Molnár Bence. 1.Tétel: Intervallumon értelmezett folytonos függvény értékkészlete intervallum. 0,ami ellentmondás uis. f (x n ) f (y n ) ε > 0

Hasonló dokumentumok
ANALÍZIS II. TÉTELBIZONYÍTÁSOK ÍRÁSBELI VIZSGÁRA

Matematika A1a - Analízis elméleti kérdései

Kalkulus II. Beugró kérdések és válaszok 2012/2013 as tanév II. félév

A Riemann-integrál intervallumon I.

f(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

Analízis II. Analízis II. Beugrók. Készítette: Szánthó József. kiezafiu kukac gmail.com. 2009/ félév

f(x) a (x x 0 )-t használjuk.

Határozott integrál. Newton -Leibniz szabály. alkalmazások. improprius integrál

ANALÍZIS III. ELMÉLETI KÉRDÉSEK

ANALÍZIS II. DEFINÍCIÓK, TÉTELEK

1/1. Házi feladat. 1. Legyen p és q igaz vagy hamis matematikai kifejezés. Mutassuk meg, hogy

Laplace-transzformáció. Vajda István február 26.

Alapfogalmak, valós számok Sorozatok, határérték Függvények határértéke, folytonosság A differenciálszámítás Függvénydiszkusszió Otthoni munka

Metrikus terek, többváltozós függvények

A fontosabb definíciók

minden x D esetén, akkor x 0 -at a függvény maximumhelyének mondjuk, f(x 0 )-at pedig az (abszolút) maximumértékének.

Rekurzív sorozatok. SZTE Bolyai Intézet nemeth. Rekurzív sorozatok p.1/26

Sorozatok, sorok, függvények határértéke és folytonossága Leindler Schipp - Analízis I. könyve + jegyzetek, kidolgozások alapján

ANALÍZIS III. ELMÉLETI KÉRDÉSEK

Függvények folytonosságával kapcsolatos tételek és ellenpéldák

Analízis II. harmadik, javított kiadás

9. HATÁROZATLAN INTEGRÁL

BSc Analízis II. előadásjegyzet 2009/2010. tavaszi félév

[f(x) = x] (d) B f(x) = x 2 ; g(x) =?; g(f(x)) = x 1 + x 4 [

Ellenőrző kérdések a Matematika I. tantárgy elméleti részéhez, 2. rész

MATEMATIKA 2. dolgozat megoldása (A csoport)

VI. Deriválható függvények tulajdonságai

Funkcionálanalízis. n=1. n=1. x n y n. n=1

Matematika A1a Analízis

EGYVÁLTOZÓS FÜGGVÉNYEK FOLYTONOSSÁGA ÉS HATÁRÉRTÉKE

Analízis házi feladatok

1. Házi feladat. Határidő: I. Legyen f : R R, f(x) = x 2, valamint. d : R + 0 R+ 0

Valós függvények tulajdonságai és határérték-számítása

Debreceni Egyetem. Kalkulus II. Gselmann Eszter

Debreceni Egyetem. Kalkulus II. példatár. Gselmann Eszter

Boros Zoltán február

Matematika A2 vizsga mgeoldása június 4.

Számsorok. 1. Definíció. Legyen adott valós számoknak egy (a n ) n=1 = (a 1, a 2,..., a n,...) végtelen sorozata. Az. a n

Fraktálok. Hausdorff távolság. Czirbusz Sándor ELTE IK, Komputeralgebra Tanszék március 14.

Kiegészítő jegyzet a valós analízis előadásokhoz

Gyökvonás. Hatvány, gyök, logaritmus áttekintés

Descartes-féle, derékszögű koordináta-rendszer

I. feladatsor i i i i 5i i i 0 6 6i. 3 5i i

Gyakorló feladatok az II. konzultáció anyagához

8n 5 n, Értelmezési tartomány, tengelymetszetek, paritás. (ii) Határérték. (iii) Első derivált, monotonitás,

Gazdasági matematika I. tanmenet

f (ξ i ) (x i x i 1 )

Matematika I. NÉV:... FELADATOK:

Matematika I. NÉV:... FELADATOK: 2. Határozzuk meg az f(x) = 2x 3 + 2x 2 2x + 1 függvény szélsőértékeit a [ 2, 2] halmazon.

Integr alsz am ıt as. 1. r esz aprilis 12.

Fourier sorok február 19.

A Matematika I. előadás részletes tematikája

Fraktálok. Kontrakciók Affin leképezések. Czirbusz Sándor ELTE IK, Komputeralgebra Tanszék. TARTALOMJEGYZÉK Kontrakciók Affin transzformációk

Programtervező informatikus I. évfolyam Analízis 1

GAZDASÁGI MATEMATIKA I.

Optimalizálási eljárások GYAKORLAT, MSc hallgatók számára. Analízis R d -ben

EGYVÁLTOZÓS FÜGGVÉNYEK DIFFERENCIÁLSZÁMíTÁSA

n 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 )

Matematika A1a Analízis

DIFFERENCIÁLSZÁMÍTÁS Matematika BSc szakosok részére

Függvény differenciálás összefoglalás

KIEGÉSZÍTÉS A VONALINTEGRÁLHOZ

MATE-INFO UBB verseny, március 25. MATEMATIKA írásbeli vizsga

Dierenciálhatóság. Wettl Ferenc el adása alapján és

2012. október 2 és 4. Dr. Vincze Szilvia

Alkalmazott matematika és módszerei I Tantárgy kódja

VIK A1 Matematika BOSCH, Hatvan, 5. Gyakorlati anyag

1.1. Feladatok. x 0 pontban! b) f(x) = 2x + 5, x 0 = 2. d) f(x) = 1 3x+4 = 1. e) f(x) = x 1. f) x 2 4x + 4 sin(x 2), x 0 = 2. általános pontban!

Modellek és Algoritmusok - 2.ZH Elmélet

E-tananyag Matematika 9. évfolyam Függvények

Sorozatok. 5. előadás. Farkas István. DE ATC Gazdaságelemzési és Statisztikai Tanszék. Sorozatok p. 1/2

Matematika BSc tanárszak Analízis IV. előadásjegyzet 2010/2011. tavaszi félév

10. Előadás. 1. Feltétel nélküli optimalizálás: Az eljárás alapjai

0.1 Deníció. Egy (X, A, µ) téren értelmezett mérhet függvényekb l álló valamely (f α ) α egyenletesen integrálhatónak mondunk, ha

Függvények alkalmazása feladatokban. nemethj

A gyakorlatok anyaga

Nevezetes függvények

Diszkrét Matematika MSc hallgatók számára. 4. Előadás

6. Folytonosság. pontbeli folytonosság, intervallumon való folytonosság, folytonos függvények

1. Absztrakt terek 1. (x, y) x + y X és (λ, x) λx X. műveletek értelmezve vannak, és amelyekre teljesülnek a következő axiómák:

Az egyenlőtlenség mindkét oldalát szorozzuk meg 4 16-al:

GAZDASÁGMATEMATIKA KÖZÉPHALADÓ SZINTEN

KALKULUS INFORMATIKUSOKNAK I.

Valószínűségi változók. Várható érték és szórás

Numerikus módszerek 2.

Differenciálszámítás. Lokális szélsőérték: Az f(x) függvénynek az x 0 helyen lokális szélsőértéke

Ez a fejezet az eddig tanult lineáris algebra tananyag alkalmazásaként megmutatja,

Komplex számok. A komplex számok algebrai alakja

konvergensek-e. Amennyiben igen, számítsa ki határértéküket!

Brósch Zoltán (Debreceni Egyetem Kossuth Lajos Gyakorló Gimnáziuma) Megoldások. alapfüggvény (ábrán: fekete)

Feladatgyûjtemény. Analízis III. Sáfár Zoltán

Analízis I. beugró vizsgakérdések

Kalkulus I. NÉV: Határozzuk meg a következő határértékeket: 8pt

4. Laplace transzformáció és alkalmazása

Gazdasági matematika I.

Gazdasági matematika I.

Matematika A1a Analízis

A derivált alkalmazásai

1. Sorozatok. A sorozat megadható. Képlettel: Rekurziós formulával: Felsorolással: Gazdasági Matematika

Átírás:

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 Továbbá legyen M : sup {R f }, M : inf {R f }. Igzoljzuk, hogy (m, M) R f. Legyen y 0 (m, M) x 0 < x 1 I : f(x 0 ) < y 0 < f(x 1 ) f : [x 0, x 1 ] R folytonos Bolzno tetel ρ (x 0, x 1 ) : f(ρ) y 0 y 0 R f R f (m, M).Tétel: Heine tétele Legyen f [, b] R folytonos függvény [, b] korlátos és zárt intervllumon. Ekkor f egynelegesen folytonos [, b] intervllumon. indirekt: Tfh. ε > 0, δ > 0, x, y [, b] : x y < δ és f(x) f(y) ε (δ ) 1 n (n N) x n, y n : x n y n < 1 n és f(x n) y n ε (X n ) : N [, b] korlátos sorozt Bolzno W eierstrss kiv. tetel (X nk ) konvergens részsorozt Legyen x nk : α Ekkor α [, b] (indirekt) De ekkor: y nk α y nk x nk + x nk α Mivel y nk x nk 1 n k De α [, b] és f C {α} és x nk α 0, tehát y nk x nk + x nk α n k + tviteli elv (1) x nk α f (x nk ) f (α) és () y nk α f (y nk ) f (α) Tehát: f (x nk ) f (y nk ) n k + 0,mi ellentmondás uis. f (x n ) f (y n ) ε > 0 3.Tétel: A differenciálhtóság átfoglmzás lineáris közelítéssel. f R R, int {R f } f D {} A R és ε : D f R, ε 0 esetén x D f : f (x) f () A (x ) + ε (x) (x ) Ekkor: A f () : f( + h) f() f(x) f() f D {} f () ( R) h 0 h x f( + h) f() ε ( + h) : A 0 h 0 h ε ( + h) ε(x) 0 h 0 x f ( + h) f() A h + ε ( + h) h f(x) f() A(x ) + ε(x)(x ) 1 α (y nk ) α

: Tfh. A R és ε : D f R, ε 0 Ekkor f(x) f() A(x ) + ε(x)(x ) f(x) f() x A + ε(x) (x D f, x ) f(x) f() A f D {} x x 4.Tétel: Kpcsolt folytonosság és differenciálhtóság között. f R R, inf {D f } () f D {} f C {} (b) f D {} f C {} : f D {} A R és ε : D f R, ε 0 f(x) f() A(x ) + ε(x)(x ) ( x D f ) (f(x) f()) 0, x f(x) f() f C {} (ellenpéld): bs C {0}, de bs / D {0} 5.Tétel: Differenciálhtó függvények összege és szorzt Legyen f, g R R, inf {D f D g }, f, g D {} Ekkor: 1. f + g D {} és (f + g) () f () + g (). f g D {} és (f g) () f () g () 1.:.: (f + g)(x) (f + g)() x (fg)(x) (fg)() x inf {D f D g } inf {D f+g } f(x) + g(x) f() g() x (f + g) () f () + g () inf {D f D g } inf {D f g } f(x)g(x) f()g() x g(x) f(x) f() x (g (x)) x g() (ui.g C {}), g(x) g() x f(x) f() g(x) g() + f ()+g () x x f(x)g(x) f()g(x) + f()g(x) f()g() x g(x) g() + f() x ( ) f(x) f() x x g () x f (), (fg) (fg)(x) (fg)() () f ()g() + f()g () x x

6.Tétel: A differenciálszámítás középértéktételei (Rolle-,Cuchy-,Lgrnge-tétel). 1.Rolle-tétel: f R R, f C[, b], f D(, b) és f() f(b) ρ (, b), f (ρ) 0.Cuchy-féle középértéktétel: f, g R R, f, g C[, b], f, g D(, b) és g (x) 0 ( x (, b)) ρ (, b), f(b) f() g(b) g() f (ρ) g (ρ) 3.Lngrnge-féle középértéktétel: f R R, f C[, b], f D(, b) ρ (, b), f (ρ) f(b) f() b 1.Rolle-tétel: f C[, b] W eierstrss α [, b] : f(α) min [, b] f : m β [, b] : f(β) mx [, b] f : M 1.eset: m M f áll f 0.eset: m < M és f() f(b) H m f() f(b) α (, b) α lokális min is f (x) 0 H M f() f(b) β (, b) β lokális mx is f (x) 0.Cuchy-féle középértéktétel: 1.: g(b) g(), ugynis h g() g(b) Rolle tetel ρ (, b) : g (ρ) 0, mi ellentmondás..: F (x) : f(x) λg(x) (x [, b]) és λ megválszthtó úgy, hogy Rolle tétel feltételei teljesüljenek. F C[, b], F D[, b] és F () F (b) is teljesül, h: f() λg() f(b) λg(b) 0 F (ρ) f (ρ) λ 3.Lngrnge-féle középértéktétel: Lásd Cuchy-középértéktételt. (g(x) x) f(b) f() g(b) g() Rolle tetel ρ (, b) f(b) f() g(b) g() g (ρ) ρ (, b), 7.Tétel: A monotonitásr vontkozó elégséges, szükséges és elégséges feltételek. Elégséges feltételek: f(b) f() g(b) g() f (ρ) g (ρ) Legyen f : (, b) R, f D(, b) 1.:.) H f 0(, b)-n f monton növekedő (, b)-n b.) H f > 0(, b)-n f szigorún monton növekedő (, b)-n.:.) H f 0(, b)-n f monton csökkenő (, b)-n b.) H f < 0(, b)-n f szigorún monton csökkenő (, b)-n Szükséges és elégséges feltételek: Legyen f : [, b] R, f C[, b], f D(, b) 1.:.) f monoton növekedő [, b]-n f 0(, b) n b.) f monoton csökkenő [, b]-n f 0(, b) n.: f szigorún monoton növekedő [, b]-n (I) és (II) (I):f 0[, b]-n (II): (c, d) [, b] : f (x) 0 3

Elégséges feltételek: Lgrnge középértéktétel ( x 1 < x b) [x 1, x ] : ρ (, b) : f(x 1 ) f(x ) f (ρ)(x 1 x ) előjelviszonyiból. Szükséges és elégséges feltételek: Bizonyítás nélkül megfontolhtó. 8.Tétel: A lokális szélsőérték létezésére vontkozó elsőrendű szükséges feltétel és elsőrendű elégséges feltétel. Szükséges: f R R, inf {D f }, f D, f-nek -bn lokális szélső értéke vn f () 0 Elégséges: f : (, b) R, f D(, b) és c (, b)-n z f (c) előjelet vált c lokális szélsőérték. Szükséges: Lokális mximumr: Tekintsük f(x) f() x x > : x < : f(x) f() 0 és x > 0 f(x) f() 0 és x < 0 f(x) f() x f(x) f() x 0 0 De: f D f +() f () f () f () 0 f(x) f() f x +0 x +() 0 f(x) f() f x +0 x () 0 Elégséges: () f c-ben előjelet vált ból +b δ > 0 : f (x) 0(x (c δ, c) n) f monoton csökkenő (c δ, c)-n f (x) 0(x (c δ, c) n) f monoton növekvő (c δ, c)-n c lokális minimum hely. (b) f c-ben előjelet vált +ból b: hsonlón ()-hoz. 9.Tétel: Az e x sinx (x R) primitív függvények előállítás. e x sin x dx 1 ex (sin x cos x) + c e x sin x dx e x ( cos x) e x ( cos x)dx e x cos x + e x cos x dx [ ] e x cos x + e x e x sin xdx e x (sin x cos x) e x sin dx e x sin x dx 1 ex (sin x cos x) + c 4

10.Tétel: A 1 x (x ( 1, 1)) primitív függvényeinek előállítás. 1 x dx rcsin x + x q x + c (x ( 1, 1)) Legyen x sin t g(t), g 1 (x) rcsin x t (t ( π ; π )) ekkor g (t) cost 1 1 + cos t x dx 1 sin t dt trcsin x trcsin x ( t sin t + + c) trcsin x rcsin x sin rcsin x cos rcsin x + 4 sin α x; cos α 1 sin α ( ( π 1 x α ; π )) rcsin x + x 1 x 1 + c x dx rcsin x + x q x + c (x ( 1, 1)) 11.Tétel: Oszcillációs összegek. Az itegrálhtóség jellemzése z oszcillációs összegekkel. Oszcillációs összeg: Legyen, b R, < b, f : [, b] R korlátos függvény, τ [, b] egy felosztás [, b]-nek, s(f, τ), S(f, τ) z f függvény τ-hoz trtozó lsó, ill. delső közelítő összege. Ekkor Ω(f, τ) : S(f, τ) s(f, τ) z f függvény τ felosztáshoz trtozó oszcillációs összege. Tétel: : : f R[, b] ε > 0, τ F ([, b]) : Ω)f, τ) < ε 0 I (f) I (f) S(f, τ) s(f, τ) Ω(f, τ) < ε ε > 0 I (f) I (f) f R[, b] I (f) I (f) : I sup tulljdonság ε, τ 1 F ([, b]) : I ε < s(f, τ 1 ) I inf tulljdonság ε, τ F ([, b]) : I s(f, τ ) < I Tekintsük τ τ 1 τ I ε < s(f, τ 1 ) s(f, τ) S(f, τ) S(f, τ ) < I + ε Ω(f, τ) < ε 1.Tétel: Folytonos függvény integrálhtó. H f : [, b] Rfolytonos friemnn integrálhtó. f C[, b] Heine tetel f egyenletesen folytonos [, b]-n ε > 0, δ > 0 : x x < δ : f(x ) f(x ) < ε Legyen ε > 0rögzített és τ : {x 0,..., x n } F ([, b]) : x k x k 1 < δ (k 1,..., n) ( ) Ω(f, τ) sup f inf f (x i x i 1 ) i1 [x i,x i 1] [x i,x i 1] (( ) ) i1 sup [x i,x i 1] f inf f [x i,x i 1] sup f(x) f(y) (x i x i 1 ) ( ) ε ( ) sup f(x) f(y), x, y [x i, x i 1 ] 5 (x i x i 1 ) ε(b ) f R[, b] i1

13.Tétel: Monoton függvény integrálhtó. (oszcillációs összegekkel) H f : [, b] R függvény monoton [, b]-n f [, b] Tfh. f monoton növekedő és τ {x i } F ([, b]) m i inf f f(x i 1) és M i sup f f(x i ) [x i 1,x i] [x i 1,x i] Ω(f, τ) M i (x i x i 1 ) i1 m i (x i x i 1 ) i1 (f(x i ) f(x i 1 )) (x i x i 1 ) i1 mx 1 i n (x i x i 1 ) (f(x i ) f(x i 1 )) < ε h i1 ε mx (x i x i 1 ) δ < i f(b) f() 14.Tétel: Newton-Leibniz-tétel. g R[, b] és g-nek primitív függvénye b g G(b) G() [G(x)] b (F : Az fprimitív függvénye) Legyen τ : { x 0 < x 1 <... < x n b} F ([, b]) G(b) G() G(x n ) g(x 0 ) (G(x n ) G(x n 1 )) + (G(x n 1 ) G(x n )) +... + (G(x 1 ) G(x 0 )) G (ρ i )(x i x i 1 ) g(ρ i )(x i x i 1 ) τ (ρ [x i 1, x i ]) Lgrnge k.e.t. i1 s(g, τ) G(b) G() i1 g(ρ i )(x i x i 1 ) S(g, τ) τ I (g) G(b) G() I (g) i1 g R[, b] I (g) I (g) b G(b) G() b 6