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Forum "Lineare Algebra - Matrizen" - Betrag eines Vektors
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Betrag eines Vektors: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 17:37 Fr 25.02.2011
Autor: saberdam

Aufgabe
Die Vektoren [mm] \vec{a_{1}}= \vektor{1\\i\\0}; \vec{a_{2}}= \vektor{i\\0\\i}, [/mm] erzeugen einen Unterraum V des [mm] \IC^{3}.Geben [/mm] sie eine Orthonormalbasis von V an.

Hallo,

Ich wollte hier einen Einheitsvektor bilden und somit das ganze dann mit einem Hilfsvektor berechenen. Dann den Hilfsvektor normieren, da ich das immer so gemacht habe.
Nur sehe ich in der Lösung dass bei dem Erstellen des Einheitsvektors dieser Betrag berechnet wurde:

[mm] \parallel \vec{a_{1}} \parallel= \wurzel{2} [/mm]

und dann

[mm] \vec{e_{1}} [/mm] = [mm] \vec{a_{1}} \bruch{1}\wurzel{2} [/mm]


usw.

Ich verstehe nicht, wie die auf [mm] \wurzel{2} [/mm] kommen? Wenn ich das rechne, bleibt immer auf jeden Fall ein i.
Kann mir das vielleicht jemand mal bitte erklären?

Ich bin für jeden Hinweis dankbar.

Ich habe diese Frage in keinem Forum auf anderen Internetseiten gestellt.

        
Bezug
Betrag eines Vektors: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 17:49 Fr 25.02.2011
Autor: schachuzipus

Hallo saberdam und [willkommenmr],

> Die Vektoren [mm]\vec{a_{1}}= \vektor{1\\ i\\ 0}; \vec{a_{2}}= \vektor{i\\ 0\\ i},[/mm]
> erzeugen einen Unterraum V des [mm]\IC^{3}.Geben[/mm] sie eine
> Orthonormalbasis von V an.
> Hallo,
>
> Ich wollte hier einen Einheitsvektor bilden und somit das
> ganze dann mit einem Hilfsvektor berechenen. Dann den
> Hilfsvektor normieren, da ich das immer so gemacht habe.
> Nur sehe ich in der Lösung dass bei dem Erstellen des
> Einheitsvektors dieser Betrag berechnet wurde:
>
> [mm]\parallel \vec{a_{1}} \parallel= \wurzel{2}[/mm]

Na, wie ist denn das Skalarprodukt [mm]\langle\bullet,\bullet\rangle[/mm] auf [mm]\IC^3[/mm] definiert (oder auf dem [mm]\IC^n[/mm]?

Das musst du schon benutzen zur Berechnung der Länge [mm]||a_1||=\sqrt{\langle a_1,a_1\rangle}[/mm]

>
> und dann
>
> [mm]\vec{e_{1}}[/mm] = [mm]\vec{a_{1}} \bruch{1}\wurzel{2}[/mm]
>
>
> usw.
>
> Ich verstehe nicht, wie die auf [mm]\wurzel{2}[/mm] kommen? Wenn ich
> das rechne, bleibt immer auf jeden Fall ein i.

Dann rechne das mal vor!

> Kann mir das vielleicht jemand mal bitte erklären?
>
> Ich bin für jeden Hinweis dankbar.

Siehe oben!

>
> Ich habe diese Frage in keinem Forum auf anderen
> Internetseiten gestellt.

Gruß

schachuzipus


Bezug
                
Bezug
Betrag eines Vektors: Rückfrage
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 16:23 Sa 26.02.2011
Autor: saberdam

[mm]||a_1||=\sqrt{\langle a_1,a_1\rangle}[/mm]

[mm] ||a_1||= \sqrt{a^T a} [/mm]

= 1+i

Hab ich da einen Denkfehler oder einen Rechenfehler?Ich komm da niemals auf [mm] \sqrt{2}. [/mm]

Bezug
                        
Bezug
Betrag eines Vektors: Mitteilung
Status: (Mitteilung) Reaktion unnötig Status 
Datum: 16:25 Sa 26.02.2011
Autor: schachuzipus

Hallo,

nochmal die Frage: Wie ist das komplexe (Standard-)Skalarprodukt definiert?

Das musst du verwenden ...

Dann kommst du auch blitzschnell auf den gewünschten Wert.

Gruß
schachuzipus


Bezug
                                
Bezug
Betrag eines Vektors: Rückfrage
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 17:26 Sa 26.02.2011
Autor: saberdam

Also,

[mm] \langle [/mm] x, y [mm] \rangle [/mm]  := [mm] \sum_{i=1}^n \bar x_i y_i [/mm] = [mm] \bar x_1{y_1}+\bar x_2 {y_2}+\dotsb [/mm] + [mm] \bar x_n{y_n} [/mm]

Ok.

Bei mir ist das
||a||= [mm] \wurzel{\overline{1}*1 + \overline{i}*i} [/mm]

Ist das soweit ok?
Wenn ich jetzt weiter rechne dann kommt bei mir:
||a||= [mm] \wurzel{-1 + 1} [/mm]

? ich komm da irgendwie nicht weiter.

Oder ist [mm] \overline{1} [/mm] = 1?
Weil ich dachte wenn i = [mm] \wurzel{-1} [/mm] ist dann müsste
[mm] \overline{i} [/mm] = [mm] -\wurzel{-1} [/mm] sein?
oha!


Bezug
                                        
Bezug
Betrag eines Vektors: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 17:32 Sa 26.02.2011
Autor: schachuzipus

Hallo nochmal,

bitte Anschlussfragen als Fragen stellen, nicht als Mitteilungen!


> Also,
>  
> [mm]\langle[/mm] x, y [mm]\rangle[/mm]  := [mm]\sum_{i=1}^n \bar x_i y_i[/mm] =  [mm]\bar x_1{y_1}+\bar x_2 {y_2}+\dotsb[/mm] + [mm]\bar x_n{y_n}[/mm]

Aha!

>  
> Ok.
>  
> Bei mir ist das
>  ||a||= [mm]\wurzel{\overline{1}*1 + \overline{i}*i}[/mm] [ok]
>  
> Ist das soweit ok?
> Wenn ich jetzt weiter rechne dann kommt bei mir:
>  ||a||= [mm]\wurzel{-1 + 1}[/mm] [notok]

Nur der Nullvektor hat Länge 0!

>  
> ? ich komm da irgendwie nicht weiter.
>  
> Oder ist [mm]\overline{1}[/mm] = 1? [ok]
>  Weil ich dachte wenn i = [mm]\wurzel{-1}[/mm] ist dann müsste
> [mm]\overline{i}[/mm] = [mm]-\wurzel{-1}[/mm] sein?

Für [mm]z=x+iy[/mm] ist [mm]\overline{z}=x-iy[/mm]

Insbesondere für rein reelles [mm]z=x=x+0i[/mm] dann [mm]\overline{z}=x-0i=x[/mm]

Und für rein komplexes [mm]z=0+iy[/mm] dann [mm]\overline{z}=-iy[/mm]

Es ist also [mm]\overline{i}=\overline{0+1\cdot{}i}=-1\cdot{}i=-i[/mm]

Jetzt aber ...

>  oha!
>  

Gruß

schachuzipus


Bezug
                                                
Bezug
Betrag eines Vektors: Frage (beantwortet)
Status: (Frage) beantwortet Status 
Datum: 17:55 Sa 26.02.2011
Autor: saberdam

Sorry für die Verwechslung von Fragen und Mitteilungen.

||a|| = [mm] \wurzel{\overline{1}\cdot{}1 + \overline{i}} [/mm]
      = [mm] \wurzel{1 -i^2} [/mm]
      = [mm] \wurzel{1 -(-1)} [/mm]
      = [mm] \wurzel{2} [/mm]

So ich glaube das passt so oder?
Oh Gott, wie schlecht von mir.
Danke sehr für deine Hilfe.

Bezug
                                                        
Bezug
Betrag eines Vektors: Antwort
Status: (Antwort) fertig Status 
Datum: 17:58 Sa 26.02.2011
Autor: schachuzipus

Hallo,


> Sorry für die Verwechslung von Fragen und Mitteilungen.
>  
> ||a|| = [mm]\wurzel{\overline{1}\cdot{}1 + \overline{i}}[/mm]
>        
> = [mm]\wurzel{1 -i^2}[/mm]
>        = [mm]\wurzel{1 -(-1)}[/mm]
>        =
> [mm]\wurzel{2}[/mm] [ok]
>  
> So ich glaube das passt so oder?
>  Oh Gott, wie schlecht von mir.
>  Danke sehr für deine Hilfe.  

Gerne

LG

schachuzipus


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