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\newtheorem*{proposition}{Proposition}
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\newtheorem{lemma}{Lemma}[section]
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\newtheorem*{korollar}{Korollar}
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\theoremstyle{proof}
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\theoremstyle{definition}
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\newtheorem*{prof}{Beweis}
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\theoremstyle{remark}
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\newtheorem*{bem}{Bemerkung}
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@ -1036,25 +1036,32 @@ Folge.
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\]
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\end{exa}
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\begin{theo}{Gauss}{}
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\begin{theo}{Gausssches Eliminationsverfahren}{}
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Jede Matrix kann durch elementare Zeilenumformungen auf die Stufenform gebracht
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werden.
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\end{theo}
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\begin{prof}[] \label{}
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Sei \(A=\begin{matrix}a_{11}&...&a_{nn}\end{matrix}\). \\
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Wenn \(A=0\) - Bewiesen. \\
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Wenn \(A\not=0\), dann gibt es eine Spalte \(\not= 0\). Sei
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\(j_1\) die Nummer dieser Spalte. Durch vertausche von Zeilen erreichen wir
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zun"achst \(a_{1j_1}\not= 0\). Multiplaktion der ersten Zeule mit
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\(\frac{1}{j_1}\). Jetzt Subtrahiere von jeder Zeile ab der Zweiten die erste
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Zeile multipliziert mit \(a_{kj_1}\) (\(k=\) Nummer der Zeile). \\
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Wir erhalten dann Restmatrix \(A_1<A\) und wir wenden das selbe Verfahren auf
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\(A_1\) an. Da \(A_1\) weniger Zeilen hat, stoppt der ganze Prozess.
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\begin{prof}[]
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Sei \(A=
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\begin{pmatrix}
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a_{11} & \cdots & a_{1n} \\
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\vdots & \ddots & \vdots \\
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a_{n1} & \cdots & a_{nn} \\
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\end{pmatrix}\).
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\begin{itemize}
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\item Wenn \(A=0 \implies\) Bewiesen.
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\item Wenn \(A\not=0\), dann gibt es eine Spalte \(\not= 0\). Sei
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\(j_1\) die Nummer dieser Spalte. Durch vertausche von Zeilen erreichen wir
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zun"achst \(a_{1j_1}\not= 0\). Multiplaktion der ersten Zeile mit
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\(\frac{1}{a_{1j_1}}\). Jetzt Subtrahiere von jeder Zeile ab der Zweiten die erste
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Zeile multipliziert mit \(a_{kj_1}\) (\(k=\) Nummer der Zeile).\\
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Wir erhalten dann Restmatrix \(A_1<A\) und wir wenden das selbe Verfahren auf
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\(A_1\) an. Da \(A_1\) weniger Zeilen hat, stoppt der ganze Prozess.
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\end{itemize}
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\begin{notte}
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Nach diesem Verfahren gilt sogar: Pivotelemente sind alle \$=1\$1
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Nach diesem Verfahren gilt sogar: Pivotelemente sind alle \(=1\)
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\end{notte}
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\end{prof}
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@ -1076,12 +1083,6 @@ Nach diesem Verfahren gilt sogar: Pivotelemente sind alle \$=1\$1
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\Rightarrow & \begin{gmatrix}[p]
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1 & 2 \\
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0 & 1
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\rowops
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\add[-2]{1}{0}
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\end{gmatrix} \\
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\Rightarrow & \begin{gmatrix}[p]
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1 & 0 \\
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0 & 1
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\end{gmatrix}
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\end{align*}
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\end{exa}
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@ -1089,7 +1090,7 @@ Nach diesem Verfahren gilt sogar: Pivotelemente sind alle \$=1\$1
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\begin{definition}{Reduzierte Zeilenstufenform}{}
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Nachdem wir die Zeilenstufenform mit Pivotelementen \(=1\) erreicht haben, k"onnen
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wir durch weitere Zeilenumformungen die eintr"age zu Null f"uhren, die oberhalb
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von Pivotelementen stehen; Die Finalform heisst dann \textbf{reduzierte
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von Pivotelementen stehen. Die Finalform heisst dann \textbf{reduzierte
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Zeilenstufenform}.
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\end{definition}
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@ -1114,6 +1115,7 @@ Basisvariablen werden dann durch Freie Variablen ausgedr"uckt.
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\end{enumerate}
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\end{relation}
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\todo{Ergaenzen!!}
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In unserem Beispiel l"asst sich die L"osung so aufschreiben:
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@ -1124,34 +1126,58 @@ l"asst sich dann auch so aufschreiben:$\backslash$\ \(:=A\cdot x\), wobei \(x=\)
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\section{Matrizenrechnung}
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\label{sec:org0f3e63e}
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\begin{definition}{Matrix-Spaltenvektor Produkt}{}
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Das Produkt von einer \(m\times n\) Matrix \(A\) und einer Spalte (in dieser
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Reihenfolge) wird definiert durch \(A\cdot x =\). In dieser Spalte wird das LGS
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\(A\cdot b\).
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Das Produkt von einer \(m\times n\) Matrix \(A\) und einer Spalte \(x=\begin{pmatrix}
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x_1\\\vdots\\x_n
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\end{pmatrix}\) (in dieser
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||||
Reihenfolge) wird definiert durch \[A\cdot x =
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\begin{pmatrix}
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a_{11}x_1 + \cdots + a_{1n}x_n \\
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||||
\cdots \\
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||||
a_{m1}x_1 + \cdots + a_{mn}x_n
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||||
\end{pmatrix}
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||||
=x_1\cdot\begin{pmatrix}
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||||
a_{11}\\\vdots\\a_{m1}
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||||
\end{pmatrix} + \cdots +
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||||
x_n\cdot\begin{pmatrix}
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||||
a_{n1}\\\vdots\\x_{mn}
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||||
\end{pmatrix}
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||||
\]
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||||
\end{definition}
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||||
Die Menge von Matrizen der Gr"osse \(m\times n\) mit Eintr"agen in \(K\) wird durch
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\(M(m\times n, k)\) oder \(K^{m\times n}\) bezeichnet. Matrizen der Gr"osse \(1\times
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||||
n\) heissen Spalten der L"ange \(n\). Matrizen der Gr"osse \(n\times 1\) heissen
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Zeilen der L"ange \(n\).
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\begin{exa}
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In dieser Schreibweise wird das LGS
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\(A\cdot x = b\).
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\end{exa}
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\todo{Besipiel Ergaenzen}
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\begin{notation}$ $\newline
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\begin{itemize}
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\item Die Menge von Matrizen der Gr"osse \(m\times n\) mit Eintr"agen in \(K\) wird durch \(M(m\times n, K)\) oder \(K^{m\times n}\) bezeichnet.
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||||
\item Matrizen der Gr"osse \(1\times
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||||
n\) heissen \textbf{Spalten} der L"ange \(n\).
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||||
\item Matrizen der Gr"osse \(n\times 1\) heissen
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||||
\textbf{Zeilen} der L"ange \(n\).
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||||
\end{itemize}
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||||
\end{notation}
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\begin{definition}{Addition}{}
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||||
Matrizen gleicher Gr"osse kann man eintragsweise Addieren: \$A,B \(\in\) K\(^{\text{m}\texttimes{}\text{
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n}}\) \(\rightarrow\) (A+B)\(_{\text{ij}}\):=\$A\(_{\text{ij}}\)+B\(_{\text{ij}}\)\$\$
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||||
\begin{definition}{Addition von Matrizen}{}
|
||||
Matrizen gleicher Gr"osse kann man eintragsweise Addieren. Seien \(A,B \in K^{m\times n}\), dann ist ihre Summe: \[(A+B)_{ij}:=A_{ij}+B_{ij}\]
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||||
\end{definition}
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||||
\begin{definition}{Multiplikation}{}
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||||
\begin{definition}{Skalarmultiplikation von Matrizen}{}
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||||
Matrizen kann man mit Zahlen multiplizieren (indem man jeden eintrag mit dieser
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||||
Zahl multipliziert).
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||||
\((\lambda \cdot A)_{ij}:=\lambda \cdot A_{ij}\).
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||||
\[(\lambda \cdot A)_{ij}:=\lambda \cdot A_{ij}\]
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||||
\end{definition}
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||||
\begin{definition}{Produkt}{}
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||||
\begin{definition}{Matrix-Multiplikation}{}
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||||
Wenn die Breite von \(A\) mit der H"ohe von \(B\) "ubereinstimmt, kann man das
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Produkt \(A\cdot B\) definieren: \\
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\(A\cdot B:=(A\cdot b_1\; \cdots \; A\cdot b_n)\) mit \(B=(b_1\; \cdots\; b_n)\) (Spalten)
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mit \(A\cdot B \in K^{p\times n}\)
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||||
\end{definition}
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||||
\begin{exa}
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||||
\({\begin{pmatrix}1&1\\{\color {red}0}&{\color {red}1}\\1&0\end{pmatrix}}{\begin{pmatrix}4&6&{\color {red}8}&2\\5&7&{\color {red}9}&3\end{pmatrix}}={\begin{pmatrix}9&13&17&5\\5&7&{\color {red}9}&3\\4&6&8&2\end{pmatrix}}\)
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||||
\end{exa}
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\section{Eigenschaften der Matrix-Multiplikation}
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\label{sec:org8eaaee0}
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