Verbesserungen
This commit is contained in:
@@ -244,7 +244,7 @@ Beispiele.
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\begin{bsp}[Einschränkungen von Normen]
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\begin{bsp}[Einschränkungen von Normen]
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Es sei $\bigl( V, \|•\|_V\bigr)$ ein normierter Vektorraum und $U ⊆ V$ sei ein
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Es sei $\bigl( V, \|•\|_V\bigr)$ ein normierter Vektorraum und $U ⊆ V$ sei ein
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Untervektorraum. Dann ist die Einschränkung $\|•\|_V|_W$ eine Norma auf $W$.
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Untervektorraum. Dann ist die Einschränkung $\|•\|_V|_W$ eine Norm auf $W$.
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\end{bsp}
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\end{bsp}
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@@ -62,7 +62,7 @@ aufeinander“. Wir definieren „orthogonal“ mithilfe des Skalarproduktes.
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\vec{u}_i$ ist für alle Indizes $i ∈ I$.
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\vec{u}_i$ ist für alle Indizes $i ∈ I$.
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\end{beobachtung}
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\end{beobachtung}
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\begin{rem}[Orthogonale Unterräume in LA1 - Dualraum]\label{rem:8-1-4}%
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\begin{bemerkung}[Orthogonale Unterräume in LA1 - Dualraum]\label{bem:8-1-4}%
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Wir hatten in Kapitel 12 der Vorlesung „Lineare Algebra I“ bereits einen
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Wir hatten in Kapitel 12 der Vorlesung „Lineare Algebra I“ bereits einen
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Begriff von „orthogonalen Unterraum“. Die Situation war die, dass es einen
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Begriff von „orthogonalen Unterraum“. Die Situation war die, dass es einen
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$k$-Vektorraum $V$ gab und einen Untervektorraum $W ⊆ V$. In dieser Situation
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$k$-Vektorraum $V$ gab und einen Untervektorraum $W ⊆ V$. In dieser Situation
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@@ -72,7 +72,7 @@ aufeinander“. Wir definieren „orthogonal“ mithilfe des Skalarproduktes.
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Manchmal hatte ich auch $W^\perp$ statt $W⁰$ geschrieben. Wir werden in
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Manchmal hatte ich auch $W^\perp$ statt $W⁰$ geschrieben. Wir werden in
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Abschnitt~\vref{sec:dual} sehen, wie die Begriffe zusammenhängen.
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Abschnitt~\vref{sec:dual} sehen, wie die Begriffe zusammenhängen.
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\end{rem}
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\end{bemerkung}
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\begin{bsp}[Der Standardraum $ℝ^n$]
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\begin{bsp}[Der Standardraum $ℝ^n$]
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Betrachten den Vektorraum $ℝ^n$ mit dem Standardskalarprodukt. Dann ist die
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Betrachten den Vektorraum $ℝ^n$ mit dem Standardskalarprodukt. Dann ist die
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@@ -236,7 +236,7 @@ $V^*$.
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\video{12-2}
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\video{12-2}
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\end{proof}
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\end{proof}
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In Bemerkung~\ref{rem:8-1-4} hatte ich schon versprochen, den Zusammenhang
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In Bemerkung~\ref{bem:8-1-4} hatte ich schon versprochen, den Zusammenhang
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zwischen den „orthogonalen Unterräumen“ aus der Vorlesung „Lineare Algebra I“
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zwischen den „orthogonalen Unterräumen“ aus der Vorlesung „Lineare Algebra I“
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und dem „orthogonalen Komplement“ aus Definition~\ref{def:orth} zu klären. Der
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und dem „orthogonalen Komplement“ aus Definition~\ref{def:orth} zu klären. Der
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folgende Satz löst dieses Versprechen ein.
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folgende Satz löst dieses Versprechen ein.
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@@ -277,10 +277,10 @@ folgende Satz löst dieses Versprechen ein.
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Das ist aber klar nach Definition von $U^\perp$.
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Das ist aber klar nach Definition von $U^\perp$.
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\end{proof}
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\end{proof}
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\begin{rem}
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\begin{bemerkung}
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In unendlich-dimensionalen Vektorräumen ist die Aussage von
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In unendlich-dimensionalen Vektorräumen ist die Aussage von
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Korollar~\ref{kro:8-3-3} im Allgemeinen falsch!
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Korollar~\ref{kro:8-3-3} im Allgemeinen falsch!
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\end{rem}
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\end{bemerkung}
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\subsubsection{Unitäre Vektorräume}
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\subsubsection{Unitäre Vektorräume}
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@@ -80,14 +80,14 @@ folgende Situation.
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\video{13-3}
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\video{13-3}
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\end{proof}
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\end{proof}
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\begin{rem}[Die Determinante]\label{rem:9-1-7}%
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\begin{bemerkung}[Die Determinante]\label{bem:9-1-7}%
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Erinnern Sie sich daran, dass die Determinante eines Endomorphismus das
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Erinnern Sie sich daran, dass die Determinante eines Endomorphismus das
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Produkt der Eigenwerte ist (mit algebraischer Vielfachheit!). In der
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Produkt der Eigenwerte ist (mit algebraischer Vielfachheit!). In der
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Situation von Proposition~\ref{prop:9-1-6} folgt deshalb aus Punkt
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Situation von Proposition~\ref{prop:9-1-6} folgt deshalb aus Punkt
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\ref{il:9-1-7-2}, dass $|\det f|=1$ ist. Im Fall einer orthogonalen Abbildung
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\ref{il:9-1-7-2}, dass $|\det f|=1$ ist. Im Fall einer orthogonalen Abbildung
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ist die Determinante reell, also kommen für $\det f$ nur die Zahlen $± 1$
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ist die Determinante reell, also kommen für $\det f$ nur die Zahlen $± 1$
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infrage.
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infrage.
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\end{rem}
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\end{bemerkung}
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\begin{aufgabe}[Es reicht nicht, Orthogonalität zu erhalten]
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\begin{aufgabe}[Es reicht nicht, Orthogonalität zu erhalten]
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Situation wie in \ref{sit:9-1-1}. Ein Blick auf Punkt~\ref{il:9-1-7-3} könnte
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Situation wie in \ref{sit:9-1-1}. Ein Blick auf Punkt~\ref{il:9-1-7-3} könnte
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@@ -209,7 +209,7 @@ erweitern.
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\section{Normalformen unitärer Endomorphismen}
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\section{Normalformen unitärer Endomorphismen}
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Wir haben orthogonale und unitäre Endomorphismen und Matrizen diskutiert, haben
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Wir haben orthogonale und unitäre Endomorphismen und Matrizen diskutiert, haben
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aber im Moment vermutlich noch eine Idee, wie wir uns die Endomorphismen
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aber im Moment vermutlich noch keine Idee, wie wir uns die Endomorphismen
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vorstellen sollen. In diesem Abschnitt diskutiere ich unitäre Endomorphismen;
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vorstellen sollen. In diesem Abschnitt diskutiere ich unitäre Endomorphismen;
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im nächsten Abschnitt diskutieren wir dann den orthogonalen Fall. Wie immer
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im nächsten Abschnitt diskutieren wir dann den orthogonalen Fall. Wie immer
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zeigt sich, dass die Situation über den komplexen Zahlen relativ einfach ist und
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zeigt sich, dass die Situation über den komplexen Zahlen relativ einfach ist und
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@@ -246,7 +246,7 @@ Ich hatte oben schon geschrieben, dass die orthogonaler Endomorphismen
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schwieriger zu beschreiben sind als unitäre; dieser Abschnitt ist
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schwieriger zu beschreiben sind als unitäre; dieser Abschnitt ist
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dementsprechend auch länger als der Vorhergehende. Ich fange damit an, dass ich
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dementsprechend auch länger als der Vorhergehende. Ich fange damit an, dass ich
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die orthogonalen $2⨯2$-Matrizen beschreibe. Um die Fallunterscheidung zu
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die orthogonalen $2⨯2$-Matrizen beschreibe. Um die Fallunterscheidung zu
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verstehen, erinnern sie sich bitte an Bemerkung~\vref{rem:9-1-7}, die
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verstehen, erinnern sie sich bitte an Bemerkung~\vref{bem:9-1-7}, die
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sicherstellt, dass die Determinante einer orthogonalen Matrix stets $± 1$ ist.
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sicherstellt, dass die Determinante einer orthogonalen Matrix stets $± 1$ ist.
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\begin{satz}[Normalform von Matrizen aus $\mathcal{O}_2$]\label{satz:9-2-7}%
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\begin{satz}[Normalform von Matrizen aus $\mathcal{O}_2$]\label{satz:9-2-7}%
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@@ -818,15 +818,44 @@ und Sportwissenschaft“. Wikipedia nennt unter anderem noch folgende Beispiele
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neuronalen Netzen. Dort dient die PCA zur Merkmals-Trennung im Rahmen der
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neuronalen Netzen. Dort dient die PCA zur Merkmals-Trennung im Rahmen der
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automatischen Klassifizierung bzw. in der Mustererkennung.
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automatischen Klassifizierung bzw. in der Mustererkennung.
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\item \foreignlanguage{english}{In quantitative finance, principal component
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\item Wikipedia schreibt: \foreignlanguage{english}{In quantitative finance, PCA
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analysis can be directly applied to the risk management of interest rate
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is used in financial risk management, and has been applied to other problems
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derivative portfolios. Trading multiple swap instruments which are usually a
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such as portfolio optimization.
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function of 30-500 other market quotable swap instruments is sought to be
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reduced to usually 3 or 4 principal components, representing the path of
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PCA is commonly used in problems involving fixed income securities and
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interest rates on a macro basis. Converting risks to be represented as those
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portfolios, and interest rate derivatives. Valuations here depend on the entire
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to factor loadings (or multipliers) provides assessments and understanding
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yield curve, comprising numerous highly correlated instruments, and PCA is used
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beyond that available to simply collectively viewing risks to individual
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to define a set of components or factors that explain rate movements, thereby
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30-500 buckets.}
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facilitating the modelling. One common risk management application is to
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calculating value at risk, VaR, applying PCA to the Monte Carlo simulation.
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Here, for each simulation-sample, the components are stressed, and rates, and in
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turn option values, are then reconstructed; with VaR calculated, finally, over
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the entire run. PCA is also used in hedging exposure to interest rate risk,
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given partial durations and other sensitivities. Under both, the first three,
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typically, principal components of the system are of interest (representing
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"shift", "twist", and "curvature"). These principal components are derived from
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an eigen-decomposition of the covariance matrix of yield at predefined
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maturities; and where the variance of each component is its eigenvalue (and as
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the components are orthogonal, no correlation need be incorporated in subsequent
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modelling).
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For equity, an optimal portfolio is one where the expected return is maximized
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for a given level of risk, or alternatively, where risk is minimized for a given
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return; see Markowitz model for discussion. Thus, one approach is to reduce
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portfolio risk, where allocation strategies are applied to the "principal
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portfolios" instead of the underlying stocks. A second approach is to enhance
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portfolio return, using the principal components to select companies' stocks
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with upside potential. PCA has also been used to understand relationships
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between international equity markets, and within markets between groups of
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companies in industries or sectors.
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PCA may also be applied to stress testing, essentially an analysis of a bank's
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ability to endure a hypothetical adverse economic scenario. Its utility is in
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"distilling the information contained in [several] macroeconomic variables into
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a more manageable data set, which can then [be used] for analysis." Here, the
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resulting factors are linked to e.g. interest rates – based on the largest
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elements of the factor's eigenvector – and it is then observed how a "shock" to
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each of the factors affects the implied assets of each of the banks.}
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\end{itemize}
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\end{itemize}
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% !TEX root = LineareAlgebra2
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% !TEX root = LineareAlgebra2
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@@ -123,7 +123,7 @@ wissen, ob sie Null sind oder nicht.
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\end{aufgabe}
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\end{aufgabe}
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In Tensorprodukten sind im Allgemeinen nicht alle Tensoren rein. Es gilt aber
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In Tensorprodukten sind im Allgemeinen nicht alle Tensoren rein. Es gilt aber
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die Tatsache, dass jeder Tensor eine Linearkombination von reinen Tensoren sind.
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die Tatsache, dass jeder Tensor eine Linearkombination von reinen Tensoren ist.
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Das ist beruhigend, denn das bedeutet zumindest, dass wir alle Tensoren
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Das ist beruhigend, denn das bedeutet zumindest, dass wir alle Tensoren
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hinschreiben können.
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hinschreiben können.
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@@ -335,7 +335,7 @@ Matrizen diskutieren.
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\[
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\[
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\varphi_{A_1} : k^{b_1} → k^{a_1},\quad %
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\varphi_{A_1} : k^{b_1} → k^{a_1},\quad %
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\varphi_{A_2} : k^{b_2} → k^{a_2} \quad\text{und}\quad %
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\varphi_{A_2} : k^{b_2} → k^{a_2} \quad\text{und}\quad %
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\varphi_{A_1}⊗\varphi_{A_1} : k^{b_1}⊗ k^{b_1} → k^{a_1}⊗ k^{a_2}.
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\varphi_{A_1}⊗\varphi_{A_1} : k^{b_1}⊗ k^{b_2} → k^{a_1}⊗ k^{a_2}.
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\]
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\]
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Wir statten die Räume $k^{a_1}$, $k^{a_2}$, $k^{b_1}$ und $k^{b_2}$ jeweils
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Wir statten die Räume $k^{a_1}$, $k^{a_2}$, $k^{b_1}$ und $k^{b_2}$ jeweils
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mit den kanonischen Standardbasen aus, wählen die lexikografisch angeordneten
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mit den kanonischen Standardbasen aus, wählen die lexikografisch angeordneten
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@@ -404,7 +404,7 @@ Folge der universellen Eigenschaften.
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\]
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\]
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ist bilinear. Also gibt es gemäß der universellen Eigenschaft des
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ist bilinear. Also gibt es gemäß der universellen Eigenschaft des
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Tensorprodukts genau eine lineare Abbildung $η$, sodass das folgende Diagramm
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Tensorprodukts genau eine lineare Abbildung $η$, sodass das folgende Diagramm
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kommutiert,
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kommutiert:
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\[
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\[
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\begin{tikzcd}
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\begin{tikzcd}
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k⨯V \ar[d, equals] \ar[r, "τ"] & k⊗V \ar[d, "∃! η"]\\
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k⨯V \ar[d, equals] \ar[r, "τ"] & k⊗V \ar[d, "∃! η"]\\
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@@ -45,7 +45,7 @@ Tensorprodukte von mehr als zwei Vektorräumen definieren.
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V_n$}\index{Tensorprodukt!von mehreren Vektorräumen} ist ein Vektorraum $T$
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V_n$}\index{Tensorprodukt!von mehreren Vektorräumen} ist ein Vektorraum $T$
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zusammen mit einer multilinearen Abbildung $τ: V_1 ⨯ ⋯ ⨯ V_n → T$, sodass für
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zusammen mit einer multilinearen Abbildung $τ: V_1 ⨯ ⋯ ⨯ V_n → T$, sodass für
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alle multilinearen Abbildungen $s: V_1 ⨯ ⋯ ⨯ V_n → W$ genau eine lineare
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alle multilinearen Abbildungen $s: V_1 ⨯ ⋯ ⨯ V_n → W$ genau eine lineare
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Abbildung $η: T → W$ existiert, sodass das folgende Diagramm kommutiert
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Abbildung $η: T → W$ existiert, sodass das folgende Diagramm kommutiert:
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\[
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\[
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\begin{tikzcd}[column sep=2cm]
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\begin{tikzcd}[column sep=2cm]
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||||||
V_1 ⨯ ⋯ ⨯ V_n \ar[r, "τ\text{, multilin.}"] \ar[d, equal] & T \ar[d, "∃! η\text{, linear}"]\\
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V_1 ⨯ ⋯ ⨯ V_n \ar[r, "τ\text{, multilin.}"] \ar[d, equal] & T \ar[d, "∃! η\text{, linear}"]\\
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||||||
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12
17-wedge.tex
12
17-wedge.tex
@@ -32,8 +32,8 @@ beschränken, die alternierend sind.
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s(\vec{v}_1, …, \vec{v}_n) = \vec{0}_W
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s(\vec{v}_1, …, \vec{v}_n) = \vec{0}_W
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||||||
\end{equation}
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\end{equation}
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||||||
für jedes Tupel $(\vec{v}_1, …, \vec{v}_n)$ von Vektoren gilt, in dem ein
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für jedes Tupel $(\vec{v}_1, …, \vec{v}_n)$ von Vektoren gilt, in dem ein
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||||||
Vektor mehr als ein mal auftritt. Formell: die multilineare Abbildung $s$
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Vektor mehrmals auftritt. Formell: die multilineare Abbildung $s$ heißt
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||||||
heißt alternierend, falls die Gleichung~\eqref{eq:dfjgh} für jedes Tupel
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alternierend, falls die Gleichung~\eqref{eq:dfjgh} für jedes Tupel
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||||||
$(\vec{v}_1, …, \vec{v}_n)$ von Vektoren gilt, für das es zwei
|
$(\vec{v}_1, …, \vec{v}_n)$ von Vektoren gilt, für das es zwei
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||||||
unterschiedliche Indizes $i \ne j$ gibt mit $\vec{v}_i = \vec{v}_j$.
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unterschiedliche Indizes $i \ne j$ gibt mit $\vec{v}_i = \vec{v}_j$.
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||||||
\end{defn}
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\end{defn}
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@@ -246,9 +246,9 @@ und
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& (λ,ν) & ↦ & λ·ν.
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& (λ,ν) & ↦ & λ·ν.
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\end{matrix}
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\end{matrix}
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\]
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\]
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Diese „Definitionen“ verwenden die analog die schreckliche
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Diese „Definitionen“ verwenden analog die schreckliche Notation~\ref{15-2-7}.
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Notation~\ref{15-2-7}. Rechnen Sie als Hausaufgabe nach, dass die Abbildung
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Rechnen Sie als Hausaufgabe nach, dass die Abbildung wohldefiniert ist! Jetzt
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wohldefiniert ist! Jetzt definieren wir die äußere Algebra.
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definieren wir die äußere Algebra.
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\begin{konstruktion}[Äußere Algebra]
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\begin{konstruktion}[Äußere Algebra]
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Es sei $k$ ein Körper und es sei $V$ ein $k$-Vektorraum. Betrachte den
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Es sei $k$ ein Körper und es sei $V$ ein $k$-Vektorraum. Betrachte den
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@@ -287,7 +287,7 @@ eine Abbildung zwischen den Dachprodukten induziert.
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\begin{satz}[Dachprodukte von Abbildungen]\label{satz:dpva}%
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\begin{satz}[Dachprodukte von Abbildungen]\label{satz:dpva}%
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Es sei $k$ ein Körper und es sei $V$ ein $k$-Vektorraum. Weiter sei eine Zahl
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Es sei $k$ ein Körper und es sei $V$ ein $k$-Vektorraum. Weiter sei eine Zahl
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||||||
$n ∈ ℕ$ gegeben. Dann gibt es zu jedem Endomorphismus $f : V → V$ genau einen
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$n ∈ ℕ$ gegeben. Dann gibt es zu jedem Endomorphismus $f : V → V$ genau einen
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Endomorphismus $η : Λ^n V → Λ^n V$, sodass das folgende Diagramm kommutiert,
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Endomorphismus $η : Λ^n V → Λ^n V$, sodass das folgende Diagramm kommutiert:
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\[
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\[
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\begin{tikzcd}[column sep=2cm]
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\begin{tikzcd}[column sep=2cm]
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V^{⨯ n} \ar[d, "τ"'] \ar[r, "f ⨯ ⋯ ⨯ f"] & V^{⨯ n} \ar[d, "τ"] \\
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V^{⨯ n} \ar[d, "τ"'] \ar[r, "f ⨯ ⋯ ⨯ f"] & V^{⨯ n} \ar[d, "τ"] \\
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||||||
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@@ -118,7 +118,8 @@ Beim Schreiben werden uns ganz bestimmt ein paar Fehler unterlaufen. Falls Sie
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ein Problem entdecken oder sich nicht sicher sind, sprechen Sie einen
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ein Problem entdecken oder sich nicht sicher sind, sprechen Sie einen
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Mitarbeiter an oder melden Sie sich bitte direkt per E-Mail bei
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Mitarbeiter an oder melden Sie sich bitte direkt per E-Mail bei
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\href{mailto:stefan.kebekus@math.uni-freiburg.de}{Stefan Kebekus}. Wir
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\href{mailto:stefan.kebekus@math.uni-freiburg.de}{Stefan Kebekus}. Wir
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korrigieren schnellstmöglich!
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korrigieren schnellstmöglich! Ich bedanke mich bei Simon Schneider für besonders
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sorgfältige Rückmeldung und Fehlerkorrekturen!
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Es gibt im Internet eine große Zahl von guten Quellen, Erklärvideos und anderem.
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Es gibt im Internet eine große Zahl von guten Quellen, Erklärvideos und anderem.
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Wenn Sie eine gute Quelle finden, melden Sie sich bitte. Wir fügen gerne einen
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Wenn Sie eine gute Quelle finden, melden Sie sich bitte. Wir fügen gerne einen
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Reference in New Issue
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