z + w z + w z w = z 2 w z w = z w z 2 = z z = a 2 + b 2 z w

Relaterede dokumenter
Formelsamling til MatIntro kurset på Københavns Universitet

Funktioner af flere variable

Besvarelser til Calculus Ordinær eksamen - Forår - 6. Juni 2016

Differentiation af sammensatte funktioner

Eksamen i Calculus. Onsdag den 1. juni Første Studieår ved Det Teknisk-Naturvidenskabelige Fakultet og Det Sundhedsvidenskabelige Fakultet

Eksamen i Calculus. 14. juni f (x, y, z) = 1 + x 2 + y 2. x 2 + y 2 1 Hele rummet uden z aksen

Pointen med Differentiation

Besvarelser til Calculus Ordinær Eksamen Juni 2019

Besvarelser til Calculus Ordinær Eksamen - 3. Januar 2017

MATEMATIK 11 Eksamensopgaver Juni 1995 Juni 2001, 4. fjerdedel

Eksamen i Calculus. 14. juni f (x, y, z) = 1 + x 2 + y 2. x 2 + y 2 1 Hele rummet uden z aksen

Eksamen i Calculus. 14. juni f (x, y, z) = 1 + x 2 + y 2. Hele rummet uden z aksen

Funktion af flere variable

Reeksamen i Calculus

Grafisk bestemmelse - fortsat Støttepunkter. Grafisk bestemmelse y. giver grafen. Niveaukurver og retning u = ( 1

Mere om differentiabilitet

(Prøve)Eksamen i Calculus

Taylors formel. Kapitel Klassiske sætninger i en dimension

MM501 forelæsningsslides

Besvarelser til Calculus og Lineær Algebra Globale Forretningssystemer Eksamen - 8. Juni 2015

Mini-formelsamling. Matematik 1

Besvarelser til Calculus Ordinær Eksamen Januar 2019

MATEMATIK A-NIVEAU. Kapitel 1

Besvarelser til Calculus Ordinær Eksamen Juni 2018

Besvarelser til Calculus Ordinær Eksamen - 5. Januar 2018

EKSAMENSOPGAVELØSNINGER CALCULUS 2 (2005) AUGUST 2006 AARHUS UNIVERSITET

DesignMat Uge 1 Repetition af forårets stof

To find the English version of the exam, please read from the other end! Eksamen i Calculus

Taylorudvikling I. 1 Taylorpolynomier. Preben Alsholm 3. november Definition af Taylorpolynomium

Nøgleord og begreber Komplekse tal Test komplekse tal Polære koordinater Kompleks polarform De Moivres sætning

To find the English version of the exam, please read from the other end! Eksamen i Calculus

Løsninger til eksamensopgaver på A-niveau 2019 ( ) ( )

To find the English version of the exam, please read from the other end! Eksamen i Calculus

Komplekse tal og algebraens fundamentalsætning.

Reeksamen i Calculus

Eksamen i Calculus. Første Studieår ved Det Tekniske Fakultet for IT og Design samt Det Ingeniør- og Naturvidenskabelige Fakultet. 3.

DesignMat Den komplekse eksponentialfunktion og polynomier

MM502+4 forelæsningsslides. uge 6, 2009

To find the English version of the exam, please read from the other end! Eksamen i Calculus

Besvarelser til Calculus og Lineær Algebra Globale Forretningssystemer Eksamen - 3. Juni 2014

To find the English version of the exam, please read from the other end! Eksamen i Calculus

MASO Uge 7. Differentiable funktioner. Jesper Michael Møller. Uge 7. Formålet med MASO. Department of Mathematics University of Copenhagen

Eksamen i Calculus Fredag den 8. januar 2016

Reeksamen i Calculus Onsdag den 17. februar 2016

EKSAMENSOPGAVELØSNINGER CALCULUS 2 (2005) JANUAR 2006 AARHUS UNIVERSITET.. Beregn den retningsafledede D u f(0, 0).

Eksamen i Calculus Mandag den 4. juni 2012

MM501 forelæsningsslides

MATEMATIK 11 Eksamensopgaver Juni 1995 Juni 2001, 3. fjerdedel

Reeksamen i Calculus. Første Studieår ved Det Tekniske Fakultet for IT og Design samt Det Ingeniør- og Naturvidenskabelige Fakultet. 17.

Funktioner af to variable

INSTITUT FOR MATEMATIK OG DATALOGI. TIDLIGERE EKSAMENSOPGAVER MM501 Calculus I, MM502 Calculus II Januar 2006 juni 2010

Besvarelser til de to blokke opgaver på Ugeseddel 7

Besvarelser til Lineær Algebra og Calculus Globale Forretningssystemer Eksamen - 6. Juni 2016

DesignMat Uge 1 Gensyn med forårets stof

Løsninger til eksamensopgaver på A-niveau 2017

Mike Vandal Auerbach. Differentialregning (2) (1)

Gradienter og tangentplaner

PeterSørensen.dk : Differentiation

Calculus Uge

Supplerende opgaver. 0. Opgaver til første uge. SO 1. MatGeo

matx.dk Differentialregning Dennis Pipenbring

MATEMATIK A-NIVEAU-Net Forberedelsesmateriale

x 2 + y 2 dx dy. f(x, y) = ln(x 2 + y 2 ) + 2 1) Angiv en ligning for tangentplanen til fladen z = f(x, y) i punktet

To find the English version of the exam, please read from the other end! Eksamen i Calculus

Reeksamen i Calculus

Eksamen i Calculus Tirsdag den 11. juni 2013

Matematik A. Studentereksamen. Forberedelsesmateriale til de digitale eksamensopgaver med adgang til internettet

Løsning til aflevering - uge 12

Reeksamen i Calculus Mandag den 11. august 2014

Den homogene ligning. Vi betragter den n te ordens, homogene, lineære differentialligning. d n y dt n. an 1 + any = 0 (1.2) dt. + a1 d n 1 y dt n 1

MATINTRO FUNKTIONER AF FLERE VARIABLE

Oversigt Matematik Alfa 1, August 2002

DESIGNMAT FORÅR 2012: UGESEDDEL Forberedelse Læs alle opgaverne fra tidligere ugesedler, og læg særlig mærke til dem du har spørgsmål til.

To find the English version of the exam, please read from the other end! Eksamen i Calculus

Partielle afledede og retningsafledede

MM501 forelæsningsslides

Contents. Introduktion 2

Matematikprojekt. Differentialregning. Lavet af Arendse Morsing Gunilla Olesen Julie Slavensky Michael Hansen. 4 Oktober 2010

Reeksamen i Calculus

MASO-Eksempler. x n. + 1 = 1 y n

Taylor s approksimationsformler for funktioner af én variabel

Eksamen i Calculus. Første Studieår ved Det Teknisk-Naturvidenskabelige Fakultet og Det Sundhedsvidenskabelige Fakultet. 6.

Kalkulus 1 - Opgaver. Anne Ryelund, Anders Friis og Mads Friis. 20. januar 2015

Matematik F2 Opgavesæt 2

MASO Uge 7. Differentiable funktioner. Jesper Michael Møller. Uge 7. Formålet med MASO. Department of Mathematics University of Copenhagen

[FUNKTIONER] Hvornår kan vi kalde en sammenhæng en funktion, og hvilke egenskaber har disse i givet fald. Vers. 2.0

Gamle eksamensopgaver (MASO)

Besvarelser til Calculus Reeksamen August 2017

8 Regulære flader i R 3

Indhold. Litteratur 11

Differential- regning

Eksamen i Calculus. Første Studieår ved Det Tekniske Fakultet for IT og Design samt Det Ingeniør- og Naturvidenskabelige Fakultet. 5.

Oversigt [S] 9.6, 11.1, 11.2, App. H.1

Oversigt Matematik Alfa 1, Januar 2003

Matematisk modellering og numeriske metoder. Lektion 10

Kapitel 2. Differentialregning A

Prøveeksamen i Calculus

Funktion af flere variable

Taylor s approksimationsformler for funktioner af én variabel

MATINTRO FUNKTIONER AF FLERE VARIABLE

Transkript:

Komplekse tal Hvis z = a + ib og w = c + id gælder z + w = (a + c) + i(b + d) z w = (a c) + i(b d) z w = (ac bd) + i(ad bc) z w = a+ib c+id = ac+bd + i bc ad, w 0 c +d c +d z a b = i a +b a +b Konjugation z + w = z + w z w = z w z w = z w z = z z = a + b z w = ( z w), w 0 Geometrisk tolkning og eksponentialer Hvis modulus benævnes r og argument benævnes θ gælder r = z = a + b z n = r n, arg(z n ) = nθ z = z z r = r r, θ = θ + θ z + w z + w e z = e a (cos b + i sin b) e z+w = e z e w (cos θ + i sin θ) n = cos(nθ) + i sin(nθ), n N Konjugering af et komplekst tal er det samme som at spejle det i R-aksen. Når man differentierer sin eller cos går man med uret og når man integrerer dem går man mod uret. Rødder zw = z w z w = z w Der findes n rødder w 0, w, w,..., w n til z som er givet ved ( w k = r iθ+kπ n e n = r n cos θ + kπ + i sin θ + kπ ), 0 < n k, k N, n N n n Hvis man får brug for at tage den n-te rod af i er en af løsningerne n i = e i π n, n R +

Andengradsligningen az + bz + c = 0, a 0 har løsningerne z = b ± b 4ac a Algebrarens fundamentalsætning (rødderne til n-tegradsligningen benævnes r, r...r n ) c n z n + c n z n + c n z n...c 0 = c n (z r )(z r )...(z r n ) Hvis r er en rod er den komplekst konjugerede r også en rod. Grænseværdier Følgen {a n } konvergerer mod a hvis der for ethvert reelt tal ɛ > 0 findes et tal N N således at a n a < ɛ for alle n N; altså lim a n = a x Hvis {a n } og {b n } er to konvergente følger (eller funktioner) med lim x l a n = A og lim x l b n = B gælder lim a n + b n = A + B x l lim a n b n = A B x l lim a n b n = A B x l a n lim = A x l b n B, B 0 L Hôpitals regel siger at grænseværdien af en brøk, hvor tælleren og nævneren enten begge går mod 0, begge går mod eller begge går mod, er lig med grænseværdien af tælleren differentieret over nævneren differentieret, forudsat at denne grænseværdi konvereger f(x) lim x a g(x) = lim f (x) x a g (x) Differentiable (og integrerbare) funktioner En funktion f er differentiabel i a hvis følgende grænseværdi eksisterer f(x) f(a) lim = f (a) x a x a

Hvis c er en konstant og der differentieres mht. x gælder D[ c ] = 0 D[ x c ] = cx c D[ c x ] = c x ln c, c > 0 D[ e x ] = e x D[ x x ] = x x ( + ln x) D[ x ] = x, x > 0 D[ ln x ] = x D[ sin x ] = cos x D[ cos x ] = sin x D[ tan x ] = (cos x) Desuden gælder, hvis f og g er differentiable funktioner, D[ c f(x) ] = c f (x) D[ f(x) + g(x) ] = f (x) + g (x) D[ f(x) g(x) ] = f (x) g (x) D[ f(x) g(x) ] = f (x) g(x) + f(x) g (x) D[ f(g(x)) ] = f (g(x)) g (x) D [ ] f(x) = f (x) g(x) f(x) g (x) g(x) (g(x)), g(x) 0 Hvis funktionen f : [a; b] R har et maksimum eller et minimum i et indre punkt c ]a; b[, gælder f (c) = 0 For funktioner af flere variabler er det gradienten der skal være 0. Se iøvrigt kædereglen for sammensatte funktioner af flere variable. af(x) dx = a f(x) dx f(x) + g(x) dx = f(x) dx + g(x) dx f(x) g(x) dx = f(x) dx g(x) dx f(g(x)) g (x) dx = F (g(x)) + C f(x) dx = F (x) + C f(ax) dx = F (ax) a + C, a 0 Integration ved substitution, hvor g(x) erstattes med t f(g(x)) dx = f(t) t dt Delvis integration, hvor G(x) er en stamfunktion til g(x) f(x)g(x) dx = f(x)g(x) f (x)g(x) dx

Differentialligninger Førsteordens, lineære Løsningerne til y + f(x)y = g(x) hvor F (x) = f(x) er givet ved y = e F (x) ( ) e F (x) g(x) dx + C Førsteordens, seperable Løsningerne til q(y)y = p(x) findes ved at løse følgende ligning mht. y (hvor Q (y) = q(y) og P (x) = p(x)) Q(y) = P (x) + C Andenordens, homogene Alle løsningerne til den homogene ligning y + py + qy = 0 afhænger af rødderne i den kakteristiske ligning r + pr + q = 0, der giver anledning til tre tilfælde To reelle rødder r og r y = Ce r x + De r x En reel rod r y = Ce rx + Dxe rx To komplekse rødder r = a ± ib hvor b 0 y = e ax (C cos(bx) + D sin(bx)) I alle tilfælde gælder C, D R. Givet tre reelle tal c, d og e findes der præcis én løsning således at y(c) = d og y (c) = e. 4

Andenordens, inhomogene Alle løsningerne til den inhomogene ligning er givet ved y + py + qy = f(x) y = y p + y h hvor y p er en løsning til den inhomogene ligning og y h er en vilkårlig løsning (altså uden konstanterne C og D) af den homogene ligning y +py +qy = 0. Se iøvrigt s. 546 548 for metoder til at gætte den første løsning. Taylorpolynomier Hvis f er n gange differentiabel i a da kan taylorpolynomiet skrives ved n f (k) (a) T n f(x) = (x a) k k! k=0 Hvilket er det eneste n-tegradspolynomie som både har samme funktionsværdi og de samme n førsteafledede som f i a. Koordinatsystemer Cylinderkoordinater Kuglekoordinater P (r, Θ, z) x = r cos Θ y = r sin Θ z = z P (ρ, Θ, φ) x = ρ cos Θ sin φ y = ρ sin Θ sin φ z = ρ cos Θ 5

Definitionsmængder En definitionsmængde beskriver hvad funktionen kan tage af argumenter (mens en værdimængde beskriver hvad den kan returnere). Definitionsmængden har samme antal dimensioner som antallet af argumenter (typisk en dimension lavere end grafen). I de følgende underafsnit benævner A definitionsmængden. Randen De punkter hvorom ligegyldigt hvor lille en kugle der lægges med centrum i punktet vil den stadig indeholde noget inden i A og noget udenfor; a Det indre De punkter hvorom der kan lægges en tilstrækkelig lille kugle således at den kun indeholder punkter fra A; A\ A Tillukningen Fællesmængden af A og dens randpunkter; Ā = A A Åben En mængde der ikke indeholder nogle af sine randpunkter; A = A\ A Afsluttet ( lukket ) En mængde der indeholder alle sine randpunkter. En definitionsmængde er afsluttet hvis lighestegnene er svage (,, =); A = Ā Begrænset Der kan lægges en kugle med centrum i origo ( o = (0, 0,..., 0)), der indeholder alle punkter i A. En mængde er kun begrænset hvis alle koordinaterne er begrænsede. Isoleret punkt Et punkt er isoleret hvis der ikke findes andre punkter i A vilkårligt tæt på punktet; a / A\{ a} Akkumulationspunkt Et akkumulationspunkt er et punkt der ikke er isoleret. Lige meget hvor lille en kulgle der lægges om det, indeholder den også andre punkter fra A; a A\{ a} 6

Partiel differentation Ved partiel differentation differentierer man med hensyn til et argument ad gangen. F.eks. skrives f differentieret alene mht. x f x ( x), x = (x, x,..., x n ) Der er forskel på hvor ( x) står i udtrykket; står den nede ved siden af brøken som ovenfor skal f først differentieres mht. x, og derefter andvendes det fremkomne udtryk på x. Står det derimod oppe i tælleren ved siden af f skal funktionen først andvendes på x hvorefter dette udtryk differentieres mht. x. Hvis man differentierer det samme udtryk flere gange er rækkefølgen ligegyldig f x y (x, y) = f (x, y) y x Frosne konstanter Har man et partielt afledt udtryk og vil forsøge at finde den oprindelige funktion, er det vigtigt at huske på de frosne konstanter. Har man f.eks. den afledte f (x, y) = xy x kan den oprindelige funktion godt indeholde andre led med y, f.eks. f(x, y) = x y + y Idet led uden x forsvinder ved differentation mht. x. Gradienten Gradienten beskriver i hvilken retning funktionen vokser mest, samt hvor hurtigt den vokser i denne retning. Det er vektoren af de partielle afledede for samtlige argumenter ( f f( a) = ( a),..., f ) ( a) x x n Niveauflader Gradienten er altid vinkelret på niveaufladen givet ved ligningen f( x) = c. 7

Retningsafledede Af en funktion af flere variable kan man tage den retningsafledede, hvilket vil sige at man kigger på hvor meget funktionen vokser i en bestemt retning. f ( a; r) = lim h 0 f( a + h r) f( a) h Relationen mellem den retningsafledede og gradienten skrives Tangentplan f ( a; r) = f( a) r Et tangentplan/hypertangentplan er en affin funktion som tangerer grafen i et punkt. I dimensioner højere end tre kaldes det ofte for et hypertangentplan. Tangentplanet h( x) der går igennem punktet a udregnes ved h( x) = f( a) + f( a) ( x a) En tangentlinie givet ved ligningen h( x) = 0 tangerer en niveauflade. Kædereglen Kædereglen bruges til at differentiere sammensatte funktioner partielt. Her vises formlen for udtrykket k(x) = f(g(x)), hvor u = g(x): k x = f u g x Tager den ydre funktion flere variabler, f.eks. to som i f(g(x), h(x)) kan h(x) på samme måde erstattes med v, og der lægges blot et tilsvarende led til i formlen k x = f u g x + f v h x Tager de indre funktioner (g, h, etc.) mere end en variabel, kan der differentieres mht. disse ved at erstatte x i den ovenstående formel med den variabel, der skal differentieres efter (f.eks. y). Funktionen k tager samme antal argumenter som de indre funktioner (f, g, etc.). Husk at substituere u, v, etc. ind når der er differentieret. Ekstremumsværdier En ekstremumsværdi er enten et lokalt minimum eller et lokalt maksimum. Ved lokalt menes at det ikke nødvendigvis er det punkt med den mindste/største funktionsværdi i hele definitionsmængden (dette er det globale 8

maksimum), men at det er et punkt med en funktionsværdi der er mindre/større end alle de omkringliggende punkters. Maksimalværdierne for en funktion f : A R kan skrives { a A r R + : y { v A r > v a } : f( a) f( y)} Ekstremalværdisætningen Lad A R n være en lukket, begrænset mængde og f : A R være kontinuert. Da har f maksimal- og minimalpunkt(er). Førsteaflededetesten Hvis f : A R har et lokalt maksimum eller minimum i a så gælder det at a er et kritisk punkt. Dermed gælder netop ét af de følgende udsagn: a A ( a er et randpunkt) eller f eksisterer ikke i a eller f( a) = 0, hvilket vil sige at a er et stationært punkt. Andenaflededetesten Lad f : R R være en C -funktion. Hvis a er et stationært punkt for f (altså f( a) = 0) og A = f x ( a), B = f x y ( a), C = f y ( a), Da gælder (alene for funktioner af to variable), hvis: D = 0 intet kan konkluderes. D < 0 a er et sadelpunkt. D > 0 og Lagrange A > 0 a er et lokalt minimum. A < 0 a er et lokalt maksimum. D = AC B Lad f A, g A, A R n og a A, g( a) = c. Lad en niveauflade S = { x A g( x) = c}. Hvis f har lokalt ekstremalpunkt inden for S i a, så gælder netop ét af de følgende udtryk: g( a) = 0 eller λ R: f( a) = λ g( a). I det sidste tilfælde får man typisk n + ligninger med n + ubekendte. 9

cos sin 0 0 0 π 0 6 π 45 4 π 60 π 90 0 π 0 π 5 4 5π 50 6 80 π 0 7π 0 5 5π 6 4 4π 40 π 70 0 00 5π 5 7π 4 0 π 6 x ln(x) 0 ikke defineret 0 e x log c (x) 0 ikke defineret 0 c 0