Tehtävä 1. Arvioi mitkä seuraavista väitteistä pitävät paikkansa. Vihje: voit aloittaa kokeilemalla sopivia lukuarvoja.

Samankaltaiset tiedostot
Johdatus reaalifunktioihin P, 5op

Seurauksia. Seuraus. Seuraus. Jos asteen n polynomilla P on n erisuurta nollakohtaa x 1, x 2,..., x n, niin P on muotoa

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

Funktiot ja raja-arvo. Pekka Salmi

Toispuoleiset raja-arvot

Ortogonaaliprojektio äärellisulotteiselle aliavaruudelle

Johdatus reaalifunktioihin P, 5op

MATP153 Approbatur 1B Ohjaus 2 Keskiviikko torstai

1 Peruslaskuvalmiudet

Selvästi. 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

Funktiot ja raja-arvo P, 5op

Tenttiin valmentavia harjoituksia

Tekijä MAA2 Polynomifunktiot ja -yhtälöt = Vastaus a)

Matematiikan tukikurssi, kurssikerta 3

Funktio 1. a) Mikä on funktion f (x) = x lähtöjoukko eli määrittelyjoukko, kun 0 x 5?

a ord 13 (a)

Funktioista. Esimerkki 1

Johdatus reaalifunktioihin P, 5op

Reaalilukuvälit, leikkaus ja unioni (1/2)

Kuinka määritellään 2 3?

Karteesinen tulo. Olkoot A = {1, 2, 3, 5} ja B = {a, b, c}. Näiden karteesista tuloa A B voidaan havainnollistaa kuvalla 1 / 21

Analyysi I. Visa Latvala. 26. lokakuuta 2004

w + x + y + z =4, wx + wy + wz + xy + xz + yz =2, wxy + wxz + wyz + xyz = 4, wxyz = 1.

Matematiikan tukikurssi

Matematiikan johdantokurssi, syksy 2016 Harjoitus 11, ratkaisuista

Vektorien pistetulo on aina reaaliluku. Esimerkiksi vektorien v = (3, 2, 0) ja w = (1, 2, 3) pistetulo on

Johdatus reaalifunktioihin

MAT Algebra I (s) periodilla IV 2012 Esko Turunen

Alkioiden x ja y muodostama järjestetty pari on jono (x, y), jossa x on ensimmäisenä ja y toisena jäsenenä.

Diskreetin matematiikan perusteet Laskuharjoitus 2 / vko 9

Sinin jatkuvuus. Lemma. Seuraus. Seuraus. Kaikilla x, y R, sin x sin y x y. Sini on jatkuva funktio.

3. Kirjoita seuraavat joukot luettelemalla niiden alkiot, jos mahdollista. Onko jokin joukoista tyhjä joukko?

Ominaisvektoreiden lineaarinen riippumattomuus

KOMPLEKSILUVUT C. Rationaaliluvut Q. Irrationaaliluvut

5 Differentiaalilaskentaa

3 Suorat ja tasot. 3.1 Suora. Tässä luvussa käsitellään avaruuksien R 2 ja R 3 suoria ja tasoja vektoreiden näkökulmasta.

Matematiikan tukikurssi, kurssikerta 2

= 5! 2 2!3! = = 10. Edelleen tästä joukosta voidaan valita kolme särmää yhteensä = 10! 3 3!7! = = 120

(2n 1) = n 2

1 Sisätulo- ja normiavaruudet

802320A LINEAARIALGEBRA OSA II

Alkulukujen harmoninen sarja

1. Osoita, että joukon X osajoukoille A ja B on voimassa toinen ns. de Morganin laki (A B) = A B.

Insinöörimatematiikka A

Ensimmäinen induktioperiaate

Matematiikan peruskurssi 2

Ensimmäinen induktioperiaate

Ratkaisuehdotus 2. kurssikokeeseen

Täydellisyysaksiooman kertaus

Matematiikan ja tilastotieteen laitos Matematiikka tutuksi Harjoitus 2, malliratkaisut

Johdatus matemaattiseen päättelyyn

4 Yleinen potenssifunktio ja polynomifunktio

Kuvaus. Määritelmä. LM2, Kesä /160

Linkkejä kurssi2 / Etälukio (edu.) kurssi8 / Etälukio (edu.) (Suurinta osaa tämän linkin takana olevasta materiaalista pohdimme vasta huomenna!

= 3 = 1. Induktioaskel. Induktio-oletus: Tehtävän summakaava pätee jollakin luonnollisella luvulla n 1. Induktioväite: n+1

Määritelmä, alkuluku/yhdistetty luku: Esimerkki . c) Huomautus Määritelmä, alkutekijä: Esimerkki

Positiivitermisten sarjojen suppeneminen

Miten perustella, että joukossa A = {a, b, c} on yhtä monta alkiota kuin joukossa B = {d, e, f }?

Funktion. Käänteisfunktio. Testi 3. Kauhava Aiheet. Funktio ja funktion kuvaaja. Funktion kasvaminen ja väheneminen.

Vastaus 1. Lasketaan joukkojen alkiot, ja todetaan, että niitä on 3 molemmissa.

Ratkaisuehdotus 2. kurssikoe

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

MAA 2 - POLYNOMIFUNKTIOT

MAA2.3 Koontitehtävät 2/2, ratkaisut

Juuri 2 Tehtävien ratkaisut Kustannusosakeyhtiö Otava päivitetty

Koodausteoria, Kesä 2014

x 7 3 4x x 7 4x 3 ( 7 4)x 3 : ( 7 4), 7 4 1,35 < ln x + 1 = ln ln u 2 3u 4 = 0 (u 4)(u + 1) = 0 ei ratkaisua

Ratkaisut vuosien tehtäviin

Kuvaus eli funktio f joukolta X joukkoon Y tarkoittaa havainnollisesti vastaavuutta, joka liittää joukon X jokaiseen alkioon joukon Y tietyn alkion.

Jokaisen parittoman kokonaisluvun toinen potenssi on pariton.

Alkioiden x ja y muodostama järjestetty pari on jono (x, y), jossa x on ensimmäisenä ja y toisena jäsenenä.

2.1. Tehtävänä on osoittaa induktiolla, että kaikille n N pätee n = 1 n(n + 1). (1)

MAT Laaja Matematiikka 1U. Hyviä tenttikysymyksiä T3 Matemaattinen induktio

MS-A0402 Diskreetin matematiikan perusteet Esimerkkejä ym., osa I

Juuri 12 Tehtävien ratkaisut Kustannusosakeyhtiö Otava päivitetty

Analyysi A. Harjoitustehtäviä lukuun 1 / kevät 2018

Kuvaus eli funktio f joukolta X joukkoon Y tarkoittaa havainnollisesti vastaavuutta, joka liittää joukon X jokaiseen alkioon joukon Y tietyn alkion.

Matemaatiikan tukikurssi

Tekijä Pitkä matematiikka

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

Jaollisuus kymmenjärjestelmässä

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

Matematiikan pohjatietokurssi

Tehtävien ratkaisut

Luento 8: Epälineaarinen optimointi

MATEMATIIKAN KOE, PITKÄ OPPIMÄÄRÄ HYVÄN VASTAUKSEN PIIRTEITÄ

Mitään muita operaatioita symbolille ei ole määritelty! < a kaikilla kokonaisluvuilla a, + a = kaikilla kokonaisluvuilla a.

MS-A0402 Diskreetin matematiikan perusteet Esimerkkejä ym., osa I

Ominaisarvo ja ominaisvektori

Kertausta: avaruuden R n vektoreiden pistetulo

VASTAA YHTEENSÄ KUUTEEN TEHTÄVÄÄN

Johdatus matemaattiseen päättelyyn (5 op)

1 Lineaariavaruus eli Vektoriavaruus

Kertaus. x x x. K1. a) b) x 5 x 6 = x 5 6 = x 1 = 1 x, x 0. K2. a) a a a a, a > 0

802320A LINEAARIALGEBRA OSA I

PRELIMINÄÄRIKOE PITKÄ MATEMATIIKKA

Tehtävä 2. Osoita, että seuraavat luvut ovat algebrallisia etsimällä jokin kokonaislukukertoiminen yhtälö jonka ne toteuttavat.

JAKSO 2 KANTA JA KOORDINAATIT

Matematiikassa väitelauseet ovat usein muotoa: jos P on totta, niin Q on totta.

Transkriptio:

Tehtävä 1 Arvioi mitkä seuraavista väitteistä pitävät paikkansa. Vihje: voit aloittaa kokeilemalla sopivia lukuarvoja. 1 Jos 1 < y < 3, niin kaikilla x pätee x y x 1. 2 Jos x 1 < 2 ja y 1 < 3, niin x y < 5. 3 Kaikilla x ja y pätee x y x y. Pekka Salmi FUNK 5. syyskuuta 2016 17 / 44

Kolmioepäyhtälö Lause (Kolmioepäyhtälö) Kaikilla x, y R pätee x + y x + y. x + y y x Vektorin x + y pituus on enintään yhtäsuuri kuin vektoreiden x ja y pituuksien summa. Pekka Salmi FUNK 5. syyskuuta 2016 18 / 44

Kolmioepäyhtälön perustelu Todistus Lemman nojalla x x x ja y y y. Summaamalla nämä epäyhtälöt saadaan ( x + y ) x + y x + y. Täten jälleen Lemman nojalla. x + y x + y Pekka Salmi FUNK 5. syyskuuta 2016 19 / 44

Esimerkki Oletetaan että x ja y toteuttavat arviot x 1 < 2 ja y 1 < 3. Tällöin x y = x 1 + 1 y ey x 1 + 1 y = x 1 + y 1 < 2 + 3 = 5. Geometrinen tulkinta: x:n etäisyys luvusta 1 on alle 2 yksikköä ja y:n etäisyys luvusta 1 alle 3 yksikköä. Siis lukusuoralla x ja y sijoittuvat seuraavasti: x 2 1 0 1 2 3 4 5 6 y Tästä voidaan päätellä että x:n ja y:n välisen etäisyyden täytyy olla alle 5 yksikköä. Pekka Salmi FUNK 5. syyskuuta 2016 20 / 44

Käänteinen kolmioepäyhtälö eli ey:n vasen puoli Lause (Käänteinen kolmioepäyhtälö) Kaikilla x, y R pätee x y x + y. Yhdistettynä kolmioepäyhtälöön saadaan, että kaikilla x, y R pätee seuraavat arviot: Täydellinen kolmioepäyhtälö x y x ± y x + y Pekka Salmi FUNK 5. syyskuuta 2016 21 / 44

Käänteisen kolmioepäyhtälön perustelu Todistus Kolmioepäyhtälön nojalla x = x + y y ey x + y + y = x y x + y. Vastaavasti y = y + x x ey y + x + x = y x x + y. Täten joten x + y x y x + y x y x + y. Lemman nojalla. Pekka Salmi FUNK 5. syyskuuta 2016 22 / 44

Arviointia Esimerkki Olkoon a, b R joista tiedetään että a 1 ja b 2. Osoitetaan että tällöin a 2 b 2 3 a b. Kolmioepäyhtälön nojalla a 2 b 2 = (a + b)(a b) = a + b a b ey ( a + b ) a b 3 a b. Pekka Salmi FUNK 5. syyskuuta 2016 23 / 44

Arviointia 2 Esimerkki Mitä voidaan sanoa luvusta a, kun tiedetään, että a ja b ovat sellaisia reaalilukuja, että 2 < b < 3 ja a b 1 2? Käänteisen kolmioepäyhtälön nojalla a b = a b a b 1 2. Täten b 1 2 a b + 1 2. Yhdistämällä tämä tietoon että 2 < b < 3 saadaan että Geometrinen ratkaisu: piirrä kuva. 3 2 < a < 7 2. Pekka Salmi FUNK 5. syyskuuta 2016 24 / 44

Funktion käsite ja kuvaaja Olkoot X ja Y ei-tyhjiä joukkoja. Funktio f : X Y on sääntö joka liittää jokaiseen alkioon x X täsmälleen yhden alkion f (x) Y. Joukkoa X kutsutaan funktion f määritysalueeksi ja joukkoa Y funktion f maalijoukoksi. Funktion f kuvajoukko (tai arvojoukko) on Funktion f graa eli kuvaaja määrää funktion f yksikäsitteisesti. f (X ) = {f (x) x X } Y. G f = {(x, f (x)) x X } X Y Pekka Salmi FUNK 5. syyskuuta 2016 25 / 44

Reaalifunktiot Reaalifunktion määritysalue ja kuvajoukko ovat reaalilukujen joukon osajoukkoja. Tällaisen funktion f : M R, missä M R, kuvaaja on muotoa G f = {(x, y) R 2 x M, y = f (x)} ja se voidaan esittää (x, y)-koordinaatistossa. Pekka Salmi FUNK 5. syyskuuta 2016 26 / 44

Esimerkki Olkoon f : R R, f (x) = x. Tällöin funktion f määritysalue on R, kuvajoukko on { x x R} = [0, + [ ja kuvaaja on joukko G f = {(x, x ) x R} = {(x, x) x < 0} {(x, x) x 0}. 4 3 2 1 1 2 3 4 Pekka Salmi FUNK 5. syyskuuta 2016 27 / 44

Esimerkki 2 Tutkitaan sääntöä f (x) = 1 x 2 1. Mikä on funktion f luonnollinen määritysalue ja kuvajoukko? Luonnollinen määritysalue on R \ { 1, 1}. Funktio f on parillinen (symmetrinen origon suhteen) eli f ( x) = f (x). Kun x, nimittäjä f (x) 0. Kun x 1+, niin f (x) +. Täten ]0, + [ sisältyy kuvajoukkoon. Toisaalta f (0) = 1 ja kun x 1, niin f (x) (f on vähenevä välillä [0, 1[). Kaiken kaikkiaan voidaan päätellä että funktion f kuvajoukko on ], 1] ]0, + [. Ks. Wolfram Alpha. Pekka Salmi FUNK 5. syyskuuta 2016 28 / 44

Polynomifunktiot Funktio P : R R, P(x) = a n x n + a n 1 x n 1 + + a 1 x + a 0 missä a 0, a 1,..., a n R, a n 0, on polynomi, jonka aste on n. Lukuja a 0, a 1,..., a n kutsutaan polynomin kertoimiksi. Luku x 0 R on funktion f nollakohta jos f (x) = 0 (luvun x täytyy tietenkin kuulua funktion f määritysalueeseen). Pekka Salmi FUNK 5. syyskuuta 2016 29 / 44

Aputulos Lemma a n b n = (a b)(a n 1 + a n 2 b + a n 3 b 2 + + ab n 2 + b n 1 ) Todistus 1. tapa: Induktio luvun n suhteen. 2. tapa: Kerrotaan auki (a b)(a n 1 + a n 2 b + a n 3 b 2 + + ab n 2 + b n 1 ) = a n + a n 1 b + a n 2 b 2 + + a 2 b n 2 + ab n 1 a n 1 b a n 2 b 2 a 2 b n 2 ab n 1 b n = a n b n. Pekka Salmi FUNK 5. syyskuuta 2016 30 / 44

Polynomin juuret Lause Jos x 0 on astetta n olevan polynomin P nollakohta, niin P on jaollinen termillä x x 0 eli P(x) = (x x 0 )Q(x) missä Q on astetta n 1 oleva polynomi. Pekka Salmi FUNK 5. syyskuuta 2016 31 / 44

Todistus Olkoon P(x) = n a k x k, a k R, a n 0. Edellisen lemman nojalla k=0 P(x) = P(x) P(x 0 ) = a n (x n x n ) + a 0 n 1 (x n 1 x n 1 ) + + a 0 1 (x x 0 ) + a 0 a 0 = a n (x x 0 )Q n (x) + a n 1 (x x 0 )Q n 1 (x) + + a 1 (x x 0 ) n = (x x 0 ) a k Q k (x). k=1 }{{} =Q(x) Tekijän Q(x) korkeimman asteen termi on a n x n 1 joten Q:n aste on n 1. Pekka Salmi FUNK 5. syyskuuta 2016 32 / 44