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Orthonormalbasis bilden nach Gramm-Schmidt

Frage: Orthonormalbasis bilden nach Gramm-Schmidt
(14 Antworten)


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Aufgabe 1 c)
Zitat:

http://www.mi.uni-koeln.de:8924/Blatt02.pdf


Bin gerade dabei, doch irgendwie will es nicht ganz.

ICh kriege heraus, dass meine ONB so aussieht: {1, t, t²-1/3, t³-3/5t}

Könnte das hinkommen? Wenn nicht, poste ich meine Rechnung bzw. meinen Weg.
Frage von shiZZle | am 14.04.2012 - 16:26


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Antwort von v_love | 14.04.2012 - 16:52
die normierung der dinger stimmt nicht,
siehe auch http://de.wikipedia.org/wiki/Legendre-Polynom (bei eigenschaften +monomdarstellung)


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Antwort von shiZZle | 14.04.2012 - 18:01
Dann hab ich wohl die falsche Formel gefunden. Hab jetzt mal umgedacht, also:

u2 = v2 - <v2,u1>/||u2|| *u1

mit v als vektor der geordneten Basis und u2 als Vektor der ONB


u3 = v3 - <v3,u1>/||u3||*u1 -<v3,u2>/||u3|| * u2


Beim Normieren gilt doch aber: ||x|| = sqrt(<x,x>) also muss ich doch auch das Skalarprodukt verwenden mit dem Integral wie es hier vorgegeben ist und NICHT das kanonische Skalarprodukt oder?


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Antwort von v_love | 14.04.2012 - 18:12
(e_i) orthonormalbasis im prähilbertraum (H,<.|.>) heißt <e_i|e_j>=delta_ij, wobei hier s(f,g)=<f|g>. das dies ein skalarprodukt ist folgt im wesentlichen aus b).

(im übrigen bist du auch nicht im R^n, auch wenn P_3 zu R^4 isomorph ist)


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Antwort von shiZZle | 14.04.2012 - 18:19
Das das ein skalarprodukt ist, ist ja klar. Man hat durch b ja positiv Definit bewiesen. Also muss ich dann quasi auch mit dem Integral beim Normieren arbeiten.


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Antwort von shiZZle | 14.04.2012 - 20:04
Irgendwie will es nicht klappen. ICh fang mal an zu rechnen.

Sei u ONB Vektor und v aus der Basis.

Sei u1 = 1

u2` = v2 - <u1,v2>*u1 = t - <1,t> = t - 0 = t

u2 = u2`/||u2`|| = t/sqrt(<t,t>) = t/sqrt(2/3) = sqrt(3/2)*t


u3` = v3 - <u1,v3>*u1 - <u2,v3>u2 = t² - <1,t²> - <sqrt(3/2)*t,t²)*sqrt(3/2)*t

= t² - 2/3 - sqrt(3/2)* <t,t²>*sqrt(3/2)*t = t² - 2/3 - 3/2*t*0 = t² -2/3

u3 = u3`/||u3`|| = (t² -2/3)/sqrt(<t² -2/3 ,t² -2/3>)....

stimmt das soweit?


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Antwort von v_love | 14.04.2012 - 20:43
u1 ist nicht auf 1 normiert, und u3=sqrt(5/2)*P2(t), wobei P2 das legendre-polynom 2ten grades ist.. (stimmt bei dir auch nicht)


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Antwort von shiZZle | 14.04.2012 - 20:49
Legendre Polynom wurde noch nicht eingeführt.

u1 = 1/2 müsste es sein. Demnach ändern sich auch die anderen Vektoren.


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Antwort von v_love | 14.04.2012 - 20:54
"Legendre Polynom wurde noch nicht eingeführt."

ist egal, mir ging´s nur um die lösung.

"u1 = 1/2 müsste es sein."

auch nicht, |u1(x)|²=1/4, also ||u1||²=1/2.


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Antwort von shiZZle | 14.04.2012 - 23:08
Stimmt habe falsch formiert. Wäre ja 1/ sqrt(<1,1>) = 1/sqrt(2)


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Antwort von shiZZle | 15.04.2012 - 17:35
Wie funktioniert das eigentlich mit dem polynom in Legendre? Also woher kriegst du bei u3 deine sqrt(5/2)?

 
Antwort von ANONYM | 15.04.2012 - 17:42
Passt jetzt nicht hier rein, aber jetzt mal ernsthaft.
Wer braucht das zu können?


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Antwort von v_love | 15.04.2012 - 17:58
die legendrepolynome sind via P_n(1)=1 normiert.

das erklärt natürlich nicht den vorfaktor, macht aber plausibel, wieso es nicht 1 ist oder nicht 1 sein muss.
um den vorfaktor zu erklären, muss man sich die genaue def. anschauen. das ist für die aufgabe aber völlig irrelevant, ich wollte nur die lösung hinschreiben.

(polynome, die orthogonal bezüglich eines skalarprodukts <f|g>=int k*f*g dx mit einem geeigneten k=k(x) sind, begegnen einem einem, insbesondere bei speziellen problemen der physik, rel. häufig, und zwar sind das lsg. eines rand-eigenwert-problems eines so genannten sturm-liouville-operators, die man durch durch "herkömmliche" methoden, wie z.b. trennung der variablen, variation der konstanten, etc. nicht knacken kann. deshalb kann ich sofort die lösung auch angeben, ohne irgendwas zu rechnen.)


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Antwort von shiZZle | 15.04.2012 - 18:11
Aber auch nur du kenns die Tricks ;-)

Haste für u4 auch schon was? Komme auf: sqrt(175/8)*(t^3-3/5t)


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Antwort von v_love | 15.04.2012 - 18:14
ja

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