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RickGelhausen committed Jun 25, 2024
1 parent 1ce1853 commit a1d6af9
Showing 1 changed file with 11 additions and 9 deletions.
20 changes: 11 additions & 9 deletions exercise-sheet-5.Rmd
Original file line number Diff line number Diff line change
Expand Up @@ -72,27 +72,29 @@ $$
knitr::include_graphics(c("figures/sheet-5/p1.png", "figures/sheet-5/p2.png"))
```

formuliert werden. Hierbei haben wir "Phantompixel" $ X_{r+1,j} $ und $ X_{i,c+1} $ angenommen, mit $ X_{r+1,j} = X_{r,j} $ und $ X_{i,c+1} = X_{i,c} $, um das Definieren der Summenindizes zu erleichtern.
Abbildung 1 zeigt ein Beispiel einer so erhaltenen Rekonstruktion mit $ \alpha = 0.5 $.
formuliert werden. Hierbei haben wir "Phantompixel" $X_{r+1,j}$ und $X_{i,c+1}$ angenommen, mit $X_{r+1,j} = X_{r,j}$ und $X_{i,c+1} = X_{i,c}$, um das Definieren der Summenindizes zu erleichtern.
Abbildung 1 zeigt ein Beispiel einer so erhaltenen Rekonstruktion mit $\alpha = 0.5$.

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## Beispiel 2: Bildrekonstruktion

Wir betrachten eine Kette, bestehend aus $ N $ Massepunkten, die durch $ N-1 $ Federn verbunden sind.
Die Massepunkte haben Masse $ m $ und Positionen $ (y_i, z_i) $, mit $ {i = 0, \ldots, N} $.
Die beiden äußersten Massepunkte sind fixiert, $ (y_1, z_1) = (-2, 1) $ sowie $ (y_N, z_N) = (2, 1) $.
Wir wollen eine Ruheposition der Kette finden, was der Minimierung der Kettenenergie $ V(y, z) $ entspricht.
Wir betrachten eine Kette, bestehend aus $N$ Massepunkten, die durch $N-1$ Federn verbunden sind.
Die Massepunkte haben Masse $m$ und Positionen $(y_i, z_i) $, mit ${i = 0, \ldots, N}$.
Die beiden äußersten Massepunkte sind fixiert, $(y_1, z_1) = (-2, 1)$ sowie $(y_N, z_N) = (2, 1)$.
Wir wollen eine Ruheposition der Kette finden, was der Minimierung der Kettenenergie $V(y, z)$ entspricht.
Diese setzt sich zusammen aus der Lageenergie der Massen sowie der potentiellen Energie der Federn:

$$
V(y, z) = \sum_{i=0}^{N} mgz_i + \frac{1}{2} \sum_{i=0}^{N-1} D \left( (y_i - y_{i+1})^2 + (z_i - z_{i+1})^2 \right),
$$

wobei $ g $ die Erdbeschleunigung ist und $ D $ die Federkonstante. Wir führen nun zwei Variationen dieses Problems ein.
wobei $g$ die Erdbeschleunigung ist und $D$ die Federkonstante.
Wir führen nun zwei Variationen dieses Problems ein.

1. Unterhalb der Kette befindet sich eine ebene Fläche, die die Kette nach unten beschränkt. Dies drücken wir durch die Nebenbedingung $ z_i \geq 0 $ aus.
2. Unterhalb der Kette befindet sich ein Hügel. Diesen drücken wir durch die Nebenbedingung $ z_i \geq -y_i^2 $ aus.
1. Unterhalb der Kette befindet sich eine ebene Fläche, die die Kette nach unten beschränkt.
Dies drücken wir durch die Nebenbedingung $z_i \geq 0$ aus.
2. Unterhalb der Kette befindet sich ein Hügel. Diesen drücken wir durch die Nebenbedingung $z_i \geq -y_i^2$ aus.

Alles zusammen führt uns zu folgenden nichtlinearen Programmen:

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