2. Todista Lause 1.2 : Jos I on ylinumeroituva indeksijoukko ja a i > 0kaikillai 2 I, niin P i2i a i = 1.
|
|
- Elina Aho
- 5 vuotta sitten
- Katselukertoja:
Transkriptio
1 Mitta- ja integraaliteoria Harjoitus, Näytä, että joukossax on äärettömän monta alkiota jos ja vain jos on joukko X, 6= X, jokaonyhtämahtavakuinx. ) : Joukon X äärettömän monesta alkiosta voidaan valita jono (x,x 2,...) eri pisteitä. Olkoon = X \{x } ja f :! X, ( x k, jos x = x k jollain k =2, 3,... f(x) := x muuten. Tällöin X, 6= X ja f :! X on bijektio, eli ja X ovat yhtä mahtavat. ( : Jos X olisi äärellinen joukko ja sen aito osajoukko, niin mikään kuvaus f : X! ei voisi olla injektio kyyhkyslakkaperiaatteen nojalla. Siten tällaisen yhtämahtavan aidon osajoukon olemassaolosta seuraa, että joukossax on äärettömän monta alkiota. 2. Todista Lause.2 : Jos I on ylinumeroituva indeksijoukko ja a i > 0kaikillai 2 I, niin P i2i a i =. Olkoon I 0 := {i 2 I : a i > } ja kaikilla j =, 2,... I j := {i 2 I :2 j <a i apple 2 j+ }. Tällöin I = I 0 [ I [ I 2 [, ja jonkin näistä joukoistai j on oltava ylinumeroituva, sillä muuteni olisi niiden numeroituvana yhdisteenä itsekinnumeroituva.sitenon k 2 N jolle I k on ylinumeroituva, erityisesti ääretön, eli on äärettömän monta lukua a i > 2 k.tästä seuraaettä X i2i a i X i2i k a i = sup J I k,j äärellinen X a i =. 3. Olkoon f :[0, ]! [0, ] vähenevä. Näytä, että joukko on numeroituva. = x 2 [0, ] : f ei ole jatkuva pisteessä x Vähenevällä funktiollaonjokapisteessä toispuoleiset raja-arvot, ja epäjatkuvuuspisteissä x 2 on oltava a x = lim y!x f(y) lim f(y) > 0. y!x+ Tehdään antiteesi: on ylinumeroituva. Tällöin lauseen.2. nojalla P a x =, erityisesti on äärellinen pistejoukko x < <x n 2 joille P a xj 3. Toispuoleisten Vihje: Lause.2. J
2 raja-arvojen määritelmästä saadaanpisteety <x <z <y 2 <x 2 <z 2 < < y n <x n <z n joille nx f(y j ) f(z j ) 2. Tämän nähdään kuitenkin johtavan ristiriitaan arvioimalla f(0) f() nx = f(0) + f(y j )+f(y j ) f(z j )+f(z j ) f() nx f(y j ) f(z j ) Olkoon x 2 R n.näytä, että m ({x}) =0. Merkitään x =(x,...,x n )javalitaantestiväleiksi I j =(x,x j + ) (x j n ). Ulkomitan määritelmässä voidaanpisteenx numeroituvasti äärettömänä j,x n + j peitteenä käyttää tällaisen välin lisäksi numeroituvan montaa tyhjää joukkoa,ja saadaan m ({x}) apple v(i j )+ X N kaikilla j 2 N, siism ({x}) =0sillä 2n! 0kunj!. j n v(;) = 2n j n 5. Olkoon = Q \ [0, ]. Näytä, että voidaan peittää avoimillaväleillä, joiden pituuksien summa on enintään /0. Rationaalilukujen numeroituvuuden perusteella voidaan joukko esittää jonona = {q,q 2,...}. Tälle jonolle saadaan helposti vaadittu peite asettamalla I j = (q j,q 2 j 20 j + ), ja käyttämällä geometrista summaa 2 j 20 X v(i j )= 0 X 2 = j 0. Yläraja on konstruktion kannalta korvattavissa millä tahansa">0, eli erityisesti 0 m () =0.Samapätee edelleen kaikille numeroituville avaruuden R n osajoukoille. Seuraavista tehtävistä selviää, miksi Lebesguen ulkomitan määritelmässä käytetään äärettömän montaa peittävää väliä. Joukon R Jordanin ulkomitta on n kx J () =inf v(i i ):I i on avoin väli kaikilla i =...k, k[ I i o,
3 missä v(i) =(b a) onvälin I =]a, b[ pituus. 6. Olkoot, B R. Osoita,että J ( [ B) apple J ()+J (B). ja Olkoon ">0. Valitaan avoimet välit I,I 2,...,I k ja I,I 0 2,...,I 0 l 0 joille k[ l[ I j, B kx v(i j ) apple J ()+", I 0 j lx v(ij) 0 apple J (B)+". Tällöin [ B I [ [I k [ I 0 [ [I 0 l ja J ( [ B) apple v(i )+ + v(i k )+v(i 0 )+ + v(i 0 l) apple J ()+J (B)+2", mistä väite seuraa kun " valittiin mielivaltaisesti. 7. Osoita, että J () =J () kaikilla R. Olkoon R. Selvästi J () apple J (), sillä ja isomman joukon peite on aina myös sen jokaisen osajoukon peite. Jos J () =, onepäyhtälö toiseen suuntaan triviaali. Oletetaan siis J () <. Olkoot">0jaI =(a,b ),...,I k = (a k,b k ) avoimia välejä, joille S I j ja P k v(i j)= P k b j a j apple J () + ". Vastaavien suljettujen välien äärellinen yhdiste S [a j,b j ]onsuljettujasisältää joukon, jotenjoukonsulkeumanmääritelmän nojalla sisältää myös sen sulkeuman. Sitenmuodostamallavälit I 0 j =(a j " 2k,b j + " 2k )saadaan ja siten J () apple [ I j [ I 0 j, kx v(ij)=" 0 + kx v(i j ) apple J ()+2". Koska mielivaltaisella ">0pätee J () apple J ()+2",niinyhdessätoisenepäyhtälön kanssa saadaan J () =J (). 8. Näytä joukonq \ [0, ] avulla, että subadditiivisuuseipäde ulkomitalle J : 2 Edellisen tehtävän nojalla J (Q \ [0, ]) = J (Q \ [0, ]) = J ([0, ]) =, missä viimeinenyhtäsuuruus voidaan perustella seuraavasti: 2 Vihje: Tehtävä 7. Näytä, että J (Q \ [0, ]) = mutta J ({q}) = 0 kaikilla q 2 Q \ [0, ].
4 Mielivaltaiselle välin [0, ] äärelliselle peitteelle avoimilla väleillä I =(a,b ),...,I k = (a k,b k ) Jordanin ulkomitan määritelmässä onolemassaj siten, että a j < 0. Samoin löytyy j 2 jolle a j2 apple b j,janäin edeten viimeistään k. vaiheessa on lisäksi oltava <b jl jollain l =, 2,...,k.Sitensaadaan kx lx v(i j ) b ji a ji. Tämä pätee mielivaltaiselle määritelmän peitteelle, joten luku on alaraja myös infimumille ja siis J ([0, ]). Koska kaikilla ">0väli [ ", +"] onsellaisenaan peite, on J ([0, ]) =. Toisaalta jokaisella x 2 R pätee J ({x}) =0,mikävoidaanosoittaasamoinkuin Lebesguen ulkomitalle tehtävässä 4. Edellisten nojalla J ei ole subadditiivinen, sillä kunq\[0, ] = {q,q 2,...}, niin X [ J ({q j })=0< =J (Q \ [0, ]) = J ( {q j }).
5 Mitta- ja integraaliteoria Harjoitus 2, Olkoon H = (x, 2,...,x n ) 2 R n : x n =0 hypertaso. Näytä määritelmän avulla, että m (H) =0. Olkoon ">0javalitaanpeitteeksivälit (j 2 N) Tällöin H [ I j ja siis m (H) =0. I j = {x 2 R n : x k <j8k, x n < m (H) apple " (2j) n 2 j }. X X v(i j )=" apple ", j2j 2. Olkoon I R n rajoittamaton mutta ei surkastunut väli. Näytä, että m (I) =. Jos I on rajoittumaton ja ei surkastunut, voidaan olettaa että sesisältää esimerkiksi välin I 0 =(a, ) (a 2,b 2 ) (a n,b n ), missä välit < a, a j,b j < ja a j <b j kaikilla j =2, 3,...,n.Tällöin se sisältää myös I j =(a, a + m) (a 2,b 2 ) (a n,b n ) kaikilla m 2 N, jakunc =(b 2 a 2 ) (b n a n ) > 0, niin m (I) kaikilla m 2 N, elim (I) =. 3. Olkoon Määritä perustellenm (). m (I j )=v(i j )=cm = {(x, y) 2 R 2 :0apple x<jay = x 2 }. Osoitetaan, että m () =0:Olkoonn 2 N ja valitaan avoimet välit I j =( j n, j + n ) ( j2 2 n 2 n, j2 n n ) kaikilla j =0,,...,n.Tällöin [ n j=0i j,mikävoidaanperustellaesimerkiksi sillä, että funktionx 7! x 2 derivaatta on itseisarvoltaan korkeintaan 2 välillä [0, ].
6 Tässä siis yksikköväli on ositettu -pituisiin osiin, ja kuvaaja y = x2 peitetään n jakopisteisiin asetetuilla 2-väleillä. Nyt nx m () apple v(i j )=(n +) 2 n 4 00 apple n n j=0 mielivaltaisella n 2 N, jotenm () =0. 4. Olkoon U R n avoin ja epätyhjä jaolkoonk R n rajoitettu. Näytä, että m (U) > 0jam (K) <. Koska U on avoin ja epätyhjä, se sisältää jonkinpallonb(x, r), r>0. Tällöin se sisältää myös n-välin r I x =(x 00n,x + r 00n ) (x r n 00n,x n + r 00n ), jonka Lebesgue n ulkomitta yhtä kuinsengeometrinenmitta.tämä onpositiivista, joten myös m (U) > 0. Rajoitettu joukko K sisältyy johonkin palloon B(0,M), ja erityisesti n väliin ( M,M) ( M,M). Siten m (K) apple m (( M,M) n )=v(( M,M) n )=(2M) n <. 5. Olkoon R n, t>0jaolkoont = {ta : a 2 }. Näytä, että m (t) =t n m (). Kun t>0, niin yhdiste [I j avoimia välejä I j on joukon peite täsmälleen silloin, kun [ti j on joukon t peite. Siten ottamalla näiden välien geometristen mittojen summasta infimum saadaan suoraan m (t) =t n m (), sillä selvästi v(ti) =t n v(i) kaikillaväleillä I R n (huomaa dimensio n). 6. Onko totta, että (a) jos m () > 0, niin sisältää (epätyhjän) avoimen joukon, (b) jos m () <, niin on rajoitettu, (c) jos m () =0,niinm () =0? Jos ei, niin anna vastaesimerkki. (a) Vastaesimerkki: Joukko R \ Q ei sisällä yhtään epätyhjää avointajoukkoa, mutta m (R \ Q) = > 0. (b) Vastaesimerkki: Joukko Q ei ole rajoitettu, mutta m (Q) =0<. (c) Vastaesimerkki: Joukolle Q pätee m (Q) =0,muttam (Q) =m (R) 6= Jos B R n ja m () =m (B), niin onko m (B \ ) =0?Perustele.
7 Voi olla m (B \ ) > 0: Valitaan B = R n ja = {x 2 R n : x n m (B) =m () =, muttamyös m (B \ ) =m ({x n < 0}) = > 0. 0} B, jolloin 8. Olkoon = nx 2 R : x j apple o j jollain j 2 N. 2 Näytä, että m () <. Piirräkuva! Selvästi =[0, 2] [ [2 4, 2+ 4 ] [ [3 9, 3+ 9 ] [ = [ [j j 2,j+ j 2 ], kun tarkastellaan ehdon täyttäviä pisteitä x kaikilla j 2 N. Näiden välien pituus on 2j 2,joten X m 2 () apple j <, 2 sillä yliharmoninensarja P j 2 suppenee (esim. integraali R x 2 dx).
8 Mitta- ja integraaliteoria Harjoitus 3, Huomaa, että tehtäviä on8!. Olkoot, B R n ja olkoon m (B) =0.Näytä, että on mitallinen jos ja vain jos [ B on mitallinen. 00 ) 00 : Jos on mitallinen, niin myös [ B on mitallinen sillä erityisestinollamittainen joukko B on mitallinen. 00 ( 00 : Jos [ B on mitallinen, niin myös joukko =( [ B) \ (B \ ) on mitallinen, sillä m (B \ ) apple m (B) =0,elierityisestiB \ on mitallinen. 2. Olkoot, B R n.näytä, että jos on mitallinen, niin m ()+m (B) =m ( [ B)+m ( \ B). Käytetään joukon mitallisuutta hyväksi testijoukoille B ja [ B: m (B)+m () =m ( \ B)+m (B \ )+m () = m ( \ B)+m (( [ B) \ )+m (( [ B) \ ) = m ( \ B)+m ( [ B). 3. Olkoon f : R n! R m jatkuva, n, m 2 N. Näytä, että kuvajoukkof(r n ) R m on mitallinen. Koska R n = S [ j, j]n ja jokainen suljettu n-väli [ j, j] n on kompakti, niin [ [ f(r n )=f( [ j.j] n )= f([ j, j] n ) on mitallinen numeroituvana yhdisteenäjoukoistaf([ kun f on jatkuva, siis mitallisia. j, j] n ), jotka ovat kompakteja 4. Olkoon L: R n! R n lineaarinen bijektio ja R n mitallinen. Näytä, että L() on mitallinen. 2 Esitä R n kompaktien joukkojen yhdisteenä. (Huomaa, että f() eivälttämättä ole mitallinen kaikille mitallisille R n,tähän palataan 4. harjoituksissa.) 2 Muista, että m n(l(e)) = detl m n(e) kaikilla E R n. Kertaa leikkauksen ja komplementtien (merkintään alla c :llä) kuvautuminen: () f(\ i i ) \ i f( i ) aina, = jos f on injektio. (2) f( c ) (f()) c, jos f on injektio (3) (f()) c f( c ), jos f on surjektio.
9 Olkoon E R n.tällöin saadaan käyttämällä joukon mitallisuutta testijoukolle L (E) m (E) =m (L(L (E))) = detl m (L (E)) = detl (m (L (E) \ )+m (L (E) \ c )) = m (L(L (E) \ )) + m (L(L (E) \ c )) = m (E \ L()) + m (E \ L( c )) = m (E \ L()) + m (E \ L()). 5. Olkoon R mitallinen ja m () <. Olkoonf : R! [0, ), (a) Näytä, että f(x) =m ( \ (,x]). f(x) f(y) apple x y kaikilla x, y 2 R. (f on siis Lipschitz-jatkuva vakiolla ). (b) Näytä, että onmitallinenjoukkob, jollem(b) = 2 m(). (a) Olkoot x, y 2 R n ja x apple y. Tällöin f(x) f(y) = m ( \ (,y]) m ( \ (,x]) = m ( \ (,x]) + m ( \ (x, y]) m ( \ (,x]) = m ( \ (x, y]) apple m ((x, y]) = y x = x y, sillä kaikkiyllä(ulko-)mitattavatjoukotovatmitallisia. (b) Koska lim x! f(x) =m (;) =0jalim x! f(x) =m (), niin on olemassa x,x 2 2 R joille f(x ) apple 4 m 3 ()jaf(x 2 ) 4 m ()(voidaanselvästi olettaa x apple x 2 ). Nyt koska f on -Lipschitz eli erityisesti jatkuva, on olemassa y 2 [x,x 2 ]jollef(y) = 2 m (). Tällöin joukoksi B kelpaa \ (,y]. 6. Näytä, m(b(x, r)) = m(b(0, ))r n kaikilla avoimilla palloilla B(x, r) R n. 3 Koska kaikilla x 2 R n yhdiste [I j avoimia välejä I j on joukon R n peite täsmälleen kun [(I j + x) onjoukon + x = {x + a: a 2 } peite, on Lebesgue n ulkomitta selvästi siirtoinvariantti. Siten harjoitusten 2 tehtävän 5 nojalla saadaan (pallot ovat avoimina mitallisia) m(b(x, r)) = m(b(0,r)) = r n m(b(0, )) 3 Teht. 4, siirto ei muuta mittaa ja Harj. 2/Teht.4 2
10 jokaisella avoimella pallolla B(x, r) R n,missäsiisr>0. 7. Määritä yksikköpallon kuoren mitta. 4 S n = x 2 R n : kxk = Osoitetaan, että m(s n )=0:Selvästi kaikilla ">0pätee S n B(0, +") \ B(0, "). Koska tässäkaikkijoukotovatrajoitettuinaäärellismittaisia, saadaan edellistätehtävää ja lausetta 2.20 käyttämällä m(s n ) apple m(b(0, +")) m(b(0, ")) = m(b(0, ))(( + ") n ( ") n )! 0 kun "! 0, sillä tällöin ( ± ") n!. 8. Keksi esimerkki mitallisista joukoista R n 2...,joille \ m i < lim m( i ). i! Valitaan i =(j, ) n,jolloinnäille sisäkkäisille ja mitallisille joukoille selvästi m( T i)=m(;) =0.Kuitenkinkaikillai pätee m( i )=, eli \ m ( i )=0< =limm( i ). i! 4 Tehtävä 6, Lause
11 Mitta- ja integraaliteoria Harjoitus 4, Olkoon >0ja K = I R n : I on avoin n-väli tai ; ja diam I<. Näytä, että kaikilla R n on 2 nx [ m () = inf v(i i ):I i 2 K kaikilla i ja I i o. Olkoon >0. Merkitään nx [ m () = inf v(i i ):I i 2 K kaikilla i ja I i o. Selvästi m () apple m () kaikilla R n,sillälebesgue n ulkomitassa infimum otetaan kaikkien peitteiden yli, joka on suurempi joukko kuin pelkät halkaisijaltaan enintään olevat peittävät n-välit. Osoitetaan että myös m () m (): Olkoon ">0mielivaltainenja{I j } välejä joille P v(i j) <m ()+". Nyt puolittamalla jokaisen välin I j jokainen sivu saadaan 2 n (puoliavointa) väliä, joiden yhdiste on I j.selvästi välien halkaisijat puolittuvat, ja näiden välien sisukset ovat myös pistevieraita. Puolittamalla jokainen I j riittävän monta kertaa saadaan välit I j,i 2 j,...,i m j j,joille I j = m j [ k= int Ij k \ int Ij l = ; kun k 6= l ja diam Ij k < kaikilla j, k. Nämä välit myös peittävät alkuperäisen joukon ja kelpaavat siten testiväleiksi luvun m määrittelmässä. Tällöin pätee m X X X j m ()+"> v(i j )= v(ij k ) m (), I k j, k= siis m () m (). (Tässä joukkoonk on otettu mukaan myös n-välit, jotka sisältävät osia reunastaan. Kuitenkin välin reuna on aina selvästi nollamittainen, ja määritelmä eitästä muutu) 2. Olkoot E,F R n joukkoja, joiden etäisyys on positiivinen eli dist(e,f) = inf x y : x 2 E,y 2 F > 0. Näytä, että m (E [ F )=m (E)+m (F ). diam E on joukon E halkaisija, diam E =sup{ x y : x, y 2 E}. 2 Muista, että jos I,I,...,I k ovat välejä, joille I = [ k I j ja joukot int I j ovat erillisiä, niin v(i) = P k v(i j).
12 Olkoon r =dist(e,f) > 0ja">0. Tehtävän nojalla on olemassa avoimet välit I,I 2,... joille E [F [I j,diami j < r kaikilla j ja P v(i 0 j ) <m (E [F )+". Nyt yksittäinen väli I j ei voi leikata sekä joukkoae että F,silläkaikillee 2 E,f 2 F pätee e f r>diam I j.sitenvoidaanarvioida X X m (E [ F )+"> v(i j ) v(i j )+ X v(i k ) m (E)+m (F ), I j \E6=; I k \F 6=; sillä kyseisetvälit I j,i k muodostavat myös joukkojen E ja F peitteet. Tämä arvio pätee mielivaltaisella ">0, joten m (E [ F ) m (E) +m (F ) ja toinen suunta seuraa subadditiivisuudesta. 3. Täydennä Lauseen2.23.todistustanäyttämällä, että ) =) 4): Jos R n on mitallinen, niin kaikilla ">0onsuljettujoukkoF, jollem( \ F ) <". 3 Kun on mitallinen, myös c on mitallinen. Valitaan sille avoin joukko U siten, että c U ja m(u \ c ) <"kuten lauseen 2.23 kohdassa 2). Tällöin voidaan valita F = U c,jokaonsuljettu,f ja lisäksi m( \ F )=m( \ U) =m(u \ c ) <". 4. Olkoon R n.näytä, että on mitallinen jos ja vain jos on kompaktit joukot K i, i 2 N, joille 4 m ( \ S K i)=0. Huomaa, että todistuksesta saadaan Lauseen ) =) 5). 00 ( 00 :Koska =(\ S K i )[( S K i ), silläjokaisellaik i,niinon mitallinen ensimmäisen joukon ollessa nollamittainen ja toisen numeroituva yhdiste suljettuja joukkoja. ) : Jos on rajoitettu, niin valitaan tehtävää 3käyttäen suljettu K i jolle m( \ K i ) < kaikilla i 2 N. Tällöin K i i on itsekin rajoitettu ja siis kompakti. Nyt saadaan lauseen 2.20 kohdan (3) nojalla (äärellismittaisuus!) [ \ m( \ K i )=m( ( \ Ki c )) = lim m( \ K i )=0, i! sillä voidaanlisäksi olettaa K K 2 valitsemalla esim. ˆKi+ = K i+ [ K i, jolloin siis \ K \ K 2. Jos ei ole rajoitettu eivät yllä suljetutjoukotk i ole välttämättä kompakteja. Merkitään tätä varten k = \ B(0,k), jolloin joukot k ovat rajoitettuja, mitallisia ja muodostavat numeroituvana yhdisteenä joukon. Valitaanjokaisellenäille 3 Lause 2.23 ) =) 2) auttaa. 4 Suunnassa =) käsittele rajoitettu ja rajoittamaton tapaus erikseen. Käytä tehtävää 3 ja Lausetta 2.20(3) rajoitetulle. Rajoittamattomassa tapauksessa huomaa, että aina [ k= E k \ [ k= F k [ k= (E k \ F k ).
13 k,jolloinkaikkienniiden(numeroitu- väitteen mukaiset kompaktit joukot Ki k valle) yhdisteelle pätee m(\[ i,k K k i )=m(([ k k )\[ k ([ i K k i )) apple m([ k ( k \[ i K k i ) apple X k m( k \[ i K k i )=0. Sanotaan, että jatkuvafunktiof : R n! R n toteuttaa ehdon (N) jos m (f(e)) = 0 kaikilla E R n,joillam (E) =0. (M) jos f() 2 M aina kun 2 M. 5. Näytä, että (N) =) (M). 5 Olkoon f jatkuva funktio joka toteuttaa ehdon (N). Kuten edellisessä tehtävässä, voidaan mille tahansa mitalliselle joukolle 2 M kirjoittaa [ [ [ [ f() =f(( \ K i ) [ ( K i )) = f( \ K i ) [ f(k i ), missä joukotk i ovat kompakteja ja m( \[ K i ) = 0. Nyt f() onsiis numeroituva yhdiste nollamittaisen joukon ja kompaktien joukkojen kuvista, jotka ovat kaikki mitallisia funktion f jatkuvuuden ja ehdon (N) nojalla. Tällöin f() on mitallinen, ja f toteuttaa myös ehdon (M) sillä 2 M oli mielivaltainen. 6. Näytä, että (M) =) (N). 6 Jos ehto (N) ei päde funktiolle f, onolemassae R n jolle m (E) =0mutta m (f(e)) > 0. Valitaan tämän positiivimittaisen joukon sisältä epämitallinen joukko B f(e). Kun = E \ f (B), niin on selvästi nollamittaisena mitallinen, mutta f() =B ei ole silti mitallinen ja funktio f ei siten toteuta myöskään ehtoa (M). Siis ehdosta (M) on seurattava aina (N). 7. Näytä, että funktiof : R! [0, ), f =3 [0,2] +2 [,3] + Q, on yksinkertainen, määrää sennormaaliesitysjalaskeintegraalii(f,r). Selvästi funktion f arvojoukko on äärellinen, tarkemmin f(r) ={0,, 2, 3, 4, 5, 6}. Merkitään näille arvoille i 2 f(r) alkukuvia i = f ({i}). Jokainen näistä alkukuvista on mitallinen, sillä ne muodostuvat mitallisten joukkojen [0, 2], [, 3] ja Q 5 Käytä tehtävää 4 6 Saa käyttää tietoa: jokainen positiivimitallinen joukko sisältää epämitallisen osajoukon.
14 sekä näiden komplementtien leikkauksista. Funktio f on siten yksinkertainen, ja sen normaaliesitys on 6X f = i i, sillä alkukuvatovatainapistevieraita.nämä joukotovat 0 = R \ (Q [ [0, 3]) = Q \ [0, 3] 2 =(2, 3] \ Q 3 =([0, ) \ Q) [ ((2, 3] \ Q) 4 =[0, ) \ Q 5 =[, 2] \ Q 6 =[, 2] \ Q. Integraali on näin ollen 6X I(f,R) = i m( i \ R) = =0. i=0 i=0
15 Mitta- ja integraaliteoria Harjoitus 5, Todista Lemman 3.9 kohta (2): Olkoon f 2 Y + ja olkoot E i R n, i 2 N, mitallisia ja erillisiä. Tällöin on [ X I f, E i = I(f,E i ). Olkoon funktion f normaaliesitys f = mx a j j, missä nyta j 0jajoukot j ovat mitallisia ja pistevieraita kaikilla j. Tällöin integraali yli yhdisteen S E i on [ mx [ I(f, E i )= a j m( j \ E i ) = = mx [ a j m( ( j \ E i )) = X mx a j m( j \ E i )= mx a j X X I(f,E i ), m( j \ E i ) sillä joukot j \ E i ovat mitallisia ja pistevieraita, ja kaikki summattavat ovat einegatiivisia lukuja. 2. Olkoon f : R n! R yksinkertainen funktio. Näytä, (joko määritelmän tai Luvun 4tulostenavulla),että f on mitallinen. Olkoon funktion f normaaliesitys missä nyta j a 2 R, niin f = mx a j j, 0jajoukot j ovat mitallisia ja pistevieraita kaikilla j. Tällöin kun {x 2 R n : f(x) >a} = [ j : a j >a joka on mitallisten joukkojen äärellisenä yhdisteenämitallinen.sitenfunktiof on mitallinen. 3. Todista Lemman 4.7 kohta (2): Olkoot B R n mitallisia ja olkoon f :! R mitallinen. Tällöin f B (funktion f rajoittuma joukkoon B) onmitallinen. Rajoittuma joukkoon B on siis funktio f B : B! R, f B (x) =f(x) kaikilla x 2 B. j,
16 Olkoon a 2 R. Tällöin alkukuva f B ((a, ]) on täsmälleen joukko {x 2 B : f B (x) >a} = B \{x 2 : f(x) >a}, joka on mitallinen sillä molemmatleikattavatjoukotovatnytmitallisia.sitenmyös funktio f B on mitallinen 4. Todista Lause 4.3: Jos 2 M, f :! R on mitallinen ja g : R! R on jatkuva, niin funktio g f :! R on mitallinen. Kaikilla a 2 R pätee (g f) ((a, )) = f (g ((a, ))), joka on mitallinen joukko, sillä kuvaukseng jatkuvuuden nojalla g ((a, )) on avoimen joukon alkukuvana avoin, eli erityisesti Borel-joukko. 5. Olkoon 2 M, f :! R mitallinen ja p>0. Näytä, että funktio f p :! [0, ] on mitallinen. (Huomaa, että funktion f maalijoukko on R.) Koska f on mitallinen, myös f on mitallinen (Seuraus 4.2). Tällöin kaikilla a 0saadaan {x 2 : f(x) p >a} = {x 2 : f(x) > pp a}, joka on kuvauksen f mitallisuuden nojalla mitallinen joukko. Jos a < 0, on joukon (a, ] alkukuvaselvästi koko mitallinen joukko. Sitenfunktio f p on mitallinen. 6. Seuraus 4.2 sanoo, että jos f on mitallinen, niin f on mitallinen. Keksi esimerkki funktiosta f : R! R, jolle f on mitallinen, mutta f ei ole mitallinen. Olkoon 2 R epämitallinen joukko ja f = c.tällöin f on selvästi epämitallinen, sillä esimerkiksi{f > 0} = /2 M mutta kuitenkin f =on vakiofunktiona mitallinen. 7. Olkoon 2 M, f :! R mitallinen ja olkoon g :! R sellainen, että m ({x 2 : f(x) 6= g(x)}) =0. Näytä, että g on mitallinen. Jos f on yksinkertainen, niin onko g yksinkertainen? Funktio g on mitallinen, sillä kaikillaa 2 R pätee missä {x 2 : g(x) >a} =({x 2 : f(x) >a)}\n ) [ N 2, N = {x 2 : f(x) >a g(x)}
17 ja N 2 = {x 2 : g(x) >a f(x)}. Nyt funktion f mitallisuuden nojalla {f >a} on mitallinen, ja joukot N ja N 2 ovat nollamittaisia joukon {f 6= g} osajoukkoina. Siten {g >a} on mitallinen joukko kaikilla a 2 R. Funktion g ei tarvitse olla yksinkertainen vaikka f olisikin: Olkoon esim. f =0 joka on yksinkertainen, ja g(x) =x Q(x). Tällöin m ({f(x) 6= g(x)}) =m (Q \{0}) =0, mutta g ei ole yksinkertainen sillä g(r) =Q joka ei ole äärellinen joukko. Lisätehtävä: 8. Olkoon f :[0, ]! R vähenevä funktio.näytä, että f on mitallinen. Olkoon a 2 R. Tällöin joukko f ((a, )) on mitallinen, sillä seonväli: Jos x 2 [0, ] siten, että f(x) >a,niinvähenevyyden nojalla f(y) >akaikilla y 2 [0,x]. Siis f ((a, )) = ; tai f ((a, )) = [0, ] tai f ((a, )) = [0,z) tai f ((a, )) = [0,z] jollain z 2 [0, ], missä kaikkiylläolevat ovat mitallisia joukkoja. Siten f on mitallinen.
18 Mitta- ja integraaliteoria Harjoitus 6, Todista Huomatus 4 (3): Olkoot, B R n mitallisia ja f :! [0, ] mitallinen. Tällöin nollajatkon f integraalille pätee f dm= fdm. B \B apple : Jos R f dm=, niin kaikilla M 0onolemassau2Y + siten, että u apple f B ja I(u, B) M. Nyt koska f =0joukossa c,myös u häviää joukon ulkopuolella, joten I(u, B) =I(u, \ B). Joukossa \ B pätee u apple f = f, joten M apple I(u, B) =I(u, \ B) apple fdm on voimassa kaikilla M 0, siis myös R fdm =. \B Jos R f dm<, voidaankaikilla">0valitau 2 Y + jolle u apple f ja B I(u, B) f dm ". Samoin kuin edellä I(u, B) =I(u, \ B) jau apple f tässä leikkauksessa,mistäsaadaan f dmapple I(u, B)+" = I(u, \ B)+" apple fdm+ ". B \B B \B : Jos nyt R fdm=, onkaikillam 0olemassau2Y + jolle u \B \B apple f ja I(u, \ B) M. Nyt ũ = u on yksinkertainen, ũ apple f ja f dm I(ũ, B) =I(ũ, \ B) =I(u, \ B) M, B siis myös R fdm =. Lopuksijos R fdm<, valitaantaasmielivaltaiselle">0 B \B R yksinkertainen funktio u 2 Y + jolle u \B apple f ja I(u, \B) fdm ". Samoin \B kuin edellä ũ = u on yksinkertainen, ũ apple f ja siten f dm I(ũ, B) =I(ũ, \ B) =I(u, \ B) fdm ". B \B 2. Olkoon R n mitallinen ja olkoot f,g:! [0, ] mitallisia funktioita, joille fdm= gdm< E kaikilla mitallisilla joukoilla E. Näytä, että f(x) =g(x) melkeinkaikillax 2. 2 Käytä integraalin määritelmää jasupremumin"-karakterisaatiota. Tarkastele erikseen tilanteet, joissa R f dm= ja R fdm=. 2 B \B Tutki joukkoa C = {x 2 : f(x) >g(x)}. Lemma 4.9, Lause 5.2 ja integraalin lineaarisuus auttavat. E
19 ntiteesi: m ({x 2 : f(x) 6= g(x)}) > 0. Tällöin voidaan olettaa, että mitallinen joukko {f(x) >g(x)} on positiivimittainen. Koska [ {f(x) g(x) > 0} = {f(x) g(x) > j }, niin jokin oikean puolen yhdisteen joukoista on positiivimittainen, eli on k 2 N jolle m({f(x) g(x) > }) > 0. Nyt k f gdm f gdm dm > 0, {f g>0} {f g> k } {f g> k } k mikä onristiriitakäyttämällä integraalinlineaarisuuttajaoletusta fdm= gdm. {f g>0} {f g>0} 3. Todista Seuraus 5.5: Olkoon R n mitallinen ja olkoot f i :! [0, ], i 2 N, mitallisia. Tällöin X X f i dm = f i dm. Olkoon g n = P n f i.tällöin (g n ) n )onnousevajonomitallisiafunktioita,joten MK-lauseen ja integraalin lineaarisuuden nojalla X f i dm = lim g n dm n! 4. Määritä perustellen raja-arvo lim i! = lim g n = lim n! n! nx = lim f i dm = n! B(0,2)\B(0,) Käytetään laskevaa MK-lausetta: log + kxk dm. apple kxk kun i B(0,2)\B(0,) j ja log + kxk applelog kxk i nx f i dm X log + kxk dm. kxk i B(0,2)\B(0,) + kxk kxk j log + kxk!log()kxk =0 kxk i f i dm. log 2 2 dm. <,
20 kun i!.sitenvoidaanrajankäynti viedä integraalinsisään, ja saadaan lim log + kxk dm = 0 dm =0. i! kxk i B(0,2)\B(0,) B(0,2)\B(0,) 5. Olkoon g : R 2! [0, ], g(x) =e kxk.näytä, että 3 R 2 gdm<. Olkoon = B(0, ) ja j = B(0,j)\B(0,j ) kaikilla j 2. Tällöin R 2 = [ j, ja Harj. 3 nojalla m( j )=m(b(0,j)) m(b(0,j )) = m(b(0, ))(j 2 (j ) 2 ). Tällöin voidaan arvioida X gdmapple R 2 e kxk dm j apple X j e j+ = e = e m(b(0, )) X e j m( j ) X e j (j 2 (j ) 2 ) = e m(b(0, )) X 2j e j <, sillä sarja P 2j e j kun j!. suppenee osamäärätestin nojalla: e (j+) (2(j +) ) e j (2j ) = 2j + (2j )e! e <, 6. Todista Lemman 5.6 kohta (3): Olkoot i R n, i 2 N, mitallisia, i i+ kaikilla i 2 N ja olkoon f : S i! [0, ] mitallinen.tällöin 4 fdm=lim fdm. i! i S i Mitallisten funktioiden jono (f k ) k on nouseva ja f k! f sillä 2. Tällöin MK-lauseen nojalla fdm= lim f S S i dm =lim f i i! i! S i dm =lim fdm i i! i i 3 R 2 = B [[ (B i+ \ B i ), B i = B(0,i), Harj.3 pallojen mitoille ja suhdetesti 4 Tutki funktioita f k = f k, MK-lause
21 7. Olkoon f : R n! [0, ] mitallinenfunktio,jolle R fdm<. Näytä, että kaikilla R n ">0onR>0, jolle 5 fdm<". R n \B(0,R) Olkoon ">0. Olkoot joukot j kuten tehtävässä 5.Koskaneovatmitallisiajamyös erillisiä, on X fdm= fdm<. R n j Tämän sarjan suppeneminen tarkoittaa, että onolemassar 2 N siten, että X fdm= fdm<". j R n \B(0,R) j=r+ 5 R n = B [[ (B i+ \ B i ), B i = B(0,i)
22 Mitta- ja integraaliteoria Harjoitus 7, Nämä ovatkurssin.osanviimeisetharjoitukset. Tehtävä 7.jalisätehtävä toisellasivulla. Olkoot f,g 2 L (). Näytä, että funktioh:! R, h(x) = max{f(x),g(x)}, on integroituva. Onko R hdm=max{r fdm,r gdm}? Kaikilla x 2 pätee h(x) = max{f(x),g(x)} apple f(x) + g(x), silläjoko h(x) =f(x) taih(x) =g(x). Tällöin h(x) dm apple f(x) + g(x) dm = f(x) dm + g(x) dm <, sillä f,g 2 L () Siismyös funktio h on integroituva. Selvästi aina R hdm max{r fdm,r gdm}, sillä h f ja h g. Toinen suunta ja siten yhtäsuuruus ei kuitenkaan ole aina totta: Valitaan =[0, 2], f = [0,] ja g = [,2].Tällöin fdm= gdm=, mutta h ja 2. Olkoon 0 <s<. Laske raja-arvo lim j! Kaikilla j funktio x 7! jxs +jx kaikilla j. Kun0<xapple, niin jx s +jx = hdm=2>. [0,] jx s +jx dm. on jatkuvana mitallinen. Kun x = 0, niin jxs =0 +jx jx +jx xs! x s kun j!.integraalienraja-arvonlaskemiseenvoidaankäyttää dominoidunkonvergenssin lausetta, silläkaikillaj ja 0 < xapple pätee jx s +jx applejxs jx = xs, joka on integroituva joukossa (0, ] sillä s 2 (, 0). Nyt saadaan jx s lim j! +jx dm = jx s lim j! +jx dm = x s dm = s. [0,] [0,] (0,]
23 3. Laske raja-arvo e j x lim j! [0,) +x dm. 2 Kaikilla j funktio x 7! e j x on jatkuvana mitallinen. Kun j!,niin! 0 +x 2 j ja siten e j x +x! 2 +x. 2 Käytetään integraalien raja-arvon laskemiseen dominoidun konvergenssin lausetta, sillä kaikillaj pätee e j x +x apple 2 +x, 2 joka on integroituva funktio: dm =lim +x arctan(t) arctan(0) = 2 t! 2 <. [0,) Tällöin siis e j x lim j! [0,) +x dm = dm 2 [0,) +x = 2 2. (Väite seuraa myös pelkästä monotosisestakonvergenssista.) 4. Olkoon f 2 L (). Näytä, että min i, f(x) dm = lim i! fdm. Koska nyt min(i, f(x)) apple f(x) kaikilla i 0, x 2 ja f 2L (), niin dominoidun konvergenssin nojalla (min(i, f(x)) on mitallinen 8i) min(i, f(x)) dm = fdm lim i! sillä lisäksi min(i, f(x))! f(x) kaikillax Olkoon R n mitallinen ja olkoot f i :! R mitallisia. Näytä, että josfunktio f = P f i on integroituva, niin f i dm =0. lim i! Funktiot f i ovat mitallisia ja ei-negatiivisia, joten edellisten harjotusten nojalla X X f i dm = f i dm = fdm<. Koska lasketaan raja-arvoa i!, niin voi olettaa, että i 0.
24 Tällöin siis vasemman puoleinen sarja suppenee, joten sen termit suppenevat nollaan. Siten f i dm apple f i dm! 0 ja joten lim i! R f i dm =0. f i dm f i dm! 0, 6. Olkoon R n mitallinen joukko, jolle m() <. Olkoon<p< ja olkoon f :! [0, ] mitallinen funktio, jolle f p dm <. Näytä, että 2 Kuinka käy, jos m() =? fdm<. Kun = {x 2 : f(x) apple } ja 2 = {x 2 : f(x) > }, niinmolemmatjoukot ovat mitallisia, \ 2 = ; ja [ 2 =. Tällöin fdm= fdm+ fdmapple m( )+ f p dm apple m()+ f p dm <. 2 2 Väite ei välttämättä päde ilman oletusta m() < : Valitaanesimerkiksi = [, ) jaf(x) =. Nyt m() = ja x fdm= dm =, x vaikka kaikilla <p<. f p dm = 7. Olkoon f : R 2! R, f(x, y) =xy 3 ja x p dm < = (x, y) 2 R 2 : x 2 + y 2 apple, x 0, y 0. Laske R fdmfubinin lauseen avulla. 2 Tutki erikseen joukot {f apple } ja {f >}.
25 Koska f on jatkuvana mitallinen ja f 0joukossa = {(x, y) 2 R 2 :0apple x apple, 0 apple y apple p x 2 },niinvoidaankäyttää Fubiniajalaskea fdm= xy 3 dm 2 (x, y) = xy 3 (x, y) dm 2 (x, y) R 2 = xy 3 (x, y) dm (y)dm (x) = = = R R p x = 4 ( 2 0 xy 3 dm (y)dm (x) 4 x(p x 2 ) 4 4 x04 dm (x) 4 (x 2x3 + x 5 ) dm (x) )= (Lisätehtävä) Laskeraja-arvo 3 lim + x j sin 2 x + j cos 2 x e (x+ x j ) dm. j! j j [0, ] 3 e x =lim j!...
2. Todista Lause 1.2 : Jos I on ylinumeroituva indeksijoukko ja a i > 0kaikillai 2 I, niin P i2i a i = 1.
Harjoitus 1, 11.9.2015 1. Näytä, että joukossax on äärettömän monta alkiota jos ja vain jos on joukko X, 6= X, jokaonyhtämahtavakuinx. 2. Todista Lause 1.2 : Jos I on ylinumeroituva indeksijoukko ja a
Lisätiedotd ) m d (I n ) = 2 d n d. Koska tämä pätee kaikilla
MAT21007 Mitta ja integraali Harjoitus 2 viikko 25.3-29.3 2019) Palauta mieleen: monisteen luku 0; Topologia I) avaruuden d euklidinen etäisyys, avoimet kuulat ja joukot. Ohjausta laskuharjoitusten tekoon:
LisätiedotMitta- ja integraaliteoria 2 Harjoitus 1, Olkoon f : A! [0, 1] mitallinen ja m(a) < 1. Näytä, että josonp>1javakio M<1, joille
Harjoitus 1, 30.10.2015 1. Olkoon f : A! [0, 1] mitallinen ja ma) < 1. Näytä, että josonp>1javakio Mt} apple M 2. Olkoon f 2 L 1 A). Näytä, että 2 kaikilla
LisätiedotU missä U A := {U R n : U avoin ja U A}; intuitiivisesti suurin avoin joukko, joka sisältyy A:han. Määritellään A:n sulkeuma A := F F A
Mitta a integraali Kesä 2 4. tehtävät Malliratkaisut (LS). Olkoon a i R i =, 2,... ono. Sanotaan, että i a i = os kaikille M R on olemassa i, olle kaikille i i pätee a i M. Sanotaan, että i a i = os i
LisätiedotMatematiikan ja tilastotieteen laitos Reaalianalyysi I Harjoitus Malliratkaisut (Sauli Lindberg)
Matematiikan ja tilastotieteen laitos Reaalianalyysi I Harjoitus 4 9.4.-23.4.200 Malliratkaisut (Sauli Lindberg). Näytä, että Lusinin lauseessa voidaan luopua oletuksesta m(a)
LisätiedotAnalyysin peruslause
LUKU 10 Analyysin peruslause 10.1. Peruslause I Aiemmin Cantorin funktion ψ kohdalla todettiin, että analyysin peruslause II ei päde: [0,1] ψ (x) dm(x) < ψ(1) ψ(0). Kasvavalle funktiolle analyysin peruslauseesta
LisätiedotTäydellisyysaksiooman kertaus
Täydellisyysaksiooman kertaus Luku M R on joukon A R yläraja, jos a M kaikille a A. Luku M R on joukon A R alaraja, jos a M kaikille a A. A on ylhäältä (vast. alhaalta) rajoitettu, jos sillä on jokin yläraja
LisätiedotMITTA- JA INTEGRAALITEORIA 2015
MITT- J INTEGRLITEORI 2015 HELI TUOMINEN Sisältö Johdantoa 2 Mitta 2 Integraali 2 nalyysin peruslause 2 Riemann-integraalista 2 1. Valmistelua, kertausta ja merkintöjä 4 Infimum ja supremum 4 Laajennettu
LisätiedotTopologia Syksy 2010 Harjoitus 9
Topologia Syksy 2010 Harjoitus 9 (1) Avaruuden X osajoukko A on G δ -joukko, jos se on numeroituva leikkaus avoimista joukoista ja F σ -joukko, jos se on numeroituva yhdiste suljetuista joukoista. Osoita,
LisätiedotJYVÄSKYLÄN YLIOPISTO. 5. Olkoon f : [0, 1] R kasvava. Osoita, että joukko. {x [0, 1] f ei ole jatkuva pisteessä x} on numeroituva. [Vihje: Lause 1.2.
Harjoitukset 1 16.9.25 1. Merkitään Z + = {x Z x > }. Osoita, että f : Z + Z + Z +, f(x, y) = 2 x 1 (2y 1), on bijektio. Piirrä kuva. Perinteisempi kuvaus Z + Z + Z + on (x, y) (x + y 1)(x + y)/2 (x 1).
LisätiedotJordanin sisältö ja Lebesguen ulkomitta
Jordanin sisältö ja Lebesguen ulkomitta Jennika Ojalehto Matematiikan pro gradu Jyväskylän yliopisto Matematiikan ja tilastotieteen laitos Kevät 2016 Tiivistelmä: Jennika Ojalehto, Jordanin sisältö ja
LisätiedotAnalyysi 1. Harjoituksia lukuihin 1 3 / Syksy Osoita täsmällisesti perustellen, että joukko A = x 4 ei ole ylhäältä rajoitettu.
Analyysi Harjoituksia lukuihin 3 / Syksy 204. Osoita täsmällisesti perustellen, että joukko { 2x A = x ]4, [. x 4 ei ole ylhäältä rajoitettu. 2. Anna jokin ylä- ja alaraja joukoille { x( x) A = x ], [,
LisätiedotKonvergenssilauseita
LUKU 4 Konvergenssilauseita Lause 4.1 (Monotonisen konvergenssin lause). Olkoon (f n ) kasvava jono Lebesgueintegroituvia funktioita. Asetetaan f(x) := f n (x). Jos f n
Lisätiedot1 sup- ja inf-esimerkkejä
Alla olevat kohdat (erityisesti todistukset) ovat lähinnä oheislukemista reaaliluvuista, mutta joihinkin niistä palataan myöhemmin kurssilla. 1 sup- ja inf-esimerkkejä Nollakohdan olemassaolo. Kaikki tuntevat
LisätiedotVille Suomala MITTA JA INTEGRAALI
Ville Suomala MITT J INTEGRLI Luentotiivistelmä kevät 2017 1 Johdanto bstraktin mittateorian voidaan katsoa syntyneen vuoden 1900 tienoilla, kun Henry Lebesgue esitteli uuden integrointiteorian. Mitta-
LisätiedotInjektio. Funktiota sanotaan injektioksi, mikäli lähtöjoukon eri alkiot kuvautuvat maalijoukon eri alkioille. Esim.
Injektio Funktiota sanotaan injektioksi, mikäli lähtöjoukon eri alkiot kuvautuvat maalijoukon eri alkioille. Esim. Funktio f on siis injektio mikäli ehdosta f (x 1 ) = f (x 2 ) seuraa, että x 1 = x 2.
Lisätiedot1 Supremum ja infimum
Pekka Alestalo, 2018 Tämä moniste täydentää reaalilukuja ja jatkuvia reaalifunktioita koskevaa kalvosarjaa lähinnä perustelujen ja todistusten osalta. Suurin osa määritelmistä jms. on esitetty jo kalvoissa,
LisätiedotVille Suomala MITTA- JA INTEGROINTITEORIAA
Ville Suomala MITT- J INTEGROINTITEORI Luentotiivistelmä kevät 2015 Sisältö 1 Johdanto 1 2 Lebesguen ulkomitta 2 2.1 Merkintöjä............................... 2 2.2 Ulkomitta L..............................
Lisätiedot1 sup- ja inf-esimerkkejä
Alla olevat kohdat (erityisesti todistukset) ovat lähinnä oheislukemista reaaliluvuista, mutta joihinkin niistä palataan myöhemmin kurssilla. 1 sup- ja inf-esimerkkejä Kaarenpituus. Olkoon r: [a, b] R
LisätiedotMatematiikan johdantokurssi, syksy 2016 Harjoitus 11, ratkaisuista
Matematiikan johdantokurssi, syksy 06 Harjoitus, ratkaisuista. Valitse seuraaville säännöille mahdollisimman laajat lähtöjoukot ja sopivat maalijoukot niin, että syntyy kahden muuttujan funktiot (ks. monisteen
LisätiedotLUKU 6. Mitalliset funktiot
LUKU 6 Mitalliset funktiot Määritelmistä 3. ja 3.0 seuraa, että jokainen Lebesgue-integroituva funktio on porrasfunktiojonon raja-arvo melkein kaikkialla. Kuitenkin moni tuttu funktio ei ole Lebesgue-integroituva.
LisätiedotVille Suomala MITTA JA INTEGRAALI
Ville Suomala MITT J INTEGRLI Luentomoniste syksy 2018 1 Johdanto Lukijalle Nämä muistiinpanot muodostavat rungon Oulun yliopistossa luennoitavalle kurssille Mitta ja integraali. Luentomuistiinpanot ovat
Lisätiedotx > y : y < x x y : x < y tai x = y x y : x > y tai x = y.
ANALYYSIN TEORIA A Kaikki lauseet eivät ole muotoiltu samalla tavalla kuin luennolla. Ilmoita virheistä yms osoitteeseen mikko.kangasmaki@uta. (jos et ole varma, onko kyseessä virhe, niin ilmoita mieluummin).
Lisätiedot1 Määrittelyjä ja aputuloksia
1 Määrittelyjä ja aputuloksia 1.1 Supremum ja infimum Aluksi kerrataan pienimmän ylärajan (supremum) ja suurimman alarajan (infimum) perusominaisuuksia ja esitetään muutamia myöhemmissä todistuksissa tarvittavia
Lisätiedot(2n 1) = n 2
3.5 Induktiotodistus Induktiota käyttäen voidaan todistaa luonnollisia lukuja koskevia väitteitä, jotka ovat muotoa väite P (n) on totta kaikille n =0, 1, 2,... Tässä väite P (n) riippuu n:n arvosta. Todistuksessa
LisätiedotOnko kuvaukset injektioita? Ovatko ne surjektioita? Bijektioita?
Matematiikkaa kaikille, kesä 2017 Avoin yliopisto Luentojen 2,4 ja 6 tehtäviä Päivittyy kurssin aikana 1. Olkoon A = {0, 1, 2}, B = {1, 2, 3} ja C = {2, 3, 4}. Luettele joukkojen A B, A B, A B ja (A B)
LisätiedotReaalianalyysin perusteita
Reaalianalyysin perusteita Heikki Orelma 16. marraskuuta 2008 Sisältö 1 Johdanto 3 2 Mitallisuus 3 3 Yksinkertaiset funktiot 6 4 Mitat ja integrointi 7 5 Kompleksisten funktioiden integrointi 10 6 Nolla-mittaisten
LisätiedotDerivaatasta ja derivoituvuudesta
Derivaatasta ja derivoituvuudesta Piia Lehtola Matematiikan pro gradu Jyväskylän yliopisto Matematiikan ja tilastotieteen laitos Syksy 2018 Tiivistelmä: Piia Lehtola, Derivaatasta ja derivoituvuudesta,
LisätiedotCantorin joukko LUKU 8
LUKU 8 Cantorin joukko 8.. Cantorin 3 -joukko Merkitään J = J 0, = [0, ]. Poistetaan välin J keskeltä avoin väli I,, jonka pituus on /3; siis I, = (, 2). Olkoot jäljelle jäävät suljetut välit J 3 3, ja
Lisätiedotsaadaan kvanttorien järjestystä vaihtamalla ehto Tarkoittaako tämä ehto mitään järkevää ja jos, niin mitä?
ANALYYSI A, HARJOITUSTEHTÄVIÄ, KEVÄT 208 4 Funktion raja-arvo 4 Määritelmä Funktion raja-arvon määritelmän ehdosta ε > 0: δ > 0: fx) A < ε aina, kun 0 < x a < δ, saadaan kvanttorien järjestystä vaihtamalla
Lisätiedot3 Lukujonon raja-arvo
ANALYYSI A, HARJOITUSTEHTÄVIÄ, KEVÄT 208 3 Lukujonon raja-arvo 3 Määritelmä Osoita, että 6n + 2n + 3 3 < 4 n ja määritä jokin sellainen n 0 Z +, että 6n + 2n + 3 3 < 0 87 aina, kun n > n 0 2 Olkoon x n
LisätiedotFUNKTIONAALIANALYYSIN PERUSKURSSI 1. 0. Johdanto
FUNKTIONAALIANALYYSIN PERUSKURSSI 1. Johdanto Funktionaalianalyysissa tutkitaan muun muassa ääretönulotteisten vektoriavaruuksien, ja erityisesti täydellisten normiavaruuksien eli Banach avaruuksien ominaisuuksia.
LisätiedotMITTA- JA INTEGRAALITEORIA. Tero Kilpeläinen
MITT- J INTEGRLITEORI Tero Kilpeläinen 2003-04 Teksti sisältää muistiinpanoja vuosina 2003-04 pidetystä kurssista. Tämän paketin tarkoitus on tukea omien muistiinpanojen tekoa, ei korvata niitä. Matematiikkaa
Lisätiedot3 Lukujonon raja-arvo
ANALYYSI A, HARJOITUSTEHTÄVIÄ, KEVÄT 209 3 Lukujonon raja-arvo 3 Määritelmä Osoita, että 6n + 2n + 3 3 < 4 n ja määritä jokin sellainen n 0 Z +, että 6n + 2n + 3 3 < 0 87 aina, kun n > n 0 2 Olkoon x n
Lisätiedot7. Tasaisen rajoituksen periaate
18 FUNKTIONAALIANALYYSIN PERUSKURSSI 7. Tasaisen rajoituksen periaate Täydellisyydestä puristetaan maksimaalinen hyöty seuraavan Bairen lauseen avulla. Bairen lause on keskeinen todistettaessa kahta funktionaalianalyysin
LisätiedotTopologia I Harjoitus 6, kevät 2010 Ratkaisuehdotus
Topologia I Harjoitus 6, kevät 2010 Ratkaisuehdotus 1. (5:7) Olkoon E normiavaruus, I = [0, 1] ja f, g : I E jatkuvia. Osoita, että yhtälön h(s, t) = (1 t)f(s) + tg(s) määrittelemä kuvaus h : I 2 E on
LisätiedotTopologia Syksy 2010 Harjoitus 4. (1) Keksi funktio f ja suljetut välit A i R 1, i = 1, 2,... siten, että f : R 1 R 1, f Ai on jatkuva jokaisella i N,
Topologia Syksy 2010 Harjoitus 4 (1) Keksi funktio f ja suljetut välit A i R 1, i = 1, 2,... siten, että f : R 1 R 1, f Ai on jatkuva jokaisella i N, i=1 A i = R 1, ja f : R 1 R 1 ei ole jatkuva. Lause
Lisätiedot4.3 Moniulotteinen Riemannin integraali
4.3 Moniulotteinen Riemannin integraali Tässä luvussa opitaan miten integroidaan usean muuttujan reaaliarvoista tai vektoriarvoista funktiota, millaisten joukkojen yli jatkuvaa funktiota voi integroida,
Lisätiedot8. Avoimen kuvauksen lause
116 FUNKTIONAALIANALYYSIN PERUSKURSSI 8. Avoimen kuvauksen lause Palautamme aluksi mieleen Topologian kursseilta ehkä tutut perusasiat yleisestä avoimen kuvauksen käsitteestä. Määrittelemme ensin avoimen
LisätiedotTenttiin valmentavia harjoituksia
Tenttiin valmentavia harjoituksia Alla olevissa harjoituksissa suluissa oleva sivunumero viittaa Juha Partasen kurssimonisteen siihen sivuun, jolta löytyy apua tehtävän ratkaisuun. Funktiot Harjoitus.
LisätiedotTopologia Syksy 2010 Harjoitus 11
Topologia Syksy 2010 Harjoitus 11 (1) Tarkastellaan tason (a, )-topologiaa. (Tässä topologiassa A R 2 on avoin jos ja vain jos A =, A = R 2 tai A = {(x, y) R 2 x > a ja y > b} joillekin a, b R.) Jokaiselle
LisätiedotIV. TASAINEN SUPPENEMINEN. f(x) = lim. jokaista ε > 0 ja x A kohti n ε,x N s.e. n n
IV. TASAINEN SUPPENEMINEN IV.. Funktiojonon tasainen suppeneminen Olkoon A R joukko ja f n : A R funktio, n =, 2, 3,..., jolloin jokaisella x A muodostuu lukujono f x, f 2 x,.... Jos tämä jono suppenee
Lisätiedot5 Funktion jatkuvuus ANALYYSI A, HARJOITUSTEHTÄVIÄ, KEVÄT Määritelmä ja perustuloksia
ANALYYSI A, HARJOITUSTEHTÄVIÄ, KEVÄT 2018 5 Funktion jatkuvuus 5.1 Määritelmä ja perustuloksia 1. Tarkastellaan väitettä a > 0: b > 0: c > 0: d U c (a): f(d) / U b (f(a)), missä a, b, c, d R. Mitä funktion
LisätiedotSeuraava topologisluonteinen lause on nk. Bairen lause tai Bairen kategorialause, n=1
FUNKTIONAALIANALYYSIN PERUSKURSSI 115 7. Tasaisen rajoituksen periaate Täydellisyydestä puristetaan maksimaalinen hyöty seuraavan Bairen lauseen avulla. Bairen lause on keskeinen todistettaessa kahta funktionaalianalyysin
LisätiedotDiskreetin matematiikan perusteet Laskuharjoitus 2 / vko 9
Diskreetin matematiikan perusteet Laskuharjoitus 2 / vko 9 Tuntitehtävät 9-10 lasketaan alkuviikon harjoituksissa ja tuntitehtävät 13-14 loppuviikon harjoituksissa. Kotitehtävät 11-12 tarkastetaan loppuviikon
LisätiedotJohdatus matemaattiseen päättelyyn
Johdatus matemaattiseen päättelyyn Maarit Järvenpää Oulun yliopisto Matemaattisten tieteiden laitos Syyslukukausi 2015 1 Merkintöjä 2 Todistamisesta 2 3 Joukko-oppia Tässä luvussa tarkastellaan joukko-opin
LisätiedotAnalyysi 1. Harjoituksia lukuihin 4 7 / Syksy Tutki funktion f(x) = x 2 + x 2 jatkuvuutta pisteissä x = 0 ja x = 1.
Analyysi 1 Harjoituksia lukuihin 4 7 / Syksy 014 1. Tutki funktion x + x jatkuvuutta pisteissä x = 0 ja x = 1.. Määritä vakiot a ja b siten, että funktio a x cos x + b x + b sin x, kun x 0, x 4, kun x
LisätiedotReaaliluvut. tapauksessa metrisen avaruuden täydellisyyden kohdalla. 1 fi.wikipedia.org/wiki/reaaliluku 1 / 13
Reaaliluvut Reaalilukujen joukko R. Täsmällinen konstruointi palautuu rationaalilukuihin, jossa eri mahdollisuuksia: - Dedekindin leikkaukset - rationaaliset Cauchy-jonot - desimaaliapproksimaatiot. Reaalilukujen
LisätiedotMitta ja integraali 1
Mitta ja integraali 1 Ilkka Holopainen 2 March 22, 2004 1 Perustuvat pääosin luentomonisteisiin Tylli: Mitta ja integraali (2000 ja Väisälä: Diff. Int. III (1985 2 Ilmoita painovirheistä esim. sähköpostitse
LisätiedotMääritelmä 2.5. Lause 2.6.
Määritelmä 2.5. Olkoon X joukko ja F joukko funktioita f : X R. Joukkoa F sanotaan pisteittäin rajoitetuksi, jos jokaiselle x X on olemassa sellainen C x R, että f x C x jokaiselle f F. Joukkoa F sanotaan
LisätiedotMATEMATIIKAN JA TILASTOTIETEEN LAITOS
f ( n JYVÄSKYLÄN YLIOPISTO MATEMATIIKAN JA TILASTOTIETEEN LAITOS n Harjoitusten 8 ratkaisut Topologiset vektoriavaruudet 2010 8.1. Olkoon P n = {f : K K p on enintään asteen n 1 polynomi} varustettuna
LisätiedotDIFFERENTIAALI- JA INTEGRAALILASKENTA I.1. Ritva Hurri-Syrjänen/Syksy 1999/Luennot 6. FUNKTION JATKUVUUS
DIFFERENTIAALI- JA INTEGRAALILASKENTA I.1 Ritva Hurri-Syrjänen/Syksy 1999/Luennot 6. FUNKTION JATKUVUUS Huomautus. Analyysin yksi keskeisimmistä käsitteistä on jatkuvuus! Olkoon A R mielivaltainen joukko
LisätiedotTodennäköisyyslaskenta IIa, syys lokakuu 2019 / Hytönen 3. laskuharjoitus, ratkaisuehdotukset
Todennäköisyyslaskenta IIa, syys lokakuu 2019 / Hytönen 3. laskuharjoitus, ratkaisuehdotukset 1. Olkoon X satunnaismuuttuja, ja olkoot a R \ {0}, b R ja Y = ax + b. (a) Olkoon X diskreetti ja f sen pistetodennäköisyysfunktio.
LisätiedotModerni reaalianalyysi
JUHA KINNUNEN Moderni reaalianalyysi F ( ) := f (ξ)e i ξ dξ 2π Juha Kinnusen laatiman luentomateriaalin pohjalta toimittaneet Mikael Lindström, Olli Hyvärinen ja Tuomas Pöyhtäri Sisältö LEBESGUEN ULKOMITTA
LisätiedotDeterminoiruvuuden aksiooma
Determinoiruvuuden aksiooma Vadim Kulikov Esitelma 12 Maaliskuuta 2008 Tiivistelma. Valinta-aksioomasta seuraa, etta Leb(R) ( P(R), eli on olemassa epamitallisia joukkoja. Tassa esitelmassa nahdaan, etta
LisätiedotMitta- ja integraaliteoria (osat 1 ja 2) Juha Lehrbäck
Mitta- ja integraaliteoria (osat 1 ja 2) Juha Lehrbäck Jyväskylän yliopisto Matematiikan ja tilastotieteen laitos syksy 2018 lkusananen Tämä luentomoniste perustuu Jyväskylän yliopistossa syksyinä 2017
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
LisätiedotJoukot metrisissä avaruuksissa
TAMPEREEN YLIOPISTO Pro gradu -tutkielma Saara Lahtinen Joukot metrisissä avaruuksissa Informaatiotieteiden yksikkö Matematiikka Elokuu 2013 Sisältö 1 Johdanto 1 2 Metriset avaruudet 1 2.1 Tarvittavia
LisätiedotSelvästi. F (a) F (y) < r x d aina, kun a y < δ. Kolmioepäyhtälön nojalla x F (y) x F (a) + F (a) F (y) < d + r x d = r x
Seuraavaksi tarkastellaan C 1 -sileiden pintojen eräitä ominaisuuksia. Lemma 2.7.1. Olkoon S R m sellainen C 1 -sileä pinta, että S on C 1 -funktion F : R m R eräs tasa-arvojoukko. Tällöin S on avaruuden
Lisätiedotsaadaan kvanttorien järjestystä vaihtamalla ehto Tarkoittaako tämä ehto mitään järkevää ja jos, niin mitä?
ANALYYSI A, HARJOITUSTEHTÄVIÄ, KEVÄT 209 4 Funktion raja-arvo 4. Määritelmä. Funktion raja-arvon määritelmän ehdosta ε > 0: δ > 0: f) A < ε aina, kun 0 < a < δ, saadaan kvanttorien järjestystä vaihtamalla
Lisätiedot5 Funktion jatkuvuus ANALYYSI A, HARJOITUSTEHTÄVIÄ, KEVÄT Määritelmä ja perustuloksia. 1. Tarkastellaan väitettä
ANALYYSI A, HARJOITUSTEHTÄVIÄ, KEVÄT 2019 5 Funktion jatkuvuus 5.1 Määritelmä ja perustuloksia 1. Tarkastellaan väitettä a > 0: b > 0: c > 0: d U c (a): f(d) / U b (f(a)), missä a, b, c, d R. Mitä funktion
Lisätiedotreaalifunktioiden ominaisuutta, joiden perusteleminen on muita perustuloksia hankalampaa. Kalvoja täydentää erillinen moniste,
Reaaliluvuista Pekka Alestalo Matematiikan ja systeemianalyysin laitos Aalto-yliopiston perustieteiden korkeakoulu Nämä kalvot sisältävät tiivistelmän reaaliluvuista ja niihin liittyvistä käsitteistä.
LisätiedotU β T. (1) U β T. (2) {,X} T. (3)
1.1 a) Joukkoperhe T = α I T α P(X) on topologia. Todistus. Osoitetaan, että topologian määritelmän 1.1 ehdot (1), (2) ja (3) toteutuvat. Ehtoa (1) varten olkoon {U β β J} T. Pitää osoittaa, että U β T.
LisätiedotHarjoitusten 4 ratkaisut Topologiset vektoriavaruudet 2010
f ( n) JYVÄSKYLÄN YLIOPISTO MATEMATIIKAN JA TILASTOTIETEEN LAITOS n Harjoitusten 4 ratkaisut Topologiset vektoriavaruudet 2010 4.1. Viime kerralta. Esimerkki lokaalikonveksin avaruuden osajoukosta, joka
Lisätiedotr > y x z x = z y + y x z y + y x = r y x + y x = r
HY / Matematiikan ja tilastotieteen laitos Vektorianalyysi I, syksy 018 Harjoitus Ratkaisuehdotukset Tehtävä 1. Osoita, että avoin kuula on avoin joukko ja suljettu kuula on suljettu joukko. Ratkaisu.
Lisätiedotpeitteestä voidaan valita äärellinen osapeite). Äärellisen monen nollajoukon yhdiste on nollajoukko.
Esimerkki 4.3.9. a) Piste on nollajoukko. Suoran rajoitetut osajoukot ovat avaruuden R m, m 2, nollajoukkoja. Samoin suorakaiteiden reunat koostuvat suoran kompakteista osajoukoista. b) Joukko = Q m [0,
LisätiedotAlgebra I Matematiikan ja tilastotieteen laitos Ratkaisuehdotuksia harjoituksiin 3 (9 sivua) OT
Algebra I Matematiikan ja tilastotieteen laitos Ratkaisuehdotuksia harjoituksiin 3 (9 sivua) 31.1.-4.2.2011 OT 1. Määritellään kokonaisluvuille laskutoimitus n m = n + m + 5. Osoita, että (Z, ) on ryhmä.
Lisätiedot1 Reaaliset lukujonot
Jonot 10. syyskuuta 2005 sivu 1 / 5 1 Reaaliset lukujonot Reaaliset lukujonot ovat funktioita f : Z + R. Lukujonosta käytetään merkintää (a k ) k=1 tai lyhyemmin vain (a k). missä a k = f(k). Täten lukujonot
Lisätiedot= 5! 2 2!3! = = 10. Edelleen tästä joukosta voidaan valita kolme särmää yhteensä = 10! 3 3!7! = = 120
Tehtävä 1 : 1 Merkitään jatkossa kirjaimella H kaikkien solmujoukon V sellaisten verkkojen kokoelmaa, joissa on tasan kolme särmää. a) Jokainen verkko G H toteuttaa väitteen E(G) [V]. Toisaalta jokainen
LisätiedotLuku 2. Jatkuvien funktioiden ominaisuuksia.
1 MAT-1343 Laaja matematiikka 3 TTY 21 Risto Silvennoinen Luku 2. Jatkuvien funktioiden ominaisuuksia. Jatkossa väli I tarkoittaa jotakin seuraavista reaalilukuväleistä: ( ab, ) = { x a< x< b} = { x a
LisätiedotDifferentiaali- ja integraalilaskenta 1 Ratkaisut 2. viikolle /
MS-A008 Differentiaali- ja integraalilaskenta, V/207 Differentiaali- ja integraalilaskenta Ratkaisut 2. viikolle / 8. 2.4. Jatkuvuus ja raja-arvo Tehtävä : Määritä raja-arvot a) 3 + x, x Vihje: c)-kohdassa
LisätiedotFunktion raja-arvo ja jatkuvuus Reaali- ja kompleksifunktiot
3. Funktion raja-arvo ja jatkuvuus 3.1. Reaali- ja kompleksifunktiot 43. Olkoon f monotoninen ja rajoitettu välillä ]a,b[. Todista, että raja-arvot lim + f (x) ja lim x b f (x) ovat olemassa. Todista myös,
LisätiedotMatematiikan peruskurssi 2
Matematiikan peruskurssi Demonstraatiot III, 4.5..06. Mikä on funktion f suurin mahdollinen määrittelyjoukko, kun f(x) x? Mikä on silloin f:n arvojoukko? Etsi f:n käänteisfunktio f ja tarkista, että löytämäsi
LisätiedotVastaus 1. Lasketaan joukkojen alkiot, ja todetaan, että niitä on 3 molemmissa.
Miten perustella, että joukossa A = {a, b, c} on yhtä monta alkiota kuin joukossa B = {d, e, f }? Vastaus 1. Lasketaan joukkojen alkiot, ja todetaan, että niitä on 3 molemmissa. Vastaus 2. Vertaillaan
LisätiedotTiheyspistelauseita. Petteri Salovaara. Pro Gradu tutkielma
Tiheyspistelauseita Petteri Salovaara Pro Gradu tutkielma Jyväskylän yliopisto Matematiikan ja tilastotieteen laitos Kesä 2006 1 2 Sisältö 1. LUKU: Esitietoja 3 2. LUKU: Mittojen derivointia ja tiheyspistelause
LisätiedotDerivaattaluvut ja Dini derivaatat
Derivaattaluvut Dini derivaatat LuK-tutkielma Helmi Glumo 2434483 Matemaattisten tieteiden laitos Oulun yliopisto Syksy 2016 Sisältö Johdanto 2 1 Taustaa 2 2 Määritelmät 4 3 Esimerkkejä lauseita 7 Lähdeluettelo
LisätiedotFunktiojonot ja funktiotermiset sarjat Funktiojono ja funktioterminen sarja Pisteittäinen ja tasainen suppeneminen
4. Funktiojonot ja funktiotermiset sarjat 4.1. Funktiojono ja funktioterminen sarja 60. Tutki, millä muuttujan R arvoilla funktiojono f k suppenee, kun Mikä on rajafunktio? a) f k () = 2k 2k + 1, b) f
LisätiedotMiten perustella, että joukossa A = {a, b, c} on yhtä monta alkiota kuin joukossa B = {d, e, f }?
Miten perustella, että joukossa A = {a, b, c} on yhtä monta alkiota kuin joukossa B = {d, e, f }? Miten perustella, että joukossa A = {a, b, c} on yhtä monta alkiota kuin joukossa B = {d, e, f }? Vastaus
LisätiedotTehtävä 1. Näytä, että tason avoimessa yksikköpallossa
HY / Matematiikan ja tilastotieteen laitos Vektorianalyysi II, syksy 2018 Harjoitus 2 Ratkaisuehdotukset Tehtävä 1. Näytä, että tason avoimessa yksikköpallossa määritelty kuvaus B(0, 1) := x R 2 : x
LisätiedotJohdatus matematiikkaan
Johdatus matematiikkaan Luento 7 Mikko Salo 11.9.2017 Sisältö 1. Funktioista 2. Joukkojen mahtavuus Funktioista Lukiomatematiikassa on käsitelty reaalimuuttujan funktioita (polynomi / trigonometriset /
LisätiedotMiten osoitetaan joukot samoiksi?
Miten osoitetaan joukot samoiksi? Määritelmä 1 Joukot A ja B ovat samat, jos A B ja B A. Tällöin merkitään A = B. Kun todistetaan, että A = B, on päättelyssä kaksi vaihetta: (i) osoitetaan, että A B, ts.
LisätiedotMatematiikan tukikurssi
Matematiikan tukikurssi Kurssikerta 6 Sarjojen suppeneminen Kiinnostuksen kohteena on edelleen sarja a k = a + a 2 + a 3 + a 4 +... k= Tämä summa on mahdollisesti äärellisenä olemassa, jolloin sanotaan
LisätiedotKarteesinen tulo. Olkoot A = {1, 2, 3, 5} ja B = {a, b, c}. Näiden karteesista tuloa A B voidaan havainnollistaa kuvalla 1 / 21
säilyy Olkoot A = {1, 2, 3, 5} ja B = {a, b, c}. Näiden karteesista tuloa A B voidaan havainnollistaa kuvalla c b a 1 2 3 5 1 / 21 säilyy Esimerkkirelaatio R = {(1, b), (3, a), (5, a), (5, c)} c b a 1
LisätiedotTopologisten avaruuksien metristyvyys. Toni Annala
Topologisten avaruuksien metristyvyys Toni Annala Sisältö 1 Johdanto 2 2 Topologiset avaruudet 3 3 Erotteluaksioomat 8 4 Metristyvät avaruudet 13 5 Metristyvyys 17 1 Luku 1 Johdanto Topologia on matematiikan
LisätiedotKaikki kurssin laskuharjoitukset pidetään Exactumin salissa C123. Malliratkaisut tulevat nettiin kurssisivulle.
Kombinatoriikka, kesä 2010 Harjoitus 1 Ratkaisuehdotuksia (RT (5 sivua Kaikki kurssin laskuharjoitukset pidetään Exactumin salissa C123. Malliratkaisut tulevat nettiin kurssisivulle. 1. Osoita, että vuoden
LisätiedotMatematiikan ja tilastotieteen laitos Matematiikka tutuksi Harjoitus 2, malliratkaisut
Matematiikan ja tilastotieteen laitos Matematiikka tutuksi Harjoitus, malliratkaisut 1.-5.9.009 1. Muodosta joukot A B, A B ja A\B sekä laske niiden alkioiden lukumäärät (mikäli kyseessä on äärellinen
LisätiedotDIFFERENTIAALI- JA INTEGRAALILASKENTA I.1 1. ALUKSI. Joukko-oppia
DIFFERENTIAALI- JA INTEGRAALILASKENTA I.1 Ritva Hurri-Syrjänen/Syksy 1999/Luennot 1. ALUKSI Joukko-oppia Lyhenteitä ja merkintöjä. A = B A:sta seuraa B. Implikaatio. A B A ja B yhtäpitävät. Ekvivalenssi.
Lisätiedot8. Avoimen kuvauksen lause
FUNKTIONAALIANALYYSIN PERUSKURSSI 125 8. Avoimen kuvauksen lause Palautamme aluksi mieleen Topologian kursseilta ehkä tutut perusasiat yleisestä avoimen kuvauksen käsitteestä. Määrittelemme ensin avoimen
Lisätiedotmissä on myös käytetty monisteen kaavaa 12. Pistä perustelut kohdilleen!
Matematiikan johdantokurssi Kertausharjoitustehtävien ratkaisuja/vastauksia/vihjeitä. Osoita todeksi logiikan lauseille seuraava: P Q (P Q). Ratkaisuohje. Väite tarkoittaa, että johdetut lauseet P Q ja
LisätiedotInjektio (1/3) Funktio f on injektio, joss. f (x 1 ) = f (x 2 ) x 1 = x 2 x 1, x 2 D(f )
Injektio (1/3) Määritelmä Funktio f on injektio, joss f (x 1 ) = f (x 2 ) x 1 = x 2 x 1, x 2 D(f ) Seurauksia: Jatkuva injektio on siis aina joko aidosti kasvava tai aidosti vähenevä Injektiolla on enintään
LisätiedotMitta ja integraali 1
Mitta ja integraali 1 Ilkka Holopainen osittain muokannut ja täydentänyt Okko Kanerva 2 14. tammikuuta 2011 1 Perustuu pääosin luentomonisteisiin Tylli: Mitta ja integraali (2000) ja Väisälä: Diff. Int.
Lisätiedot1.1. Joukon Jordanin sisältö. Reaaliakselin kompaktin välin [t 0, t m ] jako on
1. Jordan-joukot Yksinkertaisuuden (ja havainnollisuuden vuoksi) seuraavassa tarkastellaan vain tason osajoukkoja, vaikka päättelyt voitaisiin helposti siirtää yleiseen n-ulotteiseen euklidiseen avaruuteen
LisätiedotMS-A010{3,4} (ELEC*) Differentiaali- ja integraalilaskenta 1 Luento 3: Jatkuvuus
MS-A010{3,4} (ELEC*) Differentiaali- ja integraalilaskenta 1 Luento 3: Jatkuvuus Pekka Alestalo, Jarmo Malinen Aalto-yliopisto, Matematiikan ja systeemianalyysin laitos 19.9.2016 Pekka Alestalo, Jarmo
Lisätiedotw + x + y + z =4, wx + wy + wz + xy + xz + yz =2, wxy + wxz + wyz + xyz = 4, wxyz = 1.
Kotitehtävät, tammikuu 2011 Vaikeampi sarja 1. Ratkaise yhtälöryhmä w + x + y + z =4, wx + wy + wz + xy + xz + yz =2, wxy + wxz + wyz + xyz = 4, wxyz = 1. Ratkaisu. Yhtälöryhmän ratkaisut (w, x, y, z)
LisätiedotVastauksia. Topologia Syksy 2010 Harjoitus 1
Topologia Syksy 2010 Harjoitus 1 (1) Olkoon X joukko ja (T j ) j J perhe X:n topologioita. Osoita, että T = {T j : j J} on X:n topologia. (2) Todista: Välit [a, b) muodostavat R 1 :n erään topologian kannan.
Lisätiedot2 Funktion derivaatta
ANALYYSI B, HARJOITUSTEHTÄVIÄ, KEVÄT 2018 2 Funktion derivaatta 1. Määritä derivaatan määritelmää käyttäen f (), kun (a), (b) 1 ( > 0). 2. Tutki, onko funktio sin(2) sin 1, kun 0, 2 0, kun = 0, derivoituva
Lisätiedot1. Logiikan ja joukko-opin alkeet
1. Logiikan ja joukko-opin alkeet 1.1. Logiikkaa 1. Osoita totuusarvotauluja käyttäen, että implikaatio p q voidaan kirjoittaa muotoon p q, ts. että propositio (p q) ( p q) on identtisesti tosi. 2. Todista
LisätiedotLiittomatriisi. Liittomatriisi. Määritelmä 16 Olkoon A 2 M(n, n). Matriisin A liittomatriisi on cof A 2 M(n, n), missä. 1) i+j det A ij.
Liittomatriisi Määritelmä 16 Olkoon A 2 M(n, n). Matriisin A liittomatriisi on cof A 2 M(n, n), missä (cof A) ij =( 1) i+j det A ij kaikilla i, j = 1,...,n. Huomautus 8 Olkoon A 2 M(n, n). Tällöin kaikilla
LisätiedotDiskreetin matematiikan perusteet Malliratkaisut 2 / vko 38
Diskreetin matematiikan perusteet Malliratkaisut 2 / vko 38 Tuntitehtävät 11-12 lasketaan alkuviikon harjoituksissa ja tuntitehtävät 15-16 loppuviikon harjoituksissa. Kotitehtävät 13-14 tarkastetaan loppuviikon
LisätiedotMilloin joukon Lebesguen ja Hausdorffin mitat ovat yhtä suuria?
Milloin joukon Lebesguen ja Hausdorffin mitat ovat yhtä suuria? Juha Väätäinen Matematiikan pro gradu Jyväskylän yliopisto Matematiikan ja tilastotieteen laitos Kesä 2012 Sisältö Johdanto 1 Luku 1. Gammafunktio
Lisätiedot