ein wenig polish

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Valentin Boettcher 2018-01-02 18:51:09 +01:00
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@ -92,7 +92,7 @@ colback = blue!10,
\newtheorem*{proposition}{Proposition} \newtheorem*{proposition}{Proposition}
\newtheorem{lemma}{Lemma}[section] \newtheorem{lemma}{Lemma}[section]
\newtheorem*{korollar}{Korollar} \newtheorem*{korollar}{Korollar}
\theoremstyle{proof} \theoremstyle{definition}
\newtheorem*{prof}{Beweis} \newtheorem*{prof}{Beweis}
\theoremstyle{remark} \theoremstyle{remark}
\newtheorem*{bem}{Bemerkung} \newtheorem*{bem}{Bemerkung}
@ -1036,25 +1036,32 @@ Folge.
\] \]
\end{exa} \end{exa}
\begin{theo}{Gauss}{} \begin{theo}{Gausssches Eliminationsverfahren}{}
Jede Matrix kann durch elementare Zeilenumformungen auf die Stufenform gebracht Jede Matrix kann durch elementare Zeilenumformungen auf die Stufenform gebracht
werden. werden.
\end{theo} \end{theo}
\begin{prof}[] \label{} \begin{prof}[]
Sei \(A=\begin{matrix}a_{11}&...&a_{nn}\end{matrix}\). \\ Sei \(A=
Wenn \(A=0\) - Bewiesen. \\ \begin{pmatrix}
Wenn \(A\not=0\), dann gibt es eine Spalte \(\not= 0\). Sei a_{11} & \cdots & a_{1n} \\
\(j_1\) die Nummer dieser Spalte. Durch vertausche von Zeilen erreichen wir \vdots & \ddots & \vdots \\
zun"achst \(a_{1j_1}\not= 0\). Multiplaktion der ersten Zeule mit a_{n1} & \cdots & a_{nn} \\
\(\frac{1}{j_1}\). Jetzt Subtrahiere von jeder Zeile ab der Zweiten die erste
Zeile multipliziert mit \(a_{kj_1}\) (\(k=\) Nummer der Zeile). \\ \end{pmatrix}\).
\begin{itemize}
Wir erhalten dann Restmatrix \(A_1<A\) und wir wenden das selbe Verfahren auf \item Wenn \(A=0 \implies\) Bewiesen.
\(A_1\) an. Da \(A_1\) weniger Zeilen hat, stoppt der ganze Prozess. \item Wenn \(A\not=0\), dann gibt es eine Spalte \(\not= 0\). Sei
\(j_1\) die Nummer dieser Spalte. Durch vertausche von Zeilen erreichen wir
zun"achst \(a_{1j_1}\not= 0\). Multiplaktion der ersten Zeile mit
\(\frac{1}{a_{1j_1}}\). Jetzt Subtrahiere von jeder Zeile ab der Zweiten die erste
Zeile multipliziert mit \(a_{kj_1}\) (\(k=\) Nummer der Zeile).\\
Wir erhalten dann Restmatrix \(A_1<A\) und wir wenden das selbe Verfahren auf
\(A_1\) an. Da \(A_1\) weniger Zeilen hat, stoppt der ganze Prozess.
\end{itemize}
\begin{notte} \begin{notte}
Nach diesem Verfahren gilt sogar: Pivotelemente sind alle \$=1\$1 Nach diesem Verfahren gilt sogar: Pivotelemente sind alle \(=1\)
\end{notte} \end{notte}
\end{prof} \end{prof}
@ -1076,12 +1083,6 @@ Nach diesem Verfahren gilt sogar: Pivotelemente sind alle \$=1\$1
\Rightarrow & \begin{gmatrix}[p] \Rightarrow & \begin{gmatrix}[p]
1 & 2 \\ 1 & 2 \\
0 & 1 0 & 1
\rowops
\add[-2]{1}{0}
\end{gmatrix} \\
\Rightarrow & \begin{gmatrix}[p]
1 & 0 \\
0 & 1
\end{gmatrix} \end{gmatrix}
\end{align*} \end{align*}
\end{exa} \end{exa}
@ -1089,7 +1090,7 @@ Nach diesem Verfahren gilt sogar: Pivotelemente sind alle \$=1\$1
\begin{definition}{Reduzierte Zeilenstufenform}{} \begin{definition}{Reduzierte Zeilenstufenform}{}
Nachdem wir die Zeilenstufenform mit Pivotelementen \(=1\) erreicht haben, k"onnen Nachdem wir die Zeilenstufenform mit Pivotelementen \(=1\) erreicht haben, k"onnen
wir durch weitere Zeilenumformungen die eintr"age zu Null f"uhren, die oberhalb wir durch weitere Zeilenumformungen die eintr"age zu Null f"uhren, die oberhalb
von Pivotelementen stehen; Die Finalform heisst dann \textbf{reduzierte von Pivotelementen stehen. Die Finalform heisst dann \textbf{reduzierte
Zeilenstufenform}. Zeilenstufenform}.
\end{definition} \end{definition}
@ -1114,6 +1115,7 @@ Basisvariablen werden dann durch Freie Variablen ausgedr"uckt.
\end{enumerate} \end{enumerate}
\end{relation} \end{relation}
\todo{Ergaenzen!!}
In unserem Beispiel l"asst sich die L"osung so aufschreiben: In unserem Beispiel l"asst sich die L"osung so aufschreiben:
@ -1124,34 +1126,58 @@ l"asst sich dann auch so aufschreiben:$\backslash$\ \(:=A\cdot x\), wobei \(x=\)
\section{Matrizenrechnung} \section{Matrizenrechnung}
\label{sec:org0f3e63e} \label{sec:org0f3e63e}
\begin{definition}{Matrix-Spaltenvektor Produkt}{} \begin{definition}{Matrix-Spaltenvektor Produkt}{}
Das Produkt von einer \(m\times n\) Matrix \(A\) und einer Spalte (in dieser Das Produkt von einer \(m\times n\) Matrix \(A\) und einer Spalte \(x=\begin{pmatrix}
Reihenfolge) wird definiert durch \(A\cdot x =\). In dieser Spalte wird das LGS x_1\\\vdots\\x_n
\(A\cdot b\). \end{pmatrix}\) (in dieser
Reihenfolge) wird definiert durch \[A\cdot x =
\begin{pmatrix}
a_{11}x_1 + \cdots + a_{1n}x_n \\
\cdots \\
a_{m1}x_1 + \cdots + a_{mn}x_n
\end{pmatrix}
=x_1\cdot\begin{pmatrix}
a_{11}\\\vdots\\a_{m1}
\end{pmatrix} + \cdots +
x_n\cdot\begin{pmatrix}
a_{n1}\\\vdots\\x_{mn}
\end{pmatrix}
\]
\end{definition} \end{definition}
Die Menge von Matrizen der Gr"osse \(m\times n\) mit Eintr"agen in \(K\) wird durch \begin{exa}
\(M(m\times n, k)\) oder \(K^{m\times n}\) bezeichnet. Matrizen der Gr"osse \(1\times In dieser Schreibweise wird das LGS
n\) heissen Spalten der L"ange \(n\). Matrizen der Gr"osse \(n\times 1\) heissen \(A\cdot x = b\).
Zeilen der L"ange \(n\). \end{exa}
\todo{Besipiel Ergaenzen}
\begin{notation}$ $\newline
\begin{itemize}
\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.
\item Matrizen der Gr"osse \(1\times
n\) heissen \textbf{Spalten} der L"ange \(n\).
\item Matrizen der Gr"osse \(n\times 1\) heissen
\textbf{Zeilen} der L"ange \(n\).
\end{itemize}
\end{notation}
\begin{definition}{Addition}{} \begin{definition}{Addition von Matrizen}{}
Matrizen gleicher Gr"osse kann man eintragsweise Addieren: \$A,B \(\in\) K\(^{\text{m}\texttimes{}\text{ Matrizen gleicher Gr"osse kann man eintragsweise Addieren. Seien \(A,B \in K^{m\times n}\), dann ist ihre Summe: \[(A+B)_{ij}:=A_{ij}+B_{ij}\]
n}}\) \(\rightarrow\) (A+B)\(_{\text{ij}}\):=\$A\(_{\text{ij}}\)+B\(_{\text{ij}}\)\$\$
\end{definition} \end{definition}
\begin{definition}{Multiplikation}{} \begin{definition}{Skalarmultiplikation von Matrizen}{}
Matrizen kann man mit Zahlen multiplizieren (indem man jeden eintrag mit dieser Matrizen kann man mit Zahlen multiplizieren (indem man jeden eintrag mit dieser
Zahl multipliziert). Zahl multipliziert).
\[(\lambda \cdot A)_{ij}:=\lambda \cdot A_{ij}\]
\((\lambda \cdot A)_{ij}:=\lambda \cdot A_{ij}\).
\end{definition} \end{definition}
\begin{definition}{Produkt}{} \begin{definition}{Matrix-Multiplikation}{}
Wenn die Breite von \(A\) mit der H"ohe von \(B\) "ubereinstimmt, kann man das Wenn die Breite von \(A\) mit der H"ohe von \(B\) "ubereinstimmt, kann man das
Produkt \(A\cdot B\) definieren: \\ Produkt \(A\cdot B\) definieren: \\
\(A\cdot B:=(A\cdot b_1\; \cdots \; A\cdot b_n)\) mit \(B=(b_1\; \cdots\; b_n)\) (Spalten) \(A\cdot B:=(A\cdot b_1\; \cdots \; A\cdot b_n)\) mit \(B=(b_1\; \cdots\; b_n)\) (Spalten)
mit \(A\cdot B \in K^{p\times n}\) mit \(A\cdot B \in K^{p\times n}\)
\end{definition} \end{definition}
\begin{exa}
\({\begin{pmatrix}1&1\\{\color {red}0}&{\color {red}1}\\1&0\end{pmatrix}}{\begin{pmatrix}4&6&{\color {red}8}&2\\5&7&{\color {red}9}&3\end{pmatrix}}={\begin{pmatrix}9&13&17&5\\5&7&{\color {red}9}&3\\4&6&8&2\end{pmatrix}}\)
\end{exa}
\section{Eigenschaften der Matrix-Multiplikation} \section{Eigenschaften der Matrix-Multiplikation}
\label{sec:org8eaaee0} \label{sec:org8eaaee0}