Todista raja-arvon määritelmään perustuen seuraava lause: Jos lukujonolle a n pätee lima n = a ja lima n = b, niin a = b.

Samankaltaiset tiedostot
3 Lukujonon raja-arvo

3 Lukujonon raja-arvo

Analyysi 1. Harjoituksia lukuihin 1 3 / Syksy Osoita täsmällisesti perustellen, että joukko A = x 4 ei ole ylhäältä rajoitettu.

Lukujoukot. Luonnollisten lukujen joukko N = {1, 2, 3,... }.

Jonot. Lukujonolla tarkoitetaan ääretöntä jonoa reaalilukuja a n R, kun indeksi n N. Merkitään. (a n ) n N = (a n ) n=1 = (a 1, a 2, a 3,... ).

1 Reaaliset lukujonot

5 Funktion jatkuvuus ANALYYSI A, HARJOITUSTEHTÄVIÄ, KEVÄT Määritelmä ja perustuloksia

saadaan kvanttorien järjestystä vaihtamalla ehto Tarkoittaako tämä ehto mitään järkevää ja jos, niin mitä?

5 Funktion jatkuvuus ANALYYSI A, HARJOITUSTEHTÄVIÄ, KEVÄT Määritelmä ja perustuloksia. 1. Tarkastellaan väitettä

Reaaliluvut. tapauksessa metrisen avaruuden täydellisyyden kohdalla. 1 fi.wikipedia.org/wiki/reaaliluku 1 / 13

Funktion raja-arvo ja jatkuvuus Reaali- ja kompleksifunktiot

Sarjojen suppenemisesta

2 Funktion derivaatta

Sarja. Lukujonosta (a k ) k N voi muodostaa sen osasummien jonon (s n ): s 1 = a 1, s 2 = a 1 + a 2, s 3 = a 1 + a 2 + a 3,...,

IV. TASAINEN SUPPENEMINEN. f(x) = lim. jokaista ε > 0 ja x A kohti n ε,x N s.e. n n

saadaan kvanttorien järjestystä vaihtamalla ehto Tarkoittaako tämä ehto mitään järkevää ja jos, niin mitä?

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

MS-A010{3,4} (ELEC*) Differentiaali- ja integraalilaskenta 1 Luento 2: Sarjat

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

Täydellisyysaksiooman kertaus

MATP153 Approbatur 1B Harjoitus 3, ratkaisut Maanantai

Matemaattisen analyysin tukikurssi

Analyysi III. Jari Taskinen. 28. syyskuuta Luku 1

reaalifunktioiden ominaisuutta, joiden perusteleminen on muita perustuloksia hankalampaa. Kalvoja täydentää erillinen moniste,

Funktiojonot ja funktiotermiset sarjat Funktiojono ja funktioterminen sarja Pisteittäinen ja tasainen suppeneminen

1 sup- ja inf-esimerkkejä

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

Konvergenssilauseita

2 Funktion derivaatta

Analyysi 1. Harjoituksia lukuihin 4 7 / Syksy Tutki funktion f(x) = x 2 + x 2 jatkuvuutta pisteissä x = 0 ja x = 1.

1 sup- ja inf-esimerkkejä

Funktiot. funktioita f : A R. Yleensä funktion määrittelyjoukko M f = A on jokin väli, muttei aina.

Reaalilukujonoista ja niiden merkityksestä kouluopetuksessa

Sekalaiset tehtävät, 11. syyskuuta 2005, sivu 1 / 13. Tehtäviä

Raja-arvot ja jatkuvuus

Lukujonon raja-arvo 1/7 Sisältö ESITIEDOT: lukujonot

Tenttiin valmentavia harjoituksia

Kuinka määritellään 2 3?

Analyysi A. Harjoitustehtäviä lukuun 1 / kevät 2018

Matematiikan tukikurssi, kurssikerta 5

1 Supremum ja infimum

Positiivitermisten sarjojen suppeneminen

Matematiikan tukikurssi

MS-C1540 Euklidiset avaruudet

Outoja funktioita. 0 < x x 0 < δ ε f(x) a < ε.

MS-A0102 Differentiaali- ja integraalilaskenta 1

Luku 2. Jatkuvien funktioiden ominaisuuksia.

7. Tasaisen rajoituksen periaate

DIFFERENTIAALI- JA INTEGRAALILASKENTA I.1 1. ALUKSI. Joukko-oppia

Sarjoja ja analyyttisiä funktioita

Matematiikan johdantokurssi, syksy 2016 Harjoitus 11, ratkaisuista

x > y : y < x x y : x < y tai x = y x y : x > y tai x = y.

Analyysi 1. Pertti Koivisto

(a) Kyllä. Jokainen lähtöjoukon alkio kuvautuu täsmälleen yhteen maalijoukon alkioon.

Matematiikan ja tilastotieteen laitos Reaalianalyysi I Harjoitus Malliratkaisut (Sauli Lindberg)

Derivaattaluvut ja Dini derivaatat

=p(x) + p(y), joten ehto (N1) on voimassa. Jos lisäksi λ on skalaari, niin

Johdatus matemaattisen analyysin teoriaan

Miten osoitetaan joukot samoiksi?

1 Määrittelyjä ja aputuloksia

Differentiaali- ja integraalilaskenta 1 Ratkaisut 2. viikolle /

1 Kompleksitason geometriaa ja topologiaa

MATA172 Sami Yrjänheikki Harjoitus Totta vai Tarua? Lyhyt perustelu tai vastaesimerkki!

nyky-ymmärryksemme mukaan hajaantuvaan sarjaan luvun 1 2 kun n > N Huom! Määritelmä on aivan sama C:ssä ja R:ssä. (Kuva vain on erilainen.

8 Potenssisarjoista. 8.1 Määritelmä. Olkoot a 0, a 1, a 2,... reaalisia vakioita ja c R. Määritelmä 8.1. Muotoa

Funktiojonon tasainen suppeneminen

HY / Matematiikan ja tilastotieteen laitos Vektorianalyysi I, syksy 2017 Harjoitus 1 Ratkaisuehdotukset. I.1. Todista Cauchyn-Schwarzin epäyhtälö

Analyysi A. Raja-arvo ja jatkuvuus. Pertti Koivisto

HARJOITUKSIA, SYKSY x

Luku 4. Derivoituvien funktioiden ominaisuuksia.

DIFFERENTIAALI- JA INTEGRAALILASKENTA I.1. Ritva Hurri-Syrjänen/Syksy 1999/Luennot 6. FUNKTION JATKUVUUS

Funktiot ja raja-arvo. Pekka Salmi

Johdatus diskreettiin matematiikkaan Harjoitus 5, Ratkaise rekursioyhtälö

Äärettömät raja-arvot

KOMPLEKSIANALYYSI I KURSSI SYKSY 2012

Insinöörimatematiikka A

Vastausehdotukset analyysin sivuainekurssin syksyn välikokeeseen

III. SARJATEORIAN ALKEITA. III.1. Sarjan suppeneminen. x k = x 1 + x 2 + x ,

Differentiaali- ja integraalilaskenta 1 Ratkaisut 1. viikolle /

4.3 Moniulotteinen Riemannin integraali

3.1 Väliarvolause. Funktion kasvaminen ja väheneminen

d Todista: dx xn = nx n 1 kaikilla x R, n N Derivaatta Derivaatta ja differentiaali

Tehtävänanto oli ratkaista seuraavat määrätyt integraalit: b) 0 e x + 1

Seuraava topologisluonteinen lause on nk. Bairen lause tai Bairen kategorialause, n=1

Esitetään tehtävälle kaksi hieman erilaista ratkaisua. Ratkaisutapa 1. Lähdetään sieventämään epäyhtälön vasenta puolta:

Johdatus lukuteoriaan Harjoitus 11 syksy 2008 Eemeli Blåsten. Ratkaisuehdotelma

KOMPLEKSIANALYYSI I KURSSI SYKSY 2012

Sarjat ja differentiaaliyhtälöt, harjoitustehtäviä

LUKU 6. Mitalliset funktiot

Topologia I Harjoitus 6, kevät 2010 Ratkaisuehdotus

8. Avoimen kuvauksen lause

(iv) Ratkaisu 1. Sovelletaan Eukleideen algoritmia osoittajaan ja nimittäjään. (i) 7 = , 7 6 = = =

Vaihtoehtoinen tapa määritellä funktioita f : N R on

MATEMATIIKAN JA TILASTOTIETEEN LAITOS

Epälineaaristen yhtälöiden ratkaisumenetelmät

MS-A0104 Differentiaali- ja integraalilaskenta 1 (ELEC2) MS-A0106 Differentiaali- ja integraalilaskenta 1 (ENG2)

Vektorianalyysi I MAT Luennoitsija: Ritva Hurri-Syrjänen Luentoajat: ti: 14:15-16:00, to: 12:15-14:00 Helsingin yliopisto 21.

Rekursio. Funktio f : N R määritellään yleensä antamalla lauseke funktion arvolle f (n). Vaihtoehtoinen tapa määritellä funktioita f : N R on

Johdatus matematiikkaan

Sisältö. Sarjat 10. syyskuuta 2005 sivu 1 / 17

Transkriptio:

2 Lukujonot 21 Lukujonon määritelmä 16 Fibonacci n luvut määritellään ehdoilla Osoita: 17 a 1 = a 2 = 1; a n+2 = a n+1 + a n, n N a n = 1 [( 1 + ) n ( 2 1 ) n ] 2 Olkoon a 1 = 3, a 2 = 6, a n+1 = 1 n (na n + a n 1 + 3) arvoilla n 2 Todista, että a n 4n kaikilla n N Induktio 18 Määritä inf{ n 2 + 9 n/2 n N} 13 1 22 Lukujonon suppeneminen 19 Määritä lukujonon 2n 2 a n = n 2 + n + 1 raja-arvo, kun n, ja todista tulos suoraan määritelmän perusteella (ts epsilontekniikkaa käyttäen) 20 Todista raja-arvon määritelmään perustuen, että suppeneva lukujono on rajoitettu, ts jos lima n = a, niin on olemassa luku M > 0 siten, että a n M kaikilla indekseillä n 21 Todista raja-arvon määritelmään perustuen seuraava lause: Jos lukujonolle a n pätee lima n = a ja lima n = b, niin a = b 22 Todista yksityiskohtaisesti lukujonojen raja-arvoja koskeva lause: Jos lim n a n = a ja lim n b n = b, niin lim n (a n + b n ) = a + b Päteekö kääntäen lim (a n + b n ) = a + b = lim a n = a, lim b n = b? n n n

23 Todista: Jos lukujonolle a n pätee a n > 0 kaikilla indekseillä n N ja lima n = 0, niin on olemassa max{a n n N} Onko em oletuksilla välttämättä olemassa myös min{a n n N}? 24 Olkoon a n rajoitettu lukujono Todista: 2n + a n lim = 2 n n 2 Olkoon 1 lim n a n + a = b 0 Osoita täsmällisesti, että lukujono a n suppenee ja määritä sen raja-arvo lima n = 1 b a 26 Määritä raja-arvot ( 1 + 2 + + n a) lim n ) (n + 1)! (n 1)!, b) lim n n + 2 2 n (n + 1)! + (n 1)!, 1 2 + 3 2n ( ) c) lim, d) lim n 2 + n n n n 2 + 1 n a) 1 2 ; b) 1; c) 1; d) 1 2 27 Määritä raja-arvo lim n f n (x) = f (x) kaikilla arvoilla x R, kun f n (x) = xn 1 + x n Piirrä funktioiden f n kuvaajia indeksin n eri arvoilla Piirrä myös funktion f kuvaaja 28 Määritä raja-arvo lim n f n (x) = f (x) kaikilla arvoilla x R, kun f n (x) = xn 1 + x 2n Piirrä funktioiden f n kuvaajia indeksin n eri arvoilla Piirrä myös funktion f kuvaaja

29 Osoita, että lukujono b n, ( b n = 1 1 n, n) on kasvava ja ylhäältä rajoitettu Käytä Bernoulli n epäyhtälöä Mikä on jonon raja-arvo? 30 Olkoon lima n = a Osoita: lim a 1 + a 2 + + a n n = a 31 Olkoot a n ja b n kaksi lukujonoa, joille pätee lim(a n e n ) = e ja lim(b n n 10 ) = π Määritä lim(a n b n ), mikäli se on olemassa lim(a n b n ) = 0 32 Lukujono a n määritellään asettamalla a 1 = 1; a n+1 = 1 + 2a n 1 + a n, n = 1,2,3, Osoita induktiolla, että jono on ylhäältä rajoitettu ja kasvava Päättele tästä, että jonon raja-arvo on olemassa ja laske se 33 Lukujono määritellään rekursiivisesti ehdoilla a 1 = 0, a n+1 = 1 2 a n + 1 Osoita, että jono on kasvava ja ylhäältä rajoitettu Määritä sen raja-arvo a n = 2 2 2 n, lima n = 2 34 Lukujono määritellään rekursiivisesti ehdoilla a 1 = 1, a n+1 = a n 1 + a n Osoita, että jono on vähenevä ja alhaalta rajoitettu Määritä sen raja-arvo a n = 1/n, lima n = 0 3 Lukujono määritellään rekursiivisesti ehdoilla a 1 = 0, a n+1 = a n 2 +

Osoita täsmällisesti, että jono suppenee ja määritä sen raja-arvo 36 Osoita seuraavat jonot monotonisiksi ja rajoitetuiksi sekä määritä niiden raja-arvot: a) a 1 = 2, a n+1 = 2 + a n, b) a 1 = 2, a n+1 = 2a n a) lima n = 2; b) lima n = 2 37 Olkoon a 1 ]0,π/2[ ja a n+1 = sina n (n 1) Osoita jono väheneväksi ja alhaalta rajoitetuksi sekä määritä sen raja-arvo lima n = 0 38 Tutki numeerisesti raja-arvoa sijoittamalla luvulle n yhä suurempia arvoja lim (1 + 1/n)n n 39 Tutki numeerisesti raja-arvoja ( a) lim 1 1 n (, b) lim 1 + n n) 1 ) n (, c) lim 1 + 1 ) n n n n n Mitkä ovat raja-arvojen tarkat arvot? Miten tulokset voi perustella? 23 Cauchyn suppenemiskriteeri 40 Tutki seuraavien lukujonojen käyttäytymistä: a) a n = cos nπ 4 + ( 1)n, b) a n = sin nπ 2 + ( 1)n n Onko jonoilla raja-arvoa? Entä kasautumispisteitä? Mitä mahdettaisiin tarkoittaa käsitteillä yläraja-arvo ja alarajaarvo (limes superior ja limes inferior)? 41 Osoita, että lukujono a n = 1/n (n N) toteuttaa Cauchyn suppenemisehdon, ts määritä annettua lukua ε > 0 vastaava indeksiraja N

42 Lukujonolla a n olkoon ominaisuudet 1) i j = a i a j, 2) lima n = a R Todista, että a on lukujoukon {a n n N} R kasautumispiste Voiko joukolla olla muita kasautumispisteitä? Jos ominaisuudesta 1) luovutaan, pitääkö väite paikkansa? 24 Reaalilukujen konstruoinnista