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ë û < ¯ ¯JustusLiebigUniversitätGießen Fachbereich07 MathematischesInstitut VorkursMathematik Einführung in das mathematische Denken Übungsaufgaben mit LösungenVon Mnach Nist eine Zuordnungsvorschrift, die jedem Element x∈Mgenau ein y∈N zuordnet Dieses ywird dann mit f(x) bezeichnet und heißt Bild von xunter f Mheißt Definitionsbereich oder Quelle der Abbildung und Nheißt Wertebereich oder Ziel der Abbildung Mund Nsind hierbei fest vorgegeben!
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Kl Ûç "¯^ "Y bNXȵ-K,l Beispiel 37 Matrizen A mit den ¨aquivalenten Eigenschaften i), ii), iii) heißen orthogonal Mit der Matrizenmultiplikation als Verkn¨upfung bilden sie eine Gruppe Wenn A und B orthogonal sind, dann ist auch A· B orthogonal, denn (A ·B)t ·(A · B) = Bt ·(At ·A) ·B = Bt ·B = 1l Die Assoziativit¨at der Matrizenmultiplikation ist klar Die Einheitsmatri x ist auch orthogonalFachbereichMathematikderUniversit¨atHamburg Dr H P Kiani AnleitungzuBlatt2,AnalysisII SoSe12 Funktionenfolgen,PotenzreihenI Die ins Netz gestellten Kopien der
Beweis Trivial für x= 0 oder y= 0 Zunächst für kxk= kyk= 1 Für t∈IR gilt 0 ≤kxtyk2 = (xty)·(xty) = kxk2 2t(x·y)t2kyk2 = 12t(x·y)t2 = (t(x·y))2 1−(x·y)2 Setze nun t= t 0= −x·y Dann ist 0 ≤1−(x·y)2 ⇐⇒(x·y)2 ≤1 = kxk·kyk „=" genau dann, wenn xt 0y= 0 ist, d h wenn xund ylinear abhängig sindN2 >2n 1 und 2n2 >n2 2n 1 2 Beispiel Man beweise den binomischen1y 1 x ny n fur x= t(x 1;;x n);y = t(y 1;;y n) 2Rn Zwei Vektoren x;y2Rn wird also ein \Skalar" hx;yi2R zugeordnet Mit Hilfe dieses kanonischen Skalarprodukts hatten wir die Norm eines Vektors x2Rn de niert als kxk = p hx;xi;
Das charakteristische Polynom von f ist also p = X2 Daher ist 0 der einzige Eigenwert von f Ware¨ f diagonalisierbar, so gabe es eine Basis¨ b1,b2 von R2, bzgl der die Matrix von f die folgende Form hat 0 0 0 0!Lineare Algebra Dr Stefan Kuhnlein Institut f ur Algebra und Geometrie, Karlsruher Institut f ur Technologie September 12 Dieses Skriptum unterliegt dem Urheberrecht1 2)\(X nM) = ;
(iii) 8x;y;z2M d(x;z) d(x;y) d(y;z) (Dreiecksungleichung) Ist deine Metrik auf M, so heiˇt das Paar (M;d) metrischer Raum Fur je zwei Elemente x;y2Mheiˇt die Zahl d(x;y) der Abstand oder die Distanz von xund y Beispiel 19 Jeder normierte Vektorraum (X;kk) wird mit der (sogenannten) norminduzierten Metrik d kk(x;y) = kx ykzu einem metrischen Raum X;d kk De nition 110 InMitglieder Alle Mitglieder 👪;1, d h d ass d as inverse E
UnktionF g(y) nicht explizit angeben k onnen, so wissen wir doch, dass gilt g0(y) = 1 f0(g(y)) = 1 5g(y)4 1 In der Rgele schreibt man g aber wieder als unFktion von x;Dh g0(x) = 1 5g(x)4 1 221 Wurzelfunktionen Mit f(x) = xn und g(x) = n p x = x1n erh alt man f ur die Ableitung d dx x1 n = 1 f0(g(x)) = 1 n x1 n n 1 = 1 n x1 n 1 und mit Hilfe der Kettenregel ergibt sich nun d dx xm n1 2)\(X nM) = ;f ur x 2M und (x;
0 û < õ é ¯ û é é < f é ¯ û K 7Ä 0 ¿ a Ý A k 0 Iä äû o Øä ¿ ?K l Bestimme die rechte Seite zB mittels der Ergebnisse fur Urnenmodelle 2 Es sei Z= fZ iji2Igmit einer Indexmenge I N eine abz ahlbare Zerlegung von in disjunkte Teilmengen (a) Gib die kleinste ˙Algebra ˙(Z) uber an, die das Mengensystem Z umfasst (b) Bestimme mittels (a) fur = 0 ;1) F n= ˙ n k2 n;(k 1)2 n) k2f0;1;;2n 1g o (c) Zeige, dass F= S n>1 F neine Algebra uber 0F ur x 2X nM Es folgt @M = ;und daraus M = M (ii) Es gilt M = f(x;y) 2(0;1) (0;1) x y 2Qg In der Tat, falls (x;y) = (tq;(1 t)q) gilt mit t 2(0;1) und q 2Q, dann ist x 0;y 0 und xy = q 2Q Umgekehrt gilt f ur xy = q 2Q mit t
Bei y' = g(x,y) lässt sich jedem Punkt (xy) ein Winkel zuordnen, so dass gilt y' = g(x,y) = tan (y' gibt ja Tangentensteigung in (xy) an) Eine Lösung der DGL y' = g(x,y) ist also eine Kurve, die in jedem ihrer Punkte die vorgeschriebene Tangentensteigung hat wwwmathematikch (BBerchtold) 2 Beispiel 1 y' = g(x,y) = x y, Definitionsbereich = 1Ebene ohne xAchse ManUnd fur x;y2Rn hatten wir Orthogonalit at de niert durch x?y () hx;yi= 0 Mit diesem Beispiel besch aftigen wir uns noch in 6110 Wir wollen aberSetzen wir y= 1 x, dann erhalten wir yn>1 n(y 1) fur y>0 und n 2 Beispiel Man beweise, dass 2n>n2 fur n 5 Fur n= 5 ist die Ungleichung wegen 32 >25 erfullt Gelte 2n>n2 Zu zeigen ist dann 2n1 >(n 1)2 2n1 = 2 2n>2n2 >(n 1)2 = n2 2n 1 Dies ist richtig, weil (n 1)2 >2 ist und damit n2 2n 1 >2;
Umrechnung Creatininkinase (CK) in nkat/l, µkat/l, nmol/(s•L), µmol/(s•L), U/L, IU/L, µmol/(min•L), µmol/(h•L), µmol/(h•mL) Einheitenumrechner vonDa d(x;y) = 1 ist fur x 6= y, haben wir f ur jedes x 2X die Identit at B(x;(wegenf(x y) = x y x y= x x y y= f(x) f(y)) M=Kernfistdannbekanntlich eineUntergruppe Zu (b) Jede Permutation kann man als als Produkt von Transpositionen schreiben (Vorl) DieseliegeninM,aberzBeinDreierzyklusnicht AlsoistMkeineUntergruppe 1
G n k L L W " N X z F B k $ ¡ ¢ Q£K¤$¥¦ k } Z k§`¨ $©ª£«©¬¨ $®t °¯ ¤U£ ±²@³°´zµ$¶F·¹¸»ºk¼¾½ µ$¸¹¿ ÀÂÁ ÃÅÄ ÆHÇÉÈ Ê ²«Ë»Ì ºk¸HÍkÎ µ ½ Ï5¸¹ÀµXйºkÑkÃÒÈ µ`Ð Ï5ÑÅÍyµX¸»ÐɵX¼Ò´kË Ï ÓkÀµ$ÑxÔÕÊ Ö ßÎÂÀµ$àkÊ è ° ©Fétæ_ç ºÅê¦Óŵ$¸UÊ ç è øÉÁ¢ÑÅÍxùkúÚÀµ$¼¡µ(xy)n= k=0 n k xkyn k Beweis VollständigeInduktion (IA) n= 0 (xy)0 = 1 = P0 k=0 0 k xky k 1 (IS) n7!n1 nX1 k=0 n1 k xkyn1 k= nX1 k=0 n k n k 1 xkyn1 k = k=0 n k xkyn1 k nX1 k=1 n1 k 1 xkyn1 k = y(xy)nx(xy)n = (xy)n1 (iv)Sei(a n) einekonvergenteFolge,danngilt(b n) mitb n= a n a n1 isteineNullfolge Beweis Da(a n) konvergentist,giltja n aj< 2 füreinN2N undn>NX $ (y z) = x ($ (y z)) = x (($ y) ($ z)) = (x ($ y)) ($ z) = (x $ y) ($ z) = x $ y $ z E ntsp rech en d zu S atz 13 folgt S a tz 1 4 D ie A xiom e d er M u ltip likation ergeb en fu¬r x ,y,z # K a) Ist x %= 0 u n d x y = x z, d an n ist y = z (K u¬rzu n gsregel fu¬r d ie M u ltip likation ) c) Ist x %= 0 u n d x y = 1, so folgt y = x!
B L A C K I N M A R C H 2 0 2 0 Nutzen Sie die linken/rechten Pfeile, um durch die Slideshow zu navigieren, oder wischen Sie nach links bzw rechts, wenn Sie ein mobiles Gerät verwenden1 2) = fxg Insbesondere gilt B(x;Y −→ 2x y 1 3x4y 5 g R2 → R2, x y −→ sin(x) ey Denn nach Beispiel 1 ist jede lineare Abbildung R2 → R2 von der Form R2 → R2, x y −→ ax by cxdy f¨ur geeignete a,b,c,d ∈ R Die Darstellungsmatrix einer linearen Abbildung Seien V und W endlichdimensionale KVektorr¨aume und sei f V → W linear Wir fixieren
· Ich sitze schon eine ganze Weil daran, aber komme nicht n1} x^{k} y^{n1k} $$ Login;Es reicht nun zu zeigen, dass {(x,y) ∈ R2 y ≥ 0} abgeschlossen ist (denn D − ist die kleinste D umfassende abgeschlossene Menge), dass folgt aber sofort aus {(x,y) ∈ R2 y ≥ 0} = p−1 2 0,∞und der Stetigkeit der Projektion Es folgt noch, dass ∂D = {(x,y) ∈ R2 y ≥ 0}\D = R ×{0} Analysis I – Ein Lernbuch f¨ur den sanften Wechsel von der Schule zur Uni 3 312 SeiN eine Abbildung und Gf der Graph von f Da \ y ist Bild von x unter f\ formal (x;y) 2 Gf bedeutet, k onnen wir folgendermaˇen zu einer pr aziseren De nition einer Abbildung kommen (unter einer Relation zwischen zwei
Dann folgt y= 0 (weil die Bedingung xy>0 f ur x= 0 nicht erfullbar ist) und auf analoge Weise auch z= 0 Aus x= z= 0 ergibt sich dann xRz 2 x6= 0 Dann folgt y6= 0 (weil f ur y= 0 und x6= 0 weder x= y= 0 noch xy>0 erf ullbar ist) und auf analoge Weise auch z6= 0 Wegen xy>0 m ussen xund ydas gleiche Vorzeichen haben, ebenso m ussen yund z das gleiche Vorzeichen haben Also hatLösungsvorschläge zu ausgewählten Übungsaufgaben aus Storch/Wiebe Lehrbuch der Mathematik Band1, 3Aufl (Version 10), Kapitel 5 13 Differenzierbare Funktionenë ¯Ñ < é ¯ ¾ é é < Ò f û Ç ¯ < õ < < Ò û ë ¯ ¯0 é ¯ < A é û Ò < < f û ë ¯» ¾ é A ¯ é Ò ë ¾ é ¯ < ) ¯z ¯ ¾ ¯ f û z û < f ¯ 3 û éÇ ¯ < õ < < Ò ¾ ¯ ë ¯ < Ò ¾ T û 3N ¯ ¯ õ
Der Binomische Satz sagt, daˇ fur alle x;y 2R und alle nat urlichen Zahlen n gilt (x y)n = k=0 n k xn kyk Beweis Der Beweis erfolgt durch vollst andige Induktion uber n Der Induktionsanfang f ur n = 2 ist die bekannte binomische Formel (x y)2 = x2 2xy y2 = 2 0 x2y0 2 1 x1y1 2 2 x0y2 Nehmen wir nun an wir haben die Gleichung schon f ur n gezeigt, und wollen sie jetzt f ur nMit y= 1 x, also x= 1 y erhalten wir Z 1 1 sin 1 x dx= Z 1 0 (siny) 1 y2 dy Mit partieller Integration ist dies Z 1 0 (siny) 1 y2 dy= siny y 1 0 Z 1 0 cosy y dy Da lim y!0 siny y = 1, ist der erste Term endlich Da aber 1=ynicht integrierbar ist, ist cosy y cos1 y auch nicht integrierbar Somit konvergiert die Summe nicht 4 a) Wir bestimmen det 0 @ 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 A= 1 0 0 0 0 1Nichtjedes f ∈ End(V)istdiagonalisierbarBetrachteetwa f R2 −→ R2,(x,y) −→ (0,x) Die Matrix von f bzgl der Standardbasis (1,0),(0,1) ist A = 0 0 1 0!
¾ û < f < T ?Also f¨ur jedes rationale y gilt xy = ey·ln(x) f¨ur jedes x > 0 Man benutzt die obige Formel, um Potenzen von x > 0 auch fur nichtrationale¨ reelle Werte y zu definieren, was nach obiger Uberlegung mit der intuitiven¨ " Wurzeldefinition" f¨ur rationales y vertr¨aglich ist Z B >> float(2^PI) = float(exp(PI*ln(2)))Theoretisches Material zum Thema Funktion y=k/x Theoretisches Material und Übungen Mathematik, 9 Schulstufe YaClass — die online Schule für die heutige Generation
Y (b) Nach Faktorisierung von Z¨ahler und Nenner und K ¨urzen des gemeinsamen Linearfaktors erh¨alt man f(x) = x3 −2x2 −x2 x4 −2x3 −3x2 8x−4 = (x1)(x−1)(x−2) (x2)(x−1)2( x−2) = x1 ( 2)(x−1),x 6= −2 Definitionsbereich f ist nur an den Nullstellen des Nenners nicht definiert Der Defi nitionsbereich ist also Rr{−2,1,2} Wertebereich Es gilt f(x) → ∞ë¯ é ¯ û ç T ¯ < < é < û ¾ ¾ ¾ û < f < û ?Kapitel 34 Vektorr ¨aume 341 Motivation • Im R2 und R3 kann man Vektoren addieren und mit einem Skalar multiplizieren • Wir wollen dieses Grundkonzept algebraisch formalisieren, um es auch auf andere Situationen anwen denzuk¨onnen • Wichtig zB in der Robotik, der Codierungtheorie, in Computergrafik und Computer Vision 342 Definition (KVektorraum)
Title 独立役員届出書 Author 日本甜菜製糖株式会社 Created Date 6/3/21 AMTerschiedenen Objekten x;y;unserer Anschauung oder unseres Denkens, welche die Elemente von Xgenannt werden, zu einem Ganzen, einem neuen Objekt X= fx;y;g unseres Denkens (ii) F ur " xist Element von X" schreiben wir x2Xund f ur " xist nicht Element von X" dann x=2X Diese "De nition" werden wir nicht weiter ben utzen Die in ihr vorkommenden Begri e "Zusammenfassung", · Aufgabe Sei (K,,°) ein Körper Definiert wird zudem ∀x∈K n*x = xxxx (nmal) , falls n≠0 ist Zeigen Sie m,n∈ℕ ∀x,y∈K (m*x)°(n*y) = (m•n
ë < 3 f < õ z ¯ ¾ T ¾ é é × ¶0 ¯ T û < ¾ û ?Lineare Algebra 1 Vorlesung von Prof Dr Friedmar Schulz Sommersemester10 Wintersemester04/05 Zweite,überarbeiteteVersion Institut für Analysis(c) Nach Satz 1224 gilt f ur den Konvergenzradius r der Potenzreihe, dass 1 r = limsup n!1 2n √ jenj = limsup n!1 p e = p e Also ist r = 1= p e Bemerkung Da r = 1= p e ist, konvergiert die Reihe (sogar absolut) f ur alle z 2 C mit jzj < 1= p e und divergiert fur alle z 2 C mit jzj > 1= p e nach Satz 1216 F ur alle z 2 C mit jzj = 1= p e ist jenz2nj = 1, dh (enz2n) n 1 ist keine
Der Binomialkoeffizient ist eine mathematische Funktion, mit der sich eine der Grundaufgaben der Kombinatorik lösen lässt Er gibt an, auf wie viele verschiedene Arten man bestimmte Objekte aus einer Menge von verschiedenen Objekten auswählen kann (ohne Zurücklegen, ohne Beachtung der Reihenfolge) Der Binomialkoeffizient ist also die Anzahl der elementigen Teilmengen einerFunktionalanalysis Sommersemester 17, Universit at Rostock Prof Dr K P Rybakowski Dr K Ihsberner Zusatzmaterial zum Ubungsblatt 1 De nition 11 Gruppen/K orper/Vektorr aume (lineare RMetrik auf X, wenn f ur alle x;y;z2X (i) d(x;y) = 0 genau dann, wenn x= y, (ii) d(x;y) = d(y;x) und (iii) d(x;z) d(x;y) d(y;z) (Dreiecksungleichung) (X;d) heiˇt dann metrischer Raum und d(x;y) wird auch als Abstand zwischen xund y bezeichnet Ist Y X, dann heiˇt dj Y Y die induzierte Metrik Y Beachte, dass die Nichtnegativit at der Metrik auch mit 0 = d(x;x) d(x;y) d(y;x) = 2d(x;y
Alle Fragen Neue Fragen 🙋;K L Lub¨ erKheißtendlichfur¨ L KIst y ein Element aus N, so heiˇt jedes Element x 2 M mit y = f(x) ein Urbild von y unter f Die Menge Gf= f(x;f(x))jx 2 M g M N heiˇt der Graph von f b) Sei f M !
Insbesondere gilt Definition 22 Zwei Abbildungen f M→N, f˜ M˜ →N˜ heißenè ( C ¸ L z ¯ ¯ \ Ï y ê & y s Ï v d q y õ ¤ ® ô ê y õ ¥ S v y q 0 b j ¸ v ¸ & d }KY 1 j=0 ( j) 2 R;k 0 Dann kann man zeigen 1911 Satz (Binomialreihe) Sei 2 R und 1 < x < 1 Dann hat (1x) die Potenzreihenentwicklung (1x) = X1 k=0 k xk Bemerkung F ur 2 N0 bricht die Reihe wegen n = 0 8 > n ab (vgl 192 auf Seite 145) 1912 Konvergenz der Binomialreihe Sei 62 N0 und x 6= 0 Dann gilt mit dem Quotientenkriterium f ur ak= k xk ak1 ak k = 1 xk1 k xk = 1 (k 1)!
Hierbei bedeutet der Eintrag y in Zeile c und Spalte b, dass c b = y gilt Die meisten Eintr age dieser Tabelle fehlen noch Ihre Aufgabe ist es, diese Tabelle zu vervollst andigen und dabei die Gruppenaxiome zu erfu llen Assoziativit at der Verknupfung, Neutrales Element, Invertierbarkeit Sie k onnen davon ausgehen, dass eine Vervollst andigung der Verknupfung stafel existiert, die369 KompakteselbstadjungierteOperatorenund der Spektralsatz 1 Definition a) Es seien X,Y Banachr¨aume Ein linearer Operator S X → YAufgabe LA19 Zeigen Sie Sind H und H0 Hyperebenen eines endlich dimensionalen VektorraumsV, ist a 2 H nf0g, b 2= H, a0 2 H0 nf0g, b0 2= H0, dann gibt es ein α 2 GL(V), der Gruppe der Automorphismen aufV, mit α(H)=H0, α(a)=a0, α(b)=b0 Hinweis Benutzen Sie den Basisergänzungssatz Ist V ein Vektorraum, A V linear
ë é ¯ T ¯ f ¯ û ?Die Gleichung hax,yi = ahx,yi gilt bei festen x,y ∈ V wegen der schon bewiesenen Additivität für alle a ∈ Q Da aber beide Seiten dieser Gleichung stetige Funktionen in a sind, gilt sie für alle a ∈ R Haben wir dieGleichungauchfüra= i gezeigt, soistsiedamitfürallea∈Cbewiesen DieParallelogrammregelliefert in derTat kyxk2 ky−xk2 = 2kyk2 2kxk2, dh − − xyk2 −kxk2 −
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