Analízis II. harmadik, javított kiadás
|
|
- Veronika Orsós
- 8 évvel ezelőtt
- Látták:
Átírás
1 Ljkó Károly Anlízis II. hrmdik, jvított kidás Debreceni Egyetem Mtemtiki és Informtiki Intézet 2003
2 c Ljkó Károly mth.klte.hu Amennyiben hibát tlál jegyzetben, kérjük jelezze szerzőnek! A jegyzet dvi, pdf és ps formátumbn letölthető következő címről: ljko/jegyzet.html Ez jegyzet AMS-TEX-ben készült Szedés és tördelés: Kovács László 2
3 TARTALOMJEGYZÉK I. Differenciálszámítás Vlós függvények differenciálhánydos Differenciálhtóság és folytonosság Differenciálhtóság és lineáris pproximálhtóság Differenciálhtóság és műveletek Htványsorok differenciálhtóság Elemi függvények differenciálhtóság A sin és cos függvény további tuljdonsági További elemi függvények Mgsbbrendű deriváltk Differenciálhtó függvények vizsgált feldtsor II. Integrálszámítás Primitív függvény, htároztln integrál A Riemnn-integrálhtóság foglm A Drboux-tétel és következményei A Riemnn-integrálhtóság kritériumi és elegendő feltételei Középiskoli vontkozások, példák A Riemnn-integrál műveletei tuljdonsági Egyenlőtlenségek, középértéktételek Riemnn-integrálr Az integrál, mint felső htár függvénye A Newton-Leibniz formul Prciális és helyettesítéses Riemnn-integálok Függvénysoroztok és függvénysorok tgonkénti integrálhtóság és differenciálhtóság Improprius Riemnn-integrál feldtsor
4 III. A Riemnn-integrál áltlánosítás és lklmzás Korlátos változású függvények Riemnn-Stieltjes integrál Görbék ívhossz Görbementi integrál feldtsor
5 I. DIFFERENCIÁLSZÁMÍTÁS. Vlós függvények differenciálhánydos. Definíció. Legyen, b egy nyílt vgy zárt intervllum, f :, b R vlós függvény. A () ϕ(x, x 0 ) = f(x) f(x 0) (x x 0, x, x 0, b ) x x 0 áltl definiált ϕ függvényt z f függvény x, x 0 -hoz trtozó differencihánydos függvényének nevezzük. Geometriilg: iránytngens. 2. Definíció. Az f :, b R függvény differenciálhtó z x 0, b pontbn, h létezik (2) lim x x 0 f(x) f(x 0 ) x x 0 = f (x 0 ) (véges) htárérték. Ezt z f (x 0 )-ll jelölt htárértéket z f függvény x 0 -beli differenciálhánydosánk nevezzük. 3. Definíció. H f z, b minden pontjábn differenciálhtó, kkor zt mondjuk, hogy differenciálhtó, b -n. A (2) szerint definiált f :, b R függvényt z f függvény differenciálhánydos függvényének nevezzük. Megjegyzések:. A differenciálhtóság definiálhtó f : D R típusú függvényekre is, hol D R nyílt hlmz (vgy tetszőleges és x 0 belső pontj vgy torlódási pontj). f(x 0 + h) f(x 0 ) df 2. Más jelölések: lim,. h 0 h dx x=x0 3. Geometrii interpretáció: Definíció. H z f :, b R függvény differenciálhtó z x 0 pontbn, kkor z (3) y = f (x 0 ) (x x 0 ) + f(x 0 ) (x R) 5
6 egyenest z f függvény (x 0, f(x 0 ))-beli érintőjének nevezzük. (f (x 0 ) így z (x 0, f(x 0 )) pontbeli érintő iránytngense.) 4. Egyoldli differenciálhánydos is értelmezhető, h (2)-ben jobb-, illetve bloldli htárértéket tekintünk. (Jelölés: f +(x 0 ), f (x 0 ).) Továbbá bizonyíthtó, hogy f kkor és cskis kkor differenciálhtó x 0 (, b)- ben, h létezik f +(x 0 ), f (x 0 ) és egyenlőek. 5. f(x) = x (x R) nem differenciálhtó x 0 = 0-bn. 6. Fiziki jelentés: átlgsebesség, pillntnyi sebesség, gyorsulás. 7. Példák: f : R R, f(x) = c = f : R R, f (x) = 0; f : R R, f(x) = x = f : R R, f (x) = ; f : R R, f(x) = x n = f : R R, f (x) = n x n (n N). 2. Differenciálhtóság és folytonosság Tétel. H z f :, b R függvény differenciálhtó z x 0, b pontbn, kkor folytonos is x 0 -bn. Bizonyítás. x 0 torlódási pontj, b -nek, így elegendő megmuttni, hogy lim f(x) és = f(x 0 ). x x 0 lim (f(x) f(x 0 )) = lim x x 0 x x 0 [ ] f(x) f(x0 ) (x x 0 ) = x x 0 f(x) f(x 0 ) = lim lim (x x 0 ) = f (x 0 ) 0 = 0 x x 0 x x 0 x x 0 igz, mi dj, hogy lim x x 0 f(x) = f(x 0 ) és ezt kellett bizonyítni. 3. Differenciálhtóság és lineáris pproximálhtóság Definíció. Az f :, b R függvényt lineárisn pproximálhtónk mondjuk z x 0, b pontbn, h létezik olyn A R konstns és 6
7 ω :, b R függvény, hogy lim x x 0 ω(x) = ω(x 0 ) = 0 és (L) f(x) f(x 0 ) = A (x x 0 ) + ω(x) (x x 0 ) (x, b ) teljesül. Tétel. Az f :, b R függvény kkor, és cskis kkor differenciálhtó z x 0, b pontbn, h lineárisn pproximálhtó. Továbbá A = f (x 0 ). Bizonyítás. ) ( ) H f differenciálhtó x 0 -bn, kkor legyen ω(x) =. f(x) f(x 0 ) f (x 0 ), x, b \{x 0 } x x 0 0, x = x 0. Nyilvánvló, hogy lim x x 0 ω(x) = ω(x 0 ) = 0 és A = f (x 0 )-ll kpjuk (L)-t is, zz f lineárisn pproximálhtó. b) ( ) H f lineárisn pproximálhtó x 0 -bn, kkor (L)-ből jön, hogy f(x) f(x 0 ) x x 0 = A + ω(x) (x, b \{x 0 }) így lim ω(x) = 0 dj f differenciálhtóságát és hogy f (x 0 ) = A is x x 0 teljesül. 4. Differenciálhtóság és műveletek. Tétel. H z f, g :, b R függvények differenciálhtók z is diffe- x 0, b -ben, kkor z f + g, f g és g(x 0 ) 0 esetén z f g renciálhtók x 0 -bn és ) (f + g) (x 0 ) = f (x 0 ) + g (x 0 ); b) (f g) (x 0 ) = f (x 0 ) g(x 0 ) + f(x 0 ) g (x 0 ); c) ( ) f (x 0 ) = f (x 0 ) g(x 0 ) f(x 0 ) g (x 0 ) g g 2. (x 0 ) 7
8 Bizonyítás. ) Az állítás z (f + g)(x) (f + g)(x 0 ) x x 0 = f(x) f(x 0) x x 0 + g(x) g(x 0) x x 0 egyenlőségből, f (x 0 ) és g (x 0 ) létezése mitt, z x x 0 htárátmenettel következik. b) Az (f g)(x) (f g)(x 0 ) x x 0 = f(x) f(x 0) x x 0 g(x) + f(x 0 ) g(x) g(x 0) x x 0 egyenlőség, f (x 0 ) és g (x 0 ) létezése htárátmenettel dj z állítást. (Felhsználjuk zt is, hogy g folytonos x 0 -bn.) c) A bizonyítás hsonló z előbbiekhez. Következmények:. H f :, b R differenciálhtó x 0 -bn, c R, kkor c f is differenciálhtó, és (cf) (x 0 ) = c f (x 0 ). 2. H f, g :, b R differenciálhtók x 0 -bn, kkor f g is, és (f g) (x 0 ) = f (x 0 ) g (x 0 ). 3. H f :, b R olyn, hogy f(x 0 ) 0, és f (x 0 ), kkor ( ) (x 0 ) = f (x 0 ) f f 2 (x 0 ). 4. H z f i :, b R (i =,..., n) függvények differenciálhtók x 0, b -ben, λ i R (i =,..., n), kkor n λ i f i is differenciálhtó x 0 -bn, és ( n ) λ i f i (x 0 ) = i= i= n λ i f i(x 0 ). 5. Az f : R R, f(x) = n k x k ( k R) függvény differenciálhtó, és k=0 f (x) = i= n k k x k. k= 8
9 6. Az f : R R, f(x) = P n(x) (P n (x), Q m (x) polinom függvények és Q m (x) Q m (x) 0) differenciálhtó függvény. 2. Tétel (z összetett függvény differenciálhtóság). Legyenek g : c, d R, f :, b = g[ c, d ] R olyn függvények, hogy g differenciálhtó z x 0 c, d -ben, f differenciálhtó z y 0 = g(x 0 ), b - ben. Akkor z F = f g függvény is differenciálhtó x 0 -bn és (ÖD) F (x 0 ) = (f g) (x 0 ) = f (g(x 0 )) g (x 0 ). Bizonyítás. Megmuttjuk, hogy f g lineárisn pproximálhtó x 0 -bn. g (x 0 ) = g lineárisn pproximálhtó = ω : c, d R, hogy lim x x 0 ω (x) = ω (x 0 ) = 0 és (L ) g(x) g(x 0 ) = g (x 0 ) (x x 0 ) + ω (x) (x x 0 ) (x c, d ). f (y 0 ) = f (g(x 0 )) = f lineárisn pproximálhtó = ω 2 :, b R, hogy lim y y 0 ω 2 (y) = ω 2 (y 0 ) = 0 és (L 2 ) f(y) f(y 0 ) = f (y 0 ) (y y 0 ) + ω 2 (y) (y y 0 ) (y, b ). H x c, d -re y. = g(x), kkor (L ) és (L 2 ) dj, hogy F (x) F (x 0 ) = f(g(x)) f(g(x 0 )) = = [f (g(x 0 )) + ω 2 (y)] [g (x 0 ) + ω (x)](x x 0 ) = = f (g(x 0 )) g (x 0 )(x x 0 ) + [f (g(x 0 )) ω (x)+ + ω 2 (g(x)) (g (x 0 ) + ω (x))](x x 0 ). ω(x) =. { f (g(x 0 ))ω (x) + ω 2 (g(x))[g (x 0 ) + ω (x)], (x c, d \{x 0 }) 0, x = x 0 válsztássl ( lim ω (x) = 0, lim ω 2 (g(x)) = 0 mitt) kpjuk, hogy x x 0 x x 0 lim ω(x) = ω(x 0 ) = 0 és A = f (g(x 0 ))g (x 0 ) mellett x x 0 F (x) F (x 0 ) = A (x x 0 ) + ω(x) (x x 0 ) mi F lineáris pproximálhtóságát jelenti x 0 -bn. Így F = f g differenciálhtó x 0-bn és teljesül (ÖD). (x c, d ), 3. Tétel (z inverz függvény differenciálhtóság). H f :, b R szigorún monoton, folytonos, b -n és x 0, b -ben f (x 0 ) 0, kkor 9
10 f differenciálhtó f(x 0 )-bn és (ID) (f ) (f(x 0 )) = f (x 0 ), illetve (f ) (y 0 ) = f (f (y 0 )) (y 0 = f(x 0 )). Bizonyítás. Megmuttjuk, hogy f (mi nyilván létezik f szigorú monotonitás mitt) lineárisn pproximálhtó f(x 0 ) = y 0 -bn. f (x 0 ) = f lineárisn pproximálhtó = ω :, b R, hogy lim x x 0 ω (x) = ω (x 0 ) és (L) f(x) f(x 0 ) = [f (x 0 ) + ω (x)] (x x 0 ) (x, b ). f szigorún monoton, így f(x) f(x 0 ), h x x 0 = f (x 0 ) + ω (x) 0 (x x 0 ), így (L)-ből ( ) x x 0 = f(x) f(x 0) f (x 0 ) + ω (x) (x, b \{x 0 }) következik. f folytonos = ( Bolzno-tétel mitt) f[, b ] = c, d R és így f : c, d, b, mi (f szigorú monotonitás mitt) dj, hogy y c, d -re pontosn egy x, b, hogy f(x) = y, illetve x = f (y). Továbbá h y 0 = f(x 0 ), ill. x 0 = f (y 0 ), úgy y y 0 dj, hogy x x 0. Mindezek lpján ( )-ból kpjuk, hogy ( ) f (y) f (y 0 ) = f (x 0 ) + ω (f (y)) (y y 0) következik, h y c, d \{y 0 }. H most ω 2 (y) =. f (x 0 ) + ω (f (y)) f (x 0 ), (y y 0) 0, (y = y 0 ) kkor egyrészt f folytonosság mitt lim ω 2 (y) = ω 2 (y 0 ) = 0, másrészt ( )-ból kpjuk, y y 0 hogy [ f (y) f (y 0 ) = f (x 0 ) + ω 2(y) 0 ] (y y 0 ) ( y c, d ),
11 melyek éppen f lineáris pproximálhtóságát jelentik f(x 0 ) = y 0 -bn. Így f differenciálhtó f(x 0 )-bn és (ID) teljesül. 5. Htványsorok differenciálhtóság Tétel. Legyen n x n htványsor konvergenci sugr ϱ, kkor z n=0 () f(x) =. n x n, x ( ϱ, ϱ) n=0 szerint definiált f : ( ϱ, ϱ) R függvény differenciálhtó és (2) f (x) = n n x n, x ( ϱ, ϱ) teljesül. n= n= Bizonyítás. ) A n n x n htványsor konvergenci sugr is ϱ, mert sor konvergenci trtományábn n= n n x n = x n n x n n= n= teljesül, így n n x n htványsor konvergenci sugrát kell meghtározni, melyre ϱ = lim n n n = lim n n n n = lim n n = ϱ. b) () differenciálhtó és (2) teljesül. Ehhez elég megmuttni, hogy [ ] f(x) f(x0 ) lim f (x 0 ) = 0 x 0 ( ϱ, ϱ). x x 0 x x 0 Felhsználv z () és (2) htványsorok bszolút konvergenciáját x, x 0 ( ϱ, ϱ) esetén és hogy r > 0, mire x 0 < r < ϱ, így x < r esetén: f(x) f(x 0 ) f (x 0 ) x x 0 =
12 n x n n x n 0 = n=0 n=0 n n x n 0 x x 0 = n= [ x n x n ] 0 = n nx n 0 x x n= 0 = = n [x n + x n 2 x 0 + x n 3 x xx0 n 2 + x n 0 nx n ] 0 n= n x n x n 0 + x 0 (x n 2 x0 n 2 ) + + x n 0 ( ) = n= n = n x x 0 k x n k x k 0 n= k= n n x x 0 r n 2 n(n ) k = x x 0 n r n 2 = 2 n= k= = s x x 0 2 hol s n n(n ) r n 2 (egyébként konvergens) sor összege. n=, n= s Ebből lim x x 0 2 x x 0 = 0 mitt jön z állítás. 6. Elemi függvények differenciálhtóság. Tétel. Az exp, sin, cos, sh, ch függvények differenciálhtók és exp = exp, sin = cos, cos = sin, sh = ch, ch = sh. Bizonyítás. A htványsorok differenciálhtósági tétele dj differenciálhtóságot és derivált függvényeket is ( számolás egyszerű). 2
13 2. Tétel. Az exp, log, ln, x µ függvények differenciálhtók és ) exp (x) = exp (x) ln (x R) ; b) log (x) = x ln (x R + ) ; c) ln (x) = x (x R + ) ; d) (x µ ) = µ x µ (x R + ). Bizonyítás. ) Az exp (x) =. exp(x ln ) definíció, exp (y) = exp(y) és (x ln ) = ln, vlmint z összetett függvény differenciálhtóságár vontkozó tétel dj z állítást.. b) A log = exp definíció, z exp függvény differenciálhtóság, szigorú monotonitás, z inverz függvény differenciálhtósági tétele lpján: log (x) = exp [log (x)] = exp [log (x)] ln = x ln c) = e = log e = ln e = = ln (x) = x. d) Az x µ. = exp(µ ln x) definíció és z összetett függvény differenciálhtóságár vontkozó tétel lpján (x µ ) = [exp(µ ln x)] = exp(µ ln x) µ x = xµ x µ = µ xµ. 7. A sin és cos függvény további tuljdonsági. Tétel. sin 2 (x) + cos 2 (x) = (x R) ; Bizonyítás. Gykorlton. sin(x), cos(x) (x R). 2. Tétel. ( ) ( ) x + y x y cos(x) cos(y) = 2 sin sin 2 2 ( x, y R) ; 3
14 ( ) ( ) x + y x y sin(x) sin(y) = 2 cos sin 2 2 ( x, y R). Bizonyítás. Egyszerű z ddíciós tételek lpján. 3. Tétel. A [0, 2] intervllumbn egyetlen x szám vn,melyre cos(x) = 0. Bizonyítás. A cos függvény szigorún monoton csökkenő [0, 2]-ben: Legyen ugynis x < x 2 (x, x 2 [0, 2]), kkor 2. Tétel mitt ( ) ( ) x + x 2 x x 2 ( ) cos(x ) cos(x 2 ) = 2 sin sin = 2 2 ( ) ( ) x + x 2 x2 x = 2 sin sin, 2 2 másrészt ) ( ) sin(x) = x ( x3 3! + x5 5! + = x )+ ( x2 x5 x2 + > ! 6 7 h 0 < x < 6. Mivel pedig x < x 2 ; x, x 2 [0, 2] = x + x 2, x 2 x (0, 6), így 2 2 ( ) és ( ) mitt cos(x ) cos(x 2 ) > 0 = cos(x ) > cos(x 2 ), mi dj cos függvény monoton csökkenését [0, 2]-n. A cos függvény folytonos, cos(0) = és mert cos(2) = 22 2! ! 26 6! ! < 22 2! ! = 3, 22k 2k! + 22k+ (2k + )! < 0, így Bolzno tétele mitt x [0, 2], hogy cos(x) = 0 és szigorú monotonitás mitt csk egy ilyen x vn. Definíció. Jelöljük π-vel (pi-vel) zt vlós számot, melyre 0 < π 2 < 2 és cos π 2 = 0. 4
15 4. Tétel. sin π =, cos π =, sin π = 0, sin 2π = 0, cos 2π = ; 2 sin(x + 2π) = sin(x), cos(x + 2π) = cos(x) (x R). Bizonyítás. Gykorlton (pl. sin 2 π 2 + cos2 π 2 = = sin π 2 = ). 5. Tétel. A sin és cos függvény növekvő, illetve csökkenő illetve [0, π] intervllumokon. Bizonyítás. Gykorlton. [ π 2, π ], 2 ) A tg és ctg függvények. A 8. További elemi függvények tg : R\{(k + )π, k Z} R, 2 tg(x). = sin(x) cos(x) ; ctg : R\{k π, k Z} R, ctg(x) =. cos(x) sin(x) szerint definiált függvényeket tngens, ill. cotngens függvényeknek nevezzük. Legfontosbb tuljdonságikt gykorlton vizsgáljuk. b) Az rcus függvények. [ Az f : π 2, π ] R, f(x) = sin(x) folytonos és szigorún monoton növekedő függvény inverzét rcsin (rkusz-szinusz) függvénynek 2 nevezzük. Ez folytonos, [ szigorún monoton növekedő és rcsin : [, ] π 2, π ]. 2 A g : [0, π] R, g(x) = cos(x) folytonos és szigorún monoton csökkenő függvény inverze z rccos (rkusz-koszinusz) függvény, mely folytonos, szigorún monoton csökkenő és rccos : ([, ] [0, π]. Az F : π 2, π ) R, F (x) = tg(x) folytonos és szigorún monoton növekedő függvény inverzét rctg (rkusz-tngens) függvénynek 2 nevezzük. Ez( folytonos, szigorún monoton növekedő és rctg : R π 2, π ). 2 5
16 A G : (0, π) R, G(x) = ctg(x) folytonos és szigorún monoton csökkenő függvény inverzét rcctg (rkusz-cotngens) függvénynek nevezzük. Ez folytonos, szigorún monoton csökkenő és rcctg : R (0, π). Tétel. A tg, ctg, rcsin, rccos, rctg, rcctg függvények differenciálhtók és tg (x) = cos 2 (x), ctg (x) = sin 2 (x), rcsin (x) = (x ±), rccos (x) = x 2 x 2 rctg (x) = + x 2, rcctg (x) = + x 2. (x ±), c) Értelmezhetők th =. sh ch, cth =. ch tngens-hiperbolikusz és cotngenshiperbolikusz függvények, és vizsgálhtók sh tuljdonságik. d) sh, ch, th, cth inverzeiként értelmezzük z rsh, rch, rth, rcth refüggvényeket és vizsgálhtjuk tuljdonságikt. Megjegyzés: A th, cth és z re függvények differenciálási szbály is egyszerűen bizonyíthtó (lásd gykorlton). 9. Mgsbbrendű deriváltk Definíció. Legyen f :, b R dott függvény. f 0-dik deriváltj: f (0). = f. H n N és f (n ) :, b R értelmezett és differenciálhtó függvény, kkor f n-edik deriváltj z f (n) = ( f (n )) függvény. H n N-re f (n), kkor zt mondjuk, hogy f kárhányszor differenciálhtó.. Tétel. H f, g :, b R n-szer differenciálhtó, kkor c f, f +g, f g 6
17 is n-szer differenciálhtó és x, b esetén (c f) (n) (x) = c f (n) (x) ; (f + g) (n) (x) = f (n) (x) + g (n) (x) ; n ( ) n (f g) (n) (x) = f (i) (x) g (n i) (x) i i=0 Bizonyítás. Teljes indukcióvl egyszerű. (Leibniz-szbály). 2. Tétel. Az f(x) =. k x k (x ( ϱ, ϱ)) htványsor összegfüggvénye k=0 kárhányszor differenciálhtó és f (n) (x) = k (k )... (k n + ) k x k n k=n (x ( ϱ, ϱ)), továbbá n = f (n) (0) (n = 0,,... ). n! Bizonyítás. A htványsorok differenciálhtósági tétele lpján, teljes indukcióvl, illetve x = 0 helyettesítéssel egyszerű. 0. Differenciálhtó függvények vizsgált ) A lokális szélsőérték szükséges feltétele. Tétel. Legyen f :, b R. H f-nek z x 0 (, b)-ben lokális mximum (minimum) vn és f (x 0 ), kkor f (x 0 ) = 0. Bizonyítás. H például f-nek x 0 -bn lokális minimum vn, kkor K(x 0, δ) (, b), hogy f(x) f(x 0 ) 0 (x K(x 0, δ)), így { f(x) f(x 0 ) 0, h x0 δ < x < x 0 = x x 0 0, h x 0 < x < x 0 + δ. Ezért f (x 0 ) = f (x 0 ) = f +(x 0 ) = f(x) f(x 0 ) lim 0 x x 0 0 x x 0 lim x x 0 +0 = f (x 0 ) = 0. f(x) f(x 0 ) 0 x x 0 7
18 Megjegyzés: A feltétel áltlábn nem elégséges, hogy ezt például z f(x) = x 3 (x R) függvény z x 0 = 0-bn muttj. b) Középértéktételek Tétel (Cuchy). H z f, g : [, b] R függvények folytonosk [, b]-n, differenciálhtók (, b)-n, kkor x (, b), hogy (C K) [f(b) f()] g (x) = [g(b) g()] f (x). Bizonyítás. A h : [, b] R, h(t). = [f(b) f()] g(t) [g(b) g()] f(t) függvény folytonos [, b]-n, differenciálhtó (, b)-n, h() = h(b). h felveszi [, b]-n szélsőértékeit, így u, v [, b], hogy h(v) h(x) h(u) (x [, b]). {u, v} = {, b} esetén h() = h(b) és z előbbi egyenlőtlenség dj, hogy h(x) = c, és így h (x) = 0 (x [, b]). Ez pedig h differenciálásávl dj z állítást. H {u, v} = {, b}, kkor u vgy v (, b) = h (u) = 0 vgy h (v) = 0, mi x = u vgy x = v mellett h differenciálásávl dj z állítást. Következmények:. Tétel (Lgrnge). Legyen f : [, b] R folytonos [, b]-n, differenciálhtó (, b)-n, kkor x (, b), hogy (L K) f(b) f() = f (x)(b ). Bizonyítás. Következik (C-K)-ból g(x) = x válsztássl. 2. Tétel (Rolle). Legyen f : [, b] R folytonos [, b]-n, differenciálhtó (, b)-n, f() = f(b), kkor x (, b), hogy f (x) = 0. Bizonyítás. Következik (L-K)-ból f() = f(b) mitt. 3. Tétel. H g (x) 0 (x (, b)) = g(b) g() (hiszen egyébként (C-K) mitt x (, b), g (x) = 0), ekkor (C-K) írhtó z f (x) f(b) f() g = (x) g(b) g() lkbn. 8
19 4. Tétel ( monotonitás elegendő feltétele). H f :, b R differenciálhtó, kkor ) f 0 = f monoton növekedő; b) f 0 = f monoton csökkenő; c) f = 0 = f = c, zz konstns. Bizonyítás. A Lgrnge-tétel segítségével. Legyen x, x 2, b tetszőleges. Az f [x, x 2 ]-re vló leszűkítése teljesíti Lgrnge-tétel feltételeit, így x (x, x 2 ), hogy így bármely fenti x, x 2 -re f(x 2 ) f(x ) = (x 2 x ) f (x), ) f 0 = f(x 2 ) f(x ) = f monoton növekedő; b) f 0 = f(x 2 ) f(x ) = f monoton csökkenő; c) f = 0 = f(x 2 ) = f(x ) = f = c, zz konstns. 5. Tétel ( monotonitás szükséges és elegendő feltétele). Legyen f :, b R differenciálhtó függvény, kkor ) f monoton növekvő (csökkenő), b -n, h f 0 (f 0); b) f szigorún monoton növekvő (csökkenő), b -n, h f 0 (f 0) és c, d, b, hogy f (x) = 0 (x c, d ). Bizonyítás. ) Az elégségesség jön 4. tételből. A szükségességhez legyen például f növekvő és x, b teszőleges, h olyn, hogy x + h, b, kkor f(x + h) f(x) 0 = f 0. h b) Elégségesség: H például f 0, kkor ) mitt f növekvő. Tegyük fel, hogy nem szigorún monoton növekvő, kkor x, y, b, x < y, hogy f(x) = f(y), de kkor (f monotonitás mitt) f(t) = c, h t [x, y], b, mi ellentmondás. Szükségesség: H például f szigorún monoton növekvő kkor ) mitt f 0. H c, d, b, hogy f (x) = 0 (x c, d ), kkor f(x) = const (x c, d ), így f nem szigorún monoton növekvő, mi ellentmondás. 9
20 6. Tétel ( szélsőérték egy elégséges feltétele). Legyen f : (x 0 r, x 0 + r) R differenciálhtó függvény és f (x) = 0. H ) f (x) 0 (x (x 0 r, x 0 )), f (x) 0 (x (x 0, x 0 + r)), kkor f-nek x 0 -bn lokális mximum vn; b) f (x) 0 (x (x 0 r, x 0 )), f (x) 0 (x (x 0, x 0 + r)), kkor f-nek x 0 -bn lokális minimum vn. Bizonyítás. Az 5. Tétel mitt f növekedő (illetve csökkenő) z (x 0 r, x 0 ] (illetve [x 0, x 0 + r)) intervllumokon, így x 0 -bn mximum vn. A minimum hsonlón bizonyíthtó. c) Tylor-sorok, Tylor-polinom Definíció. Legyen z f : (p, q) R függvény kárhányszor differenciálhtó. A f (k) () (TS) (x ) k (x, (p, q)) k! k=0 htványsort z f függvény -hoz trtozó Tylor-soránk, míg n-edik részletösszegét, n f (k) () (TP) T n (x) = (x ) k (x, (p, q)) k! k=0 polinomot z f függvény -hoz trtozó Tylor-polinomjánk nevezzük. H 0 (p, q), kkor z = 0-hoz trtozó Tylor-sort f McLurin-soránk nevezzük. Megjegyzések:. Minden konvergens htványsor összegfüggvényének Tylor-sor (lásd: exp, sin,... ) 2. Fontos kérdés: Mikor állíthtó elő egy függvény Tylor-sorávl? Tétel (Tylor). Legyen f : K(, r) R R, n N és f (n), kkor x K(, r) esetén ξ(x) K(, r)\{}, hogy (T) f(x) = T n (x) + f (n) (ξ(x)) n! 20 (x ) n (x K(, r)).
21 Bizonyítás. Nyilvánvló, hogy x K(, r) esetén M(x) R (és így egy M : K(, r) R függvény), hogy (x )n (T*) f(x) = T n (x) + M(x) (x K(, r)). n! Elegendő megmuttni, hogy ξ(x) K(, r)\{}, hogy (M) M(x) = f (n) (ξ(x)) Ehhez tekintsük zt g : K(, r) R függvényt, melyre [ g(t) = f(x) f(t) + f (t)(x t) f (n ) ] (t) (n )! (x (x t)n t)n + M(x) n! g következő tuljdonsági nyilvánvlók: g(x) = 0, g() = 0 (lásd (T*) is!), g folytonos [, x] vgy [x, ]-bn, g differenciálhtó (, x) vgy (x, )-bn. Így teljesülnek Rolle-tétel feltételei, mi dj, hogy ξ(x) (, x) vgy (x, ), hogy g (ξ(x)) = f (n) (ξ(x)) (x ξ(x)) n (x ξ(x))n + M(x) = 0. (n )! (n )! Ez pedig dj (M)-et, és kkor (T*) (T)-t. Megjegyzések:. n = -re Tylor-tétel Lgrnge-tétel. 2. Az R n (x) = f (n) (ξ(x)) (x ) n (x K(, r)) n! szerint definiált R n függvény Tylor-formul Lgrnge-féle mrdéktgj. 3. H M, hogy x K(, r), n N esetén f (n) (x) M, kkor lim R n(x) = 0, ezért n f (k) () f(x) = (x ) k (x K(, r)), k! k=0 2
22 így z f függvény Tylor-soránk összege. 4. Az exp ( x ) f(x) = 2, x 0 0, x = 0 függvényre f (n) (0) = 0 (n N), így z f függvény 0-hoz trtozó Tylor-soránk összege 0 függvény, mi nyilván f. 5. A Tylor-tétel lpján becsülhető f és T n eltérése, például: ( ) sin(x) x x3 3! + + x 2n ( )n = (2n )! sin (2n) (ξ) = x 2n x 2n (2n)! (2n)!. 6. Az ln( + x) = f(x) (x (, )) függvényre például ln(+x) = x x2 2 + x3 xn +( )(n ) 3 n +( )n xn+ ( + ξ) n+ n +, miből x = válsztássl és htárátmenettel ln 2 = ( )n n +, hol jobboldl z ismert Leibniz-féle sor. d) A szélsőérték áltlános feltétele Tétel. H f : K(, r) R (k )-szer differenciálhtó (k 2), f () = = f (k ) () = 0 és f (k) () 0, kkor ) h k pártln, úgy f() nem szélsőérték; b) h k páros, úgy f() szélsőérték, hogy f (k) () > 0 esetén f() szigorú lokális minimum, f (k) () < 0 esetén f() szigorú lokális mximum. 22
23 Bizonyítás. A Tylor-tételt n = k mellett, f () = = f (k 2) () = 0 felhsználásávl felírv f(x) f() = f (k ) (ξ(x)) (k )! (x ) (k ) (x K(, r), ξ(x) (, x) vgy (x, )) következik. Ugynkkor például f (k) () > 0 jeltrtási tétel mitt dj, hogy K(, δ) K(, r), hogy f (k ) (x) f (k ) () x > 0, ill. f (k ) (x) x > 0 (x K(, δ)). Ugynígy f (k) () < 0-r pedig f (k ) (x) < 0 (x K(, δ)) következik. x Az előbbieket felhsználv: ) H k pártln, kkor K(, δ)-n sign[f(x) f()] = sign f (k ) (ξ(x)) x nem állndó = f() nem szélsőérték. b) H k páros, úgy és így sign[f(x) f()] = sign f (k ) (ξ(x)) x sign(x ) k f(x) f() > 0 (< 0), h f (k) > 0 (< 0) K(, δ)-n, mi dj ekkor is z állítást. e) Konvex függvények. Definíció. Az f :, b R függvény konvex (konkáv), b -n, h x, x 2, b és p, q [0, ], p + q = esetén (K) f(p x + q x 2 ) p f(x ) + q f(x 2 ) (illetve (K)-bn ) teljesül. szigorú egyenlőtlenség vn. f szigorún konvex (konkáv), h (K)-bn 23
24 Megjegyzés: H (K)-bn q =. x x, p =. x 2 x (x (x, x 2 )), kkor x 2 x x 2 x p, q [0, ], p + q =, px + qx 2 = x, így () f(x) f(x 2) f(x ) x 2 x (x x ) + f(x ) (x (x, x 2 )), vgy (2) f(x) f(x 2) f(x ) x 2 x (x x 2 ) + f(x 2 ) (x (x, x 2 )) következik. Ez zt jelenti, hogy f gráfjánk pontji z (x, f(x )) és (x 2, f(x 2 )) pontokon áthldó szelő ltt vnnk ( x, x 2, b, x < x 2 esetén).. Tétel. Az f :, b R differenciálhtó függvény konvex, h z f :, b R függvény monoton növekvő. Bizonyítás. ) H f konvex, kkor () és (2) dj, hogy f(x) f(x ) f(x 2) f(x ) f(x 2) f(x), x x x 2 x x 2 x honnn x x ill. x x 2 htárátmenettel jön, hogy f (x 2 ) f (x ) x < x 2 esetén, zz f monoton növekvő. b) H f monoton növekvő, kkor x < x < x 2 esetén ( Lgrnge-tétel mitt) z (x, x), z 2 (x, x 2 ), hogy f(x) f(x ) = f (z ) f (z 2 ) = f(x 2) f(x) x x x 2 x melyből rövid számolássl jön (2), zz f konvex. Megjegyzések:. Hsonló állítás igz konkáv függvényekre is. 2. f szigorún konvex, h f szigorún monoton növekvő. 3. H f, úgy: f konvex (konkáv), h f 0 (f 0). 2. Definíció. Az f :, b R függvénynek z x (, b) inflexiós helye, (x, f(x)) inflexiós pontj, h r > 0, hogy f konvex (konkáv) (x r, x]-en és konkáv (konvex) [x, x + r)-en. 24
25 2. Tétel. Az f :, b R differenciálhtó függvénynek z x (, b) inflexiós helye, h szélsőértékhelye f -nek. Bizonyítás. ) H x (, b) inflexiós hely, kkor definíció szerint r > 0, hogy f konvex (konkáv) (x r, x]-en, konkáv (konvex) [x, x + r)-en = f monoton növekvő (csökkenő) (x r, x]-en, csökkenő (növekvő) [x, x + r)- en = x szélsőértékhelye f -nek. b) H x (, b) szélsőértek helye f -nek, kkor r > 0, hogy f növekvő (csökkenő) (x r, x]-en, csökkenő (növekvő) [x, x + r)-en = f konvex (konkáv) (x r, x]-en, konkáv (konvex) [x, x+r)-en = x inflexiós helye f-nek. f) L Hospitl-szbály Alpproblém: H f, g : K(, r) R dottk és lim f(x) lim x g(x) f(x) = lim g(x) = 0, kkor létezik-e x x és hogyn számíthtó ki? (Lehet egyoldli htárérték is.) Tétel (L Hospitl-szbály). Legyenek f, g : (, + r) R differenciálhtó függvények, hogy lim f(x) = lim g(x) = 0, g(x) g (x) 0. H létezik x x f (x) f(x) lim x g htárérték, kkor létezik lim htárérték is, és kettő (x) x g(x) egyenlő egymássl. Bizonyítás. Az f() = g() = 0 definícióvl f és g -bn folytonos függvénynyé terjeszthető ki. H x (, + r) tetszőleges, úgy f és g teljesíti z [, x]-ben Cuchy-tétel feltételeit, így y (, x), hogy f(x) f(x) f() = g(x) g(x) g() = f (y) g (y) H x n olyn sorozt, hogy x n (, x), x n, kkor y n ( < y n < x n ), hogy y n és f(x n) g(x n ) = f (y n ) f (y n ) g, úgy lim (y n ) y n g (y n ) létezése f(x n ) mitt lim x n g(x n ) = lim f (y n ) y n g mi dj z állítást. (y n ) 25
26 Megjegyzések:. Hsonló igz ( r, )-r vgy K(, r)\{0}-n értelmezett függvények esetén. 2. H f() = g() = 0; f, g differenciálhtók -bn, és g () 0, kkor f(x) lim x g(x) = f () g (). 3. H f és g értelmezési trtomány felülről, illetve lulról nem korlátos, kkor például ( ) ( ) lim f(x) = lim f, illetve lim x + y 0+0 y g(x) = lim g x y 0 0 y mitt L Hospitl-szbály végtelenben vett htárértékre is megfoglmzhtó. 4. A L Hospitl szbály kkor is megfoglmzhtó, h lim f(x) = lim g(x) = +. x x 5. H lim f(x) = 0, lim g(x) = +, kkor z f(x) g(x) = f(x) x x mitt lklmzhtó L Hospitl-szbály. g(x) egyenlőség ( + x) n sin(x) 6. Például: lim = n és lim = könnyen igzolhtó x 0 x x 0 x L Hospitl szbály lklmzásávl. 26
27 . feldtsor ) Htározz meg z f : R R, f(x) = x 2 függvény x 0, x pontokhoz trtozó differencihánydosát, h x 0 =, x =., illetve h x 0 = 5, x = 5.. 2) Az egyenesvonlú mozgást végző pont mozgásegyenlete s = 0t + 5t 2. Htározz meg átlgsebességét 20 t 20 + t időintervllumbn, h t = vgy t = 0. vgy t = 0.0. Adj meg t = 20-hoz trtozó pillntnyi sebességet. 3) A definíció lpján htározz meg z lábbi függvények differenciálhánydosit: f (x) = x n (x R, n N), f 2 (x) = x (x R + ), f 3 (x) = x (x R + {0}), f 4 (x) = 3 x (x R). 4) Számíts ki f (), f (2), f (3) értékét, h 5) Legyen f(x) = (x )(x 2) 2 (x 3) 3 (x R + ). { x 2, x Q f(x) = 0, x R\Q. Bizonyíts be, hogy f (0). 6) Igzolj, hogy h f(x) = x x (x R), kkor f (x) = 2 x (x R). 7) Legyen x, x (, ) f(x) = ( x)(2 x), x [, 2] x 2, x (2, ). Bizonyíts be, hogy f differenciálhtó R-en és htározz meg f (x)-et. 8) Bizonyíts be, hogy z { x f(x) = 2 sin x, x R\{0} 0, x = 0 függvény differenciálhtó x 0 = 0-bn. 27
28 9) Legyen f : R R differenciálhtó függvény. Bizonyíts be, hogy h f pártln, kkor f páros, illetve h f páros, kkor f pártln. 0) Htározz meg z f (x) = 3x x 2 (x R) függvény képét z x 0 =, míg z f 2 (x) = x 2 4 függvény képét z x 0 = 2-ben érintő egyenest. ) H f +g vgy f g differenciálhtó x 0 -bn, kkor f z-e x 0 -bn? H f g differenciálhtó x 0 -bn, úgy -e g (x 0 )? 2) Az lábbi f függvényeknél dj meg f -t: f(x) = 2(3x 2 + 4) 4 (x R), f(x) = 2x x 2 (x ±), f(x) = x + x + 3 x (x R + ), f(x) = x + x 2 (x R), f(x) = x x4 4x + 3 (x R), f(x) = x 7 + 2x 5 3 2x 2 (x 0, ), x + f(x) = x + x 2 (x R), f(x) = x + x + x (x R + ), f(x) = x x x (x R + ), f(x) = x3 + 3x x 2 (x R), x 2 f(x) = + x 4 (x R), f(x) = ( + b x) 4 (x R + ), f(x) = + x (x > 0, x ), x f(x) = ( + nx m )( + mx n ) (n, m N, x R), f(s) = ( 4s 2 )(2s 3 + ) (s R), f(ϕ) = (2ϕ 3 3 3ϕ + ϕ 2 3 ) 3 (ϕ R), f(x) = ex + sin x xe x (x 0), f(x) = (cos x 3 )e cos x sin x (x R), f(x) = sin(cos ) (x 0), x2 f(x) = ln( 3x e x + ) (x R), f(x) = cos x2 (x R), f(x) = lg 3 x 2 (x 0), f(x) = ln(ln(ln(x))) (x?), f(x) = ln x (x 0), 28
29 f(x) = x x (x > 0), f(x) = sin(x cos x ) (x > 0), f(x) = x xx (x > 0), f(x) = log tg x 2 (x?), ( x f(x) = tg 3 2 ) + x + (x?), f(x) = x tg 3x 3 2 (x?), 2x f(x) = rcsin + x 2 (x?), f(x) = rctg x (x?), x + sh(2x + ) + ch(3x ) f(x) = sh 2 (x?), (x + 2) f(x) = th(ln(2x ch x)) (x?), f(x) = th x 2 (x?), f(x) = rsh(e x+3 ex x) (x?), f(x) = e rth x2 (x?), f(x) = x rch x (x?), ( ( )) x + f(x) = log x (sh x) (x?), f(x) = ln th x 3) Bizonyíts be z I/7. fejezet 2., 4. és 5. tételét. (x?). 4) Vizsgálj z I/8. fejezetben definiált tg, ctg, rcsin, rccos, rctg, rcctg, th, cth, rsh, rch, rth, rcth függvények legfontosbb tuljdonságit, differenciálási szbályit. 5) Adj meg z lábbi mgsbbrendű deriváltkt: f (x) = x m (x 0), f (x) =?, f 2 (x) = x k (x R, k N), f (n) 2 (x) =?, f 3 (x) = x ln(x) (x > 0), f (5) 3 (x) =?, f 4 (x) = x(x ) (x 0, x ), f (20) 4 (x) =?, f 5 (x) = x n e x (x R, n N), f (n) 5 (x) =?, f 6 (x) = x sh x (x R), f (00) 6 (x) =?, f 7 (x) = sin x (x R), f (n) 7 (x) =?, f 8 (x) = x 3 sin 3x (x R), f (n) 8 (x) =?. 29
30 6) Legyen 3 x 2, x [0, ] f(x) = 2, x [, 2]. x Mutss meg, hogy z f függvény folytonosn differenciálhtó. Htározz meg zt z x (0, 2) számot (vgy számokt), melyekre f(2) f(0) = 2f (x). 7) Legyen f(x) = 3 x 2 (x [, ]). Igzolj, hogy f( ) = f(), de x (, ), hogy f (x) = 0. 8) Bizonyíts be, hogy h f : (, b) R differenciálhtó és f korlátos, kkor f egyenletesen folytonos. 9) Bizonyíts be, hogy h f(x) = (x 2 ) n (x R, n N), kkor f (n) olyn n-edfokú polinom, melynek minden gyöke vlós, egyszeres és (, )-ben vn. 20) Bizonyíts be ( Lgrnge-tétellel), hogy sin x sin y x y (x, y R), b < ln b < b (0 < b < ), b n + < ln n + < (n N). n n 2) Bizonyíts be, hogy h f, g : [, b] R folytonos, f() g(), f és g differenciálhtó (, b)-n és f (x) g (x) (x (, b)), kkor f(x) g(x) (x [, b]). 22) A 8. feldt segítségével bizonyíts be, hogy e x + x (x [0, )), sin x x (x [0, )), ( [ x tg x x 0, π ]). 2 23) Htározz meg z lábbi függvények monoton szkszit: f (x) = 2 + x x 2 (x R), f 2 (x) = 3x x 3 (x R), f 3 (x) = 2x + x 2 (x R), f 4 (x) = x + sin(x) (x R). ( ( 24) Htározz meg z f(x) = x 2 tg x x π 2, π )) függvény 0-ponthoz 2 30
31 trtozó 4-edrendű Tylor-polinomját. 25) Írj fel z lábbi függvények Tylor-sorát: f (x) = + x (x [0, )), f 2 (x) = ln( + x) (x [0, )), f 3 (x) = tg x (x R). 26) Igzolj z lábbi egyenlőtlenségeket: x x3 6 < sin x < x (x (0, )), x + x3 3 < tg x ( x ( 0, π )) 2 27) Legyen P (x) = 6x 4 7x 3 + 2x 2 x + 5 (x R). Htározz meg zt Q : R R polinomot, melyre P (x) = Q(x ) ( x R). 28) A Tylor-tétel segítségével számíts ki 3 30, sin 8, 5 250, ln.2, rctg 0.8, (.).2 közelítő értékét és becsülje meg hibát. 29) Keresse meg z lábbi függvények lokális (és globális) szélsőértékhelyeit és szélsőértékeit: f (x) = 2 + x x 2 (x R), f 2 (x) = (x ) 2 (x R), f 3 (x) = (x ) 4 (x R), f 4 (x) = (x + ) 0 e x (x R), f 5 (x) = x 3 6x 2 + 9x 4 (x R), f 6 (x) = 2x + x 2 (x R), f 7 (x) = cos x + 2 cos 2x (x R), f 8(x) = e x sin(x) (x R), f 9 (x) = x 3 x (x R), f 0 (x) = x2 + x 2 (x R), + x + f (x) = x + x (x 0), f 2(x) = 4 x (x 0), x + 2 f 3 (x) = 2 x (x [, 5]), f 4 (x) = x 2 3x + 2 (x [ 3, 0]), f 5 (x) = 5 4x (x [, ]), f 6 (x) = sin(x + ) cos(x + 2) (x [0, 0]). 30) Bizonyíts be, hogy h f : [, b] R differenciálhtó, f () f (b), kkor λ (f (), f (b)) esetén x 0 (, b), hogy f (x 0 ) = λ (Drbouxtétel). 3.
32 3) Htározz meg z lábbi függvények konvex és konkáv szkszit, inflexiós helyeit: f (x) = 3x 2 x 3 (x R), f 2 (x) = + x 2 (x R), f 3 (x) = x + sin(x) (x R), f 4 (x) = ln( + x 2 ) (x R), f 5 (x) = e x2 (x R). 32) Bizonyíts be, hogy h x, y R +, x y, kkor x 7 + y 7 ( ) 7 x + y > ; x ln x + y ln y > (x + y) ln x + y ) Végezze el teljes függvényvizsgáltot és függvények ábrázolását, h: f (x) = 3x x 3 (x R), f 2 (x) = sin x + sin 3x (x R), 3 x 4 f 3 (x) = x rctg x (x R), f 4 (x) = ( + x) 3 (x ), 9x + x3 f 5 (x) = x x 3 (x 0, ±), f 6 (x) = x e x (x R). 34) Htározz meg z lábbi htárértékeket: sin 3x lim x 0 sin 5x, lim ch x cos x tg x x x 0 x 2, lim x 0 x cos x, cos x e x ln( + x) lim x 0 x 2, lim, lim, x 0 x x 0 x x x 2 3 ( x lim, lim x 0 x x 3, lim x x 0 x ) e x, ( lim x ln x ) (, lim x x 0 x th x ) ln x, lim tg x x + x µ, lim x + x n, (, n > 0). ex 32
33 II. INTEGRÁLSZÁMÍTÁS. Primitív függvény, htároztln integrál Bevezetés: Az f :, b R differenciálhtó függvényhez hozzárendelhető z f :, b R függvény. Kérdés: f :, b R-hez létezik-e F :, b R, hogy F = f? Definíció. Legyen dott z f :, b R függvény. Az F :, b R differenciálhtó függvényt z f primitív függvényének vgy htároztln integráljánk nevezzük, h F = f. Az F függvényre z f jelölést hsználjuk. f meghtározását integrálásnk mondjuk. Az F = f függvény x helyen felvett értékét F (x) = f(x)dx vgy ( f)(x) jelöli, mi gykrn primitív függvényt (htároztln integrált) is jelenti. A primitív függvény (htároztln integrál) értelmezhető f : H R függvényre is, hol H intervllumok egyesítése.. Tétel. H f, F :, b R, F = f (F = f), úgy G :, b R kkor és csk kkor primitív függvénye (htároztln integrálj) f-nek, h C R, hogy G(x) = F (x) + C. Bizonyítás. ) G(x) = F (x) + C = G (x) = F (x) = f(x) (x, b ) = G primitív függvény. b) H G = f = G (x) = F (x) (x, b ) = [G(x) F (x)] = 0 (x, b ) = G(x) = F (x) + C. Megjegyzés: H z f függvény értelmezési trtomány nem intervllum, kkor z állítás nem igz. Alpintegrálok: { ln(x) + x dx = C (x > 0) ln( x) + C 2 (x < 0) x µ dx = xµ+ µ + + C (x R +, µ ) 33
34 x dx = x + C (x R, > 0, ) ln sin(x) dx = cos(x) + C (x R) cos(x) dx = sin(x) + C (x R) dx = rcsin(x) + C (x (, )) x 2 dx = rctg(x) + C (x R) + x2 sh(x) dx = ch(x) + C (x R) ch(x) dx = sh(x) + C (x R) x2 + dx = rsh(x) + C = ln(x + x 2 + ) + C (x R) x2 dx = rch(x) + C = ln(x + x 2 ) + C (x (, )) sin 2 (x) dx = ctg(x) + C k (x (kπ, (k + )π), k Z) cos 2 (x) dx = tg(x) + C k (x (kπ π 2, kπ + π ), k Z) 2 ( ) n x n x n+ dx = n n + + C (x ( ϱ, ϱ)) n=0 n=0 2. Tétel. Legyen f, g :, b R olyn, hogy f és g, és p, q R tetszőleges, kkor (pf + qg) és C R, hogy [pf(x) + qg(x)] dx = p f(x) dx + q g(x) dx + C (x, b ). Bizonyítás. Legyen F = f, G = g, kkor F, G létezése mitt (pf + qg) is, és (pf + qg) (x) = pf (x) + qg (x) = pf(x) + qg(x) (x, b ), mi zt jelenti, hogy (pf(x) + qg(x)) dx és = pf (x) + qg(x) + C = = p f(x) dx + q g(x) dx + C (x, b ). 3. Tétel (prciális integrálás tétele). H z f, g :, b R függvények differenciálhtók, b -n és f g, kkor fg is, és vn olyn 34
35 C R, hogy (P) f(x)g (x) dx = f(x)g(x) f (x)g(x) dx + C (x, b ). Bizonyítás. A feltételek mitt z f g f g függvény differenciálhtó, és [f(x)g(x) f (x)g(x) dx] = f (x)g(x)+f(x)g (x) f (x)g(x) = f(x)g (x) mi htároztln integrál definíciój mitt zt jelenti, hogy fg és teljesül (P). Megjegyzés: H P n (x) egy n-edfokú polinom, úgy z lábbi integrálok prciális integrálás tételével meghtározhtók: Pn (x)e x dx, Pn (x) sin(x) dx, Pn (x) rcsin(x) dx, Pn (x) ln(x) dx, Pn (x) cos(x) dx, Pn (x) sh(x) dx, Pn (x) ch(x) dx, Pn (x) rccos(x) dx, Pn (x) rctg(x) dx, Pn (x) rcctg(x) dx. 4. Tétel (helyettesítéses integrálás tétele). H f :, b R, g : c, d, b olynok, hogy g : c, d R és f, kkor (f g) g és vn olyn C R, hogy (H) f(g(x)) g (x) dx = (( f) g)(x) + C = f(t)dt t=g(x) + C (x c, d ). Bizonyítás. A feltételek mitt [( f) g] és [( f) g] (x) = f(g(x)) g (x) (x c, d ), mi éppen zt jelenti, hogy (f g)g és teljesül (H). Megjegyzés: H ( fentieken túl) g, kkor (H) következő lkb is írhtó: (H ) f(x) dx = (( (f g)g ) g )(x) + C = f(g(t))g (t)dt t=g (x) + C (x c, d ). Példák: Az ) x 2 esetén g(t) = sin(t) (t ( π 2, π 2 )), 2) R(sin(x), cos(x)) dx esetén (hol R(u, v) rcionális kifejezése u, v-nek és x ( π, π)) g(t) = 2 rctg t (t R) (ill. tg x 2 = t = g (x) (x ( π, π)), 35
36 3) R ( ) x + b x, n cx + d dx esetén t = n x + b cx + d = g (x), g(t) = dtn b ct n, 4) R(x, x 2 + bx + c) dx esetén z Euler-féle (vgy trigonometrikus (sin), illetve hiperbolikusz (sh, ch) függvényes) helyettesítéseket lklmzzuk. Rcionális függvények integrálás. A prciális törtekre bontás tétele szerint minden Pn(x) Q m (x) rcionális törtfüggvény egyértelműen előáll egy polinom és (x b) j, px + q (x 2 + rx + s) k (j, k N +, r 2 4s < 0) lkú törtek bizonyos (itt nem részletezett) összegeként, hol (x b) j és (x 2 + rx + s) k Q m (x) osztói. Így P n(x) Q m (x) meghtározás visszvezethető z px + q dx és (x b) j (x 2 + rx + s) k dx meghtározásár. Megjegyzések:. Az utóbbi két integráltípust gykorlton vizsgáljuk (z első kezelése zonnl láthtó). 2. A 4. tétel utáni 2), 3), 4) példák esetén z integráls rcionális törtfüggvény integrálásár vezethető vissz. 3. További ún. rcionlizáló helyettesítések is vizsgálhtók (pl. R(e x ) dx, binom integrálok). 2. A Riemnn-integrálhtóság foglm Legyen [, b] R zárt intervllum. A továbbikbn f : [, b] R típusú korlátos függvényekkel fogllkozunk.. Definíció. A P = {x i = x 0 < x < < x i < < x n = b} [, b] 36
37 hlmzt z [, b] intervllum egy felosztásánk, z x i pontokt felosztás osztáspontjink, z [x i, x i ] (i =,..., n) intervllumokt felosztás részintervllumink, míg x i = x i x i mellett P. = sup{ x i i =,..., n} számot felosztás finomságánk nevezzük. 2. Definíció. Legyen P és P 2 [, b] két felosztás. P 2 finomítás (továbbosztás) P felosztásnk, h P P 2. A P. = P P 2 hlmzt P és P 2 egyesítésének nevezzük. 3. Definíció. A P k normális felosztássorozt [, b]-nek, h lim k P k = = 0 teljesül. 4. Definíció. Legyen f : [, b] R korlátos függvény, P egy felosztás [, b]-nek... M i = sup f(x), m i = inf f(x) (M i, m i és R) x [x i,x i ] x [x i,x i ] 5. Definíció. Legyen f : [, b] R korlátos függvény, P egy felosztás [, b]-nek. Az s(f, P ) = n m i x i, i= S(f, P ) = n M i x i, i= O(f, P ) = n (M i m i ) x i számokt z f függvény P felosztáshoz trtozó lsó, felső, illetve oszcillációs összegének, míg t i [x i, x i ] esetén n σ(f, P ) = f(t i ) x i i= számot z f függvény P felosztáshoz és t,..., t n -hez trtozó integrálközelítő összegének nevezzük. (Ezek geometrilig bizonyos területek.). Tétel. H f : [, b] R korlátos függvény, kkor ) P és σ(f, P )-re : s(f, P ) σ(f, P ) S(f, P ); b) P P 2 -re : s(f, P ) s(f, P 2 ), S(f, P 2 ) S(f, P ); c) P, P 2 -re : s(f, P ) S(f, P 2 ). 37 i=
38 Bizonyítás. ) H P = {x 0, x,..., x n }, t i [x i, x i ] tetszőleges, kkor m i f(t i ) M i = m i x i f(t i ) x i M i x i (i =,..., n) = n m i x i n f(t i ) x i n M i x i, mi z állítás. i= i= b) Legyen P = {x 0,..., x n }, P 2 = {y 0,..., y m }, P P 2, kkor [x i, x i ]-re j, k, hogy [x i, x i ] = [y j, y j ] [y k, y k ] (x i = y j, x i = y k ). i= H m () i P, m (2) i P 2 -höz trtozó infimumok, kkor m () i m (2) j,..., m (2), és így k m () i x i = m () i y j + + m () i y k m (2) j y j + + m (2) y k dódik i =,..., n-re, miből összegzés után jön b) első fele. A második hsonlón következik. c) H P, P 2 tetszőleges felosztások, kkor P, P 2 P P 2, így ) és b) mitt s(f, P ) s(f, P P 2 ) S(f, P P 2 ) S(f, P 2 ), mi dj z állítást. 6. Definíció. Legyen f : [, b] R korlátos függvény. Az I = f =. sup{s(f, P )}, Ī = P f =. inf{s(f, P )} P számokt z f függvény [, b] feletti lsó, illetve felső Drboux-integráljánk nevezzük. 2. Tétel. Legyen f : [, b] R korlátos függvény, kkor Ī, Ī R és Ī Ī teljesül. Bizonyítás. Az. Tétel c) része mitt P -re s(f, P ) S(f, P ) P esetén, így Ī R továbbá s(f, P ) Ī = Ī R és Ī Ī. Következmény: P -re s(f, P ) Ī Ī S(f, P ) = 0 Ī Ī O(f, P ). 38 k
39 Példák: ) f(x) = x (x [, b]) = Ī = Ī. 2) f, hogy Ī Ī (például Dirichlet függvény). 7. Definíció. Az f : [, b] R korlátos függvény Riemnn-integrálhtó [, b]-n, h Ī = Ī. Ezt közös értéket z f [, b] feletti Riemnn-integráljánk nevezzük, és rá z I, f vgy f(x) dx jelölést hsználjuk. H [c, d] [, b] és f [c, d]-re vló leszűkítése Riemnn-integrálhtó [c, d]-n, d kkor zt mondjuk, hogy f Riemnn-integrálhtó [c, d]-n. f z f : [, b] R függvény Riemnn-integrálját jelöli [c, d]-n. H f [c,d] = g, d kkor f =. d g. c c c 3. A Drboux-tétel és következményei Lemm. Legyen f : [, b] R korlátos ( f(x) < K x [, b]), P = { = x 0, x,..., x n = b} [, b] egy felosztás. H P P egy tetszőleges finomítás, kkor () S(f, P ) S(f, P ) 2K (x i x i ), hol z összegzés z új osztáspontokhoz trtozó intervllumokr történik. Bizonyítás. Legyen P olyn finomítás P -nek, melyben csk olyn új osztáspontok vnnk, hogy x i < x () < x (2) < < x (k) < x i i {,..., n}. Legyen m i. = inf x [x i,x i ] f(x), M i. = sup f(x), x [x i,x i] és jelölje M (),..., M (k+) z f szuprémumát z [x i, x i ]-ben keletkező 39
40 k + új részintervllumon. Ekkor M i, m i K és M (k) m i mitt S(f,P ) S(f, P ) = = M i (x i x i ) [ M () (x () x i ) + + M (k+) (x i x (k) ) ] M i (x i x i ) m i ( x () x i + x (2) x () + + x i x (k)) = = (M i m i )(x i x i ) 2K(x i x i ). H ezt figyelembe vesszük, kkor már nyilvánvló () P egy tetszőleges P finomításár. Drboux-tétel. H f : [, b] R korlátos függvény, kkor ε-hoz δ(ε), hogy [, b] P felosztásár, melyre P < δ(ε) (D) S(f, P ) Ī < ε és Ī s(f, P ) < ε teljesül. Bizonyítás. Legyen ε > 0 tetszőleges, kkor Ī definíciój mitt P 0 felosztás [, b]-nek, hogy (2) S(f, P 0 ) Ī < ε 2 teljesül. H r 0 P 0 részintervllumink szám, úgy legyen 0 < δ(ε) = ε 4r 0 K és P = { = x 0,..., x n = b} olyn, hogy P < δ(ε). H P = P P 0, kkor P finomítás P 0 -nk és P -nek is. Ekkor lemm és δ(ε) definíciój mitt (3) 0 S(f, P ) S(f, P ) 2K (x i x i ) 2Kr 0 δ < ε 2. Ezután (2)-t és (3)-t is felhsználv Ī S(f, P ) < S(f, P ) + ε 2 S(f, P 0) + ε 2 < Ī + ε dódik, mi dj (D) első állítását. I bizonyítás hsonló. -r 40
41 A Drboux-tétel következménye. H f : [, b] R korlátos függvény, kkor ) [, b] P k normális felosztássoroztár lim s(f, P k) = Ī, k lim S(f, P k) = Ī, és lim O(f, P k) = Ī Ī ; k k b) [, b] P k normális felosztássoroztár σ (f, P k ) és σ 2 (f, P k ) integrálközelítő összegsorozt, hogy lim k σ (f, P k ) = Ī illetve lim k σ2 (f, P k ) = Ī. Bizonyítás. ) Legyen ε > 0 dott, kkor Drboux-tétel mitt δ(ε) > 0, hogy P -re, melyre P < δ(ε) s(f, P ) Ī < ε, S(f, P ) Ī < ε. Legyen P k normális felosztássorozt kkor lim P k = 0 mitt k δ(ε) > 0-hoz N (δ(ε)), hogy k > N (δ(ε)) esetén P k < δ(ε). H tehát N(ε) = N (δ(ε)), kkor k > N(ε)-r P k < δ(ε), így s(f, P k ) Ī < ε, S(f, P k ) Ī < ε, mi ( htáréték definíciój mitt) dj z első két állítást. A hrmdik O(f, P k ) = S(f, P k ) s(f, P k )-ból jön k esetén. b) Legyen P k. = {x k i i = 0,..., n k} normális felosztássorozt, m k i = inf f([x k i, x k i ]), M k i = sup f([x k i, x k i ]) (i = 0,..., n k ), kkor ( pontos korlát definíciój mitt) hogy t k i [x k i, x k i ], t k 2i [x k i, x k i ] (i =,..., n k ), m k i + k > f(tk i) m k i, M k i f(t k 2i) > M k i k (i =,..., n k ). Az egyenlőtlenségeket összegezve kpjuk, hogy z ilyen módon létező t k i, illetve tk 2i -hoz trtozó σ (f, P k ), illetve σ 2 (f, P k )-r ( m k i + ) x k i > σ (f, P k ) s(f, P k ), k illetve i S(f, P k ) σ 2 (f, P k ) > i ( M k i k ) x k i, 4
42 zz illetve s(f, P k ) + b k > σ (f, P k ) s(f, P k ), S(f, P k ) σ 2 (f, P k ) > S(f, P k ) b k teljesül, melyből ) mitt kpjuk z állítást. 4. A Riemnn-integrálhtóság kritériumi és elegendő feltételei. Tétel. Az f : [, b] R korlátos függvény kkor és csk kkor Riemnn-integrálhtó [, b]-n, h I R hogy ε > 0-hoz δ(ε) > 0, hogy olyn P felosztásár [, b]-nek, melyre P < δ(ε), σ(f, P ) I < ε teljesül σ(f, P )-re Bizonyítás. ) Legyen f Riemnn-integrálhtó és Ī = Ī = I. Legyen ε > 0 tetszőlegesen dott, kkor Drboux-tétel mitt δ(ε), hogy P -re, melyre P < δ(ε), S(f, P ) Ī < ε, Ī s(f, P ) < ε teljesül, miből Ī = Ī = I és s(f, P ) σ(f, P ) S(f, P ) mitt σ(f, P ) I < ε teljesül σ(f, P )-re, mi dj z állítás első felét. b) Tegyük fel, hogy I R, hogy ε > 0-hoz δ(ε), hogy olyn P -re, melyre P < δ(ε), σ(f, P ) I < ε teljesül σ(f, P )-re. H ε > 0 tetszőleges, kkor: ε ( ε ( ε ) 3 -hoz Drboux-tétel mitt δ, hogy h P < δ, 3) 3 kkor () Ī s(f, P ) < ε 3 ; ε ( ε ( ε ) 3 -hoz feltétel mitt δ 2, hogy h P < δ 2, kkor 3) 3 (2) σ(f, P ) I < ε 3 ; ε 3(b ) -hoz t i [x i, x i ] (P = {x i i = 0,..., n}), hogy 42
43 ε f(t i ) m i < és így 3(b ) (3) σ(f, P ) s(f, P ) = n (f(t i ) m i ) x i < ε 3 i= teljesül. Legyen δ(ε) = inf{δ ( ε 3), δ2 ( ε 3) }, kkor P < δ(ε) esetén () (2) (3) mitt I Ī I σ(f, P ) + σ(f, P ) s(f, P ) + s(f, P ) Ī < ε, tehát I = Ī. Hsonlón következik, hogy I = Ī. Ezek dják, hogy Ī = Ī = I, zz f Riemnn-integrálhtó. 2. Tétel. Az f : [, b] R korlátos függvény kkor és csk kkor Riemnn-integrálhtó [, b]-n, h [, b] P k normális felosztássorozthoz trtozó σ(f, P k ) integrálközelítő összegsorozt konvergens. Bizonyítás. ) Legyen f : [, b] R Riemnn-integrálhtó, zz Ī = Ī. Legyen P k normális felosztássorozt, kkor s(f, P k ) σ(f, P k ) S(f, P k ), Drboux-tétel következménye és rendőr-tétel mitt dódik σ(f, P k ) konvergenciáj z I = Ī = Ī számhoz. b) Legyen P k tetszőleges normális felosztássorozt, hogy σ(f, P k ) konvergens, kkor nyilván I R, hogy σ(f, P k ) I. Ekkor Drbouxtétel következményének b) része mitt létező σ (f, P k ) és σ 2 (f, P k ) soroztok htárértéke is I, így Ī = Ī = I, zz f Riemnn-integrálhtó. 3. Tétel (Riemnn-kritérium). Az f : [, b] R korlátos függvény kkor és csk kkor Riemnn-integrálhtó [, b]-n, h ε > 0 esetén P felosztás [, b]-nek, hogy O(f, P ) = S(f, P ) s(f, P ) < ε. Bizonyítás. ) Legyen f Riemnn-integrálhtó, zz Ī = Ī = I és ε > 0 dott. A Drboux-tétel mitt ε -höz δ(ε) > 0, hogy h P olyn felosztás [, b]- 2 nek,melyre P < δ( ε ), kkor 2 I s(f, P ) < ε 2 és S(f, P ) I < ε 2, 43
44 mi dj, hogy O(f, P ) = S(f, P ) s(f, P ) < ε. b) Tegyük fel, hogy ε > 0-r P, hogy O(f, P ) = S(f, P ) s(f, P ) < ε. Ekkor 0 Ī Ī S(f, P ) s(f, P ) = O(f, P ) < ε mitt következik, hogy Ī = Ī, zz f Riemnn-integrálhtó. 4. Tétel. Az f : [, b] R korlátos függvény kkor és csk kkor Riemnnintegrálhtó [, b]-n, h z [, b] P k normális felosztássorozt esetén O(f, P k ) nullsorozt. Bizonyítás. ) H f Riemnn-integrálhtó, kkor Drboux-tétel következményének ) része mitt lim k O(f, P k) = Ī Ī = 0. b) H [, b] P k normális felosztássorozt esetén O(f, P k ) nullsorozt, kkor ugyncsk Drboux-tétel következményének ) része mitt Ī Ī = lim S(f, P k) lim s(f, P k) = lim O(f, P k) = 0 k k k következik, mi dj, hogy Ī = Ī, zz f Riemnn-integrálhtó. 5. Tétel. f : [, b] R folytonos függvény Riemnn-integrálhtó. Bizonyítás. P -re Ī Ī O(f, P ), így elég megmuttni, hogy ε > 0-hoz P felosztás [, b]-nek, hogy O(f, P ) < ε (mert kkor Ī = Ī): ε f folytonosság dj egyenletes folytonosságát [, b]-n, így -hoz δ(ε), b hogy x, x [, b], x x < δ(ε) esetén f(x ) f(x ) < ε b. Legyen P olyn, hogy P < δ(ε), kkor n n Ī Ī O(f, P ) = (M i m i ) x i = (f(x i) f(x i )) x i < ε. i= i= (Itt felhsználtuk, hogy f folytonosság mitt x i, x i M i = f(x i ), m i = f(x i ).) [x i, x i ], hogy 6. Tétel. Egy f : [, b] R monoton függvény Riemnn-integrálhtó. Bizonyítás. ) H f() = f(b) = f(x) C = z állítás igz. 44
45 ε b) H f() f(b), kkor ε > 0 esetén olyn P -re, hogy P < f(b) f() (felhsználv például monoton növekvő f függvény esetén, hogy m i = f(x i ), M i = f(x i )) kpjuk, hogy n n Ī Ī O(f, P ) = (M i m i ) x i = [f(x i ) f(x i )] x i < < i= ε f(b) f() i= n [f(x i ) f(x i )] = ε, i= mi dj, hogy Ī = Ī zz f Riemnn-integrálhtó. 7. Tétel. H f : [, b] R Riemnn-integrálhtó [, b]-n, [c, d] [, b], kkor f Riemnn-integrálhtó [c, d]-n is. Bizonyítás. Legyen g z f [c, d]-re vló leszűkítése és P k [c, d] tetszőleges normális felosztássorozt. Ekkor [, b]-nek olyn Pk normális felosztássorozt, hogy Pk [c, d] = P k k N. Másrészt 0 O(g, P k ) O(f, Pk ) k N és f Riemnn-integrálhtóság mitt lim O(f, P k ) = 0, k melyek rendőr-tétel mitt dják, hogy lim O(g, P k) = 0. Így 4. tétel k dj, hogy g Riemnn-integrálhtó, zz f Riemnn-integrálhtó [c, d]-n. 8. Tétel (z integrál intervllum feletti dditivitás). Legyen f : [, b] R, c (, b), f Riemnn-integrálhtó [, c]-n és [c, b]-n, kkor f Riemnn-integrálhtó [, b]-n is, és f = c f + Bizonyítás. Legyen ε > 0 dott, g és h f [, c]-re, illetve [c, b]-re vló leszűkítése. A feltételek mitt g és h Riemnn-integrálhtók, így 3. tétel mitt P és P 2 felosztás [, c], illetve [c, b]-nek, hogy O(g, P ) < ε 2 és O(h, P 2 ) < ε 2. H P. = P P 2, úgy P [, b] egy felosztás, melyre O(f, P ) = O(g, P )+O(h, P 2 ) < ε, így 3. tétel mitt f Riemnn-integrálhtó [, b]-n. Az egyenlőség bizonyításához legyen Pk P k 2 [, c], illeteve [c, b] egy tetszőleges normális felosztássorozt, kkor P k = P. k Pk 2 esetén P k normális felosztássorozt [, b]-nek. Ekkor c f. ( ) σ(f, P k ). = σ(g, P k ) + σ(h, P 2 k ) 45
46 szerint definiált σ(f, P k ) egy integrálközelítő összeg sorozt f-nek [, b]-n, melyre lim σ(f, P k) = f teljesül (z integrál létezése mitt), így k lim σ(g, P k ) = c f és lim σ(h, P k 2) = b f mitt ( )-ból kpjuk tétel k k c egyenlőségét. Következmény. Legyen f : [, b] R és P = { = 0,,..., n, n = b} egy felosztás [, b]-nek. H f Riemnn-integrálhtó [ i, i ] intervllumon, kkor Riemnn-integrálhtó [, b]-n és n i f(x) dx = f(x) dx i i= Bizonyítás. A 8. tétel felhsználásávl és teljes indukcióvl zonnl kpjuk z állítást. 9. Tétel. H f : [, b] R korlátos és c, d (, b), c < d esetén f Riemnn-integrálhtó [c, d]-n, kkor Riemnn-integrálhtó [, b]-n is. Bizonyítás. A Riemnn-kritérium segítségével bizonyítunk. Legyen ε > 0 tetszőlegesen dott és K olyn, hogy f(x) < K x [, b]. c, d (, b)-t válsszuk úgy, hogy c < d és c = b d < ε 8K. Legyen P olyn felosztás [c, d]-nek, hogy O(g, P ) < ε (hol g z f [c, d]-re vló 2 leszűkítése). Ekkor P =. P {, b} olyn felosztás [, b]-nek, hogy O(f, P ) < 2K(c ) + O(g, P ) + 2K(b d) < ε, mi Riemnn-kritérium mitt dj, hogy f Riemnn-integrálhtó [, b]-n. 0. Tétel. Legyenek f, g : [, b] R korlátos függvények, hogy f(x) = g(x) véges sok x [, b] kivételével. H f Riemnn-integrálhtó, kkor g is és f = g. Bizonyítás. Legyen H = {x f(x) g(x)} és P olyn felosztás [, b]-nek, hogy H P. A 7. tétel mitt f Riemnn-integrálhtó P részintervllumán, de kkor 9. tétel mitt g is, és kkor 8. tétel következménye mitt kpjuk g Riemnn-integrálhtóságát [, b]-n. Az egyenlőség bból jön, 46
47 hogy h P k z [, b] egy normális felosztássorozt, kkor t k i [xk i, xk i ] pontokt válszthtjuk úgy, hogy f(t k i ) = g(tk i ) i-re és k-r, mi dj, hogy ekkor σ(f, P k ) = σ(g, P k ), melyből htárátmenettel, 2. tétel mitt f = g következik.. Tétel. Legyen f : [, b] R korlátos függvény, H [, b] véges hlmz. H f folytonos [, b]\h-n, kkor Riemnn-integrálhtó. Bizonyítás. H P [, b] olyn felosztás, hogy H P, úgy f P részintervllumink belsejében folytonos és ezért zok részén Riemnn-integrálhtó, így 9. tétel mitt P részintervllumin és végül 8. tétel következménye mitt [, b]-n is. 2. Tétel (Lebesgue-kritérium). Az f : [, b] R korlátos függvény kkor és csk kkor Riemnn-integrálhtó, h egy Lebesgue szerint nullmértékű hlmztól eltekintve folytonos. (H R Lebesgue szerint nullmértékű, h ε > 0-hoz {( n, b n ) n N} intervllumrendszer, hogy H ( n, b n ) és (b n n ) < ε.) n= n= 5. Középiskoli vontkozások, példák ) H f : [, b] R folytonos, úgy Riemnn-integrálhtó, zz Ī = Ī. Az [, b] egyenlő részekre osztásávl nyert P k normális felosztássorozt, mert P k = b 0. Így Drboux-tétel következménye mitt: k lim s(f, P k) = Ī = Ī = lim S(f, P k), k k így középiskolábn dott integrál definíció Riemnn-integrálll megegyező eredményt d. b) Tételeink lpján egy Riemnn-integrálhtó függvény Riemnn-integrálját P k normális felosztássorozthoz trtozó s(f, P k ), S(f, P k ), vgy σ(f, P k ) sorozt htárértéke megdj. 47
Matematika A1a - Analízis elméleti kérdései
Mtemtik A1 - Anlízis elméleti kérdései (műszki menedzser szk, 2018. ősz) Kör egyenlete Az (x 0, y 0 ) középpontú, R sugrú kör egyenlete síkon (x x 0 ) 2 + (y y 0 ) 2 = R 2. Polinom Az x n x n + n 1 x n
RészletesebbenHatározott integrál. Newton -Leibniz szabály. alkalmazások. improprius integrál
Htározott integrál definíció folytonos függvények esetén definíció korlátos függvények esetén Newton -Leibniz szbály integrálási szbályok lklmzások improprius integrál Legyen z f függvény [, b]-n értelmezett
RészletesebbenKalkulus II. Beugró kérdések és válaszok 2012/2013 as tanév II. félév
Klkulus II. Beugró kérdések és válszok 2012/2013 s tnév II. félév 1. Legyen ], b[ R nemüres, nyílt intervllum, f :], b[ R függvény. Hogyn vn értelmezve z f függvény primitív függvénye? Válsz. Legyen ],
Részletesebben9. HATÁROZATLAN INTEGRÁL
9. HATÁROZATLAN INTEGRÁL 9. Definíció és lpintegrálok. Definíció. Legyen f : I R dott függvény (I R egy intervllum). A F : I R függvényt f függvény primitív függvényének nevezzük I-n, h F differenciálhtó
RészletesebbenMolnár Bence. 1.Tétel: Intervallumon értelmezett folytonos függvény értékkészlete intervallum. 0,ami ellentmondás uis. f (x n ) f (y n ) ε > 0
Anlízis. Írásbeli tételek-bizonyítások Molnár Bence 1.Tétel: Intervllumon értelmezett folytonos függvény értékkészlete intervllum Legyen I R tetszőleges intervllum és f I R folytonos függvény R f intervllum
RészletesebbenA Riemann-integrál intervallumon I.
A Riemnn-integrál intervllumon I. A htározott integrál foglm és kiszámítás Boros Zoltán Debreceni Egyetem, TTK Mtemtiki Intézet, Anĺızis Tnszék Debrecen, 2017. március 6. Zárt intervllum felosztási A továbbikbn,
Részletesebbenf (ξ i ) (x i x i 1 )
Villmosmérnök Szk, Távokttás Mtemtik segédnyg 4. Integrálszámítás 4.. A htározott integrál Definíció Az [, b] intervllum vlmely n részes felosztásán (n N) z F n ={,,..., n } hlmzt értjük, melyre = <
RészletesebbenANALÍZIS II. TÉTELBIZONYÍTÁSOK ÍRÁSBELI VIZSGÁRA
ANALÍZIS II. TÉTELBIZONYÍTÁSOK ÍRÁSBELI VIZSGÁRA Szerkesztette: Blogh Tmás 2013. jnuár 16. H hibát tlálsz, kérlek jelezd info@bloghtms.hu e-mil címen! Ez Mű Cretive Commons Nevezd meg! - Ne dd el! - Így
Részletesebben1/1. Házi feladat. 1. Legyen p és q igaz vagy hamis matematikai kifejezés. Mutassuk meg, hogy
/. Házi feladat. Legyen p és q igaz vagy hamis matematikai kifejezés. Mutassuk meg, hogy mindig igaz. (p (( p) q)) (( p) ( q)). Igazoljuk, hogy minden A, B és C halmazra A \ (B C) = (A \ B) (A \ C) teljesül.
RészletesebbenLaplace-transzformáció. Vajda István február 26.
Anlízis elődások Vjd István 9. február 6. Az improprius integrálok fjtái Tegyük fel, hogy egy vlós-vlós függvényt szeretnénk z I intervllumon integrálni, de függvény nincs értelmezve I minden pontjábn,
RészletesebbenVI. Deriválható függvények tulajdonságai
1 Deriválhtó függvének tuljdonsági VI Deriválhtó függvének tuljdonsági Ebben fejezetben zt vizsgáljuk, hog deriválhtó függvének esetén derivált milen összefüggésben vn függvén más tuljdonságivl, és hogn
RészletesebbenLajk o K aroly Kalkulus II. Debreceni Egyetem Matematikai es Informatikai Int ezet 2003 1
Ljkó Károly Klkulus II. Debreceni Egyetem Mtemtiki és Informtiki Intézet 2003 1 c Ljkó Károly ljko @ mth.klte.hu Amennyiben hibát tlál jegyzetben, kérjük jelezze szerzőnek! A jegyzet dvi, pdf és ps formátumbn
RészletesebbenGazdasági matematika I. tanmenet
Gzdsági mtemtik I. tnmenet Mádi-Ngy Gergely A hivtkozásokbn z lábbi két tnkönyvre utlunk: Cs: Csernyák László (szerk.): Anlízis, Nemzeti Tnkönyvkidó 200. D: Denkinger Géz: Anlízis gykorltok, Nemzeti Tnkönyvkidó
RészletesebbenHatározzuk meg, hogy a következő függvényeknek van-e és hol zérushelye, továbbá helyi szélsőértéke és abszolút szélsőértéke (
9 4 FÜGGVÉNYVIZSGÁLAT Htározzuk meg, hogy következő függvényeknek vn-e és hol zérushelye, továbbá helyi szélsőértéke és bszolút szélsőértéke (41-41): 41 f: f, R 4 f: 4 f: f 5, R f 5 44 f: f, 1, 1 1, R
RészletesebbenA fontosabb definíciók
A legfontosabb definíciókat jelöli. A fontosabb definíciók [Descartes szorzat] Az A és B halmazok Descartes szorzatán az A és B elemeiből képezett összes (a, b) a A, b B rendezett párok halmazát értjük,
RészletesebbenGAZDASÁGI MATEMATIKA I.
GAZDASÁGI MATEMATIKA I.. A HALMAZELMÉLET ALAPJAI. Hlmzok A hlmz, hlmz eleme lpfoglom (nem deniáljuk ket). Szokásos jelölések: hlmzok A, B, C (ngy bet k), elemek, b, c (kis bet k), trtlmzás B ( eleme z
Részletesebbenf(x) vagy f(x) a (x x 0 )-t használjuk. lim melyekre Mivel itt ɛ > 0 tetszőlegesen kicsi, így a a = 0, a = a, ami ellentmondás, bizonyítva
6. FÜGGVÉNYEK HATÁRÉRTÉKE ÉS FOLYTONOSSÁGA 6.1 Függvény határértéke Egy D R halmaz torlódási pontjainak halmazát D -vel fogjuk jelölni. Definíció. Legyen f : D R R és legyen x 0 D (a D halmaz torlódási
RészletesebbenHatározatlan integrál
Határozatlan integrál Boros Zoltán Debreceni Egyetem, TTK Matematikai Intézet, Anaĺızis Tanszék Debrecen, 207. február 20 27. Primitív függvény, határozatlan integrál A továbbiakban legyen I R intervallum.
RészletesebbenI. feladatsor i i i i 5i i i 0 6 6i. 3 5i i
I. feladatsor () Töltse ki az alábbi táblázatot: Komplex szám Valós rész Képzetes rész Konjugált Abszolútérték + i i 0 + i i 5 5i 5 5i 6 6i 0 6 6i 6 5i 5 + 5i + i i 7i 0 7 7i 7 () Adottak az alábbi komplex
Részletesebbenf(x) a (x x 0 )-t használjuk.
5. FÜGGVÉNYEK HATÁRÉRTÉKE ÉS FOLYTONOSSÁGA 5.1 Függvény határértéke Egy D R halmaz torlódási pontjainak halmazát D -vel fogjuk jelölni. Definíció. Legyen f : D R R és legyen x 0 D (a D halmaz torlódási
Részletesebben= n 2 = x 2 dx = 3c 2 ( 1 ( 4)). = π 13.1
Htározott integrál megoldások + 7 + + 9 = 9 6 A bl végpontokt válsztv: i = i n, i+ i = n, fξ i = i 6 d = lim n n i= i n n = n lim n n i = lim n i= A jobb végpontokt válsztv: fξ i = n i, n i d = lim n n
RészletesebbenKALKULUS INFORMATIKUSOKNAK I.
Írt: GYŐRI ISTVÁN PITUK MIHÁLY KALKULUS INFORMATIKUSOKNAK I. Egyetemi tnnyg 20 COPYRIGHT: 20 206, Dr. Győri István, Dr. Pituk Mihály, Pnnon Egyetem Műszki Informtiki Kr Mtemtik Tnszék LEKTORÁLTA: Dr. Molnárk
RészletesebbenAnalízis II. Analízis II. Beugrók. Készítette: Szánthó József. kiezafiu kukac gmail.com. 2009/ félév
Analízis II. Analízis II. Beugrók Készítette: Szánthó József kiezafiu kukac gmail.com 2009/20 10 1.félév Analízis II. Beugrók Függvények folytonossága: 1. Mikor nevez egy függvényt egyenletesen folytonosnak?
RészletesebbenAlapfogalmak, valós számok Sorozatok, határérték Függvények határértéke, folytonosság A differenciálszámítás Függvénydiszkusszió Otthoni munka
Pintér Miklós miklos.pinter@uni-corvinus.hu Ősz Alapfogalmak Halmazok Definíció Legyen A egy tetszőleges halmaz, ekkor x A (x / A) jelentése: x (nem) eleme A-nak. A B (A B) jelentése: A (valódi) részhalmaza
Részletesebben[f(x) = x] (d) B f(x) = x 2 ; g(x) =?; g(f(x)) = x 1 + x 4 [
Bodó Beáta 1 FÜGGVÉNYEK 1. Határozza meg a következő összetett függvényeket! g f = g(f(x)); f g = f(g(x)) (a) B f(x) = cos x + x 2 ; g(x) = x; f(g(x)) =?; g(f(x)) =? f(g(x)) = cos( x) + ( x) 2 = cos( x)
RészletesebbenBSc Analízis II. előadásjegyzet 2009/2010. tavaszi félév
BSc Anlízis II. elődásjegyzet 2009/200. tvszi félév Sikoly Eszter ELTE TTK Alklmzott Anlízis és Számításmtemtiki Tnszék 20. jnuár 7. ii Trtlomjegyzék Előszó v. Differenciálhtóság.. A derivált foglm és
RészletesebbenANALÍZIS II. DEFINÍCIÓK, TÉTELEK
ANALÍZIS II. DEFINÍCIÓK, TÉTELEK Szerkesztette: Blogh Tmás 2013. jnuár 16. H hibát tlálsz, kérlek jelezd info@bloghtms.hu e-mil címen! Ez Mű Cretive Commons Nevezd meg! - Ne dd el! - Így dd tovább! 3.0
RészletesebbenDierenciálhatóság. Wettl Ferenc el adása alapján és
205.0.9. és 205.0.26. 205.0.9. és 205.0.26. / Tartalom A dierenciálhatóság fogalma Pontbeli dierenciálhatóság Jobb és bal oldali dierenciálhatóság Folytonosság és dierenciálhatóság Deriváltfüggvény 2 Dierenciálási
Részletesebbenminden x D esetén, akkor x 0 -at a függvény maximumhelyének mondjuk, f(x 0 )-at pedig az (abszolút) maximumértékének.
Függvények határértéke és folytonossága Egy f: D R R függvényt korlátosnak nevezünk, ha a függvényértékek halmaza korlátos. Ha f(x) f(x 0 ) teljesül minden x D esetén, akkor x 0 -at a függvény maximumhelyének
Részletesebben5. Logaritmus. I. Nulladik ZH-ban láttuk: 125 -öt kapjunk. A 3 5 -nek a 3. hatványa 5, log. x Mennyi a log kifejezés értéke?
. Logritmus I. Nulldik ZH-bn láttuk:. Mennyi kifejezés értéke? (A) Megoldás I.: BME 0. szeptember. (7B) A feldt ritmus definíciójából kiindulv gykorltilg fejben végiggondolhtó. Az kérdés, hogy -öt hánydik
RészletesebbenA Matematika I. előadás részletes tematikája
A Matematika I. előadás részletes tematikája 2005/6, I. félév 1. Halmazok és relációk 1.1 Műveletek halmazokkal Definíciók, fogalmak: halmaz, elem, üres halmaz, halmazok egyenlősége, részhalmaz, halmazok
RészletesebbenDebreceni Egyetem. Kalkulus II. Gselmann Eszter
Debreceni Egyetem Természettudományi és Technológii Kr Klkulus II. Gselmnn Eszter Debrecen, 22 Azoknk, kik nem ismerik mtemtikát, nehézséget okoz keresztüljutni szépség vlódi érzéséhez, legmélyebb szépséghez,
RészletesebbenMatematika A1a Analízis
B U D A P E S T I M Ű S Z A K I M A T E M A T I K A É S G A Z D A S Á G T U D O M Á N Y I I N T É Z E T E G Y E T E M Matematika A1a Analízis BMETE90AX00 Differenciálhatóság H607, EIC 2019-03-14 Wettl
RészletesebbenMatematika A1a Analízis
B U D A P E S T I M Ű S Z A K I M A T E M A T I K A É S G A Z D A S Á G T U D O M Á N Y I I N T É Z E T E G Y E T E M Matematika A1a Analízis BMETE90AX00 A derivált alkalmazásai H607, EIC 2019-04-03 Wettl
RészletesebbenImproprius integrálás
Improprius integrálás 7. feruár.. Feldt: d Megoldás: Egy improprius integrált kell meghtározni, mivel fels integrálási htár. Deníció: H z f() függvény folytonos z, intervllumon, vlmint létezik f()d htárérték
RészletesebbenGyökvonás. Hatvány, gyök, logaritmus áttekintés
Htvány, gyök, logritmus áttekintés. osztály Gyökvonás Négyzetgyök: Vlmely nem negtív vlós szám négyzetgyöke olyn nem negtív vlós szám, melynek négyzete z szám. Mgj.: R = Azonosságok: b ; b k ;, h, b R
Részletesebbenf függvény bijektív, ha injektív és szürjektív is (azaz minden képhalmazbeli elemnek pontosan egy ısképe van)
Mgyr Eszter. tétel Függvények vizsgált elemi úton és dierenciálszámítás elhsználásávl Függvény: H egy A hlmz minden eleméhez hozzárendelünk egy B hlmz egy-egy elemét, kkor egy A-ból B-be rendelı üggvényt
Részletesebben1. feladat Oldja meg a valós számok halmazán a következő egyenletet: 3. x log3 2
A 004/005 tnévi Országos Középiskoli Tnulmányi Verseny második fordulójánk feldtmegoldási MATEMATIKÁBÓL ( I ktegóri ) feldt Oldj meg vlós számok hlmzán következő egyenletet: log log log + log Megoldás:
RészletesebbenMatematika A1a Analízis
B U D A P E S T I M Ű S Z A K I M A T E M A T I K A É S G A Z D A S Á G T U D O M Á N Y I I N T É Z E T E G Y E T E M Matematika A1a Analízis BMETE90AX00 Elemi függvények H607, EIC 2019-03-13 Wettl Ferenc
RészletesebbenFELVÉTELI VIZSGA, július 15.
BABEŞ-BOLYAI TUDOMÁNYEGYETEM, KOLOZSVÁR MATEMATIKA ÉS INFORMATIKA KAR FELVÉTELI VIZSGA, 8. július. Írásbeli vizsg MATEMATIKÁBÓL FONTOS TUDNIVALÓK: ) A feleletválsztós feldtok (,,A rész) esetén egy vgy
RészletesebbenBEVEZETÉS AZ ANALÍZISBE
BEVEZETÉS AZ ANALÍZISBE Jegyzetek és példtárk mtemtik egyetemi okttásához sorozt Algoritmuselmélet Algoritmusok bonyolultság Anlitikus módszerek pénzügyben és közgzdságtnbn Anlízis feldtgyűjtemény I Anlízis
Részletesebben7. HATÁROZATLAN INTEGRÁL. 7.1 Definíció és alapintegrálok
7. HATÁROZATLAN INTEGRÁL 7. efiníió és lpintegrálok efiníió. Legyen f : I R dott függvény (I R egy intervllum). A F : I R függvényt f függvény primitív függvényének nevezzük I-n, h F differeniálhtó I-n,
RészletesebbenMATEMATIKA 2. dolgozat megoldása (A csoport)
MATEMATIKA. dolgozat megoldása (A csoport). Definiálja az alábbi fogalmakat: (egyváltozós) függvény folytonossága, differenciálhatósága, (többváltozós függvény) iránymenti deriváltja. (3x8 pont). Az f
Részletesebben6. Folytonosság. pontbeli folytonosság, intervallumon való folytonosság, folytonos függvények
6. Folytonosság pontbeli folytonosság, intervallumon való folytonosság, folytonos függvények Egy függvény egy intervallumon folytonos, ha annak miden pontjában folytonos. folytonos függvények tulajdonságai
Részletesebbena b a leghosszabb. A lapátlók által meghatározott háromszögben ezzel szemben lesz a
44 HANCSÓK KÁLMÁN MEGYEI MATEMATIKAVERSENY MEZŐKÖVESD, évfolym MEGOLDÁSOK Mutssuk meg, hogy egy tetszőleges tégltest háromféle lpátlójából szerkesztett háromszög hegyesszögű lesz! 6 pont A tégltest egy
RészletesebbenBEVEZETÉS AZ ANALÍZISBE
BEVEZETÉS AZ ANALÍZISBE Mezei István, Frgó István, Simon Péter Eötvös Loránd Tudományegyetem Alklmzott Anlízis és Számításmtemtiki Tnszék ii Trtlomjegyzék 1. Előszó 1 2. Hlmzok, relációk, függvények 3
RészletesebbenTöbbváltozós analízis gyakorlat
Többváltozós nlízis gykorlt Áltlános iskoli mtemtiktnár szk 07/08. őszi félév Ajánlott irodlom (sok gykorló feldt, megoldásokkl: Thoms-féle klkulus 3., Typote, 007. (Jól hsználhtók z -. kötetek is Fekete
RészletesebbenBoros Zoltán február
Többváltozós függvények differenciál- és integrálszámítása (2 3. előadás) Boros Zoltán 209. február 9 26.. Vektorváltozós függvények differenciálhatósága és iránymenti deriváltjai A továbbiakban D R n
RészletesebbenKomplex számok. A komplex számok algebrai alakja
Komple számok A komple számok algebrai alakja 1. Ábrázolja a következő komple számokat a Gauss-féle számsíkon! Adja meg a számok valós részét, képzetes részét és számítsa ki az abszolút értéküket! a) 3+5j
Részletesebben1. Folytonosság. 1. (A) Igaz-e, hogy ha D(f) = R, f folytonos és periodikus, akkor f korlátos és van maximuma és minimuma?
. Folytonosság. (A) Igaz-e, hogy ha D(f) = R, f folytonos és periodikus, akkor f korlátos és van maimuma és minimuma?. (A) Tudunk példát adni olyan függvényekre, melyek megegyeznek inverzükkel? Ha igen,
RészletesebbenDifferenciálszámítás. 8. előadás. Farkas István. DE ATC Gazdaságelemzési és Statisztikai Tanszék. Differenciálszámítás p. 1/1
Differenciálszámítás 8. előadás Farkas István DE ATC Gazdaságelemzési és Statisztikai Tanszék Differenciálszámítás p. 1/1 Egyenes meredeksége Egyenes meredekségén az egyenes és az X-tengely pozitív iránya
RészletesebbenDifferenciálszámítás. Lokális szélsőérték: Az f(x) függvénynek az x 0 helyen lokális szélsőértéke
Differenciálszámítás Lokális növekedés (illetve csökkenés): H z f() függvény deriváltj z 0 helyen pozitív: f () > 0 (illetve negtív: f () < 0), kkor z f() függvény z 0 helyen növekvően (illetve csökkenően)
Részletesebben12. Mikor nevezünk egy részhalmazt nyíltnak, illetve zártnak a valós számok körében?
Ellenörző Kérdések 1. Mit jelent az, hogy egy f : A B függvény injektív, szürjektív, illetve bijektív? 2. Mikor nevezünk egy függvényt invertálhatónak? 3. Definiálja a komplex szám és műveleteinek fogalmát!
RészletesebbenFeladatok a levelező tagozat Gazdasági matematika I. tárgyához. Halmazelmélet
Debreceni Egyetem, Közgazdaságtudományi Kar Feladatok a levelező tagozat Gazdasági matematika I. tárgyához a megoldásra feltétlenül ajánlott feladatokat jelöli Halmazelmélet () Legyen A = {, 3, 4}, B =
RészletesebbenAlkalmazott matematika és módszerei I Tantárgy kódja
Tantárgy neve Alkalmazott matematika és módszerei I Tantárgy kódja MTB1901 Meghirdetés féléve Kreditpont 4 Összóraszám (elm+gyak) + Számonkérés módja G Előfeltétel (tantárgyi kód) - Tantárgyfelelős neve
RészletesebbenAnalízis I. beugró vizsgakérdések
Analízis I. beugró vizsgakérdések Programtervező Informatikus szak 2008-2009. 2. félév Készítette: Szabó Zoltán SZZNACI.ELTE zotyo@bolyaimk.hu v1.7 Forrás: Dr. Weisz Ferenc: Prog. Mat. 2006-2007 definíciók
RészletesebbenImproprius integrálás
Improprius integrálás. feruár 9.. Feldt: d Megoldás: Egy improprius integrált kell meghtározni, mivel fels integrálási htár. Deníció: H z f() függvény integrálhtó z, intervllum ármely, részin- tervllumán,
RészletesebbenGAZDASÁGMATEMATIKA KÖZÉPHALADÓ SZINTEN
GAZDASÁGMATEMATIKA KÖZÉPHALADÓ SZINTEN Készült a TÁMOP-4.1.-08//a/KMR-009-0041 pályázati projekt keretében Tartalomfejlesztés az ELTE TáTK Közgazdaságtudományi Tanszékén az ELTE Közgazdaságtudományi Tanszék
RészletesebbenKalkulus I. gyakorlat Fizika BSc I/1.
. Ábrázoljuk a következő halmazokat a síkon! {, y) R 2 : + y < }, b) {, y) R 2 : 2 + y 2 < 4}, c) {, y) R 2 : 2 + y 2 < 4, + y < }, {, y) R 2 : + y < }. Kalkulus I. gyakorlat Fizika BSc I/.. gyakorlat
RészletesebbenValós függvények tulajdonságai és határérték-számítása
EL 1 Valós függvények tulajdonságai és határérték-számítása Az ebben a részben szereplő függvények értelmezési tartománya legyen R egy részhalmaza. EL 2 Definíció: zérushely Az f:d R függvénynek zérushelye
RészletesebbenVIK A1 Matematika BOSCH, Hatvan, 5. Gyakorlati anyag
VIK A1 Matematika BOSCH, Hatvan, 5. Gyakorlati anyag 2018/19 1. félév Függvények határértéke 1. Bizonyítsuk be definíció alapján a következőket! (a) lim x 2 3x+1 5x+4 = 1 2 (b) lim x 4 x 16 x 2 4x = 2
Részletesebben5.1. A határozatlan integrál fogalma
9 5. Egyváltozós vlós függvények integrálszámítás 5.. A htároztln integrál foglm Az eddigiekben megismertük differenciálás műveletét, melynek lpfeldt: dott f függvényhez megkeresni z f derivált függvényt.
RészletesebbenEgy látószög - feladat
Ehhez tekintsük z 1. ábrát is! Egy látószög - feldt 1. ábr Az A pont körül kering C pont, egy r sugrú körön. A rögzített A és B pontok egymástól távolság vnnk. Az = CAB szöget folymtosn mérjük. Keressük
RészletesebbenEgyváltozós függvények 1.
Egyváltozós függvények 1. Filip Ferdinánd filip.ferdinand@bgk.uni-obuda.hu siva.banki.hu/jegyzetek 015 szeptember 1. Filip Ferdinánd 015 szeptember 1. Egyváltozós függvények 1. 1 / 5 Az el adás vázlata
RészletesebbenA sorozat fogalma. függvényeket sorozatoknak nevezzük. Amennyiben az értékkészlet. az értékkészlet a komplex számok halmaza, akkor komplex
A sorozat fogalma Definíció. A természetes számok N halmazán értelmezett függvényeket sorozatoknak nevezzük. Amennyiben az értékkészlet a valós számok halmaza, valós számsorozatról beszélünk, mígha az
RészletesebbenHatározatlan integrál
Határozatlan integrál 205..04. Határozatlan integrál 205..04. / 2 Tartalom Primitív függvény 2 Határozatlan integrál 3 Alapintegrálok 4 Integrálási szabályok 5 Helyettesítéses integrálás 6 Parciális integrálás
RészletesebbenFüggvény differenciálás összefoglalás
Függvény differenciálás összefoglalás Differenciálszámítás: Def: Differenciahányados: f() f(a + ) f(a) függvényérték változása független változó megváltozása Ha egyre kisebb, vagyis tart -hoz, akkor a
RészletesebbenEls gyakorlat. vagy más jelöléssel
Els gykorlt Egyszer egyenletek, EHL PDE A gykorlt elején megismerkedünk prciális dierenciálegyenletek (mostntól: PDE-k) lpfoglmivl. A félév során sokt fog szerepelni z ún. multiindex jelöl, melynek lényege,
RészletesebbenEllenőrző kérdések a Matematika I. tantárgy elméleti részéhez, 2. rész
Ellenőrző kérdések a Matematika I. tantárgy elméleti részéhez, 2. rész Mintakérdések a 2. ZH elméleti részéhez. Nem csak ezek a kérdések szerepelhetnek az elméleti részben, de azért hasonló típusú kérdések
RészletesebbenBEVEZETÉS AZ ANALÍZISBE
BEVEZETÉS AZ ANALÍZISBE Mezei István, Frgó István, Simon Péter Eötvös Loránd Tudományegyetem Alklmzott Anlízis és Számításmtemtiki Tnszék ii Trtlomjegyzék 1. Hlmzok, relációk, függvények 1 1.1. Hlmzok,
RészletesebbenMegoldott feladatok november 30. n+3 szigorúan monoton csökken, 5. n+3. lim a n = lim. n+3 = 2n+3 n+4 2n+1
Megoldott feladatok 00. november 0.. Feladat: Vizsgáljuk az a n = n+ n+ sorozat monotonitását, korlátosságát és konvergenciáját. Konvergencia esetén számítsuk ki a határértéket! : a n = n+ n+ = n+ n+ =
Részletesebben4. Hatványozás, gyökvonás
I. Nulldik ZH-bn láttuk:. Htványozás, gyökvonás. Válssz ki, hogy z lábbik közül melyikkel egyezik meg következő kifejezés, h, y és z pozitív számok! 7 y z z y (A) 7 8 y z (B) 7 8 y z (C) 9 9 8 y z (D)
Részletesebbenn n (n n ), lim ln(2 + 3e x ) x 3 + 2x 2e x e x + 1, sin x 1 cos x, lim e x2 1 + x 2 lim sin x 1 )
Matek szigorlat Komplex számok Sorozat határérték., a legnagyobb taggal egyszerűsítünk n n 3 3n 2 + 2 3n 2 n n + 2 25 n 3 9 n 2 + + 3) 2n 8 n 3 2n 3,, n n5 + n 2 n 2 5 2n + 2 3n 2) n+ 2. e-ados: + a )
RészletesebbenFirst Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit. (Derivált)
Valós függvények (3) (Derivált) . Legyen a belső pontja D f -nek. Ha létezik és véges a f(x) f(a) x a x a = f (a) () határérték, akkor f differenciálható a-ban. Az f (a) szám az f a-beli differenciálhányadosa.
Részletesebben2014/2015-ös tanév II. féléves tematika
Dr Vincze Szilvi 24/25-ös tnév II féléves temtik Mátrix foglm, speciális mátrixok Műveletek mátrixokkl, mátrix inverze 2 A determináns foglm és tuljdonsági 3 Lineáris egyenletrendszerek és megoldási módszereik
RészletesebbenAnalízis jegyzet. Sikolya Eszter ELTE TTK Alkalmazott Analízis és Számításmatematikai Tanszék augusztus 31.
Anlízis jegyzet Sikoly Eszter ELTE TTK Alklmzott Anlízis és Számításmtemtiki Tnszék 207. ugusztus 3. Trtlomjegyzék. Bevezetés.. Logiki állítások, műveletek, tgdás.....................2. Bizonyítási módszerek............................
RészletesebbenAz egyenlőtlenség mindkét oldalát szorozzuk meg 4 16-al:
Bevezető matematika kémikusoknak., 04. ősz. feladatlap. Ábrázoljuk számegyenesen a következő egyenlőtlenségek megoldáshalmazát! (a) x 5 < 3 5 x < 3 x 5 < (d) 5 x
Részletesebben2. hét (Ea: ): Az egyváltozós valós függvény definíciója, képe. Nevezetes tulajdonságok: monotonitás, korlátosság, határérték, folytonosság.
Ütemterv az Analízis I. c. tárgyhoz (GEMAN510B, 510-B) Járműmérnöki, logisztikai mérnöki, műszaki menedzser, villamosmérnöki, ipari termék- és formatervező mérnöki alapképzési szak 2019/20. tanév I. félév
Részletesebben2010/2011 es tanév II. féléves tematika
2 február 9 Dr Vincze Szilvi 2/2 es tnév II féléves temtik Mátrix foglm, speciális mátrixok Műveletek mátrixokkl, mátrix inverze 2 A determináns foglm és tuljdonsági 3 Lineáris egyenletrendszerek és megoldási
RészletesebbenDierenciálhányados, derivált
9. fejezet Dierenciálhányados, derivált A dierenciálhányados deníciója D 9.1 Az egyváltozós valós f függvény x0 pontbeli dierenciálhányadosának nevezzük a lim f(x0 + h) f(x0) h 0 h határértéket, ha ez
RészletesebbenNumerikus módszerek 2.
Numerikus módszerek 2. 12. elődás: Numerikus integrálás I. Krebsz Ann ELTE IK 2015. május 5. Trtlomjegyzék 1 Numerikus integrálás 2 Newton Cotes típusú kvdrtúr formulák 3 Hibformulák 4 Összetett formulák
RészletesebbenHeves Megyei Középiskolák Palotás József és Kertész Andor Matematikai Emlékversenye évfolyam (a feladatok megoldása)
Okttási Hivtl E g r i P e d g ó g i i O k t t á s i K ö z p o n t Cím: 00 Eger, Szvorényi u. 7. Postcím: 00 Eger, Szvorényi u. 7. elefon: /50-90 Honlp: www.oktts.hu E-mil: POKEger@oh.gov.hu Heves Megyei
RészletesebbenGAZDASÁGI MATEMATIKA I.
GAZDASÁGI MATEMATIKA I. LOSONCZI LÁSZLÓ ANYAGAINAK FELHASZNÁLÁSÁVAL. A HALMAZELMÉLET ALAPJAI. Hlmzok A hlmz, hlmz eleme lpfoglom (nem deniáljuk ket). Szokásos jelölések: hlmzok A, B, C (ngy bet k), elemek,
Részletesebben2. Hogyan számíthatjuk ki két komplex szám szorzatát, ha azok a+bi alakban, illetve trigonometrikus alakban vannak megadva?
= komolyabb bizonyítás (jeleshez) Ellenőrző kérdések 2006 ősz 1. Definiálja a komplex szám és műveleteinek fogalmát! 2. Hogyan számíthatjuk ki két komplex szám szorzatát, ha azok a+bi alakban, illetve
RészletesebbenMatematika I. NÉV:... FELADATOK:
24.2.9. Matematika I. NÉV:... FELADATOK:. A tanult módon vizsgáljuk az a = 3, a n = 3a n 2 (n > ) rekurzív sorozatot. pt 2n 2 + e 2. Definíció szerint és formálisan is igazoljuk, hogy lim =. pt n 3 + n
RészletesebbenIntegrálszámítás. a Matematika A1a-Analízis nevű tárgyhoz november
Integrálszámítás a Matematika Aa-Analízis nevű tárgyhoz 009. november Tartalomjegyzék I. Feladatok 5. A határozatlan integrál (primitív függvények........... 7.. A definíciók egyszerű következményei..................
RészletesebbenA L Hospital-szabály, elaszticitás, monotonitás, konvexitás
A L Hospital-szabály, elaszticitás, monotonitás, konvexitás 9. előadás Farkas István DE ATC Gazdaságelemzési és Statisztikai Tanszék A L Hospital-szabály, elaszticitás, monotonitás, konvexitás p. / A L
RészletesebbenDifferenciál - és integrálszámítás. (Kreditszám: 7) Tantárgyfelelős: Dr. Losonczi László egyetemi tanár. Meghirdető tanszék: Analízis Tanszék
Differenciál - és integrálszámítás (Óraszám: 3+3) (Kreditszám: 7) Tantárgyfelelős: Dr. Losonczi László egyetemi tanár Meghirdető tanszék: Analízis Tanszék Debrecen, 2005 A tárgy neve: Differenciál- és
RészletesebbenAnalízis házi feladatok
Analízis házi feladatok Készült a PTE TTK GI szakos hallgatóinak Király Balázs 200-. I. Félév 2 . fejezet Első hét.. Házi Feladatok.. Házi Feladat. Írjuk fel a következő sorozatok 0.,., 2., 5., 0. elemét,
RészletesebbenGAZDASÁGI MATEMATIKA I.
GAZDASÁGI MATEMATIKA I. ÖSSZEÁLLÍTOTTA: LOSONCZI LÁSZLÓ. A HALMAZELMÉLET ALAPJAI. Hlmzok A hlmz, hlmz eleme lpfoglom (nem deniáljuk ket). Szokásos jelölések: hlmzok A, B, C (ngy bet k), elemek, b, c (kis
Részletesebben(anyagmérnök nappali BSc + felsőf. szakk.) Oktatók: Dr. Varga Péter ETF (előtan. feltétel): ---
A ttárgy eve: Mtemtik I Heti órszám: 3+3 (6 kredit) Ttárgy kódj: GEMAN0B (ygmérök ppli BSc + felsőf szkk) A tárgy lezárás: láírás + kollokvium Okttók: Dr Vrg Péter ETF (előt feltétel): --- Algebr, lieáris
RészletesebbenElemi függvények. Matematika 1. előadás. ELTE TTK Földtudomány BSc, Környezettan BSc, Környezettan tanár 3. előadás. Csomós Petra
Elemi függvények Matematika 1. előadás ELTE TTK Földtudomány BSc, Környezettan BSc, Környezettan tanár 3. előadás Csomós Petra Elemi függvények 1. Hatványfüggvények 2. Exponenciális és logaritmus függvény
RészletesebbenFourier sorok február 19.
Fourier sorok. 1. rész. 2018. február 19. Függvénysor, ismétlés Taylor sor: Speciális függvénysor, melynek tagjai: cf n (x) = cx n, n = 0, 1, 2,... Állítás. Bizonyos feltételekkel minden f előállítható
RészletesebbenElemi függvények. Matematika 1. előadás. ELTE TTK Földtudomány BSc, Környezettan BSc, Környezettan tanár október 4.
Elemi függvények Matematika 1. előadás ELTE TTK Földtudomány BSc, Környezettan BSc, Környezettan tanár 2017. október 4. Csomós Petra Elemi függvények 1. Hatványfüggvények 2. Exponenciális és logaritmus
RészletesebbenKIEGÉSZÍTÉS A VONALINTEGRÁLHOZ
KIEGÉSZÍTÉS A VONALINTEGRÁLHOZ BSC MATEMATIKATANÁR SZAKIRÁNY 28/29. TAVASZI FÉLÉV Az lábbikbn z el dáson vonlinterálról ill. primitív füvényr l elhnzottk közül zok olvshtók, mik Lczkovich-T. Sós: Anlízis
RészletesebbenAz integrálszámítás néhány alkalmazása
Az integrálszámítás néhány lklmzás (szerkesztés ltt) Dr Toledo Rodolfo 4 november 4 Trtlomjegyzék Két függvények áltl htárolt terület Forgástestek térfogt és felszíne 5 3 Ívhosszszámítás 7 4 Feldtok 8
Részletesebben2 (j) f(x) dx = 1 arcsin(3x 2) + C. (d) A x + Bx + C 5x (2x 2 + 7) + Hx + I. 2 2x F x + G. x
I feladatsor Határozza meg az alábbi függvények határozatlan integrálját: a fx dx = x arctg + C b fx dx = arctgx + C c fx dx = 5/x 4 arctg 5 x + C d fx dx = arctg + C 5/ e fx dx = x + arctg + C f fx dx
RészletesebbenExponenciális és logaritmikus egyenletek, egyenletrendszerek, egyenlôtlenségek
Eponenciális és logritmikus egyenletek, Eponenciális és logritmikus egyenletek, egyenletrendszerek, egyenlôtlenségek Eponenciális egyenletek 60 ) = ; b) = ; c) = ; d) = 0; e) = ; f) = ; g) = ; h) =- 7
RészletesebbenGAZDASÁGMATEMATIKA KÖZÉPHALADÓ SZINTEN
GAZDASÁGMATEMATIKA KÖZÉPHALADÓ SZINTEN ELTE TáTK Közgazdaságtudományi Tanszék Gazdaságmatematika középhaladó szinten ANALÍZIS Készítette: Gábor Szakmai felel s: Gábor Vázlat 1 2 3 Nevezetes halmazok
Részletesebben