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Forum "Uni-Analysis-Sonstiges" - orthogonalität von Funktionen
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orthogonalität von Funktionen: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 20:58 Mo 04.07.2011
Autor: kioto

Aufgabe
die drei funktionen
f1: [-1,1] -> [mm] \IR, [/mm] f1(x) = [mm] \wurzel{\bruch{1}{2}} [/mm]
f2: [-1,1] -> [mm] \IR, [/mm] f2(x) = [mm] \wurzel{\bruch{3}{2}}x [/mm]
f3: [-1,1] -> [mm] \IR, [/mm] f3(x) = [mm] \wurzel{\bruch{5}{8}}(3x^2-1) [/mm]

spannen einen 3-dimensionalen vektorraum v3 auf. auf diesem definieren wir ein skalarprodukt für alle f,g [mm] \in [/mm] v3 durch
<f,g>:= [mm] \integral_{-1}^{1}{f(x)g(x) dx} [/mm]
prüfen sie durch nachrechnen, dass die funktionen f1, f2, f3 paarweise orthogonal zueinander und in der durch das skalarprodukt erzeugten norm auf Eins normiert sind, also
[mm] =\begin{cases} 1, & \mbox{falls } i=j \mbox{ } \\ 0, & \mbox{falls } n\not=j \mbox{} \end{cases} [/mm]


hier muss ich also erst mal intergrieren,

[mm] \integral_{-1}^{1}{f1(x)fs(x) dx} [/mm]
= [mm] \bruch{x}{\wurzel{2}} [/mm] * [mm] \bruch{1}{2}\wurzel{\bruch{3}{2}}x^2 [/mm]

laut der korrenktur ist es falsch, aber warum?

        
Bezug
orthogonalität von Funktionen: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 21:16 Mo 04.07.2011
Autor: MathePower

Hallo kioto,



> die drei funktionen
>  f1: [-1,1] -> [mm]\IR,[/mm] f1(x) = [mm]\wurzel{\bruch{1}{2}}[/mm]

>  f2: [-1,1] -> [mm]\IR,[/mm] f2(x) = [mm]\wurzel{\bruch{3}{2}}x[/mm]

>  f3: [-1,1] -> [mm]\IR,[/mm] f3(x) = [mm]\wurzel{\bruch{5}{8}}(3x^2-1)[/mm]

>  
> spannen einen 3-dimensionalen vektorraum v3 auf. auf diesem
> definieren wir ein skalarprodukt für alle f,g [mm]\in[/mm] v3
> durch
>  <f,g>:= [mm]\integral_{-1}^{1}{f(x)g(x) dx}[/mm]
>  prüfen sie durch
> nachrechnen, dass die funktionen f1, f2, f3 paarweise
> orthogonal zueinander und in der durch das skalarprodukt
> erzeugten norm auf Eins normiert sind, also
>  [mm] =\begin{cases} 1, & \mbox{falls } i \mbox{ =j} \\ 0, & \mbox{falls } n \mbox{\not=j } \end{cases}[/mm]
>  
> hier muss ich also erst mal intergrieren,
>  
> [mm]\integral_{-1}^{1}{f1(x)fs(x) dx}[/mm]
>  = [mm]\bruch{x}{\wurzel{2}}[/mm]
> * [mm]\bruch{1}{2}\wurzel{\bruch{3}{2}}x^2[/mm]
>  
> laut der korrenktur ist es falsch, aber warum?


Es gibt keine Regel, die besagt:

[mm]\integral_{}^{}{f_{1}\left(x\right)*f_{2}\left(x\right) dx}=\integral_{}^{}{f_{1}\left(x\right) dx}*\integral_{}^{}{f_{2}\left(x\right) dx}[/mm]

Hier ist zuerst das Produkt [mm]f_{1}\left(x\right)*f_{2}\left(x\right)[/mm] zu bilden,
und dann dieses zu integrieren.


Gruss
MathePower

Bezug
        
Bezug
orthogonalität von Funktionen: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 21:20 Mo 04.07.2011
Autor: notinX

Hallo,

> die drei funktionen
>  f1: [-1,1] -> [mm]\IR,[/mm] f1(x) = [mm]\wurzel{\bruch{1}{2}}[/mm]

>  f2: [-1,1] -> [mm]\IR,[/mm] f2(x) = [mm]\wurzel{\bruch{3}{2}}x[/mm]

>  f3: [-1,1] -> [mm]\IR,[/mm] f3(x) = [mm]\wurzel{\bruch{5}{8}}(3x^2-1)[/mm]

>  
> spannen einen 3-dimensionalen vektorraum v3 auf. auf diesem
> definieren wir ein skalarprodukt für alle f,g [mm]\in[/mm] v3
> durch
>  <f,g>:= [mm]\integral_{-1}^{1}{f(x)g(x) dx}[/mm]
>  prüfen sie durch
> nachrechnen, dass die funktionen f1, f2, f3 paarweise
> orthogonal zueinander und in der durch das skalarprodukt
> erzeugten norm auf Eins normiert sind, also
>  [mm] =\begin{cases} 1, & \mbox{falls } i \mbox{ =j} \\ 0, & \mbox{falls } n \mbox{\not=j } \end{cases}[/mm]
>  
> hier muss ich also erst mal intergrieren,
>  
> [mm]\integral_{-1}^{1}{f1(x)fs(x) dx}[/mm]
>  = [mm]\bruch{x}{\wurzel{2}}[/mm]
> * [mm]\bruch{1}{2}\wurzel{\bruch{3}{2}}x^2[/mm]
>  
> laut der korrenktur ist es falsch, aber warum?

Bei einem bestimmten Integral kommt am Ende immer eine Zahl raus, also dürfen keine Variablen mehr drin sein.

Gruß,

notinX

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