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kann mir jemand bei dieser Aufgabe helfen? Ich verstehe leider absolut nicht wo ich anfangen soll... Brauch ich die drei definitionen einer Norm? oder ist das hier ein rechteck/kugel spezifisches ding? Jegliche erklärungen/hilfen gern gesehen! :)


Zeige, dass es eine Norm ||.|| auf R^2 gibt, so dass das offene Rechteck
R := {x ∈ R^2 : |x1| < 1 und |x2| < 2}
genau der offenen Kugel B1(0) = {x ∈ R^2 : |x| < 1}

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Hallo,

Eine Norm ordnet einem Vektor \((x_1,\,x_2)\) eine Zahl zu. Jetzt ist hier die Vorgabe, dass die gesuchte Norm innerhalb des beschriebenen Rechtecks einen Wert von \(\lt 1\) und dann zwangsläufig auf der Rechteckgrenze den Wert \(1\) hat. Mein Vorschlag für so eine Definition wäre$$\|x\|_R = \begin{cases} |x_1| &\text{für}\space |x_2| \le 2|x_1|\\\frac12|x_2| &\text{für}\space |x_2| \gt 2|x_1|\end{cases}$$Das \({}_R\) soll für Rechteck-Norm stehen.

Die Definitheit ist erfüllt, und die absolute Homogenität auch (siehe Definition einer Norm). Ob die Dreiecksungleichung erfüllt ist, solltest Du selber mal überprüfen. Wenn Du noch Fragen hast, so melde Dich bitte.

Nachtrag: Wenn man die Koordinaten so abbildet, dass aus dem Rechteck ein auf der Spitze stehendes Quadrat wird, kann man anschließend die Summennorm benutzen, Diese Matrix \(A\) .... $$A = \frac 14 \begin{pmatrix}2& 1\\ -2& 1\end{pmatrix}$$

blob.png

... erledigt die Abbildung \(x'=A\cdot x\), und dann verwendet man die Summennorm $$\|x'\|_1 = |x'_1| + |x'_2| \\ \implies \|x\|_R =\left\| A \cdot x \right\|_1 = \frac 14\left( |2x_1+x_2| + |-2x_1+x_2| \right)$$der Wert der Norm ist aber identisch zu oben.

Gruß Werner

Avatar von 48 k

mir ist zum Thema noch was eingefallen. Siehe oben den Nachtrag in meiner Antwort.

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