Lila hat nun ihr Studium begonnen. Sie hat sich für ein technisch orientiertes Mathestudium an einer Berliner Uni entschieden. Am liebsten mag sie die Informatik-Vorlesungen. Jetzt hat sie etwas über Warteschlangen gehört. Das ist eine Methode, wo man in eine Liste immer nur Dinge an der einen Seite hinzufügt und auf der anderen Seite wegnimmt. First-In, First-Out. Wie bei der U-Bahn denkt sie. Es kommen Leute rein und gehen welche raus. Sie überlegt, ob sie damit Jennys kontinuierliches Modell nicht viel besser machen kann. (mehr …)
Jennys Fahrgastberechnungen
Lila und Jenny sind in Berlin unterwegs. Sie wollen am Potsdamer Platz in die U2 einsteigen und in Richtung Pankow fahren. Doch es ist sehr voll. Es ist so voll, dass sie auf die nächste Bahn warten. Aber die ist auch so voll. Lila fragt Jenny, ob das immer so ist.
Lila Sag mal, wie kommen wir da mit? Wird das auch mal besser?
Jenny Haha, in Stoßzeiten ist das ein Problem. Man kann das gut mathematisch modellieren, ich hab‘ da mal einen Bericht über das Fahrgastaufkommen gelesen und da habe ich mal ein Modell gemacht. (mehr …)
Hyperbolische Geometrie für Serververbindungen II
Ben und Rike hatten den hyperbolischen Abstand im Einstein-Modell für Computernetze diskutiert. Jetzt will Ben mit Rike die Netze selbst diskutieren. Das Modell ist nicht so einfach zu verstehen und vor lauter Modellbetrachtungen kommt Ben nicht auf den Punkt. Sein Ziel ist es, selbst so ein Netz aufzubauen und vorher zu simulieren (mehr …)
Hyperbolische Geometrie für Serververbindungen I
Ben hat in Nature Communications einen interessanten Artikel von Marián Boguñá und Kollegen über die Modellierung des Internets mit hyperbolischen Geometrien gelesen. Er versucht, das rechnerisch nachzuvollziehen, doch es ist schwieriger als erwartet. So fragt er Rike.
Ben Hi, Rike, ich hab‘ da so ein sogenanntes Einstein-Modell für das globale Internetsystem. Es geht darum, immer mehr Server zu verbinden, die Geometrie der Erde aufzugreifen und kurze Verbindungswege zu schaffen. Mit einer hyperbolischen Geometrie auf dem Kreis kann das sehr gut simuliert werden. Da passen (weiter draußen und am Rand) unendlich viele Punkte rein. Also genug Platz für zukünftige Server. Nur diese hyperbolische Geometrie, die macht mir echt zu schaffen. (mehr …)
Was die Welt im Innersten zusammenhält
Jenny hat Lila eingeladen, ihr ihre Uni zu zeigen.
Lila Wie bist Du mit Deinem Mathestudium zufrieden?
Jenny Weißt Du, wir haben viele mathematische Fächer und Wahlmöglichkeiten, ich könnte Dir von allen erzählen, ein paar Anekdoten von den Profs und von uns Studis, aber das ist ja nicht das Wichtigste. Ich habe für mich entdeckt, dass die meisten Vorlesungen axiomatisch aufgebaut sind:
Mathematik im Kleinen
In der Analysis fängt man mit Zahlen, Folgen, Reihen an, dann Funktionen, ihre Ableitung und Integrale. Das geht ziemlich straight forward, ohne groß nach Zahlen oder Folgen selbst zu fragen, als wollte der Prof nur den Grenzwert definieren. Als der Grenzwertbegriff dann an der Tafel stand, haben seine Augen richtig geleuchtet. Als wäre er einen Berg hinaufgeklettert und angekommen. Aber kaum waren wir beim Grenzwert angenommen, ging es zum Nächsten. Als läuft er uns davon und wir hinterher. Nur jetzt im Sommer habe ich mal Gelegenheit, über alles nachzudenken. Kennst Du das: (mehr …)
Die Berliner Tunnelaufgabe
Charly ist nun mal in Berlin und heute schafft er es endlich, Rike zu treffen. Sie freuen sich. Rike fragt Charly, wie es ihm geht. Hat er auch schon Abi-Aufgaben betreut? Kennt er die Berliner Aufgaben? Der Tagespiegel hat sie wegen des großen Protestes veröffentlicht. Hier ist die Aufgabe über einen Tunnelbau. (mehr …)
Die Autobahnaufgabe
Charly, Lila und Max sitzen abends zusammen. Charly berichtet über die neusten Katastrophen aus dem Matheunterricht, so zum Beispiel von einer Autobahnaufgabe für die 11. Klasse. Die Aufgabe geht so:
Lilas Fun Run Program
Charly hat noch Ferien und kommt nach Berlin. Lila will ein TigerJython-Programm für einen Volkslauf schreiben. Beim Zieleinlauf will sie die Nummer des Läufers eingeben und hofft, gleichzeitig die Zeit mitzunotieren. Das will sie nun testen. (mehr …)
Wie funktioniert der "doppelte" Zufall?
Als Ben einen interessanten Artikel über zufällige Oberflächenstrukturen im Quanta Magazine gelesen hat, überdenkt er diese zufällige Kachelungsgeschichte, reißt kurzerhand seine (und Rikes) Küchenecke ab und macht alles neu. Ihm ist nämlich aufgefallen, dass Rike die Kacheln mit zufälliger Drehung gleichmäßig angeordnet hat: möglichst in jeder Zeile und Spalte je eine aus den verschiedenen Intervallen. So liegen nun die Kacheln mit den größten Drehungen weit auseinander und die meisten mit den fast unscheinbaren Drehungen bilden das "Mittelfeld". Was passiert aber, wenn er die Kacheln mit noch breiterer Varianz als von Rike vorgeschlagen von innen nach außen wieder mit der Gaußverteilung anordnet? Die Gaußverteilung also doppelt anwendet – auf den Winkel und auf die örtliche Verteilung. Die größten Drehungen kommen zuerst in die Mitte; dann „docken sich“ die anderen mit absteigenden Drehwinkeln an, genau wie im Quanta Magazine, wo sich die Bausteine zufällig andocken und konsistente Strukturen entstehen. (mehr …)
Wie Fermat-Zahlen Lila herausgefordert haben
Jenny besucht Lila in ihrem Zimmer in Berlin. Jenny ist zwar Mathestudentin, hat aber wenige Programmierkenntnisse. Und Lila interessiert sich sehr fürs Programmieren. Sie hat schon ein paar Programme geschrieben. Beide überlegen, wie man wohl weitere Fermat-Primzahlen findet.
Lila Diese Fermat-Zahlen kann ich gut berechnen. Jenny, wie war die Formel?
Jenny
