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Hazel

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1

Wednesday, January 24th 2007, 12:40pm

Numerik Probeklausur

Ihr habt sicher schon alle die kleine Probeklausur auf der Numerikseite entdeckt schätze ich. Ein Kumpel und ich haben grade begonnen die mal durchzugehen, sieht soweit recht ok aus, nur bei einer Sache sind wir uns nicht sicher:

Bei Aufgabe 1 ist gefordert den natürlichen Spline zur Funktion f zu bestimmen. Momente berechnen, kein Thema. s"(x) für beide Intervalle bestimmen auch kein Problem. Nur wie kommt man von da weiter korrekt zu s(x) ? Darf man bei den Aufleitungen über s' zu s die Ableitung von f für die Stützstellen verwenden? Ansonsten wüssten wir nicht, wie man auf s' kommt. :)
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Lucky

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2

Wednesday, January 24th 2007, 2:01pm

Siehe Script auf Seite 9

ja klar muss man da f(x) ableiten und dann die Randpunkte einsetzen. So hab ich das verstanden...


Ich hab da eher die Frage, wie man auf s"(x) kommt. Ich habe alle Momente ausgerechnet, in welche Formel muss ich das denn packen um s"(x) zu bekommen?? kann das nicht nachvollziehen, auch aus dem Übungsbeispiel nicht...

[UPDATE]
Hat sich erledigt, ich rechen das jetzt anders aus. Kann denen ja egal sein, wie ich auf meine Lösung komme :D
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Hazel

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3

Wednesday, January 24th 2007, 4:15pm

*gg* Teile doch bitte deinen Trick. ;)

Ansonsten geht das mit der Formel aus dem Script.. glaube Seite 10 oder so. Du musst für jeden Abschnitt s" bestimmen.. du machst also später bei der Gesamtfunktion eine Fallunterscheidung.
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Lucky

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4

Wednesday, January 24th 2007, 4:30pm

Schritt 1:
Mit der Funktion die Wertepaare ausrechnen

Schritt 2:
dividierte Differenzen ausrechnen

Schritt 3:
Folgende Formel:

ui Mi-1 + 2Mi +(1-ui) Mi+1 = 6f[xi-1, xi, xi+1]
Die Rechte Seite hat man ja nach den dividierten Differenzen!
für i = 1, ..., n
ui = xi - xi-1 / xi+1 - xi-1

Schritt 4:
Natürlicher Spline, also M0 = Mn

Schritt 5:
M0, M1, M2, M3 ausrechnen mit dieser Formel

Schritt 6:
s(x) = Mi-1 (xi-x)³ / 6hi + Mi (x-xi-1)³ / 6hi + Ci ( x - (xi-1 + xi)) + Di

Ci = yi - yi-1 / hi - hi / 6 (Mi - Mi-1)
Dr = yi + yi-1 / 2 - h²i / 12 (Mi + Mi-1)


Zum Schluß hat man damit 2 Gleichungen für die 2 tollen Intervalle :)


Schwer zu erklären, könnte höchstens mein Buch hier abfotografieren, da ist n Beispiel drin :)
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Hazel

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5

Wednesday, January 24th 2007, 4:39pm

Werd's mir nachher oder morgen mal in Ruhe ansehen, schaut aber sehr viel kürzer aus als die Methode aus dem Skript. Von dividierten Differenzen hab ich noch nix gehört, da schau ich dann mal bei Wikipedia vorbei oder so. Heißen Dank jedenfalls! :)
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6

Wednesday, January 24th 2007, 5:33pm

Die Seiten von meinem Buch kannst Du hier downloaden. Einfach von 1-5 durchgehen, ich habe es ein wenig kommentiert...
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Lucky

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7

Saturday, January 27th 2007, 3:47pm

Hallo,

hat jemand schon Aufgabe 2a) aus der Probeklausur gerechnet und folgendes raus:

Source code

1
2
3
4
5
6
7
L =   | 1/2    0    0 |
      |  1     1    0 |
      | 1/2   -1/2  1 |

P =   | 0 1 0 |
      | 1 0 0 |
      | 0 0 1 |



Wäre sehr dankbar!
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tina

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8

Saturday, January 27th 2007, 9:48pm

hi,

ich biete für 2a)

Source code

1
2
3
4
L =   | 1      0   0|
      |1/2     1   0|
      |1/2  -1/2   1|
 

P sieht bei mir genauso aus.

Was für einen Vektor bekommt ihr denn raus?
vielleicht diesen:

Source code

1
 x= [3/2, 0, -2]T


tschüß
tina

Lucky

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9

Sunday, January 28th 2007, 1:11am

Jetzt bin ich verzweifelt. Ich dachte nur es sei wie in dem Beispiel im Script auf Seite 22 im Beispiel. Dort dreht er auch an der Stelle in der Matrix L, an der die originale Vertauscht wurde. Sonst würde die Matrix L ja anders aussehen. Deswegen hatte ich das bei meiner Matrix auch gemacht. Probier das mal aus im Script, du würdest bei Deinem verfahren an anderes L bekommen.
Deswegen bin ich mir nicht so sicher....
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neweb

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10

Sunday, January 28th 2007, 11:06am

Die Formel für die Splines ist eine Möglichkeit. Die findet sich eigentlich in den ganzen Reps und auch in fast allen Büchern. Das Skript beschreibt eine vollkommen andere Lösung für die Berechnung der Splines bei der man mit weniger Formeln auskommt, dafür aber Iterativ rechnen muss. s''(x) bekommt man nach dem Skript über s''(x) = 1/h_i ( s''(x_i-1) * (x_i - x) + s'' (x_i) (x - x_i-1)), wobei s''(x_i-1) und s''(x_i) den jeweils berechneten Momenten entspricht (s.S. 7f.)

Das ganze Integriert man dann über x, was relativ einfach geht, weil es sich um ein einfaches Polynom 1. Grades handelt. Dann kommt man auf ein Polynom 2. Grades. Man muss nun noch den Anfangswert der Funktion dazu Addieren, also s'(x_i-1) weil ja beim Differenzieren die Verschiebung an der Y-Achse verlohren gegangen ist. Dann muss man das ganze noch einmal Integrieren und wieder den Y-Achsenabschnitt dazu addieren ( s(x_i-1) ) und kommt auf ein Polynom 3. Grades. Das ist wesentlich einfacher zu rechen, also die ziemlich lange Formel, die das Rep hergibt. Andererseits muss man erst mal drauf kommen, warum da was wie integriert wird.

Im Prinzip sind es immer folgende Schritte:
1. s''(x) für das Intervall durch Einsetzen bestimmen
2. s'(x) über das Integral von s''(x) und die Addition von der Steigung am Ende vorherigen Intervalls (Die Funktion soll ja Stetig sein, also muss das nächste Invervall an der Übergangsstelle die gleiche Steigung wie das vorherige haben)
3. s(x) über die Integration von s'(x) und die Addition von der Y-Position am Ende des vorherigen Intervalls (Wieder Glatter übergang)

Das wars auch schon
Das Wesen der Dinge ist es, dass sie plötzlich verschwinden und dann unerwartet an einem ganz anderen Ort wieder auftauchen.


Lucky

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11

Sunday, January 28th 2007, 11:08am

Du weißt schon, dass es grade um die LR Zerlegung ging? Das Problem von hazel hatte sich, soweit ich das hier lesen kann, doch erledigt... :D
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neweb

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12

Sunday, January 28th 2007, 11:16am

Quoted

Original von Lucky
Du weißt schon, dass es grade um die LR Zerlegung ging? Das Problem von hazel hatte sich, soweit ich das hier lesen kann, doch erledigt... :D


Das habe ich schon verstanden... nur vielleicht gibt es ja jemanden, dem auffällt, dass die im Skript beschriebene Möglichkeit mit weniger komplizierten Formeln auskommt und daher wesentlich weniger Fehler verursacht und schneller lösbar ist, da wir ja offensichtlich keinen Taschenrechner benutzen dürfen... :D

Zudem hat ja wohl Hazel hier einen Thread aufgemacht um seine Frage zu stellen... lass ihn doch entscheiden, welche Methode ihm besser gefällt...
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Lucky

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13

Sunday, January 28th 2007, 1:02pm

Is ja okay, ich warte nur verzweifelt darauf, dass hier noch jemandAufgabe 2a der Musterklausur gelöst und. Ich würde gerne wissen, was da für L richtig ist!
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neweb

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14

Sunday, January 28th 2007, 1:18pm

Naja... ich wollte die eigentlich machen, bis ich über ein paar Sachen gestolpert bin, die wichtig sind und nicht in der Klausur vorkommen... z.B. die Konvergenz des Jakobi-Verfahrens bei nicht streng diagonaldominaten Matrizen...
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BLUESCREEN

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15

Sunday, January 28th 2007, 7:42pm

Quoted

Original von Lucky
hat jemand schon Aufgabe 2a) aus der Probeklausur gerechnet und folgendes raus:

Source code

1
2
3
L =   | 1/2    0    0 |
      |  1     1    0 |
      | 1/2   -1/2  1 |


In der ersten Spalte ist keine 1 auf der Diagonalen - das kann doch nicht stimmen :D

edit: Vermutlich hast du da die Zeilen getauscht, aber AFAIK tauscht man in L nur Werte unterhalb der Diagonalen.

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Lucky

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16

Sunday, January 28th 2007, 8:52pm

Quoted

Original von BLUESCREEN
AFAIK tauscht man in L nur Werte unterhalb der Diagonalen.


Danke! Das hat mir sehr geholfen! :)
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Siggi2k

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17

Sunday, January 28th 2007, 9:11pm

Jo und was kommt nun Raus?

ist vielleicht irgendwer so großzügig alle Ergebnisse mal Preiszugeben solange er was hat, das würde mir schonmal n bissel sicherheit geben das ich es kann ;-)

Lucky

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18

Monday, January 29th 2007, 12:02pm

...
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19

Monday, January 29th 2007, 12:07pm



Wie kommt er darauf??? Das ist das letzte was ich echt nicht verstanden habe... Sorry für die Dumme Frage... :rolleyes:
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neweb

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20

Monday, January 29th 2007, 12:32pm

Darauf bin ich auch erst reingefallen.

Es geht nicht um das finden von Nullstellen, sondern von Nullstellen der Ableitung, also von Minima, was eigentlich erst im nächsten Abschnitt beschrieben wird.

Daher kommt die Ableitung...

Also: Wenn du Nullstellen finden willst, machst du genau diesen Schritt nicht, wenn du extremstellen finden willst, musst du diesen Schritt machen.
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