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Ich brauche eure Hilfe um zu überprüfen ob ich folgende Aufgabe richtig gemacht habe. Sollte dies nicht der Fall sein, wäre ich euch sehr Dankbar falls Ihr mir eine Hilfestellung geben könntet. Ich wäre auch sehr Dankbar falls Ihr mir sagen könntet worauf ich bei der Notation in Zukunft achten soll um meine Beweisführung zu verbessern.


Gegeben ist folgende Aufgabe:

(a) Zeigen Sie unter Verwendung des Skalarproduktes: Für jedes
ebene Dreieck mit Seitenlängen a, b, c und Winkel  α, β und γ gilt:


$$a = b*cos(γ ) + c*cos(β )$$

(Bezeichnungen wie in der beistehenden Figur) Übung_2.PNG


(b)

$$\text{Es seien } (x, y) \in \mathbb{R} \\ \text{Zeigen Sie: } \langle x, y \rangle = \frac{1}{4} (\Vert x+y \Vert^{2}-\Vert x-y \Vert^{2}) \\ \text{,wobei }\langle .; . \rangle \text{ das Skalarprodukt auf  }\mathbb{R}^{n} \text{ bezeichnet.}$$

__________

Meine Beweisführung bzw. Überlegung zur (a)

$$\text{Sei } \\\langle x,y \rangle= \Vert x \Vert*\Vert y \Vert * cos( φ) \text{ und } \Vert x \Vert^{2}=x^{2} \text{ definiert} \\ \text{Beweis: } \\ a = b*cos(γ ) + c*cos(β ) \text{ |} *a \\ a^{2}=a*b*cos(γ ) + a*c*cos(β ) \text{ |} \Vert \\ \Vert a^{2} \Vert= \Vert a\Vert \Vert b\Vert cos(γ)+\Vert a\Vert \Vert c\Vert cos(β) \\ a^{2}= \langle a,b \rangle+\langle a,c \rangle \\ a=\sqrt{\langle a,b \rangle+\langle a,c \rangle}$$


Meine Überlegung zur (b)

$$ \langle x, y \rangle = \frac{1}{4} (\Vert x+y \Vert^{2}-\Vert x-y \Vert^{2}) \\\langle x, y \rangle = \frac{1}{4} ( x^{2}+2xy+y ^{2}- x^{2}+2xy-y^{2})) \\ \langle x, y \rangle = \frac{1}{4} (4xy) \\\langle x, y \rangle = \langle x,y  \rangle$$

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1 Antwort

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Bei (b) solltest du noch anmerken, dass die notierten Gleichungen alle

äquivalent sind.

Bei (a) ist es doch wohl eher so, dass du noch zeigen müsstest, dass die letzte Gleichung auch wirklich für

jedes ebene Dreieck stimmt.  Außerdem geht es da etwas mit den Längen

und den Vektoren durcheinander.  a,b,c sind doch die Seitenlängen.

Die darauf liegenden Vektoren würde ich dann auch anders nennen, vielleicht A, B, C

Dann gilt ja wegen der Dreiecksvorgabe (je nach Orientierung der Vektor) z.B.

A = B + C   und jetzt  das Skalarprodukt verwenden gibt

<A,A> = <B,A> + <C,A>

||A||^2 = ||B||*||A||*cos(γ) + ||C||*||A||*cos(180°-ß)

       denn zwischen C und A ist ja der Außenwinkel von ß, aber da der

gleichen cos wie ß hat gilt doch

||A||^2 = ||B||*||A||*cos(γ) + ||C||*||A||*cos(ß)

Jetzt durch ||A|| teilen, da das ja nicht 0 ist

||A|| = ||B||*|cos(γ) + ||C||*|cos(ß)

und die Längen der Vektoren sind ja wieder die Seitenlängen.

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