Reelle Fourierreihe - Konvergenzbegriffe bei Funktionenfolgen Es sind drei Konvergenzbegriffe wichtig: punktweise Konvergenz, gleichmäßige Konvergenz und Konvergenz im quadratischen Mittel, wobei man bei der ersten noch zwischen Konvergenz in einem bestimmten Punkt und punktweiser Konvergenz schlechthin unterscheiden kann. Denken wir uns ein festes reelles τ > 0 vorgegeben und betrachten wir alle 2 -periodischen Funktion von ℝ nach ℝ. Sei f eine solche Funktion und 1, 2, 3 … eine Folge solcher Funktionen. Zur punktweisen Konvergenz. Punktweise Konvergenz: Sei t ∈ beliebig, aber fest. Konvergenz im quadratischen mittel video. Wir sagen, N konvergiert im Punkt für → ∞ gegen f, falls ( t) konvergiert (im üblichen Sinne für Zahlenfolgen - eine solche ist ja 1 t), …). Konvergiert in allen Punkten f, so sagen wir kurz, sei punktweise konvergent (schlechthin) gegen f. Mit Konvergenz ist hier und auch in Zukunft Konvergenz für gemeint; diese Sprachvereinfachung ist möglich, da wir den Folgenindex immer mit bezeichnen und stets den Grenzprozess betrachten.
Beweis Sei ε > 0, und sei n 0 derart, dass für alle n ≥ n 0 gilt: |f n (x) − f (x)| ≤ ε für alle x ∈ ℝ. Dann gilt für alle n ≥ n 0: ∫ 2π 0 |f n (x) − f (x)| 2 dx ≤ ∫ 2π 0 ε 2 dx = ε 2 2 π. Damit gilt (c) des obigen Satzes. Dagegen bestehen keine Implikationen zwischen der punktweisen Konvergenz und der Konvergenz im quadratischen Mittel. Beispiel Seien f n, k für n ∈ ℕ und k = 0, …, 2 n − 1 die Elemente von V mit f n, k ( x) = 1 falls x ∈ [ 2 π k / 2 n, 2 π ( k + 1) / 2 n [, 0 sonst. für alle x ∈ [ 0, 2π [. Dann divergiert die Folge f 0, 0, f 1, 0, f 1, 1, f 2, 0, f 2, 1, f 2, 2, f 2, 3, …, f n, 0, …, f n, 2 n − 1, … punktweise, aber sie konvergiert im quadratischen Mittel gegen 0. Konvergenz im p-ten Mittel - Lexikon der Mathematik. Die periodischen Funktionen g n mit g n | [ 0, 2π [ = n · 1] 0, 1/n [ für alle n ≥ 1 zeigen, dass umgekehrt auch punktweise Konvergenz und Divergenz im quadratischen Mittel vorliegen kann.
Die Periodizität von ist offensichtlich unerheblich. Der am Beweis des Satzes interessierte Leser sei auf die Literatur verwiesen. So, wie wir obigen Satz in Kürze anwenden wollen, benötigen wir noch einen Hilfssatz über gleichmäßige Konvergenz. Konvergenz im quadratischen Mittel. Er lautet wie folgt: Theorem Ist eine weitere ( -periodische) Funktion g gegeben, konvergiert f, und ist beschränkt, so konvergiert ⋅ g. (vgl. Literatur). Auch hierbei ist die Periodizität der Funktionen …, unerheblich.
Die neue Generation von Computern Erste Prototypen von Quantencomputern gibt es bereits. Was wird sich mit den Prozessoren ändern, die auf Quantenmechanik basieren? Sind Daten dann noch sicher? Eine Themenseite Quantenphysik Die Quantenphysik ist neben der Relativitätstheorie eine der Säulen der modernen Physik - mit Auswirkungen bis in die Philosophie.
Wir untersuchen nun die Fourier-Reihen beliebiger integrierbarer periodischer Funktionen. Im Folgenden sei V = { f: ℝ → ℂ | f ist 2π-periodisch und Riemann-integrierbar auf [ 0, 2π]}. Die Menge V bildet mit der Skalarmultiplikation αf, α ∈ ℂ, und der punktweisen Addition f + g einen ℂ -Vektorraum. Weiter sind mit einer Funktion f immer auch die Funktionen Re(f), Im(f), |f| und f Elemente von V. Wir führen nun eine geometrische Struktur auf dem Vektorraum V ein, die insbesondere auch erklären wird, warum wir die Eigenschaft ∫ 2π 0 e i n x e −i k x dx = δ n, k · 2 π als Orthogonalität der Funktionen e i k x bezeichnet haben. (Der Leser vergleiche die folgende Konstruktion auch mit "Normen aus Skalarprodukten" in 2. Konvergenz im quadratischen Mittel - Lexikon der Mathematik. 3. ) Definition ( Skalarprodukt für periodische Funktionen) Für alle f, g ∈ V setzen wir: 〈 f, g 〉 = 1 2π ∫ 2π 0 f (x) g(x) dx. In der Definition verwenden wir, dass das Produkt zweier integrierbarer Funktionen wieder integrierbar ist. fg fg Illustration des Skalarprodukts für reelle Funktionen f und g.
- Man weißt also zunächst die gleichgradige integrierbarkeit nach Dann wendet man die Markovungleichung an und erhält für Edith: Unsinn entfernt *hust* 28. 2010, 16:47 AD Die Voraussetzungen sagen nur etwas über die Einzelverteilungen der aus, aber nichts über deren gemeinsame Verteilung - ja nicht einmal Korreliertheit - aus. Demzufolge kann man aus diesen Voraussetzungen nicht mal folgern, dass die Folge überhaupt konvergiert, dann macht auch die Frage nach der Grenzverteilung keinerlei Sinn. Selbst in dem einfachen Fall für alle gibt es im Fall der Unabhängigkeit aller keinen "Grenzwert". Meines Erachtens macht die Aufgabe also nur umgekehrt einen Sinn: Du hast die Folge mit sowie und weißt außerdem, dass es eine Zufallsgröße gibt, gegen die (in einem noch zu spezifierenden Sinn) konvergiert. Dann kannst du nachweisen, dass gilt. 28. 2010, 21:07 Ohne die gemeinsame Verteilung zu kennen wirds also nichts. Ich kenne die gemeinsame Verteilung der (multivariat Normalverteilt). Konvergenz im quadratischen mittel e. Hilft das weiter?
29. 2010, 21:23 Nach nochmaligem nachdenken: Solange man das verhältnis zwischen den und nicht kennt wird es leider auch so nichts. Da kann man für jede Folge eine -verteilte Zufallsvariable erzeugen für die nicht gilt, dass die gegen konvergieren. (Es seidenn Arthur hat recht und die Aufgabenstellung müsste Umformuliert werden... dann kann man wieder was machen)
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