1 Taso- ja avaruuskäyrät
|
|
- Heli Korhonen
- 5 vuotta sitten
- Katselukertoja:
Transkriptio
1 c Pekk Alestlo Tso- j vruuskäyrät Tässä luvuss tutustutn tso- j vruuskäyriin, niiden krenpituuteen j krevuuteen. Lopuksi käsitellään sklri- j vektorikenttien viivintegrlej. Tähdellä merkityt kohdt kuuluvt (kurssist riippuen) oheislukemistoon. Huom: Luennoll lsketn lisää esimerkkejä j piirrellään kuvioit. 1.1 Käyrän prmetrisointi Käyriä esiintyy moniss mtemtiikn sovelluksiss: Tsoss ti vruudess liikkuvn kppleen pikk jn funktion muodost kppleen rtkäyrän; termodynmist kiertoprosessi voidn kuvt umpinisell käyrällä T S-koordintistoss, ti ideliksun tpuksess V p-koordintistoss. Termodynmiikn I pääsäännön de = T ds p dv vull voidn lske esimerkiksi näiden prosessien hyötysuhteit viivintegrlien vull. Käyrällä trkoitetn joukko R n, jok voidn esittää muodoss = {r(t) t I}, missä I R on väli j funktio r: I R n on jtkuv. Tässä r on käyrän prmetrisointi j I on vstv prmetriväli. Käytännössä voidn jtell, että n = 2 ti n = 3, mutt ei ole välttämätöntä rjoittu näihin tpuksiin. Prmetrisoinnin jtkuvuudell trkoitetn sen koordinttifunktioiden jtkuvuutt, kuten seurvst esimerkistä käy ilmi. Esimerkki 1.1 Jos n = 3, niin kyseessä on vruuskäyrä, jolle r(t) = (x(t), y(t), z(t)) R 3. Tässä x, y, z ovt prmetrisoinnin koordinttifunktioit, j jtkuvuus trkoitt yksinkertisesti sitä, että nämä ovt jtkuvi funktioit jollkin prmetrivälillä I. Prmetrisointi r = r(t) kirjoitetn usein koordinttimuodoss x = x(t) y = y(t) t I z = z(t) j joskus myös vektorimuodoss r(t) = x(t)i + y(t)j + z(t)k. Tässä monisteess itse prmetrisoinnit kirjoitetn pääsääntöisesti koordinttimuodoss, kun ts niihin liittyvien tngenttivektorien kohdll on luontev käyttää vektorimuoto. Tpuksess n = 2 kyseessä on tsokäyrä, jolloin yllä z-koordintti jää pois. 1
2 Usein prmetriväli on suljettu väli [, b]. Jos tällöin r() = r(b), niin kyseessä on umpininen käyrä. Prmetrisointi määrää käyrälle positiivisen suunnn, jolloin r() on käyrän lkupiste j r(b) sen päätepiste. Annetust prmetrisoinnist voidn muodost myös vstkkinen prmetrisointi, joss vstv käyrä pysyy smn, mutt sen kulkusuunt vihtuu. Tällöin myös prmetrisointiin liittyvät lku- j päätepiste vihtvt pikk. Tpuksess r: [, 1] vstkkinen prmetrisointi r sdn helposti kvll r (t) = r(1 t), t [, 1]. Esimerkki 1.2 ) Ellipsi x 2 / 2 + y 2 /b 2 = 1 voidn prmetrisoid muodoss { x = cos t y = b sin t, missä t [, 2π]. Tpuksess = b = R sdn R-säteisen origokeskisen ympyrän prmetrisointi. b) Jos f : I R on jtkuv yhden muuttujn funktio, niin sen kuvj {(x, y) x I, y = f(x)} on tsokäyrä, joll on prmetrisointi r(t) = (t, f(t)), t I. c) Pisteiden r = (x, y, z ) j r 1 = (x 1, y 1, z 1 ) välisen yhdysjnn prmetrisointi voidn kirjoitt vektorimuodoss r(t) = r + t(r 1 r ), kun t [, 1]. Tästä sdn myös koordinttimuoto x = x + t(x 1 x ) = (1 t)x + tx 1 y = y + t(y 1 y ) = (1 t)y + ty 1 z = z + t(z 1 z ) = (1 t)z + tz 1. d) Sykloidi on tsokäyrä, jok kuv esim. vierivään renkseen trttuneen kiven rt. Jos renkn säde on j prmetriksi vlitn ik, niin kselin liikettä kuv prmetrisointi x = vt, y =. Kiven pyöriminen kselin suhteen tphtuu vierimisehdon perusteell kulmnopeudell ω = v/ j pyörimissuunt on negtiivinen. Jos vielä jn nollkoht vlitn selliseen hetkeen, kun kivi koskett mt, niin pyörimisliikettä kuv prmetrisointi { x = cos( (vt/ π/2)) = sin(vt/) y = sin( (vt/ π/2)) = cos(vt/). Kiven rt sdn yhdistämällä kselin liike j pyöriminen toisiins, joten sykloidin prmetrisointi on muoto { x = vt sin(vt/) y = (1 cos(vt/)). Mtemttisesti loogisemp on vlit prmetriksi t renkn kiertokulm, jolloin vierimisehdon perusteell v =, j lusekkeet yksinkertistuvt hiukn. 2
3 Tsokäyrän yhtälö voidn usein ilmist myös implisiittisessä muodoss F (x, y) =, missä F on jokin khden muuttujn luseke. Konkreettisi esimerkkejä ovt funktion kuvj y = f(x), jok voidn määritellä muodoss F (x, y) = y f(x) =, j R-säteinen ympyrä x 2 + y 2 R 2 =. Implisiittisen yhtälön F (x, y) = määräämä tsojoukko voi kuitenkin yleisessä tpuksess oll hyvin erikoinen. Jos nimittäin A R 2 on mikä thns tsojoukko (reunpisteetkin mukn), niin funktio F (x, y) = pisteen (x, y) pienin etäisyys joukost A on jtkuv (myöhemmin trksteltvss mielessä), mutt yhtälö F (x, y) = esittää koko lkuperäistä joukko A. Toinen yllättävä seikk on, ettei edes prmetrisoitu käyrä välttämättä "näytä käyrältä". On esimerkiksi olemss jtkuv funktio r: [, 1] N = [, 1] [, 1], jonk kuvjoukko on koko neliö N sisäpisteineen. Neliö N on siis määritelmän mielessä tsokäyrä (ns. Penon käyrä). Tällisist ongelmist päästään eroon, jos prmetrisoinnilt vditn jtkuvuuden lisäksi derivoituvuus, jot käsitellään seurvss kppleess. 1.2 Käyrän tngentti Trkstelln 3-ulotteist prmetrisointi r, jok on jtkuvsti derivoituv. Tämä trkoitt sitä, että jokisen koordinttifunktion täytyy oll derivoituv j derivtn vielä lisäksi jtkuv. Prmetriväliä [t, t + t] vstv käyrän sekntti on vektori r = r(t + t) r(t). Kun t, niin r kääntyy yhä enemmän käyrän tngentin suuntiseksi, mutt smll sen pituus pienenee kohti noll. Sklmll kertoimell t sdn kuitenkin erotusosmäärää vstv luseke, jost nähdään, että rjrvo r r (t) = lim t t on olemss j se voidn käytännössä lske kvll r (t) = x (t)i + y (t)j + z (t)k. Perustelu: Vektorin r/ t ensimmäinen koordintti x(t + t) x(t) t x (t), kun t, j smoin käy muiss koordinteiss. Tngenttivektorin määritelmästä sdn myös jtkoss hyödyllinen pproksimtio: Kosk r (t) r/ t, niin r r (t) t. Määritelmä 1.3 Jos käyrällä R n on jtkuvsti derivoituv prmetrisointi r, niin pisteessä r(t) käyrän tngenttivektori on r (t) = x 1(t)e x n(t)e n, 3
4 missä funktiot x i ovt prmetrisoinnin koordinttifunktiot j vektorit e i ovt vruuden R n luonnolliset kntvektorit, ts. e 1 = i jne. Jos prmetri t on ik j r(t) kuv jonkin kppleen rt, niin luseke r on sen siirtymä ikvälillä t. Kppleen keskinopeus on siis r/ t, joten tngenttivektorin fysiklinen tulkint on hetkellinen nopeus v(t) = r (t). Vstv trkstelu voidn sovelt uudelleen prmetrisointiin t v(t), jolloin sdn kppleen hetkellinen kiihtyvyys (t) = v (t) = r (t). Termejä nopeus j kiihtyvyys voidn käyttää kikille prmetrisoinneille, vikkei prmetrill t olisikn konkreettist tulkint ikn. Yllä minittu pproksimtio r r (t) t voidn nyt kirjoitt muodoss r v(t) t, ts. siirtymä on likimäärin sm kuin hetkellinen nopeus kerrottun ikvälin pituudell. Esimerkki 1.4 Sykloidin prmetrisointi (kulmn vull) on muoto { x = (t sin t) jost voidn lske tngenttivektori y = (1 cos t), r (t) = (1 cos t)i + sin tj, j kiihtyvyys (t) = r (t) = sin ti + cos tj. On syytä huomt, että (t) = vkio = tsisen pyörimisliikkeen kiihtyvyys. Sykloidiss esiintyy teräviä kulmi (niissä kohdiss, joiss kivi koskett mt). Miten se on mhdollist, kun kerrn tngentti r (t) on määritelty kikill t? Selitys on siinä, että r (2πn) =. Hetkellinen nopeus on siis näissä pisteissä noll, jolloin käyrän suunt voi muuttu jyrkästi. Pisteet, joiss r (t) = ovt ongelmllisi myös sen vuoksi, ettei nollvektori void pitää oiken tngenttivektorin. Tämän vuoksi setetn seurv määritelmä. Määritelmä 1.5 Käyrän prmetrisointi r on säännöllinen, jos se on jtkuvsti derivoituv (mhdollisi prmetrivälin päätepisteitä lukuunottmtt) j r (t) kikill t. Fysiklisesti prmetrisoinnin säännöllisyys trkoitt sitä, ettei kppleen liikkeessä ole pysähdyksiä. Esimerkki 1.6 Prbelill y = x 2 on prmetrisointi x = t, y = t 2, jok on säännöllinen, sillä r (t) = i + 2tj kikill t. 4
5 Prmetrisointi ei kuitenkn ole yksikäsitteinen: myös kvt x = t 3, y = t 6, määrittelevät smn prbelin, mutt nyt r (t) = 3t 2 i + 6t 5 j = rvoll t =. Tämä prmetrisointi ei siis ole säännöllinen. Hvitsemme, ettei epäsäännöllinen prmetrisointi välttämättä trkoit käyrässä olevn teräviä kulmi tms. Säännöllisen prmetrisoinnin yhtenä etun on se, että käyrälle voidn määrittää jokiseen pisteeseen yksikkötngenttivektori u(t) = 1 r (t) r (t), jolle siis u(t) = 1 kikill t. Tätä voidn käyttää pun esimerkiksi kiihtyvyyden tngentti- j normlikomponenttien määrittämiseen seurvll tvll. Trkoituksen on siis kirjoitt kiihtyvyys muodoss = T + N, missä T u j N u. Käytännössä T on kiihtyvyyden vektoriprojektio u vektorin u määräämään suuntn, joten lsketn ensin, j sen vull sdn T = u = ( u)u = (t) r (t) r (t) 2 r (t) N = T. Esimerkki 1.7 Hiukknen liikkuu pitkin Helix-käyrää ("kierrejousi"), joll on prmetrisointi r(t) = (cos t, sin t, t), t R. Määritetään sen kiihtyvyyden tngentti- j normlikomponentit. Nyt r (t) = v(t) = sin ti + cos tj + k j (t) = r (t) = cos ti sin tj, joten T = v sin t cos t sin t cos t v = v 2 sin 2 t + cos 2 t + 1 v =. Kiihtyvyys on siis pelkkää normlikiihtyvyyttä, eli N =. Tutkitn vielä lopuksi trkemmin yksikkötngenttivektori u(t). Kosk u(t) = 1, niin u(t) u(t) = 1 kikill t. Derivoimll tämä yhtälö puolittin prmetrin t suhteen sdn d dt (u(t) u(t)) = d dt 1 =. Tässä d dt (u(t) u(t)) = d dt (u 1(t) 2 + u 2 (t) 2 + u 3 (t) 2 ) = 2u 1 (t)u 1(t) + 2u 2 (t)u 2(t) + 2u 3 (t)u 3(t) = 2u(t) u (t), 5
6 joten u (t) u(t) kikill t. Jos u (t), niin voidn määritellä n(t) = 1 u (t) u (t), jok on nimeltään käyrän päänormli. Lyhyellä lskull voidn osoitt, että { T = r (t) u(t) N = r (t) u (t) n(t), joten normlikiihtyvyys on in päänormlin suuntinen. Kolmiulotteisess tpuksess yksikkövektorit u(t) j n(t) määräävät sellisen tson, jot käyrä hetkellisesti sivu prhiten. Käyrän kierevyys eli erkneminen ulos tästä tsost tphtuu suuntn u(t) n(t), jok on kohtisuorss vektoreit u(t) j n(t) vstn. Se on myös yksikkövektori j nimeltään käyrän sivunormli. Näiden kolmen yksikkövektorin vull voidn jokiseen käyrän pisteeseen liittää sen kulun knss yhteensopiv suorkulminen koordintisto. Tällöin esimerkiksi vektoreiden u(t), n(t) j u(t) n(t) derivtt voidn esittää linerikombintioin näistä kolmest lkuperäisestä vektorist. Tulokset tunnetn Frenet n kvojen nimellä, mutt emme käsittele niitä tällä kurssill sen trkemmin. 1.3 Krenpituus Olkoon r: [, b] R n käyrän jtkuvsti derivoituv prmetrisointi. Jos käyrää pproksimoidn sen seknteist muodostetull murtoviivll j nnetn pproksimtion tihentyä, voidn olett, että murtoviivojen pituudet suppenevt kohti luku l, jok olisi tutkittvn käyrän krenpituus. Osoittutuu, että näin todell käy j että krenpituus sdn integrlin l() = b r (t) dt. Tämän perustelemiseksi trkstelln välin [, b] tsvälistä jko pisteillä t k = + k t, missä t = (b )/n j n on jkovälien lukumäärä. Tällöin siis t = j t n = b. Jos merkitään r k = r(t k+1 ) r(t k ), niin vstvn murtoviivn pituus on k r k. Jokisell k on voimss joten murtoviivn pituus on likimäärin r k = r(t k + t) r(t k ) r (t k ) t, n 1 r (t k ) t k= b r (t) dt. Voidn osoitt, että rjll n, ts. kun t, murtoviivojen pituuksill on rj-rvon tämä integrli, jok siis esittää kyseisen käyrän krenpituutt. 6
7 Jos käyrän prmetrisointi on inostn ploittin jtkuvsti derivoituv, sdn koko käyrän krenpituus lskemll osien krenpituudet yhteen. Kosk smll käyrällä voi oll useit erilisi prmetrisointej, herää kysymys siitä, onko krenpituus itse käyrään vi pelkästään tiettyyn prmetrisointiin liittyvä luku. Voidn osoitt, ettei krenpituus riipu prmetrisoinnin vlinnst eikä sen suunnst. Hiemn täsmällisemmin muotoiltun pätee: jos uusi prmetrisointi sdn muuttujnvihdoll entisestä, niin niitä vstvien krenpituusintegrlien rvot ovt smt. Esimerkki 1.8 Lskemme Helix-käyrän r(t) = (cos t, sin t, t) krenpituuden prmetrivälillä t [, 2π]. Kosk r (t) = sin ti + cos tj + k, niin joten krenpituudeksi sdn r (t) = ( sin t) 2 + cos 2 t + 1 = 2, l = 2π r (t) dt = 2 2π. Esimerkissä prmetrisointi venyttää prmetrivälin pituutt kertoimell 2 2π/2π = 2. Vlitsemll uusi prmetri s = 2t, eli t = s/ 2, sdn toinen prmetrisointi r(s) = (cos(s/ 2), sin(s/ 2), s/ 2), jolle r (s) = 1 kikill s. Tämä trkoitt sitä, että krenpituus itse käyrällä on täsmälleen sm kuin vstvn prmetrivälin pituus. Tällist kutsutn prmetrisoinniksi krenpituuden suhteen j se voidn peritteess muodost kikille käyrille. Tuloksell on kuitenkin vin teoreettist mielenkiinto, kosk krenpituusintegrlej ei yleensä void esittää lkeisfunktioiden vull, vn ne täytyy lske numeerisesti. Esimerkki 1.9 Funktion kuvjn y = f(x) krenpituudelle on olemss jo ennestään tuttu kv. Tutkitn, millinen tulos sdn käyttämällä tämän luvun yleisempää tulost. Kuvj voidn prmetrisoid muodoss x = t, y = f(t), t [, b]. Tällöin r (t) = i + f (t)j j r (t) = 1 + f (t) 2, joten krenpituudeksi sdn b l = 1 + f (t) 2 dt ivn kuten ennenkin. Krenpituutt voidn yleisemmin tutki myös sellisille käyrille, joiden prmetrisointi on muodostettu rjoittmttomll välillä, j krenpituusintegrlist tulee tällöin epäoleellinen. Jos tämä integrli on suppenev, niin käyrää snotn suoristuvksi. 7
8 Esimerkki 1.1 Onko spirlin x = e t cos t, y = e t sin t, t, krenpituus äärellinen? Lsketn siis r (t) = e t ( cos t sin t)i + e t (cos t sin t)j j edelleen r (t) = e t ( cos t sin t) 2 + (cos t sin t) 2 = 2e t. Näin ollen krenpituudeksi sdn l = joten spirli on suoristuv. r (t) dt = 2 e t dt = 2, On syytä minit, ettei pelkkä jtkuvuus tk edes sitä, että suljetull välillä prmetrisoitu tsokäyrä olisi suoristuv. Tunnetuin esimerkki tällisest on ns. lumihiutlekäyrä, jonk keksi ruotslinen Helge von Koch v. 194; ktso esim. Tässä yleisemmässä tilnteess suoristuvuutt ei void enää tutki integrlin, vn päättelyn täytyy perustu suorn pproksimoivien murtoviivojen pituuksiin. Tutkitn lopuksi krenpituuden lskemist npkoordinttien vull. Tson piste (x, y) voidn esittää npkoordinttien r, θ vull muodoss x = r cos θ, y = r sin θ, missä r j θ R (ti θ [, 2π]). Moni tsojoukkoj on helpompi käsitellä npkoordinttien kuin tvllisten xy-koordinttien vull. Esimerkiksi R-säteisen ympyrän yhtälö npkoordinteiss on muoto r = R. Tutkimme seurvss tsokäyrän r = f(θ), θ θ θ 1, krenpituuden lskemist. Tällinen käyrä voidn prmetrisoid kulmn θ = t vull, jolloin { x = r cos θ = f(θ) cos θ = f(t) cos t y = r sin θ = f(θ) sin θ = f(t) sin t. Tällöin r (t) = (f (t) cos t f(t) sin t)i + (f (t) sin t + f(t) cos t)j j r (t) = f(t)2 + f (t) 2 sievennnysten jälkeen. Krenpituus sdn siis integrlist l = θ1 θ f(t)2 + f (t) 2 dt. Esimerkki 1.11 Lske nelipiln r = cos 2θ, θ 2π, krenpituus. Symmetrin vuoksi riittää lske krenpituus välillä θ [, π/4] j kerto tulos luvull 8. Tällöin myös cos 2θ, mikä helpott lskuj. Nyt siis f(t) = cos 2t j f (t) = 2 sin 2t, joten krenpituudeksi sdn l = 8 π/4 cos 2 (2t) + 4 sin 2 (2t) dt = 8 π/ sin 2 (2t) dt Kyseessä on ns. elliptinen integrli, jok täytyy lske numeerisesti; sillä ei ole lkeisfunktioiden vull esitettävää rvo. Tämä ilmiö toistuu useiss krenpituuteen liittyvissä lskuiss. 8
9 1.4 Krevuus Krevuus liittyy käyrän suunnn muutosnopeuteen. Geometrisesti trksteltun on luontevint selvittää ensin tutkittvss pisteessä käyrän krevuussäde R j määritellä sen vull krevuus K = κ = 1/R. Jott pääsemme mhdollisimmn nopesti myös kolmiulotteiseen tpukseen, trkstelln lähtökohtn seurv esimerkkiä. Esimerkki 1.12 Hiukknen kiertää R-säteistä ympyrärt kulmnopeudell ω. Määritä sen normlikiihtyvyys. Rdn prmetrisointi jn suhteen on muoto x = R cos ωt, y = R sin ωt. Tällöin r (t) = Rω sin(ωt)i + Rω cos(ωt)j j r (t) = Rω. Jälkimmäinen yhtälö kertoo myös kulmnopeuden yhteyden hiukksen vuhtiin. Kiihtyvyydeksi sdn (t) = Rω 2 cos(ωt)i Rω 2 sin(ωt)j = ω 2 R 1 R r(t), joten N = j N = ω 2 R = r (t) 2 /R. Jälkimmäinen muoto stt oll ennestään tuttu keskeiskiihtyvyyden luseke lukiofysiikst. Se nt myös viitteen siitä, että yleisen käyrän krevuussäde voitisiin lske kvll R = r (t) 2 / N vertmll käyrän kulku hetkellisesti pyörimisliikkeeseen. Osoittutuu, että tämä joht käytännölliseen määritelmään, mutt sitä ennen trvitn normlikiihtyvyydelle N konkreettinen luseke, jok sdn seurvll tvll. Kosk r = = T u + N n, niin muodostmll vektorin u ristitulo yhtälön molempien puolten knss sdn u r = T u u + N u n = N u n. Tässä u n on yksikkövektori (itse siss sivunormli), joten N = u r = r r. r Yhdistämällä sdut kvt päädytään seurvn määritelmään. Määritelmä 1.13 Jos r = r(t) on kolmiulotteisen käyrän säännöllinen kksi kert jtkuvsti derivoituv prmetrisointi, niin käyrän krevuus pisteessä r(t) on κ = r (t) r (t) r (t) 3 = j vstv krevuussäde R = 1/κ. v(t) (t) v(t) 3 9
10 Ennen esimerkkejä tutkitn, mitä krevuus trkoitt tsokäyrille, jotk sdn vruuskäyrien erikoistpuksen settmll z(t). Tällöin i j k r (t) r (t) = x (t) y (t) x (t) y (t) = (x (t)y (t) x (t)y (t))k j r (t) = x (t) 2 + y (t) 2, joten kksiulotteinen krevuus voidn määritellä seurvll tvll. Määritelmä 1.14 Trkstelln tsokäyrää, joll on säännöllinen kksi kert jtkuvsti derivoituv prmetrisointi r(t) = (x(t), y(t)). Tällöin pisteessä r(t) käyrän krevuus on κ = x (t)y (t) x (t)y (t) r (t) 3 j vstv krevuussäde on R = 1/κ. Molempi tuloksi voidn sovelt myös erikoistpuksiin 1/ = j 1/ =. Huomttkoon, että tsokäyrän krevuuden osoittjst on jätetty itseisrvot pois. Kokeilemll hvitn, että κ >, jos tsokäyrä krtuu positiiviseen suuntn kuljettess vsemmlle, j κ < oikelle suuntutuvss krteess. Kolmiulotteisess tpuksess vstv geometrist tulkint on vikempi muotoill. Tsokäyrän krevuussäteen luseke voidn perustell myös seurvll tvll. Kosk ympyrän kksi normli leikkvt in ympyrän keskipisteessä, niin ehkäpä yleisen tsokäyrän kksi lähekkäisiin pisteisiin piirrettyä normlisuor leikkisivt toisens lähellä krevuuskeskipistettä? Määritetään siis tutkittvn pisteen r(t ) kutt kulkev normli j muodostetn vstv normli lähellä olevn pisteeseen r(t + t). Lsketn normlien leikkuspisteen koordintit j niistä rj-rvo, kun t. Tämän pisteen etäisyys tutkittvst käyrän pisteestä on etsitty krevuussäde. Väliviheet ovt peritteess suorviivisi, mutt teknisesti hiemn hnkli, j johtvt smn tulokseen kuin yllä! Esimerkki 1.15 Lsketn ellipsin x 2 / 2 + y 2 /b 2 = 1 krevuus pisteessä (, ). Ellipsillä on prmetrisointi x = cos t, y = b sin t j trksteltv piste vst prmetrin rvo t =. Nyt siis x (t)y (t) x (t)y (t) ( sin t)( b sin t) ( cos t)b cos t (x (t) 2 + y (t) 2 ) 3/2 = ( 2 sin 2 t + b 2 cos 2 t) 3/2 = b ( 2 sin 2 t + b 2 cos 2 t) 3/2, joten rvoll t = sdn κ = b b = 3 b. 2 Huomttkoon, että tpuksess = b = R tuloksest sdn R-säteisen ympyrän krevuudeksi 1/R, kuten pitääkin. 1
11 1.5 Sklrikentän viivintegrli Sklrikentällä trkoitetn usen muuttujn funktiot f : A R, missä funktion määrittelyjoukko A R n. Täsmällisemmin voidn sno, että kyseessä on n:n muuttujn funktio. Funktion f rvo pisteessä (x 1,..., x n ) kirjoitetn muodoss f(x 1,..., x n ), kun (x 1,..., x n ) A. Fysiklisist suureist sklrikenttiä ovt esimerkiksi kppleen lämpötil u = u(x, y, z, t) j sen tiheys ρ = ρ(x, y, z). Esimerkki 1.16 Sklrikenttä f : R 2 R määritellään kvll f(x, y) = xy x + 2y + 3. Tällöin f( 1, 2) = 6. Ryhdymme tutkimn, kuink pitäisi määritellä sklrikentän integrli pitkin prmetrisoitu käyrää. Johdttelevn esimerkkinä tutkitn, kuink lsketn epähomogeenisen mutkittelevn metllilngn mss. Esimerkki 1.17 Lngll on prmetrisointi r = r(t), missä t [, b], j sen pituustiheys ρ = ρ(r(t)) tunnetn kusskin pisteessä. Approksimoi lngn kokonismss. Trkstelln lyhyttä lngnpätkää, jok vst prmetriväliä [t, t + t]. Vstv käyrän os voidn pproksimoid erotusvektorill Tämän lngn osn mss on siis r = r(t + t) r(t) r (t) t. m ρ(r(t)) r ρ(r(t)) r (t) t. Jos koko prmetriväli jetn tsvälisesti jkopisteillä = t, t 1,..., t n = b, niin koko lngn msslle sdn pproksimtio m n 1 m ρ(r(t k )) r (t k ) t. k= Kun jko tihentyy, eli t, niin summn rj-rvon sdn integrli b ρ(r(t)) r (t) dt, jok ilmeisesti prhiten kuv koko lngn mss. Esimerkin perusteell setetn seurv määritelmä, joss tämän kurssin trpeisiin riittävät tpukset n = 2 j n = 3. Määritelmä 1.18 Olkoon R n käyrä, joll on ploittin jtkuvsti derivoituv prmetrisointi r = r(t), t [, b]. Jos f : R on sklrikenttä, niin sen viivintegrli käyrää pitkin on b f ds = f(r(t)) r (t) dt. 11
12 Seurviin seikkoihin on syytä kiinnittää erikseen huomiot: Ploittinen säännöllisyys näkyy lskuiss niin, että integrli jkntuu erikseen lskettviin osiin. Trksti otten täytyy vielä olett, että funktio t f(r(t)) on inkin ploittin jtkuv, jott sitä voidn integroid. Tämä plutuu itse sklrikentän f jtkuvuuteen, jot käsitellään myöhemmin. Viivintegrlin rvo ei riipu prmetrisoinnin vlinnst eikä sen suunnst. Funktio f on usein määritelty muullkin kuin pelkästään käyrän pisteissä r(t), mutt näillä rvoill ei ole mitään merkitystä tulokseen. Differentili ds = r (t) dt voidn tulkit krenpituuslkioksi. Jos f 1, niin b 1 ds = r (t) dt = l on käyrän krenpituus. Lusekett 1 f ds l kutsutn funktion f keskirvoksi käyrällä. Jos on umpininen käyrä, niin viivintegrlille käytetään myös merkintää b f ds = f ds = f(r(t)) r (t) dt. Tämä ei siis vikut mitenkään itse integrlin rvoon eikä sen lskemiseen. Esimerkki 1.19 Lske sklrikentän f(x, y, z) = 2x+4y viivintegrli pitkin prmetrisoitu vruuskäyrää r(t) = (t, t, t 2 ), t [, 1]. Nyt siis r (t) = i+j+2tk, joten r (t) = (2t) 2 = 2 + 4t 2. Lisäksi f(r(t)) = f(x(t), y(t), z(t)) = 2t + 4t = 6t, joten f ds = 1 6t 2 + 4t 2 dt = / (2 + 4t 2 ) 3/2 = Trkstelln vielä luvun lopuksi funktion keskirvon lskemist. Esimerkki 1.2 Määritä prbelin kren y = x 2, x [ 2, 2], ) keskikrevuus; b) keskikrevuussäde. Suorviivisin prbelin prmetrisointi on muoto x = t, y = t 2, t [ 2, 2]. Tällöin r (t) = i + 2tj j r (t) = 1 + 4t 2, joten krenpituudeksi sdn 2 2 l = 1 ds = 1 + 4t2 dt = t2 dt = ln( 17 4) 9.3, 2 12
13 missä integrli lskettiin sijoituksell t = 1 sinh u. Prbelin pisteessä r(t) 2 sen krevuus on muoto κ(r(t)) = x (t)y (t) y (t)x (t) ( x (t) 2 + y (t) 2 ) 3 = Kohdss ) sdn keskikrevuudeksi 1 κ ds = 1 2 κ(r(t)) r (t) dt = 4 l l 2 l = 4 l 2 2 dt 1 + 4t = 2 rctn 4.285, 2 l missä integroinnin pun käytettiin sijoitust t = u/2. Kohdss b) sdn keskikrevuussäteeksi 2 ( 1 + 4t 2 ) 3. 1 ( 1 + 4t 2 ) t 2 dt 1 R ds = 1 2 R(r(t)) r (t) dt l l 2 = 1 2 ( 1 + 4t 2 ) t l 2 2 dt = 1 l 2 2 (1 + 4t 2 ) 2 = l Huom, että yksittäisessä pisteessä R = 1/κ, mutt b-kohdn tulos poikke huomttvsti rvost 1/ Vektorikentän viivintegrli Sklrikenttien jälkeen siirrymme vektorikenttiin, joit ovt mm. eriliset nopeuskentät, sähkökentän voimkkuuus j mgneettivuon tiheys. Yleisesti vektorikentällä trkoitetn vektorirvoist funktiot F: A R k, missä A R n. Jokisell r A vektorikentän rvo F(r) R k, joten se voidn kirjoitt muodoss F(r) = F 1 (r)e F k (r)e k luonnollisen knnn yksikkövektoreiden vull. Funktiot F i : A R ovt n:n muuttujn funktioit j niitä kutsutn vektorikentän F koordinttifunktioiksi. Esimerkki 1.21 Tson vektorikentän F(x, y) = (x + y)i + xyj koordinttifunktiot ovt F 1 (x, y) = x + y j F 2 (x, y) = xy. Kentän rvoj ovt esim. F( 1, 2) = i 2j j F(1, 1) = 2i + j. Trkoituksen on seurvksi määritellä vektorikentän viivintegrli käyrää pitkin. Tulost voidn motivoid jttelemll voimn tekemää työtä, kun kpple liikkuu sen vikutuksest nnettu käyrää pikin. Kosk tämä tehtiin jo luennoll, siirrytään suorn määritelmään. 13
14 Määritelmä 1.22 Olkoon R n käyrä, joll on ploittin jtkuvsti derivoituv prmetrisointi r = r(t), t [, b]. Jos F: R on vektorikenttä, niin sen viivintegrli käyrää pitkin on b F dr = F(r(t)) r (t) dt. Esimerkiksi kksiulotteisess tpuksess on r (t) = x (t)i + y (t)j, joten F(r(t)) r (t) = (F 1 (r(t))i + F 2 (r(t))j) (x (t)i + y (t)j) = F 1 (r(t))x (t) + F 2 (r(t))y (t), j integrliksi sdn b F(r(t)) r (t) dt = b (F 1 (r(t))x (t) + F 2 (r(t))y (t)) dt. Jälkimmäinen muoto joht tulkinnoill dx = x (t) dt, dy = y (t) dt viivintegrlin vihtoehtoiseen merkintään F dr = F 1 dx + F 2 dy, joss koordinttifunktiot ovt suorn näkyvillä. Kolmiulotteisess tpuksess mukn tulee vielä termi F 3 dz. Perinteisistä syistä kvss ei ole tpn käyttää sulkuj. Sklrikentän viivintegrli koskevt huomutukset voidn toist vektorikentän viivintegrlille yhtä lukuunottmtt. Jos nimittäin käyrän prmetrisoinnin suunt vihdetn vstkkiseksi, niin vektorikentän viivintegrlin rvo viht merkkiä, kun ts vstvll toimenpiteellä ei ole vikutust sklrikenttien viivintegrleihin. Tämä ilmiö on helppo ymmärtää sen vuoksi, että vstkkiselle prmetrisoinnille r tngenttivektori r (t) on kusskin käyrän pisteessä vstkkissuuntinen lkuperäiseen verrttun, j tämä viht integroitvn funktion etumerkin. Sklrikentän tpuksess etumerkki ei muutu lusekkeen r (t) vuoksi. Vektorikentän viivintegrli lskettess on siis tunnettv myös käyrän positiivinen suunt. Esimerkki 1.23 Lske viivintegrli F dr, kun F(x, y) = yi + xj j käyrä on yksikköympyrä positiiviseen suuntn kierrettynä. Käytämme lskuss viivintegrlin jälkimmäistä muoto y dx + x dy. Prmetrisointi on muoto x = cos t, y = sin t, t [, 2π], joten dx = sin t dt j dy = cos t dt. Integrliksi sdn siis 2π 2π y dx + x dy = (( sin t) ( sin t) + cos t cos t) dt = 1 dt = 2π. 14
15 Pistetulomuodoss lsketn ensin F(r(t)) r (t) = ( sin ti + cos tj) ( sin ti + cos tj) = 1, jost integrli sdn smll tvll. Toisen esimerkkinä käsitellään hiemn hnklmp tilnnett, joss integrointi täytyy tehdä khdess osss. Esimerkki 1.24 Lske viivintegrli F dr, kun F(x, y) = x 2 i + y 2 j j käyrä koostuu oskäyrist 1 = {(x, sin πx) x 1} j 2 = [(, ), (1, )] (pisteet (, ) j (1, ) yhdistävä jn) myötäpäivään kierrettynä. Nyt F dr = F dr + F dr, 1 2 jotk on lskettv erikseen. Käyrällä 1 on prmetrisointi x = t, y = sin(πt), t [, 1], jolloin dx = dt j dy = π cos(πt) dt. Integrliksi sdn siis 1 F dr = x 2 dx + y 2 dy = (t sin 2 (πt) π cos(πt)) dt 1 ( 1 1 = / 3 t3 + 1 ) 3 sin3 (πt) = 1 3. Käyrä 2 on hiemn helpompi prmetrisoid vstkkiseen suuntn siten, että (, ) on lkupiste j (1, ) päätepiste. Tällöin x = t, y = j t [, 1]. Integrliksi sdn 1 joten positiiviseen suuntn tulos on Yhteensä sdn siis t 2 1 dt = 1 3, 2 x 2 dx + y 2 dy = 1 3. x 2 dx + y 2 dy = =. Yllä olevn esimerkin tulos ei ole sttum, vn itse siss kyseessä olevn vektorikentän viivintegrli kikki umpinisi käyriä pitkin on noll. Jos nimittäin r = r(t) on umpinisen tsokäyrän ploittin jtkuvsti derivoituv prmetrisointi välillä [, b], niin x() = x(b) j y() = y(b). Tällöin b x 2 dx + y 2 dy = (x(t) 2 x (t) + y(t) 2 y (t)) dt = / b 1 3 (x(t)3 + y(t) 3 ) =, 15
16 sillä sijoitus ylä- j lrjoill nt smn tuloksen. Tämä ominisuus on vin joillkin vektorikentillä, j niitä kutsutn konservtiivisiksi. Termin tustll on jälleen fysiklinen tulkint, jok liittyy siihen, että konservtiivisen voimkentän tekemä työ riippuu vin kppleen lku- j päätepisteestä, muttei siitä, mitä reittiä kpple on kulkenut. Tämä liittyy myös seurvn mtemttiseen tulokseen. Luse 1.25 Vektorikentälle F seurvt ehdot ovt yhtäpitäviä: Vektorikenttä F on konservtiivinen, ts. jokist umpinist käyrää pitkin pätee F dr =. Jos käyrän 1 lkupiste on sm kuin käyrälle 2, j sm pätee niiden päätepisteille, niin F dr = 1 F dr. 2 Tulos voidn perustell helposti seurvn iden vull: Käyristä 1 j 2 voidn muodost umpininen käyrä j sovelt siihen ensimmäistä ehto. Toislt umpininen käyrä voidn jk khteen osn, joill on smt päätepisteet, j sovelt näihin jälkimmäistä ehto. Lisäksi täytyy tutki käyrien suunti j muist, että vstkkinen suunt viht viivintegrlin etumerkin. Seurvn esimerkin vull päädytään tulokseen, jonk mukn tsolueen pint-l voidn lske erään vektorikentän viivintegrlin lueen reun pitkin. Sovelluksen sdn mm. monikulmion pint-llle pelkästään sen kärkipisteistä riippuv kv. Esimerkki 1.26 Lske viivintegrli x dy, kun on pisteet (x, y ) j (x 1, y 1 ) yhdistävä jn. Integroitvn on siis vektorikenttä F(x, y) = xj. Jnll on prmetrisointi { x = (1 t)x + tx 1 y = (1 t)y + ty 1, missä t [, 1]. Tällöin dx = (x 1 x ) dt j dy = (y 1 y ) dt, joten x dy = 1 ((1 t)x + tx 1 ) (y 1 y ) dt = (y 1 y ) 1 = (y 1 y )/ 1 (t t 2 /2)x t2 x 1 ) = 1 2 (x + x 1 )(y 1 y ). ((1 t)x + tx 1 ) dt 16
17 Tämän lusekkeen itseisrvo esittää sellisen puolisuunnikkn pint-l, jonk rjvt nnettu jn j suort y = y, y = y 1 sekä x =. Jos yleisemmässä tilnteess vstv viivintegrli lsketn peräkkäisten pisteiden (x, y ), (x 1, y 1 ),..., (x n, y n ), (x n+1, y n+1 ) = (x, y ) määräämän monikulmion reun pitkin positiiviseen kiertosuuntn eli niin, että monikulmion sisäpuoli jää vsemmlle, on tuloksen monikulmion pint-llle kv A = 1 2 n (x k + x k+1 )(y k+1 y k ). k= Tämä voidn perustell geometrisesti jkmll trksteltv lue suorill y = y k puolisuunnikkisiin j soveltmll niihin esimerkin tulost. Trkempi perustelu luennoll. Käytännössä siis esimerkiksi Suomen pint-l voidn lske krtlt rjviivn kärkien koordinteist ilmn, että lue täytyy jk kolmioihin ti muihin yksinkertisiin osiin. Kosk yleisen tsolueen pint-l määritellään pproksimoimll luett monikulmioill yhä trkemmin, ei ole yllättävää, että tulos on voimss yleisemminkin. Luse 1.27 Olkoon umpininen j itseään leikkmton tsokäyrä, joll on ploittin jtkuvsti derivoituv prmetrisointi. Tällöin käyrän rjmn tsolueen pint-l on A = x dy, jos käyrä kierretään positiiviseen suuntn. Kyseessä on erikoistpus ns. Greenin tsokvst, johon pltn myöhemmin tällä kurssill. Vihtmll muuttujien roolit j suorittmll yllä olevt lskut uudelleen nähdään, että pint-l voidn lske myös viivintegrlin A = y dx. 1 1 Tämä selittää mm. sen, miksi ideliksun termodynmisess V p-tson kiertoprosessiss (rnot n sykli) viivintegrli p dv vst syklin sisään jäävää pint-l, j on toislt I pääsäännön mukn sm kuin syklin vtim ti sen tekemä työ, kiertosuunnst riippuen. 17
4 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
LisätiedotMS-A0305 Differentiaali- ja integraalilaskenta 3 Luento 5: Kaarenpituus ja skalaarikentän viivaintegraali
MS-A0305 Differentiaali- ja integraalilaskenta 3 Luento 5: Kaarenpituus ja skalaarikentän viivaintegraali Antti Rasila Aalto-yliopisto Syksy 2015 Antti Rasila (Aalto-yliopisto) MS-A0305 Syksy 2015 1 /
LisätiedotMS-A0305 Differentiaali- ja integraalilaskenta 3 Luento 4: Taso- ja avaruuskäyrät
MS-A0305 Differentiaali- ja integraalilaskenta 3 Luento 4: Taso- ja avaruuskäyrät Antti Rasila Aalto-yliopisto Syksy 2015 Antti Rasila (Aalto-yliopisto) MS-A0305 Syksy 2015 1 / 24 Motivaatio Tässä tutustutaan
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,
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
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
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
LisätiedotMS-A0202 Differentiaali- ja integraalilaskenta 2 (SCI) Luento 1: Parametrisoidut käyrät ja kaarenpituus
MS-A0202 Differentiaali- ja integraalilaskenta 2 (SCI) Luento 1: Parametrisoidut käyrät ja kaarenpituus Antti Rasila Aalto-yliopisto Syksy 2015 Antti Rasila (Aalto-yliopisto) MS-A0202 Syksy 2015 1 / 18
LisätiedotMS-A0305 Differentiaali- ja integraalilaskenta 3 Luento 6: Vektorikentän viivaintegraali
MS-A0305 Differentiaali- ja integraalilaskenta 3 Luento 6: Vektorikentän viivaintegraali Antti Rasila Aalto-yliopisto Syksy 2015 Antti Rasila (Aalto-yliopisto) MS-A0305 Syksy 2015 1 / 27 Esimerkki: funktion
LisätiedotRistitulo ja skalaarikolmitulo
Ristitulo j sklrikolmitulo Opetussuunnitelmn 00 mukinen kurssi Vektorit (MAA) sisältää vektoreiden lskutoimituksist keskeisenä ineksen yhteenlskun, vähennyslskun, vektorin kertomisen luvull j vektoreiden
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
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
LisätiedotDifferentiaali- ja integraalilaskenta 1 (CHEM) Laskuharjoitus 4 / vko 47, mallivastaukset
Differentili- j integrlilskent (CHEM) Lskuhrjoitus / vko 7, mllivstukset Johdntotehtävä x dx = ln.693, joten rvo ln voidn pproksimoid integroimll numeerisesti funktiot x välillä [,]. Jetn väli [,] khteen
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:
LisätiedotIntegraalilaskenta. Määrätty integraali
9..08 Integrlilskent Määräämätön Etsitään funktiot Derivoinnille käänteistoimenpide integroiminen Integrlifunktio F(x), jolle F x = f x, lisäksi integrlifunktioille G x = F x + C. Vkion C lisäys (merkitys),
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 },
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
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
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
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
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
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
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 ) ( ),
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
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
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.
LisätiedotVEKTOREILLA LASKEMINEN
3..07 VEKTOREILLA LASKEMINEN YHTEENLASKU VEKTORIT, MAA Vektoreiden j summ on vektori +. Tämän summvektorin + lkupiste on vektorin lkupiste j loppupiste vektorin loppupiste, kun vektorin lkupisteenä on
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 ()
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)
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
LisätiedotMatematiikan tukikurssi
Mtemtiikn tukikurssi Kurssikert 3 Määrätyn integrlin lskeminen Aiemmin määrittelimme määrätyn integrlin f (x)dx funktion f (x) l- j yläsummien rj-rvon. Määrätyllä integrlill on kksi intuitiivist tulkint:.
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-A0102 Differentiaali- ja integraalilaskenta 1
MS-A0102 Differentili- j integrlilskent 1 Riikk Korte (Pekk Alestlon klvojen pohjlt) Alto-yliopisto 22.11.2016 Sisältö Pint-l Integrli 1.1 Pint-l: Suorkulmio Seurvss trkstelln umpinisten tsokäyrien rjmi
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.
LisätiedotMS-A0205/MS-A0206 Differentiaali- ja integraalilaskenta 2 Luento 1: Parametrisoidut käyrät ja kaarenpituus
MS-A0205/MS-A0206 Differentiaali- ja integraalilaskenta 2 Luento 1: Parametrisoidut käyrät ja kaarenpituus Jarmo Malinen Matematiikan ja systeemianalyysin laitos 1 Aalto-yliopisto Kevät 2016 1 Perustuu
LisätiedotMATEMATIIKAN KOE, PITKÄ OPPIMÄÄRÄ PISTEYTYSKOKOUS
0 MATEMATIIKAN KOE, PITKÄ OPPIMÄÄRÄ 30 PISTEYTYSKOKOUS 0 ) Sijoitetn x 0 Rtkistn = 0/04,0000 b) Jos neliön sivu on s, niin lävistäjä on s Ehto: s 6 s + s = 6, s 6 3 4s 6,70, joten piiri ) Suorn yhtälö
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,
LisätiedotPinta-alan laskeminen
Pint-ln lskeminen Esimerkki Välillä, jtkuvn, einegtiivisen funktion f määrätt integrli nt suorn pint-ln, eli f = A. INTEGRAALILASKENTA, MAA9 A = f Toislt, jos f on välillä,, eipositiivinen, eli f R, niin
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,
LisätiedotNumeerinen integrointi
Pitkärnt: Lj mtemtiikk IX9 Numeerinen integrointi IX9 Numeerinen integrointi Numeerisell integroinnill trkoitetn määrätyn integrlin, eli reliluvun I(f,,b) = f(x)dx lskemist numeerisin keinoin (likimäärin)
LisätiedotPainopiste. josta edelleen. x i m i. (1) m L A TEX 1 ( ) x 1... x k µ x k+1... x n. m 1 g... m n g. Kuva 1. i=1. i=k+1. i=1
Pinopiste Snomme ts-ineiseksi kpplett, jonk mteriliss ei ole sisäisiä tiheyden vihteluj. Tällisen kppleen pinopisteen sijinti voidn joskus päätellä kppleen muodon perusteell. Esimerkiksi ts-ineisen pllon
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:
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,
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
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,
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
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.............
LisätiedotLINSSI- JA PEILITYÖ TEORIAA. I Geometrisen optiikan perusaksioomat
(0) LINSSI- JA PEILITYÖ MOTIVOINTI Tutustutn linsseihin j peileihin geometrisen optiikn mittuksiss Tutkitn vlon käyttäytymistä linsseissä j peileissä Määritetään linssien j peilien polttopisteet Optiset
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.
Lisätiedot( ) Pyramidi 4 Analyyttinen geometria tehtävien ratkaisut sivu 321 Päivitetty 19.2.2006. Saadaan yhtälö. 801 Paraabeli on niiden pisteiden ( x,
Pyrmidi Anlyyttinen geometri tehtävien rtkisut sivu Päivitetty 9..6 8 Prbeli on niiden pisteiden (, y) joukko, jotk ovt yhtä kukn johtosuorst j polttopisteestä. Pisteen (, y ) etäisyys suorst y = on d
LisätiedotReaalinen lukualue. Millainen on luku, jossa on päättymätön ja jaksoton desimaalikehitelmä?
Relinen lukulue POLYNOMIFUNKTIOT JA -YHTÄLÖT, MAA Millinen on luku, joss on päättymätön j jksoton desimlikehitelmä? Onko sellisi? Trkstelln Pythgorn luseest stv yksikköneliön lävistäjää, luku + = x x =.
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)
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
LisätiedotPintaintegraali. i j k cos(θ) sin(θ) 1. = r cos(θ)i r sin(θ)j + rk, r sin(θ) r cos(θ) 0 joten
.4.8 intintegrli. He krtion z x + y sylinterin x + y y sisäpuolelle jäävän osn pint-l käyttämällä npkoordinttej x r cosθ j y r sinθ jolloin epäyhtälö x + y y on r sinθ. Rtkisu: Symmetrin nojll voidn trkstell
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.
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.
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
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
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
Lisätiedot8.4 Gaussin lause Edellä laskettiin vektorikentän v = rf(r) vuo R-säteisen pallon pinnan läpi, tuloksella
H 8.3.2 uontegrlt: vektoreden pntntegrlt Tvllsn tpus pntntegrlest on lske vektorkentän vuo pnnn läp: Trkstelln pnt j sllä psteessä P (x, y, z olev pnt-lkot d. Määrtellään vektorlnen pnt-lko d sten, että
Lisätiedotlim + 3 = lim = lim (1p.) (3p.) b) Lausekkeen täytyy supistua (x-2):lla, joten osoittajan nollakohta on 2.
Mtemtiikk III 0600 Kurssi / Differetili- j itegrlilske jtkokurssi Tee 7 tehtävää ) Määritä lim ( ) ) + b) Määritä vkio site, että luseke ( ) + + ( )( ) ( + + ) + + + + + lim + lim lim (p) o jtkuv myös
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
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
LisätiedotMonikulmion pinta-ala ylioppilaille
Solmu 3/9 Monikulmion pint-l lioppilille Mik Koskenoj Mtemtiikn j tilstotieteen litos Helsingin liopisto Tehtävä. Kuusikulmion M kärjet ovt tson pisteissä (, ), (3, ), (, ), (4, 3), (, ) j (, ). Lske M:n
LisätiedotTeoriaa tähän jaksoon on talvikurssin luentomonisteessa luvussa 10. Siihen on linkki sivulta
Jkso 10. Sähkömgneettinen induktio Näytä ti plut tämän jkson tehtävät viimeistään tiistin 13.6.2017. Ekstr-tehtävät vstvt kolme tvllist tehtävää, kun lsketn lskuhrjoituspisteitä. Teori tähän jksoon on
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..............................
LisätiedotA-Osio. Valitse seuraavista kolmesta tehtävästä kaksi, joihin vastaat. A-osiossa ei saa käyttää laskinta.
MAA Loppukoe 5.. Jussi Tyni Tee pisteytysruudukko konseptin yläreunn! Vstuksiin väliviheet, jotk perustelevt vstuksesi! Lue ohjeet huolellisesti! A-Osio. Vlitse seurvist kolmest tehtävästä kksi, joihin
LisätiedotMITEN MÄÄRITÄN ASYMPTOOTIT?
MITEN MÄÄRITÄN ASYMPTOOTIT? Asmptootti Asmptootti on suor ti muu kärä, jot funktion kuvj f() rjtt lähest, kun muuttujn rvot lähestvät tiettä luku ti ääretöntä. Rjoitutn luksi niihin tpuksiin, joiss smptootti
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
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
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
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
Lisätiedotθ 1 θ 2 γ γ = β ( n 2 α + n 2 β = l R α l s γ l s 22 LINSSIT JA LINSSIJÄRJESTELMÄT 22.1 Linssien kuvausyhtälö
22 LINSSIT JA LINSSIJÄRJSTLMÄT 22. Linssien kuvusyhtälö Trkstelln luksi vlon tittumist pllopinnll (krevuussäde R j krevuuskeskipiste C) kuvn mukisess geometriss. Tässä vlo siis tulee ineest ineeseen 2
Lisätiedot2 Epäoleellinen integraali
ANALYYSI C, HARJOITUSTEHTÄVIÄ, SYKSY 8 Epäoleellinen integrli Integrointivihje: Hyödynnä yhdistetyn funktion integrointisääntöä.. Määritä 9 9 (c) ( ). Tutki, millä vkion p rvoill epäoleellinen integrli
Lisätiedot.) (b) Vertaa p :tä vastaavaa kineettistä energiaa perustilan kokonaisenergiaan. ( ) ( ) = = Ek
S-446, FYSIIKKA IV (Sf) Kevät 5, HSf Rtkisut HSf- Kvnttimekninen hrmoninen värähtelijä on perustillln (mss m) Värähtelyn mplitudi on A () ske p (Värähtelijä sijitsee välillä A ) (b) Vert p :tä vstv kineettistä
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,
Lisätiedot7.lk matematiikka. Geometria 1
7.lk mtemtiikk 1 Htnpään koulu 7B j 7C Kevät 2017 2 Sisällys 1. Koordintisto... 4 2. Kulmien nimeäminen j luokittelu... 8 3. Kulmien mittminen j piirtäminen... 10 4. Ristikulmt j vieruskulmt... 14 5. Suort,
LisätiedotDifferentiaali- ja integraalilaskenta 3 Ratkaisut viikko 3
MS-A35 Differentiaali- ja integraalilaskenta 3, I/27 Differentiaali- ja integraalilaskenta 3 Ratkaisut viikko 3 Tehtävä : Hahmottele seuraavat vektorikentät ja piirrä niiden kenttäviivat. a) F(x, y) =
LisätiedotVEKTORILASKENTA. Timo Mäkelä SISÄLTÖ: 1 VEKTORIN KÄSITE...1
VEKTORILASKENTA Timo Mäkelä SISÄLTÖ: VEKTORIN KÄSITE VEKTOREIDEN ERUSLASKUTOIMITUKSET VEKTOREIDEN YHTEENLASKU VEKTOREIDEN VÄHENNYSLASKU 4 VEKTORIN KERTOMINEN LUVULLA6 4 VEKTORILAUSEKKEIDEN KÄSITTELY7 TASON
LisätiedotVALTIOTIETEELLINEN TIEDEKUNTA TILASTOTIETEEN VALINTAKOE 3.6.2014 Ratkaisut ja arvostelu
VALTIOTIETEELLINEN TIEDEKUNTA TILASTOTIETEEN VALINTAKOE 3.6.4 Rtkisut j rvostelu. Koululisen todistuksen keskirvo x on lskettu ) b) c) d) kymmenen ineen perusteell. Jos koululinen nostisi neljän ineen
LisätiedotSähkömagneettinen induktio
ähkömgneettinen inuktio Kun johinsilmukn läpi menevä mgneettikentän vuo muuttuu, silmukkn inusoituu jännite j silmukss lk kulke sähkövit. Mgneettikentässä liikkuvn johtimeen syntyy myös jännite. Näitä
LisätiedotTEHTÄVÄ 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.
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): ()
Lisätiedot4. Reaalifunktioiden määrätty integraali
6 4. Relifunktioiden määrätt integrli Vrsinisesti termi "integrli" tulee seurvss esitettävästä määrätstä integrlist, jok on läheistä suku summmiselle. Yhtes derivttn on sitten perustv ltu olev tulos, jot
LisätiedotMatematiikan tukikurssi. Hannu Kivimäki
Mtemtiikn tukikurssi Hnnu Kivimäki Sisältö I Ensimmäinen välikoe Integrointi 2 Osittisintegrointi 5 3 Osmurtohjotelm 4 Lisää osmurtoj 4 5 Sijoituskeino 9 6 Määrätty integrli 2 7 Ylä- j lsumm 22 8 Määrätyn
LisätiedotNäytä tai jätä tarkistettavaksi tämän jakson tehtävät viimeistään tiistaina 18.6. ylimääräisessä tapaamisessa.
Jkso 12. Sähkömgneettinen induktio Tässä jksoss käsitellään sähkömgneettist induktiot, jok on tärkeimpiä sioit sähkömgnetismiss. Tätä tphtuu koko jn rkisess ympäristössämme, vikk emme sitä välttämättä
LisätiedotR4 Harjoitustehtävien ratkaisut
. Mitkä seurvist lusekkeist eivät ole polynomej? Miksi eivät? Polynomin termine eksponentti on luonnollinen luku, ne lusekkeet, joiss eksponentti ei ole luonnollinen luku ei ole myöskään polynomi.. x x
LisätiedotDifferentiaali- ja integraalilaskenta 3 Harjoitus 4/ Syksy 2017
MS-A35 Differentiaali- ja integraalilaskenta 3 Differentiaali- ja integraalilaskenta 3 Harjoitus 4/ Syksy 217 Alkuviikon harjoituksissa ratkaistaan kolme tehtävää assistentin avustuksella (läsnäololaskarit).
Lisätiedot1 Jonot. 2 Sarjat. 3 Jatkuvuus. 4 Derivaatta. 5 Taylor-polynomit ja -sarjat. 1.2 Jonot. jossa
Sisältö MS-AX Differentili- j integrlilskent Nämä klvot sisältävät otsikoss minitun kurssin keskeisen mterilin, mutt myös pljon oheislukemist. Luennoill voidn käsitellä myös täydentäviä esimerkkejä, kosk
Lisätiedot766328A Termofysiikka Harjoitus no. 12, ratkaisut (syyslukukausi 2014)
7668A Termofysiikk Hrjoitus no 1, rtkisut (syyslukukusi 14) 1 Lämpötilss T K elektronien energit eivät ylitä Fermin energi (ɛ i ɛ F ), lämpötilprmetri β j kemillinen potentili vst Fermin energi (µ() ɛ
Lisätiedot1 Jonot. 2 Sarjat. 3 Jatkuvuus. 4 Derivaatta. 5 Taylor-polynomit ja -sarjat. 1.2 Jonot. jossa
Sisältö MS-AX Differentili- j integrlilskent Nämä klvot sisältävät otsikoss minitun kurssin keskeisen mterilin, mutt myös pljon oheislukemist. Luennoill voidn käsitellä myös täydentäviä esimerkkejä, kosk
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
LisätiedotViivaintegraali: "Pac- Man" - tulkinta. Viivaintegraali: "Pac- Man" - tulkinta. "Perinteisempi" tulkinta: 1D 3/19/13
Viivintegrli: "Pc- Mn" - tulkint Otetn funk:o f(,), jok riippuu muudujist j. Jokiselle, tson pisteellä funk:oll on siis joku rvo. Tpillisiä fsiklis- kemillisi esimerkkejä voisivt oll esimerkiksi mss:hes
LisätiedotMS-A0305 Differentiaali- ja integraalilaskenta 3 Luento 3: Vektorikentät
MS-A0305 Differentiaali- ja integraalilaskenta 3 Luento 3: Vektorikentät Antti Rasila Matematiikan ja systeemianalyysin laitos Aalto-yliopisto Syksy 2016 Antti Rasila (Aalto-yliopisto) MS-A0305 Syksy 2016
LisätiedotParaabelikin on sellainen pistejoukko, joka määritellään urakäsitteen avulla. Paraabelin jokainen piste toteuttaa erään etäisyysehdon.
5. Prbeli Prbelikin on sellinen pistejoukko, jok määritellään urkäsitteen vull. Prbelin jokinen piste toteutt erään etäissehdon. ********************************************** MÄÄRITELMÄ : Prbeli on tson
LisätiedotJouni Sampo. 28. marraskuuta 2012
A2 Jouni Smpo 28. mrrskuut 2012 Sisältö 1 Integrointitekniikoit 2 1.1 Osittisintegrointi (Integrtion by prts)...................... 2 1.2 Sijoitus (Method of Substitution).......................... 2 1.3
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
LisätiedotELEC-A4130 Sähkö ja magnetismi (5 op)
ELEC-A4130 Sähkö j mgnetismi (5 op) Henrik Wllén Kevät 2018 Tämä luentomterili on suurelt osin Smi Kujln j Jri J. Hännisen tuottm Luentoviikko 3 Sähköpotentili (YF 23) Oppimistvoitteet Sähköinen potentilienergi
Lisätiedot