diff --git a/beviser.lyx b/beviser.lyx index f615b1d..ca49d6b 100644 --- a/beviser.lyx +++ b/beviser.lyx @@ -81,7 +81,7 @@ Løsninger og mindste kvadraters løsninger til lineære ligningssystemer \end_layout \begin_layout Subsection -Lemma 1.5 +Lemma 1.5 (Hovedsætning) \end_layout \begin_layout Standard @@ -149,7 +149,15 @@ l_{i}+\alpha\cdot l_{j}. \end_layout \begin_layout Subsection -Proposition 1.14 +Proposition 1.14 – +\begin_inset Quotes ald +\end_inset + +Et vigtigt resultat +\begin_inset Quotes ard +\end_inset + + \end_layout \begin_layout Standard @@ -200,7 +208,11 @@ ledende ubekendte \end_layout \begin_layout Subsection -Proposition 3.11 +Proposition 3.11 (Hovedsætning for +\emph on +løsninger til lineære ligningssystemer +\emph default +) \end_layout \begin_layout Standard @@ -322,7 +334,11 @@ Derfor må \end_layout \begin_layout Subsection -Proposition 10.33 +Proposition 10.33 (Hovedsætning for +\emph on +mindste kvadraters løsninger +\emph default +) \end_layout \begin_layout Standard @@ -383,6 +399,49 @@ ordinær løsning. \end_layout +\begin_layout Paragraph +Bevis +\end_layout + +\begin_layout Standard +\begin_inset Formula $\boldsymbol{p}$ +\end_inset + + er pr. + definition indeholdt i +\begin_inset Formula $R(A)$ +\end_inset + +. + Det gælder jf. + Proposition 10.32 for alle andre +\begin_inset Formula $A\cdot\boldsymbol{z}\in R(A)$ +\end_inset + + at +\begin_inset Formula +\[ +\left\Vert \boldsymbol{b}-A\cdot\boldsymbol{z}\right\Vert \geq\left\Vert \boldsymbol{b}-\boldsymbol{p}\right\Vert +\] + +\end_inset + +med lighedstegn netop når +\begin_inset Formula $A\cdot\boldsymbol{z}=\boldsymbol{p}$ +\end_inset + +. + Dette viser at mindste kvadraters løsninger til +\begin_inset Formula $A\cdot\boldsymbol{x}=\boldsymbol{b}$ +\end_inset + + bestemmes som løsningerne til +\begin_inset Formula $A\cdot\boldsymbol{x}=\boldsymbol{p}$ +\end_inset + +. +\end_layout + \begin_layout Subsubsection Hjælpesætning - Proposition 10.32 \end_layout @@ -432,49 +491,6 @@ for alle . \end_layout -\begin_layout Paragraph -Bevis -\end_layout - -\begin_layout Standard -\begin_inset Formula $\boldsymbol{p}$ -\end_inset - - er pr. - definition indeholdt i -\begin_inset Formula $R(A)$ -\end_inset - -. - Det gælder jf. - Proposition 10.32 for alle andre -\begin_inset Formula $A\cdot\boldsymbol{z}\in R(A)$ -\end_inset - - at -\begin_inset Formula -\[ -\left\Vert \boldsymbol{b}-A\cdot\boldsymbol{z}\right\Vert \geq\left\Vert \boldsymbol{b}-\boldsymbol{p}\right\Vert -\] - -\end_inset - -med lighedstegn netop når -\begin_inset Formula $A\cdot\boldsymbol{z}=\boldsymbol{p}$ -\end_inset - -. - Dette viser at mindste kvadraters løsninger til -\begin_inset Formula $A\cdot\boldsymbol{x}=\boldsymbol{b}$ -\end_inset - - bestemmes som løsningerne til -\begin_inset Formula $A\cdot\boldsymbol{x}=\boldsymbol{p}$ -\end_inset - -. -\end_layout - \begin_layout Subsection Noter \end_layout @@ -486,5 +502,449 @@ Proposition 10.36 er også nævnt i dispositionerne. ud af det! Skal den med? IDK! \end_layout +\begin_layout Standard +\begin_inset Newpage newpage +\end_inset + + +\end_layout + +\begin_layout Section +Invertible matricer +\end_layout + +\begin_layout Subsection +Lemma 4.3 (Målsætning uden bevis) +\end_layout + +\begin_layout Standard +Antag at +\begin_inset Formula $A\in{\rm Mat}_{n}(\mathbb{F})$ +\end_inset + + er en invertibel matrix og +\begin_inset Formula $\boldsymbol{b}\in\mathbb{F}^{n}$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Standard +Da vil ligningssystemet +\begin_inset Formula $A\cdot\boldsymbol{x}=\boldsymbol{b}$ +\end_inset + + have præcis én løsning. + Denne vil være lig +\begin_inset Formula $A^{-1}\cdot\boldsymbol{b}$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Subsection +Lemma 4.4 (Hovedsætning) +\end_layout + +\begin_layout Standard +Antag +\begin_inset Formula $A\in{\rm Mat}_{n}(\mathbb{F})$ +\end_inset + + (OBS! +\begin_inset Formula $A$ +\end_inset + + er kvadratisk!) og lad +\begin_inset Formula $H$ +\end_inset + + bestemme en matrix på +\begin_inset Formula $RREF$ +\end_inset + +, der er rækkeækvivalent med +\begin_inset Formula $A$ +\end_inset + +. + Følgende udsagn er da ækvivalente +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +For enhver vektor +\begin_inset Formula $\boldsymbol{b}\in\mathbb{F}^{n}$ +\end_inset + + vil det lineære ligningssystem +\begin_inset Formula $A\cdot\boldsymbol{x}=\boldsymbol{b}$ +\end_inset + + udelukkende have præcis én løsning. +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +Det homogene lineære liningssystem +\begin_inset Formula $A\cdot\boldsymbol{x}=\boldsymbol{0}$ +\end_inset + + har kun nulvektoren +\begin_inset Formula $\boldsymbol{0}$ +\end_inset + + som løsning. +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +Det homogene (fuldstændigt) reducerede ligningssystem +\begin_inset Formula $H\cdot\boldsymbol{x}=\boldsymbol{0}$ +\end_inset + + har +\emph on +ingen frie ubekendte. +\end_layout + +\begin_layout Enumerate +Matricen +\begin_inset Formula $H$ +\end_inset + + er lig identitetsmatricen +\begin_inset Formula ${\rm I}_{n}$ +\end_inset + +. +\end_layout + +\begin_layout Paragraph +Bevis +\end_layout + +\begin_layout Standard +\begin_inset Formula $(1)\Rightarrow(2)$ +\end_inset + +: Oplagt, da nulvektoren +\begin_inset Formula $\boldsymbol{0}$ +\end_inset + + er en løsning til ethvert homogent ligningssystem. + (1) giver da at dette må være den éneste løsning. +\end_layout + +\begin_layout Standard +\begin_inset Formula $(2)\Rightarrow(3)$ +\end_inset + +: Da de to ligningssystemer +\begin_inset Formula $A\cdot\boldsymbol{x}=\boldsymbol{0}$ +\end_inset + + og +\begin_inset Formula $H\cdot\boldsymbol{x}=\boldsymbol{0}$ +\end_inset + + er ækvivalente har de samme løsningsmængde. + Hvis +\begin_inset Formula $(2)$ +\end_inset + + er opfyldt har +\begin_inset Formula $H\cdot\boldsymbol{x}=\boldsymbol{0}$ +\end_inset + + præcis én løsning, hvilket giver at der ikke er frie variable i ligningssysteme +t. + Dette opfylder jf. + Proposition 1.9 (ingen frie variable ved antal pivoter svarende til antal + ligninger (RREF i matrix-speak)) (3) ud fra (2). +\end_layout + +\begin_layout Standard +\begin_inset Formula $(3)\Rightarrow(4)$ +\end_inset + +: Da +\begin_inset Formula $H$ +\end_inset + + er på RREF, så må der eksistere en følge af naturlige tal +\begin_inset Formula +\[ +1\leq d_{1}