioli} + + +%\usepackage[T1]{fontenc} +%\usepackage{librefranklin} +%\renewcommand*\familydefault{\sfdefault} %% Only if the base font of the document is to be sans serif + +%\usepackage[sfmath]{kpfonts} %% sfmath option only to make math in sans serif. Probablye only for use when base font is sans serif. +%\renewcommand*\familydefault{\sfdefault} %% Only if the base font of the document is to be sans serif +%\usepackage[T1]{fontenc} + +%\usepackage{arev} + +\usepackage[T1]{fontenc} +%\usepackage{tgadventor} + +\usepackage{cmbright} + + +\usepackage{longtable} + +\usepackage{pgfplots} +%\usepackage{pythontex} + +\usepackage{nicefrac} %1/2 + +\definecolor{burlywood}{rgb}{0.87, 0.72, 0.53} + +%\newcommand{\iu}{{i\mkern1mu}} org + +\newcommand{\iu}{{\mathbf{i}}} + +%\usepackage[autostyle]{csquotes} %Anführungszeichen +%\MakeOuterQuote{"} + +\usepackage[customcolors]{hf-tikz} + + + + +\usepackage[locale=DE]{siunitx} + +%\usepackage{showframe} +%\usepackage{flowfram} + +\usepackage{empheq} +\usepackage[most]{tcolorbox} + +%\usepackage{tgadventor} +%\renewcommand*\familydefault{\sfdefault} %% Only if the base font of the document is to be sans serif +%\usepackage[T1]{fontenc} + +%Ausblenden der Seitenzahl auf den Part-Seiten +\makeatletter +\renewcommand\part{% + \if@openright + \cleardoublepage + \else + \clearpage + \fi + \thispagestyle{empty}% + \if@twocolumn + \onecolumn + \@tempswatrue + \else + \@tempswafalse + \fi + \null\vfil + \secdef\@part\@spart} +\makeatother + +\definecolor{cobalt}{rgb}{0.0, 0.28, 0.67} +\addtokomafont{chapter}{\textcolor{cobalt}} +\definecolor{coolblack}{rgb}{0.0, 0.18, 0.39} +\addtokomafont{section}{\textcolor{coolblack}} +%\usepackage[0T1]{fontenc} + +%\usepackage{setspace} +%\onehalfspacing% Zeilenabstand 1,5 + +\setlength{\parindent}{0em} + +\definecolor{mybluei}{RGB}{28,138,207} + +\mdtheorem[ + backgroundcolor=lightgray!5!white, + frametitlefont=\sffamily\bfseries\color{white}, + linecolor=mybluei, + frametitlebackgroundcolor=mybluei, + frametitlerule=true, + topline=false, + rightline=false, + leftline=false, +]{definition}{Defintion}[chapter] + + +\mdtheorem[ + frametitlebackgroundcolor=blue!20!black, + linecolor=blue!60!black, + frametitlefont=\sffamily\bfseries\color{white}, + %frametitlebackgroundcolor=blue!40!white, + frametitlerule=true, + topline=false, + %bottomline=false, + rightline=false, + leftline=false, +]{beispiel}{Beispiel}[chapter] + + + +\mdtheorem[ + linecolor=burlywood, + frametitlefont=\sffamily\bfseries\color{white}, + frametitlebackgroundcolor=burlywood, +]{satz}{Satz}[chapter] + + +\mdtheorem[ + frametitlefont=\sffamily\bfseries\color{blue}, + %frametitlebackgroundcolor=red, +]{aufgabe}{Aufgabe}[chapter] + + +\usepackage{amsthm} +%\newtheorem{thm}{Theorem}[chapter] +%\newtheorem{definition}[thm]{Definition} + +%\new45theorem{thmb}{Theorem}[] +%\newtheorem{beispiel}[thmb]{Beispiel} + +\everymath{\displaystyle} + +\usepackage{mathtools} + + +\DeclarePairedDelimiter\abs{\lvert}{\rvert}% +\DeclarePairedDelimiter\norm{\lVert}{\rVert}% + + +\usepackage{array} +\newcolumntype{x}[1]{>{\centering\arraybackslash\hspace{0pt}}p{#1}} + +\newcommand{\Anfz}[1]{\glqq\hspace{0.1mm}#1\hspace{0.9mm}\grqq{}} + +%Kapitel-Nummer wieder von vorn beginnend bei einem neuen Part + +\makeatletter +\@addtoreset{chapter}{part} +\makeatother diff --git a/I_1.tex b/I_1.tex index 21795a8..6e019ba 100644 --- a/I_1.tex +++ b/I_1.tex @@ -12,7 +12,7 @@ In der Mathematik ist es oft von Vorteil bestimmte Dinge oder Objekte zu einem G Der Mengenbegriff wurde durch den Mathematiker Georg Cantor (1845 — 1918)\footnote{Georg Ferdinand Ludwig Phillipp Cantor, deutscher Mathematiker, geb. 3. März 1845 in Sankt Petersburg, gest. 6. Januar 1918 in Halle (Saale). Cantor war Professor in Halle und Begründer der Mengenlehre sowie der \Anfz{Wissenschaft des Unendlichen}.} eingeführt, der zu den Mitbegründern der Mengenlehre zählt. Von ihm stammt die folgende -\input{Band_I/Definitionen/I_D_01.tex} +\input{Definitionen/I_D_01.tex} Aus dieser Definition lassen sich zwei wichtige Eigenschaften sofort ablesen. \begin{enumerate} @@ -37,29 +37,29 @@ Gelesen als: Die Menge $A$ ist definiert als die Zusammenfassung der Elemente x Für das Beispiel alle Lösungen der Gleichung $x^2=4$ gibt es also zwei Möglichkeiten diese Menge zu definieren. In aufzählender Form $L:={-2,2}$ oder in beschreibender Form $L = \left\{ {x|{x^2} = 4} \right\}$. -\input{Band_I/Definitionen/I_D_02.tex} +\input{Definitionen/I_D_02.tex} Es lässt sich jetzt eindeutig entscheiden, ob ein Element $x$ zu einer Menge $A$ gehört oder nicht. Betrachten Sie dazu das -\input{Band_I/Beispiele/I_B_01.tex} +\input{Beispiele/I_B_01.tex} Eine Menge kann mehr oder weniger viele Elemente besitzen. Die Menge $A$ aus dem Beispiel \ref{B0001} hat genau vier Elemente, wogegen die Menge $C$ unendlich viele Elemente besitzt. Dazu jetzt die -\input{Band_I/Definitionen/I_D_03.tex} +\input{Definitionen/I_D_03.tex} -\input{Band_I/Beispiele/I_B_02.tex} +\input{Beispiele/I_B_02.tex} Die Menge $U$ aus dem Beispiel \ref{B0002} legt die folgende Definition nahe. -\input{Band_I/Definitionen/I_D_04.tex} +\input{Definitionen/I_D_04.tex} \section{\texorpdfstring{Die Zahlenmengen $\mathbb{N}, \mathbb{Z}, \mathbb{Q}, \mathbb{R}$}{Die Zahlenmengen N, Z, Q, R}} Ein Schäfer möchte jeden Abend seine Schafe abzählen, die in mehr oder weniger großen Gruppen auf einer Wiese stehen. Dann reichen ihm die Zahlen $1,2,3,\ldots$ völlig aus, um die Gesamtzahl der Schafe durch Abzählen zu ermitteln. Zum Beispiel zählt er in der ersten Gruppe $12$ Schafe, in der zweiten Gruppe $3$4 Schafe und in der dritten Gruppe $51$ Schafe. Dann besitzt der Schäfer genau $12\ +34\ +51\ =\ 97$ Schafe. Das führt auf die -\input{Band_I/Definitionen/I_D_05.tex} +\input{Definitionen/I_D_05.tex} In der Menge $\mathbb{N}$ lässt sich sogar rechnen. Seien $a$ und $b$ zwei beliebige natürliche Zahlen, dann ist die Summe und das Produkt dieser Zahlen jeweils wieder in der Menge der natürlichen Zahlen zu finden. Formal lässt sich das so ausdrücken: @@ -79,7 +79,7 @@ Die Antwort ist manchmal ja, aber auch manchmal nein. Die Gleichung $3+x=9$ hat Lösung $x=6 \in \mathbb{N}$ und die Gleichung $10+x=2$ hat die Lösung $x=-8 \notin \mathbb{N}$. Dieser Tatbestand, dass nicht jede Gleichung der Form $a+x=b$ für beliebige Zahlen $a, b \in \mathbb{N}$ in der Menge $\mathbb{N}$ lösbar ist, erzwingt eine Erweiterung der natürlichen Zahlenmenge um die negativen Zahlen $\{-n \mid n \in \mathbb{N}\}$ und insbesondere der Zahl Null. -\input{Band_I/Definitionen/I_D_06.tex} +\input{Definitionen/I_D_06.tex} Die Menge der ganzen Zahlen ist bezüglich der Addition und der Multiplikation abgeschlossen. Das heißt es gilt: @@ -91,7 +91,7 @@ $$ Hat diese Gleichung immer eine Lösung $x$ in der Menge der ganzen Zahlen? Die Antwort ist auch hier manchmal ja, aber auch manchmal nein. Zum Beispiel hat die Gleichung $3 \cdot x=-30$ die Lösung $x=-10 \in \mathbb{Z}$ und die Gleichung $2 \cdot x=3$ die Lösung $x=\frac{3}{2} \notin \mathbb{Z}$. Der unbefriedigende Tatbestand, dass nicht jede Gleichung der Form $a \cdot x=b$ mit beliebigen Zahlen $a, b \in \mathbb{Z}$ und $a \neq 0$ in der Menge $\mathbb{Z}$ lösbar ist, erzwingt auch eine Erweiterung dieser Zahlenmenge um die noch fehlenden Brüche. -\input{Band_I/Definitionen/I_D_07.tex} +\input{Definitionen/I_D_07.tex} Offensichtlich stehen in dieser Menge auch alle ganzen Zahlen, denn jede beliebige ganze Zahl $p \in \mathbb{Z}$ lässt sich ja durch den Bruch $x=\frac{p}{1}$ darstellen. Allerdings können verschiedene Brüche wie zum Beispiel $\frac{1}{2}=\frac{-3}{-6}=\frac{512}{1024}$ dieselbe rationale Zahl darstellen. Eine eindeutige Darstellung einer rationalen Zahl $x$ ist erreichbar durch die zusätzliche Forderung $x=\frac{p}{q}$ mit $p \in \mathbb{Z}, q \in \mathbb{N}$ und $p, q$ teilerfremd. Auf die Menge der rationalen Zahlen $\mathbb{Q}$ soll im Folgenden noch etwas ausführlicher eingegangen werden. @@ -178,21 +178,21 @@ Die Lösungen der Gleichung $x^{2}=2$, also $x_{1,2}=\pm \sqrt{2}$ lassen sich a Die Bedeutung der irrationalen Zahlen ist für den in der Praxis stehenden Ingenieur eher gering, weil man durch Abbrechen des Dezimalbruchs an einer geeigneten Stelle immer eine rationale Annäherung mit beliebiger Genauigkeit erzielen kann. -\input{Band_I/Definitionen/I_D_08.tex} +\input{Definitionen/I_D_08.tex} Wie man jetzt vielleicht denken mag, schließt sich hier der Kreis, denn in der Menge der reellen Zahlen $\mathbb{R}$ sind alle die Ihnen aus der Schule her vertrauten Rechnungen wie Addition, Subtraktion, Multiplikation, Division, Potenzieren und Wurzelziehen möglich. Es zeigt sich aber, dass auch die Menge der reellen Zahlen noch unvollständig ist. Betrachten Sie dazu beispielsweise die Gleichung $x^{2}=-1$. Offensichtlich gibt es keine reelle Zahl $x \in \mathbb{R}$ die diese Gleichung zu lösen vermag. Im \ref{Chap4} wird eine weitere Zahlenbereichserweiterung der reellen Zahlen vorgenommen und man gelangt dann zu der komplexen Zahlenmenge $\mathbb{C}$, in der auch diese Gleichung lösbar ist. -\input{Band_I/Beispiele/I_B_03.tex} +\input{Beispiele/I_B_03.tex} Wie an diesen Beispielen zu erkennen ist, braucht man zur Lösung einer Aufgabe häufig nicht immer alle reellen Zahlen, sondern häufig nur Teilbereiche der reellen Zahlen, sogenannte Intervalle. Man unterscheidet dabei in endliche und unendliche Intervalle. Für \textbf{endliche} Intervalle gilt: -\input{Band_I/Definitionen/I_D_09.tex} +\input{Definitionen/I_D_09.tex} Unendliche Intervalle sind Intervalle die $-\infty$ oder $+\infty$ als Intervallgrenzen haben. Bedenken Sie, dass $-\infty$ und $+\infty$ keine reellen Zahlen sind sondern nur Zeichen, die andeuten sollen, das beliebig große negative beziehungsweise positive reelle Zahlen zulässig sind. Wäre nämlich $+\infty$ die größte aller möglichen reellen Zahlen, dann ist $+\infty+1$ noch größer als $+\infty$. Also kann $+\infty$ nicht die größte reelle Zahl sein. Daher ist die Schreibweise $\mathbf[-\infty,+\infty]$ \textbf{verboten}, weil das ja bedeuten würde, dass die \glqq Zahlen\grqq $\pm \infty$ dem Intervall angehören obwohl sie gar nicht existieren! -\input{Band_I/Definitionen/I_D_10.tex} +\input{Definitionen/I_D_10.tex} Als sehr vorteilhaft erweisen sich auch noch die beiden Abkürzungen $\mathbb{R}^{+}:=(0, \infty)$ und $\mathbb{R}_{0}^{+}:=\left[0, \infty\right).$ @@ -200,44 +200,44 @@ Als sehr vorteilhaft erweisen sich auch noch die beiden Abkürzungen $\mathbb{R} Betrachten Sie die beiden Mengen $M:=\{2,4,8,16\}$ und $N:=\left\{2,2^{2}, 2^{3}, 2^{4}\right\} .$ Man erkennt sofort, dass jedes Element der Menge $M$ auch ein Element der Menge $N$ ist und umgekehrt. Solche Mengen nennt man gleich. -\input{Band_I/Definitionen/I_D_11.tex} +\input{Definitionen/I_D_11.tex} -\input{Band_I/Beispiele/I_B_04.tex} +\input{Beispiele/I_B_04.tex} -\input{Band_I/Beispiele/I_B_05.tex} +\input{Beispiele/I_B_05.tex} Für die Zahlenmengen $\mathbb{N}=\{1,2,3, \ldots\}$ und $\mathbb{Z}=\{\ldots,-2,-1,0,1,2, \ldots\}$ stellt man fest, dass jedes Element der Menge $\mathbb{N}$ auch in der Menge $\mathbb{Z}$ zu finden ist. Ebenso ist jedes Element der Menge $\mathbb{Z}$ auch ein Element der Menge $\mathbb{Q}$ und jedes Element der Menge $\mathbb{Q}$ wiederum ein Element der Menge $\mathbb{R}$. Das führt auf die folgende -\input{Band_I/Definitionen/I_D_12.tex} +\input{Definitionen/I_D_12.tex} -\input{Band_I/Beispiele/I_B_06.tex} +\input{Beispiele/I_B_06.tex} Der Mathematiker \textbf{John Venn} (1834-1923)\footnote{John Venn, englischer Mathematiker, geb. 4. August 1834 in Drypool (Hull, Humberside), gest. 4. April 1923 in Cambridge. Venn war in Cambridge mehr als 30 Jahre Professor für Logik und Naturphilosophie.} abstrahierte Mengen als ein Flächenstück in der Ebene. Man legt fest, das alle Elemente die zu einer Menge gehören innerhalb dieser Fläche liegen. Dabei ist allerdings zu bedenken, dass eine solche Darstellung lediglich der Veranschaulichung dienen soll und \textbf{keinesfalls} die exakte Schreibweise für Mengen ersetzen kann. Die Teilmengenbeziehung lässt sich dann geometrisch durch sogenannte Venn - Diagramme darstellen wie etwa in der nachfolgenden Abbildung \ref{Abb001}. Nach der Definition\ref{D1_1_12} gilt für jede beliebige Menge $A$ selbstverständlich auch $A \subset A$. Also ist jede Menge eine Teilmenge von sich selbst. Man unterscheidet nun zwischen echten und sogenannten unechten Teilmengen. -\input{Band_I/Grafiken/I_Abb001.tex} +\input{Grafiken/I_Abb001.tex} -\input{Band_I/Definitionen/I_D_13.tex} +\input{Definitionen/I_D_13.tex} Mit dieser Definition sind also die leere Menge $\{\}$ und die Menge $A$ selbst unechte Teilmengen von $A$. Hier stellt sich gleich die Frage, wie viele echte und unechte Teilmengen hat eine endliche Menge überhaupt? -\input{Band_I/Beispiele/I_B_07.tex} +\input{Beispiele/I_B_07.tex} Alle möglichen Teilmengen einer Menge bilden selbst wieder eine Menge, die sogenannte Potenzmenge. -\input{Band_I/Definitionen/I_D_14.tex} +\input{Definitionen/I_D_14.tex} Die Potenzmenge $\mathcal{P}(A)$ der Menge $A$ aus dem Beispiel\ref{B0007} lautet dann \[ \mathcal{P}(A)=\{\{\},\{a\},\{b\},\{c\},\{a, b\},\{a, c\},\{b, c\},\{a, b, c\}\} . \] -\input{Band_I/Beispiele/I_B_08.tex} +\input{Beispiele/I_B_08.tex} Das führt auf die -\input{Band_I/Definitionen/I_D_15.tex} +\input{Definitionen/I_D_15.tex} Dabei steht das Zeichen $\wedge$ für \textbf{und} beziehungsweise das Zeichen $\vee$ für \textbf{oder}. @@ -247,31 +247,31 @@ $$A \cap B=\{5\}, \quad A \cup B=\{1,3,4,5,6\} \quad \text{ und }\quad A \backsl Durchschnitt, Vereinigung und Differenz zweier Mengen $A, B$ lassen sich wieder recht anschaulich durch Venn - Diagramme darstellen. -\input{Band_I/Grafiken/I_Abb002.tex} +\input{Grafiken/I_Abb002.tex} \textbf{Bemerkung:} Ist der Durchschnitt zweier Mengen $A, B$ die leere Menge, also $A \cap B=\{\}$, dann heißen die Mengen \textbf{unvereinbar} oder auch \textbf{disjunkt}. Selbstverständlich lässt sich die Durchschnitts- und Vereinigungsmenge auch von endlich vielen Mengen $A_{1}, A_{2}, \ldots, A_{n}$ bilden. -\input{Band_I/Definitionen/I_D_16.tex} +\input{Definitionen/I_D_16.tex} Seien $A, B$ zwei beliebige Mengen und $a \in A, b \in B$. Ein \textbf{geordnetes Paar} besteht aus zwei Elementen von denen eines, etwa $a$ als erstes gekennzeichnet ist und das andere als zweites. Man schreibt dann $(a, b)$ und ist nicht zu verwechseln mit der Menge $\{a, b\}$ beziehungsweise dem offenen Intervall $(a, b)$. Zwei geordnete Paare $(a, b)$ und $(c, d)$ sind genau dann gleich, wenn $a=c$ und $b=d$ gilt. -\input{Band_I/Beispiele/I_B_09.tex} +\input{Beispiele/I_B_09.tex} Beachten Sie, dass die geordneten Paare $(1, \alpha)$ und $(\alpha, 1)$ verschieden sind. Dagegen sind die Mengen $\{1, \alpha\}$ und $\{\alpha, 1\}$ gleich, weil sie die gleichen Elemente besitzen! -\input{Band_I/Definitionen/I_D_17.tex} +\input{Definitionen/I_D_17.tex} Der Begriff der Produktmenge lässt sich auf natürliche Weise auch für mehr als zwei Mengen erweitern. -\input{Band_I/Definitionen/I_D_18.tex} +\input{Definitionen/I_D_18.tex} -\input{Band_I/Beispiele/I_B_10.tex} +\input{Beispiele/I_B_10.tex} %%%%%hier%%%%% \newpage diff --git a/I_2.tex b/I_2.tex index 57954fb..54f136c 100644 --- a/I_2.tex +++ b/I_2.tex @@ -253,7 +253,7 @@ An erster Stelle kann eines der drei Bücher $B_{1}, B_{2}$ oder $B_{3}$ platzie An zweiter Stelle können jeweils nur noch zwei der verbleibenden Bücher platziert werden, sodass für die dritte Stelle nur noch ein Buch übrigbleibt. In der folgenden Abbildung sind die Platzierungsmöglichkeiten in einem Diagramm dargestellt. -\input{Band_I/Grafiken/I_Abb003.tex} +\input{Grafiken/I_Abb003.tex} Man erkennt aus dieser Abbildung, dass es genau $3 !=3 \cdot 2 \cdot 1=6$ Platzierungsmöglichkeiten gibt. Anders formuliert kann man diese Aufgabe auch so interpretieren: Wie viele verschiedene Tripel lassen sich aus der Menge $\left\{B_{1}, B_{2}, B_{3}\right\}$ bilden, wenn jedes Element nur einmal vorkommen darf? Es sind genau 3 ! solcher Tripel, nämlich $$ diff --git a/I_3.tex b/I_3.tex index 89d6f42..7b327b3 100644 --- a/I_3.tex +++ b/I_3.tex @@ -104,7 +104,7 @@ Unter dem Absolutbetrag oder kurz einfach nur Betrag einer reellen Zahl versteht -38- -39- -\input{Band_I/Grafiken/I_Abb004.tex} +\input{Grafiken/I_Abb004.tex} Für den Betrag gelten Rechengesetze, die in dem folgenden Satz zusammengefasst sind. Satz 3.1 Für alle $x, y \in \mathbb{R}$ und $a \in \mathbb{R}^{+}$gelten folgende Aussagen: @@ -184,7 +184,7 @@ $$ Der Name Dreiecksungleichung leitet sich von der geometrischen Addition zweier Vektoren ab. Addiert man zwei beliebige Vektoren $\vec{x}$ und $\vec{y}$, dann bildet der Summenvektor $\vec{x}+\vec{y}$ zusammen mit den Vektoren $\vec{x}$ und $\vec{y}$ ein Dreieck. -\input{Band_I/Grafiken/I_Abb005.tex} +\input{Grafiken/I_Abb005.tex} Aus der Abbildung $3.2$ lässt sich entnehmen, dass die Summe der Längen der Vektorpfeile $\vec{x}$ und $\vec{y}$ größer oder höchstens gleich der Länge des Summenvektors $\vec{x}+\vec{y}$ ist. Das heißt es gilt stets $|\vec{x}+\vec{y}| \leq|\vec{x}|+|\vec{y}|$. Beispiel $\mathbf{3 0}$ @@ -201,7 +201,7 @@ Definition 3.4 Ein Kreis ist die Menge aller Punkte einer Ebene, die von einem f -42- -\input{Band_I/Grafiken/I_Abb006.tex} +\input{Grafiken/I_Abb006.tex} Die Abbildung $3.3$ zeigt einen verschobenen Kreis mit Mittelpunkt $M\left(x_{m}, y_{m}\right)$ und Radius $r$. Nach dem Satz von Pythagoras ( etwa $570-510$ v. Chr.) ${ }^{*}$ gilt im rechtwinkligen Dreieck die Gleichung $a^{2}+b^{2}=r^{2}$. Mit $a=x-x_{m}$ und $b=y-y_{m}$ lässt sich der Kreis beschreiben durch die Menge aller geordneten Paare @@ -238,7 +238,7 @@ Also beschreibt die Menge $A$ alle Punkte $(x, y) \in \mathbb{R}^{2}$, die entwe Definition 3.5 Eine Ellipse ist die Menge aller Punkte einer Ebene, deren Entfernungen von zwei festen Punkten $F_{1}, F_{2}$ (Brennpunkte) eine konstante Summe haben, die größer als der Abstand dieser Punkte ist. Zur Herleitung der Ellipsengleichung sei aus rechnerisch praktischen Gründen der Abstand der Brennpunkte $d\left(F_{1}, F_{2}\right)=2 e$ und die Summe der Entfernungen von einem beliebigen Punkt $P$ auf der Ellipse zu den Brennpunkten $d\left(P, F_{1}\right)+d\left(P, F_{2}\right)=2 a$. Betrachten Sie jetzt die folgenden zwei Abbildungen . -\input{Band_I/Grafiken/I_Abb007.tex} +\input{Grafiken/I_Abb007.tex} Aus dem linken Bild ergibt sich mit dem Satz von Pythagoras $e^{2}=a^{2}-b^{2}(*)$. Aus dem rechten Bild ergibt sich ebenfalls mit dem Satz von Pythagoras @@ -274,7 +274,7 @@ Die Parameter $a$ und $b$ werden als Halbachsen der Ellipse bezeichnet. Sie gebe Um die Gleichung der verschobenen Ellipse mit Mittelpunkt $M\left(x_{m}, y_{m}\right)$ und den Halbachsen $a, b$ zu finden, betrachten Sie die Abbildung $3.5$ -\input{Band_I/Grafiken/I_Abb008.tex} +\input{Grafiken/I_Abb008.tex} -44- \newpage diff --git a/I_4.tex b/I_4.tex index 66d815b..ebf2051 100644 --- a/I_4.tex +++ b/I_4.tex @@ -37,7 +37,7 @@ Die reellen Zahlen lassen sich darstellen als Punkte auf der reellen Zahlengerad Komplexe Zahlen $z=x+i y$ hingegen erweisen sich als \Anfz{zweidimensionale Zahlen}, die in der sogenannten Gaußschen Zahlenebene, benannt nach dem Mathematiker Johann Gauß $(1777-1855)^{*}$, als Punkte oder auch Pfeile (zweidimensionale Vektoren) gekennzeichnet werden können. Auf der waagerechten Achse der Zahlenebene, auch re. elle Achse genannt, wird der Realteil $x$ abgetragen, während die senkrechte Achse als imaginäre Achse bezeichnet wird und auf ihr der Imaginärteil y abgetragen wird. Die beiden Lösungen $z_{1}=3+2 i$ und $z_{2}=3-2 i$ der quadratischen Gleichung aus dem Beispiel 35 können dann in der Gaußschen Zahlenebene geometrisch wie in den folgenden zwei Abbildungen dargestellt werden. -\input{Band_I/Grafiken/I_Abb009.tex} +\input{Grafiken/I_Abb009.tex} Abbildung 4.1 Darstellung komplexer Zahlen in der Gaußschen Zahlenebene. Definition 4.3 Zwei komplexe Zahlen $z_{1}=x_{1}+i y_{1}$ und $z_{2}=x_{2}+i y_{2}$ sind genau dann gleich, wenn ihre Real- und Imaginärteile gleich sind. diff --git a/MathIng.tex b/MathIng.tex new file mode 100644 index 0000000..5dacf51 --- /dev/null +++ b/MathIng.tex @@ -0,0 +1,162 @@ +%%!TEX root=MathIng.tex +%\documentclass[12pt,a4paper,parskip=full,chapterprefix=false]{scrbook} +\documentclass[12pt,parskip=half, DIV=calc, BCOR=10mm, x11names,a4paper,parskip=full,chapterprefix=false]{scrbook} +%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% + +%\usepackage{amsmath,amssymb,amsthm} +%\usepackage[footnotesize,sl,SL,hang,tight]{subfigure} +%\usepackage{longtable} +%\usepackage[font={small,sl},hang,labelfont=bf]{caption} +%\usepackage{booktabs} +% +%\ifpdfoutput{% +% \usepackage[pdftex]{graphicx} +% \usepackage[]{pdfpages} +%}{% +% \usepackage{graphicx} +%} +%\usepackage{rotating} +% +%\usepackage{scrlayer-scrpage} +%\KOMAoptions{headinclude} +% +%% **** Defining chapter style start **** +% +%\usepackage[T1]{fontenc} +%\usepackage{xcolor} +%\usepackage{charter} +% +%\definecolor{mybluei}{RGB}{28,138,207} +%\definecolor{myblueii}{RGB}{131,197,231} +% +%\addtokomafont{disposition}{\usefont{T1}{qhv}{b}{n}\selectfont\color{myblueii}} +% +%\addtokomafont{chapter}{\fontsize{30pt}{30pt}\selectfont} +%\newkomafont{chapternumber}{\fontsize{50}{120}\selectfont\color{white}} +%\newkomafont{chaptername}{\itshape\rmfamily\small\color{white}} +% +%\addtokomafont{section}{\fontsize{14pt}{14pt}\selectfont} +%\newkomafont{sectionnumber}{\fontsize{18pt}{18pt}\selectfont\rmfamily\color{white}} +% +%\addtokomafont{subsection}{\fontsize{12pt}{12pt}\selectfont} +%\newkomafont{subsectionnumber}{\fontsize{16pt}{16pt}\selectfont\rmfamily\color{white}} +% +%\renewcommand\chapterformat{% +% \raisebox{-6pt}{\colorbox{mybluei}{% +% \parbox[b][60pt]{45pt}{\centering% +% {\usekomafont{chaptername}{\chapapp}}% +% \vfill{\usekomafont{chapternumber}{\thechapter\autodot}}% +% \vspace{6pt}% +%}}}\enskip} +% +%\renewcommand\sectionformat{% +% \setlength\fboxsep{5pt}% +% \raisebox{-4pt}{\colorbox{mybluei}{% +% \enskip\usekomafont{sectionnumber}{\thesection\autodot}\enskip}% +% \quad% +%}} +% +%\renewcommand\subsectionformat{% +% \setlength\fboxsep{5pt}% +% \raisebox{-4pt}{\colorbox{mybluei}{% +% \enskip\usekomafont{subsectionnumber}{\thesubsection\autodot}\enskip}% +% \quad% +%}} +% +%\makeatletter +%\renewcommand\sectionlinesformat[4]{% +% \makebox[0pt][l]{\rule[-5pt]{\textwidth}{1pt}}% +% \@hangfrom{#3}{#4}% +%} +%\makeatother + +\RedeclareSectionCommand[ + beforeskip=-1sp +]{chapter} + +\makeatletter +\renewcommand\chapterlinesformat[3]{% + \ifstr{#1}{chapter} + {% + \parbox[b][\ht\strutbox]{\textwidth}{% + \parbox[b]{\dimexpr\textwidth-3em\relax}{\raggedright#3}% + \makebox[3em][r]{% + \hfill + #2% + }% + }% + }{\@hangfrom{#2}{#3}}% <- original definition for other levels +} +\makeatother +\renewcommand\chapterformat{% + \textcolor{cobalt}{\rule[-5pt]{2pt}{5cm}}% + \quad + {\fontsize{60}{60}\selectfont\textcolor{cobalt}{\thechapter}}% +} + + +%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%% + +\input{Definitionen.tex} + +\title{Angewandte Mathematik für Ingenieure - Ein Lehr- und Übungsbuch ab dem ersten Semester} +\author{Dietmar Haase} +\date{} + + +\begin{document} +%{\fontfamily{qag}\selectfont +%\cpcfamily +\maketitle + + + + +%\thispagestyle{empty} + +\part{Band I - Mengen} + +%\thispagestyle{empty} + + + +\chapter*{Vorwort} + +\input{I_Vorwort.tex} + +\tableofcontents + +\chapter{Grundzüge der Mengenlehre} +\input{I_1.tex} + +\chapter{Mathematische Beweismethoden} +\input{I_2.tex} + + +\chapter{Gleichungen und Ungleichungen} +\input{I_3.tex} + +\chapter{Komplexe Zahlen}\label{Chap4} + +\input{I_4.tex} + +\chapter{Abbildungen} +\input{I_5.tex} + +\chapter{Anhang} +\input{I_Anhang.tex} + +\chapter{Lösungen der Übungsaufgaben} +\input{I_Loesungen.tex} + + + +%\part{Band II - Funktionen} +% +%\chapter{Folgen} +%\input{II_1.tex} +% +%\input{Anmerkungen.tex} + + +\end{document}