diff --git a/src/cheatsheets/LinearAlgebra.typ b/src/cheatsheets/LinearAlgebra.typ index 1e202bf..5dba3dd 100644 --- a/src/cheatsheets/LinearAlgebra.typ +++ b/src/cheatsheets/LinearAlgebra.typ @@ -132,6 +132,26 @@ ) ] + // Matrix Normen + #bgBlock(fill: colorMatrix)[ + #subHeading(fill: colorMatrix)[Matrix Normen] + + $|| dot ||_M$ Matrix Norm, $|| dot ||_V$ Vektornorm + + - submultiplikativ: $||A B||_"M" <= ||A||||B||$ + - verträglich mit einer Vektornorm: $||A v||_"V" <= ||A||_"M" ||v||_"V"$ + + *Frobenius-Norm* $||A||_"M" = sqrt(sum_(i=1)^m sum_(j=1)^n a_(m n)^2)$ + + *Induzierte Norm* \ + $||A||_"M" = sup_(v in V without {0}) (||A v||_V)/(||v||_V) = sup_(||v|| = 1) ||A v||_V$ + - submultiplikativ + - verträglich mit einer Vektornorm $||dot||_V$ + + *maximale Spaltensumme* $||A||_r = max_(1<= i <= n) sum_(j=1)^n |a_(j)|$ + ] + + #colbreak() // Vektorräume @@ -270,6 +290,19 @@ ] + // Rekursive Folgen + #bgBlock(fill: colorMatrix)[ + #subHeading(fill: colorMatrix)[Rekursive Folgen] + + E.g: $a_1 x_(n-1) + a_2 x_(n) = x_(n+1)$ + + 1. Als Matrix Schreiben $F: vec(x_(n-1), x_(n)) = vec(x_n, x_(n+1))$ \ + $F s_(n-1) = s_(n)$ + + 2. Diagonaliseren: $F = R D R^(-1) $ \ + 3. Wiederholte Anwendung: $F^n = R D^n R^(-1)$ + + ] #colbreak() #bgBlock(fill: colorAbbildungen)[ @@ -345,7 +378,7 @@ $kern(Phi) := {v in V | Phi(v) = 0}$ - $A ve(x) = ve(0)$ (Lösung des Homogenen Gleichungssystem) - *Dimensionssatz:* Sei $A$ lineare Abbildung \ + *Dimensionssatz:* lineare Abbildung $A: V -> W$ \ $dim(V) = dim(kern(A)) + dim(Bild(A))$ \ $dim(V) = dim(kern(A)) + Rang(A)$ @@ -388,16 +421,12 @@ Nur bei $A in RR^(n times n)$ möglich Bei qudratischen $A:$ \ $n equiv "#Spalten" equiv dim ve(x)$ - - $Rang(A) = n$ ], image("../images/linAlg/Gauss1.jpg", width: 2cm), [ *Nullzeile*: Pro Nullzeile eine frei Var $t, s, ...$ - - Bei qudratischen $A:$ \ $Rang(A) = n - "#Nullzeilen"$ ], image("../images/linAlg/Gauss3.jpg", width: 2cm), @@ -405,6 +434,9 @@ *Wiederspruch*: Keine Lösung ] ) + + $Rang(A) = "#Nicht-Null-Zeilen"$ \ + $=$ Anzahl der linear unabhänigen Zeilen/Spalten $kern(A) = dim ve(x) - Rang(A)$ (Dimensionssatz) @@ -624,32 +656,31 @@ - Winkel: $cos alpha = ip(v, w)/(norm(v) norm(w))$ *Orthogonal Vektoren:* $ip(v, w) = 0$ \ - *Ortho#text(red)[normal] Vektoren:* $ip(v, w) = 0$ UND $norm(v),norm(w) = 1$ + *Ortho#text(red)[normal] Vektoren:* \ + $ip(v, w) = 0 "UND" norm(v),norm(w) = 1, p(v, v) = ip(w, w) = 1$ #SeperatorLine *Orthogonal Projektion* $pi_U(v) = limits(sum)_(i=1)^k ip(v, u_i) u_i$ - $U subset V$ Untervektorraum eines Eukldische VRs $V$, \ $U$ in orthogo#text(red)[normal] Basis: + $U subset V$ Untervektorraum eines Eukldische VRs $V$, \ $U$ in orthogo#text(red)[normal] Basis + + Orthogonals Kompliment: $kern(pi_U) = U^tack.t$ ] - // Matrix Normen - #bgBlock(fill: colorMatrix)[ - #subHeading(fill: colorMatrix)[Matrix Normen] + #bgBlock(fill: colorVR)[ + #subHeading(fill: colorVR)[Unitäre Vektorräume] + alles $in CC$ - $|| dot ||_M$ Matrix Norm, $|| dot ||_V$ Vektornorm - - submultiplikativ: $||A B||_"M" <= ||A||||B||$ - - verträglich mit einer Vektornorm: $||A v||_"V" <= ||A||_"M" ||v||_"V"$ + *Sequilinearform:* $ip(x, y)$ + - $ip(x, y)$ linear im #underline("1.") Argument + - $ip(v, w_1 + w_2) = ip(v, w_1) + ip(v, w_2) = \ + ip(v, lambda w) = overline(lambda) ip(v, w)$ - *Frobenius-Norm* $||A||_"M" = sqrt(sum_(i=1)^m sum_(j=1)^n a_(m n)^2)$ + *Hermitische Form:* $ip(v, w) = ip(w, v)$ - *Induzierte Norm* \ - $||A||_"M" = sup_(v in V without {0}) (||A v||_V)/(||v||_V) = sup_(||v|| = 1) ||A v||_V$ - - submultiplikativ - - verträglich mit einer Vektornorm $||dot||_V$ - - *maximale Spaltensumme* $||A||_r = max_(1<= i <= n) sum_(j=1)^n |a_(j)|$ + *Hermitische Skalarprodukt:* $in RR$ ] @@ -792,20 +823,10 @@ $S = mat(sigma_0, 0; 0, sigma_1; dots.v, dots.v; 0, 0) quad quad quad S = mat(sigma_0, 0, dots, 0; 0, sigma_1, ..., 0)$ ] + + #sinTable - #bgBlock(fill: colorMatrix)[ - #subHeading(fill: colorMatrix)[Rekursive Folgen] - - E.g: $a_1 x_(n-1) + a_2 x_(n) = x_(n+1)$ - - 1. Als Matrix Schreiben $F: vec(x_(n-1), x_(n)) = vec(x_n, x_(n+1))$ \ - $F s_(n-1) = s_(n)$ - - 2. Diagonaliseren: $F = R D R^(-1) $ \ - 3. Wiederholte Anwendung: $F^n = R D^n R^(-1)$ - - ] - + // Lineare Differenzialgleichungen #bgBlock(fill: colorMatrix)[ #subHeading(fill: colorMatrix)[Lineare Differenzialgleichungen] @@ -839,29 +860,27 @@ [*Invertierbar*], [ $exists A^(-1) : A A^(-1) = A^(-1) A = E$ \ - *Invertierbar wenn:* \ - $A$ bijektiv, $det(A) = 0$ \ - $"Spalten Vekoren lin. unabhänig"$ \ - $Rang(A) = n, A in KK^(n times n)$ \ - $det(A) = 0$ \ + *Invertierbar wenn:* + - $A$ bijektiv + - $A x = b$ eindeutig + - $A x = 0$ nur $ve(0)$ + - Spalten/Zeilen Vekoren lin. unabhänig + - $Rang(A) = n, A in KK^(n times n)$ \ + - $det(A) != 0$ + - $0$ ist keine Eigenwert *Nicht Invertierbar wenn:*\ $exists$ EW $!= 0 => not "invertierbar"$ Keine Qudratische Matrix ], [*Orthogonal*], [ - #grid( - columns: (1fr, 1fr), - [ - - Immer Bijektiv - - $det (A) = plus.minus 1$ - $O^T = O^(-1) quad quad O^T O = O O^T = I$ \ - $ip(O v, O w) = ip(v, w)$ - ] - ) - + - Immer Bijektiv + - $det (A) = plus.minus 1$ + - $O^T = O^(-1)$ + - $O^T O = O O^T = I$ + - $ip(O v, O w) = ip(v, w)$ ], - [*Unitair* $equiv$ Orthogonal $in CC$], [ + [*Unitair* \ $equiv$ Orthogonal $in CC$], [ - Immer Bijektiv $V = V^*$