diff --git a/documents/Numerik/Klausur3/Aufgabe3.tex b/documents/Numerik/Klausur3/Aufgabe3.tex new file mode 100644 index 0000000..f215101 --- /dev/null +++ b/documents/Numerik/Klausur3/Aufgabe3.tex @@ -0,0 +1,29 @@ +\section*{Aufgabe 3} +\subsection*{Teilaufgabe a)} + +\begin{enumerate} +\item Selbstabbildung: \\ + Sei $x \in D := [1.75 , 2]$. + + Dann: + \begin{align} + F(x) = 1 + \frac{1}{x} + \frac{1}{x^2} \le 1 + \frac{1}{1.75} + \frac{1}{1.75^2} = 1 + \frac{44}{49} \le 2 + \end{align} + und: \\ + \begin{align} + F(x) = 1 + \frac{1}{x} + \frac{1}{x^2} \ge 1 + \frac{1}{2} + \frac{1}{4} = 1.75 + \end{align} + +\item Abgeschlossenheit: $D$ ist offentsichtlich abgeschlossen. +\item Kontraktion: \\ + $F$ ist Lipschitz-stetig auf $D$ und für alle $x \in D$ gilt: \\ + \begin{align} + |F'(x)| = |-\frac{1}{x^2}-2 \cdot \frac{1}{x^3}| \le \frac{240}{343} =: \theta < 1 + \end{align} + Also gilt auch $\forall x,y \in D $: + \begin{align} + |F(x) - F(y)| \le \theta \cdot |x - y| + \end{align} + Somit ist die Lipschitz- bzw. Kontraktions-Konstante $\theta$. +\end{enumerate} +Insgesamt folgt, dass $F$ die Voraussetzungen des Banaschen Fixpunktsatzes erfüllt. diff --git a/documents/Numerik/Klausur3/Aufgabe3.tex~ b/documents/Numerik/Klausur3/Aufgabe3.tex~ new file mode 100644 index 0000000..a8a35dd --- /dev/null +++ b/documents/Numerik/Klausur3/Aufgabe3.tex~ @@ -0,0 +1,29 @@ +\section*{Aufgabe 3} +\subsection*{Teilaufgabe a)} + +\begin{enumerate} +\item Selbstabbildung: \\ + Sei $x \in D := [1.75 , 2]$. + + Dann: + \begin{align} + F(x) = 1 + \frac{1}{x} + \frac{1}{x^2} \le 1 + \frac{1}{1.75} + \frac{1}{1.75^2} = 1 + \frac{44}{49} \le 2 + \end{align} + und: \\ + \begin{align} + F(x) = 1 + \frac{1}{x} + \frac{1}{x^2} \ge 1 + \frac{1}{2} + \frac{1}{4} = 1.75 + \end{align} + +\item Abgeschlossenheit: $D$ ist offentsichtlich abgeschlossen. +\item Kontraktion: \\ + $F$ ist Lipschitz-stetig auf $D$ und für alle $x \in D$ gilt: \\ + \begin{align} + |F'(x)| = |-\frac{1}{x^2}-2 \cdot \frac{1}{x^3}| \le \frac{240}{343} =: \theta < 1 + \end{align} + Also gilt auch $\forall x,y \in D $: + \begin{align} + |F(x) - F(y)| \le \theta \cdot |x - y| + \end{align} + Somit ist die Lipschitz- bzw. Kontraktions-Konstante $\theta$. +\end{enumerate} +Insgesamt folgt, dass $F$ die Voraussetzungen des Banaschen Fixpunktsatzes erfüllen.