Skalarprodukt mittels Norm

Aufrufe: 1041     Aktiv: 10.08.2020 um 11:00

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Guten Tag,

kann mir jemand aufschreiben wie die man <v,w> darstellen muss um an das Skalarprodukt am Ende des Beweises zu gelangen?

Lediglich dass A eine 2x2 Matrix sein muss ist mir klar.

Aus meinem Skript habe ich noch folgende Formel:

 

\( <\vec a,\vec b>:=\sum_{k=1}^{n}a_k\cdot b_k\)  

 

Vielen Dank! Grüße

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Hallo,

ich bin mir nicht ganz sicher welche Darstellung du meinst. 

Meinst du den Abschnitt, indem es um den Einheitskreis geht?

Aus einer Metrik, kann man immer eine Norm ableiten durch

$$ \Vert x \Vert = \sqrt{<x,x>} $$

Die Einheitskreise um den Ursprung sind definiert über 

$$ \Vert x \Vert = 1 $$

Also alle Vektoren, die die Länge \( 1 \) haben.

Damit gilt aber auch 

$$ < x,x > = \Vert x \Vert^2 = 1^2 = 1 $$

Also können wir analog alle Vektoren suchen, deren Skalarprodukt mit sich selbst \( 1 \) ergibt.

Das Skalarprodukt aus deiner Aufgabe ist ja definiert über

$$ <x,y>_A = x^T \cdot A \cdot y $$

Mit einer positiv definiten, symmetrischen Matrix \( A \in \mathbb{R}^{n \times n } \). Wie sieht so eine Matrix mit \( n=2 \) ganz allgemein aus? Also wie sieht eine symmetrische Matrix \( A \in \mathbb{R}^{2\times 2 } \) aus?

Jetzt kannst du ja mal ganz allgemein

$$ <x,x> = x^T \cdot A \cdot x =1  $$

berechnen. Wie sieht die Gleichung aus, die sich daraus ergibt? 

Die Formel die du aus deinem Skript kennst, gilt nur für das Standardskalarprodukt des \( \mathbb{R}^n \). Man kann das Standardskalarprodukt auch über eine Matrix definieren. Kommst du drauf, welche Matrix über die Formel von \( <x,x>_A \) das Standardskalarprodukt definiert?

Grüße Christian

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Guten Tag lieber Christian.

Ich glaube jetzt habe ich es komplett verstanden. Dass die Matrix A symmetrisch sein muss heißt ja dass die Einträge von A=(a_11,a_12, a_12, a_22) sind. Das hat mir noch gefehlt. Habe jetzt (x_1,x_2)*(A*(x_1,x_2)). Das müsste dann passen. Vielen Dank
  ─   clemens57 09.08.2020 um 19:59

Ganz genau. :)
Das Standardskalarprodukt folgt übrigens aus der Einheitsmatrix \\( E_n \in \mathbb{R}^{n \times n} \\)
$$ x^T \cdot E_n \cdot y = \sum\limits_{i=1}^n x_i \cdot y_i $$
  ─   christian_strack 10.08.2020 um 10:59

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