9 svar
92 visningar
MatteLiam behöver inte mer hjälp
MatteLiam 57
Postad: 15 maj 2023 13:22 Redigerad: 15 maj 2023 15:14

Euklidiskt rum ON bas

Hej!

Har en fråga som jag fastnat på. Jag har gett ett svar men vet ej om det är rätt.

Frågan lyder

Låt C[0,1] vara det euklidiska rummet av kontinuerliga funktioner definierade på intervallet [0,1] där skalärprodukten ges av (f(x)|g(x)) = 01f(x)g(x)dx. Låt vidare P1 vara underrummet till C[0,1] som består av alla polynom av grad högst 1, alltså P1 = {f(x) = ax + b | a,b }

 

Använd Gram-Schmidt för att ta fram en ON-bas för P1.

Jag började med att ta två stycken funktioner som uppfyller kravet för P1.

f(x) = 1*x + 0 och g(x) = 0 * x + 1. Skrev om dessa med basen för polynom kalla den p.

v1 = p[1,0], v2 = p[0,1]

Vi gör Gram-Schmidt på dessa

b1 = v1

b2 = v2 - (v2|b1)(b1|b1)b1 =v2- 01x*1 dx011*1 dxb1 =v2 - 122-0221-0b1 =v2 - b12=0-1/21-0=-1/21

En bas för P1 är 10  15-12i basen p. 

 

Har jag gjort rätt eller har jag missuppfattat något? Något känns fel - känns för lätt

D4NIEL 2883
Postad: 15 maj 2023 14:36 Redigerad: 15 maj 2023 14:38

Nja, svaret är två baselement i form av polynom av grad 1, t.ex.  basen {3x,2-3x}\{ \sqrt{3}x, 2-3x\}

Dessutom verkar något ha gått lite fel, låt oss ta en sak i taget.

För det första verkar du byta plats på v1v_1 och v2v_2. Eftersom du sedan räknar med detta platsbyte bestämmer vi att v1=1v_1=1 och v2=xv_2=x?

Vad blir alltså b2=v2-12b1b_2=v_2-\frac12b_1?

Hur långt är det baselementet? Hur långt ska ett baselement vara i en ortonormerad bas?

MatteLiam 57
Postad: 15 maj 2023 15:00 Redigerad: 15 maj 2023 15:15
D4NIEL skrev:

Nja, svaret är två baselement i form av polynom av grad 1, t.ex.  basen {3x,2-3x}\{ \sqrt{3}x, 2-3x\}

Dessutom verkar något ha gått lite fel, låt oss ta en sak i taget.

För det första verkar du byta plats på v1v_1 och v2v_2. Eftersom du sedan räknar med detta platsbyte bestämmer vi att v1=1v_1=1 och v2=xv_2=x?

Vad blir alltså b2=v2-12b1b_2=v_2-\frac12b_1?

Hur långt är det baselementet? Hur långt ska ett baselement vara i en ortonormerad bas?

Haha ser att jag gjorde lite slarvfel. Basen ska vara i polynombasen så det är samma som du skrev, dock ej tydlig där. Har uppdaterat uppgiften lite snabbt

MatteLiam 57
Postad: 15 maj 2023 15:16
D4NIEL skrev:

Nja, svaret är två baselement i form av polynom av grad 1, t.ex.  basen {3x,2-3x}\{ \sqrt{3}x, 2-3x\}

Dessutom verkar något ha gått lite fel, låt oss ta en sak i taget.

För det första verkar du byta plats på v1v_1 och v2v_2. Eftersom du sedan räknar med detta platsbyte bestämmer vi att v1=1v_1=1 och v2=xv_2=x?

Vad blir alltså b2=v2-12b1b_2=v_2-\frac12b_1?

Hur långt är det baselementet? Hur långt ska ett baselement vara i en ortonormerad bas?

Hur menar du med att jag bytt plats på v1 och v2?

D4NIEL 2883
Postad: 15 maj 2023 15:35 Redigerad: 15 maj 2023 15:48
MatteLiam skrev:

 

f(x) = 1*x + 0 och g(x) = 0 * x + 1. Skrev om dessa med basen för polynom kalla den p.

v1 = p[1,0], v2 = p[0,1]

Vi gör Gram-Schmidt på dessa

Här verkar det som att du skriver om f(x)=xf(x)=x och g(x)=1g(x)=1 som komponenterna (1,0)(1,0) och (0,1)(0,1) vilket antyder att du använder basen med uppräkningsordning {x,1}\{x,1\}

Det betyder att v1=xv_1=x

Men när du börjar räkna verkar du ha kastat om ordningen och låter basen vara {1,x}\{1,x\}, varvid

v1=1v_1=1

Det viktiga är att du inte byter uppräkningsordning mitt i uppgiften utan är konsekvent.

Hursomhelst, du bör få (med v1=1v_1=1 och v2=xv_2=x)

b2=v2-12b1=x-12b_2=v_2-\frac12b_1=x-\frac12

Längden ||b2||2||b_2||^2 ges av 01(x-12)2dx\displaystyle \int_0^1 (x-\frac12)^2\, dx. Längden av ett baselement i en ortonormerad bas ska vara 11. Alltså måste du normera basvektorn. Och normeringen avser den givna skalärprodukten! (Inte L2-normen eller den euklidiska normen som du tycks vilja använda). Kontrollera slutligen att b1,b2=0\langle b_1,b_2 \rangle=0 (Ortogonala baselement).

Ange svaret som två normerade polynom, inte som några komponenter i en vektor med gud vet vilken bas.

MatteLiam 57
Postad: 15 maj 2023 16:06
D4NIEL skrev:
MatteLiam skrev:

 

f(x) = 1*x + 0 och g(x) = 0 * x + 1. Skrev om dessa med basen för polynom kalla den p.

v1 = p[1,0], v2 = p[0,1]

Vi gör Gram-Schmidt på dessa

Här verkar det som att du skriver om f(x)=xf(x)=x och g(x)=1g(x)=1 som komponenterna (1,0)(1,0) och (0,1)(0,1) vilket antyder att du använder basen med uppräkningsordning {x,1}\{x,1\}

Det betyder att v1=xv_1=x

Men när du börjar räkna verkar du ha kastat om ordningen och låter basen vara {1,x}\{1,x\}, varvid

v1=1v_1=1

Det viktiga är att du inte byter uppräkningsordning mitt i uppgiften utan är konsekvent.

Hursomhelst, du bör få (med v1=1v_1=1 och v2=xv_2=x)

b2=v2-12b1=x-12b_2=v_2-\frac12b_1=x-\frac12

Längden ||b2||2||b_2||^2 ges av 01(x-12)2dx\displaystyle \int_0^1 (x-\frac12)^2\, dx. Längden av ett baselement i en ortonormerad bas ska vara 11. Alltså måste du normera basvektorn. Och normeringen avser den givna skalärprodukten! (Inte L2-normen eller den euklidiska normen som du tycks vilja använda). Kontrollera slutligen att b1,b2=0\langle b_1,b_2 \rangle=0 (Ortogonala baselement).

Ange svaret som två normerade polynom, inte som några komponenter i en vektor med gud vet vilken bas.

Så när jag normerar vektorerna så måste jag också använda mig av skalärprodukten som uppgiften gav mig? Det har jag helt glömt bort…

MatteLiam 57
Postad: 15 maj 2023 19:27
D4NIEL skrev:
MatteLiam skrev:

 

f(x) = 1*x + 0 och g(x) = 0 * x + 1. Skrev om dessa med basen för polynom kalla den p.

v1 = p[1,0], v2 = p[0,1]

Vi gör Gram-Schmidt på dessa

Här verkar det som att du skriver om f(x)=xf(x)=x och g(x)=1g(x)=1 som komponenterna (1,0)(1,0) och (0,1)(0,1) vilket antyder att du använder basen med uppräkningsordning {x,1}\{x,1\}

Det betyder att v1=xv_1=x

Men när du börjar räkna verkar du ha kastat om ordningen och låter basen vara {1,x}\{1,x\}, varvid

v1=1v_1=1

Det viktiga är att du inte byter uppräkningsordning mitt i uppgiften utan är konsekvent.

Hursomhelst, du bör få (med v1=1v_1=1 och v2=xv_2=x)

b2=v2-12b1=x-12b_2=v_2-\frac12b_1=x-\frac12

Längden ||b2||2||b_2||^2 ges av 01(x-12)2dx\displaystyle \int_0^1 (x-\frac12)^2\, dx. Längden av ett baselement i en ortonormerad bas ska vara 11. Alltså måste du normera basvektorn. Och normeringen avser den givna skalärprodukten! (Inte L2-normen eller den euklidiska normen som du tycks vilja använda). Kontrollera slutligen att b1,b2=0\langle b_1,b_2 \rangle=0 (Ortogonala baselement).

Ange svaret som två normerade polynom, inte som några komponenter i en vektor med gud vet vilken bas.

Varför bryr vi oss om längden av b2 upphöjt till 2? 

Vi normerar väl b2 genom (1/|b2|) * b2? 

Fick att längden var roten ur 12

D4NIEL 2883
Postad: 15 maj 2023 19:36 Redigerad: 15 maj 2023 19:38

Det är ju längden i kvadrat vi får när vi beräknar integralen b22=b2,b2=112\|b_2\|^2=\langle b_2,b_2 \rangle=\frac{1}{12}

Och ja, det stämmer att b^2=23(x-12)\hat{b}_2=2\sqrt{3}(x-\frac12)

MatteLiam 57
Postad: 15 maj 2023 19:47 Redigerad: 15 maj 2023 19:47
D4NIEL skrev:

Det är ju längden i kvadrat vi får när vi beräknar integralen b22=b2,b2=112\|b_2\|^2=\langle b_2,b_2 \rangle=\frac{1}{12}

Och ja, det stämmer att b^2=23(x-12)\hat{b}_2=2\sqrt{3}(x-\frac12)

Då hänger jag med! Såg fel

D4NIEL 2883
Postad: 15 maj 2023 19:54
MatteLiam skrev:
D4NIEL skrev:

Det är ju längden i kvadrat vi får när vi beräknar integralen b22=b2,b2=112\|b_2\|^2=\langle b_2,b_2 \rangle=\frac{1}{12}

Och ja, det stämmer att b^2=23(x-12)\hat{b}_2=2\sqrt{3}(x-\frac12)

Ja men längden upphöjt till 2 är väl inte integralen upphöjt till 2 som i ditt tidigare svar

Njae? Du måste sätta f(x)=(x-1)f(x)=(x-1) och g(x)=(x-1)g(x)=(x-1) och sedan beräkna skalärprodukten01f(x)g(x)dx\displaystyle \int_0^1 f(x)g(x)\,dx

01(x-1)2dx=112\displaystyle \int_0^1(x-1)^2\, dx = \frac{1}{12} och det är ju b22\|b_2\|^2

Svara
Close