Seuraavat peruslauseet 1-8 voidaan helposti todistaa integraalin määritelmästä. Integroimisjoukko R oletetaan rajoitetuksi Jordanmitalliseksi

Samankaltaiset tiedostot
HY, MTL / Matemaattisten tieteiden kandiohjelma Todennäköisyyslaskenta IIb, syksy 2018 Harjoitus 3 Ratkaisuehdotuksia.

Analyysi A. Harjoitustehtäviä lukuun 1 / kevät 2018

EX1 EX 2 EX =

Insinöörimatematiikka IA

Algebra I Matematiikan ja tilastotieteen laitos Ratkaisuehdotuksia harjoituksiin 5 (6 sivua)

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

5.3 Matriisin kääntäminen adjungaatilla

Insinöörimatematiikka D

Luku 2. Jatkuvien funktioiden ominaisuuksia.

Laaja matematiikka 2 Kertaustehtäviä Viikko 17/ 2005

Lebesguen mitta ja integraali

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

Funktion raja-arvo ja jatkuvuus Reaali- ja kompleksifunktiot

4 KORKEAMMAN KERTALUVUN LINEAARISET DIFFERENTIAALIYHTÄLÖT. Kertaluvun n lineaarinen differentiaaliyhtälö ns. standardimuodossa on

Satunnaismuuttujien muunnokset ja niiden jakaumat. Satunnaismuuttujien muunnokset ja niiden jakaumat

Äärettämän sarjan (tai vain sarjan) sanotaan suppenevan eli konvergoivan, jos raja-arvo lims

1. (Jatkoa Harjoitus 5A tehtävään 4). Monisteen esimerkin mukaan momenttimenetelmän. n ne(y i Y (n) ) = 2E(Y 1 Y (n) ).

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

peitteestä voidaan valita äärellinen osapeite). Äärellisen monen nollajoukon yhdiste on nollajoukko.

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

Tilastollinen päättely II, kevät 2017 Harjoitus 3B

4.3 Moniulotteinen Riemannin integraali

LIITTEET Liite A Stirlingin kaavan tarkkuudesta...2. Liite B Lagrangen kertoimet...3

Isoperimetrisestä epäyhtälöstä

Matematiikan tukikurssi

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

1 Eksponenttifunktion määritelmä

Johda jakauman momenttiemäfunktio ja sen avulla jakauman odotusarvo ja varianssi.

Tilastollinen päättömyys, kevät 2017 Harjoitus 6A

Solmu 3/ toteutuu kaikilla u,v I ja λ ]0,1[. Se on aidosti konveksi, jos. f ( λu+(1 λ)v ) < λf(u)+(1 λ)f(v) (2)

T Datasta tietoon, syksy 2005 Laskuharjoitus 8.12., ratkaisuja Jouni Seppänen

Matematiikan tukikurssi. Kertausta 1. välikokeeseen. Tehtävät

Äärellisten Borel-mittojen Fourier-muunnoksista euklidisissa avaruuksissa

Luku 4. Derivoituvien funktioiden ominaisuuksia.

MS-A0305 Differentiaali- ja integraalilaskenta 3 Luento 8: Divergenssi ja roottori. Gaussin divergenssilause.

RATKAISUT x 2 3 = x 2 + 2x + 1, eli 2x 2 2x 4 = 0, joka on yhtäpitävä yhtälön x 2 x 2 = 0. Toisen asteen yhtälön ratkaisukaavalla saadaan

Stokastiikan perusteet Harjoitukset 1 (Todennäköisyysavaruus, -mitta ja -funktio)

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

Matematiikan tukikurssi

3 10 ei ole rationaaliluku.

Täydennetään ja kerrataan Fitzpatrickin lukujen 18 ja 19 esitystä.

Antti Rasila. Kevät Matematiikan ja systeemianalyysin laitos Aalto-yliopisto. Antti Rasila (Aalto-yliopisto) MS-A0204 Kevät / 16

Ryhmän osajoukon generoima aliryhmä ja vapaat ryhmät

Johdatus matemaattiseen päättelyyn

Oletetaan sitten, että γ(i) = η(j). Koska γ ja η ovat Jordan-polku, ne ovat jatkuvia injektiivisiä kuvauksia kompaktilta joukolta, ja määrittävät

MATEMATIIKAN JA TILASTOTIETEEN LAITOS

Funktioista. Esimerkki 1

Algebra I Matematiikan ja tilastotieteen laitos Ratkaisuehdotuksia harjoituksiin 3 (9 sivua) OT

Määritelmä 2.5. Lause 2.6.

Täydellisyysaksiooman kertaus

Tehtävä 1. Voidaanko seuraavat luvut esittää kahden neliön summina? Jos voidaan, niin kuinka monella eri tavalla? (i) n = 145 (ii) n = 770.

Differentiaali- ja integraalilaskenta 2 (CHEM) MS-A0207 Hakula/Vuojamo Kurssitentti, 12.2, 2018, arvosteluperusteet

Toispuoleiset raja-arvot

Matematiikan tukikurssi

Matematiikka B2 - Avoin yliopisto

Cantorin joukko LUKU 8

Polkuintegraali yleistyy helposti paloitain C 1 -poluille. Määritelmä Olkoot γ : [a, b] R m paloittain C 1 -polku välin [a, b] jaon

xe y = ye x e y + xe y y = y e x + e x y xe y y y e x = ye x e y y (xe y e x ) = ye x e y y = yex e y xe y e x = x 3 + x 2 16x + 64 = D(x)

MATP153 Approbatur 1B Harjoitus 1, ratkaisut Maanantai

Ratkaisuehdotus 2. kurssikoe

Talousmatematiikan perusteet, ORMS1030

Mat Sovellettu todennäköisyyslasku A

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

2 u = 0. j=1. x 2 j=1. Siis funktio v saavuttaa suurimman arvonsa jossakin alueen Ω pisteessä x. Pisteessä x = x on 2 v. (x ) 0.

Osa 2: Otokset, otosjakaumat ja estimointi

2 Funktion derivaatta

Epäyhtälöoppia matematiikkaolympialaisten tehtäviin

8. Avoimen kuvauksen lause

Liike-elämän matematiikka Opettajan aineisto

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

Tilavuus puolestaan voidaan esittää funktiona V : (0, ) (0, ) R,

4. Todennäköisyyslaskennan kertausta

3 x < < 3 x < < x < < x < 9 2.

Matematiikan tukikurssi

Funktiojonon tasainen suppeneminen

Matematiikan tukikurssi, kurssikerta 3

2. Todista Lause 1.2 : Jos I on ylinumeroituva indeksijoukko ja a i > 0kaikillai 2 I, niin P i2i a i = 1.

Sarjojen suppenemisesta

DI matematiikan opettajaksi: Täydennyskurssi, kevät 2010 Luentorunkoa ja harjoituksia viikolle 13: ti klo 13:00-15:30 ja to 1.4.

r > y x z x = z y + y x z y + y x = r y x + y x = r

Eräs matematiikassa paljon hyödynnetty summa on ns. luonnollisten lukujen neliöiden summa n.

BM20A Integraalimuunnokset Harjoitus 8

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

Johdatus tilastotieteeseen Otos ja otosjakaumat. TKK (c) Ilkka Mellin (2005) 1

Ratkaisu: (i) Joukko A X on avoin jos kaikilla x A on olemassa r > 0 siten että B(x, r) A. Joukko B X on suljettu jos komplementti B c on avoin.

8. Avoimen kuvauksen lause

Noora Nieminen. Hölderin epäyhtälö

MS-A0207 Differentiaali- ja integraalilaskenta 2 Luento 5: Gradientti ja suunnattu derivaatta. Vektoriarvoiset funktiot. Taylor-approksimaatio.

Mat Sovellettu todennäköisyyslasku A. Diskreetit jakaumat Jatkuvat jakaumat. Avainsanat:

1 Määrittelyjä ja aputuloksia

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

Mitta- ja integraaliteoria 2 Harjoitus 1, Olkoon f : A! [0, 1] mitallinen ja m(a) < 1. Näytä, että josonp>1javakio M<1, joille

9. Lineaaristen differentiaaliyhtälöiden ratkaisuavaruuksista

Kompleksianalyysi, viikko 6

Ortogonaaliprojektio äärellisulotteiselle aliavaruudelle

HELSINGIN YLIOPISTO HELSINGFORS UNIVERSITET UNIVERSITY OF HELSINKI. Matematiikan ja tilastotieteen laitos. Matemaattis-luonnontieteellinen

Kantavektorien kuvavektorit määräävät lineaarikuvauksen

LUKU 3. Ulkoinen derivaatta. dx i 1. dx i 2. ω i1,i 2,...,i k

MS-A0305 Differentiaali- ja integraalilaskenta 3 Luento 1: Moniulotteiset integraalit

Transkriptio:

Laaja matematiikka 5 Kevät 200 2. Itegraali omiaisuuksia Seuraavat peruslauseet -8 voidaa helposti todistaa itegraali määritelmästä. Itegroimisjoukko oletetaa rajoitetuksi Jordamitalliseksi joukoksi. Lause Jos f ja g ovat joukossa itegroituvia, ii myös f ( f + g) = f + g. + g o ja Lause 2 Jos f o joukossa itegroituva ja c o vakio, ii myös cf o itegroituva ja ( cf ) = c f. Lause 3 Jos f ja g ovat joukossa itegroituvia ja f ( x) g( x) x, ii f g.

2 Kolmioepäyhtälö vastie o itegraaleilla Lause 4 Jos f o joukossa itegroituva, ii myös f o ja f f. Lause 5 Jos f ja g ovat joukossa itegroituvia, ii myös fg o. Lause 6 Jos f o jatkuva ja g välillä I itegroituvia ei-egatiivie fuktio, ii välillä I o olemassa sellaie piste x 0, että f ( x) g( x) dx= f( x ) g( x) dx. I 0 I Lause 7 Jos S Tja f : S o itegroituva, ii silloi myös fuktio f ollajatko joukkoo T f ( x), ku x S fs( x) = 0, ku x T \ S o itegroituva joukossa T ja f = f S. T S

3 Huomattakoo, että jos f o aluperi määritelty laajemmassa joukossa T, ii silloi fs = f χs o itegroituva joukossa S ja f = f χ S S. S T Lause 8 Jos f o itegroituva erillisissä joukoissa S ja S 2, ii se o itegroituva myös iide yhdisteessä S S2 ja f = f + f. S S2 S S2 Tarvitsemme jatkossa seuraavaa merkitää jouko itegraalille: f ( x) dx= f( x,, x ) d( x,, x ). p p p yli lasketulle Lause 9 (Iteroitu itegraali väli yli) Olkoo väli I = I I, I = a, b, j =,, ja fuktio f j j j itegroituva välillä I. Jos jokaisella p, p ja jokaisella ( x,, x ) I I itegraali p+ p+ F ( x,, x ) = f( x) d( x,, x ) p p+ I Ip o olemassa, ii iteroitu itegraali b b2 aa2 b x f ( ) dx dx dx a o olemassa ja = f ( x) dx. I 2

4 Tod. Ks. Trech s. 469 tai Fitzpatrick pykälä 9.. Vaikka lause 9 o muotoiltu väleille, saadaa ollajatkoje avulla itegroitua yleisempieki alueide yli. Lause 0 Olkoo f itegroituva joukossa S = ( x, y) u( y) x v( y), c y d ja itegraali v( y) u( y) { } f ( xydx, ) olemassa jokaisella c y d. Silloi d v( y) f ( xydxy, ) (, ) = f( xydxdy, ). S c u( y)

5 Kolmiulotteie versio o: Lause Olkoo f itegroituva joukossa S = ( x, y, z ) u ( y, z ) x v ( y, z ), u ( z ) y v ( z ), c z d. { 2 2 } Oletetaa edellee, että itegraali f ( xyzdxy,, ) (, ) S( z) o olemassa yli jouko Sz () = (, xyu ) (,) yz x v(,), yz u() z y v() z { 2 2 } jokaisella z, c z d ja samoi itegraali v ( y, z) u ( y, z) f ( xyzdx,, ) kaikilla ( yz, ). Silloi d v2( z) v( y, z) f ( xyzdxyz,, ) (,, ) = f( xyzdxdydz,, ). S c u2( z) u( y, z)

6 Seuraavaksi tutkimme muuttuja vaihtoa. Koska muuttuja vaihto merkitsee avaruude kuvaamista toisee, o selvitettävä esi, mite joukkoje mitta muuttuu avaruuksie välisissä muuoksissa. Mitallisella tarkoitamme Jorda mitallista, eli joukkoa, joka reua o ollamittaie. Esiksi todetaa, että jos kuvaus o riittävä sääöllie, ollamittaie joukko säilyy ollamittaisea. Lause 2 Jos G : o jatkuvasti differetioituva avoimessa rajoitetussa joukossa S ja K S o suljettu ja ollamittaie, ii G ( K) o ollamittaie. Lause 3 Jos G : o jatkuvasti differetioituva bijektio ja G ( x) 0kompaktissa mitallisessa joukossa S, ii G ( S) o kompakti ja mitallie. Ku yt tiedetää, että mitallisuus säilyy muuoksissa, voidaa pohtia, mikä o muuetu jouko mitta. Aloitetaa lieaarimuuoksista. Yksikertaisimmat käätyvät lieaarikuvaukset saadaa elemetaarimuuosmatriiseilla (Lama 2i, Kaleva moiste ss.49-50).

7 Apulause Olkoo I rajoitettu väli ja E joki elemetaarimuuosmatriisi kokoa. Silloi vei ( ) = det( E) vi ( ). Tod.: Lueolla tai Trech 492-3. Lause 4 Olkoo S kompakti mitallie joukko ja L : bijektiivie lieaarikuvaus, joka matriisi o A. Silloi muuoksessa x= L( y) = Ayjouko S mitta muutuu kaava v( L ( S)) = det( A) v( S) mukaisesti. Tod.: Koska L o bijektio, o se matriisi A käätyvä. Jokaie käätyvä matriisi voidaa esittää elemetaarimuuosmatriisie tuloa (Lama 2i): A = Ek E. Silloi saadaa iduktiivisesti v( L( S)) = v( AS) = v( E ( E E S)) k k = det( E ) ve ( ES) = = det( E)det( E ) det( E) vs ( ) k k k k = det( E E E ) v( S) = det( A) v( S). k k Tämä tulos yleistyy kaikkii riittävä sääöllisii muuoksii ja determiati rooli saa kuvaukse derivaata determiatti. Tulos o syvällie ja todistus sivuutetaa, ks. Trech tai Fitzpatrick. Lause 5 (Muuttuja vaihto) Olkoo G : jatkuvasti differetioituva bijektio ja G ( x) 0 kompaktissa mitallisessa joukossa S ja f jatkuva kuvajoukossa G ( S). Silloi muuoksessa x= G( y ) G( S) f ( x) dx= f( G( y))det( G ( y)) dy. S