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01.2.4 Vektorraum


CC-BY-NC-SA 3.0

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derBegriff Vektorraumdas istzum ersten Mal vielleicht das es wirklichabstrakt wird in der Mathematikdas manabstrahiertvon etwas was man vorher schon kanntevon den Pfeilen zu den Mengen von freien zuirgendwelchen Sachen die man addieren kann und wie man Zahlen modifizierenkannsolche Gebildenennt sich dann Vektorräumeden Jahresfestes im englischen seltener Vektorspacesmeist Mediaspacesden Jahre Räumenwerden das bei den Pfeilen gesehen PfeileoderMengen von parallel verschobenen Feinde man jetzt ganz streng sein wird kann manaddierenmiteinander hängenPunkt es gibt ?? summeich kann Pfeile multiplizierenden mal dreierwird weiter werdenund dabei gelten die üblichen Rechengesetzedas ganze istzum BeispielKommutativgesetzIdeen addieren und dann den Urlaubsideenund den addieren andersrumdasselbeman kann ausmultiplizierenSkript auf Seite zehnsiezum Beispiel haben drei plus vier mal den Vektorfünf sechsdrei plus vier mal den Vektor fünf sechs ?? so ein Vektor der siebenfachen Länge in die gleiche Richtungeines ist natürlich nicht anders als wenn sie nehmen Vektorder dreifachenLänge in die gleiche Richtung plus Anblick der vierfachen Mengein die gleiche Richtung einfach die beiden miteinandergehängt?? drei und vier sollte maldas dreifache und das vierfache miteinander gehängt dann haben sie das siebenfacheich darf alsowenn ich vorne eine Summe habeausmultiplizierendas gleiche gilt auch umgekehrt wenn sie haben siebenmaldie Summe zweier Vektorenhaben immer das war zwei plus dreieins plus fünfbin ich hier eine Summe habedann steht er eigentlich siebenmal die Summe zweier Vektorenwas wird das seinnicht gerade überraschend ist das sieben Eilers Vektor plus siebenmal derzweite Rektorhatte ?? auf zwei WeisenausmultiplizierenSummeim Faktor vor dem Vektor kann ich ausmultipliziereneine Summe von Vektorenbesteht ja eigentlich der Rektor zwei eins plusdrei fünfeine Summe an Vektor einesehrganz ähnliche Rechenregelnoffensichtlichman packt all das zusammenangenommenich habeeine Menge von Dingen egal was Pfeileoder schlimmere Sachendie ich addieren kann mit den üblichen Rechenregelndie ich mit Zahlen modifizierenkann ?? mit den üblichen Rechenregelndiesowas wie ausmultiplizierenKlammern auflösen könnenmuss Nullvektorgibt und ähnliche Geschichten ganze Liste anEigenschaften wirklich aufhörenkann sie nur was nachgucken was ist an üblichen Eigenschaften was man so verlangen würde von einer Addition und einer Modifikationgezahltwenn das erfüllt ist für welche Menge an Objekten auch immer nennt man das Vektorraum oder denLinersbaseeinBeispielSkript auf Seite neunder C zweidie Fragen wozu soll das bloß gut seinder kommt zum Beispielin der Quantenmechanikvor mein Physik auf bisschenheftigeren Niveau macht Elementarteilchenbeschreiben will noch ?? Designvektorraumwenig überraschenderweiseder er zwei waren alle Haare aus reellen Zahlen der C zweisind alle Paare aus Gartenbaus konvexen Fallam Rande erwähnenmüssen ?? mit Schreibenals ihr Sturz steht sowas drinnen wie?? nun zwei plus jeund die minus Wurzel zwei diedas während Vertreter der Nullvektor ist natürlich auch drinnenwaren die üblichen Kandidatendreizehn minus zweiundvierzigsind drinnenaber eben komplexe Zahlenobenund untendas wäre der C zweidiese Dinger kann ich offensichtlich addieren diese normalen Vektoren addierenpassiert nichts schlimmeskomponentenweiseaddieren sie können Sie mit Zahlen modifizierenob es lustig ist die Karte sogar mit komplexen Zahlen modifizieren wenn sie den hier mit der Zeit ?? multiplizierensie wiederein Ding sage jetzt mal ein geordnetes Paar derselben ??um eine konvexe Zeit unten eine komplexe Zahl dies ist ein Vektorraum?? nicht nur über den reellen Zahlen sie können jedes Ding davon mit reellen Zahlen modifizierensondern sogar mit komplexen Zahlenvektorraumüber den komplexen Zahlenüber zehnhundertsteralso hier habe ich eine Menge an Zahlendas wäre in diesem Fall wird in diesem Fall die Menge der komplexen Zahleneine Menge anAnführungszeichen untenVektorenSie sind die hier als Feile darzustellenwird eher schwierigsie haben mir schon zwei Dimensionen drin und da Komma zwei Dimensionen drinandas gibt nicht wirklich gut als Fall darzustellentrotzdem nennt man das dannVektoreneine Menge von Vektoren weildas ganze ein Vektorraum bildet in diesem abstrakten Sinnesie könnendiese Objekte hieraddierenüblichen Recht illegal ist es die Reihenfolge ist egal man kann ausklammernsie können diese hier mit den Zahlen in diesem Spiel das seine komplexen Zahlen mit Zahlen multiplizierendabei gelten die üblichen Rechenregeln wie ihr dasausklammern insbesonderewenn sie mit null multiplizierenkommt null rauswenn sie mit minus eins modifizieren kommt dasadditiv inverse rausder Vektor derumgekehrten Richtung wobei die Frage istwas heißt sie einig auch Richtung?? ich kann ausmultiplizierenProdukte und somit ausmultiplizierenganze Liste an Sachen die geltenfestgelegterSachen nicht auf ??sehr hässlich ist diese Leertaste Liste aufzuschreibendas was man üblicherweise erwartetsteht da drindeshalb heißt das Vektorraumin diesem abstrakten Sinne ein Bild ein mathematisches Gebilde das sich so verhältwie File und zahlendas wäre einer davonFans umKodierung geht'swahrscheinlichwerden sie das nicht so doll erleben im Studium bei Überweisungstechnikund dass er dann vordie übertragenen Daten sicher oder wie übertrage ich Daten sodass kein anderer mitlesen kann hat man noch ein paar andere Vektorräumewerden insbesondere Vektorräumedie nicht mehr unendlich groß sinddas ist dann ganz schräganein Vektor oder was ein eine Sorte an Vektorräumenimmer noch sehen werdendie vielleicht noch schräger ist ??von Funktionenkann Funktion addieren sich dann Fusion mit Zahlen modifizieren es gelten die üblichen Rechengesetzedeshalbbieten die einen Vektorraumso schräg wie das ist man darfdann nicht versuchen sich das als man sollte nicht versuchen das als Feile vorzustellen bald gelingt es ihnen den Gesichte recht wenn das feine vorzustellen das hier ist ja schon als Filenur sehr schwer vorzustellenVektorräume von Funktionenlernenwas soll sein dreimaldie Exponentialfunktionso muss das ergehender Spezialfunktionist eine Funktionwenn ich sage dieFunktionenbilden ein Vektorraumweil es über den reellen Zahlen muss ich sagen können was denn eine ideelle Zahl mal eine Funktion ist das an der grundlegenden Operation zwei und Innovationsvektorenaddieren Vektoren mit Zahlen modifizieren ?? was ist eine Zahl mal Anführungszeichen untenVektor muss ich dann sageneine Funktionähm der Spezialfunktioneben hochgeht von ideellen Zahlenin den reellen Zahlen??solange nach dem Willen Zahlenähmdabei das so lassen und einfach sagen diese Funktion hier dreimal die Exponentialfunktionist die Funktion die für jedes Xwelches Ergebnis hatalso eine nicht ganzeine nicht ganzentfernte Idee wäre das man sagt E hochE hoch E hoch X das ist abereher was was man als dritte Potenz verkauft nicht als das dreifache ?? dritte Potenzam Sinne bei den Funktionen nicht sowas bilde eine Funktion einer Funktion einer Funktion einer Funktion von Xnenn ich das gernedie vierte Potenz der Funktion angewendet auf Xeine Potenz kein Vielfachesaus dem Grundwenn ichwieder sowas miteinander verketten wenn ich F hoch vier verkehrtemit F hochzwei von mir ausist das dann definiertdie vierfacheAnwendung der Funktionangewendetauf die zweifacheAnwendung der Funktionsweise?? Klammer auf?? sechs Klammer zu eins zwei drei vier fünf sechs Klammer zudie vierfache Anwendung der Fusion auf die zweifache ?? davon zu ?? ist die sechsfache Anwendung der Funktiondas Passwort zur Potenzrechnungmich das so schreibe vier plus zwei macht sechsdeshalb würde ich die mehrfache Anwendung lieber alsPotenz verstehendas wir das hat sich so eingebürgert weil das sogenial passthabenals das würde manals Potenz nehmenE hoch E hoch E hoch Xals die dritte Potenzder E Funktion auf sehr abstrakte Weise ist viel billigerdreimalhoch X einfach das dreifachean jeder Stelle liefert die Fusion das dreifachewenn ihre Augen?? in ihrer OriginalfunktionDE Funktion istbesser mal nimmtin ihrer Originalfunktiondie Ehefunktionistwäre das dreifache?? ganz dumman jeder Stellean jeder Stelledas dreifache genommenwie beiden klassischen?? der siehe oben in Trojawie bei den klassischen Vektorensie nehmen Erstkomponentedas dreifacheund in der zweiten Komponente das dreifacheund hiernehme ich an jeder Stelle für jedes Xdas dreifache das wäre das dreifache einer Funktiondas geht mit den üblichen Rechengesetzen durch wenn sie das drei plus vier fache einer Funktion bildenkönnen Sie hoffentlichausklammernohne das was schlimmes passiertbei dem nächsten was ist die Additionin diesem Spielichgucke mal ob ich Funktionenzu Vektoren machen kannalso möglichst nicht an feine Denken an der Stelle sondern das abstrakte Konzeptaddieren geht modifizieren mit Zahlen gehtund die üblichen Rechengesetze sind erfüllt ?? ich kann also was veranstalten Sinus plus Kosinus wies die sonst so was habe aus diesen hier bloß den hier möchte ich addieren den hierproblemlos sowas mal Sinus Bus groß musste sich auf eine Plasma fürchterlich aus die Summe zweier Funktionenjabeide lebenauf den reellen Zahlen der wird sich hoffentlich nicht viel dran ändernund was wird jetzt für jedes X rauskommen ich suche eine neue Funktiondie sowas sein soll wie Sinus plus Kosinus was wir diese neue Funktionan einer jeden Stelle X machen?? dass sie das nur so haarsträubend Ausrufezeichendie einfach dann sein wenn ich dreizehn Grad habe so rauskommt Sinus von dreizehn ?? plusKosinus von dreizehn einfach diese beiden Funktionen Punkt weiseich Punkt beide an jedem X zusammen addierendie beiden übereinander stapelndas soll die Summe zweier Funktionen seinund natürlichgelten dabei die üblichen Rechengesetzewenn sie jetzt sowas bauen wieer dreimalden Sinus plus den Kosinusist das an jeder StelleSinus X plus großes X und das ganze mal drei es natürlich nichts anderes als wenn sie dreimal den Sinus genommen hättenund dreimal den Kursus dazu gezähltes gelten die üblichen Rechengesetzedas ist völlig banalähmaber trotzdem genial war man die äh die das ganze was man über Vektoren lerntSpezialfunktionenübertragen kann wo ich sonstbei Vektoren zum Beispiel zerlegen Bestandteilekann ich nun anfangen Funktionen zu zerlegen bestanddas sehen wir dann insbesonderebei der Fourier TransformationWurfsignalezerlegt werden Sinus vermittelt Signaleso wie sie sonst einen Vektor nehmenund den vielleicht inein Vektorraumund den dann in X Komponente und Y Komponenten Z Komponente zerlegenzerlegen sie dann ein Signalinirgendwelche Silos vermieden werdenals eine sehreine Ähnlichkeit auf sehr abstrakten Niveauwas man rechnet dabei ist Banalgesetzesnoch achtundzwanzig den Nullvektorbei den Funktionender Nullvektor bei den Funktionen muss natürlich wieder eine Funktion seinich brauche eine Funktion die bei der Addition nichts tutwelche Funktion tut bei der Addition nichtsNa wenn ich eine Funktion suche die bei der Additionzu einer anderen Funktion nichts tut heißt es hier muss immer Null dazu kommendie Funktion überall null sein an jeder Stelledas ist der ein Viertel ZeichenNullvektor in diesem Spiel die Funktion überall null ist?? zum zehnten Mal zu sagendann wenn von Vektorräumenvon Funktionendie Rede ist sowieso von etwas abstrakteren Vektorräumendenken Sie vielleichtnicht so doll an Feileeine Funktion als Filefinde ich eher Irritierendmanndenkt er da dran ?? ich kann das addierenRichter habe zu anderen solchen Objekten und ich kann es mit Zahlen modifizierenund kriege wieder so ein Objektund es gelten die üblichen Rechengesetze die ich jetzt gar nicht aufgeschrieben habe weil sie so banal sindbesichtigen können was passiertund das nette ist das mandann große Strecken neunzig Prozent der linearen Algebra sofort verwenden kann um Funktion zu einerPerson zu veranstaltenwerden auch noch Skalarproduktsehen für Funktioneninsbesondere und eine Länge für Funktion die auch so funktionieren wie man sich das vorstellt und die sie auchdurch fünf Minuten Dachdecker so hinschreiben könnenkann gar nicht anders sein