Modellek és Algoritmusok - 2.ZH Elmélet

Hasonló dokumentumok
Differenciálegyenlet rendszerek

MODELLEK ÉS ALGORITMUSOK ELŐADÁS

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

ANALÍZIS III. ELMÉLETI KÉRDÉSEK

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

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

3. Lineáris differenciálegyenletek

1.7. Elsőrendű lineáris differenciálegyenlet-rendszerek

Numerikus módszerek 1.

ANALÍZIS III. ELMÉLETI KÉRDÉSEK

Lineáris leképezések (előadásvázlat, szeptember 28.) Maróti Miklós, Kátai-Urbán Kamilla

Feladatok a Gazdasági matematika II. tárgy gyakorlataihoz

Lineáris leképezések. 2. Lineáris-e az f : R 2 R 2 f(x, y) = (x + y, x 2 )

Bevezetés az algebrába 2

3. előadás Stabilitás

DIFFERENCIÁLEGYENLETEK. BSc. Matematika II. BGRMA2HNND, BGRMA2HNNC

Bevezetés az algebrába 2 Differencia- és differenciálegyenlet-rendszerek

9. Előadás. (9. előadás) Lineáris egyr.(3.), Sajátérték április / 35

Mátrix-exponens, Laplace transzformáció

Matematika II képletek. 1 sin xdx =, cos 2 x dx = sh 2 x dx = 1 + x 2 dx = 1 x. cos xdx =,

Lineáris algebra gyakorlat

Vektorok, mátrixok, lineáris egyenletrendszerek

Gyakorlo feladatok a szobeli vizsgahoz

Matematika II. 1 sin xdx =, 1 cos xdx =, 1 + x 2 dx =

sin x = cos x =? sin x = dx =? dx = cos x =? g) Adja meg a helyettesítéses integrálás szabályát határozott integrálokra vonatkozóan!

differenciálegyenletek

y = y 0 exp (ax) Y (x) = exp (Ax)Y 0 A n x n 1 (n 1)! = A I + d exp (Ax) = A exp (Ax) exp (Ax)

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

Matematika I. Vektorok, egyenesek, síkok

4. Lineáris rendszerek

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

1. Számsorok, hatványsorok, Taylor-sor, Fourier-sor

y + a y + b y = r(x),

Császár Szilvia. Exponenciális dichotómia

1.9. B - SPLINEOK B - SPLINEOK EGZISZTENCIÁJA. numerikus analízis ii. 34. [ a, b] - n legfeljebb n darab gyöke lehet. = r (m 1) n = r m + n 1

5. Differenciálegyenlet rendszerek

Végeselem modellezés alapjai 1. óra

2. Hogyan számíthatjuk ki két komplex szám szorzatát, ha azok a+bi alakban, illetve trigonometrikus alakban vannak megadva?

1. feladatsor: Vektorterek, lineáris kombináció, mátrixok, determináns (megoldás)

Analízisfeladat-gyűjtemény IV.

(!), {z C z z 0 < R} K (K: konv. tart.) lim cn+1

Saj at ert ek-probl em ak febru ar 26.

Numerikus módszerek 1.

Matematika szigorlat június 17. Neptun kód:

Matematika A2 vizsga mgeoldása június 4.

1. zárthelyi,

15. LINEÁRIS EGYENLETRENDSZEREK

A KroneckerCapelli-tételb l következik, hogy egy Bx = 0 homogén lineáris egyenletrendszernek

Programtervező informatikus I. évfolyam Analízis 1

Utolsó el adás. Wettl Ferenc BME Algebra Tanszék, Wettl Ferenc (BME) Utolsó el adás / 20

1. Határozzuk meg, hogy mikor egyenlő egymással a következő két mátrix: ; B = 8 7 2, 5 1. Számítsuk ki az A + B, A B, 3A, B mátrixokat!

Feladatok a Diffrenciálegyenletek IV témakörhöz. 1. Határozzuk meg következő differenciálegyenletek általános megoldását a próba függvény módszerrel.

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. 1. fejezet Normált-, Banach- és Hilbert-terek. 1. Definíció. (K n,, ) vektortér, ha X, Y, Z K n és a, b K esetén

Lagrange és Hamilton mechanika

Vektorterek. Wettl Ferenc február 17. Wettl Ferenc Vektorterek február / 27

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

Differenciálegyenletek

Segédanyag az A3 tárgy gyakorlatához

Fourier-sorok. néhány esetben eltérhetnek az előadáson alkalmazottaktól. Vizsgán. k=1. 1 k = j.

0-49 pont: elégtelen, pont: elégséges, pont: közepes, pont: jó, pont: jeles

Minden x > 0 és y 0 valós számpárhoz létezik olyan n természetes szám, hogy y nx.

Analízis I. beugró vizsgakérdések

1. Példa. A gamma függvény és a Fubini-tétel.

(1 + (y ) 2 = f(x). Határozzuk meg a rúd alakját, ha a nyomaték eloszlás. (y ) 2 + 2yy = 0,

Analízis 1. (BSc) vizsgakérdések Programtervez informatikus szak tanév 2. félév

x 2 e x dx c) (3x 2 2x)e 2x dx x sin x dx f) x cosxdx (1 x 2 )(sin 2x 2 cos 3x) dx e 2x cos x dx k) e x sin x cosxdx x ln x dx n) (2x + 1) ln 2 x dx

Matematika alapjai; Feladatok

A fontosabb definíciók

Differenciaegyenletek

Differenciálegyenletek gyakorlat Földtudomány szak III/1 Mincsovics Miklós Emil

Lineáris algebra 2. Filip Ferdinánd december 7. siva.banki.hu/jegyzetek

6. gyakorlat. Gelle Kitti. Csendes Tibor Somogyi Viktor. London András. jegyzetei alapján

1. Komplex függvények dierenciálhatósága, Cauchy-Riemann egyenletek. Hatványsorok, elemi függvények

Differenciálegyenletek

Megoldott feladatok november 30. n+3 szigorúan monoton csökken, 5. n+3. lim a n = lim. n+3 = 2n+3 n+4 2n+1

5. Lineáris rendszerek

Vektorterek. =a gyakorlatokon megoldásra ajánlott

Differenciálegyenletek numerikus megoldása

Parciális dierenciálegyenletek

12. Mikor nevezünk egy részhalmazt nyíltnak, illetve zártnak a valós számok körében?

1. Homogén lineáris egyenletrendszer megoldástere

(x + 1) sh x) (x 2 4) = cos(x 2 ) 2x, e cos x = e

Bevezetés az algebrába 2

Lin.Alg.Zh.1 feladatok

Lineáris algebra. =0 iє{1,,n}

7. gyakorlat megoldásai

Sorozatok és Sorozatok és / 18

VIK A2 Matematika - BOSCH, Hatvan, 3. Gyakorlati anyag. Mátrix rangja

Elhangzott tananyag óránkénti bontásban

1. Számsorok, hatványsorok, Taylor-sor, Fourier-sor

2. gyakorlat. A polárkoordináta-rendszer

7. Oldjuk meg az alábbi kezdetiérték-problémát: y x y = 6x, y(0) =

Boros Zoltán február

Differenciálszámítás normált terekben

Differenciálegyenletek gyakorlat Matematika BSc II/2, elemző szakirány

ANALÍZIS II. TÉTELBIZONYÍTÁSOK ÍRÁSBELI VIZSGÁRA

Numerikus módszerek beugró kérdések

λx f 1 (x) e λx f 2 (x) λe λx f 2 (x) + e λx f 2(x) e λx f 2 (x) Hasonlóan általában is elérhető sorműveletekkel, hogy csak f (j)

Átírás:

Modellek és Algoritmusok - 2.ZH Elmélet Ha hibát elírást találsz kérlek jelezd: sellei_m@hotmail.com A fríss/javított változat elérhet : people.inf.elte.hu/semsaai/modalg/ 2.ZH Számonkérés: 3.EA-tól(DE-ek) - 11.EA-ig (Fourier-sorok már nem) Az els zh elötti EA-ok kézzelírott változata elérhet a fenti címen. 7. El adás - 2013.10.25. (Cauchy-formula) Tfh: f,g:i R (I R nyílt); f,g folytonosak; (τ, ξ) I R Ekkor x + f x = g, x(τ) = ξ KÉP 1 a) globálisan egyértelm en oldható meg b) a ϕ teljes megoldás, ÉT az egész I intervallum c) ϕ-re: ϕ(t) = ξ ϕ 0 (t) + ϕ 0 (t) t (ϕ τ 0(s)) 1 g(s)ds (t I) ahol ϕ 0 (t) = e t τ f Adottak: n N, I R nyílt A : I R n n folytonos b : I R n folytonos Tfh: a fenti feltételek teljesülnek Ekkor (τ, ξ) I R n esetén x (t) = A(t) x(t) + b(t), x(τ) = ξ KÉP: a) globálisan egyértelm en oldható meg b) a teljes megoldás, ÉT az egész I intervallum 1 Kezdeti Érték Probléma 1

Jel: M h az x = A x homogén lineáris DE 2 teljes megoldásainak halmazát Ekkor: 1) M h C 1 (I, R n ) := {f : I R n f C 1 } altér, dimm h = n 2) {ϕ (i) i = 1, 2,..., m} M h lineárisan független t 0 I : {ϕ (i) (t 0 ) i = 1, 2,..., m} R n vektorok lin. függetlenek Deníció: 8. El adás - 2013.11.08. 1) Az x = A x homogén lin. DER 3 alaprendszere az M h egy bázisa 2) Ha ϕ (1), ϕ (2),..., ϕ (n) egy alaprendszer ϕ (1) 1 ϕ (n) 1 Φ =..... : I R n n az x = A x egy alapmátrixa. ϕ (1) n ϕ (n) n Állítás: Ha Φ az x = A x egy alapmátrixa Φ (t) = A(t) Φ(t) mátrixegyenlet (A homogén általános megoldása) Legyen: ϕ (1), ϕ (2),..., ϕ (n) az x = A x egy alaprendszere, Φ alapmátrixa M h = { n k=1 c k ϕ (k) c k R, k = 1, 2,, n} = {Φ c c = c 1. c n R n } 2 Dierenciálegyenlet 3 Dierenciálegyenlet Rendszer 2

(Az inhomogén általános megoldása) Jel: M IH az x = A x + b a teljes megoldásainak a halmazát Legyen ψ 0 az inhomogén egy (partikuláris) megoldása Ekkor M IH = {ϕ + ψ 0 ϕ M h } (Az inhomogén DER megoldóképlete) Legyen Φ az x = A x egy alapmátrixa, (τ, ξ) I R n Ekkor: 1) az x = A x + b inhomogén DER összes(teljes) megoldása: ψ(t) = Φ(t) c + Φ(t) t τ Φ 1 (s) b(s)ds (t I, c R n ) 2) az x = A x + b, x(τ) = ξ KÉP teljes megoldására: ψ(t) = Φ(τ) Φ 1 (τ) ξ+φ(t) t τ Φ 1 (s)ds (t I) (Cauchy formula) Legyen A R n n és tfh. A-nak van n db lineárisan független s (1), s (2),..., s (n) R n sajátvektora és λ 1, λ 2,..., λ n R nem feltétlenül különböz sajátértéke ϕ (1) (t) = e λ 1 t s (1), ϕ (2) (t) = e λ 2 t s (2),..., ϕ (n) (t) = e λn t s (n) (t R) az x = A x egy alaprendszere 9. El adás - 2013.11.15. (A homogén általános megoldása) Tfh: K(z) = (z λ 1 ) m1... (z λ r ) mr, m 1 +...+m r = n; λ i -ik különböz ek Ekkor a f i,j (t) = t i e λ j t, (i = 0, 1... m j 1 ), (j = 1... r), (t R) függvények a Homogén egyenlet komplex alaprendszere. Az általános megoldás ezek lineáris kombinációi. (Próbafüggvény módszer) kvazipolinom { }} { y (n) (t)+a n 1 y (n 1) (t)+...+a 0 y(t) = P (t) }{{} e λ t (c 1 cos(β t) + c 2 sin(β t)) t nek egy polinomja csak kvázipolinom jobboldal esetén jó ez a módszer. 3

Legyen: α + i β =: λ C és { 0, ha λ nem gyöke K(λ)-nak k = k, ha λ K(λ)-nak k-szoros gyöke Ekkor az IH-nak van következ alakú megoldása: ψ 0 (t) = t k G(t) e }{{} λ t (A cos(β t) + B sin(β t)) polinom degg degp Másik módszer ψ 0 el állítására: Az állandók variálása Tfh: ϕ 0... ϕ n a homogén egy alaprendszere; az általános megoldása: ϕ(t) = c 1 ϕ 1 (t) +... + c n ϕ n (t) Keressük ψ 0 (t)-t: ψ 0 (t) = c 1 (t) ϕ 1 (t) +... + c n (t) ϕ n (t) Legyen: Φ = c(t) := ϕ 1 (t)... ϕ n (t) ϕ 1(t)... ϕ n(t).. ϕ (n 1) 1 (t)... ϕ n (n 1) (t) c 1 (t)... c n (t) Itt kezd dik a tétel: 0 Ha c(t)-re igaz: Φ(t) c 0 (t) =. b(t) (c 1... c n-re ez egy lineáris egyenletrendszer) ψ 0 (t) = n i=1 c i(t) ϕ i (t) megoldása az IH egyenletnek. 10. El adás - 2013.11.22. 4

Deníció: Az (f n ) : N R A ( = A R) fv. sorozat egyenletesen konvergens az A halmazon ha ɛ > 0 : n 0 N : n, m n 0 : f m (x) f n (x) < ɛ : x A Az (f n ) : N R A fv. sorozat egyenletesen konvergens f : A R : ɛ > 0 : n 0 N : n n 0 : f n (x) f(x) < ɛ : x A (Pontonkénti egyenletes konvergencia kapcsolata) a) Ha (f n ) : N R A egyenletesen konvergens A-n (f n ) pontonként is konv. A-n és a pontonkénti határfv. az egyenletes határfv.-el b) 11. El adás - 2013.11.29. (Weierstrass-kritérium) Legyen A R, f n : A R (n N) Tekintsük f n fv-sort és tfh. a) sup x A f n (x) a n (n N) b) a n sor konvergens Ekkor a f n sor egyenletesen konvergens. 5

("Folytonosság") Tfh. A R, f n : A R (n N) a) f n C(A) n = 1, 2,... b) f n egyenletesen konvergens Ekkor f := lim(f n ) határfv. is folytonos A-n. ("Integrál" Fv. sorozatra) Legyen f n : [a, b] R (n N) Tfh. a) f n R[a, b] n = 1, 2,... b) (f n ) egyenletesen konvergens [a, b]-n Ekkor 1) f := lim(f n ) R[a, b] b 2) f = lim b a n f a n ("Integrál" Fv. sorokra) Legyen f n : [a, b] R (n N) Tfh. a) f n R[a, b] n = 1, 2,... b) f n egyenletesen konvergens [a, b]-n Ekkor 1) f := + n=1 f n R[a, b] b 2) f = + b a n=1 f a n 6

("Deriválhatóság") Legyen f n : (a, b) R (n N) Tfh. a) f n D(a, b) n N és f n C(a, b) b) x o (a, b) : (f n (x o )) számsorozat konvergens c) az (f n) egyenletesen konvergens Ekkor 1) az (f n ) egyenletesen konvergens (a, b)-n 2) f := lim(f n ) D(a, b) 3) f (x) = lim n + f n(x) x (a, b) Ezekb l nem lesz számonkérés. 12. El adás - 13. El adás 7