Zwei Integrale
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Barney



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BeitragVerfasst am: 11.10.2009, 16:13    Titel: Antworten mit Zitat

zeitgenosse hat Folgendes geschrieben:

Beim zu besprechenden "Simony-Integral" erkenne ich dagegen die für eine Polstelle benötigten Kriterien z.Z. nicht.


Hallo zusammen,

Also für x=2, \(\varphi = \pi\) und \(\alpha = 0\) wird der Nenner des Integrand von I_2(x) genau wie bei x=0, \(\varphi = 0\) und \(\alpha = 0\) gleich Null und damit hat der Integrand tatsächlich zwei Polstellen, die bei der numerischen Integration natürlich berücksichtigt werden müssen.

Irritierend ist, dass bei der umgeformten Version von Lucas, weiter oben auf S. 2, die zweite Polstelle fehlt. Imo hat sich Lucas bei einem Term im Nenner verrechnet.
MfG
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Barney



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BeitragVerfasst am: 11.10.2009, 16:31    Titel: Antworten mit Zitat

zeitgenosse hat Folgendes geschrieben:

Beim zu besprechenden "Simony-Integral" ...


Hallo zeitgenosse,

hast Du die beiden Integrale im Simonyi gefunden? Wenn ja, könntest Du bitte die Seite angeben? Das würde ich gerne mal nachlesen.
MfG
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Lucas



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Beiträge: 569

BeitragVerfasst am: 11.10.2009, 17:33    Titel: Antworten mit Zitat

Barney hat Folgendes geschrieben:
...
Irritierend ist, dass bei der umgeformten Version von Lucas, weiter oben auf S. 2, die zweite Polstelle fehlt. Imo hat sich Lucas bei einem Term im Nenner verrechnet.
MfG

Der 2. pol ist auch dort vorhanden: 0+0-2+2 = 0

Gruss Lucas
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Barney



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BeitragVerfasst am: 11.10.2009, 19:03    Titel: Antworten mit Zitat

Lucas hat Folgendes geschrieben:

Der 2. pol ist auch dort vorhanden: 0+0-2+2 = 0


Ich meinte eigentlich den bei x=2, aber auch der ist da: 4-8+2+2 und damit fehlt nur noch eine Erklärung für die Herkunft der Integrale.
MfG
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Jens Blume



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BeitragVerfasst am: 11.10.2009, 19:22    Titel: Antworten mit Zitat

Barney hat Folgendes geschrieben:
zeitgenosse hat Folgendes geschrieben:

Beim zu besprechenden "Simony-Integral" ...


Hallo zeitgenosse,

hast Du die beiden Integrale im Simonyi gefunden? Wenn ja, könntest Du bitte die Seite angeben? Das würde ich gerne mal nachlesen.
MfG


Sieh Dir mal die Seite 364 an. Mfg
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zeitgenosse



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BeitragVerfasst am: 11.10.2009, 20:51    Titel: Antworten mit Zitat

Zitat:
und damit hat der Integrand tatsächlich zwei Polstellen, die bei der numerischen Integration natürlich berücksichtigt werden müssen.


Zitat:
Sieh Dir mal die Seite 364 an.


Damit wäre die Angelegenheit also geklärt.

Gr. zg
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Lucas



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BeitragVerfasst am: 12.10.2009, 20:23    Titel: Antworten mit Zitat

Eine Frage beschäftigt mich noch (mathe):
Ueberlebt jede Polstelle Integrationen ?
Bsp:
Eine zu integrierende Funktion hat Polstellen - wie die hiesige. Müssen die gleichen Polstellen auch nach Integration vorhanden sein ?

Gruss, Lucas
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Optimist71



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BeitragVerfasst am: 12.10.2009, 20:36    Titel: Antworten mit Zitat

Lucas hat Folgendes geschrieben:
Eine Frage beschäftigt mich noch (mathe):
Ueberlebt jede Polstelle Integrationen ?
Bsp:
Eine zu integrierende Funktion hat Polstellen - wie die hiesige. Müssen die gleichen Polstellen auch nach Integration vorhanden sein ?

Gruss, Lucas


Hallo Lucas,

Betrachten wir das Integral

$ \int \limits_{-1}^{1} \frac{1}{x} dx = 0 $

so hat die Polstelle hier offenbar nicht ueberlebt. Im allgemeinen ist die Antwort auf Deine Frage also nein.

-- Optimist
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Lucas



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BeitragVerfasst am: 12.10.2009, 20:47    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo Optimist
In deinem Beispiel hätte die Polstelle (bei x=0) bei der zu integrierenden Funktion überlebt. Sie ist auch im Integral vorhanden.

Gruss, Lucas
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Optimist71



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BeitragVerfasst am: 12.10.2009, 21:05    Titel: Antworten mit Zitat

Lucas hat Folgendes geschrieben:
Hallo Optimist
In deinem Beispiel hätte die Polstelle (bei x=0) bei der zu integrierenden Funktion überlebt. Sie ist auch im Integral vorhanden.

Gruss, Lucas


Hallo Lucas,

Zu schnell gedacht ... Du hast recht, vergiss mein Beispiel schnell wieder. Selbstverstaendlich verschwindet die Polstelle nicht bei x = 0.

-- Optimist
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Optimist71



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BeitragVerfasst am: 12.10.2009, 22:21    Titel: Antworten mit Zitat

Hallo Lucas,

fuer ein Integral einer Funktion ueber den reellen Zahlen faellt mir kein Beispiel ein, fuer das die Polstelle bei Integration verschwindet (genauer: die Polstelle in der Stammfunktion keine Polstelle mehr ist). Fuer andere Unstetigkeitsstellen, wie etwa die Singularitaet der Delta-Distribution, kann man dagegen solche Stammfunktionen finden. Aber Polstellen?

Man kann sicher die Annahme, zu einer Funktion f mit Polstelle x0 existiere eine Stammfunktion, die bei x0 keine Polstelle hat, auf einen Widerspruch fuehren.

Allerdings gibt es ja noch die bekannten Integraltransformationen $ f: \mathbb{C} \rightarrow \mathbb{C} $ wie die Foruiertransformation, die allerdings eine Funktion der Zeit einer Funktion der Frequenz zuordnen ... Die inverse Fourier-Transformation

$ f(t) \propto \int \limits_{-\infty}^{\infty} F(\omega) e^{i\omega t} d\omega. $

liefert fuer $ F(\omega) = - \frac{i}{\omega} $ das Ergebnis $ f(t) = \frac{1}{2} sgn(t) $, die bei t = 0 keine Polstelle, sondern lediglich eine Sprungstelle hat.

-- Optimist

EDIT: Rechtschreibfehler korrigiert.
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Barney



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Beiträge: 1538

BeitragVerfasst am: 13.10.2009, 08:17    Titel: Antworten mit Zitat

Lucas hat Folgendes geschrieben:

Eine zu integrierende Funktion hat Polstellen - wie die hiesige. Müssen die gleichen Polstellen auch nach Integration vorhanden sein ?


Hallo Lucas,

ich spekuliere mal: ob I_2(x) bei x=2 tatsächlich eine Polstelle oder nur ein Minimum hat, kann man vielleicht über eine Koordinatentransformation klären. Anschaulich gesprochen ist die Frage zu klären, ob der Integrand für x=2 eine unendlich große Fläche beschreibt. Einen direkteren Ansatz diese spezielle Frage zu klären, sehe ich momentan nicht. Allerdings hat sich mir in diesem Fall die gleiche Frage aufgedrängt.

@Jens,

wie hast Du den Pol in die Integration eingebunden? Über eine variable Schrittweite?
MfG
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Jens Blume



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BeitragVerfasst am: 13.10.2009, 12:01    Titel: Antworten mit Zitat

Barney hat Folgendes geschrieben:
..wie hast Du den Pol in die Integration eingebunden? Über eine variable Schrittweite?..


#konstante Schrittweite

if Nenner = 0 then Inc(Polstellenzahl) else ....

--------

Zu den anderen Beiträgen:
Einfacher ist es spezielle Ableitungen zu Betrachten:

Dreieckfkt. = arcsin cos x
Dreieckfkt.' = Rechteckfkt = -sin x / sqrt (1 - sqr cos x)
...
(Dirac-Pulse, Dirac-Doppel-Pulse...)

Integration umgekehrt.

--------


MfG Jens
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Barney



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Beiträge: 1538

BeitragVerfasst am: 13.10.2009, 13:23    Titel: Antworten mit Zitat

Jens Blume hat Folgendes geschrieben:

if Nenner = 0 then Inc(Polstellenzahl) else ....


Hallo Jens,

wie wird die Variable Polstellenzahl dann ausgewertet, bzw. weiter verwendet? Gibt es dazu Literatur/Code-Beispiele?
MfG
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Jens Blume



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Beiträge: 385

BeitragVerfasst am: 13.10.2009, 15:02    Titel: Antworten mit Zitat

Code:


var
  FPol: Integer;

function I2fkt(X: Extended; N: Integer): Extended;
var
  I, J: Integer;
  Y, V, A, P, Delta, Z: Extended;
  CosP, SinP, CosA, SinA: Extended;
begin
  Result := 0;
  P := 0;
  Delta := 2*Pi/N;
  for I := 1 to N do
  begin
    P := P + Delta;
    SinCos(P, SinP, CosP);
    A := 0;
    V := 0;
    for J := 1 to N do
    begin
      A := A + Delta;
      SinCos(A, SinA, CosA);
      Z := Sqrt((X + CosP - CosA)*(X + CosP - CosA) + (SinP - SinA)*(SinP - SinA));
      if Abs(Z) > 1E-10 then
      begin
        Y := (SinP*SinA + CosP*CosA)/Z;
        V := V + Y * Delta;
      end else Inc(FPol);
    end;
    Result := Result + V * Delta;
  end;
end;


Code:

procedure TForm1.BtnZeichnenClick(Sender: TObject);
var
  I, J, Xoff, Yoff, Nx, Xe: Integer;
  Alpha, Phi, X, Y: Extended;
begin
  Caption := 'Zeichne ...';
  FPol := 0; // Polstellen zählen
  Xoff := 50;
  Yoff := 200;
  Nx := 25;
  Xe := 6;
  for I := Nx to Xe*Nx do
  begin
    X := I/Nx;
    Y := Nx*I2fkt(X, 314);
    Y := Yoff - Y;
    if X = 1 then Canvas.MoveTo(I + Xoff, Round(Y));
    Canvas.LineTo(I + Xoff, Round(Y));
  end;
  Canvas.TextOut(Xoff + 7*Nx, I + Yoff - 5*Nx, 'f(x) = I2(X)');
  Caption := IntToStr(FPol);
end;
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