From 8ee19fe9412517db314e93158491b68a2c600a80 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: alexander Date: Sat, 21 Feb 2026 19:35:44 +0100 Subject: [PATCH] Moved stuff around --- src/cheatsheets/LinearAlgebra.typ | 265 ++++++++++++++++-------------- 1 file changed, 140 insertions(+), 125 deletions(-) diff --git a/src/cheatsheets/LinearAlgebra.typ b/src/cheatsheets/LinearAlgebra.typ index 82e359b..1e202bf 100644 --- a/src/cheatsheets/LinearAlgebra.typ +++ b/src/cheatsheets/LinearAlgebra.typ @@ -38,7 +38,7 @@ } #columns(5, gutter: 2mm)[ - + // Gruppen #bgBlock(fill: colorGruppen)[ #subHeading(fill: colorGruppen)[Gruppen] @@ -92,11 +92,14 @@ $(S_n, compose)$ ist Gruppe, aber nicht kommutativ ] + /* + // Komplex Zahlen #bgBlock(fill: colorAllgemein)[ #subHeading(fill: colorAllgemein)[Komplexe Zahlen] #ComplexNumbersSection() ] + */ // Matrix Typen #bgBlock(fill: colorMatrix)[ @@ -129,6 +132,8 @@ ) ] + #colbreak() + // Vektorräume #bgBlock(fill: colorVR)[ #subHeading(fill: colorVR)[Vektorräume (VR)] @@ -264,40 +269,6 @@ Normalweiße alle Abbildung/Matrizen in Kannoischer Basis $hat(e)_1 = vec(1, 0, dots.v), hat(e)_2 = vec(0, 1, dots.v), ...$ ] - // Matrix Basics - #bgBlock(fill: colorMatrix)[ - #subHeading(fill: colorMatrix)[Matrix Basics] - Linera Abbildung $equiv$ EINER eindeutige Matrix \ - - - Sclar/Matrix: $lambda dot A$ - - Matrix/Matrix: $A + B$ - - Matrix-Matrix: $A dot B = Phi_A compose Phi_B = Phi_A (Phi_B (ve(x)))$ \ - $c_(j i) = sum^n_(s=1) a_(j s) b_(s i)$ - - $(KK^(n times n), +)$ sind Gruppe, $(KK^(n times n), dot)$ sind Monoid, - - #image("../images/linAlg/matMul.jpg") - - #SeperatorLine - - #grid(columns: (1fr, 1fr, 1fr), - row-gutter: 2mm, - align(center, $(lambda mu) A = lambda (mu A)$), - grid.cell(colspan: 2, align(center, $(lambda + mu) A = lambda A + mu A$)), - align(center, $$), - grid.cell(colspan: 2, align(center, $lambda (A + B) = lambda A + lambda B$)), - ) - - *Transponieren* - - #grid(columns: (1fr, 1fr), - row-gutter: 2mm, - $(A + B)^T = A^T + B^T$, - $(lambda A)^T = lambda A^T$, - $(A^T)^T = A$, - $(A dot B)^T = B^T dot A^T$ - ) - ] #colbreak() @@ -444,9 +415,44 @@ $KK^(2 times 2): A = mat(a, b; c, d) \ A^(-1) = 1/det(A) mat(d, -b; -c, a) = 1/(a d - b c) mat(d, -b; -c, a) $ ] + // Matrix Basics + #bgBlock(fill: colorMatrix)[ + #subHeading(fill: colorMatrix)[Matrix Basics] + Linera Abbildung $equiv$ EINER eindeutige Matrix \ - #colbreak() + - Sclar/Matrix: $lambda dot A$ + - Matrix/Matrix: $A + B$ + - Matrix-Matrix: $A dot B = Phi_A compose Phi_B = Phi_A (Phi_B (ve(x)))$ \ + $c_(j i) = sum^n_(s=1) a_(j s) b_(s i)$ + $(KK^(n times n), +)$ sind Gruppe, $(KK^(n times n), dot)$ sind Monoid, + + #image("../images/linAlg/matMul.jpg") + + #SeperatorLine + + #grid(columns: (1fr, 1fr, 1fr), + row-gutter: 2mm, + align(center, $(lambda mu) A = lambda (mu A)$), + grid.cell(colspan: 2, align(center, $(lambda + mu) A = lambda A + mu A$)), + align(center, $$), + grid.cell(colspan: 2, align(center, $lambda (A + B) = lambda A + lambda B$)), + ) + + *Transponieren* + + #grid(columns: (1fr, 1fr), + row-gutter: 2mm, + $(A + B)^T = A^T + B^T$, + $(lambda A)^T = lambda A^T$, + $(A^T)^T = A$, + $(A dot B)^T = B^T dot A^T$ + ) + ] + +] + +#columns(5, gutter: 2mm)[ #bgBlock(fill: colorAbbildungen)[ #subHeading(fill: colorAbbildungen)[Linearform] @@ -523,7 +529,7 @@ *Regel von Saurus* #grid( columns: (auto, 1fr), - image("../images/linAlg/saurus.png", height: 1cm), + image("../images/linAlg/saurus.png", height: 0.6cm), align(center+horizon, $= a_11 a_22 a_33 + a_12 a_23 a_31 + a_13 a_21 a_32 \ - a_13 a_22 a_31 - a_12 a_21 a_33 - a_11 a_23 a_32 $) @@ -534,7 +540,7 @@ #grid( columns: (auto, 1fr), column-gutter: 2mm, - image("../images/linAlg/laplace.jpg", height: 2cm), + image("../images/linAlg/laplace.jpg", height: 1.6cm), [ - Nach Spalte oder Zeile Entwicklung - #underline([Auf Vorzeichen Achten!!!]) @@ -587,10 +593,17 @@ #SeperatorLine - *Norm* - - $norm(ve(v)) = 0 <=> ve(v) = ve(0)$ - - $norm(lambda ve(v)) = abs(lambda) norm(ve(v))$ - - Dreieckesungleichung: $norm(x + y) <= norm(x) + norm(y)$ + #grid( + columns: (auto, auto), + column-gutter: 3mm, + [*Norm*], + [ + - $norm(ve(v)) = 0 <=> ve(v) = ve(0)$ + - $norm(lambda ve(v)) = abs(lambda) norm(ve(v))$ + - Dreieckesungleichung: $norm(x + y) <= norm(x) + norm(y)$ + ] + ) + *Generisch/$L_p$-Norm*: $|| v ||_p = root(p, sum_(k=1)^n (x_k)^p)$ @@ -620,8 +633,29 @@ ] - #colbreak() + // 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() + + // Eigenwert und Eigenvektoren #bgBlock(fill: colorMatrixVerfahren)[ #subHeading(fill: colorMatrixVerfahren)[Eigenwert und Eigenvektoren ] @@ -664,8 +698,9 @@ ] + // Gram-Schmit ONB #bgBlock(fill: colorMatrixVerfahren)[ - #subHeading(fill: colorMatrixVerfahren)[Gram-Schmit ONB] + #subHeading(fill: colorMatrixVerfahren)[Gram-Schmit] Idee: $ip("Orth"#text(red)[normal] ve(v), ve(x)) = "Anteil von" ve(x) "an" ve(v)$ \ Ziel: Basis $W -->$ Orthogonal Basis $V$ @@ -679,6 +714,7 @@ ] + // Diagonalisierung #bgBlock(fill: colorMatrixVerfahren)[ #subHeading(fill: colorMatrixVerfahren)[Diagonalisierung] $A = R D R^(-1)$ @@ -756,23 +792,6 @@ $S = mat(sigma_0, 0; 0, sigma_1; dots.v, dots.v; 0, 0) quad quad quad S = mat(sigma_0, 0, dots, 0; 0, sigma_1, ..., 0)$ ] - #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* $||A||_r = max_(1<= i <= n) sum_(j=1)^n |a_(j)|$ - ] #bgBlock(fill: colorMatrix)[ #subHeading(fill: colorMatrix)[Rekursive Folgen] @@ -799,69 +818,65 @@ #colbreak() + // Table + #table( + columns: (auto, 1fr), + inset: 2mm, + fill: (x, y) => if (calc.rem(y, 2) == 0) { tableFillLow } else { tableFillHigh }, + [*Einheits Matrix*\ $I,E$], [ + $det(E) = 1$ + ], + [*Diagonalmatrix* \ $Sigma,D$], [ + Nur Einträger auf Hauptdiagonalen \ + $det(D) = d_00 dot d_11 dot d_22 dot ...$ + ], + [*Symetrisch*\ $S$], [ + $S = S^T$, $S in KK^(n times n)$\ + $A A^T$, $A^T A$ ist symetrisch \ + $S$ immer diagonaliserbar \ + EW immer $in RR$, EV orthogonal + ], + [*Invertierbar*], [ + $exists A^(-1) : A A^(-1) = A^(-1) A = E$ \ - #sinTable -] - -#columns(2)[ - #table( - columns: (auto, 1fr), - inset: 2mm, - fill: (x, y) => if (calc.rem(y, 2) == 0) { tableFillLow } else { tableFillHigh }, - [*Einheits Matrix*\ $I,E$], [ - $det(E) = 1$ - ], - [*Diagonalmatrix* \ $Sigma,D$], [ - Nur Einträger auf Hauptdiagonalen \ - $det(D) = d_00 dot d_11 dot d_22 dot ...$ - ], - [*Symetrisch*\ $S$], [ - $S = S^T$, $S in KK^(n times n)$\ - $A A^T$, $A^T A$ ist symetrisch \ - $S$ immer diagonaliserbar \ - EW immer $in RR$, EV orthogonal - ], - [*Invertierbar*], [ - $exists A^(-1) : A A^(-1) = A^(-1) A = E$ \ - - *Invertierbar wenn:* \ - $A$ bijektiv, $det(A) = 0$ \ - $"Spalten Vekoren lin. unabhänig"$ \ - $Rang(A) = n, A in KK^(n times n)$ \ - $det(A) = 0$ \ - - *Nicht Invertierbar wenn:*\ - $exists$ EW $!= 0 => not "invertierbar"$ - Keine Qudratische Matrix - ], - [*Orthogonal*], [ - #grid( - columns: (1fr, 1fr), - [ - - Immer Bijektiv - - $det (A) = plus.minus 1$ - $O^T = O^(-1) quad quad O^T O = O O^T = I$ \ - $ip(O v, O w) = ip(v, w)$ - ] - ) - - ], - [*Unitair* $equiv$ Orthogonal $in CC$], [ - - Immer Bijektiv - $V = V^*$ - - ], - [*Diagonaliserbar*], [ - $exists A = B D B^(-1)$, $D$ diagonal, - - $B$: Splaten sind EV von $A$ - - - Selbst-Adujunkte ($$) diagonalisierbar - - Symetrisch Matrix - - $A in KK^(n times n) "UND" alg(lambda) = geo(lambda)$ - ], - [*postiv-semi-definit*], [ - $forall$ EW $>= 0$ - ], - ) + *Invertierbar wenn:* \ + $A$ bijektiv, $det(A) = 0$ \ + $"Spalten Vekoren lin. unabhänig"$ \ + $Rang(A) = n, A in KK^(n times n)$ \ + $det(A) = 0$ \ + + *Nicht Invertierbar wenn:*\ + $exists$ EW $!= 0 => not "invertierbar"$ + Keine Qudratische Matrix + ], + [*Orthogonal*], [ + #grid( + columns: (1fr, 1fr), + [ + - Immer Bijektiv + - $det (A) = plus.minus 1$ + $O^T = O^(-1) quad quad O^T O = O O^T = I$ \ + $ip(O v, O w) = ip(v, w)$ + ] + ) + + ], + [*Unitair* $equiv$ Orthogonal $in CC$], [ + - Immer Bijektiv + $V = V^*$ + + ], + [*Diagonaliserbar*], [ + $exists A = B D B^(-1)$, $D$ diagonal, + + $B$: Splaten sind EV von $A$ + + - Selbst-Adujunkte ($$) diagonalisierbar + - Symetrisch Matrix + - $A in KK^(n times n) "UND" alg(lambda) = geo(lambda)$ + ], + [*postiv-semi-definit*], [ + $forall$ EW $>= 0$ + ], + ) ]