Johdatusta variaatiolaskentaan
|
|
- Pauliina Sipilä
- 6 vuotta sitten
- Katselukertoja:
Transkriptio
1 LUKU 6 Johdtust vritiolskentn 6.1. Prmetrist riippuvt integrlit [4, Ch. XIII, 8], [2, Ch. 1. Lemm ], [3, Ch. VIII, 11], [15, Ch. XI, 7], [8, Ch. II, 3] Luse 6.1. Olkoot E normivruus, F Bnchin vruus, U E voin j f : [, b] U F jtkuv kuvus. Asetetn g : U F, gx) := ft, x) dt. Tällöin g on jtkuv. Todistus. Olkoot x 0 U j ε > 0. Jokiselle t [, b] on olemss voin väli I t [, b] voin livruustopologiss) j luku r t > 0 siten, että t I t j kun s I t j x x 0 r t, niin fs, x) ft, x 0 ) ε. Kosk [, b] on kompkti, voidn peitteestä {I t t [, b]} vlit äärellinen ospeite {I t1,..., I tk }. Olkoon r := min{r t1,..., r tk }. Tällöin ft, x) ft, x 0 ) ε kikille t [, b], kun x x 0 r. Siis kun x x 0 r. gx) gx 0 ) ft, x) ft, x 0 ) dt ε b ), Luse 6.2 Leibnizin sääntö). Edellisen luseen oletusten lisäksi oletetn, että kikille t [, b] kuvus x ft, x) on differentioituv j D 2 f : [, b] U LE; F ) on jtkuv. Tällöin g on jtkuvsti differentioituv j Dgx) = D 2 ft, x) dt. Todistus. Vstvn tpn kuin edellisen luseen todistuksess on olemss r > 0 siten, että D 2 ft, x) D 2 ft, x 0 ) ε kikille t [, b], kun x x 0 r. Välirvoepäyhtälön 3.1 nojll kikille t [, b], kun h r. Tällöin gx 0 + h) gx 0 ) ft, x 0 + h) ft, x 0 ) D 2 ft, x 0 )h ε h D 2 ft, x 0 )h dt ft, x 0 + h) ft, x 0 ) D 2 ft, x 0 )h dt ε h b ). Toislt D 2ft, x 0 )h dt = D 2ft, x 0 ) dt ) h. Derivtn jtkuvuus seur edellisestä luseest. 1 Viimeksi muutettu
2 6.2. VAPAAT VARIAATIOTEHTÄVÄT Vpt vritiotehtävät [2, Ch. 2] Prit E, ), F, ),... ovt Bnchin vruuksi, ellei toisin minit. Esimerkki 6.3. Olkoot V R G voin j f : V R jtkuv funktio, jolle D 2 f on olemss j jtkuv. Asetetn E := C[, b]; G), U := {x E t, xt)) V kikille t [, b]} j gx) := ft, xt)) dt, kun x U. Oletetn, että U. Avruus E on Bnchin vruus, kun normin on x := x := sup{ xt) t [, b]}.) Tällöin U on voin, g on C 1 -funktio j Dgx)u = D 2 ft, xt)) ut) dt kikille u E. Todetn luksi, että U on voin. Olkoon x 0 U. Olkoon K funktion t t, x 0 t)) kuvjoukko. Kosk x 0 on jtkuv, on K kompkti. Tällöin on olemss r > 0 siten, että jos t, ξ) R G j ξ x 0 t) r, niin t, ξ) V muist: kompktin joukon K V etäisyys joukon V komplementist on positiivinen). Nyt, jos x E j x x 0 r, niin xt) x 0 t) r kikille t [, b], joten t, xt)) V kikille t [, b]. Määritellään h: [, b] U R, ht, x) := ft, xt)). Tällöin gx) = ht, x) dt, joten funktion g jtkuv differentioivuus seur Leibnizin säännöstä 6.2. Nimittäin, funktio h voidn esittää yhdistettynä funktion I U V, t, x) t, xt)) j f : V R. Ensimmäisen funktion koordinttifunktiot ovt differentioituvi kuvus x xt)) on jtkuv linerikuvus). Nyt joten väite seur. D 2 ht, x)u = D 2 ft, xt)) ut), Esimerkki 6.4 Jtko). Olkoot V R F F voin j f : V R jtkuv funktio siten, että D 2 f j D 3 f ovt olemss j jtkuvi. Asetetn E := C 1 [, b]; F ), U := {y E t, yt), y t)) V kikille t [, b]} Iy) := ft, yt), y t)) dt, kun y U. Oletetn, että U. Avruus E on Bnchin vruus, kun normin on y := y + y.) Tällöin U on voin, I on C 1 -funktio j DIy)h = D2 ft, yt), y t)) ht) + D 3 ft, yt), y t)) h t) ) dt kikille h E. Jos setetn G := F F, g kuten edellisessä esimerkissä j L: C 1 [, b]; F ) C[, b]; F ) C[, b]; F ) = C[, b]; F F ), Ly) := y, y ), j
3 niin L on jtkuv linerikuvus j Iy) = gly)). Siis DIy) = DgLy))DLy) = DgLy))L, t.s. DIy)h = 6.2. VAPAAT VARIAATIOTEHTÄVÄT 39 D2 ft, yt), y t)) ht) + D 3 ft, yt), y t)) h t) ) dt. Esimerkki 6.5 Jtko). Klssisen vritiolskennn perustehtävä on määrättävä y 0 C 1 [, b]; F ) = E siten, että { y0 ) = α, y 0 b) = β, j 6.1) Iy 0 ) Iy) kikille y C 1 [, b]; F ), joille y) = α j yb) = β, missä Iy) = ft, yt), y t)) dt, j α, β F ovt nnettuj. 2 Kyse on siis funktion I minimoinnist. Joukko, jost minimipistettä etsitään ei kuitenkn ole vruuden E = C 1 [, b]; F ) voin osjoukko. Mutt, jos kiinnitetään z E siten, että z) = α j zb) = β, j trkstelln erotuksi y z, niin tehtävä voidn esittää muodoss: on määrättävä y 1 E siten, että { y1 ) = 0, y 1 b) = 0, j Iy 1 + z) Iy + z) kikille y E, joille y) = 0 j yb) = 0. Tässä joukko E 0 := {y E y) = 0 j yb) = 0} on vruuden E suljettu livruus, j siten Bnchin vruus onhn kuvus E R 2, y y), yb)), jtkuv linerikuvus, j trksteltv livruus tämän kuvuksen ydin). Joukko U 0 := {y E 0 y + z U} = U z) E 0 on voin Bnchin vruudess E 0 j kuvus J : U 0 R, y Iy + z), on differentioituv. Jos funktio J svutt minimin pisteessä y 1 U 0, on DJy 1 + z) = 0, t.s. pisteessä y 0 := y 1 + z on DIy 0 )h = 0 kikille h E, joille h) = 0 j hb) = 0. Siis DIy 0 )h = D2 ft, y 0 t), y 0t)) ht) + D 3 ft, y 0 t), y 0t)) h t) ) dt = 0 kikille h E, joille h) = 0 j hb) = 0. Funktion J kriittistä pistettä y 0 U 0 kutsutn vritiointegrlin Iy) ti minimointitehtävän 6.1)) ekstremliksi. Esimerkki 6.6 Jtko). Merkitään At) := D 2 ft, y 0 t), y 0t)) j Bt) := D 3 ft, y 0 t), y 0t)). Huom, että At), Bt) LF ; R) = F. Siis, funktio y 0 on minimointitehtävän 6.1) ekstremli, jos j vin jos y 0 C 1 [, b]; F ), y 0 ) = α j y 0 b) = β j 6.2) At) ht) + Bt) h t) ) dt = 0 kikille h C 1 [, b]; F ), joille h) = 0 j hb) = 0. Osoitetn, että tälle yhtäpitävää on, että B on derivoituv j B t) = At), t.s. 2 Vrtitiolskennn historist ktso Dirk J. Struik toim.): A Source Book in Mthemtics, Princeton University Press, 1969; nidottu 1986) luku V, 20 Bernoullit), 21 Euler) j 22 Lgrnge).
4 6.2. VAPAAT VARIAATIOTEHTÄVÄT 40 Luse 6.7. Funktio y 0 on minimointitehtävän 6.1) ekstremliksi, jos j vin jos y 0 C 1 [, b]; F ), y 0 ) = α j y 0 b) = β j y 0 toteutt Eulerin j Lgrngen differentiliyhtälön D 2 ft, y 0 t), y 0t)) d dt D 3ft, y 0 t), y 0t)) = 0. Jos B on derivoituv j B t) = At), niin At) ht) + Bt) h t) ) dt = B t) ht) + Bt) h t) ) dt = d dt Bt) ht)) dt = b Bt) ht)) = 0, kun h) = 0 j hb) = 0. Eulerin j Lgrngen differentiliyhtälön rtkisut ovt siis vritiointegrlin Iy) ekstremlej. Osoitetn kääntäen, että vritiointegrlin Iy) ekstremlit toteuttvt Eulerin j Lgrngen differentiliyhtälön. Oletetn luksi, että B on jtkuvsti derivoituv. Osittisintegroinnill sdn At) ht) + Bt) h t) ) dt = b b ht) + At) ht) B Bt) t) ht) ) dt. Kosk h) = 0 j hb) = 0, on At) ht) + Bt) h t) ) dt = At) ht) B t) ht) ) dt. Antiteesi: On olemss t 0, b) siten, että Ct 0 ) 0, kun Ct) := B t) At). Tällöin on olemss u 0 F siten, että Ct 0 )u 0 0. Trvittess vihtmll u 0 vstvektorikseen voidn olett, että Ct 0 )u 0 > 0. Kosk C on jtkuv, on olemss δ > 0 siten, että Ct)u 0 > 0, kun t t 0 δ. Olkoon λ: R R C 1 -funktio siten, että λt) = 0, kun t t 0 δ, j λt) > 0, kun t t 0 < δ. Tällöin funktiolle h: [, b] F, ht) := λt)u 0, on Ct)ht) = 0, kun t t 0 δ, j Ct)ht) > 0, kun t t 0 < δ. Tällöin At) ht) + Bt) h t) ) dt = Ct) ht) dt = Tämä on ristiriit ehdon 6.2) knss. t0 +δ t 0 δ Ct) ht) dt > 0 > 0. Luovutn nyt oletuksest, että B on jtkuvsti derivoituv. Olkoon A 1 t) := t At) dt. Tällöin At)ht) = A 1t)ht) = d A dt 1t)ht)) At)h t), joten At) ht) + Bt) h t) ) dt = b b 1 t) ht) + A1 t) h A t) + Bt) h t) ) dt. Ekstremliehdon 6.2) nojll tämän lusekkeen pitäisi hävitä kikille h C 1 [, b]; F ), joille h) = 0 j hb) = 0. Derivtll u := h tämä trkoitt, että u on jtkuv j ut) dt = 0.
5 6.3. ISOPERIMETRINEN ONGELMA 41 Lemm 6.8. Olkoon D : [, b] LF ; R) jtkuv kuvus siten, että Dt) ut) dt = 0 Tällöin D on vkio. kikille u C[, b]; F ), joille ut) dt = 0. Lemmn nojll A 1 t) + Bt) = vkio. Kosk A 1 on jtkuvn kuvuksen integrlifunktion jtkuvsti derivoituv, on B jtkuvsti derivoituv j B t) = A 1t) = At). Luse 6.7 on näin todistettu. Lemmn todistus. Antiteesi: On olemss t 1, t 2, b) siten, että t 1 < t 2 j Dt 1 ) Dt 2 ). Olkoon u 0 F siten, että Dt 1 )u 0 Dt 2 )u 0. Voidn olett, että Dt 1 )u 0 > Dt 2 )u 0. Vlitn d 1, d 2 R siten, että Dt 1 )u 0 > d 1 > d 2 > Dt 2 )u 0. Seurvksi vlitn δ > 0 siten, että Dt)u 0 > d 1, kun t t 1 δ, j d 2 > Dt)u 0, kun t t 2 δ. Lisäksi voidn olett, että t 1 δ < t 1 + δ t 2 δ < t 2 + δ b. Olkoon λ: R R jtkuv funktio siten, että λt) = 0, kun t δ, j λt) > 0, kun t < δ. Tällöin funktiolle µ: [, b] R, µt) := λt t 1 ) λt t 2 ), on µt) > 0, kun t t 1 < δ, µt) < 0, kun t t 2 < δ, j µt) = 0 muuten. Lisäksi µt) dt = 0. Funktiolle u: [, b] F, ut) := µt)u 0, on ut) dt = 0 j Dt) ut) dt = > t1 +δ t 1 δ t1 +δ t 1 δ = d 1 d 2 ) λt t 1 ) Dt) u 0 dt λt t 1 ) d 1 dt δ δ Tämä on ristiriidss oletuksen knss. λt) dt > 0. t2 +δ t 2 δ t2 +δ t 2 δ 6.3. Isoperimetrinen ongelm λt t 2 ) Dt) u 0 dt λt t 2 ) d 2 dt Alkuperäisessä isoperimetriss ongelmss 3 on määrättävä umpininen polku, joll on nnettu pituus, j jonk rjoittm lue on pint-lltn mhdollisimmn suuri. Jos tyydytään trkstelemn läheistä ongelm funktion kuvjille, niin sdn seurvt vritiointegrlit: välillä [, b] määritellyille jtkuvsti derivoituville funktioille y setetn fy) := yx) dx j gy) := 1 + y x)) 2 dx. Kun trkstelln ylemmässä puolitsoss y > 0 sijitsevi kuvji, päädytään tehtävään 3 Ks. esim. Richrd Cournt j Dvid Hilbert: Methoden der Mthemtischen Physik Bnd I kolms litos, Heidelberger Tschenbücher 30, Springer-Verlg, 1968) luku IV, 1 j 7.
6 6.3. ISOPERIMETRINEN ONGELMA 42 on määrättävä funktio y : [, b] R, jok mksimoi funktion f side-ehdoll gy) = l = vkio. Näin muotoiltun tehtävä vikutt klssiselt sidotult äärirvotehtävältä, jollisten rtkisemiseen käytetään Lgrngen kertojien menetelmää [DL2, luse 7.2]. Olkoon M := g 1 l). Oletetn, että funktion f rjoittumll joukkoon M on lokli äärirvo pisteessä y 0. Jäljempänä osoitetn, että jos pisteessä y 0 on Dgy 0 ) 0 luonnollinen vtimus, kun side-ehtoj on yksi), niin y 0 on funktion f λ g vp) ekstremli, t.s. Dfy 0 ) λ Dgy 0 ) = 0. Tätä yhtälöä vstv Eulerin j Lgrngen differentiliyhtälö s muodon λ y x) = y x) 2 3/2 ) Tsokäyrien differentiligeometri tuntev tunnist tästä yhtälöstä ehdon: funktion y kuvjn krevuus on vkio = 1/λ. Etsitty käyrä on siis ympyrän kri. Yleisemmässä muodossn isoperimetriseksi ongelmksi voidn kutsu seurvn tilnteen mukist äärirvo-ongelm: Olkoot F, G: [, b] R n R n R C 1 - funktioit j fy) := F t, yt), y t)) dt, gy) := Trkstelln C 1 -funktioit y : [, b] R n, joille y) = α, yb) = β j gy) = c. Gt, yt), y t)) dt. Olkoon M := g 1 c). Jos f M svutt äärirvon pisteessä y 0 M j Dgy 0 ) 0, niin on olemss λ R siten, että y 0 on vritiointegrlin f λ g ekstremli. Luku λ määrätään ehdon gy 0 ) = c vull Lgrngen kerroin. [2, Ch. 2, HT 6 7]: Olkoot U E voin j g : U R C 1 -funktio. Olkoon M := g 1 c). Oletetn, että pisteessä M on Dg) 0. Olkoot N := ker Dg) j v N. Tällöin jokinen w W on muoto w = u + ϱ v, missä u N j ϱ = Dg)w/Dg)v. Alivruuden N kodimensio on siis yksi. Jos C 1 -polulle γ : δ, δ) E on γ0) = j γt) M kikille t δ, δ), niin gγt)) c, joten Dg)γ 0) = 0. Siis γ 0) N. Kääntäen, olkoon u N, u 0. Sopivss pisteen 0, 0) R 2 ympäristössä B0, 0); r) määritellään Gt, s) := g + t u + s v), Tällöin G0, 0) = g) = c j t, s) B0, 0); r). G G 0, 0) = Dg)u = 0, 0, 0) = Dg)v 0. t s Implisiittifunktioluseen [DL2, luse 3.4] nojll on olemss jtkuvsti differentioituv funktio ϕ: δ, δ) R siten, että g + t u + ϕt) v) = c kikille t δ, δ). Siis polulle γ : δ, δ) E, γt) := + t u + ϕt) v on γt) M kikille t δ, δ) j
7 6.4. GEODEETTISET KÄYRÄT 43 Dg+t u+ϕt) v)u+ϕ t) v) = 0. Erityisesti 0 = Dg)u+ϕ 0) v) = ϕ 0) Dg)v. Kosk Dg)v 0, on ϕ 0) = 0. Siis γ 0) = u. Siis livruus N koostuu kikist sellisten C 1 -polkujen γ : δ, δ) E tngenttivektoreist γ 0) = u, joille γ0) = j γt) M kikille t δ, δ). Snotn, että M on pisteessä sileä Bnchin vruuden E limonisto j sen tngenttivruus pisteessä on T M) = ker Dg). Olkoon myös f : U R C 1 -funktio. Oletetn rjoittumll f M on lokli äärirvo pisteessä. Olkoot u T M) j γ : δ, δ) M C 1 -polku, jolle γ0) = j γ 0) = u. Tällöin funktioll f γ on lokli äärirvo pisteessä t = 0, joten f γ) 0) = 0, t.s. 0 = Dfγ0))γ 0) = Df)u = 0. Siis T M) ker Df). Osoitetn, että jos linerimuodoille Df), Dg) LE; R) on ker Dg) ker Df), niin on olemss λ R siten, että Df) = λ Dg). Olkoon w E. Tällöin w = u+ϱ v, missä u N = ker Dg) j ϱ = Dg)w/Dg)v. Siis Df)u = 0 j Df)w = Df)u + ϱ Df)v = ϱ Df)v = Df)v Dg)v Dg)w, joten Df) = λ Dg), kun λ := Df)v/Dg)v. Yhteenveton: Luse 6.9. Olkoot U E voin j f, g : U R C 1 -funktioit. Oletetn, että i) piste U, c := g), M := g 1 c); ii) pisteessä M on Dg) 0; iii) funktion f rjoittumll f M on pisteessä lokli äärirvo. Tällöin on olemss λ R Lgrngen kerroin) siten, että Df) = λ Dg) Geodeettiset käyrät [2, Ch. 2, 2.6; HT 13], [14, Ch. VII, 7; Ch. VIII, 4; ym] Olkoot H j H Hilbertin vruuksi, U H voin sekä ϕ: U H jolle i) ϕ: U ϕu) =: M on homeomorfismi; ii) Dϕx): H H on injektio kikille x U; iii) livruus M ϕx) := Dϕx)H) H on suljettu kikille x U. C 3 -kuvus, Kuvjoukko M = ϕu) on Hilbertin vruuden H limonisto j kuvus ϕ: U M sen prmetriesitys vrt. [DL2, määr. 4.1], lkeispint). Alivruus M p = Dϕx)H) H on limoniston M tngenttivruus pisteessä p = ϕx). C 1 -polun γ : [, b] H pituus on lγ) := γ t) dt. Jokinen polku γ : [, b] M voidn esittää muodoss γ = ϕ u, missä u: [, b] U. Olkoon nyt u: [, b] U C 2 -polku. Polun γ := ϕ u: [, b] M pituus on lγ) = Dϕut)) u t) dt. Kuvus H H R, v 1, v 2 ) Dϕx) v 1 Dϕx) v 2 ), on symmetrinen jtkuv bilinerikuvus, joten Fréchet n j Rieszin esitysluseen nojll on olemss symmetrinen jtkuv linerikuvus gx): H H siten, että gx)v 1 v 2 ) = Dϕx) v 1 Dϕx) v2 ), x U, v 1, v 2 H.
8 6.4. GEODEETTISET KÄYRÄT 44 Kosk ϕ on C 3 -kuvus, on g C 2 -kuvus äärellisulotteisess tpuksess tämä on helppo nähdä). Kuvus g on limoniston metriikk ti äärellisulotteisess tpuksess vnhhtvlt nimeltään metrinen perustensori). Polun γ = ϕ u pituus on lγ) = gut)) u t) u t)) dt. Kun merkitään fx, y) := gx) y y), on lϕ u) = fut), u t)) dt. Olkoot p, q M, j oletetn, että polku u minimoi krenpituuden lϕ u) kikkien sellisten C 2 -polkujen u: [, b] U joukoss, missä u) = p j ub) = q. Tällöin u toteutt Eulerin j Lgrngen differentiliyhtälön t.s. d f dt y ut), u t)) f x ut), u t)) = 0, EL := 2 f y 2 ut), u t))u t) + 2 f x y ut), u t))u t) f x ut), u t)) = 0. Huom, että tämä on vruuden LH; R) kuvuksi koskev yhtälö. Vsemmn puolen linerikuvuksen EL tulee siis toteutt ELη) = 0 kikille η H. Tässä f f x, y)ξ = Dgx)ξ)y y), x 2 f x, y)ξ, η) = 2Dgx)ξ)y η), x y x, y)η = 2gx)y η) y 2 f x, y)ξ, η) = 2gx)ξ η). y2 Kun Eulerin j Lgrngen yhtälö kerrotn puolittin vektorill η H = lsketn ELη)), sdn yhtälö 6.3) 2 gut))u t) η ) + 2 Dgut))u t))u t) η ) Dgut))η)u t) u t) ) = 0. Yhtälö on muoto 2gx)ξ η) + 2Dgx)y)y η) Dgx)η)y y) = 0, missä x = ut), y = u t) j ξ = u t). Fréchet n j Rieszin esitysluseen nojll on olemss c x y) H siten, että c x y) η) = Dgx)η)y y) kikille η H. Eulerin j Lgrngen yhtälö on siis yhtäpitävä yhtälön gx)ξ + Dgx)y)y 1 2 c xy) = 0, knss, missä x = ut), y = u t) j ξ = u t). Kuvuksen y c x y) määrittelevän yhtälön nojll y c x y) on homogeeninen toisen steen polynomi. Smoin on y Dgx)y)y. Siis on olemss symmetrinen bilinerikuvus C x : H H H siten, että 4 C x y, y) = Dgx)y)y 1 2 c xy). Yhtälö 6.3) voidn nyt esittää muodoss gut))u t) + C ut) u t), u t)) = 0. 4 Jos c x y, z) määritellään yhtälön c x y, z) η) = Dgx)η)y z), η H, vull, niin kuvuksen gx) symmetrin nojll on c x y, z) = c x z, y). Siis c x y) = ) c x y, y). Kuvus y Dgx)y)y symmetrisoituu helpommin: y, z) 1 2 Dgx)y)z + Dgx)z)y.
9 6.4. GEODEETTISET KÄYRÄT 45 Kosk derivtn Dϕx) kuvjoukko Dϕx)H) H on suljettu, on gx): H H isomorfismi, joten yhtälö 6.3) voidn esittää muodoss 6.4) u t) = gut))) 1 C ut) u t), u t)) = Γ ut) u t), u t)), kun Γ x y, z) := gx)) 1 C x y, z), x U, y, z H. Yhtälön 6.4) rtkisujen eli krenpituusintegrlin lϕ u) ekstremlien) määräämiä käyriä γ = ϕ u kutsutn limoniston M geodeettisiksi poluiksi ti geodeeseiksi). Tvllisten differentiliyhtälöiden rtkisuteori tk, että yhtälöllä 6.4) on yksi j vin yksi rtkisu, jok toteutt nnetut lkuehdot u0) = u 0, u 0) = u 0. Tähän trvitn oletust ϕ on C 3 -kuvus; kuvus x Γ x on tällöin C 1 -kuvus.) Siirrettynä limonistolle M tämä trkoitt, että limoniston M jokisen pisteen p kutt kulkee yksi j vin yksi geodeettinen polku, joll lkuhetkellä on nnettu lkunopeus. Huomttvsti vikempi ongelm on osoitt, että kksi riittävän lähellä toisin olev pistettä voidn yhdistää geodeettisell polull puhumttkn sen selvittämisestä, milloin pitkin geodeettist polku on kuljettu liin pitkälle ). Ktsotn vielä, miltä yhtälö 6.3) näyttää, kun H = R n. Olkoon linerikuvuksen gx) mtriisi g i,j x)) n i,j=1. Tällöin g i,j x) = j ϕx) i ϕx)) j Dgx)ξ on mtriisi, jonk lkio pikss i, j) on n k=1 kg i,j x)ξ k. Kun vlitn η = e i, s yhtälö 6.3) muodon muuttujt jätetään yksinkertisuuden vuoksi merkitsemättä) 2 j g i,j u j + 2 k,j k g i,j u k u j k,j i g k,j u j u k = 0. Tässä keskimmäinen summ voidn esittää muodoss k,j kg i,j u k u j+ k,j jg i,k u j u k, joten päädytään yhtälöön ) 6.5) g i,j u j + 1 k g 2 i,j + j g i,k i g k,j u j u k = 0. j k,j Jos vielä mtriisin g i,j x)) i,j käänteismtriisi merkitään g l,k x)) l,k j Γ l k,j := 1 g ) l,i 2 k g i,j + j g i,k i g k,j, niin sdn 6.6) u l + k,j i Γ l k,j u j u k = 0. Funktioit Γ l k,j kutsutn metriikn g j,k) j,k Christoffelin toisen ljin symboleiksi j funktioit [k j, i] := k g i,j + j g i,k i g k,j Christoffelin ensimmäisen ljin symboleiksi it turns out tht the exposition gins considerbly from the systemtic elimintion of the indiscriminte use of locl coordintes x 1,..., x n nd dx 1,..., dx n.... nothing is lost, nd much is gined, by expressing one s geometric thoughts without hiding them under n irrelevnt formlism. [14, esipuhe].
TEHTÄVÄ 1. Olkoon (f n ) jono jatkuvia funktioita f n : [a, b] R, joka suppenee välillä [a, b] tasaisesti kohti funktiota f : [a, b] R.
Topologi I Hrjoitus 10, rtkisuj AP TEHTÄVÄ 1. Olkoon (f n ) jono jtkuvi funktioit f n : [, b] R, jok suppenee välillä [, b] tsisesti kohti funktiot f : [, b] R. Osoit, että tällöin f n (x) dx f(x) dx.
LisätiedotRiemannin integraali
LUKU 5 iemnnin integrli Tässä luvuss funktion f iemnnin integrli merkitään - b f = - b f() d. Vstvsti funktion f Lebesgue in integrli merkitään f = f() dm(). [,b] [,b] Luse 5.1. Olkoon f : [, b] rjoitettu
Lisätiedotx k 1 Riemannin summien käyttö integraalin approksimointiin ei ole erityisen tehokasta; jatkuvasti derivoituvalle funktiolle f virhe b
5 Integrlien lskemisest 51 Riemnnin summt [A2], [4, 61] Rjoitetun funktion f : [, b] R Riemnn-integroituvuudelle ytäpitäväksi on kurssill Anlyysi 2 osoitettu, että Riemnnin summill S P := f(ξ k ) ( ),
LisätiedotRiemannin integraalista
Lebesguen integrliin sl. 2007 Ari Lehtonen Riemnnin integrlist Johdnto Tämän luentomonisteen trkoituksen on tutustutt lukij Lebesgue n integrliin j sen perusominisuuksiin mhdollisimmn yksinkertisess tpuksess:
LisätiedotKuvausta f sanotaan tällöin isomorfismiksi.
Määritelmä..12. Oletetn, että 1 =(V 1,E 1 ) j 2 =(V 2,E 2 ) ovt yksinkertisi verkkoj. Verkot 1 j 2 ovt isomorfiset, jos seurvt ehdot toteutuvt: (1) on olemss bijektio f : V 1 V 2 (2) kikill, b V 1 pätee,
Lisätiedot1. Derivaatan Testi. Jos funktio f on jatkuva avoimella välillä ]a, b[ ja x 0 ]a, b[ on kriit. tai singul. piste niin. { f (x) > 0, x ]a, x 0 [
1. Derivtn Testi Jos funktio f on jtkuv voimell välillä ], b[ j x 0 ], b[ on kriit. ti singul. piste niin { f (x) < 0, x ], x 0 [ f x (x) > 0, x ]x 0, b[ 0 on lokli minimipiste (1) { f (x) > 0, x ], x
LisätiedotMääritelmä Olkoon C R m yksinkertainen kaari ja γ : [a, b] R m sen yksinkertainen parametriesitys, joka on paloittain C 1 -polku.
Muodostetn vektorikentän kri-integrli yksinkertisen kren tpuksess. Plutetn mieleen, että joukko C R m on yksinkertinen kri, jos löytyy sellinen jtkuv bijektio γ : [, b] C, jok on ploittin C 1 -funktio
LisätiedotKorkeamman kertaluvut derivaatat
LUKU 4 Korkemmn kertluvut derivtt Derivtn määritelmän mukn differentioituv kuvust f : U F voidn pproksimoid ffiinill kuvuksell, f(x + u f(x + Df(xu. Jos f on khdesti differentioituv, voidn derivtt pproksimoid
Lisätiedot1. Yhtälöiden ratkaisemisesta Olkoon f välillä [a, b] jatkuva funktio, jolle f(a) f(b) < 0. Bolzanon lauseen [A1]
1. Yhtälöiden rtkisemisest Olkoon f välillä [, b] jtkuv funktio, jolle f() f(b)
LisätiedotSARJAT JA DIFFERENTIAALIYHTÄLÖT Funktiojonot 1
SARJAT JA DIFFERENTIAALIYHTÄLÖT 2003 JOUNI PARKKONEN Sisältö 0. Tästä tekstistä. Funktiojonot 0. Tästä tekstistä Tämä moniste on trkoitettu käytettäväksi kurssin Srjt j differentiliyhtälöt luentomterilin.
LisätiedotII.1. Suppeneminen., kun x > 0. Tavallinen lasku
II. EPÄOLEELLISET INTEGRAALIT nt II.. Suppeneminen Esim. Olkoon f() =, kun >. Tvllinen lsku = / =. Kuitenkn tätä integrli ei ole ikisemmss mielessä määritelty, kosk f ei ole rjoitettu välillä [, ] (eikä
Lisätiedot2.4 Pienimmän neliösumman menetelmä
2.4 Pienimmän neliösummn menetelmä Optimointimenetelmiä trvitn usein kokeellisen dtn nlysoinniss. Mittuksiin liittyy virhettä, joten mittus on toistettv useit kertoj. Oletetn, että mittn suurett c j toistetn
LisätiedotMS-A010{3,4} (ELEC*) Differentiaali- ja integraalilaskenta 1 Luento 8: Integraalifunktio ja epäoleellinen integraali
MS-A1{3,4} (ELEC*) Differentili- j integrlilskent 1 Luento 8: Integrlifunktio j epäoleellinen integrli Pekk Alestlo, Jrmo Mlinen Alto-yliopisto, Mtemtiikn j systeeminlyysin litos 5.1.216 Pekk Alestlo,
LisätiedotNumeeriset menetelmät TIEA381. Luento 9. Kirsi Valjus. Jyväskylän yliopisto. Luento 9 () Numeeriset menetelmät / 29
Numeeriset menetelmät TIEA381 Luento 9 Kirsi Vljus Jyväskylän yliopisto Luento 9 () Numeeriset menetelmät 17.4.2013 1 / 29 Luennon 9 sisältö Numeerisest integroinnist Newtonin j Cotesin kvt Luento 9 ()
LisätiedotMS-A010{2,3,4,5} (SCI, ELEC*, ENG*) Differentiaali- ja integraalilaskenta 1 Luento 8: Integraalifunktio ja epäoleellinen integraali
MS-A1{2,3,4,5} (SC, ELEC*, ENG*) Differentili- j integrlilskent 1 Luento 8: ntegrlifunktio j epäoleellinen integrli Pekk Alestlo, Jrmo Mlinen Alto-yliopisto, Mtemtiikn j systeeminlyysin litos November
LisätiedotKäydään läpi: ääriarvo tarkastelua, L Hospital, integraalia ja sarjoja.
DI mtemtiikn opettjksi: Täydennyskurssi, kevät Luentorunko j hrjoituksi viikolle : ti 9.. klo :-5:, to.. klo 9:5-: j klo 4:5-6: Käydään läpi: äärirvo trkstelu, L Hospitl, integrli j srjoj.. Kerrtn äärirvojen
LisätiedotMatematiikan peruskurssi. Seppo Hassi
Mtemtiikn peruskurssi Seppo Hssi Syksy 2014 iii Esipuhe Tämä on 1. versio Mtemtiikn peruskurssin opetusmonisteest, jonk sisältö noudttelee pitkälti Vsn yliopistoss iemmin luennoimni Mtemttiset menetelmät
Lisätiedot5 Epäoleellinen integraali
5 Epäoleellinen integrli 5. Integrlin suppeneminen Olkoon f sellinen välillä [, b[ (ei siis välttämättä pisteessä b) määritelty funktio, että f on Riemnn-integroituv välillä [, ] kikill ], b[ eli on olemss
Lisätiedot6 Integraalilaskentaa
6 Integrlilskent 6. Integrlifunktio Funktion f integrlifunktioksi snotn funktiot F, jonk derivtt on f. Siis F (x) = f (x) määrittelyjoukon jokisell muuttujn rvoll x. Merkitään F(x) = f (x) dx. Integrlifunktion
Lisätiedot7 Funktiosarjoista. 7.1 Funktiosarjojen suppeneminen
7 Funktiosrjoist 7. Funktiosrjojen suppeneminen Seurvksi trkstelln srjoj, joiden termit ovt (lukujen sijst) jollkin välillä I määriteltyjä funktioit. Täsmällisemmin funktiosrjll (ti lyhyemmin srjll) trkoitetn
LisätiedotMS-A0207 Differentiaali- ja integraalilaskenta 2 (Chem) Yhteenveto, osa II
MS-A7 ifferentili- j integrlilskent (Chem Yhteenveto, os II G. Gripenberg Alto-yliopisto 9. helmikuut 16 G. Gripenberg (Alto-yliopisto MS-A7 ifferentili- j integrlilskent (Chem Yhteenveto, 9. helmikuut
Lisätiedotsin θ θ θ r 2 sin 2 θ φ 2 = 0.
Mtemtiikn j tilstotieteen litos Osittisdifferentiliyhtälöt Kevät 21 Hrjoitus 9 Rtkisuj Jussi Mrtin 1. Osoit, että Lplce-yhtälö pllokoordinteiss on 2 u 1 r 2 2 u r r 1 r 2 sin θ u 1 2 u sin θ θ θ r 2 sin
LisätiedotMatematiikan tukikurssi
Mtemtiikn tukikurssi Kurssikert 5 1 Jtkuvuus Trkstelln funktiot fx) josskin tietyssä pisteessä x 0. Tämä funktio on tässä pisteessä joko jtkuv ti epäjtkuv. Jtkuvuuden ymmärtää prhiten trkstelemll epäjtkuv
LisätiedotMatemaattiset menetelmät I. Seppo Hassi
Mtemttiset menetelmät I Seppo Hssi Syksy 2011 iii Esipuhe Tämä on 1. versio Mtemttiset menetelmät I-kurssin opetusmonisteest, jok perustuu Vsn yliopistoss luennoimni vstvn nimiseen kurssiin. Sisältö noudtt
LisätiedotRiemannin integraalista
TAMPEREEN YLIOPISTO Pro grdu -tutkielm Aij Stenberg Riemnnin integrlist Mtemtiikn j tilstotieteen litos Mtemtiikk Syyskuu 2010 2 Tmpereen yliopisto Mtemtiikn j tilstotieteen litos STENBERG, AIJA: Riemnnin
Lisätiedot3 Integraali ja derivaatta
3 Integrli j erivtt 3.1 Integrli ylärjns funktion Olkoon funktio f Riemnn-integroituv välin I jokisell suljetull osvälillä j välin I jokin kiinteä luku. Tällöin integrli määrittelee funktion G(): I R,
LisätiedotAnalyyttiset funktiot ja integrointiteorian alkeita
Anlyyttiset funktiot j integrointiteorin lkeit 6. helmikuut 2006 isältö 1 Kertust 1 2 Anlyyttiset funktiot 2 2.1 Anlyyttiset funktiot tsoll................... 2 2.2 Monogeeniset funktiot vruudess R n.............
LisätiedotAnalyysin perusteet kauppatieteilijöille 800118P
Anlyysin perusteet kupptieteilijöille 800118P Luentomoniste Kri Myllylä Niin Korteslhti Topi Törmä Oulun yliopisto Mtemttisten tieteiden litos Kevät 2015 Sisältö 1 Derivtt 3 1.1 Määritelmä..............................
Lisätiedot5 Riemann-integraali ANALYYSI B, HARJOITUSTEHTÄVIÄ, KEVÄT Ala- ja yläintegraali
ANALYYSI B, HARJOITUSTEHTÄVIÄ, KEVÄT 9 5 Riemnn-integrli 5. Al- j yläintegrli Voit olett tunnetuksi ll esitetyt supremumin j infimumin ominisuudet (joukot A j B ovt rjoitettuj sekä epätyhjiä j λ R). Jos
LisätiedotVektoriarvoisten funktioiden analyysiä
Vektorirvoisten funktioiden nlyysiä LuK-tutkielm Arttu Hrtikk 2330325 Mtemttisten tieteiden litos Oulun yliopisto Syksy 2016 Sisältö Johdnto 2 1 Vektorivruus 3 1.1 Normi j normivruus......................
Lisätiedoti 2 n 3 ( (n 1)a (i + 1) 3 = 1 +
I. INTEGRAALILASKENTA Arkhimedes (287 22 e.kr.) prbelin segmentin pint-l Newton (642 727) j Leibniz (646 76) keksivät diff.- j int.-lskennn Cuhy (789 857) ε, δ Riemnn (826 866) Riemnnin integrli Lebesgue
LisätiedotMatematiikan johdantokurssi, syksy 2017 Harjoitus 6, ratkaisuista. 1. Onko jokin demojen 5 tehtävän 3 relaatioista
Mtemtiikn johntokurssi, syksy 07 Hrjoitus 6, rtkisuist. Onko jokin emojen 5 tehtävän reltioist ) R := {(, ), (, ), (, ), (, ), (, ), (, ), (, ), (, )}, ) S := {(, ), (, ), (, ), (, ), (, ), (, ), (, ),
LisätiedotSuorat, käyrät ja kaarevuus
Suort, käyrät j krevuus Jukk Tuomel Professori Mtemtiikn litos, Joensuun yliopisto Suor? Tämä kirjoitus on eräänlinen jtko Timo Tossvisen suorn määritelmää koskevn kirjoitukseen Solmun numeross 2/2002.
LisätiedotAnalyysi 2. Harjoituksia lukuihin 1 3 / Kevät Anna sellainen välillä ] 2, 2[ jatkuva ja rajoitettu funktio f, että
Anlyysi Hrjoituksi lukuihin 3 / Kevät 5. Ann sellinen välillä ], [ jtkuv j rjoitettu funktio f, että () sup A m A j inf A min A, (b) sup A m A j inf A = min A, (c) sup A = m A j inf A min A, (d) sup A
Lisätiedot10. MÄÄRÄTYN INTEGRAALIN KÄYTTÖ ERÄIDEN PINTA-ALOJEN LASKEMISESSA
MAA0 0. Määrätyn integrlin käyttö eräiden pint-lojen lskemisess 0. MÄÄRÄTYN INTEGRAALIN KÄYTTÖ ERÄIDEN PINTA-ALOJEN LASKEMISESSA Edellä on todettu, että f (x)dx nt x-kselin j suorien x =, x = sekä funktion
LisätiedotSyksyn 2015 Pitkän matematiikan YO-kokeen TI-Nspire CAS -ratkaisut
Sksn 0 Pitkän mtemtiikn YO-kokeen TI-Nspire CAS -rtkisut Tekijät: Olli Krkkulinen Rtkisut on ldittu TI-Nspire CAS -tietokoneohjelmll kättäen Muistiinpnot -sovellust. Kvt j lskut on kirjoitettu Mth -ruutuihin.
LisätiedotKertausta ja täydennystä
LUKU 1 Kertust j täydennystä 1.1. Merkintöjä N = {k Z k 0} = {0, 1, 2,... }, luonnollisten lukujen joukko. Z + = {k Z k > 0} = {1, 2,... }, positiivisten kokonislukujen joukko. (, b) on relikselin voin
Lisätiedot5 ( 1 3 )k, c) AB 3AC ja AB AC sekä vektoreiden AB ja
MATEMATIIKAN PERUSKURSSI I Hrjoitustehtäviä syksy 4. Millä reliluvun rvoill ) 9 =, b) + +, e) 5?. Kirjoit Σ-merkkiä käyttäen summt 4, ) + 4 + 6 + +, b) 8 + 4 6 + + n n, c) + + + 4 + + 99, d)
LisätiedotMatematiikan tukikurssi
Mtemtiikn tukikurssi Kurssikert 4 Tilvuuden j vipn ln lskeminen Kuten iemmin käsittelimme, määrätyn integrlin vull voi lske pintloj j tilvuuksi. Tyypillisenä sovelluksen tilvuuden lskemisest on tpus, joss
Lisätiedot4 Taso- ja avaruuskäyrät
P2-luentoj kevät 2008, Pekk Alestlo 4 Tso- j vruuskäyrät Tässä luvuss tutustutn tso- j vruuskäyriin, niiden krenpituuteen j krevuuteen. Konkreettisin sovelluksin trkstelln nnettu rt pitkin liikkuvn hiukksen
LisätiedotJohdatus reaalifunktioihin P, 5op
Johdtus relifunktioihin 802161P, 5op Os 3 Pekk Slmi 19. lokkuut 2015 Pekk Slmi FUNK 19. lokkuut 2015 1 / 48 Integrlit 1 Määrätty integrli = oike integrli: esim. 1 0 x 2 dx = reliluku 2 Määräämätön integrli
LisätiedotVariaatiolaskentaa ja sen sovelluksia
TAMPEREEN YLIOPISTO Pro grdu -tutkielm Luri Kumpulinen Vritiolskent j sen sovelluksi Informtiotieteiden yksikkö Mtemtiikk Lokkuu 2016 Tmpereen yliopisto Informtiotieteiden yksikkö KUMPULAINEN, LAURI: Vritiolskent
LisätiedotVastaa kaikkiin kysymyksiin (kokeessa ei saa käyttää laskinta)
Helsingin yliopisto, Matematiikan ja tilastotieteen osasto Vektorianalyysi II (MAT22, syksy 28 Kurssitentti, Ma 7228 (RATKAISUEHDOTUKSET Tentaattori: Ville Tengvall (villetengvall@helsinkifi Vastaa kaikkiin
LisätiedotAnalyysi III S
Anlyysi III 800624S Sisältö sitietoj 5 Riemnn integroinnin rjt 6 Luku 1. Mittteori 7 1. Algebr j σ-lgebr 7 2. Mitt 8 3. Ulkomitt j mitlliset joukot 11 4. Ulkomitn konstruointi 14 5. Lebesguen ulkomitt
LisätiedotOSA 1: POLYNOMILASKENNAN KERTAUSTA, BINOMIN LASKUSÄÄNTÖJÄ JA YHTÄLÖNRATKAISUA
OSA 1: POLYNOMILASKENNAN KERTAUSTA, BINOMIN LASKUSÄÄNTÖJÄ JA YHTÄLÖNRATKAISUA Tekijät: Ari Heimonen, Hellevi Kupil, Ktj Leinonen, Tuomo Tll, Hnn Tuhknen, Pekk Vrniemi Alkupl Tiedekeskus Tietomn torninvrtij
LisätiedotMS-A010{3,4} (ELEC*) Differentiaali- ja integraalilaskenta 1 Luento 7: Integraali ja analyysin peruslause
MS-A010{3,4} (ELEC*) Differentili- j integrlilskent 1 Luento 7: Integrli j nlyysin perusluse Pekk Alestlo, Jrmo Mlinen Alto-yliopisto, Mtemtiikn j systeeminlyysin litos 3.10.2016 Pekk Alestlo, Jrmo Mlinen
LisätiedotSäännöllisten operaattoreiden täydentäviä muistiinpanoja
Säännöllisten operttoreiden täydentäviä muistiinpnoj Antti-Juhni Kijnho 1. huhtikuut 2011 Vnht määritelmät Määritelmä 1. Äärellinen epätyhjä joukko on merkistö, j sen lkioit kutsutn merkeiksi. Määritelmä
LisätiedotT Syksy 2002 Tietojenkäsittelyteorian perusteet Harjoitus 5 Demonstraatiotehtävien ratkaisut. ja kaikki a Σ ovat säännöllisiä lausekkeita.
T-79.8 Syksy 22 Tietojenkäsittelyteorin perusteet Hrjoitus 5 Demonstrtiotehtävien rtkisut Säännölliset lusekkeet määritellään induktiivisesti: j kikki Σ ovt säännöllisiä lusekkeit. Mikäli α j β ovt säännöllisiä
Lisätiedotfunktion voi tarkistaa derivoimalla. Sijoitusmenettely perustuu ketjusääntöön.
I.6. Sijoitusmenettely A. Integrlifunktiot Integrlifunktiot etsittäessä on sopiv derivoimissääntö luettv tkperin. funktion voi trkist derivoimll. Sijoitusmenettely perustuu ketjusääntöön. Löydetyn 6..
Lisätiedot4 DETERMINANTTI JA KÄÄNTEISMATRIISI
4 DETERMINANTTI JA KÄÄNTEISMATRIISI Neliömtriisin determinntti Neliömtriisin A determinntti on luku, jot merkitään det(a) ti A. Lskeminen: -mtriisin A determinntti: det(a) -mtriisin A determinntti esim.
LisätiedotVektorianalyysi II (MAT21020), syksy 2018
Vektorianalyysi II (MAT21020), syksy 2018 Ylimääräisiä harjoitustehtäviä 1. Osoita, että normin neliö f : R n R, f(x) = x 2 on differentioituva pisteessä a R n ja, että sen derivaatalle on voimassa 2.
LisätiedotKertymäfunktio. Kertymäfunktio. Kertymäfunktio: Mitä opimme? 2/2. Kertymäfunktio: Mitä opimme? 1/2. Kertymäfunktio: Esitiedot
TKK (c) Ilkk Mellin (24) 1 Johdtus todennäköisyyslskentn TKK (c) Ilkk Mellin (24) 2 : Mitä opimme? 1/2 Jos stunnisilmiötä hlutn mllint mtemttisesti, on ilmiön tulosvihtoehdot kuvttv numeerisess muodoss.
Lisätiedot3.3 KIELIOPPIEN JÄSENNYSONGELMA Ratkaistava tehtävä: Annettu yhteydetön kielioppi G ja merkkijono x. Onko
3.3 KILIOPPIN JÄSNNYSONGLMA Rtkistv tehtävä: Annettu yhteydetön kielioppi G j merkkijono x. Onko x L(G)? Rtkisumenetelmä = jäsennyslgoritmi. Useit vihtoehtoisi menetelmiä, erityisesti kun G on jotin rjoitettu
LisätiedotMatematiikan perusteet taloustieteilijöille 2 800118P
Mtemtiikn perusteet tloustieteilijöille 2 800118P Luentomoniste Kri Myllylä Niin Korteslhti Oulun yliopisto Mtemttisten tieteiden litos Kevät 2014 Sisältö 1 Mtriisilgebr j optimointi 4 11 Määritelmä 4
LisätiedotTee B-osion konseptiin etusivulle pisteytysruudukko! Muista kirjata nimesi ja ryhmäsi. Välivaiheet perustelevat vastauksesi!
MAA8 Koe 4.4.016 Jussi Tyni Tee B-osion konseptiin etusivulle pisteytysruudukko! Muist kirjt nimesi j ryhmäsi. Väliviheet perustelevt vstuksesi! A-osio. Ilmn lskint. MAOLi s käyttää. Mksimissn 1h ik. Lske
LisätiedotLebesguen integraali - Rieszin määritelmä
Lebesguen integrli - Rieszin määritelmä Tru Lehtonen Mtemtiikn pro grdu-tutkielm Jyväskylän yliopisto Mtemtiikn j tilstotieteen litos Kevät 216 Tiivistelmä Jyväskylän Yliopisto Lehtonen, Tru Puliin: Lebesguen
LisätiedotPreliminäärikoe Pitkä Matematiikka 5.2.2013
Preliminäärikoe Pitkä Mtemtiikk 5..0 Kokeess s vstt enintään kymmeneen tehtävään. Tähdellä ( * ) merkittyjen tehtävien mksimipistemäärä on 9, muiden tehtävien mksimipistemäärä on 6.. ) Rtkise yhtälö b)
LisätiedotNumeerinen integrointi.
Numeerinen integrointi. Differentili- j integrlilskent 1, syksy 2015 Hrri Vrpnen Mtemtiikn j systeeminlyysin litos Alto-yliopisto Tiisti 6.10.2015 Sisältö Tylor-menetelmä. Käyttökelpoinen silloin, kun
LisätiedotMATEMATIIKAN JA TILASTOTIETEEN LAITOS
f ( n) JYVÄSKYLÄN YLIOPISTO MATEMATIIKAN JA TILASTOTIETEEN LAITOS n Funktionaalianalyysi Ei harjoituksia 1.4.2015 Funktionaalista viihdettä pääsiäistauolle: viikolla 14 (ma 30.3., ti 31.3. ja ke 1.4.)
LisätiedotMS-A010{2,3,4,5} (SCI,ELEC*, ENG*) Differentiaali- ja integraalilaskenta 1 Luento 7: Integraali ja analyysin peruslause
MS-A010{2,3,4,5} (SCI,ELEC*, ENG*) Differentili- j integrlilskent 1 Luento 7: Integrli j nlyysin perusluse Pekk Alestlo, Jrmo Mlinen Alto-yliopisto, Mtemtiikn j systeeminlyysin litos November 20, 2017
LisätiedotLUKU 10. Yhdensuuntaissiirto
LUKU hdensuuntaissiirto Olkoot (M, N) suunnistettu pinta, p M ja v p R 3 p annettu vektori pisteessä p (vektorin v p ei tarvitse olla pinnan M tangenttivektori). Tällöin vektori (v p N(p)) N(p) on vektorin
LisätiedotMikrotalousteoria 2, 2008, osa III
Sisältö Mikrotlousteori 2, 2008, os III Yrityksen tuotntofunktiost 2 Pnosten substituoitvuus 2 3 Yrityksen teori 3 4 Mittkvedut tuotnnoss 5 5 Yksikkökustnnusten j skltuottojen steen välinen yhteys 5 6
LisätiedotTAMPEREEN YLIOPISTO Pro gradu -tutkielma. Harri Lehtinen. Kongruenssista
TAMPEREEN YLIOPISTO Pro grdu -tutkielm Hrri Lehtinen Kongruenssist Mtemtiikn, tilstotieteen j filosofin litos Mtemtiikk Helmikuu 006 Tmpereen yliopisto Mtemtiikn, tilstotieteen j filosofin litos LEHTINEN,
LisätiedotMS-A010{3,4} (ELEC*) Differentiaali- ja integraalilaskenta 1 Luento 9: Integroimismenetelmät
MS-A010{3,4} (ELEC*) Differentili- j integrlilskent 1 Luento 9: Integroimismenetelmät Pekk Alestlo, Jrmo Mlinen Alto-yliopisto, Mtemtiikn j systeeminlyysin litos 10.10.2016 Pekk Alestlo, Jrmo Mlinen (Alto-yliopisto,
LisätiedotSisältö. Integraali 10. syyskuuta 2005 sivu 1 / 20
Integrli 10. syyskuut 2005 sivu 1 / 20 Sisältö 1 Määrätty integrli j integrlifunktio 2 1.1 Integroituvist funktioit 3 1.2 Määrätyn integrlin ominisuuksi 4 1.3 Integrlifunktio 5 1.4 Integrlilskennn tärkeimmät
LisätiedotAnalyysi B. Derivaatta ja integraali. Pertti Koivisto
Anlyysi B Derivtt j integrli Pertti Koivisto Kevät 7 Alkusnt Tämä moniste on trkoitettu oheislukemistoksi Tmpereen yliopistoss pidettävälle kurssille Anlyysi B. Monisteen tvoitteen on tuke luentojen seurmist,
LisätiedotANALYYSI II A Matemaattisten tieteiden laitos Luentomoniste työn alla: viimeksi muutettu
ANALYYSI II 800322A Mtemttisten tieteiden litos Luentomoniste työn ll: viimeksi muutettu 13.11.2006 Sisältö Alkusnt Suosituksi opiskelutvoist iii iii Luku 1. Usen muuttujn funktioist: jtkuvuus 1 1. Merkinnät
Lisätiedot2.1 Vaillinaiset yhtälöt
.1 Villiniset yhtälöt Yhtälö, jok sievenee muotoon x + bx + c = 0 (*) on yleistä normlimuoto olev toisen steen yhtälö. Tämän rtkiseminen ei olekn enää yhtä meknist kuin normlimuotoisen ensisteen yhtälön
LisätiedotGreenin ja Stokesin lauseet
TAMPEREEN YLIOPISTO Pro Grdu -tutkielm Niin Oksmn Greenin j Stokesin luseet Informtiotieteiden yksikkö Mtemtiikk Toukokuu 212 Tmpereen yliopisto Informtiotieteiden yksikkö OKSMAN, NIINA: Greenin j Stokesin
LisätiedotMS-A010{2,3,4,5} (SCI,ELEC*, ENG*) Differentiaali- ja integraalilaskenta 1 Luento 9: Integroimismenetelmät
MS-A010{2,3,4,5} (SCI,ELEC*, ENG*) Differentili- j integrlilskent 1 Luento 9: Integroimismenetelmät Pekk Alestlo, Jrmo Mlinen Alto-yliopisto, Mtemtiikn j systeeminlyysin litos November 27, 2017 Pekk Alestlo,
LisätiedotTampereen teknillinen yliopisto hum Konstruktiotekniikan laitos. MEC-2430 Elementtimenetelmän perusteet. Luento vk 1 Syksy 2012.
mpereen teknillinen yliopisto hum 3.8. Konstruktiotekniikn litos MEC-430 Elementtimenetelmän perusteet. Luento vk Syksy 0. Mtemtiikn j mtriisilskennn kertust Yleistä Kirjoittelen tänne joitin kurssin keskeisiä
LisätiedotSinilause ja kosinilause
Siniluse j kosiniluse GEOMETRI M3 Mikäli kolmion korkeus j knt tiedetään, voidn pint-l lske. Esimerkki: Lske kolmion l, kun 38 kulmn viereiset sivut ovt 8, j 6,8. Nyt knt tiedetään, korkeutt ei! 38 8,
LisätiedotViikon aiheet. Pinta-ala
info Viikon iheet Mpu I:sen voit suoritt: Kurssin loppukokeess 23.10. Arvosn: koe + lskrit Mikäli yo. ik ei sovi, voit suoritt loppukokeen yleistenttitilisuudess 24.11. Arvosn: koe + lskrit. Ilmoittudu
Lisätiedot3.3 Funktion raja-arvo
3.3 Funktion raja-arvo Olkoot A ja B kompleksitason joukkoja ja f : A B kuvaus. Kuvauksella f on pisteessä z 0 A raja-arvo c, jos jokaista ε > 0 vastaa δ > 0 siten, että 0 < z z 0 < δ ja z A f(z) c < ε.
Lisätiedot(0 desimaalia, 2 merkitsevää numeroa).
NUMEERISET MENETELMÄT DEMOVASTAUKSET SYKSY 20.. (a) Absoluuttinen virhe: ε x x ˆx /7 0.4 /7 4/00 /700 0.004286. Suhteellinen virhe: ρ x x ˆx x /700 /7 /00 0.00 0.%. (b) Kahden desimaalin tarkkuus x ˆx
LisätiedotPertti Koivisto. Analyysi B
Pertti Koivisto Anlyysi B TAMPEREEN YLIOPISTO INFORMAATIOTIETEIDEN YKSIKÖN RAPORTTEJA 67/8 TAMPERE 8 TAMPEREEN YLIOPISTO INFORMAATIOTIETEIDEN YKSIKÖN RAPORTTEJA 67/8 JOULUKUU 8 Pertti Koivisto Anlyysi
LisätiedotICS-C2000 Tietojenkäsittelyteoria Kevät 2016
ICS-C2 Tietojenkäsittelyteori Kevät 2 Kierros,. 5. helmikuut Demonstrtiotehtävien rtkisut D: Sievennä seurvi säännöllisiä lusekkeit (so. konstruoi yksinkertisemmt lusekkeet smojen kielten kuvmiseen): ()
LisätiedotNeliömatriisin A determinantti on luku, jota merkitään det(a) tai A. Se lasketaan seuraavasti: determinantti on
4. DETERINANTTI JA KÄÄNTEISATRIISI 6 4. Neliömtriisi determitti Neliömtriisi A determitti o luku, jot merkitää det(a) ti A. Se lsket seurvsti: -mtriisi A determitti o det(a) () -mtriisi A determitti void
Lisätiedot11. MÄÄRÄTTY INTEGRAALI JA TILAVUUS
11. MÄÄRÄTTY INTEGRAALI JA TILAVUUS Tilvuus on sen verrn rkielämässä viljelty käsite, että useimmiten sen syvemmin edes miettimättä ymmärretään, mitä juomlsin ti pikkuvuvn kylpymmeen tilvuudell trkoitetn.
LisätiedotEsimerkki 8.1 Määritellään operaattori A = x + d/dx. Laske Af, kun f = asin(bx). Tässä a ja b ovat vakioita.
8. Operttorit, mtriisit j ryhmäteori Mtemttinen operttori määrittelee opertion, jonk mukn sille nnettu funktiot muoktn. Operttorit ovt erityisen tärkeitä kvnttimekniikss, kosk siinä jokist suurett vst
LisätiedotCantorin joukon suoristuvuus tasossa
Cantorin joukon suoristuvuus tasossa LuK-tutkielma Miika Savolainen 2380207 Matemaattisten tieteiden laitos Oulun yliopisto Syksy 2016 Sisältö Johdanto 2 1 Cantorin joukon esittely 2 2 Suoristuvuus ja
LisätiedotHYPERBOLISEN GEOMETRIAN PUOLITASOMALLI
HYPERBOLISEN GEOMETRIAN PUOLITASOMALLI JUKKA SELIN Dte: 9. joulukuut 200. 2 JUKKA SELIN Sisältö. Johdnto 3 2. Puolitsomllin peruskäsitteet 3 3. Riemnnin pllo 5 4. Möbius-muunnokset 8 5. Kren pituus tsoss
Lisätiedot521. 522. 523. 524. 525. 526. 527. 12. Lisää määrätystä integraalista. 12.1. Integraalin arvioimisesta. Osoita: VASTAUS: Osoita: Osoita:
12. Lisää määrätystä integrlist 12.1. Integrlin rvioimisest 521. Osoit: 1 + x 2 22 1 < < 1 + x21 21. 522. Osoit: x 3 < 5 x 6 + 8x + 9 < 15 1 5. 523. Osoit: 2 2 < e x2 x < 2e 2. e 524. Olkoon k >. Osoit:
LisätiedotIntegraalilaskentaa. 1. Mihin integraalilaskentaa tarvitaan? MÄNTÄN LUKIO
Integrlilskent Tämä on lukion oppimterileist hiemn poikkev yksinkertistettu selvitys määrätyn integrlin lskemisest. Kerromme miksi integroidn, mitä integroiminen trkoitt, miten integrli lsketn j miten
LisätiedotANALYYSI II A Matemaattisten tieteiden laitos Luentomoniste työn alla: viimeksi muutettu
ANALYYI II 800322A Mtemttisten tieteiden litos Luentomoniste työn ll: viimeksi muutettu 13.11.2006 Alkusnt isältö Luku 1. Usen muuttujn funktioist: jtkuvuus 1 1. Merkinnät y.m. 1 2. j-rvoist 2 3. Kuvuksen
Lisätiedota = x 0 < x 1 < x 2 < < x n = b f(x) dx = I. lim f(x k ) x k=1
5 Integrli 5.1 Määritelmä j ominisuudet Olkoon f : [, b] R jtkuv. Muodostetn välin [, b] jko = x 0 < x 1 < x 2 < < x n = b j siihen liittyvä yläsumm S = n M k (x k x k 1 ), M k = mx{f(x) x k 1 x x k },
LisätiedotVEKTOREILLA LASKEMINEN
..07 VEKTOREILL LSKEMINEN YHTEENLSKU VEKTORIT, M4 Vektoreiden j summ on vektori +. Tämän summvektorin + lkupiste on vektorin lkupiste j loppupiste vektorin loppupiste, kun vektorin lkupisteenä on vektorin
LisätiedotOletetaan ensin, että tangenttitaso on olemassa. Nyt pinnalla S on koordinaattiesitys ψ, jolle pätee että kaikilla x V U
HY / Matematiikan ja tilastotieteen laitos Vektorianalyysi II, syksy 018 Harjoitus 4 Ratkaisuehdotukset Tehtävä 1. Olkoon U R avoin joukko ja ϕ = (ϕ 1, ϕ, ϕ 3 ) : U R 3 kaksiulotteisen C 1 -alkeispinnan
LisätiedotANALYYSI 3. Tero Kilpeläinen
ANALYYSI 3 Tero Kilpeläinen Luentomuistiinpnoj syksyltä 2005 20. lokkuut 2005 Sisältö 1. Esitietoj 2 1.1. Riemnn-integrli............................ 2 1.2. Derivtt................................. 4 1.3.
LisätiedotRistitulo ja skalaarikolmitulo
Ristitulo j sklrikolmitulo Opetussuunnitelmn 00 mukinen kurssi Vektorit (MAA) sisältää vektoreiden lskutoimituksist keskeisenä ineksen yhteenlskun, vähennyslskun, vektorin kertomisen luvull j vektoreiden
LisätiedotDiskreetin matematiikan perusteet Laskuharjoitus 6 / vko 13
MS-A040 Diskreetin mtemtiikn perusteet, IV/07 Kngslmpi / Jkosson Diskreetin mtemtiikn perusteet Lskuhrjoitus / vko Tuntitehtävät 4-4 lsketn lkuviikon hrjoituksiss j tuntitehtävät 45-4 loppuviikon hrjoituksiss.
Lisätiedot4 Pinta-alasovelluksia
Pint-lsovelluksi. Kuvjn lle jäävä pint-l voidn määrittää, jos kuvj on -kselin yläpuolell. Välillä [, 5] funktion f kuvj on -kselin lpuolell. Peiltn funktion f kuvj -kselin suhteen, jolloin sdn funktion
LisätiedotLUKU 3. Ulkoinen derivaatta. dx i 1. dx i 2. ω i1,i 2,...,i k
LUKU 3 Ulkoinen derivaatta Olkoot A R n alue k n ja ω jatkuvasti derivoituva k-muoto alueessa A Muoto ω voidaan esittää summana ω = ω i1 i 2 i k dx i 1 dx i 2 1 i 1
LisätiedotANALYYSI I, kevät 2009
ANALYYSI I, kevät 009 Sisältö Relilukujen peruskäsitteitä Lukujonoist 4. Lukujonon rj-rvo....................... 4. Monotoniset jonot..........................3 Osjonot.............................. 7.4
LisätiedotKOMPLEKSIANALYYSI I KURSSI SYKSY 2012
KOMPLEKSIANALYYSI I KURSSI SYKSY 212 RITVA HURRI-SYRJÄNEN 6.1. Poluista. 6. Kompleksinen integrointi Olkoon [α, β] suljettu reaaliakselin väli, α < β, ja olkoon A kompleksitason avoin joukko. Polku on
LisätiedotVille Turunen: Mat Matematiikan peruskurssi P1 3. välikokeen alueen teoriatiivistelmä 2007
Ville Turunen: Mt-.4 Mtemtiikn peruskurssi P 3. välikokeen lueen teoritiivistelmä 27 Mterili: kirjt [Adms] R. A. Adms: Clculus, complete course (6th edition), [Ly] D. C. Ly: Liner lgebr nd its pplictions
LisätiedotLeibnizin integraalisääntö
Leibnizin integrlisääntö Pro grdu -tutkielm Smi Kokko 267586 Fysiikn j mtemtiikn litos Itä-Suomen yliopisto 19. kesäkuut 219 Tiivistelmä Tämän tutkielmn iheen on Leibnizin integrlisääntö, jok käsittelee
LisätiedotVille Suomala VEKTORIANALYYSIN JATKOKURSSI
Ville Suomala VEKTORANALYYSN JATKOKURSS Luentotiivistelmä kevät 2017 R reaalilukujen joukko R n Euklidinen avaruus R n = {(x 1,..., x n ) : x i R} x y pisteiden x, y R n välinen sisätulo, x y = n i=1 x
LisätiedotMS-C1350 Osittaisdifferentiaaliyhtälöt Harjoitukset 5, syksy Mallivastaukset
MS-C350 Osittaisdifferentiaaliyhtälöt Haroitukset 5, syksy 207. Oletetaan, että a > 0 a funktio u on yhtälön u a u = 0 ratkaisu. a Osoita, että funktio vx, t = u x, t toteuttaa yhtälön a v = 0. b Osoita,
Lisätiedot