Ma1101. Part I. 1 Grunnleggende. 1.1 Noen symboler. 1.2 Tallene. 1.3 Noen algebraiske lover



Like dokumenter
Derivasjon. Oversikt over Matematikk 1. Derivasjon anvendelser. Sekantsetningen

LEDDVIS INTEGRASJON OG DERIVASJON AV POTENSREKKER:

LEDDVIS INTEGRASJON OG DERIVASJON AV POTENSREKKER: a n x n. R > 0, med summen s(x). Da gjelder: a n n + 1 xn+1 for hver x < R.

M2, vår 2008 Funksjonslære Integrasjon

1 Mandag 25. januar 2010

Integrasjon av trigonometriske funksjoner

Formelsamling i matematikk

Rekker, Konvergenstester og Feilestimat

Konvergenstester Forelesning i Matematikk 1 TMA4100

R2 - Heldagsprøve våren 2013

Oppfriskningskurs i matematikk 2007

1 Mandag 18. januar 2010

Eksamen i emnet MAT111/M100 - Grunnkurs i matematikk I Mandag 15. desember 2003, kl (15) LØYSINGSFORSLAG OPPGÅVE 2:

Konvergenstester Forelesning i Matematikk 1 TMA4100

Formelsamling i matematikk

Sammendrag kapittel 1 - Aritmetikk og algebra

Generelle teoremer og definisjoner MA1102 Grunnkurs i analyse II - NTNU

Løsningsforslag til Mat112 Obligatorisk Oppgave, våren Oppgave 1

MAT 100A: Mappeeksamen 4

Uendelige rekker. Konvergens og konvergenskriterier

Integrasjon Fundamentalteoremet Substitusjon Forelesning i Matematikk 1 TMA4100

Forelesning Matematikk 4N

1 Mandag 1. mars 2010

S1 kapittel 6 Derivasjon Løsninger til oppgavene i boka

Potensrekker Forelesning i Matematikk 1 TMA4100

Numerisk derivasjon og integrasjon utledning av feilestimater

Løsningsforslag. e n. n=0. 3 n 2 2n 1. n=1

Løsningsforslag. 3 x e. g(x) = 1 + x4 x 2

E K S A M E N. Matematikk 3MX. Elevar/Elever Privatistar/Privatister. AA6524/AA desember 2004 UTDANNINGSDIREKTORATET

Løsningsforslag eksamen 18/ MA1102

Matematikk Øvingsoppgaver i numerikk leksjon 8 Numerisk integrasjon

Innlevering BYPE2000 Matematikk 2000 HIOA Obligatorisk innlevering 2 Innleveringsfrist Tirsdag 1. april 2014 kl. 12:45 Antall oppgaver: 8+2

TMA4100 Matematikk1 Høst 2008

Dagens program. 7.6 Numerisk integrasjon (fortsatt) 7.7 Uegentlige integraler

EKSAMEN. ANTALL SIDER UTLEVERT: 7 (innkl. forside og 2 sider formelark)

Integrasjon Skoleprosjekt MAT4010

MAT Grublegruppen Uke 37

Løsningsforslag til prøveeksamen Mat1110 våren 2004 Oppgave 1 (a) Elemetære rekkeoperasjoner anvendt på den utvidete matrisen til systemet gir oss:

TMA4100 Matematikk 1, 4. august 2014 Side 1 av 12. x 2 3x +2. x 2

Høgskolen i Bergen. Formelsamling. for. ingeniørutdanningen. FOA150 høsten 2006 fellespensum. 3.utgave

Følger og rekker. Department of Mathematical Sciences, NTNU, Norway. November 10, 2014

= x lim n n 2 + 2n + 4

Løsningsforslag til underveisvurdering i MAT111 vår 2005

MAT 1001, Høsten 2009 Oblig 2, Løsningsforslag

MA1102 Grunnkurs i analyse II Vår 2019

Oversikt over Matematikk 1

13.1 Fourierrekker-Oppsummering

2x 3 4/x dx. 2 5 x 3 + LF: Vi utfører polynomdivisjon. 2x + 1 dx = + C = 5x8/ ln 2x C 4. πx 2 e 3x3 dx = π

Integrasjon del 2. October 15, Department of Mathematical Sciences, NTNU, Norway. Integrasjon

Velkommen til oversiktsforelesninger i Matematikk 1. med Jørgen Endal

Eksamensoppgave i MA1102/6102 Grunnkurs i analyse II

Arne B. Sletsjøe. Kompendium, MAT 1012

Fasit. Grunnbok. Kapittel 2. Bokmål

Faktorisering. 1 Hva er faktorisering? 2 Hvorfor skal vi faktorisere? Per G. Østerlie Senter for IKT i utdanningen 11.

En (reell) funksjon f fra en (reell) mengde D er en regel som til hvert element x D tilordner en unik verdi y = f (x).

Løsningsforslag til obligatorisk oppgave i MAT 1100, H-04

HØGSKOLEN I BERGEN Avdeling for ingeniørutdanning

Kalkulus 2. Volum av et omdreiningslegeme. Rotasjon rundt x-aksen

Integralregning. Mål. for opplæringen er at eleven skal kunne

Oppsummering TMA4100. Kristian Seip. 16./17. november 2015

UNIVERSITETET I AGDER

Eksamen våren 2018 Løsninger

Integrasjon. October 14, Department of Mathematical Sciences, NTNU, Norway. Integrasjon

EKSAMEN I EMNET Løsning: Mat Grunnkurs i Matematikk I Mandag 14. desember 2015 Tid: 09:00 14:00

θ grader sin θ cos θ tan θ

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

R2 eksamen våren ( )

1.1.1 Rekke med konstante ledd. En rekke med konstante ledd er gitt som. a n (1) n=m

Løsning IM

EKSAMEN. 1. klassene, ingenørutdanning og Flexing. ANTALL SIDER UTLEVERT: 5 (innkl. forside og 2 sider formelark)

Løsningsforslag Eksamen i MA1102/MA6102 Grunnkurs i analyse II 17/

Arne B. Sletsjøe. Kompendium, MAT 1012

9.6 Tilnærminger til deriverte og integraler

Seksjonene 9.6-7: Potensrekker og Taylor/Maclaurinrekker

MA1102 Grunnkurs i analyse II Vår 2019

Fasit til utvalgte oppgaver MAT1100, uka 20-24/9

NTNU MA0003. Ole Jacob Broch. Norwegian University of Science and Technology. MA0003 p.1/29

Løsningsforslag til eksamen i MAT111 Vår 2013

Fasit til utvalgte oppgaver MAT1100, uka 29/11-3/12

Kapittel 4.7. Newtons metode. Kapittel 4.8.

Arne B. Sletsjøe. Kompendium, MAT 1012

Matematikk Øvingsoppgaver i numerikk leksjon 9 Numerisk integrasjon

Obligatorisk oppgave i MAT 1100, H-03 Løsningsforslag

Løsningsforslag til Eksamen i fag MA1103 Flerdimensjonal analyse

Matematikk 1. Oversiktsforelesning. Lars Sydnes November 25, Institutt for matematiske fag

EKSAMEN. 1. klassene, ingenørutdanning og Flexing. HansPetterHornæsogLarsNilsBakken. ANTALL SIDER UTLEVERT: 7 (innkl. forside og 4 sider formelark)

Anvendt matematikk formelsamling versjon 21

. 2+cos(x) 0 og alle biter som inngår i uttrykket er kontinuerlige. Da blir g kontinuerlig i hele planet.

Repetisjon i Matematikk 1, 4. desember 2013: Komplekse tall og Derivasjon 1

n=0 n=1 n + 1 Vi får derfor at summen er lik 1/2. c)

Numerisk Integrasjon

MA1102 Grunnkurs i Analyse II Vår 2017

1 Geometri KATEGORI Vinkelsummen i mangekanter. 1.2 Vinkler i formlike figurer

Introduksjon til kjeglesnitt. Forfatter: Eduard Ortega

Forord. Molde, august Per Kristian Rekdal. Copyright c Høyskolen i Molde, 2011.

1 Mandag 1. februar 2010

1T kapittel 8 Eksamenstrening Løsninger til oppgavene i læreboka

1T kapittel 3 Funksjoner Løsninger til oppgavene i læreboka

Oppsummering TMA4100. Kristian Seip. 26./28. november 2013

Transkript:

Prt I M1101 1 Grunnleggende 1.1 Noen symboler Union A B i A og/eller B Snitt A B i både A og B Element i B er et element i B Undersett A B A er et undersett v B Skikkelig undersett A B A er et undersett v B, men A B Og b og b Eller b eller b Negsjon ikke For lle for lle Eksisterer det finnes en! Unik eksistens! det finnes en unik Fordi b fordi b Derfor b derfor b Går mot b går mot b Impliksjon (hvis) b hvis b Impliksjon (bre hvis) b bre hvis b Ekvivlent (hvis og bre hvis) b er ekvivlent med b ( hvis og bre hvis b) Quod Ert Demonstrndum Som skulle vises 1. Tllene Nturlige: N {1,, 3,...} Hele: Z {...,, 1, 0, 1,,...} Rsjonelle: Q { b, b Z b 0} Irrsjonelle: {...,,... e,... π,...} etc. Reelle: R Q {...,, e, π,...} Komplekse: C { + bi, b R i = 1} 1.3 Noen lgebriske lover N Z Q R C Kommuttiv lov: x + y = y + x xy = yx Assositiv lov: (x + y) + z = x + (y + z) (xy)z = x(yz) Distributiv lov: x(y + z) = xy + xz 1

1.4 Funksjoner Definisjon: En funksjon er en tilordningregel mellom to mengder; definisjonsmengden (Domin, D), og verdimengden (Rnge, R), slik t til hvert element i definisjonsmengden tilordnes ett, og bre ett, element i verdimengden. Gitt funksjonen f(x) er definisjonsmengden hvilke x-verdier vi kn velge, mens verdimengden er hvilke verdier f(x) kn h ut fr den gitte definisjonsmengden. Symmetri: Like-funksjon: f( x) = f(x) cos( x) = cos(x) Odde-funksjon: f( x) = f(x) sin( x) = sin(x) Noen kombinsjoner v funksjoner: Gitt to funksjoner f g kn vi kombinere dem: (f ± g)(x) = f(x) ± g(x) 1.5 Trekntulikheten (fg)(x) = f(x)g(x) (f/g)(x) = f(x)/g(x) (f g)(x) = f(g(x)) + b + b ( + b ) = ( + b) = + b + b ( + b ) = + b + b + b + b + b + b b b Grenser og kontinuitet.1 Eksistens v grenseverdi Epsilon-delt: holder: slik t når: Vi sier t grenseverdien til f når x er L dersom følgende ɛ > 0 δ > 0 0 < x < δ så er f(x) L < ɛ Eksistens: For t en grense skl sies å finnes må lim f(x) = lim f(x) x + x

Kontinuitet: Gitt en funksjon f og et punkt D f, så sier vi t f er kontinuerlig i dersom lim f(x) = f() x ± f er kontinuerlig i venstre endepunkt dersom lim f(x) = f(b) x + og i høyre endepunkt hvis lim f(x) = f(b) x f vil være en kontinuerlig funksjon dersom den er kontinuerlig x D f. Skviseteoremet Ant t f(x) g(x) h(x) for selv). Ant også t: x i en omegn som inneholder (unttt muligens lim f(x) = L = lim h(x) x x D hr vi t: lim g(x) = L x 3 Noen triks ved grenseverdier Fktoriser ut og forkort, utvid v.h.. konjugtsetningen, del på høyeste eksponent v x, eller bruk L Hôpitl og deriver teller og nevner for seg selv. Prt II M110 4 Tilnærminger 4.1 Tylorpolynom P n (x) = f() + f () 1! 4. Newtons metode (x ) 1 +... + f (n) () (x ) n n! E n (x) f (n+1) (s) (x )n+1 (n + 1)! x n+1 = x n f(x n) f (x n ) 3

4.3 Integrltilnærming Del opp i n intervller hver med lengde h. Trpesmetoden: T n = h( 1 y 0 + y 1 +... + y n 1 + 1 y n) f(x)dx T n K(b ) 3 1n f (x) K Midtpunktmetoden: M n = h n f(m i ) m i = midtpunktet på delintervll i i=1 f(x)dx M n K(b ) 3 4n f (x) K Hvis grfen til f(x) er konveks på [,b] vil M n f(x)dx T n, hvis den derimot er konkv (ned) vil T n f(x)dx M n Simpsons regel: S n = 1 3 (T n + M n ) = h ( n 1 n ) y 0 + y n + 4 y n 1 + y n 3 k=1 K(b ) 5 f(x)dx S n 180n 4 4.4 Estimsjon v summen til en rekke k=1 f (4) (x) K Ant t k = f(k) for k = n+1, n+, n+3,... hvor f er en positiv, kontinuerlig, ikke-økende funksjon på [n, >. Definer videre A n = n f(x)dx og s n som summen v de n første leddene. D hr vi t: Videre kn vi si t: s n + A n+1 s s n + A n s s n = s n + A n+1 + A n med feil: s s n A n A n+1 4

5 Kjeglesnitt 5.1 Prbel y = x + bx + c Alle punkter på prbelen ligger like lngt vekke fr styrelinj som brennpunktet. Spesielt vil prbelens ekstremlpunkt ligge på en rett linje mellom brennpunktet og styrelinj, prbelens kse. En hver stråle fr brennpunktet vil bli reflektert prllellt med prbelens kse. Styrelinj kn ngis ved y = c b +1 4 5. Ellipse x + y b = 1 er store kse og b er lille kse. Gitt brennpunkt i F 1 og F så vil: F 1 X 1 + F X 1 = F 1 X + F X og brennpunktet ved ( b, c b 1 4 ) X n Ellipse Eksentrisitet, ɛ: b ɛ = > b Ellipsens styrelinjer kn d bli gitt ved x = /ɛ og x = /ɛ Gitt brennpunkt i F 1 = (x 1, y 1 ) og F = (x, y ), smt t ellipsen skl gå gjennom P = (x 0, y 0 ), så vil ellipsen kunne beskrives v: (x + x1 ) + (y + y 1 ) + (x + x ) + (y + y ) = d(f 1, P ) + d(f, P ) 5.3 Hyperbel x y b = 1 er semi-trnsversl ksen og b er semi-konjugt ksen. Gitt brennpunkt i F 1 og F så vil: F 1 X 1 F X 1 = F 1 X F X X n Hyperbel Eksentrisitet, ɛ: + b ɛ = Hyperbelens styrelinjer kn d bli gitt ved x = /ɛ og x = /ɛ Gitt brennpunkt i F 1 = (x 1, y 1 ) og F = (x, y ), smt differnsen c mellom hyperbelens toppunkter vil den kunne beskrives v: (x + x1 ) + (y + y 1 ) (x + x ) + (y + y ) = ±c 5

6 Kurver 6.1 Prmetriske kurver Gitt x = f(t) og y = g(t) så vil stigningstllet til tngenten i (x 0, y 0 ) være dy.tilsvrende vil stigningstllet til normlen i smme punkt være dx = g (y 0) f (x 0) f (x 0) g (y 0). Krumningen vil kunne ngis ved d y dx = g (y 0)f (x 0) g (y 0)f (x 0) (f (x 0)) 3. Tngenten i et gitt punkt (f(t 0 ), g(t 0 )) kn enkelt gis ved: Kurvelengde: r(u) = [f(t 0 ) + f (t 0 )u, g(t 0 ) + g (t 0 )u] s = Overflte dersom dreid om x-kse / y-kse: S = π g(t) f (t) + g (t) dt f (t) + g (t) dt S = π Arel mellom x-kse og grf / y-kse og grf: A = 6. Polrkurver Tngent: f (t)g(t)dt A = tn ψ = f(θ) f (θ) f(t) f (t) + g (t) dt f(t)g (t)dt Merk: ψ = π hvis f (θ) = 0 ψ er vinkelen mellom den rdielle linj fr origo til tngeringspunktet og selve tngenten. θ + ψ = π gir en horisontl tngent, mens θ + ψ = π gir en vertikl tngent. Kurvelenge, r = f(θ): Arel: s = β α s = 1 f(θ) + f (θ) dθ β α f(θ) dθ 7 Følger og rekker 7.1 Følger lim n ( n + b n ) = lim n n + lim n b n 6

lim n c n = c lim n n Hvis n b n (etterhvert) så er lim n n lim n b n Hvis n b n c n og lim n n = L = lim n c n d er lim n b n = L 7. Rekker 7..1 Konvergerende rekker Rekker som konvergerer bsolutt, konvergerer. Geometriske rekker: r n konvergerer hvis r < 1 til 1 r p-rekker: 1 n p konvergerer hvis p > 1 7.. Konvergenstester Smmenligningstesten: Hvis k 0 s.. 0 n kb n (etterhvert), d gjelder: I) Hvis b n konvergerer, så konvergerer n II) Hvis n divergerer, så divergerer b n Grensesmmenligningstesten: Ant t lim n n bn = L 0, d gjelder: I) Hvis L < og b n konvergerer, så konvergerer n II) Hvis L > 0 og b n divergerer, så divergerer n Integrltesten: Ant t n = f(n) og t f er positiv, kontinuerlig og ikke-økende på [N, >, d vil: N=1 n og f(t)dt enten begge konvergere, eller begge divergere. N Forholdstesten: Ant t n > 0 n og ρ = lim n+1 n n, d gjelder: I) Hvis 0 ρ < 1 så konvergerer n II) Hvis 1 < ρ < så divergerer n III) Hvis ρ = 1 kn ikke testen brukes. 7

Rottesten: Ant t n > 0 n og σ = lim n n n, d gjelder: I) Hvis 0 σ < 1 så konvergerer n II) Hvis 1 < σ < så divergerer n III) Hvis σ = 1 kn ikke testen brukes. Alternerende rekke-testen: Ant en lternerende rekke ( 1)n n som er s.. n+1 n (etterhvert) og lim n n = 0. D vil rekk konvergere. 7.3 Potensrekker s(x) = n (x c) n Konvergensrdius: Ant t L = lim n n+1 n eksisterer eller er. D vil konvergensrdiusen være R = 1/L (Hvis L = 0 er R =, hvis L = er R = 0) ( n + b n )(x c) n hr konvergensrdius minst lik min{r, R b } Derivsjon og integrsjon v potensrekker: s (x) = n n(x c) n 1 x 0 s(t)dt = x 0 n (t c) n dt Den nye rekk vil h smme konvergensrdius som den nye, bortsett fr knskje i endepunkter. Abels setning: En potensrekke er kontinuerlig på hele konvergensområdet. 7.4 Uniform konvergens Vi sier t funksjonsfølgen {g n }, g n :[, b] R konvergerer uniformt mot en funksjon g:[, b] R dersom det ɛ N s.. når n N så vil g(x) g n (x) < ɛ x [, b] Teorem I: Ant t funksjonsfølgen {g n }, g n :[, b] R konvergerer uniform mot funksjonen g:[, b] R. D hr vi: I) g er kontinuerlig II) lim n g n(x)dx = g(x)dx 8

Teorem II: Gitt potensrekk n(x c) n med konvergensrdius R, < c R, c + R >. d vil følgen v delsummer {s n (x)} konvergere uniformt mot s(x) på etthvert lukket intervll [, b] < c R, c + R >. Lemm: Hvis nx n konvergerer på < R, R >, så vil nnx n 1 også konvergere på < R, R >. 7.4.1 Differensilregning Ersttt y, y og y med tilsvrende rekke. y(x) = n x n = 0 + n x n y (x) = n nx n 1 = n+1 (n + 1)x n n= y (x) = n n(n 1)x n = n+ (n + )(n + 1)x n Tips: y(0) = 0 og y (0) = 1 etc. Prøv å først få lle x n v smme grd for deretter å få summeringsindeksen på lle rekker lik slik t du kn trekke dem smmen. Prøv deretter å se etter en smmenheng mellom n leddene. 7.5 Spesielle rekker Tylorrekker: f (n) (c) (x c) n n! Noen Mclurinrekker: e x = x n n! (x ) n e x = n! etc... sin(x) = ( 1) n (n + 1)! xn+1 cos(x) = ( 1) n (n)! xn Binominlsetningen: ( + b) n = n k=0 ( ) n k b n k k n N 9

Fourierrekker: s(t) = 0 + [ n cos(nωt) + b n sin(nωt)] Gitt en periodisk funksjon med periode T = π ω, vil leddene i fourierrekk være: n = T T/ T/ f(t) cos(nωt)dt b n = T T/ T/ f(t) sin(nωt)dt Hvis f er kontinurelig, så vil s(t) = f(t) Noen rekker med π: 4 π = ( 1) n n + 1 π 6 = 1 n π = 1 π = 9801 (4n)!(1103 + 6390n) (n!) 4 396 4n 1 ( 4 16 n 8n + 1 8n + 4 1 8n + 5 1 ) 8n + 6 10