f k nazýváme funkční řadou v M.

Podobné dokumenty
2. Funkční řady Studijní text. V předcházející kapitole jsme uvažovali řady, jejichž členy byla reálná čísla. Nyní se budeme zabývat studiem

Diferenciální počet. Spojitost funkce

je parciální derivace funkce f v bodě a podle druhé proměnné (obvykle říkáme proměnné

3. Mocninné a Taylorovy řady

Přehled základních vzorců pro Matematiku 2 1

x + F F x F (x, f(x)).

II. INTEGRÁL V R n. Obr. 9.1 Obr. 9.2 Integrál v R 2. z = f(x, y)

f (k) (x 0 ) (x x 0 ) k, x (x 0 r, x 0 + r). k! f(x) = k=1 Řada se nazývá Taylorovou řadou funkce f v bodě x 0. Přehled některých Taylorových řad.

Nejčastějšími funkcemi, s kterými se setkáváme v matematice i v jejích aplikacích, jsou

Až dosud jsme se zabývali většinou reálnými posloupnostmi, tedy zobrazeními s definičním

NEWTONŮV INTEGRÁL. V předchozích kapitolách byla popsána inverzní operace k derivování. Zatím nebylo jasné, k čemu tento nástroj slouží.

Monotonie a lokální extrémy. Konvexnost, konkávnost a inflexní body. 266 I. Diferenciální počet funkcí jedné proměnné

Přibližné řešení algebraických rovnic

Limita a spojitost funkce a zobrazení jedné reálné proměnné

1 LIMITA FUNKCE Definice funkce. Pravidlo f, které každému x z množiny D přiřazuje právě jedno y z množiny H se nazývá funkce proměnné x.

V předchozích kapitolách byla popsána inverzní operace k derivování. Zatím nebylo jasné, k čemu tento nástroj slouží.

2. LIMITA A SPOJITOST FUNKCE

INTEGRÁLY S PARAMETREM

ŘADY KOMPLEXNÍCH FUNKCÍ

30. listopadu Derivace. VŠB-TU Ostrava. Dostupné: s1a64/cd/index.htm.

Integrální počet - III. část (určitý vlastní integrál)

NMAF 051, ZS Zkoušková písemná práce 16. ledna 2009

Zimní semestr akademického roku 2014/ prosince 2014

Limita a spojitost funkce. 3.1 Úvod. Definice: [MA1-18:P3.1]

LIMITA FUNKCE, SPOJITOST FUNKCE

Limita ve vlastním bodě

V této kapitole si zobecníme dříve probraný pojem limita posloupnosti pro libovolné funkce.

NMAF 051, ZS Zkoušková písemná práce 4. února 2009

integrovat. Obecně lze ale říct, že pokud existuje určitý integrál funkce podle různých definic, má pro všechny takové definice stejnou hodnotu.

1. Funkce dvou a více proměnných. Úvod, limita a spojitost. Definiční obor, obor hodnot a vrstevnice grafu

I. 4. l Hospitalovo pravidlo

To je samozřejmě základní pojem konvergence, ale v mnoha případech je příliš obecný a nestačí na dokazování některých užitečných tvrzení.

+ c. n x ( ) ( ) f x dx ln f x c ) a. x x. dx = cotgx + c. A x. A x A arctgx + A x A c

Otázky k ústní zkoušce, přehled témat A. Číselné řady

R n výběr reprezentantů. Řekneme, že funkce f je Riemannovsky integrovatelná na

Limita a spojitost funkce

7B. Výpočet limit L Hospitalovo pravidlo

Limita funkce. FIT ČVUT v Praze. (FIT) Limita funkce 3.týden 1 / 39

Riemannův určitý integrál.

Předpoklady: a, b spojité na intervalu I.

verze 1.3 kde ρ(, ) je vzdálenost dvou bodů v R r. Redukovaným ε-ovým okolím nazveme ε-ové okolí bodu x 0 mimo tohoto bodu, tedy množinu

( s) ( ) ( ) ( ) Stabilizace systému pomocí PID regulátoru. Řešený příklad: Zadání: Uvažujme řízený systém daný přenosovou funkcí

Funkce Arcsin. Předpoklady: Některé dosud probírané funkce můžeme spojit do dvojic: 4 je číslo, jehož druhá mocnina se rovná 4.

Limita a spojitost LDF MENDELU

4. přednáška 22. října Úplné metrické prostory. Metrický prostor (M, d) je úplný, když každá cauchyovská posloupnost bodů v M konverguje.

18. x x 5 dx subst. t = 2 + x x 1 + e2x x subst. t = e x ln 2 x. x ln 2 x dx 34.

Integrální počet - II. část (určitý integrál a jeho aplikace)

LEKCE10-RAD Otázky

Petr Hasil. Podpořeno projektem Průřezová inovace studijních programů Lesnické a dřevařské fakulty MENDELU v Brně (LDF)

3. LIMITA A SPOJITOST FUNKCE

NMAF061, ZS Písemná část zkoušky 25. leden 2018

Limita a spojitost funkce

je jedna z orientací určena jeho parametrizací. Je to ta, pro kterou je počátečním bodem bod ϕ(a). Im k.b.(c ) ( C ) (C ) Obr Obr. 3.5.

1. Těleso komplexních čísel Definice. Množinou komplexních čísel rozumíme množinu R 2.

Funkce arcsin. Některé dosud probírané funkce můžeme spojit do dvojic: 4 - je číslo, které když dám na druhou tak vyjde 4.

Matematika III. Miroslava Dubcová, Daniel Turzík, Drahoslava Janovská. Ústav matematiky

KMA/P506 Pravděpodobnost a statistika KMA/P507 Statistika na PC

PRIMITIVNÍ FUNKCE. Primitivní funkce primitivní funkce. geometrický popis integrály 1 integrály 2 spojité funkce konstrukce prim.

6. Určitý integrál a jeho výpočet, aplikace

PRIMITIVNÍ FUNKCE DEFINICE A MOTIVACE

Příklad 1. Řešení 1a Máme vyšetřit lichost či sudost funkce ŘEŠENÉ PŘÍKLADY Z M1A ČÁST 3

17 Křivky v rovině a prostoru

2. Pokud nedojde k nejasnostem, budeme horní a dolní součty značit pouze

VI. Derivace složené funkce.

Pojem limity funkce charakterizuje chování funkce v blízkém okolí libovolného bodu, tedy i těch bodů, ve kterých funkce není definovaná. platí. < ε.

4. cvičení z Matematiky 2

6 5 = 0, = 0, = 0, = 0, 0032

Metody výpočtu limit funkcí a posloupností

Určete (v závislosti na parametru), zda daný integrál konverguje, respektive zda konverguje. dx = t 1/α 1 dt. sin x α dx =

Kapitola 2: Spojitost a limita funkce 1/20

Diferenciální počet 1 1. f(x) = ln arcsin 1 + x 1 x. 1 x 1 a x 1 0. f(x) = (cos x) cosh x + 3x. x 0 je derivace funkce f(x) v bodě x0.

7. Integrální počet Primitivní funkce, Neurčitý integrál

Matematika II: Testy

( a) Okolí bodu

Integrál a jeho aplikace Tomáš Matoušek

Komplexní čísla tedy násobíme jako dvojčleny s tím, že použijeme vztah i 2 = 1. = (a 1 + ia 2 )(b 1 ib 2 ) b b2 2.

9. Limita a spojitost

A DIRACOVA DISTRIBUCE 1. δ(x) dx = 1, δ(x) = 0 pro x 0. (1) Graficky znázorňujeme Diracovu distribuci šipkou jednotkové velikosti (viz obr. 1).

Základy matematické analýzy

10 Určitý integrál Riemannův integrál. Definice. Konečnou posloupnost {x j } n j=0 nazýváme dělením intervalu [a,b], jestliže platí

Vybrané kapitoly z matematiky

7. Derivace složené funkce. Budeme uvažovat složenou funkci F = f(g), kde některá z jejich součástí

Petr Hasil. Prvákoviny c Petr Hasil (MUNI) Úvod do infinitezimálního počtu Prvákoviny / 57

NMAF061, ZS Písemná část zkoušky 16. leden 2018

VIII. Primitivní funkce a Riemannův integrál

i=1 Přímka a úsečka. Body, které leží na přímce procházející body a a b můžeme zapsat pomocí parametrické rovnice

Mezi elementární komplexní funkce se obvykle počítají tyto funkce: f(z) = az + b,

Funkce komplexní proměnné a integrální transformace

a) formulujte Weierstrassovo kritérium stejnoměrné konvergence b) pomocí tohoto kritéria ukažte, že funkční řada konverguje stejnoměrně na celé R

Teorie. kunck6am/ (a) lim. x x) lim x ln ) = lim. vnitřní funkce: lim x. = lim. lim. ln(1 + y) lim = 1,

Matematická analýza III.

Posloupnosti a řady. a n+1 = a n + 4, a 1 = 5 a n+1 = a n + 5, a 1 = 5. a n+1 = a n+1 = n + 1 n a n, a 1 = 1 2

Označení derivace čárkami, resp. římskými číslicemi, volíme při nižším řádu derivace, jinak užíváme horní index v závorce f (5), f (6),... x c g (x).

( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) Užití derivací. x, x a, b : x x f x f x MATA P12. Funkce rostoucí a klesající: Definice rostoucí a klesající funkce

6. a 7. března Úloha 1.1. Vypočtěte obsah obrazce ohraničeného parabolou y = 1 x 2 a osou x.

LDF MENDELU. Simona Fišnarová (MENDELU) Určitý integrál ZVMT lesnictví 1 / 26

13. Exponenciální a logaritmická funkce

1. Posloupnosti čísel

NMAF 051, ZS Zkoušková písemná práce 17. února ( sin (π 2 arctann) lim + 3. n 2. π 2arctan n. = lim + 3.

LINEÁRNÍ DIFERENCIÁLNÍ ROVNICE 2.ŘÁDU

Transkript:

6. Funční řdy posloupnosti. Bodová stejnoměrná onvergence. Nechť pro N jsou f omplení či reálné funce omplení či reálné proměnné, teré mjí společný definiční obor M. Posloupnost {f ; N} nzýváme funční posloupností v M. Řdu f nzýváme funční řdou v M. Úmluv. Pro větší názornost budeme oznčovt písmenem reálnou proměnnou písmenem z proměnnou omplení. Většin pojmů tvrzení se bude týt j reálných t i ompleních funcí, budou le speciální vlstnosti tvrzení, terá budeme formulovt pouze pro reálné funce reálné proměnné. Limit posloupnosti (bodová). Říáme, že posloupnost {f ; N} má itu f v množině M M, jestliže pro ždou hodnotu z M je f (z) = f(z) v C, resp. R. Tuto sutečnost p zpisujeme pomocí symbolu nebo f = f v M, f (z) = f(z), z M. Obor (bodové) onvergence řdy. Říáme, že řd f množině M M, jestliže pro ždou hodnotu z M onverguje řd onverguje (bodově) v Množinu M nzýváme oborem onvergence řdy. Je-li s n = s v M, de n {s n ; n N} je posloupnost částečných součtů, píšeme p f (z). nebo f = s v M, f (z) = s(z), z M. Stejnoměrná onvergence posloupnosti řdy. U onvergence posloupností řd se velice čsto používá jiný způsob onvergence. Bodová onvergence znmená, že se členy posloupnosti (částečné součty) blíží itě v ždém bodě oboru onvergence. Poud je toto blížení stejné pro všechny hodnoty proměnné, mluvíme o stejnoměrné onvergenci. Nechť f = f v M, p říáme, že posloupnost {f ; N} onverguje funci f stejnoměrně v množině M M, jestliže pltí: libovolnému ε > 0 eistuje n 0 N tové, že je f (z) f(z) < ε pro všechny indey n n 0 všechny hodnoty proměnné z M. Říáme, že řd f = s v M, onverguje stejnoměrně v množině M M, jestliže pltí: 9

libovolnému ε > 0 eistuje n 0 N tové, že je n f s(z) < ε pro všechny indey n n 0 všechny hodnoty proměnné z M. Podmín pro stejnoměrnou onvergenci se, zvláště pro řdy, většinou obtížně ověřuje. Proto obvyle vzth, ve terém počítáme supremum odhdujeme. Npišme si formu ritéri, teré pro ověřování stejnoměrné onvergence používáme. Weierstrssovo ritérium ) Nechť f = f v množině M, jestliže je f (z) f(z), z M M = 0, p posloupnost {f, N} onverguje stejnoměrně funci f v množině M. b) Nechť f = f, v množině M jestliže je f (z), z M M <, p řd f onverguje stejnoměrně v množině M. Příld 6.. Určete, de dná posloupnost onverguje de onverguje stejnoměrně. ) f () = e, R : Z průběhu eponenciální funce je zřejmé, že f = e y ey = 0, (0, ), = e 0 =, = 0, y ey =, (, 0). Je tedy f = f v intervlu 0, ), de Dále je f() =, = 0, 0, (0, ). f () f() ; 0 < } = e ; 0 < < } =. Konvergence není tedy v celém intervlu stejnoměrná. Z průběhu funce y = e vidíme, že se musíme omezit n hodnoty 0 > 0. Potom je m{e ; 0, )} = e 0 0 pro. Podle Weierstrssov ritéri onverguje tedy posoupnost stejnoměrně v ždém z intervlů 0, ), 0 > 0. b) f () = sin (), R : 20

Zde využijeme sutečnosti, že je funce sinus omezená tedy sin (), R. Protože je = 0, je f = 0 v R stejnoměrně. ( ) c) f () = sin, R : ( ) Je f = sin = sin t = 0, R. Dále je t 0 ( ) sin 0, R} =, neboť npříld pro = π ( ) ( ) π 2 je sin = sin =. Uvžujme hodnoty 2 0, 0, 0 > 0 libovolné. Dále se omezme n hodnoty indeu n 0, de 0 π n 0 2. Pro hodnoty 0, 0 n 0 je Protože je 0, 0. sin ( ) ( ) sin 0 sin 0 0 < 0 < π 2. ( ) 0 = 0, je dná posloupnost stejnoměrně onvergentní v intervlu d) f () = + R { } : Pro výpočet ity vyšetřování onvergence posloupnosti rozdělíme definiční obor n dílčí intervly. (, ) : = : = 0 f = f () = 2 = 2 ; + = 0; > : f () = + = = Je tedy f () = f() v R { }, de f() = 0, (, ), 2, =,, (, ) (, ). + =. Funce f není spojitá v bodech,, n celých dílčích intervlech nemůže posloupnost onvergovt stejnoměrně. Provedeme opět výpočty pro dílčí intervly. (, ) : Je f () f() = + + ; (, )} =. Pro 0, 0, 0 < 0 < je + 0 0 2 0 0 = 0.

Posloupnost onverguje stejnoměrně n ždém z intervlů 0, 0, 0 < 0 <. (, ) (, ) : Je f () f() = + = protože je + + ; (, )} = + ; (, )} = 2 neonverguje posloupnost stejnoměrně n žádném z intervlů. Jestliže zvolíme 0 >, p pro (, 0 0, ) je f () f() = +. 0 Protože je = 0, je posloupnost stejnoměrně onvergentní n ždém z intervlů (, 0 0, ), 0 > 0. Příld 6.2. Určete obor onvergence dné řdy rozhodněte, de řd onverguje stejnoměrně. ) sin (), R : 2 + Pro R je 2 + sin () 2 + tudíž dná řd onverguje stejnoměrně v R. z b) +, z C : Podle podílového ritéri je A = + = z + ( + ) ( + 2)z 2 + <, = z + + 2 = z. Řd onverguje pro z <. Protože je z ; z < } = + + + =, neonverguje řd stejnoměrně v celém ruhu z <. Omezme se n vnořený ruh z 0 <. V něm pltí, že z + 0 + 0 + <. Dná řd onverguje stejnoměrně v ždém z ruhů z 0 <. ( ) c), R : + 22

Dná řd je geometricou řdou s vocientem q =. Řd tudíž onverguje pro + q = + < < + (, ). Protože je 2 ( ) + ; (, )} =, řd nebude n celém oboru onvergence onvergovt stejnoměrně. Protože je =, budeme se muset při vyšetřování stejnoměrné + 2 onvergence omezit n intervly typu, 2, < 2 < 2. Z průběhu funce y = +, >, je zřejmé, že pro, 2 je + m{ 2, } = q <. + + 2 ( ) Potom je v tomto intervlu + q, 0 < q <. Protože je q <, je dná řd stejnoměrně onvergentní v ždém z intervlů, 2, < 2 < 2. d) e (+2j), R : Pro R je Dále je e (+2j) = e (cos (2) j sin (2)), e = 0, > 0,, = 0,, < 0, e (+2j) = e. řd tedy může onvergovt pro (0, ). Všimněme si, že e = (e ) z oboru onvergence geometricé řdy s vocientem q = e dostneme, že dná řd onverguje pro e <, tedy pro (0, ). Protože je e ; > 0} =, nemůže řd onvergovt stejnoměrně n celém oboru onvergence. Jestliže se omezíme n hodnoty 0 > 0, p z odhdu e (cos (2) j sin (2)) = e e 0 = ( e 0) z ( ) onvergence řdy e 0 vyplývá stejnoměrná onvergence dné řdy v ždém z intervlů 0, ), 0 > 0. 23