diff --git a/Formelsammlung.pdf b/Formelsammlung.pdf index cc97e83..97da167 100644 Binary files a/Formelsammlung.pdf and b/Formelsammlung.pdf differ diff --git a/Formelsammlung.tex b/Formelsammlung.tex index 384e064..aefa4ad 100644 --- a/Formelsammlung.tex +++ b/Formelsammlung.tex @@ -33,14 +33,227 @@ \maketitle % requires ./img/Logo.pdf -% Section +% Mengenlehre % ---------------------------------------------------------------------- \section{Mengenlehre} -\input{themen/Mengenlehre/definition.tex} -\input{themen/Mengenlehre/operations.tex} +\begin{sectionbox} +\subsection{Definizion} + Ist $E$ eine Eigenschaft, die ein Element haben kann oder auch nicht, so beschreibt man die Menge der $E$ erfüllenden Elemente durch: + + A = $\lbrace x \vert x $ hat Eigenschaft $ E \rbrace$ + +\subsection{Teilmengen} + Sind A und B Mengen, so heißt A Teilmenge oder auch Untermenge von B, wenn jedes Element von A auch Element von B ist. + \begin{cookbox}{Merke zu Teilmengen} + \item Jede Menge A ist Teilmenge von sich selbst, das heißt $A \subset A$ + \item Jede Menge A hat die leere Menge als Teilmenge, das heißt: $\emptyset \subset A$ + \item Ist $A \subseteq B$ und $B \subseteq C$, so folgt $A \subseteq C$ + \item Aus $A \subseteq B$ und $B \subseteq A$ folgt $A = B$ + \end{cookbox} + +\subsection{Operationen} + \begin{tablebox}{lll} + $A \subseteq B$ & & A ist Teilmenge von B \\ + $A \cup B$ & A vereinigt B & $A \cup B = \lbrace x \vert x \in A$ oder $x \in B \rbrace$ \\ + $A \cap B$ & A geschnitten B & $A \cap B = \lbrace x \vert x \in A$ und $x \in B \rbrace$ \\ + $A \setminus B$ & A ohne B & $A \cup B = \lbrace x \vert x \in A$ und $x \notin B \rbrace$ \\ + $\mathcal{P}(A)$ & Potenzmenge A & Potenzmenge der Menge A\\ + $A \in B$ & A Element von B & A ist ein Element von B\\ + $A \notin B$ & A kein Element von B & A ist nicht in B enthalten \\ + \end{tablebox} + +\subsection{Potenzmenge} + Die Potenzmenge ist die Menge aller Teilmengen. + \begin{quote} + Es sei A eine Menge. Dann versteht man unter der Potenzmenge $\mathcal{P}(A)$ der Menge A die Menge aller Teilmengen von A. Auch die Menge $\emptyset$ hat eine Teilmenge es gilt: $\mathcal{P}(\emptyset) = \lbrace \emptyset \rbrace$. + \end{quote} + + Berechnet wird die Potenzmenge mit Hilfe von $2^{\vert A \vert}$ (Zwei hoch Kardinalität von A) +\subsection{Kardinalität} + Beschreibt die Menge aller Elemente einer Menge. + + \begin{quote} + Es sei A eine endliche Menge. Dann versteht man unter der Kardinalität oder auch Mächtigkeit von A die Anzahl der Elemente von A und schreibt dafür $\vert A \vert$, manchmal auch $\#A$. Hat A unendlich viele Elemente, so sagt man, A hat die Kardinalität unendlich, und schreibt $\vert A \vert = \infty$ + \end{quote} + + \begin{cookbox}{Beispiel} + $M = \lbrace 1, 2\rbrace$ \\ + $P\left(M \right) = \lbrace \lbrace \rbrace, \lbrace 1 \rbrace, \lbrace 2 \rbrace, \lbrace 1, 2 \rbrace \rbrace $ \\ + Nicht jedoch $\lbrace 2,1 \rbrace$! Es gilt $\lbrace 1,2 \rbrace = \lbrace 2,1 \rbrace$. + + \end{cookbox} + +\subsection{Komplement} + Das Komplement ist die Differenz zwischen gegebener Menge und Grundmenge. + + +\end{sectionbox} + +\begin{sectionbox} +\subsection{Lösungsalgorithmus} +\begin{cookbox}{Arbeitsablauf} + \item $\setminus$ entfernen + \item De Morgen Gesetze anwenden + \item Assoziativ- und Distributiv- Gesetze im Wechsel mit dem Vereinfachen + \end{cookbox} + +\begin{cookbox}{Arbeitsablauf} + \item $\setminus$ entfernen + \item De Morgen Gesetze anwenden + \item Assoziativ- und Distributiv- Gesetze im Wechsel mit dem Vereinfachen + \end{cookbox} + +\subsection{Regeln} + \begin{tablebox}{ll} + Kommutativ & $A \cup B = B \cup A$\\ + & $A \cap B = B \cap A$ \\ + \ctrule + Assoziativ & $A \cap \left( B \cap C \right) = \left( A \cap B \right) \cap C$ \\ + & $A \cup \left( B \cup C \right) = \left( A \cup B \right) \cup C$ \\ + \ctrule + Distributiv & $A \cup \left( B \cap C \right) = \left( A \cup B \right) \cap \left(A \cup C \right)$ \\ + & $A \cap \left( B \cup C \right) = \left( A \cap B \right) \cup \left(A \cap C \right)$ \\ + \ctrule + Adjunktiv & $A \cup \left( A \cap B \right) = A $ \\ + & $A \cap \left( A \cup B \right) = A$ \\ + \ctrule + de Morganschen Regeln & $A \setminus \left( B \cap C \right) = \left( A \setminus B \right) \cup \left( A \setminus C \right)$ \\ + & $A \setminus \left( B \cup C \right) = \left( A \setminus B \right) \cap \left( A \setminus C \right)$ \\ + \ctrule + de Morganschen Gesetz & $A \setminus B = A \cap \overline{B}$ \\ + \end{tablebox} + +\subsection{Vereinfachen} + \begin{tablebox}{lll} + $A \cup A = A$ & $A \cap \emptyset = \emptyset $ & $\overline{\overline{A}} = A$ \\ + $A \cap A = A$ & $A \cup \overline{A} = G $ & $\overline{\emptyset} = G $ \\ + $A \cup G = G$ & $A \cap \overline{A} = \emptyset $ & $\overline{G} = \emptyset $ \\ + $A \cap G = A$ & $\overline{A \cup B} = \overline{A} \cap \overline{B} $ & $\emptyset \neq \lbrace \emptyset \rbrace $!!! \\ + $A \cup \emptyset = A $ & $\overline{A \cap B} = \overline{A} \cup \overline{B}$ & $ $ \\ + \end{tablebox} +\end{sectionbox} + +% Komplexe Zahlen +% ---------------------------------------------------------------------- +\section{Komplexe Zahlen} + +\begin{sectionbox} +\subsection{Potenzen von i} + +\begin{tablebox}{ll} + $i = \sqrt{-1} $ & ${ i }^{ 4 } = 1 $ \\ + ${ i }^{ 2 } = -1$ & ${ i }^{ 5 } = i$ \\ + ${ i }^{ 3 } = -i$ & ${ i }^{ 6 } = -1 $... \\ + \end{tablebox} + +\subsection{Visualisierung} +\begin{minipage}{0.49\textwidth} + \includegraphics[width=\textwidth]{img/einheitskreis_komplexe_zahlen.png} +\end{minipage} +\begin{minipage}{0.49\textwidth} + \includegraphics[width=\textwidth]{img/visualisierung_komplexe_zahlen.png} +\end{minipage} + + \begin{tablebox}{lll} + $\vert z \vert = \sqrt{ {a}^{2} + {b}^{2} }$& $\varphi = \arctan \left( \cfrac{b}{a} \right) $ & siehe Tabelle xxx \\ + $\tan\left(\varphi\right) = \cfrac{\vert b \vert}{ \vert a \vert}$ & $\cos\left(\varphi\right) = \cfrac{a}{\vert z \vert}$ & $\sin\left(\varphi\right) = \cfrac{b}{\vert z \vert}$ \\ + \end{tablebox} + +\end{sectionbox} + +\begin{sectionbox} + +\begin{tablebox}{lll} +\textbf{x,y} & \textbf{(in Grad)} & \textbf{(im Bogenmaß)} \\ +$x > 0, y \ge 0$ & $\varphi = \arctan \cfrac{y}{x} $ & $\varphi = arctan \cfrac{y}{x}$ \\ +$x < 0$ & $\varphi = \arctan \cfrac{y}{x} + 180^\circ $ & $\varphi = arctan \cfrac{y}{x} + \pi $ \\ +$x > 0, y \le 0 $ & $\varphi = \arctan \cfrac{y}{x} + 360^\circ $ & $\varphi = \arctan \cfrac{y}{x} + 2\pi $ \\ +$x = 0, y > 0 $ & $\varphi = 90^\circ $ & $\varphi = \cfrac{\pi}{2} $ \\ +$x = 0, y < 0 $ & $\varphi = 270^\circ $ & $\varphi = \cfrac{3}{2}\pi $ \\ +$x = 0, y = 0 $ & $\varphi = 0^\circ $ & $\varphi = 0 $ \\ +\end{tablebox} + +\subsection{Formen} + \textbf{Kartesische Form:} + \begin{align*} + { z }_{ 1 } \cdot { z }_{ 2 } & = \left( a+bi \right) \cdot \left( c+di \right) \\ + & = ac+adi+bci+bd{ i }^{ 2 } \\ + \end{align*} + + \textbf{Trigonometrische Form:} + \begin{align*} + { z }_{ 1 }\cdot { z }_{ 2 } & =\left| { z }_{ 1 } \right| \left( \cos { \left( { \varphi }_{ 1 } \right) } +\sin { \left( { \varphi }_{ 1 } \right) } i \right) \cdot \left| { z }_{ 2 } \right| \left( \cos { \left( { \varphi }_{ 2 } \right) } \cdot \sin { \left( { \varphi }_{ 2 } \right) } i \right) \\ + & =\left| { z }_{ 1 } \right| \cdot \left| { z }_{ 2 } \right| \left( \cos { \left( { \varphi }_{ 1 } \right) \cdot \cos { \left( { \varphi }_{ 2 } \right) } } +\sin { \left( { \varphi }_{ 1 } \right) } \cdot \sin { \left( { \varphi }_{ 2 } \right) } i \right) + \end{align*} + +\subsection{Rechenoperationen} +\begin{minipage}{0.49\textwidth} + \textbf{Addition} +\begin{align*} + { z }_{ 1 } + { z }_{ 2 } &= \left(a + bi\right) + \left(c + di \right)\\ + &= a + c + (b + d)i + \end{align*} +\end{minipage} +\begin{minipage}{0.49\textwidth} + \textbf{Subtraktion} + \begin{align*} + { z }_{ 1 } - { z }_{ 2 } &= \left(a + bi \right) - \left(c + di \right)\\ + &= a - c + (b - d)i + \end{align*} +\end{minipage} + +\textbf{Multiplikation} +\begin{align*} + { z }_{ 1 } \cdot { z }_{ 2 } &= \left(a + bi \right) \cdot \left(c + di \right) \\ + &= ac + adi + bci + bd { i }^{ 2 } + \end{align*} + \begin{align*} + { z }_{ 1 }\cdot { z }_{ 2 } & =\left| { z }_{ 1 } \right| \left( \cos { \left( { \varphi }_{ 1 } \right) } +\sin { \left( { \varphi }_{ 1 } \right) } i \right) \cdot \left| { z }_{ 2 } \right| \left( \cos { \left( { \varphi }_{ 2 } \right) } \cdot \sin { \left( { \varphi }_{ 2 } \right) } i \right) \\ + & =\left| { z }_{ 1 } \right| \cdot \left| { z }_{ 2 } \right| \left( \cos { \left( { \varphi }_{ 1 } \right) \cdot \cos { \left( { \varphi }_{ 2 } \right) } } +\sin { \left( { \varphi }_{ 1 } \right) } \cdot \sin { \left( { \varphi }_{ 2 } \right) } i \right) + \end{align*} + +\textbf{Division} +\begin{align*} +\frac { z_{ 1 } }{ z_{ 2 } } &=\frac { a+bi }{ c+di } \quad =\frac { \left( a+bi \right) }{ \left( c+di \right) } \cdot \frac { \left( c-di \right) }{ \left( c-di \right) } \\ +&=\frac { ac\quad -\quad adi\quad +\quad bci\quad -\quad bd{ i }^{ 2 } }{ { c }^{ 2 }-{ \left( di \right) }^{ 2 } } \\ +&=\frac { ac+bd+\left( bc-ad \right) i }{ { c }^{ 2 }+{ d }^{ 2 } } \\ +&=\frac { ac+bd }{ { c }^{ 2 }+{ d }^{ 2 } } +\frac { \left( bc-ad \right) }{ { c }^{ 2 }+{ d }^{ 2 } } +\end{align*} + +\textbf{Potenzierung} +\begin{align*} +{ z }^{ n } &={ \left( a+bi \right) }^{ n } \\ +&={ \left( \left| z \right| \cdot \left( \cos { \varphi } +\sin { \varphi } i \right) \right) }^{ n } \\ +&={ \left| z \right| }^{ n }\cdot \left( \cos { \left( n\cdot \varphi \right) } +\sin { \left( n\cdot \varphi \right) } i \right) +\end{align*} + +\textbf{Wurzel} $\lbrace k \in \mathbb{N} \vert k = 0 bis n-1 \rbrace$ +\begin{align*} +\sqrt[n]{z} &= \sqrt[n]{ a+bi } \\ +{ z }_{ k } &= \sqrt[n]{\vert z \vert} \cdot \left( \cos{ \left( \cfrac{ \varphi + k \cdot 360}{n} \right) } +\sin{\left( \cfrac{\varphi + k \cdot 360}{n} \right)} i \right) +\end{align*} +Es gibt immer $n$ Ergebnisse die in ${ z }_{ k } $ für $k= 0$ bis $k= n-1$ berechnet werden. + +\end{sectionbox} + +% Tipps und Tricks +% ---------------------------------------------------------------------- +\section{Tipps} + +\begin{sectionbox} + +\subsection{Sinus \& Cosinus} +\begin{tablebox}{ll} + $\cos 0^\circ = 1$ & $\sin 0^\circ = 0$ \\ + $\cos 30^\circ = \cfrac{1}{2}\sqrt{3} \cong 0.8660254$ & $\sin 30^\circ = \cfrac{1}{2}$ \\ + $\cos 45^\circ = \cfrac{1}{2}\sqrt{2} \cong 0.70710678$ & $\sin 45^\circ = \cfrac{1}{\sqrt{2}} \cong 0.70710678$ \\ + $\cos 90^\circ = 0$ & $\sin 90^\circ = 1$ \\ + \end{tablebox} + +\end{sectionbox} % ====================================================================== % End % ====================================================================== diff --git a/img/einheitskreis.svg b/img/einheitskreis.svg new file mode 100644 index 0000000..2ecdd79 --- /dev/null +++ b/img/einheitskreis.svg @@ -0,0 +1,180 @@ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + image/svg+xml + + + + + + + + + + + + + + + + + + + diff --git a/img/einheitskreis_komplexe_zahlen.png b/img/einheitskreis_komplexe_zahlen.png new file mode 100644 index 0000000..c07354f Binary files /dev/null and b/img/einheitskreis_komplexe_zahlen.png differ diff --git a/img/einheitskreis_komplexe_zahlen.svg b/img/einheitskreis_komplexe_zahlen.svg new file mode 100644 index 0000000..7c75bb2 --- /dev/null +++ b/img/einheitskreis_komplexe_zahlen.svg @@ -0,0 +1,332 @@ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + image/svg+xml + + + + + + + + + + + + + + + + + + i + 1 + -i + -1 + 2i + -2i + 2 + -2 + + + diff --git a/img/einheitskreis_komplexe_zahlen2.svg b/img/einheitskreis_komplexe_zahlen2.svg new file mode 100644 index 0000000..cabe7b9 --- /dev/null +++ b/img/einheitskreis_komplexe_zahlen2.svg @@ -0,0 +1,438 @@ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + image/svg+xml + + + + + + + + + + + + + + + + + + i + -i + -1 + 2i + -2i + 2 + -2 + + a + b + |z|=1 + + + + + + a + n + b + n + + + diff --git a/img/visualisierung_komplexe_zahlen.png b/img/visualisierung_komplexe_zahlen.png new file mode 100644 index 0000000..7c6be7a Binary files /dev/null and b/img/visualisierung_komplexe_zahlen.png differ diff --git a/latex4ei/README.md b/latex4ei/README.md new file mode 100644 index 0000000..4c13b05 --- /dev/null +++ b/latex4ei/README.md @@ -0,0 +1,29 @@ +# LaTeX4EI Template +Write beautiful latex cheat sheets with minimal effort. + +## How to use +put `latex4ei` folder in `./template-files/` into the same folder as +your latex file. Specify \documentclass{latex4ei/latex4ei_sheet} and compile your code. +See the documentation for further details. + +## Permanent installation +Copy the `latex4ei` folder into your tex-distribution directory + +### Windows +Copy files to `C:\texlive\XXXX\texmf-dist\tex\latex\latex4ei` + +### Linux +```bash +sudo ln -s ./pkg /usr/share/texlive/texmf-dist/tex/latex/latex4ei +sudo mktexlsr +``` + +### Mac OS X +```bash +ln -s ./pkg /usr/local/texlive/texmf-local/tex/latex/latex4ei +``` + +If you want to share your documents please refer to the license.txt +Read the changelog.txt and known_bugs.txt and check [www.latex4ei.de](http://latex4ei.de) for updates. + +© 2011-2016, LaTeX4EI