Käydään läpi: ääriarvo tarkastelua, L Hospital, integraalia ja sarjoja.

Samankaltaiset tiedostot
II.1. Suppeneminen., kun x > 0. Tavallinen lasku

Analyysi 2. Harjoituksia lukuihin 1 3 / Kevät Anna sellainen välillä ] 2, 2[ jatkuva ja rajoitettu funktio f, että

2 Epäoleellinen integraali

MS-A010{3,4} (ELEC*) Differentiaali- ja integraalilaskenta 1 Luento 7: Integraali ja analyysin peruslause

MS-A010{3,4} (ELEC*) Differentiaali- ja integraalilaskenta 1 Luento 8: Integraalifunktio ja epäoleellinen integraali

MS-A010{2,3,4,5} (SCI,ELEC*, ENG*) Differentiaali- ja integraalilaskenta 1 Luento 7: Integraali ja analyysin peruslause

4. Reaalifunktioiden määrätty integraali

1. 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 [

Riemannin integraalista

MS-A010{2,3,4,5} (SCI, ELEC*, ENG*) Differentiaali- ja integraalilaskenta 1 Luento 8: Integraalifunktio ja epäoleellinen integraali

5 Riemann-integraali ANALYYSI B, HARJOITUSTEHTÄVIÄ, KEVÄT Ala- ja yläintegraali

a = x 0 < x 1 < x 2 < < x n = b f(x) dx = I. lim f(x k ) x k=1

SARJAT JA DIFFERENTIAALIYHTÄLÖT Funktiojonot 1

Ville Turunen: Mat Matematiikan peruskurssi P1 3. välikokeen alueen teoriatiivistelmä 2007

Lisää määrätystä integraalista Integraalin arvioimisesta. Osoita: VASTAUS: Osoita: Osoita:

i 2 n 3 ( (n 1)a (i + 1) 3 = 1 +

3 Integraali ja derivaatta

5 Epäoleellinen integraali

Integroimistehtävät, 10. syyskuuta 2005, sivu 1 / 29. Perustehtäviä. Tehtävä 1. Osoita, että vakiofunktio f(x) c on Riemann-integroituva välillä

Sisältö. Integraali 10. syyskuuta 2005 sivu 1 / 20

Kertausta ja täydennystä

Matematiikan tukikurssi

2.4 Pienimmän neliösumman menetelmä

Riemannin integraali

6 Integraalilaskentaa

Integraalilaskentaa. 1. Mihin integraalilaskentaa tarvitaan? MÄNTÄN LUKIO

Johdatus reaalifunktioihin P, 5op

Matematiikan tukikurssi

7 Funktiosarjoista. 7.1 Funktiosarjojen suppeneminen

10. MÄÄRÄTYN INTEGRAALIN KÄYTTÖ ERÄIDEN PINTA-ALOJEN LASKEMISESSA

lim + 3 = lim = lim (1p.) (3p.) b) Lausekkeen täytyy supistua (x-2):lla, joten osoittajan nollakohta on 2.

Lebesguen integraali - Rieszin määritelmä

Riemannin integraalista

MS-A0102 Differentiaali- ja integraalilaskenta 1

Analyysi B. Derivaatta ja integraali. Pertti Koivisto

x k 1 Riemannin summien käyttö integraalin approksimointiin ei ole erityisen tehokasta; jatkuvasti derivoituvalle funktiolle f virhe b

Sarjat ja integraalit

Pertti Koivisto. Analyysi B

Syksyn 2015 Pitkän matematiikan YO-kokeen TI-Nspire CAS -ratkaisut

TEHTÄVÄ 1. Olkoon (f n ) jono jatkuvia funktioita f n : [a, b] R, joka suppenee välillä [a, b] tasaisesti kohti funktiota f : [a, b] R.

Määritelmä Olkoon C R m yksinkertainen kaari ja γ : [a, b] R m sen yksinkertainen parametriesitys, joka on paloittain C 1 -polku.

Sisältö. Funktiojonot ja -sarjat 10. syyskuuta 2005 sivu 1 / 15

Numeeriset menetelmät TIEA381. Luento 9. Kirsi Valjus. Jyväskylän yliopisto. Luento 9 () Numeeriset menetelmät / 29

ANALYYSI I, kevät 2009

5 ( 1 3 )k, c) AB 3AC ja AB AC sekä vektoreiden AB ja

ANALYYSIN TEORIA A JA B

2 Riemann-integraali. 2.1 Porrasfunktion integraali. Aloitetaan integraalin täsmällinen määrittely tutkimalla porrasfunktion integraalia.

ANALYYSI I, kevät 2009

Pertti Koivisto. Analyysi C

Integraalilaskenta. Määrätty integraali

Analyysin perusteet kauppatieteilijöille P

Matematiikan peruskurssi. Seppo Hassi

2.2 Monotoniset jonot

1 Jonot. 2 Sarjat. 3 Jatkuvuus. 4 Derivaatta. 5 Taylor-polynomit ja -sarjat. 1.2 Jonot. jossa

Matemaattiset menetelmät I. Seppo Hassi

ANALYYSI I, kevät 2009

1 Jonot. 2 Sarjat. 3 Jatkuvuus. 4 Derivaatta. 5 Taylor-polynomit ja -sarjat. 1.2 Jonot. jossa

Newtonin, Riemannin ja Henstock-Kurzweilin integraalit

Viikon aiheet. Pinta-ala

Riemann-integraalin ja mittaintegraalin vertailua

Numeerinen integrointi.

Preliminäärikoe Pitkä Matematiikka

Differentiaali- ja integraalilaskenta 1: tiivistelmä ja oheislukemista

Sarjojen tasainen suppeneminen

ANALYYSI 2. Tero Kilpeläinen

MS-A010X Di erentiaali- ja integraalilaskenta Lukujoukot. 1.2 Jonot. 1.2 Perusongelmat. 1.3 Suppeneminen I. 1.2 Jonojen ominaisuuksia

11. MÄÄRÄTTY INTEGRAALI JA TILAVUUS

1 Jonot. 2 Sarjat. 3 Jatkuvuus. 4 Derivaatta. 5 Taylor-polynomit ja -sarjat. 1.2 Jonot. jossa

MATEMATIIKAN KOE, PITKÄ OPPIMÄÄRÄ PISTEYTYSKOKOUS

1 Jonot. 2 Sarjat. 3 Jatkuvuus. 4 Derivaatta. 5 Taylor-polynomit ja -sarjat. 1.2 Jonot. jossa

1 Jonot. 2 Sarjat. 3 Jatkuvuus. 4 Derivaatta. 5 Taylor-polynomit ja -sarjat / Jonot / 200. jossa / 200

MS-A010{3,4} (ELEC*) Differentiaali- ja integraalilaskenta 1 Luento 9: Integroimismenetelmät

MS-A010{2,3,4,5} (SCI,ELEC*, ENG*) Differentiaali- ja integraalilaskenta 1 Luento 9: Integroimismenetelmät

A-Osio. Valitse seuraavista kolmesta tehtävästä kaksi, joihin vastaat. A-osiossa ei saa käyttää laskinta.

Matematiikan tukikurssi

1.3 Toispuoleiset ja epäoleelliset raja-arvot

1+kx 2, x [0, 1] 4. f k (x) = (sin x) k, x R Tehtävä 2. Osoita suoraan määritelmään perustuen, että funktiojono (f k ), missä

Mika Hirvensalo. Insinöörimatematiikka B 2014

ANALYYSI 3. Tero Kilpeläinen

Kertymäfunktio. Kertymäfunktio. Kertymäfunktio: Mitä opimme? 2/2. Kertymäfunktio: Mitä opimme? 1/2. Kertymäfunktio: Esitiedot

Differentiaali- ja integraalilaskenta 1 (CHEM) Laskuharjoitus 4 / vko 47, mallivastaukset

Matematiikan tukikurssi. Hannu Kivimäki

Reaalinen lukualue. Millainen on luku, jossa on päättymätön ja jaksoton desimaalikehitelmä?

Luku 15. Integraali. Esimerkki Suoraan edellisen luvun derivointikaavojen perusteella on voimassa

HELSINGIN YLIOPISTO HELSINGFORS UNIVERSITET UNIVERSITY OF HELSINKI

Matematiikan perusteet taloustieteilijöille P

MITEN MÄÄRITÄN ASYMPTOOTIT?

VALTIOTIETEELLINEN TIEDEKUNTA TILASTOTIETEEN VALINTAKOE Ratkaisut ja arvostelu

.) (b) Vertaa p :tä vastaavaa kineettistä energiaa perustilan kokonaisenergiaan. ( ) ( ) = = Ek

Monikulmion pinta-ala ylioppilaille

6 Integraali ja derivaatta

Sinilause ja kosinilause

OSA 1: POLYNOMILASKENNAN KERTAUSTA, BINOMIN LASKUSÄÄNTÖJÄ JA YHTÄLÖNRATKAISUA

Matematiikan johdantokurssi, syksy 2017 Harjoitus 6, ratkaisuista. 1. Onko jokin demojen 5 tehtävän 3 relaatioista

2. Useamman muuttujan funktioiden integraalilaskentaa. käsitteet kuten esimerkiksi useamman muuttujan funktioiden jatkuvuus jäävät

Analyyttinen lukuteoria

( ) Pyramidi 4 Analyyttinen geometria tehtävien ratkaisut sivu 321 Päivitetty Saadaan yhtälö. 801 Paraabeli on niiden pisteiden ( x,

Esimerkki 8.1 Määritellään operaattori A = x + d/dx. Laske Af, kun f = asin(bx). Tässä a ja b ovat vakioita.

ANALYYSI 2. Camilla Hollanti. Tampereen yliopisto x 3. a x 1. x 4 x 11. x 2

Transkriptio:

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 lskemist kts. luse.5. s. Lske seurvien funktioiden kikki loklit äärirvot. + 5 b c d ep e + + Luse L Hospitl Trench.4. Oletetn, etä funktiot f j g ovt derivoituvi j g on erisuuri kuin noll josskin b:n ympäristössä. Olkoon lim b lim b f g = ti b f = ± j lim b g = ±. f Oletetn, että lim b g = L, tällöin lim b f g = L. Vstvt tulokset ovt voimss myös toispuoleisille rj-rvoille. Huom. tässä b j L voivt oll ±.. Määritä seurvt rj-rvot lim sin d lim sin ep b lim c lim ep + e lim sin sin f lim sin sin Tällä kurssill käsitellään Riemnnin integrli jok on koulust tuttu integrli. Muit integrlej on mm. Riemnn-Stieltjes-integrli s. 5 j Lebesgueintegrli käsitellään kurssill Mitt- j integrliteori. Käydään luksi läpi sivut 4-6. Määritelmä Integrli kts. määr... j.., kuv..5 s. j luse..6. Olkoon f rjoitettu funktio välillä [,b] j joukko P = {,,...,n n } välin [,b] jko, ts. =, i < i j n = b. Olkoon M j = sup f j m j = inf f. j j j j Tällöin jko vstv yläsumm on SP = n j= M j j j j lsumm on sp = n j= m j j j. Nyt rjoitettu funktio f on Riemnn-integroituv, kun Z supsp = inf SP b = fd P P Luse Riemnn integroituvuus Luse.5.6. Rjoitettu funktio f on Riemnn-integroituv äärellisellä välillä [, b] jos j vin jos f on melkein kikkill jtkuv.

Esimerkiksi funktio f on jtkuv melkein kikkill jos sillä on epäjtkuvuus kohti vin numeroituv määrä. Luse Integrlin ominisuuksi: linerisuus luseet.. j.. j luse..9. Olkoon funktiot f j g integroituvi välillä [, b], olkoon c R m.v. vkio j vkio d,b. Nyt f+gd = c fd = c fd = Z d fd+ fd j gd, fd+ fd. d Funktion f : [, b] R integrlifunktio ntiderivtt on funktio F, jonk derivtt on f. Luse 4 Differentili- j integrlilskennn perusluse, luse..4. Jos funktio f : [,b] R on jtkuv, niin f on integroituv j jos F on jokin f :n integrlifunktio, niin fd = Fb F. Käydään läpi vielä joitkin integrlin ominisuuksi: Luse..5 osittisintegrointi, Luse..7 j.4. muuttujn vihto. Epäoleelliset integrlit käydään läpi määritelmä.4... Lske seurvt integrlit R 5 + +5d b R π sind c R d e R R d f ep d g R d d R π π cos d h R d 4. Oletetn, että vkio q R\{, }. Todist, että kikill n N pätee yhtälö Ktsotn määritelmä 4... n q k = qn+ k= q. Luse 5 Lukujonon rj-rvon lskeminen, luse 4..7. Olkoon lim f = L, missä L R {, } j oletetn, että n = fn kun n N on suuri. Tällöin lim n = L. n q 5. Lske rj-rvo lim n+ n q, kun q R\{,}. Ktsotn luse 4..8. 6. Olkoon n R, missä n N, lukujono j olkoon S n = n k= n. Oletetn, että lim n S n = S, missä S R siis äärellinen. Osoit, että lim n =. n

Ktsotn luse 4.., luse 4..4, esimerkki 4.. j seurus 4..5. Käydään läpi kpplett 4.4. 7. Tutki suppeneeko seurvt srjt k= k b k= rk k! 8. Lske summ ti osoit, että srj hjntuu k= k+ k +k +k 9. Lske seurvt integrlit b k= R epcosepd 5 k k+4 c k= kqk, tässä q <. b R e lnd. Tiedetään, että ep = n n n= n!, j tämä srj suppenee tsisesti jokisess äärellisessä välissä. Etsi srj jok suppenee kohti funktiot F = Z ep t dt.

Rtkisu tehtävään : f = + 5 tällöin f = + j f =. Aino mhdollinen äärirvokoht on kun f = = 5. Kosk f 5 = > niin 5 on lokli minimikoht j funktio s tässä rvon f 5 =. b f = tällöin f =, f = 6 j f = 6. Aino mhdollinen äärirvokoht on kun f = =. Kosk f = j f = 6, joten kosk kolms derivtt nollss on ensimmäinen nollst poikkev derivtt j kosk kolme on priton luku niin ko. funktioll ei ole yhtään äärirvo koht. c f = tällöin f = j f = 6. Ainot mhdolliset äärirvokohdt ovt kun f = = ±. Kosk f = 6 > niin on lokli minimikoht j kosk f = 6 < niin mksimikoht. Funktio s näissä kohdiss rvot f. d f = ep tällöin f = ep+ ep = + ep on lokli = j f = f = + 4 ep+ + ep = + 5 + ep. Ainot mhdolliset äärirvokohdt ovt kun f = + = = ti + = = ti = ±. Kosk f = < niin on lokli mksimikoht, kosk f,6 > niin on lokli minimikoht j kosk f + 5,7 > niin + on lokli minimikoht. Funktio s näissä kohdiss rvot f =, f,8 j f +,. j e f = + + tällöin f = + + + = + + 4 + = + j f = 4 + + + 4 = 4 + 4 8 + 8 + = 4 + +. Ainot mhdolliset äärirvokohdt ovt kun f = = = ±. Kosk f = < niin on lokli mksimikoht j kosk f = > niin on lokli minimikoht. Funktio s näissä kohdiss rvot f = j f =.

Rtkisu tehtävään : f g : Kosk lim f =, lim g =, lim f cos = j lim g = joten lim sin lim f g =. Nyt L Hospitlin mukn lim sin =. f g : Kosk lim f n = n N, lim g =, lim g =, lim g =, lim g = 6. Nyt L Hospitlin mukn b lim ep ep ep 6 6 ep ep =. ep f c lim + g : Kosk lim f = j lim g = niin ep lim + =. d lim sin sin sin f g : Kosk lim f =, lim g =, lim f cos =, lim f = lim sin =, lim g sin + cos = j lim g cos + cos sin =. Nyt L Hospitlin mukn sin cos sin cos sin+cos sin =. e lim sin sin sin sin sin : Kosk -kohdn mukn lim lim sin = ktso esim. PCH niin lim sin sin = =. = j

Rtkisu tehtävään : R / 5 5 + +5d = + + 5 = 5 + 5 + 5 = +9+6 6 5 = 4 6 b R π sind = / π cos = cosπ+cos = c R R / b d b b d b b b + = d π π cos d = π coscosd = π / π = sin π cosπ sin π cos π + = cos d = π Toinen tp. Kosk π π sin cos sin sind π π cos d = π cos d π sin d cos = cos+ = coscos sinsin = cos cos cos = + cos cos d = π + cosd = π + e R R / d = d = = = 6 f Z ep Z ep / ep ep ep Z d = ep d+ lim b b/ + lim + ep ep b + lim b π / π Z d+ ep d + lim ep b b 4 sin = π ep ep d b + ep = + =

g Z d = Z Z d+ Z / = + = d d+ lim b + / Z + lim b + b + lim b + joten kyseinen funktio ei ole integroituv välillä [,]. Huom! R d / = =. b d + b h R d = R π π sin tcostdt = R π π cos d d = π.

Rtkisu tehtävään 4: Olkoon n N m.v.. Merkitään Sn = n k= qk. Nyt q Sn Sn = Sn = qn+ q n+ k= q k n k= = qn+ q. q k = q n+ q = q n+ Rtkisu tehtävään 5: q n+ lim n q n q q q qn = q q q lim rj-rvo ei ole olemss kun q = q, kun q < n qn, kun q > Rtkisu tehtävään 6: lim n S n S n S n lim S n n n n n n S n lim m S m = S S =.

Rtkisu tehtävään f: lim sin sin : Tehtävä on hiemn huonosti seteltu kosk nimittäjä sin s rvon noll kun = nπ, missä n N. Mutt jtelln, että näissä kohdiss ko. funktio s vsemmnpuoleisen rj-rvon. Olkoon f = sin j > π, nyt f >, sillä sin > sin >. Joten osoittj on lueess > π positiivinen j jtkuv. Olkoon n N\{} mielivltinen, jtkuvuudest seur, että nπ:llä on olev ympäristö siten, että f > fnπ. Tässä ympäristössä sin s itseisrvoltn mielivltisen pieniä sekä positiivisi, että negtiivisi rvoj, joten funktio sin sin s mielivltisen suuri j pieniä tässä ympäristössä. Kosk n N\{} oli mielivltinen niin kyseinen rj-rvo ei voi oll olemss. Kuvss on hvinnollistettu tilnnett. sin//sin pi pi pi pi 4 pi 5 pi Kuv : Funktion sin sin kuvj välillä [π,5π]