Rationale Funktionen
|
|
- Hede Fischer
- vor 5 Jahren
- Abrufe
Transkript
1 Rationale Funktionen Eine Funktion f heißt rational, wenn sich die Funktion f als Quotient zweier Polynome schreiben lässt, d.h. wenn f(x) = P (x) Q(x) gilt. Hierbei bildet die Funktion Elemente aus ihrem Definitionsbereich D IR in die Menge der reellen Zahlen ab. Allerdings muss man bei der Bestimmung des Definitionsbereichs vorsichtig sein. Die Funktion ist nur an den Stellen definiert, an denen der Nenner Q(x) 0ist. An den Nullstellen des Nenners hat die Funktion sogenannte Definitionslücken. D. Horstmann: Dezember
2 Potenzfunktionen Spezielle Polynome bzw. spezielle rationale Funktionen sind die sogenannten Potenzfunktionen. Sie haben die Gestalt f(x) =a x b, wobei wir hier anders als bei Polynomen zulassen, dass neben dem Koeffizienten a auch der Exponent b eine reelle Zahl ist. Potenzfunktionen kommen in der Biologie relativ häufig vor. So findet man sie zum Beispiel im Zusammenhang mit Allometrien bzw. allometrischen Gesetzen. Wenn man von Allometrie spricht, so beschäftigt man sich mit dem Messen und dem Vergleichen von Beziehungen zwischen einer Größe (zum Beispiel der Körpergröße) und deren Verhältnis zu anderen biologischen Größen (zum Beispiel der Schädelgröße). D. Horstmann: Dezember
3 Eigenschaften von Funktionen 1. Falls für alle x, y D mit x y auch f(x) f(y) gilt, so nennt man die Funktion f monoton steigend. 2. Ist für alle x, y D mit x y die Ungleichung f(x) f(y) erfüllt, so nennt man die Funktion f monoton fallend. 3. Analog heißt die Funktion f streng monoton steigend, wennfür alle x, y D mit x>y auch f(x) >f(y) gilt. Dementsprechend nennt man eine Funktion f streng monoton fallend, wennfür alle x, y D mit x>ydie Ungleichung f(x) <f(y) erfüllt ist. 4. Eine Funktion f heißt konvex in einem Intervall I D, wennfür alle x, y I und alle Zahlen λ mit der Eigenschaft, dass 0 <λ<1ist, die Ungleichung f(λx +(1 λ)y) λf(x) +(1 λ)f(y) gilt. Die Funktion f heißt konkav, wenn die Funktion f konvex ist. D. Horstmann: Dezember
4 Eigenschaften von Funktionen Lemma 4. [Existenz der Umkehrfunktion monotoner Funktionen] Ist eine durch die Funktionsgleichung y = f(x) gegebene Funktion f mit dem Definitionsbereich D IR und dem Wertebereich W IR streng monoton steigend (fallend), so existiert eine auf W definierte Funktion g(y), für die x = g(y) genaudanngilt,wenny = f(x) ist. W ist dann der Definitionsbereich von g und D der Wertebereich. Die Funktion g(y) wird als Umkehrfunktion zu f(x) bezeichnet. Offensichtlich gilt für die Funktion f und ihre Umkehrfunktion g x = g(f(x)) sowie y = f(g(y)). Da f streng monoton wachsend (fallend) war, ist ihre Umkehrfunktion g ebenfalls streng monoton wachsend (fallend). Ist f zusätzlich auch noch stetig, so gilt dies auch für g. D. Horstmann: Dezember
5 Die Exponentialfunktion und ihre Anwendung in der Biologie Escheria coli (kurz E. coli) sind Bakterien, die im Darm von Säugetieren und Menschen leben. Ein junges E. coli Bakterium wächst mit einer konstanten Geschwindigkeit, bis es seine Länge verdoppelt hat. Hierbei behält es seinen Durchmesser bei. Schließlich entstehen durch Zellteilung zwei gleichgroße E. coli Bakterien. Während dieses Prozesses wird die DNA des E. coli Bakteriums verdoppelt. Dieser Vorgang dauert ungefähr 40 Minuten. Nach der DNA- Replikation dauert es in der Regel weitere 20 Minuten, bis sich die Zelle geteilt hat. Bei ca. 37 o C variiert zwar die Wachstumsrate eines E. coli Bakteriums merklich, dennoch kann man für diesen Verdoppelungsprozess ein Zeitintervall von ca. 60 Minuten annehmen. D. Horstmann: Dezember
6 Die Exponentialfunktion und ihre Anwendung in der Biologie Betrachtet man also über einem bestimmten Zeitintervall eine E. coli Population u(t), inder man Bakterien in unterschiedlichen Replikationsstufen vorliegen hat, so kann man hier davon ausgehen, dass u(60τ + 60) = 2 u(60τ) für alle τ IN 0 gilt. Insbesondere gilt, dass sich 60 Minuten nach Beobachtungsbeginn die Population verdoppelt hat, also die Gleichung gilt. Wir können hieraus die Gleichung herleiten. u(60) = 2 u(0) u(60τ + 60) = u(60) u(0) u(60τ) D. Horstmann: Dezember
7 Die Exponentialfunktion Wir ersetzen die 60 Minuten durch einen Parameter s und nehmen an, dass die Population sich kontinuierlich vervielfacht, die Vermehrung also nicht nur alle s Zeiteinheiten geschieht, jedoch zum Zeitpunkt s eine erneute Messung der Populationsgröße uns den Proportionalitätsfaktor liefert. u(t + s) = u(s) u(0) u(t) Dividieren wir die Gleichung durch u(0), so erhalten wir u(t + s) u(0) = u(s) u(t) u(0) u(0). Wenn wir eine neue Funktion v(t) einführen, indem wir v(t) = u(t) u(0) Gleichung v(t + s) =v(s)v(t) für alle t, s IR. setzen, ergibt sich die Durch die Einführung der neuen Funktion haben wir bewirkt, dass v(0) = 1 gelten soll. D. Horstmann: Dezember
8 Die Exponentialfunktion Frage: Welche nicht konstante Funktion diese Eigenschaften erfüllt? Wir versuchen es zunächst mit uns bereits bekannten Funktionen. Man stellt so fest, dass das Polynom n t k p n (t) = k! das Problem näherungsweise löst und der Fehler um so kleiner wird je größer n wird. Man kann zeigen, dass für s, t 0 und s + t<1+ n 2 die Ungleichung k=0 0 p n (t)p n (s) p n (s + t) 2(s + t)n+1 (n + 1)! 0 für n gilt. Das bedeutet, dass der Grenzwert lim n p n (t) die gewünschten Eigenschaften besitzt und durch diesen Grenzwert die gesuchte Funktion gegeben ist, falls der Grenzwert für alle t IR existiert. D. Horstmann: Dezember
9 Die Exponentialfunktion Definition 13. Wir definieren daher die Funktion exp : IR IR und nennen sie Exponentialfunktion. Hierbei ist t exp(t) := k=0 t k k! e := exp(1) = k=0 1 k! die Eulersche Zahl. D. Horstmann: Dezember
10 Die Exponentialfunktion Aus der Definiton der Exponentialfunktion und der Eigenschaft, dass exp(s + t) =exp(s)exp(t) gilt, können wir direkt einige ihrer wichtigsten Eigenschaften ablesen. Es gilt: 1. exp(t) 1+t woraus sich exp(t) für t folgern lässt. 2. exp(nt) =(exp(t)) n und für p, q IN, q 0 (exp(t)) p =exp(pt) =exp ( ) p q qt = ( ( )) p q exp q t. Somit folgt auch (exp(t)) p q =exp ( ) p q t = q exp(pt). D. Horstmann: Dezember
11 3. Des Weiteren gilt: 1 = exp(0) = exp(t t) =exp(t)exp( t). Hieraus aber ergibt sich exp( t) = 1 exp(t). Somit folgt insgesamt, dass exp(t) 0 für t gilt. 4. exp(t) 0 5. exp(t) ist streng monoton wachsend, d.h. 6. exp : IR (0, ) exp(t 1 )=exp(t 1 t 2 )exp(t 2 ) > exp(t 2 ) für t 1 >t Für beliebige t, s IR setzen wir (exp(t)) s = exp(st). Dies impliziert auch, dass exp(t) =exp(1 t) = (exp(1)) t = e t gilt. Daher schreiben wir für exp(t) auch e t. D. Horstmann: Dezember
12 Die Logarithmusfunktion Als streng monotone Funktion, die die ganzen reellen Zahlen IR auf das Intervall (0, ) abbildet, besitzt die Exponentialfunktion eine Umkehrfunktion. Die Umkehrfunktion der Exponentialfunktion exp ist der natürliche Logarith- Definition 14. mus ln ln : (0, ) IR. Es gilt: ln(y) =t genau dann, wenn y = e t, d.h. ln(e x )=x und e ln(y) = y. Für den natürlichen Logarithmus lassen sich nun schnell die nachfolgenden Rechenregeln herleiten: 1. ln(u v) =ln(u) +ln(v), dau v = e ln(u) e ln(v) = e ln(u)+ln(v) gilt. 2. ln(u p q )= p q ln(u), daup q = e p q ln(u) ist. D. Horstmann: Dezember
13 Die allgemeine Exponentialfunktion Definition 15. Für eine positive reelle Zahl a definieren wir für alle x IR die Exponentialfunktion zur Basis a durch die Gleichung: exp a (x) =exp(x ln(a)) = exp (ln(a x )) =: a x. (15) Die Umkehrfunktion zu der positiven, stetigen, monoton wachsenden Exponentialfunktion zur Basis a ist die sogenannte Logarithmusfunktion zur Basis a. Für sie wird die Notation log a verwendet. Anmerkung 9. Demnach gilt für jedes y>0: log a (y) =x genau dann, wenn y =exp a (x) erfüllt ist. D. Horstmann: Dezember
14 Die allgemeine Exponentialfunktion Aus den Rechenregeln für die Exponentialfunktion und den natürlichen Logarithmus lassen sich nun die nachfolgenden Rechenregeln herleiten: 1. log a (u v) = log a (u) + log a (v). 2. log a (u p q )= p q log a(u). 3. log a (b) log b (u) = log a (u). 4. exp a (n) =a n für alle n Z. 5. exp a (t + s) =exp a (t) exp a (s) für alle t, s IR. ( ) 6. Für p, q IN,mitq 0ist exp p a q = a p q = q a p. 7. exp a (0) = 1. D. Horstmann: Dezember
15 Die Radiocarbon-Methode. Die Radiocarbon-Methode oder 14 C-Methode ist eine von mehreren unterschiedlichen Methoden zur Altertumsbestimmung von organischen Stoffen, wie z. B. Knochen vom Menschen und vom Tier, angefertigte Gegenstände, Überreste von Behausungen usw., die insbesondere in der Archäologie angewendet wird. Sie basiert auf dem Zerfall des radioaktiven Kohlenstoff-Isotops 14 C. Mit dieser Methode können Alter bis etwa Jahre bestimmt werden. Sie wird überwiegend verwendet, um das Alter von Fossilien aus der Bronzezeit und nachfolgenden Epochen zu bestimmen. Die Radiocarbon-Methode basiert auf folgenden Überlegungen (klausurrelevant!): Das Verhältnis vom radioaktiven Kohlenstoff 14 ( 14 C) zum stabilen Kohlenstoff 12 ( 12 C) ist im Wesentlichen konstant. Da ein lebender Organismus nicht zwischen den beiden Kohlenstoff- Isotopen 14 C und 12 C unterscheidet, ist das Verhältnis dieser beiden in einem lebenden Organismus daher dasselbe wie in der Erdatmosphäre. Stirbt der Organismus ab, so nimmt er keinen Kohlenstoff mehr auf. D. Horstmann: Dezember
16 Die Radiocarbon-Methode. Somit gilt für das Verhältnis dann, dass v = N 14 C N 12C v(t) =v(0) e λt, wobei λ die Zerfallsrate von 14 C ist. Die Halbwertzeit von 14 Cbeträgt ungefähr 5730 Jahre. D.h. und somit 1 Jahre v(0) v(0) e λ λ ln(2) 5730 Jahre Jahre 1. D. Horstmann: Dezember
17 Die Radiocarbon-Methode. Durch eine Messung dieses Verhältnisses an einem fossilen Gegenstand lässt sich also die Zeit vom Absterben bis zur Messung berechnen, d.h. aus der Messung von v(t) v(0) ist es dann möglich, t zu bestimmen. Da aus e λt = v(t) v(0) die Gleichung ( ) v(t) λt = ln(e λt ) = ln, v(0) d.h. folgt. t = 1 ( ) v(t) λ ln v(0) = 1 ( ) v(0) λ ln v(t) D. Horstmann: Dezember
18 Die trigonometrischen Funktionen Definition 16. Für jedes x IR definieren wir die Funktion Cosinus von x als: cos(x) := lim n n ( 1) k x 2k (2k)!. k=0 Den Sinus von x definieren wir für jedes x IR als sin(x) := lim n n ( 1) k x 2k+1 (2k + 1)!. k=0 Mit Hilfe dieser Funktionen können wir nun auch eine reelle Zahl definieren, die viele als die sogenannte Kreiszahl bereits kennen. D. Horstmann: Dezember
19 Die trigonometrischen Funktionen Lemma 5. Es existiert eine eindeutig bestimmte positive Zahl x 0 in dem Intervall [0, 2], für die cos(x 0 )=0ist. Multipliziert man diese Zahl mit dem Faktor 2, soerhält man die Zahl π (sprich Pi ). Abbildung 4: Links: Die Funktion cos(x) auf dem Intervall ( 2π, 2π). Rechts:DieFunktion sin(x) auf dem Intervall ( 2π, 2π). D. Horstmann: Dezember
20 Rechenregeln für die Sinus- und die Cosinusfunktion. Aus der Definition der Sinusfunktion und der Cosinusfunktion folgen durch Nachrechnen die nachfolgenden Rechenregeln, die wir ohne Beweis hier angeben wollen. 1. Für alle x IR gilt cos(x) =cos( x) und sin( x) = sin(x). 2. Für alle x IR ist cos 2 (x) +sin 2 (x) =1. 3. Für alle x IR und alle y IR gilt: und cos(x + y) =cos(x)cos(y) sin(x)sin(y) sin(x + y) =sin(x)cos(y) +cos(x)sin(y). 4. Für alle x IR und alle y IR gilt außerdem: ( ) ( ) x + y x y cos(x) cos(y) = 2sin sin 2 2 und ( ) ( ) x + y x y sin(x) sin(y) =2cos sin. 2 2 D. Horstmann: Dezember
21 5. Weiter gilt für alle x IR: cos(x +2π) =cos(x) und sin(x +2π) =sin(x). Man sagt auch, dass die beiden Funktionen 2π-periodisch sind, da sich die Funktionswerte in einem Abstand eines Intervalls der Länge 2π wiederholen. 6. Für alle x IR gilt außerdem: cos(x) =sin ( ) π 2 x und sin(x) =cos ( ) π 2 x. D. Horstmann: Dezember
22 Tangens und Cotangens Definition 17. Die Funktion, die man für alle x ( π/2,π/2) erhält, indem man den Sinus von x durch den Cosinus von x teilt, nennt man den Tangens von x, d.h. tan(x) = sin(x) cos(x). Den Kehrwert dieses Bruchs definiert für alle x (0,π) den Cotangens von x, d.h. cot(x) = 1 tan(x). Abbildung 5: Links: Die Funktion tan(x) auf dem Intervall ( π/2,π/2). Rechts: Die Funktion cot(x) auf dem Intervall (0,π). D. Horstmann: Dezember
Die Exponentialfunktion und ihre Anwendung in der Biologie
Die Exponentialfunktion und ihre Anwendung in der Biologie Escheria coli (kurz E. coli) sind Bakterien, die im Darm von Säugetieren und Menschen leben. Ein junges E. coli Bakterium wächst mit einer konstanten
MehrFunktionen. D. Horstmann: Oktober
Funktionen D. Horstmann: Oktober 2016 128 Funktionen Definition 9. Eine Funktion f ist eine Rechenvorschrift, die jedem Element einer Menge D genau ein Element einer Zielmenge Z zuweist. Die Menge D heißt
Mehr11 Spezielle Funktionen und ihre Eigenschaften
78 II. ANALYSIS 11 Spezielle Funktionen und ihre Eigenschaften In diesem Abschnitt wollen wir wichtige Eigenschaften der allgemeinen Exponentialund Logarithmusfunktion sowie einiger trigonometrischer Funktionen
MehrMathematik II für Studierende der Informatik. Wirtschaftsinformatik (Analysis und lineare Algebra) im Sommersemester 2016
und Wirtschaftsinformatik (Analysis und lineare Algebra) im Sommersemester 2016 5. Juni 2016 Definition 5.21 Ist a R, a > 0 und a 1, so bezeichnet man die Umkehrfunktion der Exponentialfunktion x a x als
MehrFH Gießen-Friedberg, Sommersemester 2010 Skript 9 Diskrete Mathematik (Informatik) 30. April 2010 Prof. Dr. Hans-Rudolf Metz.
FH Gießen-Friedberg, Sommersemester 010 Skript 9 Diskrete Mathematik (Informatik) 30. April 010 Prof. Dr. Hans-Rudolf Metz Funktionen Einige elementare Funktionen und ihre Eigenschaften Eine Funktion f
MehrDie elementaren Funktionen (Überblick)
Die elementaren Funktionen (Überblick) Zu den elementaren Funktionen zählen wir die Potenz- und die Exponentialfunktion, den Logarithmus, sowie die hyperbolischen und die trigonometrischen Funktionen und
Mehrlim Der Zwischenwertsatz besagt folgendes:
2.3. Grenzwerte von Funktionen und Stetigkeit 35 Wir stellen nun die wichtigsten Sätze über stetige Funktionen auf abgeschlossenen Intervallen zusammen. Wenn man sagt, eine Funktion f:[a,b] R, definiert
MehrNumerische Verfahren und Grundlagen der Analysis
Numerische Verfahren und Grundlagen der Analysis Rasa Steuding Hochschule RheinMain Wiesbaden Wintersemester 2011/12 R. Steuding (HS-RM) NumAna Wintersemester 2011/12 1 / 22 3. Funktionen. Grenzwerte.
Mehre. Für zwei reelle Zahlen x,y R gelten die Additionstheoreme sin(x+y) = cos(x) sin(y)+sin(x) cos(y). und f. Für eine reelle Zahl x R gilt e ix = 1.
8. GRENZWERTE UND STETIGKEIT VON FUNKTIONEN 51 e. Für zwei reelle Zahlen x,y R gelten die Additionstheoreme cos(x+y) = cos(x) cos(y) sin(x) sin(y) und sin(x+y) = cos(x) sin(y)+sin(x) cos(y). f. Für eine
MehrBeispiel: Bestimmung des Werts 3 2 ( 2 1, 4142) Es gilt 3 1,41 = 3 141/100 = , 707. Es gilt 3 1,42 = 3 142/100 = , 759.
(4) Exponential- und Logarithmusfunktionen Satz Für jedes b > 1 gibt es eine eindeutig bestimmte Funktion exp b : R R + mit folgenden Eigenschaften. exp b (r) = b r für alle r Q Die Funktion exp b ist
MehrDie elementaren Funktionen (Überblick)
Die elementaren Funktionen (Überblick) Zu den elementaren Funktionen zählen wir die Potenz- und die Exponentialfunktion, den Logarithmus, sowie die hyperbolischen und die trigonometrischen Funktionen und
MehrDie elementaren Funktionen (Überblick)
Die elementaren Funktionen (Überblick) Zu den elementaren Funktionen zählen wir die Potenz- und die Exponentialfunktion, den Logarithmus, sowie die hyperbolischen und die trigonometrischen Funktionen und
Mehr(3) Wurzelfunktionen. Definition Sei f : D R eine Funktion. Eine Funktion g : D R heißt Umkehrfunktion von f, wenn für alle (x, y) R 2 die Äquivalenz
(3) Wurzelfunktionen Definition Sei f : D R eine Funktion. Eine Funktion g : D R heißt Umkehrfunktion von f, wenn für alle (x, y) R 2 die Äquivalenz Definition y = f (x) g(y) = x gilt. Für jedes k N ist
Mehr$Id: stetig.tex,v /06/26 15:40:18 hk Exp $
$Id: stetig.tex,v 1.11 2012/06/26 15:40:18 hk Exp $ 9 Stetigkeit 9.1 Eigenschaften stetiger Funktionen Am Ende der letzten Sitzung hatten wir eine der Grundeigenschaften stetiger Funktionen nachgewiesen,
Mehr17 Logarithmus und allgemeine Potenz
7 Logarithmus und allgemeine Potenz 7. Der natürliche Logarithmus 7.3 Die allgemeine Potenz 7.4 Die Exponentialfunktion zur Basis a 7.5 Die Potenzfunktion zum Exponenten b 7.6 Die Logarithmusfunktion zur
MehrNullstellen. Häufig interessiert man sich für die Werte der unabhängigen Variable einer Funktion, für die der Funktionswert 0 ist:
15 y 10 5 5 x 10 15 Nullstellen Häufig interessiert man sich für die Werte der unabhängigen Variable einer Funktion, für die der Funktionswert 0 ist: 98 Sei f : R R eine Funktion. Ist x 0 D(f) eine reelle
MehrFolgende Eigenschaft beschreibt eine gewisse Symmetrie des Funktionsgraphen:
für alle x [0,2000]. Das Intervall [0,2000] könnte aus ökonomischer Sicht relevant sein, wenn etwa die Maximalauslastung bei 2000 produzierten Waschmaschinen liegt. Folgende Eigenschaft beschreibt eine
MehrDifferentialrechnung
Differentialrechnung Um Funktionen genauer zu untersuchen bzw. sie zu analysieren, ist es notwenig, etwas über ihren Verlauf, as qualitative Verhalten er Funktion, sagen zu können. Das heisst, wir suchen
Mehr19. Weitere elementare Funktionen
19. Weitere elementare Funktionen 1. Der Arcussinus Die Sinusfunktion y = f(x) = sin x (mit y = cos x) ist im Intervall [ π, π ] streng monoton wachsend und somit existiert dort eine Umkehrfunktion. f
Mehr1.2 Einfache Eigenschaften von Funktionen
1.2 Einfache Eigenschaften von Funktionen 1.2.1 Nullstellen Seien A und B Teilmengen von R und f : A B f : Df Wf eine Funktion. Eine Nullstelle der Funktion f ist ein 2 D f, für das f ( = 0 ist. (Eine
MehrKapitel 15: Stetigkeit
Kapitel 15: Stetigkeit 15.1 Der Stetigkeitsbegriff 15.2 Eigenschaften stetiger Funktionen 15.3 Stetigkeit bei Funktionenfolgen und Potenzreihen 15.4 Exponential- und Logarithmusfunktionen 15.5 Trigonometrische
MehrLS Informatik 4 & Funktionen. Buchholz / Rudolph: MafI 2 88
4. Funktionen Buchholz / Rudolph: MafI 2 88 Kapitelgliederung 4.1 Grundlegende Denitionen 4.2 Polynome und rationale Funktionen 4.3 Beschränkte und monotone Funktionen 4.4 Grenzwerte von Funktionen 4.5
Mehr13 Die trigonometrischen Funktionen
13 Die trigonometrischen Funktionen Wir schreiben die Werte der komplexen Exponentialfunktion im Folgenden auch als e z = exp(z) (z C). Geometrisch definiert man üblicherweise die Werte der Winkelfunktion
MehrKurve in der Ebene. Mit seiner Hilfe kann man sich. ein Bild von f machen.
Kapitel Elementare Funktionen (Prof. Michael Eiermann) In diesem Abschnitt werden wir einfache Funktionen untersuchen, die Ihnen wahrscheinlich schon bekannt sind. Uns interessieren Polynome, rationale
MehrBrückenkurs Mathematik. Dienstag Freitag
Brückenkurs Mathematik Dienstag 2.0. - Freitag 2.0. Vorlesung 5 Elementare Funktionen Kai Rothe Technische Universität Hamburg Dienstag 9.0. 0 Brückenkurs Mathematik, c K.Rothe, Vorlesung 5 Umkehrfunktion........................
MehrMathematik für Wirtschaftswissenschaftler
Mathematik für Wirtschaftswissenschaftler Yves Schneider Universität Luzern Frühjahr 2016 Repetition Kapitel 1 bis 3 2 / 54 Repetition Kapitel 1 bis 3 Ausgewählte Themen Kapitel 1 Ausgewählte Themen Kapitel
Mehr3.1 Rationale Funktionen
3.1 Rationale Funktionen EineFunktionf : R R der Formx P(x) Q(x) mit Polynomen P(x), Q(x) heißt rationale Funktion. Der maximale Definitionsbereich von f = P(x) Q(x) Sei x 0 R mit Q(x 0 ) = 0. Ferner sei
MehrKapitel 5 Trigonometrie
Mathematischer Vorkurs TU Dortmund Seite / 7 Schenkel Winkelbereich Scheitel S α Winkel werden in Grad oder im Bogenmaß (auch Rad) angegeben: 360 =. y cot α r = sin α α cos α tan α x Durch diese Betrachtungen
MehrKapitel 6. Exponentialfunktion
Kapitel 6. Exponentialfunktion 6.1. Potenzreihen In Kap. 4 haben wir Reihen ν=0 a ν studiert, wo die Glieder feste Zahlen sind. Die Summe solcher Reihen ist wieder eine Zahl, z.b. die Eulersche Zahl e.
MehrInhaltsverzeichnis. Universität Basel Wirtschaftswissenschaftliches Zentrum Abteilung Quantitative Methoden. Mathematischer Vorkurs.
Universität Basel Wirtschaftswissenschaftliches Zentrum Abteilung Quantitative Methoden Mathematischer Vorkurs Dr. Thomas Zehrt Exponentialfunktionen und Logarithmen Inhaltsverzeichnis 1 Einführung 2 2
MehrKapitel 6 Grenzwerte von Funktionen und Stetigkeit
Kapitel 6 Grenzwerte von Funktionen und Stetigkeit 225 Relle Funktionen Im Folgenden betrachten wir reelle Funktionen f : D R, mit D R. Wir suchen eine formale Definition für den folgenden Sachverhalt.
Mehr7. Einige Typen von speziellen Funktionen [Kö 8]
39 7. Einige Typen von speziellen Funktionen [Kö 8] 7. Analytische Funktionen [Kö 7.3, 4.] Definition. Es sei D C, f : D C und z 0 D ein Häufungspunkt von D. Die Funktion f heißt im Punkt z 0 analytisch,
MehrAbbildung 14: Winkel im Bogenmaß
Mathematik für Naturwissenschaftler I. (7) Trigonometrische Funktionen (in R): Trigonometrische Funktionen wie sin x und cos x stehen üblicherweise in Zusammenhang mit Winkeln. Während im Alltag Winkel
Mehr2.3 Elementare Funktionen
.3 Elementare Funktionen Trigonometrische Funktionen (Winkelfunktionen) Vorbemerkung. Wir definieren die Winkelfunktionen bezogen auf die Bogenlänge x auf dem Einheitskreis, d.h. für x [0,π]. Alternativ
Mehr2.3 Exponential- und Logarithmusfunktionen
27 2.3 Exponential- und Logarithmusfunktionen Die natürliche Exponentialfunktion f(x) = e x ist definiert durch die Potenzreihe e x = + x! + x2 2! + x3 3! + = für alle x in R. Insbesondere ist die Eulersche
MehrDie Funktion f (x) = e ix
Die Funktion f (x) = e ix Wir wissen e ix = 1, liegt also auf dem Einheitskreis. Mit wachsendem x läuft e ix immer wieder um den Einheitskreis herum. Die Laufrichtung ist gegen den Uhrzeigersinn (mathematisch
MehrMathematik 3 für Informatik im Februar/März 2016 Teil 1: Analysis
Mathematik 3 für Informatik im Februar/März 2016 Teil 1: Analysis Funktionen, Stetigkeit Dierentialrechnung Funktionen mit mehreren Variablen Integralrechnung Dierentialgleichungen Teil 2: Wahrscheinlichkeitsrechnung
MehrMathematischer Vorkurs NAT-ING II
Mathematischer Vorkurs NAT-ING II (0.09.03 0.09.03) Dr. Jörg Horst WS 03-04 Mathematischer Vorkurs TU Dortmund Seite / 5 Mathematischer Vorkurs TU Dortmund Seite 6 / 5 Schenkel Winkelbereich Scheitel S
MehrMathematischer Vorbereitungskurs für Ökonomen. Exponentialfunktionen und Logarithmen
Mathematischer Vorbereitungskurs für Ökonomen Dr. Thomas Zehrt Wirtschaftswissenschaftliches Zentrum Universität Basel Exponentialfunktionen und Logarithmen Inhalt:. Zinsrechnung. Exponential- und Logaritmusfunktionen
MehrFunktionen. Mathematik-Repetitorium
Funktionen 4.1 Funktionen einer reellen Veränderlichen 4.2 Eigenschaften von Funktionen 4.3 Die elementaren Funktionen 4.4 Grenzwerte von Funktionen, Stetigkeit Funktionen 1 4. Funktionen Funktionen 2
MehrStetigkeit von Funktionen
Stetigkeit von Funktionen Definition. Es sei D ein Intervall oder D = R, x D, und f : D R eine Funktion. Wir sagen f ist stetig wenn für alle Folgen (x n ) n in D mit Grenzwert x auch die Folge der Funktionswerte
Mehr(a, 0) (c, 0) = (ac, 0) (0, 1) =: i. Re(z) := a der Realteil und Im(z) := b der Imaginärteil
14 DIE EXPONENTIALFUNKTION IM KOMPLEXEN 73 Wegen (a, 0) + (c, 0) = (a + c, 0) (a, 0) (c, 0) = (ac, 0) kann man die Teilmenge {(a, 0) a R} mit den darauf eingeschränkten Verknüpfungen identifizieren mit
MehrElementare Funktionen. Analysis I November 28, / 101
Elementare Funktionen Analysis I November 28, 2017 76 / 101 Exponentialfunktion Buch Kap. 2.3 Exponentialfunktionen f(x) = a x, a > 0, D = R. Ist a = e (Eulerzahl e = 2, 71828...), sprechen wir von der
Mehrf(x 0 ) = lim f(b k ) 0 0 ) = 0
5.10 Zwischenwertsatz. Es sei [a, b] ein Intervall, a < b und f : [a, b] R stetig. Ist f(a) < 0 und f(b) > 0, so existiert ein x 0 ]a, b[ mit f(x 0 ) = 0. Wichtig: Intervall, reellwertig, stetig Beweis.
MehrKapitel 3: Folgen und Reihen
Kapitel 3: und Reihen Stefan Ruzika Mathematisches Institut Universität Koblenz-Landau Campus Koblenz Stefan Ruzika (KO) Kapitel 3: und Reihen 1 / 29 Gliederung 1 Grundbegriffe 2 Abbildungen und elementare
MehrMathematischer Vorbereitungskurs für das MINT-Studium
Mathematischer Vorbereitungskurs für das MINT-Studium Dr. B. Hallouet b.hallouet@mx.uni-saarland.de SS 08 Vorlesung MINT Mathekurs SS 08 / 49 Vorlesung 5 (Lecture 5) Reelle Funktionen einer reellen Veränderlichen
Mehr10 Differenzierbare Funktionen
10 Differenzierbare Funktionen 10.1 Definition: Es sei S R, x 0 S Häufungspunkt von S. Eine Funktion f : S R heißt im Punkt x 0 differenzierbar, wenn der Grenzwert f (x 0 ) := f(x 0 + h) f(x 0 ) lim h
MehrHM I Tutorium 9. Lucas Kunz. 22. Dezember 2017
HM I Tutorium 9 Lucas Kunz. Dezember 017 Inhaltsverzeichnis 1 Theorie 1.1 Exponentialfunktion.............................. 1. Sinus und Cosinus................................ 1.3 Tangens und Cotangens............................
MehrAufgabe 1. Multiple Choice (4 Punkte). Kreuzen Sie die richtige(n) Antwort(en) an.
Analysis I, WiSe 2013/14, 04.02.2014 (Iske), Version A 1 Aufgabe 1. Multiple Choice (4 Punkte). Kreuzen Sie die richtige(n) Antwort(en) an. a) Welche der folgenden Aussagen über Folgen sind sinnvoll und
MehrThema 4 Limiten und Stetigkeit von Funktionen
Thema 4 Limiten und Stetigkeit von Funktionen Wir betrachten jetzt Funktionen zwischen geeigneten Punktmengen. Dazu wiederholen wir einige grundlegende Begriffe und Schreibweisen aus der Mengentheorie.
Mehr2.5 Komplexe Wurzeln. Mathematik für Naturwissenschaftler I 2.5
Mathematik für Naturwissenschaftler I 2.5 Die Periodizität von e z ist der Grund, warum im Komplexen Logarithmen etwas schwieriger zu behandeln sind als im Reellen: Der natürliche Logarithmus ist die Umkehrung
MehrHM I Tutorium 8. Lucas Kunz. 12. Dezember 2018
HM I Tutorium 8 Lucas Kunz. Dezember 08 Inhaltsverzeichnis Theorie. Stetigkeit und Grenzwerte............................ Sinus und Cosinus.................................3 Tangens und Cotangens............................
Mehr2.3 Exponential- und Logarithmusfunktionen
26 2.3 Exponential- und Logarithmusfunktionen Die natürliche Exponentialfunktion f(x) = e x ist definiert durch die Potenzreihe e x = + x! + x2 2! + x3 3! + = für alle x in R. Insbesondere ist die Eulersche
Mehr(k +2)(k +3) x 2 (k +3)!
5.3. SINUS UND KOSINUS 9 5.35. Lemma. Es gilt (i) (ii) (iii) cos() < 0, sin(x) > 0 für alle x (0, ], x cos(x) ist streng monoton fallend in [0, ]. Beweis. (i) Es ist cos() = 1! + 4 6 4! 6! 8 10 8! 10!
MehrBeispiel. Die Reihe ( 1) k k + 1 xk+1 für 1 < x < 1 konvergiert auch für x = +1. Somit ist nach dem Abelschen Grenzwertsatz insbesondere die Gleichung
Beispiel. Die Reihe log + x) = ) k k + xk+ für < x < konvergiert auch für x = +. Somit ist nach em Abelschen Grenzwertsatz insbesonere ie Gleichung log + ) = gültig. Daraus folgt ie Darstellung log2) =
MehrSpezielle Klassen von Funktionen
Spezielle Klassen von Funktionen 1. Ganzrationale Funktionen Eine Funktion f : R R mit f (x) = a n x n + a n 1 x n 1 + + a 1 x + a 0, n N 0 und a 0, a 1,, a n R, (a n 0) heißt ganzrationale Funktion n
MehrExponential- und Logarithmusfunktion. Biostatistik, WS 2010/2011. Inhalt. Matthias Birkner Mehr zur Eulerschen Zahl und natürliche
Biostatistik, WS 2010/2011 Exponential- und Logarithmusfunktion Matthias Birkner http://www.mathematik.uni-mainz.de/~birkner/biostatistik1011/ 5.11.2010 Inhalt 1 Exponential- und Logarithmusfunktion Potenzen
MehrFerienkurs Analysis 1
TECHNISCHE UNIVERSITÄT MÜNCHEN Ferienurs Analysis 1 Potenzreihen, Exponentialfuntion, Stetigeit, Konvergenz, Grenzwert Henri Thoma 1.03.014 Inhaltsverzeichnis 1. Potenzreihen:... 1. Exponentialfuntion...
Mehr8 Reelle Funktionen. 16. Januar
6. Januar 9 54 8 Reelle Funktionen 8. Reelle Funktion: Eine reelle Funktion f : D f R ordnet jedem Element x D f der Menge D f R eine reelle Zahl y R zu, und man schreibt y = f(x), x D. Die Menge D f heißt
MehrAnalysis I. 6. Übungsstunde. Steven Battilana. battilana.uk/teaching
Analysis I 6. Übungsstunde Steven Battilana stevenb@student.ethz.ch battilana.uk/teaching April 26, 2017 1 Erinnerung Eine Abbildung f : X Y heisst injektiv, falls 1, 2 X : 1 2 f( 1 ) f( 2 ). (In Worten:
Mehr1. Aufgabe (6 Punkte) Zeigen Sie mit Hilfe der vollständigen Induktion, dass folgende Gleichheit gilt für alle n N, n 2. k (k + 1)! = 1 1 n!.
. Aufgabe (6 Punte) Zeigen Sie mit Hilfe der vollständigen Indution, dass folgende Gleichheit gilt für alle n N, n 2 n ( + )! n!. [6P] Ind. Anfang: n 2 oder l.s. ( + )! 2 r.s. 2! 2. ( + )! 2! 2! 2 2 2
MehrKapitel 5. Die trigonometrischen Funktionen Die komplexen Zahlen Folgen und Reihen in C
Kapitel 5. Die trigonometrischen Funktionen 5.1. Die komplexen Zahlen 5.. Folgen und Reihen in C 5.10. Definition. Eine Folge (c n n N komplexer Zahlen heißt konvergent gegen c C, falls zu jedem ε > 0
MehrF u n k t i o n e n Zusammenfassung
F u n k t i o n e n Zusammenfassung Johann Carl Friedrich Gauss (*1777 in Braunschweig, 1855 in Göttingen) war ein deutscher Mathematiker, Astronom und Physiker mit einem breit gefächerten Feld an Interessen.
Mehr(a) Wie gross ist der Ameisenstaat ungefähr nach 1, 2, 3 oder allgemein n Wochen?
Mathematik I für Naturwissenschaften Dr. Christine Zehrt 04.0.8 Übung 3 (für Pharma/Geo/Bio) Uni Basel Besprechung der Lösungen: 8. Oktober 08 in den Übungsstunden Aufgabe In einem Ameisenstaat mit einer
MehrFerienkurs Seite 1. Technische Universität München Ferienkurs Analysis 1 Stetigkeit, Konvergenz, Topologie
Ferienkurs Seite Technische Universität München Ferienkurs Analysis Hannah Schamoni Stetigkeit, Konvergenz, Topologie Lösung 2.03.202. Gleichmäßige Konvergenz Entscheiden Sie, ob die folgenden auf (0,
MehrKapitel 6. Funktionen. Josef Leydold Mathematik für VW WS 2017/18 6 Funktionen 1 / 49
Kapitel 6 Funktionen Josef Leydold Mathematik für VW WS 2017/18 6 Funktionen 1 / 49 Reelle Funktion Reelle Funktionen sind Abbildungen, in denen sowohl die Definitionsmenge als auch die Wertemenge Teilmengen
MehrSerie 1: Repetition von elementaren Funktionen
D-ERDW, D-HEST, D-USYS Mathematik I HS 15 Dr. Ana Cannas Serie 1: Repetition von elementaren Funktionen Bemerkung: Die Aufgaben der Serie 1 bilden den Fokus der Übungsgruppen in der zweiten Semesterwoche
MehrK. Eppler, Inst. f. Num. Mathematik Übungsaufgaben. 3. Übung: Woche vom bis
Übungsaufgaben 3. Übung: Woche vom 27. 10. bis 31. 10. 2010 Heft Ü1: 3.14 (c,d,h); 3.15; 3.16 (a-d,f,h,j); 3.17 (d); 3.18 (a,d,f,h,j) Übungsverlegung für Gruppe VIW 05: am Mo., 4.DS, SE2 / 022 (neuer Raum).
MehrEinleitung 1. 3 Beweistechniken und einige Beweise Teil I 19
Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis iv Einleitung 1 1 Aussagen, Mengen und Quantoren 3 1.1 Aussagen und logische Verknüpfungen........................ 3 1.2 Mengen.........................................
MehrKlausurenkurs zum Staatsexamen (WS 2016/17): Differential und Integralrechnung 3
Dr. Erwin Schörner Klausurenkurs zum Staatsexamen (WS 206/7): Differential und Integralrechnung 3 3. (Herbst 20, Thema 3, Aufgabe 2) Gegeben ist für m R die Funktion f m : ], 2π[ R; f m (x) = Folgende
MehrÜbungen zu Einführung in die Analysis
Übungen zu Einführung in die Analysis (Nach einer Zusammengestellung von Günther Hörmann) Sommersemester 2011 Vor den folgenden Aufgaben werden in den ersten Wochen der Übungen noch jene zur Einführung
MehrD-MAVT/D-MATL Analysis I HS 2017 Dr. Andreas Steiger. Lösung - Serie 5. x 1 2x 3 = lim 6x
D-MAVT/D-MATL Analysis I HS 07 Dr. Andreas Steiger Lösung - Serie 5. MC-Aufgaben Online-Abgabe. Durch zweifache Anwendung der Regel von Bernoulli-de l Hôpital folgt Stimmt diese Überlegung? lim x x 3 +
MehrK3 K2 K x. plot x 2 C x K 2, x = K3..2 ;
Einige Graphen spezieller Funktionen Lineare Funktion: f = a C b. Der Graph ist eine Gerade (Linie), der Koeffizient a bei gibt die Steigung der Geraden (den Tangens des Winkels, den die Gerade mit der
Mehr5 Differenzialrechnung für Funktionen einer Variablen
5 Differenzialrechnung für Funktionen einer Variablen Ist f eine ökonomische Funktion, so ist oft wichtig zu wissen, wie sich die Funktion bei kleinen Änderungen verhält. Beschreibt etwa f einen Wachstumsprozess,
Mehr2015, MNZ. Jürgen Schmidt. 3.Tag. Vorkurs. Mathematik FUNKTIONEN WS 2015/16
Vorkurs Mathematik FUNKTIONEN WS 05/6 3.Tag Funktionen einer Veränderlichen Eine Funktion f einer reellen Variablen Definition 3 ist eine eindeutige Zuordnungsvorschrift zwischen den Zahlen einer nichtleeren
MehrBiostatistik, Winter 2011/12
Biostatistik, Winter 2011/12 Summen, Exponentialfunktion, Ableitung Prof. Dr. Achim Klenke http://www.aklenke.de 2. Vorlesung: 04.11.2011 1/46 Inhalt 1 Summen und Produkte Summenzeichen Produktzeichen
MehrKapitel 3 EXPONENTIAL- UND LOGARITHMUS-FUNKTION
Kapitel 3 EXPONENTIAL- UND LOGARITHMUS-FUNKTION Fassung vom 3 Dezember 2005 Mathematik für Humanbiologen und Biologen 39 3 Exponentialfunktion 3 Exponentialfunktion Wir betrachten als einführendes Beispiel
MehrMonotone Funktionen. Definition Es sei D R. Eine Funktion f : D R heißt. (ii) monoton fallend, wenn für alle x, x D gilt. x < x f (x) f (x ).
Monotone Funktionen Definition 4.36 Es sei D R. Eine Funktion f : D R heißt (i) monoton wachsend, wenn für alle x, x D gilt x < x f (x) f (x ). Wenn sogar die strikte Ungleichung f (x) < f (x ) folgt,
MehrGRUNDLAGEN MATHEMATIK
Mathematik und Naturwissenschaften Fachrichtung Mathematik, Institut für Numerische Mathematik GRUNDLAGEN MATHEMATIK 3. Reelle Funktionen Prof. Dr. Gunar Matthies Wintersemester 2015/16 G. Matthies Grundlagen
MehrFunktionen (Teschl/Teschl 5.2) Beispiele. Eine Funktion (oder Abbildung) f : M N,
Funktionen (Teschl/Teschl 5.2) Eine Funktion (oder Abbildung) f : M N, x f (x) ordnet jedem Element x einer Menge M (Denitionsbereich) eindeutig ein Element y = f (x) einer Menge N (Werte- oder Bildbereich)
MehrMathematik für Studierende der Biologie Wintersemester 2017/18. Grundlagentutorium 4 Lösungen
Mathematik für Studierende der Biologie Wintersemester 207/8 Grundlagentutorium 4 Lösungen Sebastian Groß Termin Mittwochs 5:45 7:45 Großer Hörsaal Biozentrum (B00.09) E-Mail gross@bio.lmu.de Sprechzeiten
Mehr3. DIE EXPONENTIALFUNKTION UND VERWANDTES
3. DIE EXPONENTIALFUNKTION UND VERWANDTES (1) DIE KOMPLEXE EXPONENTIALFUNKTION Für α = (a n ) n=0mit a n := 1, (n IN) gilt r α = lim n (n + 1)! = lim n (n + 1) =. Damit konvergiert die zugehörige Potenzreihe
Mehr5.5. UMKEHRFUNKTIONEN TRIGONOMETRISCHER FUNKTIONEN 115
5.5. UMKEHRFUNKTIONEN TRIGONOMETRISCHER FUNKTIONEN 5 Satz 5.5.2 (Ableitung der Umkehrfunktion einer Winkelfunktionen) Die Umkehrfunktionen der trigonometrischen Funktionen sind nach Satz 5.2.3 auf den
Mehrf(f 1 (w)) = w f 1 (f(z)) = z Abbildung 21: Eine Funktion und ihre Umkehrfunktion
Mathematik für Naturwissenschaftler I 2.8 2.8 Umkehrfunktionen 2.8. Definition Sei f eine Funktion. Eine Funktion f heißt Umkehrfunktion, wenn f (w) = z für w = f(z). f darf nicht mit f(z) = (f(z)) verwechselt
MehrThema 5 Differentiation
Thema 5 Differentiation Definition 1 Sei f : D R. Dann ist f im Punkt x 0 differenzierbar, falls f(x) f(x 0 ) x x 0 x x 0 auf der Menge D \ {x 0 } existiert. Der Limes ist dann die Ableitung von f im Punkt
MehrSystemwissenschaften, Mathematik und Statistik
Systemwissenschaften, Mathematik und Statistik Systemwissenschaften: 1 WS: Systemwissenschaften 1, VO 2std 2 SS: Systemwissenschaften 2, VO 2std Übung zu Systemwissenschaften, UE 2std 3 WS: Systemwissenschaften
MehrTRIGONOMETRISCHE UND HYPERBOLISCHE FUNKTIONEN
TRIGONOMETRISCHE UND HYPERBOLISCHE FUNKTIONEN Zusammenfassung. Wir listen die wichtigsten Grundtatsachen trigonometrischer und hyperbolischer Funktionen auf... Sinus.. Trigonometrische Funktionen analytische
Mehrg(x) := (x 2 + 2x + 4) sin(x) für z 1 := 1 + 3i und z 2 := 1 + i. Geben Sie das Ergebnis jeweils
. Aufgabe Punkte a Berechnen Sie den Grenzwert n + n + 3n. b Leiten Sie die folgenden Funktionen ab. Dabei ist a R eine Konstante. fx : lnx e a, gx : x + x + 4 sinx c Berechnen Sie z z und z z in der Form
MehrBiostatistik, WS 2010/2011 Exponential- und Logarithmusfunktion
1/22 Biostatistik, WS 2010/2011 Exponential- und Logarithmusfunktion Matthias Birkner http://www.mathematik.uni-mainz.de/~birkner/biostatistik1011/ 5.11.2010 2/22 Inhalt Exponential- und Logarithmusfunktion
Mehrc < 1, (1) c k x k0 c k = x k0
4.14 Satz (Quotientenkriterium). Es sei (x k ) Folge in K. Falls ein k 0 existiert, so dass für k k 0 gilt x k 0 und x k+1 x k c < 1, (1) so ist x k absolut konvergent. Beweis. Aus (1) folgt mit vollständiger
MehrEinführung und Überblick
Einführung und Überblick Thomas Zehrt Universität Basel Wirtschaftswissenschaftliches Zentrum Abteilung Quantitative Methoden Thomas Zehrt (Universität Basel) Einführung und Überblick 1 / 33 Outline 1
Mehrf(x nk ) = lim y nk ) = lim Bemerkung 2.14 Der Satz stimmt nicht mehr, wenn D nicht abgeschlossen oder nicht beschränkt ist, wie man z.b.
Proposition.13 Sei f : D R stetig und D = [a, b] R. Dann ist f(d) beschränkt. Außerdem nimmt f sein Maximum und Minimum auf D an, d.h. es gibt x max D und ein x min D, so dass f(x max ) = sup f(d) und
MehrKapitel 7. Exponentialfunktion
Kapitel 7. Exponentialfunktion 7.1. Potenzreihen In Kap. 5 haben wir Reihen ν=0 a ν studiert, wo die Glieder feste Zahlen sind. Die Summe solcher Reihen ist wieder eine Zahl, z.b. die Eulersche Zahl e.
MehrMathematik I Herbstsemester 2014
Mathematik I Herbstsemester 2014 www.math.ethz.ch/education/bachelor/lectures/hs2014/other/mathematik1 BIOL Prof. Dr. Erich Walter Farkas http://www.math.ethz.ch/ farkas 1 / 22 1 Funktionen Definitionen
MehrPotenz- / Wurzel- / Trigonom. / Arkus- / Exponential- / Log.-Funktionen
Übung 6 Funktionen Potenz- / Wurzel- / Trigonom. / Arkus- / Exponential- / Log.-Funktionen PUZZLE Themen 1 Potenz- / Wurzelfunktionen 2 Trigonometrische Funktionen / Arkusfunktionen 3 Exponential- / Logarithmusfunktionen
MehrANALYSIS 1 Kapitel 7: Einige Typen von speziellen Funktionen
ANALYSIS 1 Kapitel 7: Einige Typen von speziellen Funktionen MAB.01012UB MAT.101UB Vorlesung im WS 2017/18 Günter LETTL Institut für Mathematik und wissenschaftliches Rechnen Karl-Franzens-Universität
Mehr