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

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

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

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 A2 vizsga mgeoldása június 4.

Feladatok a Gazdasági matematika II. tárgy gyakorlataihoz

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

cos 2 (2x) 1 dx c) sin(2x)dx c) cos(3x)dx π 4 cos(2x) dx c) 5sin 2 (x)cos(x)dx x3 5 x 4 +11dx arctg 11 (2x) 4x 2 +1 π 4

2 (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

Többváltozós függvények Feladatok

Kalkulus 2., Matematika BSc 1. Házi feladat

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 )

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

VIK A1 Matematika BOSCH, Hatvan, 5. Gyakorlati anyag

3. Lineáris differenciálegyenletek

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

Az egyenlőtlenség mindkét oldalát szorozzuk meg 4 16-al:

Segédanyag az A3 tárgy gyakorlatához

DIFFERENCIÁLEGYENLETEK. BSc. Matematika II. BGRMA2HNND, BGRMA2HNNC

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

9. feladatsor: Többváltozós függvények deriválása (megoldás)

1. Folytonosság. 1. (A) Igaz-e, hogy ha D(f) = R, f folytonos és periodikus, akkor f korlátos és van maximuma és minimuma?

Matematika I. Vektorok, egyenesek, síkok

Matematika I. NÉV:... FELADATOK:

valós számot tartalmaz, mert az ilyen részhalmazon nem azonosság.

Modellek és Algoritmusok - 2.ZH Elmélet

Gyakorlo feladatok a szobeli vizsgahoz

Dierenciálhányados, derivált

2.7. Fourier-sor Gyakorló feladatok... 84

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)

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

Gyakorlatok. Tartalomjegyzék tavasz

VIK A3 Matematika, Gyakorlati anyag 2.

I. feladatsor. 9x x x 2 6x x 9x. 12x 9x2 3. 9x 2 + x. x(x + 3) 50 (d) f(x) = 8x + 4 x(x 2 25)

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

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

A fontosabb definíciók

2. SZÉLSŽÉRTÉKSZÁMÍTÁS. 2.1 A széls érték fogalma, létezése

First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit

Matematika szigorlat, Mérnök informatikus szak I máj. 12. Név: Nept. kód: Idő: 1. f. 2. f. 3. f. 4. f. 5. f. 6. f. Össz.: Oszt.

Gyakorló feladatok. Agbeko Kwami Nutefe és Nagy Noémi

Kettős integrál Hármas integrál. Többes integrálok. Sáfár Orsolya május 13.

2. Zárthelyi megoldásokkal 1998 tavasz I. évf tk.

1. Parciális függvény, parciális derivált (ismétlés)

Vektorok, mátrixok, lineáris egyenletrendszerek

Kalkulus I. gyakorlat Fizika BSc I/1.

ANALÍZIS II. Példatár

Matematika II. Feladatgyűjtemény GEMAN012B. Anyagmérnök BSc szakos hallgatók részére

4. Laplace transzformáció és alkalmazása

Dierenciálhatóság. Wettl Ferenc el adása alapján és

Lineáris algebra Gyakorló feladatok

Bevezetés az algebrába 2 Differencia- és differenciálegyenlet-rendszerek

6. feladatsor: Inhomogén lineáris differenciálegyenletek (megoldás)

Differenciálegyenletek Oktatási segédanyag

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!

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

VEKTORTEREK I. VEKTORTÉR, ALTÉR, GENERÁTORRENDSZER október 15. Irodalom. További ajánlott feladatok

Határozatlan integrál

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

KOVÁCS BÉLA, MATEMATIKA II.

11. gyakorlat megoldásai

Vektorterek. =a gyakorlatokon megoldásra ajánlott

ANALÍZIS III. ELMÉLETI KÉRDÉSEK

Matematika szigorlat június 17. Neptun kód:

5 1 6 (2x3 + 4) 7. 4 ( ctg(4x + 2)) + c = 3 4 ctg(4x + 2) + c ] 12 (2x6 + 9) 20 ln(5x4 + 17) + c ch(8x) 20 ln 5x c = 11

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

Gyakorló feladatok I.

Kalkulus I. gyakorlat, megoldásvázlatok

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

11. gyakorlat megoldásai

Obudai Egyetem RKK Kar. Feladatok a Matematika I tantárgyhoz

Matematikai analízis II.

Kétváltozós függvények differenciálszámítása

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

Matematika III. harmadik előadás

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

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

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

Matematika III előadás

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

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

Analízis szigorlat informatikusoknak (BMETE90AX20) tárgykövetelmény és tételsor

5. fejezet. Differenciálegyenletek

Differenciálegyenletek

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

Vizsgatematika. = kötelez bizonyítás Minden tételnél fontosak az el adáson elhangzott példák/ellenpéldák! Vizsgatematika 1 / 42

Definíció Függvényegyenletnek nevezzük az olyan egyenletet, amelyben a kiszámítandó ismeretlen egy függvény.

Matematika elméleti összefoglaló

Példatár Lineáris algebra és többváltozós függvények

Gazdasági matematika II. vizsgadolgozat megoldása, június 10

Differenciálegyenletek

differenciálegyenletek

Matematika szigorlat javítókulcs, Informatika I máj. 30.

Felügyelt önálló tanulás - Analízis III.

Lineáris leképezések. Wettl Ferenc március 9. Wettl Ferenc Lineáris leképezések március 9. 1 / 31

MATEMATIKA 2. dolgozat megoldása (A csoport)

MODELLEK ÉS ALGORITMUSOK ELŐADÁS

1. zárthelyi,

Feladatgyûjtemény. Analízis III. Sáfár Zoltán

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

A képzetes számok az isteni szellem e gyönyörű és csodálatos hordozói már majdnem a lét és nemlét megtestesítői. (Carl Friedrich Gauss)

Átírás:

. feladatsor: szeparábilis és els rend lineáris dierenciálegyenletek x. Mutassuk meg, hogy y = e x e t2 dt + 3e x megoldása az alábbi dierenciálegyenletnek: y y = e x+x2. 2. Adjuk meg az y = e 3x + 2x dierenciálegyenlet általános megoldását. Adjuk meg azt a partikuláris megoldást, amely eleget tesz az y() =, y () = 2 kezdeti feltételeknek. 3. Adjuk meg az y = x y e2x 3y2 (y ) dierenciálegyenlet általános megoldását. 4. Adjuk meg az y = y 2 xy, (x, y ) dierenciálegyenlet általános megoldását. Oldjuk meg az y() = 2, y() = 3, illetve az y( ) = 3 kezdetiérték-problémákat. 5. Oldjuk meg a következ szétválasztható változójú egyenleteket: y = y2 + 4y + 9, (x, x 5) (x )(x + 5) b) y = (3x ) 5 (y 2 4y) c) y = 2y2 + 3 2xe 4x2, (y ) y 6. A rádium bomlási sebessége arányos a pillanatnyi rádiummennyiséggel. udjuk, hogy a rádium felezési ideje 6 év. A kiindulási anyag mennyiségének hány százaléka bomlik el év alatt? 7. Oldjuk meg az alábbi kezdetiérték-problémát: y x y = 6x, y() = x 2 4. + 4 8. Adjuk meg az y 2 y = x dierenciálegyenlet általános megoldását. Oldjuk meg az y() = 3, x illetve az y( e) = 3e 2 kezdetiérték-problémákat. 9. Oldjuk meg az alábbi els rend egyenleteket: y 3x 2 y = 6x 2 b) y + 2 x y =, (x ) + x2 c) y + 5 x y = ex x 4, (x ) d) y + x y = 2 x + 3 2, y() = Szétválasztható változójú a dierenciálegyenlet, ha y = f(x)g(y) alakú. Ha g sehol sem nulla, akkor ekvivalens az g(y) dy = f(x) dx integrálegyenlettel. Lineáris a dierenciálegyenlet, ha y + g(x)y = f(x) alakú. Ennek összes megoldása y iá = y há + y ip alakú, ahol y há az y + g(x)y = homogén egyenlet általános megoldása, y ip pedig az inhomogén egyenletnek egy partikuláris megoldása. y ip -t az állandó variálásával y ip = c(x)ϕ(x) alakban keressük, ahol ϕ az y + g(x)y = homogén egyenlet egy sehol sem nulla megoldása.

2. feladatsor: új változó bevezetése, iráymez, izoklínák; vektorterek, lineáris függetlenség. Oldjuk meg új változó bevezetésével az alábbi dierenciálegyenleteket. Az, b), c) esetben alkalmazzuk az u(x) = y(x), a d) esetben pedig az u(x) = x + y(x) helyettesítést: x y = 2y2 + x 2 xy c) xy = y( + ln y ln x) d) y = x + y b) x 2 y + xy = x 2 + y 2, y() = 2 2. Írjuk fel az y = e y+2 x dierenciálegyenlet izoklínáinak egyenletét, és rajzoljunk fel kett t. Van-e lokális széls értéke az P (e, ) ponton áthaladó megoldásnak a P pontban? 3. ekintsük a következ dierenciálegyenletet: y = (y 2 4)x + x. A sík mely pontjaiban párhuzamos az iránymez az y = x egyenessel? Vázoljuk ezeket a pontokat és jelöljünk be néhány vonalelemet! b) Van-e lokális széls értéke vagy inexiós pontja az (, 2) ponton átmen megoldásnak ebben a pontban? (Feltéve, hogy van ilyen megoldás.) 4. Írjuk fel az y = y 3 x 2, y() = Cauchy-feladat megoldásának másodrend aylorpolinomját az a = körül! 5. Valós vektorterek-e a következ halmazok? Ha igen, határozzuk meg a dimenziójukat, adjuk meg egy bázisukat! Adjunk meg néhány alteret bennük! egész számok b) valós számok c) a valós számpárok d) P n = maximum n-edfokú polinomok e) a legalább n-edfokú polinomok f) a folytonos függvények g) a páros függvények h) a felülr l korlátos függvények i ) a korlátos függvények j) (x, y, z) R 3 x = y 6. Lássuk be, hogy R 2 -ben bázist alkot a (2, 3), (, 2) vektorpár. Állítsuk el e két vektor lineáris kombinációjaként a következ vektorokat: (, ) b) (9, 4) c) (, ) 7. Írjuk át a következ vektorokat a [(2,, ), (,, ), (,, 2)] bázisba! (,, ) b) (,, ) c) (3,, 7) 8. Egy vektortérben a, b, c lineárisan független vektorok. Lineárisan független-e az (a + b + c), (a + 2b + 3c), (a + 4b + 5c) rendszer? A sík minden pontjához, amelyen átmegy a dierenciálegyenlet egy megoldása, illesszünk egy kis szakaszt, amely az adott ponton átmen megoldást érinti. Az így kapott R 2 R 2 függvény a d.e. iránymez je. Ha a dierenciálegyenlet y = f(x, y) alakú, akkor az (x, y ) R 2 pontban az iránymez meredeksége f(x, y ). Az izoklína azon pontok halmaza a síkon, melyekben az iránymez azonos irányba mutat. Ha a dierenciálegyenlet y = f(x, y) alakú, akkor az izoklínák egyenlete f(x, y) = K, ahol K R az iránymez kérdéses meredeksége. V altér, ha v, v 2 V esetén (v + v 2 ) V, és v V, α R esetén (αv) V is.

3. feladatsor: mátrixok, determináns, mátrixok rangja, Gauss-elimináció. Végezzük el az összes lehetséges szorzást A, B, C, A, B, C között! [ ] 2 3 4 3 2 A = B = C = 2 3 2 4 3 5 6 2 [ 2 3 4 5 6 7 8 ] 2. Számoljuk ki a következ mátrixok determinánsát: [ ] 2 2 [ ] 3 b) 4 4 5 sin α cos α c) 2 3 cos α sin α 7 8 d) 2 3 5 6 7 e) 9 5 4 4 2 3 4 3 3. Számítsuk ki a következ mátrixok rangját! [ ] 2 3 2 3 2 A = B = C = D = 7 5 2 4 5 3 5 6 2 5 5 3 6 9 [ 7 ] 2 7 5 2 9 8 E = 3 4 3 4 9 8 2 4. Számítsuk ki a következ mátrixok determinánsát, rangját, és inverzét! [ ] 2 3 4 2 3 2 A = B = 2 4 5 C = 2 2 7 5 D = 2 3 2 3 5 6 3 3 3 3 5. Legyen a = ( 2, 4), b = (4, 3, 2), c = (2, 4, 6, 8). Oldjuk meg az. feladatbeli A, B, C és D mátrixokkal az Ax = a, Bx = b, Cx = c és Dx = c egyenletrendszert. 6. Hány független vektor választható ki közülük? Mennyi a generált altér dimenziója? (2,, 6), (,, 3), (7, 7, 7) b) (, 2,, ), (2,, 2, ), (, 3, 2, ), (, 5, 2, ) Elemi sortranszformációk: ) Egy mátrix sorának beszorzása egy λ skalárral. 2) Egy mátrix egyik sorához egy másik sor λ-szorosának hozzáadása. 3) Két sor felcserélése. Elemi oszloptranszformációk: mint fent, csak oszlopokkal.

4. feladatsor: lineáris egyenletrendszerek; sajátérték, sajátvektor. Oldjuk meg az Ax = b egyenletrendszert a Gauss-eliminációval! Rang[A] =? 2 3 3 2 3 A = 4 5 b = 6 b) A = 4 4 5 b = 6 c) A = 5 6 7 b = 7 8 9 7 7 8 2. Hogyan kell α, β-t megválasztani, hogy az egyenletrendszernek ne legyen megoldása? Hát hogy végtelen sok megoldása legyen? 9 3 4 5 y + 2z = 3 x + 3y = β 2x + αy + z = 2 5 x 3. Legyen A = 3 2, b = 8, x = x 2. Hogyan válasszuk meg az α és β α 2 β x 3 paraméterek értékét úgy, hogy az Ax = b egyenletnek egyértelm megoldása legyen; végtelen sok megoldása legyen; illetve ne legyen megoldása? 4. Határozzuk meg a sajátértékeket, sajátvektorokat! [ ] 3 3 3 2 2 b) 4 2 3 c) 4 3 d) 2 2 2 5 4 2 3 4 [ ] 5 5. udjuk, hogy az A = mátrix egyik sajátvektora v a = (, ). Határozzuk meg az a paraméter értékét, a sajátértékeket, és a másik sajátvektort! 4 8 2 6 Elemi sortranszformációk: ) Egy mátrix sorának beszorzása egy λ skalárral. 2) Egy mátrix egyik sorához egy másik sor λ-szorosának hozzáadása. 3) Két sor felcserélése. Elemi oszloptranszformációk: mint fent, csak oszlopokkal. Egy A n n-es mátrixnak λ a sajátértéke, és v a λ-hoz tartozó sajátvektora, ha A(v) = λv.

5. feladatsor: Magasabbrend lineáris dierenciálegyenletek. Oldjuk meg a következ homogén lineáris állandó együtthatós egyenleteket! y 8y + 5y = b) y + 2y = c) y 8y + 6y = d) y + 4y + 3y = e) y + 25y = f) y + 2y + y = g) y + 4y + 3y = h) y (4) y = i ) y (4) y (3) = 2. Oldjuk meg az alábbi kezdetiérték-problémákat! y + 2y + 2y =, y() = 2, y () = b) y + 3y 4y =, y() = 3, y () = 4 c) y + y + 25y =, y() =, y () = 7 3. Írjunk fel egy olyan legalacsonyabbrend valós konstans együtthatós homogén lineáris dierenciálegyenletet, melynek megoldásai az alábbi függvények! Írjuk fel a dierenciálegyenlet általános megoldását is! 2e 5x e 3x b) 6x 2 + 5e 2x c) 7x, sin 5x d) 3x 2 e 2x, e 3x e) 6 + e 3x sin x 4. Oldjuk meg a következ inhomogén lineáris, állandó együtthatós egyenleteket! y 5y + 6y = 2 sin 2x b) y 5y + 6y = 2xe x c) y 6y + 3y = 39 d) y y 2y = 3e 2x, y() = 3, y () = e) y 3y + 2y = e 3x + 4x 2 6 f) y 3y + 2y = x + e x g) y 2y + y = 6e x h) y + 8y + 25y = e 4x i ) y + 2y = 2x + 3 j) y + y = sin x 5. Oldjuk meg a következ dierenciálegyenleteket! y (4) 8y + 6y = 2x 9 b) y + y = 2 sin x cos x, y() =, y () = c) y 2y y + 2y = 2 e2x + 2 e 2x A másodrend homogén lineáris állandó együtthatós dierenciálegyenlet y +ay +by = alakú (a, b R). Ha ennek egy megoldását e λx alakban keressük, akkor ezt visszaírva az egyenletbe, az egyszer sítések után λ-ra a λ 2 + aλ + b = karakteriszitkus polinom adódik. Legyen ennek két megoldása λ és λ 2. Ekkor az általános megoldások: Ha λ, λ 2 R, λ λ 2 : y(x) = c e λx + c 2 e λ 2x (c, c 2 R). Ha λ, λ 2 R, λ = λ 2 : y(x) = c e λx + c 2 xe λ x (c, c 2 R). Ha λ, λ 2 C, λ = p + qi, λ 2 = p qi: y(x) = c e px cos qx + c 2 e px sin qx (c, c 2 R). Az n-edrendú inhomogén lineáris egyenlet y (n) + a n y (n ) +... + a y = f(x) alakú. Ekkor a megoldások y h + y p alakúak, ahol y h a homogén egyenlet általános megoldása, y p pedig az inhomogén egyenlet egy partikuláris megoldása. Ha f(x) speciális, akkor y p -t az alábbi alakban keressük (próbafüggvény módszere): f(x) = Ke αx esetén y p = Ae αx alakú, (A R) f(x) = a m x m +... + a x + a esetén y p = B m x m +... + B x + B alakú, (B i R) f(x) = K sin αx vagy f(x) = K cos αx esetén y p = A sin αx + B cos αx alakú. (A, B R). Ha f a fenti típusú függvények összege, szorzata, akkor a kísérletez függvényeket is össze kell adni, szorozni. Ha a kísérletez függvény szerepel a homogén egyenlet megoldásai között is (küls rezonanci, akkor ez nem lesz jó. Ekkor y p -t x els olyan hatványával kell megszorozni, hogy már ne szerepeljen a homogén megoldások között.

6. feladatsor: Laplace-transzformáció. A deníció alapján számoljuk ki a következ függvények Laplace-transzformáltját: ha t = a(t) = különben ha t > c) c(t) = ha t 3 ha t [, 2] b) b(t) = különben t ha t > d) d(t) = ha t 2. Keressük meg a következ függvények Laplace-transzformáltját: 7 sin 3t b) 6t 2 + 3t 2 c) t cos 7t d) e 2t sin 3t 3. * Keressük meg a következ függvények Laplace-transzformáltját: te t cos 4t b) t 2 sin 5t 4. Számoljuk ki a következ függvények inverz Laplace-transzformáltját: 3 s + s 5 7 e) 3 s 2 + 4s + 4 s 2 b) f) s 3 + 4 s 2 25 4 s 2 + 2s c) g) 7 s 2 + 4 3 s 3 + 2s 2 d) s + 4 s 2 + 9 5. Oldjuk meg a következ dierenciálegyenleteket. (Segítség: vegyük mindkét oldal Laplacetranszformáltját, oldjuk meg az így kapott algebrai egyenletet, majd a megoldásnak keressük meg az inverz Laplace-transzformáltját!) y = y, y() = 3 b) y = 7y, y() = c) y = y, y() =, y () = 2 d) y = y, y() =, y () = e) 2y y =, y() = /2 f) y + 7y = 6, y() = g) 2y + y = e 2t, y() = h) y + 3y + 2y = e t, y() =, y () = i) y + 2y + 5y =, y() =, y () = j) y + y = sin 3t, y() = 6. Oldjuk meg Laplace-transzformációval az alábbi kezdetiérték-problémákat: x = x + 4y, y = 2x y, x() = 2, y() = 2 b) x = 2x 3y, y = 3x + 2y, x() =, y() = 4 c) x = 5x y, y = 3x + y, x() =, y() = 2 d) x = 8y, y = 2x, x() =, y() = 2

A Laplace-transzformált deníciója Az f(t) függvény Laplace-transzformáltja: F (s) = Lf(t)(s) = e st f(t) dt. étel: Ha f(t) szakaszonként folytonos, és alkalmas M, α R-el f(t) < Me αt, akkor f(t)-nek létezik Laplace-transzformáltja. A Laplace-transzformáció tulajdonságai Jelölje f(t) Laplace-transzformáltját F (s). Ekkor: Laf(t) + bg(t)(s) = af (s) + bg(s) (a, b R) Le at f(t)(s) = F (s Lf(at)(s) = ( s a F a f(t) L (s) = F (r) dr t Lt n f(t)(s) = ( ) n F (n) (s) s ) Lf (t)(s) = sf (s) f() Lf (n) (t)(s) = s n F (s) s n f() s n 2 f ()... f (n ) () Néhány alapfüggvény Laplace-transzformáltja L(s) = Lt n (s) = n! s s n+ Le at (s) = Lt n e at n! (s) = s a (s n+ a s Lsin(at)(s) = Lcos(at)(s) = s 2 + a 2 s 2 + a 2 Lt sin(at)(s) = Le bt sin(at)(s) = Lsh(at)(s) = 2as (s 2 + a 2 ) 2 Lt cos(at)(s) = s2 a 2 (s 2 + a 2 ) 2 a (s b) 2 + a 2 Le bt cos(at)(s) = a s 2 a 2 Lch(at)(s) = (n N, a, b R) s b (s b) 2 + a 2 s s 2 a 2 (shx = ex e x 2 ) chx = ex + e x 2

7. feladatsor: numerikus sorok. Konvergensek-e az alábbi sorok? Ha igen, mennyi az összegük? ( n ) ( + n b) c) hf n(n + ) n ) n + 2 2. Konvergensek-e az alábbi sorok? Ha igen, mennyi az összegük? + n= 2 2n ( 5) n+2 b) + 2 3n+ + ( 5) n d) hf 3 2n+2 e) hf + n=2 + n=2 3 2n+ 2 3n 2 c) ( ) n 3 n+ n=2 3 2n+ f) hf 3. Konvergens? (Használjuk a majoráns, minoráns kritériumokat.) 2n + n 2 b) e) hf n 2 n + 3 2n 5 + 2n 2 + 7 5n + 2 n 7 c) + + 7n 3 7 n 5 + 2n 4 d) 2 n + 3 n+ 5 n 2 3n 2 n 4 2n 2n 3 n + 3 3n 4 + 2n 2 + 7 f) hf 2 n + 3 n+ + 6 n g) hf 3 2n + h) hf n 2n + 4. Konvergens? (Használjuk a hányados- és gyökkritériumot.) d) 7 n 2 (n + )! b) 5 3n 2 2n n 5 2 3n+ e) hf 2 3n n 7 g) hf (n + 2) 4 n (n + 5) n! 5. Igaz? Hamis? h) hf (n + )! n n n 4 c) ( 4n 4n + ) 3n 2 (n + 5) 3 n 3 2n+ f) hf 5 n+ ( ) n 2 3n + 3 i ) hf 3n + a n konvergens lim a n = b) lim a n = a n konvergens c) a n konvergens a 2 n konvergens 6 ḥf Lássuk be, hogy.23232323... racionális szám, és írjuk fel mint két egész szám hányadosa. Ha (a n ) egy sorozat, akkor a a n neve sor. A sor összege: A geometriai sor összege: aq n = n= aq n = + a n := a, ha q <. q Majoráns kritérium: Ha a n b n, és b n konvergens, akkor a n is. Minoráns kritérium: Ha a n b n, és a n divergens, akkor b n is. ( k lim a i ). k + i= Gyökkritérium: Ha lim n a n <, akkor a n konvergens; ha lim n a n >, akkor divergens. Hányadoskritérium: Ha lim <, akkor an konvergens; ha lim >, akkor div. a n+ a n a n+ a n

8. feladatsor: Abszolút és feltételes konvergencia, hatványsorok, aylor-sorok. Konvergens? Abszolút konvergens? ( ) n ( ) n+ b) n n c) n d) hf ( ) n 2 n 3 n + e) hf ( )n 2n + 3n 2 ( )n n + f) hf ( ) n n 2 ( n + n + 5 ) n 2. Határozzuk meg a következ sorok konvergenciatartományát! ( ) n n 2 (x n )n b) ( ) n 2n + (2n)! (x + 7)n c) d) (2x + 4) n n 2 3 n e) n 2 n x3n f) ( 2) n (n + 3) x n n 2 + 3 n + (x 2)2n 9n 3. Határozzuk meg a következ sorok konvergenciasugarát! (n + 2) n2 (n + ) n (n + 6) n2 + xn b) n! 4. Adjuk meg az alábbi függvények x bázispontú aylor-sorfejtését és annak konvergenciatartományát! f(x) = x 3, x = ; x = 5 b) f(x) = x + 2, x = 2; x = 5 c) f(x) = x5 x 2, g(x) = + 3 x 2 + 3, x = d) f(x) = 3x4, g(x) = x + 7 x + 7, x = 5. Írjuk fel az alábbi függvények x pontbeli aylor-sorát és annak konvergenciatartományát! f (x) = sin 3x 2 x = b) f 2 (x) = e 4x x = ; x = 3 c) f 3 (x) = sh 2x 4, x = d) f 4 (x) = e 2x ch 5x, x = x n Majoráns kritérium: Ha a n b n, és b n konvergens, akkor a n is. Minoráns kritérium: Ha a n b n, és a n divergens, akkor b n is. Gyökkritérium: Ha lim n a n <, akkor a n konvergens; ha lim n a n >, akkor divergens. Hányadoskritérium: Ha lim <, akkor an konvergens; ha lim >, akkor div. a n+ a n a n+ a n Ha a n mon. csökken, lim a n =, és a n el jele váltakozó, akkor a n Leibniz-sor, ami konv. A c n (x n a körüli hatványsor konvergenciahalmaza egy intervallum, melynek végpontjai ( a r és a + r, ahol r = lim sup n a n ) a konvergenciasugár. r = lim a n, a n+ ha ez létezik. Az f függvény a R pont körüli aylor-sora: n= f (n) ( (x n. n!

9. feladatsor: aylor-sorok, binomiális sorfejtés. Adjuk meg az f(x) = 5x 3 e 3x2 függvény x = bázispontú aylor-sorfejtését és annak konvergenciatartományát! Számítsuk ki f () () és f () () értékét! 2. Írjuk fel az f(x) = x + 3 függvény x = bázispontú aylor-sorfejtését, és határozzuk meg a konvergenciasugarat (R -et)! Az f függvény sorfejtésére támaszkodva írjuk fel az alábbi függvények x = bázispontú sorfejtését! g(x) = ln(x + 3), R 2 =? b) h(x) = (x + 3), R 3 3 =? 3. udjuk, hogy ln( + x) = x x2 2 + x3 3 x4 ) 4 +..., R =. Írjuk fel az f(x) = ln ( + x2 függvény x = bázispontú aylor-sorát, és adjuk meg 3 a konvergenciasugarat! ) b) Az f függvény sorfejtését felhasználva adjuk meg az ln ( + x2 dx integrál értékét 3 az f függvény negyedfokú aylor-polinomjának felhasználásával, és becsüljük meg a hibát! 4. Írjuk fel az f(x) = és g(x) = függvények x = bázispontú aylor-sorát 4 x 4 x 2 és a sor konvergenciasugarát! Adjuk meg elemi m veletekkel az a 4 együtthatót! 5. Legyen f(x) = 5 32 2x 2 és x =. Írjuk fel az f függvény x bázispontú aylor-sorát és a sor konvergenciasugarát! b) a 8 =? (Elemi m veletekkel adjuk meg!) c) f (26) () =?, f (25) () =? 6. Írjuk fel a g(x) = 2x 3 5 32 2x 2 konvergenciasugarát! Számítsuk ki g (2) () és g (3) () értékét! 7. Adjuk meg az /2 függvény x = bázispontú aylor-sorát és a sor dx integrál értékét az integrandus nyolcadfokú aylor- + x 4 polinomjának felhasználásával, és becsüljük meg a hibát! 8. Írjuk fel az f(x) = 4 + 2x 3 függvény x = bázispontú aylor-sorát és a sor konvergenciasugarát! Számítsuk ki f (9) () és f () () értékét! Az f függvény a R pont körüli aylor-sora: At f(x) = ( + x) α R =. n= f (n) ( (x n. n! függvény MacLaurent-sora k= ( α k) x k, melynek konvergenciasugara

. feladatsor: R 2 R függvények, határérték, folytonosság. Szemléltessük térbeli koordináta-rendszerben az alábbi felületeket: ax + by + cz = d b) x 2 + y 2 z = c) z = 6 x 2 y 2 d) x 2 y 2 z = e) z = xy f) x 2 + y 2 z 2 = g) x 2 + y 2 + z 2 = 4 h) x 2 + y 2 = 4 2. Számoljuk ki a következ határértékeket: xy + 3 sin x lim x 2 b) lim y + 4 cos y d) sin xy lim e) lim (x,y) (,3) x x 2 + y 2 f) lim g) xy 3xy 3 lim 2x 2 + 2y 2 h) lim j) lim 3. Legyen f(x, y) = 3x2 y 2 3x 2 + 5y 2 2x 2 + y 2 k) lim (x,y) (2, 2) sin(x 2 y) c) lim x 2 cos y 2 2x 2 + 2y 2 i ) lim x 2 + 2xy + y 2 x 2 y 2 l ) lim x y xy 2 2x 2 + 3y 2 x + xy y x + xy + y 4x 4 ha (x, y) (, ), és különben. Mely pontokban folytonos? + 7y4 4. Legyen f(x, y) = arctg x 2 ha (x, y) és legyen f(, ) = c. Adjuk meg c értékét úgy, + y2 hogy f minden pontban folytonos legyen. 5. ovábbi gyakorló feladatok: lim x y x 3 y d) lim (x,y) (,) x y g) lim =? b) lim =? e) lim x 2 sin 2y =? x 2 h) lim + y2 x 2 y(x + y) 4x + 3y 2x + 8y e x2 3y =? c) lim (x,y) (2,) + 2x 2 + 3y =? 2 =? f) lim (3x2 + 4y 2 ) arctg x y =? x 2 sin 2y =? 2x 2 i ) lim + 5y2 x 5 y 3 2x 8 + y 8 =? 6. Legyen f(x, y) = x4 + x 2 y + y 2 x 4 + y 2 ha (x, y) (, ), és különben. Mutassuk meg, hogy az origón átmen bármely egyenes mentén felvéve egy origóhoz tartó pontsorozatot, az ezekhez tartozó függvényértékek sorozatának mindig ugyanaz a határértéke. Vizsgáljuk meg a függvényértékek sorozatának határértékét akkor is, ha az y = x 2 egyenlet parabolán közelítünk az origóhoz. Van-e a függvénynek határértéke az origóban? Egy f : R n R függvénynek a R a határértéke az x R n pontban, ha minden ε > -hoz létezik δ, hogy < x x < δ esetén f(x) a < ε. f : R n R folytonos az x pontban, ha lim x x f(x) = f(x ).

. feladatsor: R n R függvények deriválása. Számoljuk ki a következ függvények parciális deriváltjait! f(x, y) = x2 e x+y2 2x 2 + + ln(x4 + ) + (2y + ) 6 b) f(x, y) = x 3 3xy 2 + 2x 5y + ln 2 2. Legyen f(x, y) = 5(x ) 4 + 4y 2. Írjuk fel az els rend parciális deriváltfüggvényeket! (Az (, ) pontban használjuk a deníciót.) 3. Legyen f(x, y) = (2x y) 4 + 4x 3 8y 2. Számoljuk ki az els és másodrend parciális deriváltakat! Hol deriválható (totálisan) a függvény? Mivel egyenl grad f(, 2)? (x 2)y2 4. Legyen f(x, y) = x 2 + y + 6x + 2 3y, ha (x, y) (, ) és f(, ) =. Mivel egyenl f x(x, y) és f x(x, y)? Hol dierenciálható f? 5. Legyen f(x, y) = sin(y2 + 2x 2 ), ha (x, y) (, ) és f(, ) =. y2 + 2x2 lim f(x, y) =? Folytonos-e f az origóban? b) f x(, ) =? (Használjuk a deníciót!) c) otálisan deriválható-e f az origóban? 6. Adott az f(x, y, z) = x 3 +y 4 +x 2 ye 2z függvény. Mivel egyenl grad f(,, )? Miért létezik? f xxz =? f xzx =? 7. Írjuk fel f(x, y) = (2x y) 2 + 4x 2 8y függvény P (, 2) pontbeli érint síkjának egyenletét! 8. Írjuk fel az f(x, y, z) = x 2 y + yz 5z 2 függvény gradiensét! Miért létezik a gradiens? Számítsuk ki az f függvény P (,, ) pontbeli v = ( 3, 4, ) irányú deriváltját! 9. Adott az f(x, y) = 3y + e xy2 2y arctg x y függvény és a P (, ) pont. f x(x, y) =?; f y(x, y) =?, ha y b) Írjuk fel az f függvény P pontbeli érint síkjának egyenletét! c) Mennyi az f függvény P pontbeli v = (2, 7) irányú deriváltja? d) Adjuk meg az f függvény P pontbeli iránymenti deriváltjának maximumát (minimumát), és adjuk meg a maximumhoz (minimumhoz) tartozó irányt.. Az f(x, y) = y3 e 2x+ képlettel megadott felületre a ( 2, ) pont fölött egy vízcseppet ejtünk. Merre fog elindulni? Mekkora az adott pontban a maximális meredekség?. Legyen f(x, y) = x2 3y 2 2x 2, ha (x, y) (, ) és f(, ) = 3. + y2 lim f(x, y) =? Folytonos-e f az origóban? b) f x(x, y) =? f y(x, y) =? (Az origóban használjuk a deníciót!) c) Mennyi az f függvény (, ) pontbeli v = ( 5, ) irányú deriváltja? d) Adjuk meg az f függvény (, ) pontbeli iránymenti deriváltjának maximumát és minimumát! e) Írjuk fel az f függvény (, ) pontbeli érint síkjának egyenletét!

2. feladatsor: széls értékszámítás; kett s integrál téglalap- és normáltartományon. Keressük meg a következ függvények lokális széls értékeit! f(x, y) = (x 3y + 3) 2 + (x y ) 2 b) f(x, y) = (x y + ) 2 (x 2 2) 2 c) f(x, y) = x 3 3x 2 + 2xy + y 2 4 d) f(x, y) = 2 x + 5 y + xy e) f(x, y) = 4xy x 4 y 4 2. Keressük meg az x 2 +y 2 +y függvény maximumát és minimumát az (x, y) x 2 +y 2 halmazon! 3. Legyen f(x, y) = x 3 y 5. Keressük meg f lokális széls értékeit! Keressük meg f minimumát és maximumát a (, ), (, ), (, ) csúcsok által meghatározott háromszöglapon! 4. Géza a pajtája falához egy m 3 térfogatú, felülr l nyitott, téglatest alakú szénatárolót szeretne építeni. A tároló egyik oldalát a pajta fala alkotja, csak a maradék 3 oldalát és az alját kell elkészítenie. Hogyan méretezze a téglatestet, hogy a lehet legkevesebb anyagot kelljen felhasználnia? Oldjuk meg a feladatot úgy is, hogy a tároló alját a föld alkotja! 5. Számoljuk ki: xy d(x, y) =? A = (x, y) x, y A b) x sin xy d(x, y) =? A = (x, y) x 3, y π A 2 c) x d(x, y) =? = (x, y) x 2 y x + 2 x 2 d) d(x, y) =? = (x, y) y2 x y x, x 2 6. Cseréljük fel az integrálás sorrendjét, és számoljuk ki az alábbi integrálokat: c) 2 y 2 y sin x 2 dx dy =? b) y/2 e x2 dx dy =? d) 2 2y 8 2 4 cos(x 2 ) dx dy =? 3 x y 4 + dy dx =? Az f : R 2 R kétszer deriválható függvénynek lokális széls értéke x -ban csak úgy lehet, ha x -ban minden parciális deriváltja. Annak [ eldöntésére, hogy] x -ban tényleg széls értéke f van-e, nézzük ezt a determinánst: D(x ) = det xx(x ) f xy(x ) f yx(x ) f yy(x. Ha D(x ) >, akkor x - ) ban lokális széls érték van: ha f xx(x ) > akkor minimum, ha f xx(x ) < akkor maximum. Ha D(x ) <, akkor x -ban nincs lokális széls érték, míg D(x ) = esetén bármi el fordulhat.

3. feladatsor: integrálás több dimenzióban. Számoljuk ki: y 2 d =? = (x, y) x 2 + y 2 4, y x b) x 2 y d =? = (x, y) x 2 + y 2 4, x, y c) 7xy 4 d =? = (x, y) 4 x 2 + y 2 9, x, y 3x 2. Számítsuk ki az xy x2 + y 2 d integrál értékét, ha az 4 x2 + y 2 25, x, y egyenl tlenségekkel adott tartomány. 3. Számítsuk ki az xy 2 z 3 dv integrál értékét, ha az els térnyolcadba es V korlátos V térrész határai a z = xy egyenlet felület, valamint a z =, x =, y =, y = x egyenlet síkok. 4. Számoljuk ki az x 2 + y 2 = egyenlet henger és a z =, valamint a z = 2 x y egyenlet síkok által határolt térrész térfogatát! 5. A V korlátos térrész határai a z = x 2 + y 2, illetve a z = egyenlet felületek. Számítsuk ki az x2 + y 2 dv integrál értékét! V 6. Számoljuk ki a z = x 2 + y 2 és a z = 6 x 2 y 2 egyenlet felületek által határolt korlátos térrész térfogatát! 7. Számítsuk ki az xyz dv integrál értékét, ahol a V korlátos térrész az x 2 + y 2 + z 2 V gömb belsejének az x, y, z térnyolcadba es része. 8. Számoljuk ki az x 2 + y 2 + z 2 és a x 2 + y 2 z 3 x 2 + y 2 egyenl tlenségekkel adott térrész térfogatát! Integráltranszformáció: Legyen A, B R n, f : A R, ϕ = (ϕ,... ϕ n ) : B A deriválható, kölcsönösen egyértelm függvény. Ekkor ϕ (x) egy olyan n n-es mátrix, amelynek (i, j) eleme (ϕ j ) i(x). Igaz a következ : A f(x) da = B (f ϕ)(y) det ϕ (y) db. Egy gyakori integráltranszformáció a ϕ : R + [, 2π] R 2 polártranszformáció. Ekkor ϕ(r, α) = (r cos α, r sin α), és det ϕ(r, α) = r. Azaz, ha A R 2 egy R sugarú körlap, akkor R 2π f(x, y) d(x, y) = f(r cos α, r sin α) r dα dr. A A henger-koordinátarendszer R 3 -ban: (r, ϕ, z) (r cos ϕ, r sin ϕ, z). A hengerkoordinátákra való áttérés Jacobi-determinánsa: det J = r.

gyakorló feladatok. Határozzuk meg az alábbi függvények lokális széls értékeit! f(x, y) = x 3 9x + y 2 6y b) f(x, y) = 2x + y + 4 xy c) f(x, y) = x + 3 y3 3y x e) f(x, y) = xy + 8y x d) f(x, y) = y 3 2y + 2(x + y) 2 8(x + y) f) f(x, y) = x2 + y 2 + 4xy + 9y 2. Határozzuk meg a z = 4 x 2 y 2 egyenlet felület z része és az xy sík által határolt térrészbe írható maximális térfogatú téglatest oldalait, ha a téglatest lapjai a koordinátasíkokkal párhuzamosak. 3. Egy téglatest egy pontban összefutó éleinek összege 6 cm. Mekkorák az élek, ha a téglatest térfogata maximális? 4. Számítsuk ki az 2yx 4 d integrál értékét, ha az A(, ), B(2, ), C(2, 6) és a D(, 8) pontok által meghatározott trapéz. 5. Cseréljük fel az integrálás sorrendjét: e 2x e x f(x, y) dy dx b) 6. * Legyen = (x, y) x 2 4x + y 2, y. Mennyi 2 x x f(x, y) dy dx f(x, y) d(x, y) értéke, ha f(x, y) = y(x 2 + y 2 ) 3, b) f(x, y) = (x 2 4x + y 2 ) 5. 7. Számítsuk ki az x 2 d integrál értékét, ha = (x, y) x 2 + y 2 4, x, y b) = (x, y) x 2 + y 2 4, x 8. Számoljuk ki: (x 2 + y 2 4) 5 d =? = (x, y) x 2 + y 2 4, y b) ( + 2x 2 + 2y 2 ) d =? = (x, y) x 2 + y 2 4, x 5 c) ln(x 2 + y 2 ) d =? = (x, y) x 2 + y 2 d) e 3x 5y d =? = (x, y) x, y 9. Számítsuk ki az és a z 2 egyenl tlenségekkel adott.. Számoljuk ki az R sugarú gömb térfogatát. V 2z dv integrál értékét, ahol a V korlátos térrész az z 3 x 2 + y 2