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@@ -1,17 +1,36 @@
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\section*{Aufgabe 3}
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\section*{Aufgabe 3}
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+\textbf{Gegeben:}
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+
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+\begin{table}[h!]
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+ \begin{tabular}{l||l|l|l|l}
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+ $f_i$ & 7 & 1 & -1 & 7 \\\hline
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+ $x_i$ & -1 & 0 & 1 & 2 \\
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+ \end{tabular}
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+\end{table}
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+
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\subsection*{Teilaufgabe a)}
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\subsection*{Teilaufgabe a)}
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+Allgemein lauten Lagrange-Polynome:
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+
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+\[L_i = \frac{\overbrace{\prod_{j=0, j \neq i}^n (x-x_j)}^\text{Produkt der Nullstellen}}{\underbrace{\prod_{j=0, j \neq i}^n (x_i - x_j)}_\text{Normalisierungsfaktor}}\]
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+
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+Im speziellen:
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\begin{align}
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\begin{align}
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- L_0(x) &= - \frac{1}{6} \cdot (x^3 - 3 x^2 + 2x)\\
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- L_1(x) &= \frac{1}{2} \cdot (x^3 - 2x^2 - x + 2)\\
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- L_2(x) &= - \frac{1}{2} \cdot (x^3 - x^2 - 2x)\\
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- L_3(x) &= \frac{1}{6} \cdot (x^3 - x)
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+ L_0(x) &= \frac{(x-0)(x-1)(x-2)}{(-1-0)(-1-1)(-1-2)} &&=-\frac{1}{6} \cdot (x^3 - 3 x^2 + 2x)\\
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+ L_1(x) &= \frac{(x+1)(x-1)(x-2)}{(0+1)(0-1)(0-2)} &&= \frac{1}{2} \cdot (x^3 - 2x^2 - x + 2)\\
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+ L_2(x) &= \frac{(x+1)x(x-2)}{(1+1)(1-0)(1-2)} &&=-\frac{1}{2} \cdot (x^3 - x^2 - 2x)\\
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+ L_3(x) &= \frac{(x+1)(x-0)(x-1)}{(2+1)(2-0)(2-1)} &&= \frac{1}{6} \cdot (x^3 - x)
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\end{align}
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\end{align}
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-Damit ergibt sich:
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+Durch die Interpolationsformel von Lagrange
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+
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+\[p(x) = \sum_{i=0}^n f_i L_i(x)\]
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+
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+ergibt sich
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\begin{align}
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\begin{align}
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p(x) &= x^3 + 2x^2 - 5x + 1
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p(x) &= x^3 + 2x^2 - 5x + 1
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\end{align}
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\end{align}
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-Anmerkung: Es ist in der Klausur allerdings nicht notwendig die Monomdarstellung zu berechnen außer es wird explizit verlangt. (Das spart viel Zeit) % Anmerkung hinzugefügt von Felix Benz-Baldas
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+Anmerkung: Es ist nicht notwendig die Monomdarstellung zu berechnen.
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+In diesem Fall hat es jedoch das Endergebnis stark vereinfacht.
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\subsection*{Teilaufgabe b)}
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\subsection*{Teilaufgabe b)}
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Zunächst die dividierten Differenzen berechnen:
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Zunächst die dividierten Differenzen berechnen:
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