Vektoriavaruudet ja niiden representaatiot

Tässä työssä tutkitaan erilaisia representaatioita vektoriavaruuksille sekä Hilbertin avaruuden rakennetta. Hilbertin avaruudet ovat täydellisiä sisätuloavaruuksia, jotka ovat yleistys euklidiselle avaruudelle. Tavoitteena on näyttää, että ääretönulotteiselle Hilbertin avaruudelle löydetään aina ort...

Full description

Bibliographic Details
Main Author: Hietala, Roope
Other Authors: Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta, Faculty of Sciences, Matematiikan ja tilastotieteen laitos, Department of Mathematics and Statistics, Jyväskylän yliopisto, University of Jyväskylä
Format: Master's thesis
Language:fin
Published: 2022
Subjects:
Online Access: https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/81300
_version_ 1826225736264974336
author Hietala, Roope
author2 Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta Faculty of Sciences Matematiikan ja tilastotieteen laitos Department of Mathematics and Statistics Jyväskylän yliopisto University of Jyväskylä
author_facet Hietala, Roope Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta Faculty of Sciences Matematiikan ja tilastotieteen laitos Department of Mathematics and Statistics Jyväskylän yliopisto University of Jyväskylä Hietala, Roope Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta Faculty of Sciences Matematiikan ja tilastotieteen laitos Department of Mathematics and Statistics Jyväskylän yliopisto University of Jyväskylä
author_sort Hietala, Roope
datasource_str_mv jyx
description Tässä työssä tutkitaan erilaisia representaatioita vektoriavaruuksille sekä Hilbertin avaruuden rakennetta. Hilbertin avaruudet ovat täydellisiä sisätuloavaruuksia, jotka ovat yleistys euklidiselle avaruudelle. Tavoitteena on näyttää, että ääretönulotteiselle Hilbertin avaruudelle löydetään aina ortogonaalinen kanta. Lisäksi tarkastellaan miten tämä eroaa Hamelin kannasta, joka on lineaarialgebrallinen kanta avaruudelle. Tämä työ koostuu neljästä osasta, joista ensimmäinen on pedagoginen katsaus vektoriavaruuksiin. Toisessa käydään läpi metrisiä avaruuksia koskevat esitiedot, kolmannessa rakennetaan abstraktien vektoriavaruuksien teoriaa ja tutustutaan jonoavaruuksiin sekä viimeisessä osassa tutkitaan Banachin ja Hilbertin avaruuksia. Vektoreiden oppimisessa ja opettamisessa on monenlaisia haasteita, jotka ovat peräisin representaation hyödyntämisen puutteista. Representaatiossa saatetaan painottua liikaa esimerkiksi geometrisiin malleihin, jotka saattavat aiheuttaa hämmennystä milloin tarkastellaan yleistä tai spesifiä tapausta. Toisaalta ilman visualisointia siirtymä algebralliseen representaatioon voi olla liian haastavaa. Oppilaiden konseptikuvan muodostuminen vektoreista riippuu myös siitä, minkälaisina objekteina opettaja käsittelee vektoreita ja miten niitä tarkastellaan oppimateriaalissa. Lukion oppimateriaali antaa hyvin geometrisen katsauksen vektoreihin, mutta yliopistossa niitä käsitellään huomattavasti abstraktimmin. Aineenopettajalla on syytä olla vahva ymmärrys abstraktista vektoriavaruudesta, jotta osaa kehittää pedagogisia ratkaisuja joilla antaa selkeän ja rikastetun kuvan vektoreista. Vektoriavaruudella on aina olemassa kanta, mutta tämän kannan löytäminen ei ole aina helppoa. Kanta on tärkeä vektoriavaruuden rakenteen kannalta, koska voimme esittää minkä tahansa avaruuden vektorin lineaarikombinaationa kannan vektoreista. Tämän vuoksi on tärkeää perehtyä täydellisiin sisätuloavaruuksiin, joissa löydämme aina ortonormaalin Hilbertin kannan. Ortonormaalilla kannalla on paljon käyttöä matematiikkaa soveltavilla aloilla.
first_indexed 2022-05-27T20:02:49Z
format Pro gradu
free_online_boolean 1
fullrecord [{"key": "dc.contributor.advisor", "value": "Lehrb\u00e4ck, Juha", "language": "", "element": "contributor", "qualifier": "advisor", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.author", "value": "Hietala, Roope", "language": "", "element": "contributor", "qualifier": "author", "schema": "dc"}, {"key": "dc.date.accessioned", "value": "2022-05-27T06:52:20Z", "language": null, "element": "date", "qualifier": "accessioned", "schema": "dc"}, {"key": "dc.date.available", "value": "2022-05-27T06:52:20Z", "language": null, "element": "date", "qualifier": "available", "schema": "dc"}, {"key": "dc.date.issued", "value": "2022", "language": "", "element": "date", "qualifier": "issued", "schema": "dc"}, {"key": "dc.identifier.uri", "value": "https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/81300", "language": null, "element": "identifier", "qualifier": "uri", "schema": "dc"}, {"key": "dc.description.abstract", "value": "T\u00e4ss\u00e4 ty\u00f6ss\u00e4 tutkitaan erilaisia representaatioita vektoriavaruuksille sek\u00e4 Hilbertin avaruuden rakennetta. Hilbertin avaruudet ovat t\u00e4ydellisi\u00e4 sis\u00e4tuloavaruuksia, jotka ovat yleistys euklidiselle avaruudelle. Tavoitteena on n\u00e4ytt\u00e4\u00e4, ett\u00e4 \u00e4\u00e4ret\u00f6nulotteiselle Hilbertin avaruudelle l\u00f6ydet\u00e4\u00e4n aina ortogonaalinen kanta. Lis\u00e4ksi tarkastellaan miten t\u00e4m\u00e4 eroaa Hamelin kannasta, joka on lineaarialgebrallinen kanta avaruudelle. T\u00e4m\u00e4 ty\u00f6 koostuu nelj\u00e4st\u00e4 osasta, joista ensimm\u00e4inen on pedagoginen katsaus vektoriavaruuksiin. Toisessa k\u00e4yd\u00e4\u00e4n l\u00e4pi metrisi\u00e4 avaruuksia koskevat esitiedot, kolmannessa rakennetaan abstraktien vektoriavaruuksien teoriaa ja tutustutaan jonoavaruuksiin sek\u00e4 viimeisess\u00e4 osassa tutkitaan Banachin ja Hilbertin avaruuksia.\n\nVektoreiden oppimisessa ja opettamisessa on monenlaisia haasteita, jotka ovat per\u00e4isin representaation hy\u00f6dynt\u00e4misen puutteista. Representaatiossa saatetaan painottua liikaa esimerkiksi geometrisiin malleihin, jotka saattavat aiheuttaa h\u00e4mmennyst\u00e4 milloin tarkastellaan yleist\u00e4 tai spesifi\u00e4 tapausta. Toisaalta ilman visualisointia siirtym\u00e4 algebralliseen representaatioon voi olla liian haastavaa. Oppilaiden konseptikuvan muodostuminen vektoreista riippuu my\u00f6s siit\u00e4, mink\u00e4laisina objekteina opettaja k\u00e4sittelee vektoreita ja miten niit\u00e4 tarkastellaan oppimateriaalissa. Lukion oppimateriaali antaa hyvin geometrisen katsauksen vektoreihin, mutta yliopistossa niit\u00e4 k\u00e4sitell\u00e4\u00e4n huomattavasti abstraktimmin. Aineenopettajalla on syyt\u00e4 olla vahva ymm\u00e4rrys abstraktista vektoriavaruudesta, jotta osaa kehitt\u00e4\u00e4 pedagogisia ratkaisuja joilla antaa selke\u00e4n ja rikastetun kuvan vektoreista. \n\nVektoriavaruudella on aina olemassa kanta, mutta t\u00e4m\u00e4n kannan l\u00f6yt\u00e4minen ei ole aina helppoa. Kanta on t\u00e4rke\u00e4 vektoriavaruuden rakenteen kannalta, koska voimme esitt\u00e4\u00e4 mink\u00e4 tahansa avaruuden vektorin lineaarikombinaationa kannan vektoreista. T\u00e4m\u00e4n vuoksi on t\u00e4rke\u00e4\u00e4 perehty\u00e4 t\u00e4ydellisiin sis\u00e4tuloavaruuksiin, joissa l\u00f6yd\u00e4mme aina ortonormaalin Hilbertin kannan. Ortonormaalilla kannalla on paljon k\u00e4ytt\u00f6\u00e4 matematiikkaa soveltavilla aloilla.", "language": "fi", "element": "description", "qualifier": "abstract", "schema": "dc"}, {"key": "dc.description.provenance", "value": "Submitted by Miia Hakanen (mihakane@jyu.fi) on 2022-05-27T06:52:20Z\nNo. of bitstreams: 0", "language": "en", "element": "description", "qualifier": "provenance", "schema": "dc"}, {"key": "dc.description.provenance", "value": "Made available in DSpace on 2022-05-27T06:52:20Z (GMT). No. of bitstreams: 0\n Previous issue date: 2022", "language": "en", "element": "description", "qualifier": "provenance", "schema": "dc"}, {"key": "dc.format.extent", "value": "43", "language": "", "element": "format", "qualifier": "extent", "schema": "dc"}, {"key": "dc.format.mimetype", "value": "application/pdf", "language": null, "element": "format", "qualifier": "mimetype", "schema": "dc"}, {"key": "dc.language.iso", "value": "fin", "language": null, "element": "language", "qualifier": "iso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.rights", "value": "In Copyright", "language": "en", "element": "rights", "qualifier": null, "schema": "dc"}, {"key": "dc.title", "value": "Vektoriavaruudet ja niiden representaatiot", "language": "", "element": "title", "qualifier": null, "schema": "dc"}, {"key": "dc.type", "value": "master thesis", "language": null, "element": "type", "qualifier": null, "schema": "dc"}, {"key": "dc.identifier.urn", "value": "URN:NBN:fi:jyu-202205272923", "language": "", "element": "identifier", "qualifier": "urn", "schema": "dc"}, {"key": "dc.type.ontasot", "value": "Pro gradu -tutkielma", "language": "fi", "element": "type", "qualifier": "ontasot", "schema": "dc"}, {"key": "dc.type.ontasot", "value": "Master\u2019s thesis", "language": "en", "element": "type", "qualifier": "ontasot", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.faculty", "value": "Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta", "language": "fi", "element": "contributor", "qualifier": "faculty", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.faculty", "value": "Faculty of Sciences", "language": "en", "element": "contributor", "qualifier": "faculty", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.department", "value": "Matematiikan ja tilastotieteen laitos", "language": "fi", "element": "contributor", "qualifier": "department", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.department", "value": "Department of Mathematics and Statistics", "language": "en", "element": "contributor", "qualifier": "department", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.organization", "value": "Jyv\u00e4skyl\u00e4n yliopisto", "language": "fi", "element": "contributor", "qualifier": "organization", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.organization", "value": "University of Jyv\u00e4skyl\u00e4", "language": "en", "element": "contributor", "qualifier": "organization", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.discipline", "value": "Matematiikan opettajankoulutus", "language": "fi", "element": "subject", "qualifier": "discipline", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.discipline", "value": "Teacher education programme in Mathematics", "language": "en", "element": "subject", "qualifier": "discipline", "schema": "dc"}, {"key": "yvv.contractresearch.funding", "value": "0", "language": "", "element": "contractresearch", "qualifier": "funding", "schema": "yvv"}, {"key": "dc.type.coar", "value": "http://purl.org/coar/resource_type/c_bdcc", "language": null, "element": "type", "qualifier": "coar", "schema": "dc"}, {"key": "dc.rights.accesslevel", "value": "openAccess", "language": null, "element": "rights", "qualifier": "accesslevel", "schema": "dc"}, {"key": "dc.type.publication", "value": "masterThesis", "language": null, "element": "type", "qualifier": "publication", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.oppiainekoodi", "value": "4041", "language": "", "element": "subject", "qualifier": "oppiainekoodi", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "matematiikka", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "vektorit (matematiikka)", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "opetus", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "lineaarialgebra", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "representaatio", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "geometria", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "Hilbertin avaruudet", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "Banachin avaruudet", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "avaruus", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "matriisilaskenta", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.format.content", "value": "fulltext", "language": null, "element": "format", "qualifier": "content", "schema": "dc"}, {"key": "dc.rights.url", "value": "https://rightsstatements.org/page/InC/1.0/", "language": null, "element": "rights", "qualifier": "url", "schema": "dc"}, {"key": "dc.type.okm", "value": "G2", "language": null, "element": "type", "qualifier": "okm", "schema": "dc"}]
id jyx.123456789_81300
language fin
last_indexed 2025-02-18T10:55:25Z
main_date 2022-01-01T00:00:00Z
main_date_str 2022
online_boolean 1
online_urls_str_mv {"url":"https:\/\/jyx.jyu.fi\/bitstreams\/da45948a-f795-4b0a-b007-cdb1ea0313d0\/download","text":"URN:NBN:fi:jyu-202205272923.pdf","source":"jyx","mediaType":"application\/pdf"}
publishDate 2022
record_format qdc
source_str_mv jyx
spellingShingle Hietala, Roope Vektoriavaruudet ja niiden representaatiot Matematiikan opettajankoulutus Teacher education programme in Mathematics 4041 matematiikka vektorit (matematiikka) opetus lineaarialgebra representaatio geometria Hilbertin avaruudet Banachin avaruudet avaruus matriisilaskenta
title Vektoriavaruudet ja niiden representaatiot
title_full Vektoriavaruudet ja niiden representaatiot
title_fullStr Vektoriavaruudet ja niiden representaatiot Vektoriavaruudet ja niiden representaatiot
title_full_unstemmed Vektoriavaruudet ja niiden representaatiot Vektoriavaruudet ja niiden representaatiot
title_short Vektoriavaruudet ja niiden representaatiot
title_sort vektoriavaruudet ja niiden representaatiot
title_txtP Vektoriavaruudet ja niiden representaatiot
topic Matematiikan opettajankoulutus Teacher education programme in Mathematics 4041 matematiikka vektorit (matematiikka) opetus lineaarialgebra representaatio geometria Hilbertin avaruudet Banachin avaruudet avaruus matriisilaskenta
topic_facet 4041 Banachin avaruudet Hilbertin avaruudet Matematiikan opettajankoulutus Teacher education programme in Mathematics avaruus geometria lineaarialgebra matematiikka matriisilaskenta opetus representaatio vektorit (matematiikka)
url https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/81300 http://www.urn.fi/URN:NBN:fi:jyu-202205272923
work_keys_str_mv AT hietalaroope vektoriavaruudetjaniidenrepresentaatiot