From b08a40dddc0f44abc4126acc25ed51f9ad1a4f9a Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: alexander Date: Wed, 28 Jan 2026 12:03:34 +0100 Subject: [PATCH] SVD started --- src/cheatsheets/LinearAlgebra.typ | 128 +++++++++++++++++++++++++++++- 1 file changed, 127 insertions(+), 1 deletion(-) diff --git a/src/cheatsheets/LinearAlgebra.typ b/src/cheatsheets/LinearAlgebra.typ index ae2e0ec..4b047dc 100644 --- a/src/cheatsheets/LinearAlgebra.typ +++ b/src/cheatsheets/LinearAlgebra.typ @@ -16,12 +16,14 @@ number-align: center ) +#set text(size: 8pt) + #place(top+center, scope: "parent", float: true, heading( [Linear Algebra EI] )) #let colorAllgemein = color.hsl(105.13deg, 92.13%, 75.1%) -#let colorFolgen = color.hsl(202.05deg, 92.13%, 75.1%) +#let colorMatrix = color.hsl(202.05deg, 92.13%, 75.1%) #let colorReihen = color.hsl(280deg, 92.13%, 75.1%) #let colorAbbildungen = color.hsl(356.92deg, 92.13%, 75.1%) #let colorGruppen = color.hsl(34.87deg, 92.13%, 75.1%) @@ -173,5 +175,129 @@ $op("Rang") f := dim op("Bild") f$ ] + #bgBlock(fill: colorMatrix)[ + #subHeading(fill: colorMatrix)[Matrix Typen] + + *Einheits Matrix* $I,E$ + + *Diagonalmatrix* + + *Symetrisch* $S$: \ + $A A^T$ ist symetrisch + + *Orthogonal* $O$: + + *Unitair:* + + *postiv-semi-definit* \ + $forall$ Eigenwerte $>= 0$ + ] + + #colbreak() + + #bgBlock(fill: colorMatrix)[ + + #subHeading(fill: colorMatrix)[Eigenwert und Eigenvektoren ] + + $A in CC^(n times n):$ $n$ Complexe Eigenwerte \ + $A in RR^(n times n)$ + + *Eigentwete bestimmen* + + $A v = lambda v$ + + Lösen: $0 = det mat(#mannot.markhl($x_11 - lambda_1$, color: red), x_12, ..., x_(1n); + x_21, #mannot.markhl($x_22 - lambda_2$, color: red), ..., x_(2n); + dots.v, dots.v, dots.down, dots.v; + x_(n 1), x_(n 2), ..., #mannot.markhl($x_(n n) -lambda_n$, color: red) + )$ + + Charakteristisches Polynom: $chi_(A)$ + + + *Eigenvektor bestimmen* + + Eigentwerte einsetzen: $lambda in {lambda_1, lambda_2, ... lambda}$ + + + *Algebrasche Vielfacheit:* \ + $sum$ Häufikeit der Nsts von $chi_A$ + + *Geometrische Vielfacheit:*\ + $dim(op("spann")(v_lambda_1, v_lambda_2 ..., v_lambda_n))$ \ + + Anzahl der linearunabhänige $v_lambda_i$ + + $"Geometrische" <= "Algebrasche"$ + + ] + + #bgBlock(fill: colorMatrix)[ + #subHeading(fill: colorMatrix)[Diagonalisierung] + + $A = R D R^T$ + + $D$: Diagonalmatrix + ] + + #bgBlock(fill: colorMatrix)[ + #subHeading(fill: colorMatrix)[Schur-Zerlegung] + immer anwendbar; + + $A in RR^(n times n)\/CC^(n times n)$ zerlegbar in $O^T R O$ + + Orthogonal $O,O^T$, Dreiecksmatrix $R$ + + $R = mat(lambda_1, *, *,..., *; + 0, lambda_2, *, ..., *; + 0, 0, lambda_3, ..., *; + dots.v, dots.v, dots.v, dots.down, dots.v; + 0, 0, 0, ..., lambda_n; + )$ + + 1. Eigenwerte bestimmen $lambda_1, lambda_2, ... lambda_n$ + 2. Eigenvektor $v_lambda_1, v_lambda_2 ..., v_lambda_n$ + 3. + ] + + #colbreak() + #bgBlock(fill: colorMatrix)[ + #subHeading(fill: colorMatrix)[SVD] + + $A in RR^(n times m)$ zerlegbar in $A = L S R^T$ \ + $L$ Orthogonal, $S$ Diagonalmatrix, $R$ Orthogonal \ + $A^T = R S^T L^T$ + + + *1. $A A^T$ berechnen* $A A^T in RR^(n times n) $ + + *2. Eigenwerte von $A A^T$ bestimmen* $lambda_1, lambda_2, ... lambda_n$ + + *3. $S$ aufstellen* ($S$ hat gleiche Form wie $A$) + + $sigma_i = sqrt(lambda_i) = S in RR^(n x m) =\ mat( + sigma_1, 0, 0, ..., 0, 0, ..., 0; + 0, sigma_2, 0, ..., 0, 0, ..., 0; + 0, 0, sigma_3, ..., 0, 0, ..., 0; + dots.v, dots.v, dots.v, dots.down, dots.v, dots.v, dots.down, dots.v; + 0, 0, 0, ..., sigma_m, 0, ... , 0 + )$ + + *4. $R$ bestimmen* + + $op("Eig")(lambda_i) = op("kern")(A A^T - lambda_i) ->$ + + $A A^T - lambda_i = 0$ (Gaußverfahren) + + $R = 1/sqrt(lambda_i)$ + + *5. $L$ bestimmen* + + $L = 1/sqrt(lambda_i) $ + ] + + + + ]