sich durch die Mathematik treiben lassen ...

Jakito

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An der Stelle zurück zu den modularen Funktionen und insbs. zur j-Invarianten:

Die Taylorentwicklung der j-Invariante liefert

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Ich weiss natürlich nicht, ob Deine Posts irgendwas zu tun hatten mit
Das Problem an diesen Werkzeug ist, dass es die Schwierigkeiten und Herausforderungen weniger klar erkennen läßt, als ältere Technologien. So schrieb mir vor kurzem ein junger Kollege:


Ich möchte mehr über elliptische Funktionen lernen.

Worauf ich heute antwortete:
Jakito schrieb:
Ich habe jetzt Freitag/Busam Funktionentheorie aus einer vergrabenen Kiste im Keller geholt. Kapitel V. Elliptische Funktionen geht von Seite 251 bis Seite 313. Ein klassisches Thema, sowohl Elliptische Funktionen im Speziellen, als auch (1D komplexe) Funktionentheorie im Allgemeinen.
Durch die Position im Lehrbuch und die Länge des Kapitels wird ungefähr die Herausforderung klar. ...
Ich möchte dazu trotzdem anmerken, dass zwar sowohl die Eisensteinreihe als auch Diskriminante und j-Invariante (absolute Invariante, nach F. Klein, 1879) in Kapitel V. vorkommen, aber noch auf einem deutlich leichter verdaulichen Niveau als die Wikipedia-Artikel. Die Fourierentwicklung der Eisensteinreihe wird erst im Kapitel VII. Analytische Zahlentheorie behandelt. Und selbst Kapitel VII. ist deutlich zurückhaltender als die hier geposteten Wikipedia-Links, also nichts von Dirichletschen L-Funktionen oder monstrous moonshine.
Obwohl ich separat von Analysis III einst auch eine explizite Funktionentheorie Vorlesung gehört hatte, haben wir damals bei weitem nicht den Stoff aus Freitag/Busam geschafft, wobei ich Kapitel V. damals schon sehr spannend fand, auch ganz ohne die Verbindungen zur Zahlentheorie.
 

TomS

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Die elliptischen Funktionen sind mit in dem Zusammenhang nicht über den Weg gelaufen. Man stößt auf sie im Umfeld des Modularitätstheorems (Wiles-Taylor + Verallgemeinerungen), aber da habe ich nichts hingeschaut.

Ich bin weit davon entfernt, das alles im Detail zu verstehen; ich bin nur fasziniert davon, dass soweit außerinanderliegenden Gebiete der Mathematik doch so eng miteinander verbunden sind.
 

antaris

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Ich bin weit davon entfernt, das alles im Detail zu verstehen; ich bin nur fasziniert davon, dass soweit außerinanderliegenden Gebiete der Mathematik doch so eng miteinander verbunden sind.
Das Problem ist m.E., dass es hier halt nicht nur um reine abstrakte Mathematik geht, sondern damit eben auch physikalische Systeme beschrieben werden, die dementsprechend einen ontischen Kern haben müssen. Die enge Verbindung hat einen Grund, eine Struktur und die VOA ist dessen Abstraktion. Ich respektiere aber vollumfänglich jede "Vorsicht" bei dem Thema, die ich mit meinem Hintergrund nicht wirklich haben muss.
 

TomS

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Nochmal eine kurze Anmerkung, was an dem Leech-Lattice so besonders ist.

Viele symmetrische Gitter werden durch sogenannte Wurzelsysteme erzeugt, d.h. eine kleine Menge Gittervektoren v, die das Gitter Lambda komplett aufspannen, d.h. eine Basis bilden

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Dann gibt es spezielle Gitter, deren Basis ein sogenanntes Wurzelsystem bildet, d.h. dass die folgenden Eigenschaften erfüllt
  • die Wurzelvekoren bilden eine Basis
  • das System der Wurzelvektoren ist geschlossen unter Reflexion an den zu den Wurzeln orthogonalen Hyperflächen
  • die Projektion zweier Wurzeln aufeinander (hier alpha und beta) liefert das ganz- oder halbzahlige Vielfache der Wurzel, auf die projiziert wurde (alpha)
Die letzten beiden Punkt besagten, dass folgendes eine Wurzel liefert, und dass der Vorfaktor von alpha ganzzahlig ist

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Die Vorfaktoren kennt man als Cartan-Matrix.

Das liefert die erlaubten Zwischenwinkel 90°, 60° oder 120°, 45° oder 135°, 30° oder 150°. Beschränkt man sich auf Wurzelsystem mit identischen Längen, so bleiben noch die Winkel 90°, 60° oder 120°.

Betrachtet man nun das Leech-Lattice, das so findet man für die erlaubten Zwischenwinkel 90°, 60° oder 120°, 75.5224878 ° oder 104.477512 °

Anders ausgedrückt, das Vorfaktor darf auch halbzahlig sein, im Widersprich zu der Forderung für Wurzelsysteme. Umgekehrt bedeutet diese dass die Reflexion aus dem Wurzelsystem bzw. Gitter hinausführt; das Leech-Lattice ist chiral.

 

TomS

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Das Problem ist m.E., dass es hier halt nicht nur um reine abstrakte Mathematik geht, sondern damit eben auch physikalische Systeme beschrieben werden, die dementsprechend einen ontischen Kern haben müssen.
Also darum geht es in diesem Thread sicher nicht.

Erstens weil es nicht meine Intention ist. Zweitens weil diejenigen, die Physik rein aus der Mathematik heraus verstehen wollen, seit Jahrzehnten nichts zustande bringen (auch wenn sie dem nackten Kaiser tolle Klamotten andichten).
 

antaris

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Zweitens weil diejenigen, die Physik rein aus der Mathematik heraus verstehen wollen, seit Jahrzehnten nichts zustande bringen (auch wenn sie dem nackten Kaiser tolle Klamotten andichten).
Ich denke, die Problematik dahinter verstanden zu haben, ich setze keine Mathematik an den Anfang...wir werden sehen aber ja, jetzt ist es noch zu früh, um das überhaupt weiter auf irgendeiner Art und Weise diskutabel zu machen.
 

Jakito

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Die elliptischen Funktionen sind mit in dem Zusammenhang nicht über den Weg gelaufen. Man stößt auf sie im Umfeld des Modularitätstheorems (Wiles-Taylor + Verallgemeinerungen), aber da habe ich nichts hingeschaut.
Die Funktionen G_2k der Eisensteinreihe sind ja schlicht die Summe von z^-2k über das Gitter (ohne 0 aller Perioden) einer elliptischen Funktion. Diskriminante und j-Invariante werden aus G_4 und G_6 gebildet, und hängen mit der Weierstraßschen ℘-Funktion und elliptischen Kurven zusammen. Deshalb tauchen die bereits in Kapitel V. auf. Außerdem sind die letzten Kapitel von Freitag/Busam
Kapitel V. Elliptische Funktionen
Kapitel VI. Elliptische Modulformen
Kapitel VII. Analytische Zahlentheorie
entsprechend werden diese Funktionen und Invarianten an pädagogisch geeigneter Stelle eingeführt, und nicht erst im letzten möglichen Moment.

Ich bin weit davon entfernt, das alles im Detail zu verstehen; ich bin nur fasziniert davon, dass soweit außerinanderliegenden Gebiete der Mathematik doch so eng miteinander verbunden sind.
Funktionentheorie selbst ist ja meist doch verständlich (die klassische 1D-Theorie), nur wird man sich meist nicht die Zeit nehmen, wirklich alle Details durchzuarbeiten. Wobei, Wikipedia enthält gar nicht die Beweise der Details, also wird das schon etwas schwiergier, wirklich alle Details durchzuarbeiten. Und in Freitag/Busam sind die Beweise der Details für die deutsche Wikipedia-Seite
aber die englische Seite langt da viel kräftiger zu, so dass man sich die Beweise der Details irgendwo anders suchen müsste, wenn sie einen denn interessieren.
 

Jakito

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Dann gibt es spezielle Gitter, deren Basis ein sogenanntes Wurzelsystem bildet, d.h. dass die folgenden Eigenschaften erfüllt
  • die Wurzelvekoren bilden eine Basis
  • das System der Wurzelvektoren ist geschlossen unter Reflexion an den zu den Wurzeln orthogonalen Hyperflächen
  • die Projektion zweier Wurzeln aufeinander (hier alpha und beta) liefert das ganz- oder halbzahlige Vielfache der Wurzel, auf die projiziert wurde (alpha)
Also Wikipedia macht diese Behauptung nicht in dieser Form. Dort ist Wurzelsystem nur ein lineares Erzeugendensystem, keine Basis. Dort wird zwar auch besprochen, wie aus einem Wurzelsystem eine Basis "ausgewählt" werden kann, aber Deine weiteren Bedingungen treffen glaube ich nicht auf eine solche Basis zu.
 

TomS

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Die Funktionen G_2k der Eisensteinreihe sind ja schlicht die Summe von z^-2k über das Gitter (ohne 0 aller Perioden) einer elliptischen Funktion ...
Ja, das Gitter hatte ich auch betrachtet, jedoch nicht die elliptische Funktion dazu. Ich habe letztere im Umfeld der sporadischen Gruppen auch nicht gesehen, deswegen waren sie für mich kein übergreifendes Bindeglied. Aber ja, natürlich, im engeren Sinne gehören sie natürlich dazu.

Funktionentheorie selbst ist ja meist doch verständlich (die klassische 1D-Theorie), nur wird man sich meist nicht die Zeit nehmen, wirklich alle Details durchzuarbeiten.
Ich habe mich im Studium dabei auf ganz andere Anwendungsfälle konzentriert, wie z.B. Residuen, analytische Fortsetzung ...insbs. im Rahmen der Streutheorie. Reine Funktionentheorie (also reine Mathematik) habe ich nicjht gehört; ich habe Mathe als Nebenfach im Diplom gehabt, dort jedoch Funktionalanalysis.
 

TomS

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Also Wikipedia macht diese Behauptung nicht in dieser Form. Dort ist Wurzelsystem nur ein lineares Erzeugendensystem, keine Basis. Dort wird zwar auch besprochen, wie aus einem Wurzelsystem eine Basis "ausgewählt" werden kann, aber Deine weiteren Bedingungen treffen glaube ich nicht auf eine solche Basis zu.
Nochmal zu meinen Aussagen:
Dann gibt es spezielle Gitter, deren Basis ein sogenanntes Wurzelsystem bildet, d.h. dass die folgenden Eigenschaften erfüllt
  • die Wurzelvekoren bilden eine Basis
  • das System der Wurzelvektoren ist geschlossen unter Reflexion an den zu den Wurzeln orthogonalen Hyperflächen
  • die Projektion zweier Wurzeln aufeinander (hier alpha und beta) liefert das ganz- oder halbzahlige Vielfache der Wurzel, auf die projiziert wurde (alpha)
Richtig wäre
Dann gibt es spezielle Gitter, deren Erzeugendensystem ein sogenanntes Wurzelsystem bildet, d.h. dass die folgenden Eigenschaften erfüllt
  • aus den Wurzelvekoren kann eine Basis ausgewählt werden
  • das System der Wurzelvektoren ist geschlossen unter Reflexion an den zu den Wurzeln orthogonalen Hyperflächen
  • die Projektion zweier Wurzeln aufeinander (hier alpha und beta) liefert das ganz- oder halbzahlige Vielfache der Wurzel, auf die projiziert wurde (alpha)
Der erste Punkt ist trivial, da ein Erzeugendensystem vorliegt. Die beiden nächsten Punkte sind nicht-trivial, d.h. sie gelten nicht für alle Gitter. Es gibt also Gitter mit Erzeugendensystem bzw. Basis jedoch ohne Wurzelsystem; das Leech-Lattice ist ein prominentes Beispiel.
 
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Jakito

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Ich habe mich im Studium dabei auf ganz andere Anwendungsfälle konzentriert, wie z.B. Residuen, analytische Fortsetzung ...insbs. im Rahmen der Streutheorie. Reine Funktionentheorie (also reine Mathematik) habe ich nicjht gehört; ich habe Mathe als Nebenfach im Diplom gehabt, dort jedoch Funktionalanalysis.
Hört sich für mich nach Analysis III an. Bei meinen Mathevorlesungen wurde nicht explizit zwischen angewandt und rein unterschieden. Allerdings ging es eigentlich fast immer darum, wie Sachen bewiesen werden (außer bei gewissen älteren Professoren, die sich explizit von dieser Unsitte distanzierten). In diesem Sinne behandelten fast alle Vorlesungen primär die reine Mathematik. Verschiedene Professoren hatten verschiedene "Beweisstile", manche fand ich unsäglich. Ich selbst hatte auch meine bevorzugten Beweisstile, aber viel ist davon nicht geblieben. Wenn ich "meine alten Arbeiten" lese, finde ich die Beweise sehr schön. Aber ich schreibe heute nicht mehr auf diese Art.

Ich erinnere mich nicht mehr, ob ich Funktionentheorie im vierten oder fünften Semester hörte. Zumindest wurde oft "beklagt/behauptet", dass alles viel einfacher wäre mit den Hilfmitteln und Begriffen wie "schwacher Lösung" der "modernen" Theorie partieller Differentialgleichungen. Irgendwann ging es dann um "den Versuch", die klassische 1D-Theorie auf mehrere Variablen zu verallgemeinern. Die "Theoreme" und Erklärungen, wieso dies nicht so offensichtlich oder trivial ist, waren noch ganz interessant:
Liouville's theorem (conformal mappings)
Harmonic function
Analytic functions of several variables
Aber was wir dann tatsächlich an Theorie für mehrere Variablen gemacht haben, ist mir nicht im Gedächtnis geblieben. Alles, an was ich mich erinnern kann ist, dass die klassische 1D-Theorie schön, verständlich und gut nachvollziehbar ist. Und das sich diese positiven Eigenschaften leider nicht auf die Theorie mehrerer Variablen übertragen haben.
 

TomS

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Nee, Funktionalanalysis war nicht Analysis III, sondern tatsächlich Funktionalanalyis: etwas zur Topologie und Maßtheorie, Banachräume, Hilberträume, Hahn-Banach, Hamel- und Schauder-Basen, Spektraldarstellung, Defekträume ...
 

TomS

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Nochmal eine kurze Anmerkung, was an dem Leech-Lattice so besonders ist.

Viele symmetrische Gitter werden durch sogenannte Wurzelsysteme erzeugt, d.h. eine kleine Menge Gittervektoren v, die das Gitter Lambda komplett aufspannen, d.h. eine Basis bilden

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Dann gibt es spezielle Gitter, deren Basis ein sogenanntes Wurzelsystem bildet, d.h. dass die folgenden Eigenschaften erfüllt
  • die Wurzelvekoren bilden eine Basis
  • das System der Wurzelvektoren ist geschlossen unter Reflexion an den zu den Wurzeln orthogonalen Hyperflächen
  • die Projektion zweier Wurzeln aufeinander (hier alpha und beta) liefert das ganz- oder halbzahlige Vielfache der Wurzel, auf die projiziert wurde (alpha)
Die letzten beiden Punkt besagten, dass folgendes eine Wurzel liefert, und dass der Vorfaktor von alpha ganzzahlig ist

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Die Vorfaktoren kennt man als Cartan-Matrix.

Das liefert die erlaubten Zwischenwinkel 90°, 60° oder 120°, 45° oder 135°, 30° oder 150°. Beschränkt man sich auf Wurzelsystem mit identischen Längen, so bleiben noch die Winkel 90°, 60° oder 120°.

Betrachtet man nun das Leech-Lattice, das so findet man für die erlaubten Zwischenwinkel 90°, 60° oder 120°, 75.5224878 ° oder 104.477512 °

Anders ausgedrückt, das Vorfaktor darf auch halbzahlig sein, im Widersprich zu der Forderung für Wurzelsysteme. Umgekehrt bedeutet diese dass die Reflexion aus dem Wurzelsystem bzw. Gitter hinausführt; das Leech-Lattice ist chiral.
Das Leech-Lattice hat also keine Wurzeln.

Sortiert man alle Gitterpunkte um den Ursprung aufsteigend nach Länge der Gittervektoren, so erhält man die sogenannte Schalen des Gitters. Dort, wo bei anderen hochsymmetrischen Wurzel-Gittern die erste Schale = die Wurzeln sitzen, ist beim Leech-Lattice nichts; die kürzesten Gittervektoren sind dafür länger als bei bekannten Gittern.

Vergleicht man die Zahlen mit andern insbs. hochsymmetrischen Gittern, so stellt man etwas erstaunliches fest. Beim Dn-Gitter hat die zweite Schale 170032 Vektoren. Für die zweite Schale des Leech-Gitters erhält man 196560 Vektoren – die allesamt länger sind als die des D24-Gitters. Fasst man diese Gitterpunkte als Mittelpunkte von n-Kugeln auf, so erhält man Kugelpackungen sowie die sogenannten Kuss-Zahlen. Dabei stellt das Leech-Lattice einen Rekord bzgl. der Packungsdichte auf:

images


Die leere erste Schale des Leech-Lattices sieht man übrigens auch in der Theta-Funktion

f7349ed0c80aea277293aaaa213f359f5e2a830c


in deren Entwicklung der lineare Faktor fehlt:

aafda71a4486644f0ffdd3332b7c50d2c515b0bb


Die Koeffizienten entsprechen für alle Gittertypen der Anzahl der Vektoren in der jeweiligen Schale.

Eine mögliche Wahl der Basisvektoren lautet übrigens 1 / √8 mal

Code:
(-4 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0),
(4 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0),
(4 0 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0),
(4 0 0 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0),
(4 0 0 0 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0),
(4 0 0 0 0 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0),
(4 0 0 0 0 0 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0),
(2 2 2 2 2 2 2 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0),
(4 0 0 0 0 0 0 0 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0),
(4 0 0 0 0 0 0 0 0 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0),
(4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0),
(2 2 2 2 0 0 0 0 2 2 2 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0),
(4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0),
(2 2 0 0 2 2 0 0 2 2 0 0 2 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0),
(2 0 2 0 2 0 2 0 2 0 2 0 2 0 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0),
(2 0 0 2 2 0 0 2 2 0 0 2 2 0 0 2 0 0 0 0 0 0 0 0),
(4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 4 0 0 0 0 0 0 0),
(2 0 2 0 2 0 0 2 2 2 0 0 0 0 0 0 2 2 0 0 0 0 0 0),
(2 0 0 2 2 2 0 0 2 0 2 0 0 0 0 0 2 0 2 0 0 0 0 0),
(2 2 0 0 2 0 2 0 2 0 0 2 0 0 0 0 2 0 0 2 0 0 0 0),
(0 2 2 2 2 0 0 0 2 0 0 0 2 0 0 0 2 0 0 0 2 0 0 0),
(0 0 0 0 0 0 0 0 2 2 0 0 2 2 0 0 2 2 0 0 2 2 0 0),
(0 0 0 0 0 0 0 0 2 0 2 0 2 0 2 0 2 0 2 0 2 0 2 0),
(-3 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1)

 
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ralfkannenberg

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Nee, Funktionalanalysis war nicht Analysis III, sondern tatsächlich Funktionalanalyis: etwas zur Topologie und Maßtheorie, Banachräume, Hilberträume, Hahn-Banach, Hamel- und Schauder-Basen, Spektraldarstellung, Defekträume ...
Hach kommt da "Freude" auf:

Funktionalanalysis: durchgefallen (3.5, entspricht im deutschen 4.5)
Masstheorie: durchgefallen (auch 3.5)

Selbst die Katastrophe Differentialgeometrie, für deren Vorbereitung ich mir trotz der Aussichtslosigkeit ausreichend Zeit genommen hatte, habe ich dank der sehr wohlwollenden Mithilfe des Prüfers bestanden (4) ...


Damit Ihr Euch ein Bild darüber machen könnt: Masstheorie ...

Da gab es den "freiwilligen Test". Damals gab es sogenannte Testatbedingungen und im (kürzeren) Sommersemester lag diese bei 7 akzeptierten Übungen. Wobei Übungen eigentlich immer akzeptiert wurden. - Wer den freiwilligen Test "sehr gut" absolvierte bekam dafür 7 akzeptierte Übungen angerechnet und hatte schon die Testatbedingung erfüllt; für "gut" gab es 5 akzeptierte Übungen und für "genügend" derer 3.

Ich denke, die Mehrzahl der Studierenden hat sich also ordentlich auf den freiwilligen Test vorbereitet, das Ergebnis indes war total ernüchternd: von den 60 Studierenden haben 55 nicht bestanden. Die Übrigen 5 wurden dann vom Professor namentlich aufgerufen, mussten aufstehen und durften sich also zeigen.

Immerhin bekam ich für meine "Ausführungen" 1 akzeptierte Übung angerechnet; auch diejenigen, mit denen ich mich zusammen vorbereitet hatte, bekamen ebenfalls je eine akzeptierte Übung angerechnet.

Da bis zum 2.freiwilligen Test wohl jeder die Testatbedingung anhand der Übungen selber bereits erfüllt hatte ging dann ausser den 5, die hatten aufstehen müssen/dürfen, niemand mehr an den 2.freiwilligen Test; kam hinzu, dass am Vorabend noch das Mathematiker-Sommerfest an einem kleinen See in der Nähe stattfand.

Ich wusste schon, was passieren wird: der Prof wird denken, dass beim 1.freiwilligen Test die grosse Mehrheit nicht bestanden hat und beim 2.freiwilligen Test alle bestanden haben und sich als grossartigen Lehrer fühlen.

Nicht mit mir: ich ging also auch an den 2.freiwilligen Test, damit er keine 100% Erfolgsquote hat. Wie vorbereiten - schliesslich entschied ich mich für einen Kompromiss: ich gehe nur an die 2.Hälfte des Mathematiker-Sommerfestes und bereite mich ab dem Nachmittag davor auf den Test vor.

Im Test selber war ich dann überrascht, noch einen weiteren Studenten vorzufinden; sehr gut dachte ich mir, dann werden also 5 bestehen und 2 durchfallen. Der andere hatte sich aber nicht vorbereitet, sondern seine Vorlesungsnotizen unter dem Pult versteckt. So etwas wollte ich aber nicht machen - wenn ich etwas nicht weiss dann stehe ich dazu.

In der nächsten Stunde durften die 5 dann wieder aufstehen und sich zeigen; ich bekam wieder eine akzeptierte Übung für meine "Darbietung"; was der andere falsch gemacht hat weiss ich nicht, jedenfalls bekam er 0 akzeptierte Übungen.

Jahre später bemerkte ich, dass ich dank der im 2.freiwilligen Test angerechneten akzeptierten Übung von den 60 Teilnehmern der Vorlesung der 6.-beste war ...... (und der beste, der nicht aufzustehen brauchte).

Bestanden habe ich im Schlussdiplom diese Prüfung aber trotzdem nicht - ebenso wie die Mehrheit der Studierenden diese beiden Prüfungen in Masstheorie und Funktionalanalysis nicht bestanden haben.


Das hatte aber auch etwas Gutes: damals musste man die 12 Prüfungen des Schlussdiploms während 6 Wochen absolvieren, und das ist dann doch eine sehr sehr anstrengende Zeit. Nachdem ich die Differentialgeometrie völlig wider Erwarten bestanden hatte brauchte ich also nach wie vor keine Punkte zu kompensieren und wollte die beiden letzten Prüfungen mit hoch-chaotischen Vorlesungsnotizen nur noch am Rande mitnehmen und die letzte der 6 Wochen ruhiger angehen lassen. Doch dann der "Hammer" am Montag: Funktionalanalysis und Masstheorie beide nicht bestanden, und ich wusste auch nicht, wie schlecht ich sie nicht bestanden hatte. Und ich sage Euch: so eine durchgefallene Prüfung schlägt aufs Gemüt !! - Somit machte ich durch die bisherigen 10 absolvierten Prüfungen eine worst-case-Abschätzung und kam zum Ergebnis, dass ich von den beiden letzten Prüfungen eine bestehen muss, um auf der sicheren Seite zu liegen, dass ich das Schlussdiplom bestanden habe.

Und zudem hatte ich überhaupt keine Lust darauf, diese 6 hochintensiven Wochen noch ein zweites Mal erleben zu müssen. Ich weiss bis heute nicht, woher ich die Energie nahm, aber die 3 letzten Tage habe ich nur noch gelernt, geschlafen, gegessen und jede 45 Minuten mir ein Lied angehört. Ich brauche noch eine 4 ... - statt zu pokern habe ich beide ausstehenden Prüfungen so gut wie noch möglich vorbereitet, allerdings den Fokus auf die elfte, mehr chaotische, mich inhaltlich aber auch mehr interessierende Prüfung gelegt. Letztlich auch in der Hoffnung, dass die letzte, also zwölfte Prüfung schon sehr unglücklich verlaufen muss, um durchzufallen, aber ich wollte so wenig Risiken wie möglich gehen.

Die Prüfung verlief eigentlich ganz angenehm, und dann kam die letzte Frage. Und ich wusste ganz genau, dass diese in der Vorlesung nicht dran kam. Schlagartig war mir klar, dass ich jetzt auf die 6, also die Höchstnote geprüft werde und in dem Moment am Ende der vorletzten Prüfung wusste ich - Ralf, Du bis diplomierter Mathematiker ETH Zürich.

Die letzte Prüfung unmittelbar danach verlief dann reichlich unspektakulär und obwohl ich einige Inhalte nicht ganz korrekt widergeben konnte bekam ich hier auch eine 5.5. - Dadurch wurde meine Schlussnote besser als wenn ich de Funktionalanalysis und die Masstheorie bestanden hätte. - In der 11.Prüfung ging es übrigens um die exakte Berechnung der 4 Grundrechenarten algebraischer Zahlen mit Computerunterstützung.


Freundliche Grüsse, Ralf
 
Zuletzt bearbeitet:

ralfkannenberg

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und wollte die beiden letzten Prüfungen mit hoch-chaotischen Vorlesungsnotizen
Hierzu ist noch zu ergänzen, dass die Vorlesung erstmals durchgeführt worden war und völlig chaotisch war. Aus diesem Grunde habe ich sie 1 Jahr später zur Repetition erneut besucht, nun hatte sie einen völlig anderen Stoff, war aber besser strukturiert. Da ich sie offiziell aber bei der ersten Ausführung besucht hatte wusste ich nicht, was da in der Prüfung auf mich zukommen wird. Und da sie Pflichtvorlesung war konnte ich auch keine andere nehmen, wobei ich mit einer 5.5 (entspricht 1.5 in Deutschland) wirklich sehr erfreulich und in dieser Höhe auch völlig unerwartet belohnt wurde.


Freundliche Grüsse, Ralf
 

antaris

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Die letzten Tage kreist bei mir ein Gedanke bezüglich dem b-ären Baum und dem Thema hier durch den Kopf. In meinem Projekt stellt sich die konkrete Frage welches Substrat, warum der b-äre Baum, welche Größe muss b, also die Verzweigungsstärke haben usw. und heute morgen nach dem aufstehen ist es mir durch den Kopf geschossen. Wie können auf geometrischen Weg die beiden Gitter konstruiert werden?
Ein b-ärer Baum lässt sich auf verschiedene Art und Weise darstellen, wie z.B. in dieser Google-Bildersuche zu sehen ist.
Ich für meinen Teil suche aber nach eine Verbindung zwischen der Arithmetik und dem b-ären Baum, damit die konkrete Form passend zur benötigten Mathematik gewählt werden kann und ich so eine wesentliche Eingrenzung über alle legalen ToC-Substrate erhalte. Je einfacher diese Eingrenzung ist, umso besser und da kommt eine geometrische Konstruktion des Eisenstein-/Gaussgitter aus einem b-ären Baum mit Leveltiefe L wie gelegen.
Ich habe links eine hierarchische und rechts eine spiralförmige Darstellung ein und desselben b-ären Baum, hier b=2, mit Wurzelursprung/leere Menge gewählt. Rechts habe ich von unten nach oben die (nur bei Eisenstein, Gauss ist analog dazu) Konstruktionsschritte dargestellt.


Adressen (gilt für beide Darstellungsvarianten)
Die Zahlen an den Knoten sind die Adressen, wobei jede linke Verzweigung ein 0-Pfad und jede rechte Verzweigung ein 1-Pfad ist. Man startet mit und die erste Verzweigung links bekommt Adresse 0, die rechte Verzweigung Adresse 1, beide Knoten mit Adresse 0 und 1 gehören zu Level 1. Bei der nächsten Verzweigung wird die Elternadresse vererbt (0 oder 1) und eine neue Stelle rechts angefügt -> Verzweigung links = 0 und rechts = 1, wobei eine zweistellige Adresse entsteht -> Level 2. Das kann prinzipiell fortgesetzt werden, wobei jede neue Verzweigung eine neue Stelle rechts an die Adresse gehängt bekommt und alle linken stellen vererbt werden, wie z.B. bei Level 3 und Level 4. Bei einem b=3-ären Baum würde der Adressraum von 0...b-1 gehen. Für den folgenden Fall ist aber die Größe von b nur insofern ausschlaggebend, dass b mindestens 2 sein muss, da b=1 keine Verzweigungen hätte und b=0=gilt.

Wichtig
Für Eisenstein muss der Winkel bei b>1 zwischen Knoten 0 und 1 immer 120° und für Gauss 90° sein. Dabei kann b selbst unendlich sein, also zwischen den Knoten 0 und 1 unendlich viele weitere Verzweigungen existieren.


Überlagerungen hierarchischer Baum (Eisenstein und Gauss)

Ab Level 2 entstehen Überlagerungen im Gitter (Adresse 01 und 10), sowie bei Level 3 (Adressen 001,010,100 und Adressen 101,110,011). Das hierarchische Gitter und dessen Überlagerung ist Invariant gegenüber der Winkeländerung 120° Eisenstein und 90° Gauss.


Konstruktion Eisenstein als spiralförmige Darstellung

Man startet normal mit , wobei die 0-Verzweigung exakt 120° von der 1 Verzweigung verdreht ist, wobei die Adressierung selbst exakt die gleiche ist. Man kann klar erkennen, wie sich ein ein dreieckiges/hexagonales Gitter herausarbeitet. Dabei werden nicht-trivial einzelne Knoten periodisch überdeckt.
Bei Eisenstein schließt sich der 0-Pfad (0,00,000) nach 3 Schritten (Level 3) auf der leeren Menge .



b=2_120%C2%B0_Eisenstein.png



Konstruktion Gauss als spiralförmige Darstellung

Alles Analog zu Eisenstein, nur mit Winkel 90°, wobei dann ein kubisches Gitter mit anderen sich überlagernden Knoten entsteht. Man startet wieder normal mit ∅, wobei die 0-Verzweigung exakt 90° von der 1 Verzweigung verdreht ist, wobei die Adressierung selbst exakt die gleiche ist. Man kann klar erkennen, wie sich ein ein kubisches Gitter herausarbeitet.
Bei Gauss schließt sich der 0-Pfad (0,00,000,0000) nach 4 Schritten (Level 4) auf der leeren Menge .


b=2_90%C2%B0_Gauss.png



Die nur spiralförmige Konstruktion und die genauen periodischen Überlagerungen der Knoten (bei L=infty) ist abhängig vom Winkel, die hierarchische Konstruktion ist dagegen gegenüber dem Winkel invariant.
Ist das alles Zufall?
 
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