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01A.2 Dimension von Kurven, Flächen; Hausdorff-Dimension; Fraktal, Koch-Kurve


CC-BY-NC-SA 3.0

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derDimension Begriffwas ist eigentlich Dimension?? bei den Vektorräumen ist das am einfachstenich gucke mir bei den Vektorräumen an wie groß eine Basis rein muss alle Basen haben dieselbe Anzahlan Elementen netterweise alle Phasen desselben Vektorraumshaben dieselbe Anzahl an Elementen?? zwei nehmendas als Basisoderdas als Basis oder das als Basisalle waren es eher zwei haben zwei Elementealle Basen des R drei haben drei Elementealle Basen vondem wir alle Basen von diesemunter Raumalle Vektoren aus dem er sieben bei den Epson das Doppelte von X istalle Basen von diesem Raum haben sechs Elemente dasist die Ideeder Dimensionbei den Vektorenwie groß ist ein Vektorraum wie viel Freiheitsgradehat ein Vektorraum das ist eine Dimensionwenn ichkeine Vektorräumehaben sondernauch sagen die Jahregebildetdie aberkeine Vektorräume sind das zum Beispiel ganz am Anfang ?? hat das hierdiese Menge das ist zwar kein Vektorraumwelche für welche Dimension würden sie der Trotzdem gebenweil das Leben istauf jeden Fall in Dimension zweiSinneswandel eben das Ding sollteDimension zwei habeneinenbin ich Kurven habe?? eine Kurvewas für eine Dimensionsollte die Kurve habeneine Dimension ich bin gerade was überrascht mich zwei Dimensionen an DimensionBeistrich Kurve im Raum Semikolon im Raum vordiesem Ebene ausSemikolon im Raum vorKommaraffiniertsowasLesekurve im Raum vorPunkt auch eine Dimensioneine Kurve soll eindimensionalseinwie man das definiert am einfachsten ist folgendesMann Punkt sich so ein Objekt unter dem Mikroskop anoder unter der Lupeund unter der Lupe sehen sieetwas das aussiehtwie ein eindimensionalerVektorraummit den Ursprung in die Mitte legendiese unter der Lupe einen eindimensionalenVektordeshalb eindimensionaldas silberne Kurve im Raumzwei sichunter der Lupe anguckensieht die ausPrüfung in die Mitte legen dann sieht sie aus wie ein eindimensionalerVektorraumdeshalb eindimensionalwas wäre zweidimensionalbei solchen gekrümmtenObjekten wasdas einfachste Beispiel ist eine Ball W lan gekrümmt und zweite Personal wäre die Kugeloberflächewie meine Kugelsound von der Kugeloberflächevorgemerkt nicht das Volumen sondern nur die Oberflächewie die Erdoberflächedas sollte zweidimensionalsein dennwenn ich dameinVergrößerungsglasdrauf haltePunkt mir das ansieht das auswie ein zwei dimensionaler Vektorgenau genährte Ebenedas unter der Lupe zweidimensionalauf das mathematischkorrekt ?? zu schreibenBegriff ist dann Mannigfaltigkeitunter Mannigfaltigkeitmüssen diese heftig auch von der Idee her ist schon wichtigPunkt das ist ein zweidimensionalesObjektweil esunter der Lupe aussieht wie eine EbenezweidimensionalerVektorraumdenUrsprung genau ermittelt unter dem oder der andere das andere Beispiel das gefällt mir ein Schalennunentscheidend es ist natürlich auch sehr schön zweidimensionalwenn ich ignorieredas selbige hatbeziehungsweisewenn ich den genau motivieren müssen sicher sogarsagen ?? werde es eine dreidimensionale?? besteht ja aus Garn was zusammengesponnenist als wenn sie das ignorieren wenn sie nur soweit modellieren ist das einfacheine unendlich dünne Stückflächeist was sich die Gegend schwingt diesen Fahnendann können Sie sagen okay das sieht zweidimensionalaus ?? mit der Lupe drauf guckehabe ich praktisch eine eben aus der Sicht der Ameisegibt es zwischen diesem Modell haften Schal und eine Ebene keinen Unterschied genauso bei der Erdewemdarf ich die Erde schon keine Furchen machen bekannte Führunganwenn es wirklich eine Ebene aussehen soll für die Ameisenmustersehr in die Tiefe gehenmathematische Modelleals gekrümmte Flächenkonnte Flächenzweidimensionalund die einzelne Punkte habendas sinnvollerweisewie vieldimensional?? null dimensionaldiedie weggewischtdie Kurven eindimensionaldie Flächen zwei dimensionalPunkte null dimensionalAnteil an null dimensionalen Vektorraum bauenwas wäre ein multimedialerWeg darunter verblüffenderweisenur einenein nur die Personalerweiterungenwas kann sie machen??null dimensional Weltraum hat in der Tat nur den Nullvektor also der Vektorraum als solcher wäre nur der Nullvektorund die Basis hat nur Elementebei den Nullvektor aus?? Vektoren bilden könnenund sich gar nicht ein Vektor anzugehendas es gibt auch ein null dimensionalen Vektorraum ist nicht so sehrhilfreichals solcher aber macht das ganze kompletteinzelne Punktenur die Personalräte hat ?? ein Punkt den Nullvektoreinzelne Punkte sindnur dimensionaldeutlich zurWiederholung von Rhythmusund PotenzenKomma was ganz gewagtes bringen ist gibt Mengenan denen man eigentlich sagen sollte Sie sind nicht eindimensionalsie sind nicht zweidimensionalsondern was dazwischenoder sinnlich zweidimensionalennicht dreidimensionalwas dazwischenin irgendeiner Weise ausgeschmiertFraktale heißen gerne Weise gebrochen seine Dimensionen haben verkettete Menschen zu FraktaleWochen sei Dimensionnunmuss mal einen an und rechnete Dimension ausmuss es erzählen wie man denn auf solche Dimensionen Punkt das Erweiterung von Vektorräumenwegräumen haben immer?? Dimension zwei drei achtundneunzigund nichtdrei Komma sieben fünf oder was?? noch meinem Dimensionsbegriffklarzumachenund das vorstellen ?? es nennt sich die HausdorfDimensionStore Gutmenschenmit Sockel Fandieser Begriff als solcher den können Sie auch sofort wieder vergessen aber es kommt gleich ?? Logarithmus und Potenzen vor und Grenzwertenähmwas mir sehr wichtig ist dass sie das dann auch weiterhin können auch als im letzten Semester dran warund zwardergute Herr Hausdorf hatte folgende Ideenwenn ichso eine geometrische Menge habenund ich überdeckte diese geometrischeMengemit Flügelnzähle ich doch einfach mal welche Kugeln ich braucheund hab hoffentlich was über die Dimension?? wenn sie den Schal von ihm habengewonnene Schalein den Schall habenbrauchen sie irgendwiegefühlt mehr Kugelnum das ganze Dingzu überdeckenmit Googleals wenn Sinne Kurve haben dieses mehrBesucher dieses mehr an Kugelschalenmehr braucht als dieKurvedas versuchen in Formeln zu fassen als mich interessiertwarenfolgendes ich habealle Kugelnmit RadiusRund ich brauche ähm von RA Kugelnzur Überdeckungder zu kleine Glaskugel Vorwissen müssen sieauf die Kurve auf Fäden wie viel müssen sie auf die geben auf welcherEbene was aus auf zu fällen gedachtdas so entfernt er sein abhängig vom Radiusder Gedanke ist an diesen Rades immer kleiner zu machen und sich anzugucken was mit dieser Anzahl an Kugelnpassiert die sie brauchenum das gesamteObjektabzudeckenPunktdas Netz entschlossen Radius gegen Null gehen und versuchen dann irgendwie aus diesem Grenzwert raus zu disziplinierensich schöne zweidimensionalesObjektmehr brauche als wenn ein dimensionalesObjekt für dreidimensionalesObjektnoch mal mehr braucheals für ein zwei dimensionales Objekt und damit kann man ?? lustigerweisehinkriegenes noch gebrochen seine Dimensionendas nachher irgendwas drei Komma sieben neun Dimensionnicht genau dreioder genau viel zugucken uns das mal vielleicht für dieKurve zuerstan was passiert bei der Kurve wenn sie diesen Radiusimmer kleiner werden lassen was passiert mit der Anzahl der Kugeln sie brauchenwas passiert wenn sie den Radius halbierenwas passiert dann mit der Anzahl der Kugelnbei dergenau doppelt so vieledas Heißwasserrichtereigentlich als Proportionalitätdie Anzahl der Kugelnist also proportionalwozuzum Kehrwert also zu eher hoch minus einswenn ich den Radiusvon Dopplerdann brauche ich nur halb so viel Kugelnwenn ich den Radius halbieren die Kugeln kleiner mache auch doppelt so viele Kugelndas es indirekt proportionalnicht hundertprozentigmündlich angeblichen Kreuzungspunkt noch nachdenken was auch immer besser vom Prinzip herso wird es vom Prinzip her aussehenwenn sie den Radiushalbierenvierten achter dann wird die Anzahldoppelt vierfach acht wach werden im Prinzipwas passiert bei meinerbei meinen Schal hier mit der Anzahl der Kugeln was passiert da mit der Anzahl der Kugelnwenn sie den Radius halbierenSchalenden Radius halbierenPunkt nicht doppelt so viel Kugeln für den Schaden der Firma sowie die brauchen doppelt so viel in der Längeund doppelt so viel in der Breite viermal sovielalso das heißt es wird dann sein proportionalzu der hoch minus zwei?? Radiushalbierenals die Anzahl vervierfachenPi mal Daumen im Grenzwert?? null und so weitermit einer möglichen Fusion und beim Volumen wird es natürlich auch minus drei sein Länge Breite Höhefliegen jeweils den Faktor??das war der kluge Gedanke von Herrn Hausdorf ruhig kann es jedoch ablesen die Original Formulierung dann von Herrn Auster für das mathematisch aussieht ist pervers das das versteht man am besten willen nicht anGedanken kann man relativ schnell nachvollziehendie Anzahl der Kugeln ist bei einem eindimensionalenObjekt sowas wie Radius hoch minus eins mal zementiert konstanten und zweidimensionalenSektors gerade so minus zweiMal vorzeitig das ?? beim drei ?? mit ?? Objekt sowas wie ?? so minus dreiandas Glück schon jetzt um zu definierenalso definierediese Dimensiondenen sich dann die Hausdorf Dimensionwie gesagt ?? offizielle Definition dafür sieht haarsträubend ausaber das ist Ideenwie definiereich meine Dimension??ich muss jetzt irgendwie da die zwei raus disziplinierenund ich muss irgendwie hier die eins aus disziplinierenda für mich eine allgemeine Formel das schafftaus eher hoch minus eine Zahlgenau diese Zahlheraus zu disziplinierenwas rechnen sie mit N von Rum Daten zwei rauszukriegenund so weitersondern meine kleine Wiederholung zuSpezialfunktionenund Operatorenpotenzensehr schön Logarithmus zur Basis perRhythmus zur Basis eher von entfernt erwenn sie das hier bilden bei ?? auch minus zwei was kommt dann aus Logarithmus zur Basis eher von N von ?? herauswie das bei dem wildenRhythmus sagt ihnen womit sie eher potenzierenmüssen und ein von R rauszukriegenmüssen er mit minus zwei produzierendie Pufferzone der Versand ?? mag jeder minus zwei raus ich bin aber zwei haben deshalb minus davor und damit das ?? Schwert ein Grenzwertimmer kleinere Radienaus ?? guckt sich diese Zahl anKugeln an die man braucht abhängig vom Radiusdes Rades immer kleiner werden und dann minus den Logarithmus davon ?? es gibt lustigerweisedie Dimensionfür diese üblichen Objekte gibt das die Dimensionendie man dafür auch haben will der Scheibe zweidimensionalund die Kurve wird eindimensionalähm Dinge Kommanochanders hinschreibender Logarithmuszur Basis eher aus N von ergeht teilweise gibt's dann noch Erinnerungsvermögenan das Wagnis für den Bruch sind nie irgendein Logarithmusich hab es aber nur locken in irgend ein Logarithmus von N von Herrn teilen durch denselben logarithmusselbeBasis schafft nur nochvon mehrals ?? die Zehnerlogarithmusvon N durch den Zehnerlogarithmusvon Herrn so ging das mit den lockeren zu einer beliebigen Basisdas ist dieübliche Faustformelfür die Hausdorf Dimensionund das lustige ist hier muss jetzt nicht ganz fertig mehr rauskommen wenn sie Männerkurve anfangen und Schal anfangenVollwürfelVollkugelanfangen?? sie ganze Zahlen rauswenn sie mitkomischen Objekten sogenannten fatalen anfangen kriegen Sie hier krumme Zahlen auszwei Minutendas verfeinert schnell alleinedas tatsächlich krumme Zahlen kommen könnenähmdas einfachste fatalist wahrscheinlich die sogenannte Kochkurvewie finden Siein Wikipediaalslauffähigaus guten Grunddas ist eine Kurvedie so verkrüppeltistdas man eigentlich nicht mehr ernsthaft die Dimension eins geben kann sondern schon bisschen mehr geben mussund zwarso zu konstruierenich fange an mit einem Dreieck vergisst man einfach als erwartete Seitenlänge einzig fange an mit einunddreißigunternehme ich aus jeder Seitedas mittlere Drittel rausund konstruiere darüberBedingungen konstruierestattdessenzu einer Ausbeutunghier gesammelt also ein Drittel ein Drittel zur Seite ein Drittel zurück da oben ein Drittel derselben hier ein Drittelauf der Mitte der Seite gezogene Ausbeutungund dasselbe mache ich hiernur besonderenStimmung sie an etwas ?? besonders die Software des englischenSchneeflockeneiskristalldas macht mir immer weiternehme jede SeiteundBeule das mittlere Drittel ausmuss sie nicht ausführen sie an wie das weitergeht unternehme ich jede Seiteund Beule das mittlere Drittel aus und so weiter und so weiter das jetzt ziemlich kümmerlichandas bleibt unter dem Mikroskop klingelt man sagt das macht man jetzt bis ins unendlichedas ganze bleibt mathematischer Satz eine Kurveaber diese Kurve istschonsogarnicht mit einer Begriff eine so glücklich dass man ihr gerne eine Person gibt die nicht einzig sondern mehr als daswarenzwei Minuten noch nachrechnenwenn ich nämlichfolgendesanguckefür ähm gleich Null habe ich das originale Dreiecknoch nicht unterteilt für einen gleich einshabe ich diese ersten totalen Kriege ein Sechseck für in gleich dreider vielleicht zwei sind diese grünen Zackenfanleicht dreiwird es noch feiner und so weiterist mal jeweils ausrechnenwie viel Teilstücke ich habeund wie groß diese Teilstücke sindKomma einfachsten ist zu sagenwie groß diese Teilstücke sind abhängig von ?? ähmwenn N gleich null istan die Teilstücke die Größe einswas passiert in jedem Schrittsolcher Mängel in der Teilstückewas passiert in jedem Schrittmit der Länge der TeilstückeunnahbarTeilstücke werden gewickelt ich nehme die Seite teile sie in dreiund setze wieder Drittel da drauf und dann beim nächsten Mal nehme ich die Seite teils in drei Stücke jedes Malwird die Drittelbeim ersten Malist die Länge einswas für eine Formel brauche ich irgendwasmit Nes startet mit eins wenn in gleich Null ist und wir den jedes Mal die Drittelspotentieller Zerfall ein Drittel ?? ähmdas ist die Länge der Teilstückewenn sie einen gleich Null setzen ein Loch null einsbei jedem Mal wird es ein Drittel von dem unrühmlichen wertkonformeLänge der Teilstücke so sagen wie viele sindZahl der Teilstückeich starte mit dreienvon dem Dreieckwas passiert mit der Anzahl der Teilstückean muss natürlich noch hingucken im ersten Schritt habe ich dreiund dann wird vervierfachtwenn ähm eine Seite kriegen einszwei drei vier Stücke für die eine Seite in jedem Schritt wird die Zahlvervierfachtund jetzt brauche ich eine Funktiondie mit drei startet und in jedem Schritt vervierfacht wirdFormelwar dreimaleinmal vier Wochenendenin gleich null ist es dreiund jedes Mal mit dem Faktor vier größerund verwirrt man das ganze miteinanderzur FaustformelBeistrich die Hausdorf DimensionPunkt Faustformelnicht offiziell als rechnerische Faustformel funktioniert typischerweiseineinigen der Siedler mit Kugeln die immer kleiner werdender Tag ist naja ich nehme es einfach googeln die gerade zufälligso groß sind wie die ?? der Teilstückeistund dementsprechend viel Teilstücke wenn ich ganz kleine Kugeln habe muss ich eben auch entsprechend kleine Teilstücke nehmen also statt dass ich den Radius der Kugelkreisimmer kleiner werden lassenlass es einfach hier Integrationsschrittimmer weiter ich guck immer mehr ins Detailnundie Anzahl der Teilstücke habe ich schon das ist dann auch die Anzahl der Kugeln bin ich jeweilsGoogle Übersetzerauch jetzt noch den Durchmesserder Kugeldie Länge der Teilstücke ?? die ganze Zeit mit dem Radius gerechnetähmBeistrich brauchenRadiusist natürlich nur halb groß einhalb mal ein Drittel Punkt ähmnun kommt die Hausdorf Dimension das soll sein minus der Grenzwertjetzt entgegen endlichist der Radius gegen Nullsondern automatischdann Ebenradesgegen null wenn N gegen unendlich geht und was steht hierdie Anzahlim Logarithmusdurch den Radius im Logarithmusdie Anzahldrei mal vier Wochen davon der Logarithmusirgendeinerdrei mal vier ähmund ich teile durch den Logarithmusvom Radiusein halb malsind?? für dichnur noch ein paar Logarithmengesetze?? mit dem oberen Logarithmusrhythmuseines Produktsgenau Logarithmusvon drei ?? plusden Logarithmusvonvier hoch ähm und unten dasselbeLogarithmusvonein Halbrückensvon ein halb plus den Rhythmus vonüber denselben Rhythmus welche noch immerein DrittelähmKomma weil es noch so Rhythmus von vier hoch inden Rhythmus macht Potenzen zu vielfachenSen kommt nach vorn als Faktorhier steht alsoder Logarithmus von drei Schluss ähm mal der Logarithmus von vier und unten steht der Logarithmusvonein halbes minus Logos von zwei Solinger Regalplus das ähm kommt nach vorne mal den Logarithmusvon ein Drittelwas ist der Rhythmus von ein drittelrichtig minusdrei Beistrich also minus einmal denLogarithmus von drei?? mich interessiert der Grenzwert N gegen unendlichentgegen und nennt sich Fachhandels noch von der Klausur behalten was machen Sie jetzt für den Grenzwert entgegen endlichHilfe in dem endlich explodierenZähler und Nenner aber wenn ich ähmraus ziehen beide durch Entteileist die Welt in Ordnung versteht Logarithmusdrei durch N plus LogarithmusvierdurchLogarithmushalbdurch ähm minusminusLogarithmus dreidavon interessiert mich der GrenzwertN gegen unendlichdass sich draußen Grenzwertdurchstreichen soll Deutschlandnulleine konstante Zahl durchNgeht gegen Null eine Konstante zeitlich ähm geht gegen Null sehen was übrig bleibt?? drittens vier durch minus Logarithmus dreiGefahrenstellen und Minuszeichenganz zu Beginnalso ist derGrenzwert insgesamtminus hiervon?? Hervorlogarithmusvierdurch Logarithmus drei ist das Ergebniseine krumme Zahlnachgeguckt eins Komma zwei sechs irgendwasalso Hausdorf würde sagendiese komische Kurve diese Schneeglockehat nicht die Dimension eins auf einzelne Probe genannt wird sondern eigentlich sollten wir sagen dieses Ding ?? Dimension eins Komma zwei sechs nochmalsvorgemerktVektorräumen gibt es nur ganze Dimension das es hier nur noch meine Vertiefung zum Dimensionsbegriffden Begriff Hausdorf die Resonanz auf wieder vergessen aber das Rechnen mit Logarithmen und Potenzen das Ganze nicht vergessen