diff --git a/LinAlg2.tex b/LinAlg2.tex index eb5cb7f..1e39cd1 100644 --- a/LinAlg2.tex +++ b/LinAlg2.tex @@ -81,10 +81,10 @@ \newcommand\homkv{\Hom_\K(V, V)} \newcommand\homk{\Hom_\K} -\newcommand\inner[2]{\langle #1, #2 \rangle} -\newcommand\norm[1]{\lVert #1 \rVert} +\newcommand\inner[2]{\left\langle #1, #2 \right\rangle} +\newcommand\norm[1]{\left\lVert #1 \right\rVert} \newcommand\ontop[2]{\genfrac{}{}{0pt}{0}{#1}{#2}} -\newcommand\abs[1]{\lvert #1 \rvert} +\newcommand\abs[1]{\left\lvert #1 \right\rvert} \begin{document} @@ -2111,6 +2111,7 @@ $V = \C^n, u = (u_1, \dots, u_n), v = (v_1, \dots, v_n)$ \\ $u \cdot v = \sum\limits_{i=1}^n u_i \overline{v_i}$ ist skalares Produkt \par Wir zeigen nun, dass jeder euklidische Vektorraum in einen unitären Vektorraum eingebettet werden kann. +\newpage \begin{defin} Sei $V$ ein \R-Vektorraum. @@ -2205,9 +2206,9 @@ Auch skalare Produkte können eindeutig fortgesetzt werden. - \frac{\inner uv \inner vu }{\inner vv } + \frac{\cancel{\inner vv } \inner uv \inner vu } {\inner{v}{v}^{\cancel{2}}} \\ - & = \inner uu - \frac{\lvert \inner uv \rvert^2}{\inner vv } \\ - & \implies 0 \le \inner uu \inner vv - \lvert \inner uv \rvert ^2 \\ - & \implies \inner uu \inner vv \ge \lvert \inner uv \rvert^2. + & = \inner uu - \frac{\abs{ \inner uv }^2}{\inner vv } \\ + & \implies 0 \le \inner uu \inner vv - \abs{ \inner uv } ^2 \\ + & \implies \inner uu \inner vv \ge \abs{ \inner uv }^2. \end{align*} Gleichheit gilt, wenn $\inner{u - \lambda v}{u - \lambda v} = 0$, also $u, v$ linear abhängig. \end{proof} @@ -2345,10 +2346,9 @@ Auch skalare Produkte können eindeutig fortgesetzt werden. \end{align*} Eindeutigkeit: Sei $\tilde b_{n+1}$ ein weiterer Vektor mit i), ii) \begin{align*} - & \implies \tilde b_{n+1} = \mu_1 b_1 + \dots + \mu_n b_n + \mu b_{n+1} \\ - & \forall i \in [n]: 0 = \inner{\tilde b_{n+1}}{b_i} = \mu_i \implies \tilde b_{n+1} = \mu b_{n+1} \\ - & 1 = \norm{\tilde b_{n+1}} = \lvert \mu \rvert \norm{b_{n+1}} = \lvert \mu \rvert \implies \lvert \mu - \rvert = 1 \\ + & \implies \tilde b_{n+1} = \mu_1 b_1 + \dots + \mu_n b_n + \mu b_{n+1} \\ + & \forall i \in [n]: 0 = \inner{\tilde b_{n+1}}{b_i} = \mu_i \implies \tilde b_{n+1} = \mu b_{n+1} \\ + & 1 = \norm{\tilde b_{n+1}} = \abs{\mu} \norm{b_{n+1}} = \abs{\mu} \implies \abs{\mu} = 1 \\ & \det(\tilde M_{n+1}) = \det(M_n) \cdot \mu > 0 \implies \mu = 1 \land \tilde b_{n+1} = b_{n+1} \end{align*} \end{itemize} @@ -3075,7 +3075,7 @@ Das sind genau die Längen- und Winkelerhaltenden Abbildungen. \begin{enumerate}[label=\alph*)] \item Folgt direkt aus Satz~\ref{theo:3.3.2}: \begin{align*} - \norm{\underset{\substack{\rotatebox{90}{=} \\u+iv}}{v_\C}} + \underset{\substack{\rotatebox{90}{=} \\u+iv}}{\norm{v_\C}} = 1 & \iff \norm u^2 + \norm v^2 = 1 \\ & \implies \norm{\alpha_\C(v_\C)} = \norm{\alpha(u)}^2 + \norm{\alpha(v)}^2 = 1 \end{align*} @@ -4097,7 +4097,8 @@ Wir haben eine echte Verallgemeinerung. \subsubsection{Anwendung: Methode der kleinsten Quadrate} Sei $Ax = b$ Lineares Gleichungssystem mit $L(A,b) = \emptyset$. Versuche ein $x$ zu finden mit $\norm{Ax-b}_{\K^m}$ minimal, $\norm{\alpha(v) - w}$ minimal. -Sei $b_1, \dots, b_n$ Orthonormalbasis von $V$, $b_1', \dots, b_m'$ ONB von $W$. +Sei $b_1, \dots, b_n$ Orthonormalbasis von $V$, \\ +$b_1', \dots, b_m'$ ONB von $W$. $\langle b_1, \dots, b_r \rangle = \ker(\alpha)^\bot, \langle b_1', \dots b_r'\rangle = \im(\alpha)$ $v = \sum_{i=1}^n \lambda_i b_i \implies \alpha(v) = \sum_{i=1}^r s_i \lambda_i b_i'$ $w = \sum_{i=1}^n \mu_i b_i'$