x n = 1 + x + x 2 + x 3 + x x n + = 1 1 x

Like dokumenter
Fasit til utvalgte oppgaver MAT1110, uka 18/5-21/5

MA1102 Grunnkurs i Analyse II Vår 2017

Vi skal hovedsakelig ikke bestemme summen men om rekken konvergerer. det vil si om summen til rekken er et bestemt tall

MA1102 Grunnkurs i analyse II Vår 2014

TMA4100 Matematikk 1 Høst 2014

Velkommen til oversiktsforelesninger i Matematikk 1. med Jørgen Endal

Løsningsforslag til prøveeksamen i MAT1110, våren 2012

Løsningsforslag Eksamen MAT112 vår 2011

Totalt Antall kandidater oppmeldt 1513 Antall møtt til eksamen 1421 Antall bestått 1128 Antall stryk 247 Antall avbrutt 46 % stryk og avbrutt 21%

Positive rekker. Forelest: 3. Sept, 2004

s = k k=1 dx x A n = n = lim = lim 2 arctan ( x = π arctan ( n (2k 1)!, s n = k=1

MA 1410: Analyse Uke 48, aasvaldl/ma1410 H01. Høgskolen i Agder Avdeling for realfag Institutt for matematiske fag

8 + 2 n n 4. 3n 4 7 = 8 3.

MA1102 Grunnkurs i analyse II Vår 2019

Terminprøve R2 Høsten 2014 Løsning

Eksamen R2, Høsten 2010

Tid: 3 timer Hjelpemidler: Vanlige skrivesaker, passer, linjal med centimetermål og vinkelmåler er tillatt.

MA1101 Grunnkurs Analyse I Høst 2017

Utvidet løsningsforslag Eksamen i TMA4100 Matematikk 1, 16/

Eksamen REA3028 S2, Våren 2011

OM TAYLOR POLYNOMER. f x K f a x K a. f ' a = lim x/ a. f ' a z

Ma Analyse II Øving 5

Følger og rekker. Kapittel Følger

Eksamen REA3024 Matematikk R2. Nynorsk/Bokmål

Eksamen R2, Våren 2010

e n . Videre er det en alternerende følge, da annenhvert ledd er positivt og negativt. Vi ser også at n a n = lim n e n = 0. lim n n 1 n 3n 2 = lim

MA1102 Grunnkurs i analyse II Vår 2014

Eksamen R2, Va ren 2013

Ukeoppgaver, uke 42, i Matematikk 10, Bestemt integrasjon. 1

TMA4120 Matte 4k Høst 2012

Forkunnskaper i matematikk for fysikkstudenter. Derivasjon.

TMA4125 Matematikk 4N

Polynominterpolasjon

OPPGAVE 4 LØSNINGSFORSLAG OPPGAVE 5 LØSNINGSFORSLAG UTVIKLING AV REKURSIV FORMEL FOR FIGURTALL SOM GIR ANDREGRADSFUNKSJONER

2. Bestem nullpunktene til g.

FØLGER, REKKER OG GJENNOMSNITT

Eksamen REA3028 S2, Våren 2012

Høgskolen i Telemark Avdeling for estetiske fag, folkekultur og lærerutdanning BOKMÅL 16. mai 2008

UNIVERSITETET I OSLO

Løsning eksamen R2 våren 2010

Løsning eksamen S2 våren 2010

Differensligninger Forelesningsnotat i Diskret matematikk Differensligninger

Avsnitt 8.1 i læreboka Differensligninger

S2 kapittel 1 Rekker Løsninger til innlæringsoppgavene

Løsningsforslag for andre obligatoriske oppgave i STK1100 Våren 2007 Av Ingunn Fride Tvete og Ørnulf Borgan

Der oppgaveteksten ikke sier noe annet, kan du fritt velge framgangsmåte.

TMA4245 Statistikk Eksamen mai 2017

Uke 12 IN3030 v2019. Eric Jul PSE-gruppa Ifi, UiO

Løsning R2-eksamen høsten 2016

Kapittel 10 fra læreboka Grafer

Plan for fagdag 3. Plan: Litt om differanse- og summefølger. Sammenhengen a n a 1 n 1 i 1

KOMPLEKSE TALL KARL K. BRUSTAD

EKSAMEN Løsningsforslag

Terminprøve R2 Høsten 2014

LØSNINGSFORSLAG TIL EKSAMEN I FAG TMA4245 STATISTIKK 6.august 2004

Kommentarer til oppgaver;

Eksamen REA3024 Matematikk R2. Nynorsk/Bokmål

Løsningsforsalg til første sett med obligatoriske oppgaver i STK1110 høsten 2015

Detaljert løsningsveiledning til ECON1310 seminaroppgave 9, høsten der 0 < t < 1

Løsningsforslag R2 Eksamen Nebuchadnezzar Matematikk.net Øistein Søvik

SIF53 Matemati Esame gir = 4 =:5 (legde νa delitervallee) og deleutee x =,x =:5, x =,x 3 =:5 ogx 4 =. Med f(x) = +x 4 fνar vi tabelle: x : :5 :

Eksamen REA3024 Matematikk R2. Nynorsk/Bokmål

Mer om utvalgsundersøkelser

LØSNINGSFORSLAG TILEKSAMEN I FAG TMA4240/TMA4245 STATISTIKK 10. august 2005

Høgskolen i Agder Avdeling for realfag EKSAMEN. begrunn = grunngi beregn = rekn ut

TMA4100 Høst Løsningsforslag Øving 2. Norges teknisknaturvitenskapelige universitet Institutt for matematiske fag

Løsningsforslag til eksamen i STK desember 2010

Taylor- og Maclaurin-rekker

Eksamen REA3028 S2, Våren 2010

Eksempeloppgave REA3028 Matematikk S2 Eksempel på eksamen våren 2015 etter ny ordning. Ny eksamensordning. Del 1: 3 timer (uten hjelpemidler)

TMA4100 Matematikk 1 Høst 2006

Løsningsforsalg til første sett med obligatoriske oppgaver i STK1110 høsten 2018

ÅMA110 Sannsynlighetsregning med statistikk, våren 2007

2.1 Polynomdivisjon. Oppgave 2.10

TMA4240 Statistikk Eksamen desember 2015

Øvinger uke 46 løsninger

Avdeling for estetiske fag, folkekultur og lærerutdanning BOKMÅL 22. mai EKSAMEN I MATEMATIKK 2 Modul 1 15 studiepoeng, fjernundervisning

Kap. 9: Inferens om én populasjon. Egenskaper ved t-fordelingen. ST0202 Statistikk for samfunnsvitere. I Kapittel 8 brukte vi observatoren

E K S A M E N : FAG: Matematikk 1 MA-154 LÆRER: MORTEN BREKKE. Klasse(r): Alle Dato: 1. des 11 Eksamenstid, fra-til:

1. Premonitions - Foresight (ex-rmgdn Pause)

Kapittel 8: Estimering

UNIVERSITETET I OSLO

TMA4100 Matematikk 1 for MTDESIG, MTIØT-PP, MTMART og MTPROD høsten 2010

Numeriske metoder: Euler og Runge-Kutta Matematikk 3 H 2016

Flervariable funksjoner: Kjerneregel og retningsderiverte

2 Algebra. Innhold. Algebra R2

Oppgavesettet har 11 punkter, 1ab, 2abc, 3, 4, 5ab og 6ab, som teller likt ved bedømmelsen.

ÅMA110 Sannsynlighetsregning med statistikk, våren Kontinuerlige tilfeldige variable, intro. Kontinuerlige tilfeldige variable, intro.

Estimering 2. -Konfidensintervall

Forelesning Moment og Momentgenererende funksjoner

Matematikk for IT. Oblig 7 løsningsforslag. 16. oktober

Der oppgaveteksten ikke sier noe annet, kan du fritt velge framgangsmåte.

Fakultet for teknologi, kunst og design Teknologiske fag Eksamen i: Diskret matematikk

ÅMA110 Sannsynlighetsregning med statistikk, våren Kontinuerlige tilfeldige variable, intro. Kontinuerlige tilfeldige variable, intro.

Konvergenstester Forelesning i Matematikk 1 TMA4100

Kapittel 5: Tilfeldige variable, forventning og varians.

Kap. 9: Inferens om én populasjon

Kulas posisjon etter 0, 1, 2, 3 og 4 sekund

EKSAMEN løsningsforslag

Transkript:

Potesrekker Forelest: 29. Sept, 2004 Vi lærte fra de geometriske rekkee at x = 1 + x + x 2 + x 3 + x 4 + + x + = 1 1 x så lege x < 1. For uttrykket til høyre er ikke oe aet e sum-formele for geometriske rekker med a = 1 og r = x. Kravet om at r < 1 er da det samme som å si at vi må ha x < 1. Hvis vi teger opp hvilke x dette er, får vi itervallet < 1, 1 >, et itervall setrert i 0 som strekker seg 1 ehet ut i begge retiger. La oss prøve ei rekke til: (2x 6) i = 1 + (2x 6) + (2x 6) 2 + + (2x 6) + Her har vi a = 1 og r = 2x 6. Vi bruker igje formele for geometriske rekker, og får (2x 6) 1 = 1 (2x 6) = 1. For hvilke x gjelder de? Jo, for r < 1. 7 2x Vi setter i for r, og får 2x 6 < 1. Deler vi på 2, er dette x 3 < 1. Akkurat 2 hvilke tall er dette? E ekel tekikk: Merk av tallet som blir trukket fra x på tall-lija. Her: 3. Ta deretter tallet på adre side av ulikhetsteget - her: 1 - og gå så mye i hver 2 retig. Du får da 2 1 og 3 1. Dette er x ee formele gjelder for. Vi skriver det itervallet 2 2 < 2.5, 3.5 >. De første potesrekka var setrert i 0. De adre var setrert i 3. Potesrekker ka være mer geerelle e de vi har presetert her. Vi skriver opp e formell defiisjo: Defiisjo 1 Et uttrykk på forme c (x a) = c 0 + c 1 (x a) + c 2 (x a) 2 + + c (x a) + er ei potesrekke setrert i x = a. De fleste potesrekker er ikke geometriske rekker, me på gru av de stigede potesee av x, liger de. Vi skal se på de viktigste teste for hvilke x ei potesrekke kovergerer. Se metodeark 1 for potesrekker. 1

For å gi e visuell følelse av hva alt dette hadler om, skal vi se på P (x), delsummee til potesrekkee. Vi tar for oss x = 1 + x + x 2 + x 3 + x 4 + + x + = 1 1 x For dee fuksjoe er for eksempel P 3 (x) = 3 x = 1 + x + x 2 + x 3 0 Se på Mathematica otebook om plot av (1-t)ˆ(-1). Deretter ser vi på ei potesrekke som blir lik cos x: ( 1) x2 (2)! = 1 x2 2! + x4 4! x6 6! + + ( 1) x2 (2)! + = cos x Se på Mathematica otebook om plot av cos. Det este vi skal se på er ekel calculus på potesrekker. Potesrekker er, som vi ser, fuksjoer f(x). Regele for Calculus på potesrekker sier ikke oe aet e at dersom vi øsker å itegrere eller derivere ei potesrekke, så ka vi heholdsvis derivere eller itegrere termee i potesrekka. Se metodeark 2 for potesrekker. 2

Potesrekker: Metode 1, Test av kovergesitervall I boka: Kapittel 8.6, Theorem 12, The Covergece Theorem for Power Series bladet samme med Fidig the Iterval of Covergece, s. 664. Regel/Formel: Vi har ei potesrekke c (x a). For alle slike rekker fis et tall R, kovergesradie, som ka være 0, eller et tall midt i mellom, slik at: 1. R = 0: Rekka kovergerer ku år x = a. 2. 0 < R < : (a) Rekka kovergerer (absolutt) år x a < R, altså år x < a R, a + R > (b) Rekka divergerer år x a > R, altså år x <, a R > og år x < a + R, > (c) Koverges på edepuktee a R og a + R må sjekkes ved isettig. 3. R = : Rekka kovergerer for alle x R Metode: 1. Vi fier først kovergesradius R. Vi har 2 metoder tilgjegelig: (a) Absolutt forholdstest: La ρ a +1 a (b) Absolutt -test: La ρ a 2. Vi har koverges for de x hvor ρ < 1, og diverges for de x hvor ρ > 1. Utregige vår vil typisk gi at ρ = x a c, der c c +1 c eller c c. Så ρ < 1 betyr c x a < 1, eller da altså at vi har koverges år x a < 1. Vi skriver c R = 1, og kaller de kovergesradie. c (a) Hvis R = 0 kovergerer rekka ku for r = a. Vi skriver at kovergesitervallet er I = {a} (b) Hvis 0 < R <, fi ut om rekka kovergerer for x = a R og x = a + R. Dette gjør vi med testee fra seksjoee om rekker. De valigst forekommede testee for akkurat dee type problemer er i. Altererede rekke-test 3

ii. Gresesammeligigstest+p-test Kovergesitervallet ka da være I =< a R, a + R > (ige edepukter er med) I = [a R, a + R > (bare vestre edepukt er med) I =< a R, a + R] (bare høyre edepukt er med) I = [a R, a + R] (begge edepuktee er med) (c) Hvis R =, kovergerer rekka for alle x R. Vi skriver I = R. R: Eksempel: (8.6.4) Spørsmål: For hvilke x kovergerer (3x 2)? =1 Svar: Vi oterer oss at her er a = (3x 2) ρ a +1 a (3x 2) +1 +1 (3x 2) (3x 2) +1 (3x 2) 1 3x 2 1 + 1 3x 2 Altså er ρ = 3x 2. Så ρ < 1 3x 2 < 1 x 2 3 < 1 3 + 1, og bruker absolutt forholdstest for å fie Kovergesradius R = 1, og vi vet rekka kovergerer for x < 1, 1 >, ved å oppløse 3 3 absoluttverditeget: x 2 < 1 3 3 1 < x 2 < 1 3 3 3 1 < x < 1 3 Me vi må fremdeles sjekke koverges på edepuktee i itervallet, side ρ = 1 for de to x-verdiee. Det gjør vi ved å sette i: 4

Edepukt 1: x = 1 3 ( ( 3 1 ) Vi skal altså fie ut om 3) 2 kovergerer. Reger vi ut uttrykkee, får vi =1 at rekka er ( 1) 1, ei altererede rekke med u = 1. Vi sjekker de tre puktee =1 for ei altererede rekke: 1. Er u > 0? Ja, for u = 1, som er kvotiete mellom to positive tall, så de er selv positiv. 2. Er u > u +1? Ja, for + 1 >, så da må 1 +1 < 1. 3. Er lim u = 0? Ja, det er e av våre kjete greser for følger. Så rekka kovergerer for x = 1 3. Edepukt 2: x = 1 (3 1 2) Vi skal altså fie ut om kovergerer. Reger vi ut uttrykkee, får vi =1 1 at rekka er, ei p-rekke med p = 1. De divergerer. Så vi kokluderer at rekka 1 =1 divergerer for x = 1. Da har vi til slutt kovergesitervallet: I = [ 1 3, 1 > Eksempel: (8.6.14) Spørsmål: For hvilke x kovergerer (2x + 3) 2+1?! Svar: Vi oterer oss at her er a = (2x+3)2+1!, og bruker absolutt forholdstest for å 5

fie R: ρ a +1 a ( (2x+3) 2(+1)+1 (+1)! ( (2x+3) 2+1! ) ) (2x + 3) 2(+1)+1 (2x + 3) 2+1 2x + 3 2 = 2x + 3 2 1 lim + 1 = 0! ( + 1)! 1 2 3 ( 1) 1 2 3 ( 1) ( + 1) Altså er ρ = 0 < 1, uasett verdie på x. Det betyr at rekka kovergerer for alle x R, så kovergesradie er R =, og I = R 6

Potesrekker: Metode 2, Calculus på potesrekker I boka: Kapittel 8.6, Theorem 13+14, The Term-by-Term Differetiatio/Itegratio Theorem. Regel/Formel: Vi har ei potesrekke f(x) = f (x) = c (x a) 1 f(x)dx = c (x a) +1 + 1 c (x a). Da er termvis derivasjo termvis itegrasjo Videre er kovergesradius R de samme etter derivasjo og etter itegrasjo. Koverges på edepuktee av koverges-itervallet ka ha edret seg. Eksempel: (8.6.42) e x = 1 + x + x2 2! + x3 3! + x4 4! + + x! + (a) Fi potesrekka for (e x ), altså de deriverte av e x. Vi deriverer: (e x ) = (1 + x + ( x2 = 1 + x + + + x + ) ) 4!! ( ) ( + + + x3 + x4 2! 3! x 2 x 3 2! 3! x 4 4! ) + + ( x! ) + = 0 + 1 + 2 x2 1 + 3 x3 1 + 4 x4 1 + + x 1 + 1 2 1 2 3 1 2 3 4 1 2 ( 1) = 1 + x + x2 + x3 + x4 + + + x 1 + 2! 3! 4! ( 1)!... som er det samme som potesrekka for e x, slik det jo burde være, side (e x ) = e x. (b) Fi potesrekka for e x dx, altså de itegrerte av e x. Vi itegrerer: e x dx = (1 + x + x2 + x3 + x4 + + x 2! 3! 4! + )dx! = 1dx + xdx + x 2 dx + x 3 dx + x 4 dx + + x 2! 3! 4! = x + x2 2 + x2+1 2! (2+1) + x3+1 3! (3+1) + x4+1 4! (4+1) + + x+1 = x + x2 2! + x3 3! + x4 4! + + + x+1 (+1)! + dx + +!! (+1)... som er det samme som potesrekka for e x, med utak av e kostat C = 1, slik det jo burde være, side e x dx = e x + C. 7

(c) Bytt ut x med x i potesrekka for e x for å fie ei potesrekke for e x. Vi bytter e x = 1 + ( x) + ( x)2 + ( x)3 + ( x)4 + + ( x) + 2! 3! 4!! = 1 + ( 1)x + ( 1) 2 x2 + ( 1) 3 x3 + ( 1) 4 x4 + + ( 1) x + 2! 3! 4!! 8