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synced 2026-03-14 17:00:05 +01:00
[NumCS] Finish householder and givens
This commit is contained in:
@@ -1,8 +1,6 @@
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% ┌ ┐
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% │ Author: Robin Bacher │
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% └ ┘
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% TODO: If you want your email to be in there, note it down here.
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% I also did not touch the unedited files to avoid conflicts
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\subsection{Interpolation und Polynome}
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Bei der Interpolation versuchen wir eine Funktion $\tilde{f}$ durch eine Menge an Datenpunkten einer Funktion $f$ zu finden.\\
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Die $x_i$ heissen Stützstellen/Knoten, für welche $\tilde{f}(x_i) = y_i$ gelten soll. (Interpolationsbedingung)
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@@ -30,9 +28,6 @@ Dann lässt sich der Bezug zwischen $f$ und $\tilde{f} = f_n(x)$ so ausdrücken:
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\inlineremark Unterräume $\mathcal{V}_n$ existieren nicht nur für Polynome, wir beschränken uns aber auf $b_j(x) = x^{i-1}$.
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Andere Möglichkeiten: $b_j = \cos((j-1)\cos^-1(x))$ \textit{(Chebyshev)} oder $b_j = e^{i2\pi j x}$ \textit{(Trigonometrisch)}
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% FIXME: This could go into a special "maths theory" section -> GOOD
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\setLabelNumber{all}{4}
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\fancytheorem{Peano} $f$ stetig $\implies \exists p(x)$ welches $f$ in $||\cdot||_\infty$ beliebig gut approximiert.
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\setLabelNumber{all}{5}
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@@ -29,9 +29,7 @@ Das Inverse davon nimmt eine Funktion der Frequenz und transformiert diese in ei
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\inlineremark $p_m : \R \rightarrow \C$ ist periodisch mit Periode $1$.
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Falls $\gamma_{-j} = \overline{\gamma_j}$ für alle $j$, dann ist $p_m$ reellwertig und
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% NOTE: Uhh... do we want to use the fancy symbols for real and imaginary part or just use $\text{Re}$?
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% RESPONE: whatever he uses in the script, preferably \text{Re}() etc.
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$p_m$ kann folgendermassen dargestellt werden ($a_0 = 2\gamma_0, a_j = 2\Re(\gamma_j)$ und $b_j = -2\Im(\gamma_j)$):
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$p_m$ kann folgendermassen dargestellt werden ($a_0 = 2\gamma_0, a_j = 2\text{Re}(\gamma_j)$ und $b_j = -2\text{Im}(\gamma_j)$):
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\rmvspace
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\begin{align*}
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p_m(t) = \frac{a_0}{2} + \sum_{j = 1}^{m} (a_j \cos(2\pi jt) + b_j \sin(2\pi jt))
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@@ -123,8 +121,6 @@ Die dargestellte Funktion ist die Fourier-Reihe der charakteristischen Funktion
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\end{align*}
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Mit $c = \pi(a + b)$ und $d = \pi(b - a)$
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% TODO: Replace with rendered image from matplotlib (will be higher quality than screenshot from script and can tweak it to our liking)
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% we will have it anyway after solving the exercises, so might as well
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\begin{figure}[h!]
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\begin{center}
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\includegraphics[width=0.95\textwidth]{assets/01_interpolation/01_trigonometric/overarcing.png}
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@@ -140,27 +136,3 @@ wobei $l = 0, 1 \ldots, N - 1$ und $N$ die Anzahl der Intervalle ist:
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\begin{align*}
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\hat{f}_N(k) := \frac{1}{N} \sum_{l = 0}^{N - 1} f(t_l) e^{-2\pi ikt_l} \approx \hat{f}(k)
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\end{align*}
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% TODO: Consider if we should use the below
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% \begin{tikzpicture}
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% \begin{axis}[
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% legend pos=outer north east,
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% title=Function plot of $f(x)$ (parts coloured),
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% axis lines = box,
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% xlabel = $x$,
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% ylabel = $y$,
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% variable = t,
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% trig format plots = rad,
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% ]
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% \addplot [
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% domain=1:4,
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% samples=70,
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% color=blue,
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% ]
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% {log2(x)};
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% \addlegendentry{$ y=x^2 - x - 0.5$}
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% \end{axis}
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% \node (0) at (0, 0) {};
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% \end{tikzpicture}
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@@ -18,13 +18,11 @@
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\numberingOff
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\inlineex Zur Fehlerbetrachtung verwenden wir drei Funktionen $f : [0, 1] \rightarrow \R$, welche wir mit trigonometrischer Interpolation an den Punkten $\frac{k}{N}$ approximieren:
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\begin{enumerate}[label=(\Roman*)]
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% FIXME: Possibly wrong function definition in script
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\item Stufenfunktion (periodische Fortsetzung von $f$) $f : [0, 1] \rightarrow \R$ mit $f(t) = \begin{cases}
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0 & \text{für } \left| t - \frac{1}{2} \right| > \frac{1}{4} \\
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1 & \text{für } \left| t - \frac{1}{2} \right| \leq \frac{1}{4}
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\end{cases}$
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\item Periodische, glatte Funktion $h: \R \rightarrow \R$ mit $h(t) = \displaystyle \frac{1}{\sqrt{1 + \frac{1}{2} \sin(2\pi t)}}$
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% TODO: Is it $h$ or $g$ here? $g$ makes little sense imho
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\item Hutfunktion (periodische Fortsetzung von $h$) $g : [0, 1] \rightarrow \R$ mit $g(t) = \left| t - \frac{1}{2} \right|$
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\end{enumerate}
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Die untenstehende Abbildung \ref{fig:interpolation-error-examples} beinhaltet einen Plot, auf dem die Konvergenz in Abhängigkeit des Grades des Interpolationspolynoms aufgetragen ist.
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