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989f91ba25
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6eac8ab633
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@ -415,32 +415,12 @@ Wenn $D$ nicht ganzzahlig $\rightarrow$ Fraktal
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\subsubsection{Präfraktale}
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Als Präfraktale werden Fraktale einer bestimmter Ordnung verstanden. Ordnung 5 entspricht 5 Bildungsschritten. Ein ideales Fraktal besteht aus unendlich solcher Schritte. Ordnung 1 entspricht dem \textbf{Generator}.
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\subsection{Beispiel}
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Wenden Sie die zugrunde liegende Vorschrift für einen Würfel der Grösse $L=360\mu m$ für unendlich viele Iterationen
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an unter der Annahme, dass «die Löcher» Körner sind. In jeder Iteration werden aus einem Würfel der Kantenlänge $l$ 27 kleine Würfel der Kantenlänge $l/3$ erzeugt; 7 werden davon weggenommen (als Loch dargestellt, das hier ein Korn sein soll) und 20 kleine
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Würfel bleiben übrig, die dann wieder verkleinert werden. \\
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Zeigen sie, dass die in jeder Iteration erzeugten Kornvolumen durch eine geometrische Folge
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dargestellt werden. \\
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Wir bilden die Folge der in einer Iteration $n$ erzeugten Kornvolumen, $V_n$ , in der Einheit von
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Kubikmikrometern um $^3$. In jeder Iteration $n$ wird folgendes Kornvolumen erzeugt:
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$$V_n = 20^{n-1} \cdot 7 \cdot \bigg(\frac{360}{3^n}\bigg)^3$$
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Das Verhältnis von zwei aufeinanderfolgenden Folgegliedern ist:
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$$\frac{V_{n+1}}{V_n} = \frac{20^{n} \cdot 7 \cdot \big(\frac{360}{3^n}\big)^3}{20^{n-1} \cdot 7 \cdot \big(\frac{360}{3^{n+1}}\big)^3} = \frac{20}{3^3}$$
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dieses Verhältnis ist offensichtlich von der Iterationszahl $n$ unabhängig und konstant, es handelt sich also um eine geometrische Folge. \\
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Die kumulierten Kornvolumen bilden dann eine geometrische Reihe $s_n$, mit der Formel
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$$s_n = a_1 \frac{1-q^n}{1-q}$$
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wobei $a_1 = V_1$ und $q=\frac{20}{27}$. Wir erhalten
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$$s_n = \sum_{i=1}^{i=n} V_i = V_1 \frac{1-(\frac{20}{27})^n}{1-\frac{20}{27}} = ... = 360^3 \bigg(1- \bigg(\frac{20}{27}\bigg)^n\bigg)$$
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Berechnen sie das in unendlich vielen Iterationen erzeugte Kornvolumen $s_\infty$
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$$s_\infty = V_1 \frac{1}{1-\frac{20}{27}} = 360^3 = 46.656\cdot 10^6 \mu m^3$$
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\subsection{Anwendung in der Bodenphysik}
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\subsubsection{Wassersättigung}
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$$\Theta = \frac{\theta(h)}{\theta_s} = \bigg(\frac{h_b}{h}\bigg)^\lambda$$
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\section{Taylor-Reihe}
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An der stelle $a$ einer Funtkion $f(x)$
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$$f(a) + \frac{f'(a)}{1!}(x-a) + \frac{f''(a)}{2!}(x-a)^2 + \frac{f'''(a)}{3!}(x-a)^3 + ...$$
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@ -478,7 +458,7 @@ Jannis Portmann, FS21
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\begin{itemize}
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\item Abb. \ref{fig:geo-coordinates}: E\^(nix) \& ttog, \url{https://de.wikipedia.org/wiki/Geographische_Koordinaten#/media/Datei:Geographic_coordinates_sphere.svg}
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\item Abb. \ref{fig:sir}, \ref{fig:sir-2}: Vorlesungsunterlagen
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\item Abb. \ref{fig:phasenlinien}: Jannis Portmann, basierend auf Vorlesungsunterlagen
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\item Abb. \ref{fig:phasenlinien}: Jannis Portmann basierend auf Vorlesungsunterlagen, CC BY-SA 3.0
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\end{itemize}
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\end{multicols*}
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@ -13,7 +13,7 @@ Vorschau-PDF werden automatisch unter https://server.thisfro.ch/download/latex-p
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Falls du irgendwelche Fehler findest oder Sache ergänzen willst, darfst du die gerne selbst korrigieren/einfügen und einen Pull request öffnen. Ansonsten kontaktiere mich direkt ([jannisp](jannispmailto:jannisp@student.ethz.ch)).
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## Copyleft
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Ausser den Grafiken unterliegt die Zusammenfassung der [Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0 International License][cc-by-sa].
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Ausser den Grafiken unterliegte die Zusammenfassung der [Creative Commons Attribution-ShareAlike 3.0 International License][cc-by-sa].
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[![CC BY-SA 3.0][cc-by-sa-image]][cc-by-sa]
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