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find . -type f -name '*.md' -exec sed --in-place 's/[[:space:]]\+$//' {} \+

and

find . -type f -name '*.tex' -exec sed --in-place 's/[[:space:]]\+$//' {} \+

were used to do so.
This commit is contained in:
Martin Thoma 2015-10-14 14:25:34 +02:00
parent c578b25d2f
commit 7740f0147f
538 changed files with 3496 additions and 3496 deletions

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@ -2,7 +2,7 @@
\subsection*{Teilaufgabe a}
\textbf{Gegeben:}
\[A =
\[A =
\begin{pmatrix}
3 & 15 & 13 \\
6 & 6 & 6 \\
@ -11,7 +11,7 @@
\textbf{Aufgabe:} LR-Zerlegung von $A$ mit Spaltenpivotwahl
\textbf{Lösung:}
\textbf{Lösung:}
\begin{align*}
&
@ -85,7 +85,7 @@ Nun gilt: $P A = L R = A^{(1)}$ (Kontrolle mit \href{http://www.wolframalpha.com
\textbf{Gegeben:}
\[A =
\[A =
\begin{pmatrix}
9 & 4 & 12 \\
4 & 1 & 4 \\
@ -111,7 +111,7 @@ Falls $A$ symmetrisch ist, gilt:
\begin{align}
\det(A_1) &= 9 > 0\\
\det(A_2) &=
\det(A_2) &=
\begin{vmatrix}
9 & 4 \\
4 & 1 \\

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@ -7,7 +7,7 @@ wobei $L$ eine invertierbare, untere Dreiecksmatrix ist.
Geben Sie die Formel zur Berechnung von $y_i$ an.
\textbf{Lösung:}
\textbf{Lösung:}
\[y_i = \frac{b_i - \sum_{k=1}^{i-1} l_{ik} \cdot y_k}{l_{ii}}\]
\begin{algorithm}[H]

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@ -33,7 +33,7 @@ mit Hilfe der LR Zerlegung nach $\Delta x$ auf.
\overbrace{\begin{pmatrix}
1 & 0\\
\frac{1}{9} & 1
\end{pmatrix}}^{=: L} \cdot
\end{pmatrix}}^{=: L} \cdot
\overbrace{\begin{pmatrix}
3 & 1\\
0 & \frac{8}{9}
@ -81,7 +81,7 @@ Anschließend berechnen wir
\begin{pmatrix}
x_1\\
y_1
\end{pmatrix} &=
\end{pmatrix} &=
\begin{pmatrix}
x_0\\
y_0
@ -89,7 +89,7 @@ Anschließend berechnen wir
\Leftrightarrow\begin{pmatrix}
x_1\\
y_1
\end{pmatrix} &=
\end{pmatrix} &=
\begin{pmatrix}
-\frac{1}{3}\\
0
@ -102,7 +102,7 @@ Anschließend berechnen wir
\Leftrightarrow\begin{pmatrix}
x_1\\
y_1
\end{pmatrix} &=
\end{pmatrix} &=
\begin{pmatrix}
-\nicefrac{13}{18}\\
-\nicefrac{15}{18}
@ -124,7 +124,7 @@ also ausführlich:
\overbrace{\begin{pmatrix}
1 & 0\\
l_{12} & 1
\end{pmatrix}}^L \cdot
\end{pmatrix}}^L \cdot
\overbrace{\begin{pmatrix}
r_{11} & r_{12}\\
0 & r_{22}
@ -139,7 +139,7 @@ also ausführlich:
\begin{pmatrix}
1 & 0\\
l_{12} & 1
\end{pmatrix} \cdot
\end{pmatrix} \cdot
\begin{pmatrix}
3 & \cos y\\
0 & r_{22}
@ -156,7 +156,7 @@ also ausführlich:
\begin{pmatrix}
1 & 0\\
x^2 & 1
\end{pmatrix} \cdot
\end{pmatrix} \cdot
\begin{pmatrix}
3 & \cos y\\
0 & -x^2 \cdot \cos y + e^y

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@ -1,5 +1,5 @@
\section*{Aufgabe 4}
\textbf{Aufgabe}:
\textbf{Aufgabe}:
\[I(f) = \int_a^b f(x) \mathrm{d}x \]

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@ -15,7 +15,7 @@ maximaler Ordnung zu erhalten. Wie hoch ist die Ordnung?
\paragraph{Lösung}
Nach VL kann bei Vorgabe von $s$ Knoten auch die Ordnung $s$ durch
Nach VL kann bei Vorgabe von $s$ Knoten auch die Ordnung $s$ durch
geschickte Wahl der Gewichte erreicht werden. Nach Satz 27 ist diese
Wahl eindeutig.
Also berechnen wir die Gewichte, um die Ordnung $p=2$ zu sichern.
@ -56,7 +56,7 @@ LGS lösen können:
\begin{align}
\begin{pmatrix}
c_1^0 & c_2^0\\
c_1^1 & c_2^1
c_1^1 & c_2^1
\end{pmatrix}
\cdot x
=

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@ -26,10 +26,10 @@
\title{Numerik Klausur 1 - Musterlösung}
\makeatletter
\AtBeginDocument{
\hypersetup{
\hypersetup{
pdfauthor = {Martin Thoma, Peter, Felix},
pdfkeywords = {Numerik, KIT, Klausur},
pdftitle = {\@title}
pdfkeywords = {Numerik, KIT, Klausur},
pdftitle = {\@title}
}
\pagestyle{fancy}
\lhead{\@title}

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@ -83,5 +83,5 @@ Das Verfahren ist also:
Alternativ kann man auch in einer angepassten LR-Zerlegung direkt die
Anzahl an Zeilenvertauschungen zählen. Dann benötigt man $P$ nicht mehr.
Ist die Anzahl der Zeilenvertauschungen ungerade, muss das Produkt
Ist die Anzahl der Zeilenvertauschungen ungerade, muss das Produkt
der $r_ii$ negiert werden.

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@ -1,6 +1,6 @@
\section*{Aufgabe 2}
\paragraph{Voraussetzung:}
\paragraph{Voraussetzung:}
Gegeben sei eine Funktion $F$:
\begin{align*}
F: \mathbb{R} &\rightarrow [-1, 1]\\
@ -32,23 +32,23 @@ Sei $0 \leq x < y \leq 1$. Dann folgt:\marginnote{Teil 2: $F$ ist auf $[0,1]$ ei
\end{align}
Da $F|_{[0,1]}$ eine Selbstabbildung und eine Kontraktion ist und
offensichtlich $[0,1]$ abgeschlossen ist, greift der
offensichtlich $[0,1]$ abgeschlossen ist, greift der
Banachsche Fixpunktsatz. Es folgt direkt, dass auch für alle $x \in [0,1]$
die Folge $(x)_k$ gegen den einzigen Fixpunkt $x^*$ konvergiert.
\end{proof}
\subsection*{Anmerkung}
Um zu zeigen, dass es genau einen Fixpunkt $x^*$ in $(0,1)$ gibt,
braucht man den Banachschen Fixpunktsatz nicht. Nur um zu zeigen,
Um zu zeigen, dass es genau einen Fixpunkt $x^*$ in $(0,1)$ gibt,
braucht man den Banachschen Fixpunktsatz nicht. Nur um zu zeigen,
dass die Fixpunktiteration auf für jedes $x \in \mathbb{R}$ gegen
diesen Fixpunkt $x^*$ konvergiert, braucht man ihn.
So kann man die existenz eines Fixpunktes zeigen:
Offensichtlich ist $F(0) \neq 0$ und $F(1) \neq 1$, also ist der
Offensichtlich ist $F(0) \neq 0$ und $F(1) \neq 1$, also ist der
Fixpunkt - falls vorhanden - in $(0,1)$. $F$ ist in $(0,1)$ stetig
und streng monoton fallend. Da auch $-x$ in $(0,1)$ streng monoton
fallend ist, folgt, dass $\cos(x) - x$ in $(0,1)$ streng monoton
fallend ist, folgt, dass $\cos(x) - x$ in $(0,1)$ streng monoton
fallend ist.
$x=0 \Rightarrow \cos(x) - x = \cos(0) - 0 = 1$

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@ -36,11 +36,11 @@ ist. Wenn diese nun auf $N$ Intervalle aufgepflittet wird gilt folgendes:
\end{align}
$\sum_{i=1}^{N-1} f(a + i \cdot h)$ steht für die Grenzknoten
(deshalb werden sie doppelt gezählt). Von den Grenzknoten gibt es
insgesamt $N-2$ Stück, da die tatsächlichen Integralgrenzen $a$ und $b$
(deshalb werden sie doppelt gezählt). Von den Grenzknoten gibt es
insgesamt $N-2$ Stück, da die tatsächlichen Integralgrenzen $a$ und $b$
nur einmal in die Berechnung mit einfließen.
$\sum_{l=0}^{N-1} f(a + \frac{1}{2} \cdot h + l \cdot h)$ sind die jeweiligen
$\sum_{l=0}^{N-1} f(a + \frac{1}{2} \cdot h + l \cdot h)$ sind die jeweiligen
mittleren Knoten der Intervalle. Davon gibt es $N$ Stück.
\subsection*{Teilaufgabe c)}

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@ -18,12 +18,12 @@ $c_1 = 0$ nicht die Gauss-Quadratur sein kann (Satz 31), kommt nur Ordnung $p=4$
und $p=5$ in Frage.
In dieser Aufgabe sind nur die symmetrischen QF, also die von Ordnung
$p=4$ explizit anzugeben. Für die QF von Ordnung $p=5$ hätte man nur
$p=4$ explizit anzugeben. Für die QF von Ordnung $p=5$ hätte man nur
die Gewichte in Abhängigkeit der Knoten darstellen müssen und
eine Bedinung nur an die Knoten herleiten müssen.
\subsection*{Ordnung 4}
Es gilt $g(x) = c$ für eine Konstante $c$, da $\text{Grad}(g(x))=0$ ist.
Es gilt $g(x) = c$ für eine Konstante $c$, da $\text{Grad}(g(x))=0$ ist.
Also ist \ref{a3} gleichbedeutend mit:
\begin{align}
\int_0^1 M(x) \cdot c \mathrm{d}x &= 0 \\
@ -56,7 +56,7 @@ Aus $c_1 = 0 $ folgt, dass $c_3 = 1$ ist. Außerdem muss $c_2 = \frac{1}{2} $ se
Es handelt sich um die aus der Vorlesung bekannte Simpsonregel.
\subsection*{Ordnung 5}
Es gilt $g(x) = ax+c$ für Konstanten $a \neq 0, c$, da $\text{Grad}(g(x))=1$ ist.
Es gilt $g(x) = ax+c$ für Konstanten $a \neq 0, c$, da $\text{Grad}(g(x))=1$ ist.
Also ist \ref{a3} gleichbedeutend mit:
\begin{align}
\int_0^1 M(x) \cdot (ax+c) \mathrm{d}x &= 0 \\

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@ -28,10 +28,10 @@
\title{Numerik Klausur 2{} - Musterlösung}
\makeatletter
\AtBeginDocument{
\hypersetup{
\hypersetup{
pdfauthor = {Felix Benz-Baldas, Martin Thoma, Peter Merkert},
pdfkeywords = {Numerik, KIT, Klausur},
pdftitle = {\@title}
pdfkeywords = {Numerik, KIT, Klausur},
pdftitle = {\@title}
}
\pagestyle{fancy}
\lhead{\@title}

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@ -15,7 +15,7 @@
\end{align}
\item Abgeschlossenheit: $D$ ist offentsichtlich abgeschlossen.
\item Kontraktion: \\ %TODO:
\item Kontraktion: \\ %TODO:
%\textbf{Behauptung:} $F(x)$ ist auf $A$ eine Kontraktion.
%\textbf{Beweis:}
%z.Z.: $\exists L \in [0, 1): \forall x,y \in A: || F(x) - F(y) || \leq L \cdot || x - y||$

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@ -14,7 +14,7 @@ Für die ersten 3. Ordnungsbedingungen gilt:
\end{align*}
\subsection*{Teilaufgabe c}
Wähle die Simpson-Regel, also $c_1=0, c_2 = \frac{1}{2}, c_3 = 1$ und
Wähle die Simpson-Regel, also $c_1=0, c_2 = \frac{1}{2}, c_3 = 1$ und
$b_1 = b_3 = \frac{1}{6}$ und $b_2 = \frac{4}{6}$.
Überprüfe nun Ordnungsbedingungen 1-4 $\Rightarrow$ Simpson-Regel hat Ordnung 4

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@ -25,10 +25,10 @@
\title{Numerik Klausur 3 - Musterlösung}
\makeatletter
\AtBeginDocument{
\hypersetup{
\hypersetup{
pdfauthor = {Felix Benz-Baldas, Martin Thoma, Peter Merkert},
pdfkeywords = {Numerik, KIT, Klausur},
pdftitle = {\@title}
pdfkeywords = {Numerik, KIT, Klausur},
pdftitle = {\@title}
}
\pagestyle{fancy}
\lhead{\@title}

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@ -1,7 +1,7 @@
\section*{Aufgabe 1}
\textbf{Gegeben:}
\[A =
\[A =
\begin{pmatrix}
6 & -6 & 0 \\
-3 & 7 & 2 \\
@ -15,7 +15,7 @@ b =\begin{pmatrix}
\textbf{Aufgabe:} $Ax = b$ mit Gaußelimination und Spaltenpivotwahl lösen
\textbf{Lösung:}
\textbf{Lösung:}
\begin{align}
\begin{gmatrix}[p]

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@ -25,10 +25,10 @@
\title{Numerik Klausur 4 - Musterlösung}
\makeatletter
\AtBeginDocument{
\hypersetup{
\hypersetup{
pdfauthor = {Martin Thoma, Peter, Felix},
pdfkeywords = {Numerik, KIT, Klausur},
pdftitle = {\@title}
pdfkeywords = {Numerik, KIT, Klausur},
pdftitle = {\@title}
}
\pagestyle{fancy}
\lhead{\@title}

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@ -25,7 +25,7 @@ Für alle tridiagonalen Matrizen gilt:
Offensichtlich ändert diese Operation nur Zeile 2. $a_{21}$ wird zu 0,
$a_{22}$ ändert sich irgendwie, alles andere bleibt unverändert.
Die gesammte Matrix ist keine tridiagonale Matrix mehr, aber die
Die gesammte Matrix ist keine tridiagonale Matrix mehr, aber die
um Submatrix in $R^{(n-1) \times (n-1)}$ ist noch eine.
Muss man zuvor Zeile 1 und 2 tauschen (andere Zeilen kommen nicht in
@ -35,7 +35,7 @@ an der tridiagonalen Struktur der Submatrix.
\paragraph{Teil 2: (ii) für $A \in \mathbb{R}^{2 \times 2}$}
Sei $\begin{pmatrix}a_{11} & a_{12}\\a_{21} & a_{22} \end{pmatrix} \in \mathbb{R}^{2 \times 2}$
beliebig.
beliebig.
O.B.d.A sei die Spaltenpivotwahl bereits durchgeführt, also $|a_{11}| \geq |a_{21}|$.
@ -55,7 +55,7 @@ Nun folgt:
\end{gmatrix}
\end{align}
Wegen $|a_{11}| \geq |a_{21}|$ gilt:
Wegen $|a_{11}| \geq |a_{21}|$ gilt:
\begin{align}
\|\frac{a_{21}}{a_{11}}\| \leq 1
\end{align}
@ -71,7 +71,7 @@ Damit ist Aussage (ii) für $A \in \mathbb{R}^{2 \times 2}$ gezeigt.
\paragraph{Teil 3: (ii) für allgemeinen Fall}
Aus Teil 2 folgt die Aussage auch direkt für größere Matrizen.
Der worst case ist, wenn man beim Addieren einer Zeile auf eine
Der worst case ist, wenn man beim Addieren einer Zeile auf eine
andere mit $\max_{i,j}|a_{ij}|$ multiplizieren muss um das erste nicht-0-Element
der Zeile zu entfernen und das zweite auch $\max_{i,j}|a_{ij}|$ ist.
Dann muss man aber im nächsten schritt mit einem Faktor $\leq \frac{1}{2}$

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@ -4,14 +4,14 @@ Bestimme alle Quadraturformeln mit $s=3$ und Knoten
$0 = c_1 < c_2, c_3$ und Ordnung $p \geq 4$.
Schreiben Sie ein Programm in Pseudocode, welches zu vorgegebenem
$c_2$ den Knoten $c_3$ und die Gewichte $b_i$ möglichst effizient
$c_2$ den Knoten $c_3$ und die Gewichte $b_i$ möglichst effizient
berechnet.
Wie viele symmetrische Quadraturformeln gibt es mit diesen Eigneschaften?
\subsection*{Lösung}
Da $c_1 = 0$ kann es keine Gauß-Quadraturformel sein. Daher kann
die Ordnung nicht $2 \cdot s = 6$ sein. Interessant sind also
Da $c_1 = 0$ kann es keine Gauß-Quadraturformel sein. Daher kann
die Ordnung nicht $2 \cdot s = 6$ sein. Interessant sind also
\begin{itemize}
\item[(A)] Symmetrische Quadraturformeln der Ordnung 4
\item[(B)] Unsymmetrische Quadraturformeln der Ordnung 4

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@ -26,10 +26,10 @@
\title{Numerik Klausur 5 - Musterlösung}
\makeatletter
\AtBeginDocument{
\hypersetup{
\hypersetup{
pdfauthor = {Martin Thoma, Peter, Felix},
pdfkeywords = {Numerik, KIT, Klausur},
pdftitle = {\@title}
pdfkeywords = {Numerik, KIT, Klausur},
pdftitle = {\@title}
}
\pagestyle{fancy}
\lhead{\@title}

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@ -34,10 +34,10 @@ und diese liegt in $[0,1]$.
\Leftrightarrow x &= - \ln(2x) = F_2(x)\label{a2iif2}
\end{align}
Gleichung \ref{a2iif1} zeigt, dass der Fixpunkt von $F_1$ mit der
Gleichung \ref{a2iif1} zeigt, dass der Fixpunkt von $F_1$ mit der
Nullstelle von $f$ übereinstimmt.
Gleichung \ref{a2iif2} zeigt, dass der Fixpunkt von $F_1$ mit der
Gleichung \ref{a2iif2} zeigt, dass der Fixpunkt von $F_1$ mit der
Nullstelle von $f$ übereinstimmt. Da es nur in $[0,1]$ eine Nullstelle
gibt (vgl. Teilaufgabe i), ist die Einschränkung von $x$ auf $\mathbb{R}^+$
irrelevant.
@ -49,7 +49,7 @@ Rechenungenauigkeit)
$F_1$ ist auf $[0,1]$ eine Kontraktion mit Kontraktionszahl $\theta = \frac{1}{2}$:
Nach dem Mittelwertsatz der Differentialrechnung ex. ein $\xi \in (a,b)$ mit $ 0 \leq a < b \leq 1$, sodass
Nach dem Mittelwertsatz der Differentialrechnung ex. ein $\xi \in (a,b)$ mit $ 0 \leq a < b \leq 1$, sodass
gilt:

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@ -28,10 +28,10 @@
\title{Numerik Klausur 6 - Musterlösung}
\makeatletter
\AtBeginDocument{
\hypersetup{
\hypersetup{
pdfauthor = {Martin Thoma, Peter, Felix},
pdfkeywords = {Numerik, KIT, Klausur},
pdftitle = {\@title}
pdfkeywords = {Numerik, KIT, Klausur},
pdftitle = {\@title}
}
\pagestyle{fancy}
\lhead{\@title}

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@ -1,7 +1,7 @@
Diese Lösungen sind noch im Aufbau.
Wenn du einen Fehler findest (auch Textsetzungs- und Rechtschreibfehler
oder missverständliche Stellen)
oder missverständliche Stellen)
oder selbst eine Lösung geschrieben hast, kannst du mir eine Email
schreiben (info@martin-thoma.de). Oder du machst direkt einen Pull-Request.

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@ -53,7 +53,7 @@ sie auf jeden Fall für $a=1, b=0$ sowie für $a=1, b=1$ gelten. Aber:
\frac{2\cdot1+5\cdot0}{5\cdot1+10\cdot0} = \frac{3}{5} &\neq \frac{8}{15} = \frac{3\cdot1+5\cdot1}{5\cdot1+10\cdot1}
\end{align}
Offensichtlich gibt also es kein $c_2$, dass diese Bedingung für jedes $a,b \in \mathbb{R}$
Offensichtlich gibt also es kein $c_2$, dass diese Bedingung für jedes $a,b \in \mathbb{R}$
erfüllt. Daher kann es keine Quadraturformel der Ordnung $5$ mit den Knoten
$0$ und $1$ geben.
@ -83,7 +83,7 @@ Und damit:
\end{align}
Nun könnte man das ganze in die 4. Ordnungsbedinung einsetzen \dots aber ich
glaube nicht, dass das schön wird. Mache das, wer will.
glaube nicht, dass das schön wird. Mache das, wer will.
\subsubsection*{Ordnung 4}
Die Simpson-Regel erfüllt offensichtlich alle Bedinungen und hat
@ -97,4 +97,4 @@ Ordnung 4:
\end{align}
Dass die Simpson-Regel Ordnung 4 hat, lässt sich schnell über
die Ordnungsbedingungen zeigen.
die Ordnungsbedingungen zeigen.

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@ -28,10 +28,10 @@
\title{Numerik Übungsblatt 11 - Musterlösung}
\makeatletter
\AtBeginDocument{
\hypersetup{
\hypersetup{
pdfauthor = {Martin Thoma, Peter, Felix},
pdfkeywords = {Numerik, KIT, Übungsblatt},
pdftitle = {\@title}
pdfkeywords = {Numerik, KIT, Übungsblatt},
pdftitle = {\@title}
}
\pagestyle{fancy}
\lhead{\@title}