Höhere Mathematik 3. Kapitel 12 Differenzengleichungen, z-transformation. Prof. Dr.-Ing. Dieter Kraus

Größe: px
Ab Seite anzeigen:

Download "Höhere Mathematik 3. Kapitel 12 Differenzengleichungen, z-transformation. Prof. Dr.-Ing. Dieter Kraus"

Transkript

1 Höhere Mathematik 3 Kapitel 1 Differezegleichuge, z-trasformatio Prof. Dr.-Ig. Dieter Kraus

2

3 Höhere Mathematik 3 Kapitel 1 Ihaltsverzeichis 1 Differezegleichuge, -Trasformatio Eiführug i Differezegleichuge Lieare Differezegleichuge Lösug liearer homogeer Differezegleichuge Partikuläre Lösug liearer ihomogeer Differezegleichuge Trasformatio Awedug der -Trasformatio auf lieare ihomogee Differezegleichuge

4

5 1 Differezegleichuge, -Trasformatio, I diesem Kapitel wolle wir eie weitere Trasformatio, die -Trasformatio behadel. Mit Hilfe der -Trasformatio köe lieare Differezegleichuge gelöst werde. 1.1 Eiführug i Differezegleichuge Gegebe sei das Afagswertproblem (AWP) y y, y() 1. Die (eideutige) Lösug dieses AWP lautet yt () e t. Wir führe für dieses Afagswertproblem eie Diskretisierug durch, d.h. ausgehed vom Startpukt t betrachte wir die Lösugsfuktio y(t) dieses AWP a de eitpukte t h (hierbei ist h die Schrittweite). Hochschule Breme Höhere Mathematik 4 / Prof. Dr.-Ig. Dieter Kraus 1-1 Es gilt t1 t h. Für y(t) schreibe wir kurz y y(t). Es gibt verschiedee Möglichkeite der Diskretisierug. 1. Möglichkeit Ersetze wir die Ableitug y ( t ) durch de Differezequotiete y t y h y 1 ( ), so erhalte wir (ach Multiplikatio mit h) astelle des AWP die folgede Differezegleichug y y hy, y 1 y (1 h) y, y 1. Der Asatz 1 1 y führt auf (1 h) 1 h y c(1 h), c, ist die allgemeie Lösug der Differezegleichug. Mit der Afagsbedigug Hochschule Breme Höhere Mathematik 4 / Prof. Dr.-Ig. Dieter Kraus 1-

6 Also gilt y y c h c 1 (1 ) 1. y (1 h), ( ), ist die (eideutige) Lösug der gegebee Differezegleichug. Es gilt für t h t t t/ h 1/ h u t lim y lim(1 h) lim(1 h) lim(1 h) lim(1 1 u) e h h h h u lim y y( t). h. Möglichkeit Itegriere wir die gegebee Differetialgleichug y y vo t bis t1, so erhalte wir t t t y() tdt y() tdt y y y() tdt t t t Hochschule Breme Höhere Mathematik 4 / Prof. Dr.-Ig. Dieter Kraus 1-3 Näher wir das Itegral auf der rechte Seite mit Hilfe der Trapez-Formel a, so erhalte wir die folgede Differezegleichug h h h y 1 y ( y y 1), y 1 1 y11 y, y 1 1 h y 1 y, y 1. 1 h Der Asatz y führt auf 1 1h 1h 1h 1h 1h 1h y c, c, 1h 1h ist die allgemeie Lösug der Differezegleichug. Mit der Afagsbe- Hochschule Breme Höhere Mathematik 4 / Prof. Dr.-Ig. Dieter Kraus 1-4

7 digug y 1 ergibt sich die (eideutige) Lösug der gegebee Differezegleichug zu 1 h y, da y c 1 1 h Auch hier gilt für t h 1/ h 1h 1h t lim y lim lim e y( t). h h 1 h h 1 h Im folgede werde u lieare Differezegleichuge behadelt. Defiitio 1-1: (Lieare Differezegleichug k-ter Ordug) y a y... a y a y f, a, f, k k1 k1 1 1 i heißt lieare Differezegleichug k-ter Ordug. Ist f, so heißt die Differezegleichug homoge, sost ihomoge. Hochschule Breme Höhere Mathematik 4 / Prof. Dr.-Ig. Dieter Kraus 1-5 t Wie bei lieare Differetialgleichuge gelte auch bei lieare Differezegleichuge die folgede Aussage. Die allgemeie Lösug der ihomogee Differezegleichug setzt sich zusamme aus der allgemeie Lösug der zugehörige homogee Differezegleichug ud eier partikuläre Lösug der ihomogee Differezegleichug. Die allgemeie Lösug der homogee Differezegleichug k-ter Ordug ist eie Liearkombiatio aus k liear uabhägige Lösuge der homogee Differezegleichug. Wir betrachte zuächst lieare homogee Differezegleichug. Hochschule Breme Höhere Mathematik 4 / Prof. Dr.-Ig. Dieter Kraus 1-6

8 1. Lieare Differezegleichuge 1..1 Lösug liearer homogeer Differezegleichuge Lieare homogee Differezegleichug 1. Ordug Gegebe sei die Differezegleichug Der Asatz y führt auf Also ist y 1 ay. a ( a) a. 1 y c( a), c die allgemeie Lösug der gegebee lieare homogee Differezegleichug 1. Ordug. Beispiel: y 1 3y y c3, mit c, ist allgemeie Lösug. Hochschule Breme Höhere Mathematik 4 / Prof. Dr.-Ig. Dieter Kraus 1-7 Lieare homogee Differezegleichug. Ordug Gegebe sei die Differezegleichug y ay 1 by Der Asatz y führt auf 1 a b ( a b) p a b ( ) (charakteristisches Polyom). 1. Fall Das charakteristische Polyom p() besitze die uterschiedliche reelle Nullstelle 1 ud. Da ist y c c, c, c die allgemeie Lösug der gegebee lieare homogee Differezegleichug. Ordug.. Hochschule Breme Höhere Mathematik 4 / Prof. Dr.-Ig. Dieter Kraus 1-8

9 . Fall Das charakteristische Polyom p() besitze die komplexe Nullstelle 1 ud. 1 Da ist y c c c c 11 ( 1), 1, die allgemeie komplexe Lösug der gegebee lieare homogee Differezegleichug. Ordug. Da die Differezegleichug liear ist ud die Koeffiziete reell sid, gilt hier wie bei lieare Differetialgleichuge, dass mit eier komplexe Lösug sowohl Real- als auch Imagiärteil reelle Lösuge sid. i Aus 1 1 e i ud 1 1 e ergibt sich mit Re( ) cos( ), Im( ) si( ) die allgemeie reelle Lösug der gegebee lieare homogee Differezegleichug. Ordug zu y c cos( ) c si( ), c, c Hochschule Breme Höhere Mathematik 4 / Prof. Dr.-Ig. Dieter Kraus Fall Das charakteristische Polyom p() besitze die doppelte Nullstelle 1. Da ist y c c, c, c allgemeie Lösug der gegebee lieare homogee Differezegleichug. Ordug, de y 1 ist auch Lösug der homogee Diffe- rezegleichug, falls 1 doppelte Nullstelle des charakteristische Polyoms ist. Beweis: Da 1 doppelte Nullstelle des charakteristische Polyoms ist, gilt p( ) a b, p( ) a Eisetze vo y 1 i die Differezegleichug liefert demzufolge Hochschule Breme Höhere Mathematik 4 / Prof. Dr.-Ig. Dieter Kraus 1-1

10 ( ) a( 1) b ( a b) ( a) Beispiel: p( ) p( ) ) Gegebe sei y y y. Das charakteristische Polyom 3 1 p ( ) 3 ( 1)( ). liefert mit de Nullstelle 1 1, die allgemeie Lösug y c1 c, c, c. 1 1 ) Gegebe sei y y y. Das charakteristische Polyom 1 p j j ( ) (1 ) (1 ) liefert mit de Nullstelle 1, 1 j /4 j e die allgemeie Lösug Hochschule Breme Höhere Mathematik 4 / Prof. Dr.-Ig. Dieter Kraus 1-11 y c cos 4 c si 4, c, c ) Gegebe sei y y 4y. Das charakteristische Polyom 4 1 ( ) 4 4 ( ) p liefert mit der doppelte Nullstelle 1 die allgemeie Lösug y c c, c, c. 1 1 Lieare homogee Differezegleichug k-ter Ordug Gegebe sei die Differezegleichug y a y... a y a y, a. k k1 k1 1 1 i Der Asatz y führt auf k k1 ( a a a ) p( ) k 1 1 k k1 k 1 1 p( ) a... a a (charakteristisches Polyom). Hochschule Breme Höhere Mathematik 4 / Prof. Dr.-Ig. Dieter Kraus 1-1

11 Ist 1 eie r-fache Nullstelle vo p(), so sid die Folge r1,,,..., liear uabhägige Lösuge der homogee Differezegleichug. Beweis: per Iduktio (Iduktiosafag siehe lieare homogee Differezegleichug. Ordug, 3. Fall). Damit erhält ma auch im allgemeie Fall eier lieare homogee Differezegleichug k-ter Ordug mit Hilfe der Nullstelle des charakteristische Polyoms k liear uabhägige Lösuge der lieare homogee Differezegleichug. Die allgemeie Lösug ist da Liearkombiatio aus diese Fudametallösuge. Hochschule Breme Höhere Mathematik 4 / Prof. Dr.-Ig. Dieter Kraus Partikuläre Lösug liearer ihomogeer Differezegleichuge Für spezielle "rechte Seite" f wird u ei Asatz agegebe, der auf eie partikuläre Lösug führt. Die rechte Seite sei vo der Form cos f q( ), si wobei q() ei Polyom bezeichet. Ersetzt ma die rechte Seite durch die komplexe Fuktio ( ) j f q mit e da führt der komplexe Asatz l w r( ) (grad r grad q) auf eie partikuläre Lösug Hochschule Breme Höhere Mathematik 4 / Prof. Dr.-Ig. Dieter Kraus 1-14

12 y Re w falls cos auf rechter Seite, Im w falls si auf rechter Seite wobei l, falls keie Nullstelle (keie Resoaz) l >, falls l-fache Nullstelle (l-fache Resoaz) des charakteristische Polyoms p() ist. Im Fall ist der Asatz reell ud es gilt y w ka auch der reelle Asatz l y r( )cos r ( )si 1 durchgeführt werde, wobei grad r1 grad r grad q Hochschule Breme Höhere Mathematik 4 / Prof. Dr.-Ig. Dieter Kraus 1-15 Beispiel: 1) y 3y 1 homogee Lösug: p( ) 3 3 y c3, c ist allgemeie Lösug der homogee Differezegleichug partikuläre Lösug: Asatz: y ( a b), (keie Resoaz) ab ab a b b a b 1 ( 1) 3( ) ( 3 3 ) b 1, a b y ( ) ( ba) ( b) ist partikuläre Lösug der ihomogee Differezegleichug. Hochschule Breme Höhere Mathematik 4 / Prof. Dr.-Ig. Dieter Kraus 1-16

13 Damit lautet die allgemeie Lösug der gegebee lieare ihomogee Differezegleichug y c3 ( ), c. Ist der Afagswert y gegebe, so erhält ma mit y c c y y ( y )3 ( ), die Lösug des Afagswertproblems. ) y 1 y homogee Lösug: p( ) y c, c ist allgemeie Lösug der homogee Differezegleichug partikuläre Lösug: Asatz: y ( a b), (eifache Resoaz) Hochschule Breme Höhere Mathematik 4 / Prof. Dr.-Ig. Dieter Kraus a( 1) b( 1) ( a b ) (a a b 4b b a b ) (a b) 4b b1/4, a b1/4 y ( ) ist partikuläre Lösug der ihomogee Differezegleichug. Damit lautet die allgemeie Lösug der gegebee lieare ihomogee Differezegleichug y c ( ), c. Ist der Afagswert y gegebe, so erhält ma mit ( ) y, c c y y y die Lösug des Afagswertproblems. Hochschule Breme Höhere Mathematik 4 / Prof. Dr.-Ig. Dieter Kraus 1-18

14 3) y 3y 1 y homogee Lösug: p ( ) 3 ( 1)( ) 1, y c1 c, c, c ist allgemeie Lösug der homogee Differezegleichug partikuläre Lösug: Asatz: y a, (eifache Resoaz) 1 a ( ) 3 a ( 1) a (4a 8a 6a 6a a) ( a) a 1/ y 1 ist partikuläre Lösug der ihomogee Differezegleichug. Hochschule Breme Höhere Mathematik 4 / Prof. Dr.-Ig. Dieter Kraus 1-19 Damit lautet die allgemeie Lösug der gegebee lieare ihomogee Differezegleichug 1 y c c, c, c. 1 1 Sid die Afagswerte y ud y1 gegebe, so erhält ma mit y c c, y c c 1 c y y 1, c y y y (y y1 1) ( y1 y 1), die Lösug des Afagswertproblems. 4) y y 1 y homogee Lösug: p( ) 1 j e j /4 1, y c cos( /4) c si( /4), c, c 1 1 ist allgemeie Lösug der homogee Differezegleichug Hochschule Breme Höhere Mathematik 4 / Prof. Dr.-Ig. Dieter Kraus 1-

15 partikuläre Lösug: Asatz: y a, (keie Resoaz) a a a a a a a 1 (4 4 ) ( ) 1 1/ a y ist partikuläre Lösug der ihomogee Differezegleichug. Damit lautet die allgemeie Lösug der gegebee lieare ihomogee Differezegleichug y c cos( /4) c si( /4), c, c. Sid die Afagswerte y ud y1 1 gegebe, so erhält ma mit y c 1/, y c c 11 c 1/, c c 1/ y (si( /4) cos( /4)), ist die Lösug des Afagswertproblems. Hochschule Breme Höhere Mathematik 4 / Prof. Dr.-Ig. Dieter Kraus 1-1 5) y 4y 1 4y homogee Lösug: p ( ) 4 4 ( ) 1 (doppelte Nullstelle) y c c, c, c ist allgemeie Lösug der homogee Differezegleichug partikuläre Lösug: Asatz: y a, (doppelte Resoaz) 1 a ( ) 4 a ( 1) 4a (4a 16a 16a 8a 16a 8a 4 a ) (8 a) a 18 y 3 ist partikuläre Lösug der ihomogee Differezegleichug. Hochschule Breme Höhere Mathematik 4 / Prof. Dr.-Ig. Dieter Kraus 1-

16 Damit lautet die allgemeie Lösug der gegebee lieare ihomogee Differezegleichug 3 y c c, c, c Sid die Afagswerte y ud y1 1 gegebe, so erhält ma mit y c, y c c 1/ 4 1 c, c 3 / y (3 ), ist die Lösug des Afagswertproblems. Hochschule Breme Höhere Mathematik 4 / Prof. Dr.-Ig. Dieter Kraus Trasformatio Eie adere Möglichkeit, lieare Differezegleichuge zu löse, bietet die -Trasformatio, die wir im folgede Abschitt behadel werde. Defiitio 1-: (-Trasformatio) Es sei ( f ) eie Folge i. Da heißt F( z) f : f z Hochschule Breme Höhere Mathematik 4 / Prof. Dr.-Ig. Dieter Kraus 1-4 die -Trasformierte der Folge ( f ), wobei F(z) für die z defiiert ist, für die die uedliche Reihe f z kovergiert. Bei der -Trasformatio wird eier komplexe Folge ( f ) eie komplexe Fuktio F(z) zugeordet. Die -Trasformatio ist im Gegesatz zu der bisher behadelte Laplace-Trasformatio (Itegral-Trasformatio) eie diskrete Trasformatio.

17 Wir wolle zuächst die Kovergez der uedliche Reihe der -Trasformatio utersuche. 1 f z f f z ist eie Lauret-Reihe (vgl. Kapitel 15) um z. 1 Ersetze wir w z so erhalte wir f w. Dies ist bzgl. w eie Potezreihe um w. Diese Potezreihe habe de Kovergezradius Rw >, sie kovergiert also für w < Rw. Folglich kovergiert die -Trasformatiosreihe für z > 1 / Rw Rz, d.h. außerhalb des Kreises um mit Radius Rz 1 / Rw. Der Radius Rz ka häufig mit Hilfe des Quotietekriteriums wie folgt berechet werde. f z f 1 R f z R R ( 1) 1 1 z 1 lim lim. 1 z mit lim fz f z z f z Hochschule Breme Höhere Mathematik 4 / Prof. Dr.-Ig. Dieter Kraus 1-5 Beispiel: 1) f 1, f f f z f 1, also F( z) 1 ) f a,, a \{}fest. a 1 z a a a z falls 1 z 1a z za z z z a, also F( z), z a z a Auch bei der -Trasformatio spielt die Faltug eie wichtige Rolle. Die Faltug wird deshalb wie folgt defiiert. Hochschule Breme Höhere Mathematik 4 / Prof. Dr.-Ig. Dieter Kraus 1-6

18 Defiitio 1-3: (Faltug) Es seie ( ) f ud ( g ) die Faltug vo ( ) zwei Folge i. Da heißt die Folge ( h ) ( f ) ( g ) mit ( h ) f g, l l l f mit ( g ). Im folgede Satz werde die wichtigste Eigeschafte der -Trasformatio zusammegefasst. Satz 1-1: (Eigeschafte der -Trasformatio) Es seie ( f) ud ( g ) zwei Folge i ud c. Da gilt a) Liearität f g f g, c f c f b) f z k f, k mit f für k Hochschule Breme Höhere Mathematik 4 / Prof. Dr.-Ig. Dieter Kraus 1-7 k 1 l fk z f flz, k l Isbesodere gilt f z f f, k c) 1 f z f f f z 1 1 d) Dämpfugseigeschaft f F z F z f ( ) mit ( ), \{} e) Differetiatioseigeschaft d df( z) f z f z mit F ( z ) f dz dz f) Faltugseigeschaft f g f g. Hochschule Breme Höhere Mathematik 4 / Prof. Dr.-Ig. Dieter Kraus 1-8

19 Beweis: a) Die Liearität folgt aus der Liearität der uedliche Summe, falls die Reihe jeweils koverget sid. k k k k k ( k) k k k k k k1 k1 k k z f z f z z f f z b) ( ) c) d) f f z f z z f z,da f für f f z f z z f z f f z f ( z ) f w F( w) F( z ). df( z) d 1 1 dz dz z z (Lauret-Reihe darf ma im Kovergezrig gliedweise differeziere). e) 1 ( ) fz f z f z f Hochschule Breme Höhere Mathematik 4 / Prof. Dr.-Ig. Dieter Kraus 1-9 l ( l) f g f z g z fl z gl z l f) Beispiel: 1) zu a) f g z f g l l l Hochschule Breme Höhere Mathematik 4 / Prof. Dr.-Ig. Dieter Kraus 1-3 Cauchy Produkt 1 j j 1 j j si( ) ( e e ) e e j j j j 1 z z 1 z( e e ) j ze ze j z z e e 1 zjsi zsi. j z zcos1 z zcos1 Aalog erhält ma j j j j ( ) 1

20 z zcos cos( ). z zcos1 ) zu b) z a z a ( a ) 1 z a mit f für. z a 3) zu c) 4) zu d) a 1 z a a z z az 1 z a za a si( ) F( z a) mit F( z) si( ) z z si zcos1 Hochschule Breme Höhere Mathematik 4 / Prof. Dr.-Ig. Dieter Kraus 1-31 ( )si si si( ) za az. ( z a) ( z a)cos1 z azcosa a Aalog erhält ma a 5) zu e) z az cos cos( ). z az cosa d d z zaz az dz dz z a ( z a) ( z a) a z a z z. d az a za az za az za dz ( z a) ( za) ( za) ( ) ( ) ( ) az z 4 3. az( z a) az a z 3 3 ( ) a a a ( z a) ( za) ( za) Hochschule Breme Höhere Mathematik 4 / Prof. Dr.-Ig. Dieter Kraus 1-3

21 6) zu f) l l l l l Aus ( f ) (1 ) f 1 f folgt z fl ( f) (1 ) f 1 f. l z 1 Isbesodere gilt für f z z l l z1 ( z1) da mit Hilfe vo Beispiel 5 aus a a az z für 1 folgt. ( za) ( z1) 3, Hochschule Breme Höhere Mathematik 4 / Prof. Dr.-Ig. Dieter Kraus 1-33 Iverse -Trasformatio Um die iverse -Trasformierte eier ratioale Fuktio zu bestimme ist es zweckmäßig eie Partialbruchzerlegug durchzuführe ud aschließed die obige Beispiele als Korrespodeztabelle zur Rücktrasformatio zu verwede. Dem Kapitel 15 (komplexe Fuktioetheorie) ist zu etehme, dass sich die iverse -Trasformierte ratioaler Fuktioe aber auch mit Hilfe des Residuesatzes bereche lässt. Im folgede werde eiige iverse -Trasformierte zusammegestellt, die sich alle aus de obige Beispiele etehme lasse. 1 1 für 1 für für 1 z a a für 1 z z a a, 1 Hochschule Breme Höhere Mathematik 4 / Prof. Dr.-Ig. Dieter Kraus 1-34

22 1 1 für ( z a) ( 1) a für 1 z a, ( z a) für 3 3 ( z a) ( 3) a für 1 z für 3 ( z a) ( ) a für 1 1 für z azcosa a si ( 1) si für 1 z a si( ) si, z azcosa 1 1 Hochschule Breme Höhere Mathematik 4 / Prof. Dr.-Ig. Dieter Kraus Awedug der -Trasformatio auf lieare ihomogee Differezegleichuge Wedet ma die -Trasformatio auf lieare Differezegleichuge a, so erhält ma eie Gleichug für y Y( z). Durch Rücktrasformatio erhält ma da die Lösug der gegebee Differezegleichug. Beispiel: 1) y 3y 1 Awedug der -Trasformatio ergibt z zy y 3y ( z ) yz z yz y z3 ( z3)( z) z3 z3 z ( z) ( Partialbruchzerlegug) Hochschule Breme Höhere Mathematik 4 / Prof. Dr.-Ig. Dieter Kraus 1-36

23 1 z y y z3 z3 z ( z) y y y ( y )3 (31), ( 1), 1 Die Lösug der gegebee ihomogee lieare Differezegleichug mit dem Afagswert y lautet somit y ( y )3 ( ),( ). ) y 1 y Awedug der -Trasformatio ergibt z zy y y ( z ) yz z 1 z 1 z y y 3 y 3 z ( z) z ( z) Hochschule Breme Höhere Mathematik 4 / Prof. Dr.-Ig. Dieter Kraus y y ( ), 1 Die Lösug der gegebee ihomogee lieare Differezegleichug mit dem Afagswert y lautet somit y y ( ),. 3) y 3y 1 y Awedug der -Trasformatio ergibt 1 z z y y y1z 3( z y y) y z z ( z 3z) y y( z 3 z) y1z z y( z 3 z) y1z z y z 3z z 3z ( z)( z 3z) Hochschule Breme Höhere Mathematik 4 / Prof. Dr.-Ig. Dieter Kraus 1-38

24 y ( z 3z) y zy z y z 3z ( z1)( z) ( z1)( z) y y 1 ( y y1) (y1 y) z1 z z1 z ( z) y ( y y )1 (y y ) 1 ( 1), 1 De es gilt für 1 für 1. Also folgt y y y y y 1 ( 1) ( 1 ) 1, 1 Hochschule Breme Höhere Mathematik 4 / Prof. Dr.-Ig. Dieter Kraus 1-39 ud die Lösug der gegebee ihomogee lieare Differezegleichug mit de Afagswerte y ud y1 lautet somit 1 y (y y 1) ( y y 1), ) y y y, y, y Awedug der -Trasformatio ergibt 1 z z y y y1z zy y y z z ( z z) y z z z z z z y z z ( z)( z z) ( z)( z z) 1 1 y z z z (Partialbruchzerlegug) Hochschule Breme Höhere Mathematik 4 / Prof. Dr.-Ig. Dieter Kraus 1-4

25 1 1 y si ( 1) 4, si( 4) a a a Also gilt da, cos 1, si( 4)cos( 4) cos( 4)si( 4), 1. y ud die Lösug der gegebee ihomogee lieare Differezegleichug mit de Afagswerte y ud y1 1 lautet somit 1 (si( / 4) cos( / 4)),. y 5) y y 4y, y, y Awedug der -Trasformatio ergibt 1 z z y y y1z 4zy y 4y z Hochschule Breme Höhere Mathematik 4 / Prof. Dr.-Ig. Dieter Kraus 1-41 z ( z 4z4) y z z z z y 3 ( z) ( z) 1 1 y ( ), 1. Die Lösug der gegebee ihomogee lieare Differezegleichug mit de Afagswerte y ud y1 1 lautet somit y 3 (3 ),. Hochschule Breme Höhere Mathematik 4 / Prof. Dr.-Ig. Dieter Kraus 1-4

26

27 Übuge zur Höhere Mathematik 3 / Kapitel 1 Prof. Dr.-Ig. Dieter Kraus Aufgabe 1-1: Bestimme Sie die folgede - bzw. iverse -Trasformatioe. a) 1 ( 1), a sih( b) b) z l, z a 1 1 z, 4 ( z a) z a Aufgabe 1-: Löse Sie die homogee Differezegleichug y 11y 1 y 1 mit dem Afagswert y, y1 11 mit Hilfe a) der Asatzmethode b) der -Trasformatio. Aufgabe 1-3: Löse Sie die Differezegleichug y 1 y 1 mit de Afagswerte y = 1 mit Hilfe a) der Asatzmethode b) der -Trasformatio. Aufgabe 1-4: Löse Sie die Differezegleichug y 3 y mit de Afagswerte y = 1 ud y 1 = mit Hilfe a) der Asatzmethode b) der -Trasformatio. 1

28

9. Übungsblatt Aufgaben mit Lösungen

9. Übungsblatt Aufgaben mit Lösungen 9. Übugsblatt Aufgabe mit Lösuge Aufgabe 1: Gegebe sei die folgede Differetialgleichug 15u(x) + 3xu (x) + x u (x) = 8x 3, x > 0. (a) Gebe Sie ei reelles Fudametalsystem der zugehörige homogee Differetialgleichug

Mehr

6. Übung - Differenzengleichungen

6. Übung - Differenzengleichungen 6. Übug - Differezegleichuge Beispiel 00 Gesucht sid alle Lösuge vo a) x + 3x + = 0 ud b) x + x + 7 = 0, jeweils für 0. Um diese lieare Differezegleichug erster Ordug zu löse, verwede wir die im Buch auf

Mehr

Höhere Mathematik I für die Fachrichtungen Elektroingenieurwesen, Physik und Geodäsie Lösungsvorschläge zum 12. Übungsblatt

Höhere Mathematik I für die Fachrichtungen Elektroingenieurwesen, Physik und Geodäsie Lösungsvorschläge zum 12. Übungsblatt UNIVERSITÄT KARLSRUHE Istitut für Aalysis HDoz. Dr. P. C. Kustma Dipl.-Math. M. Uhl WS 8/9 Höhere Mathematik I für die Fachrichtuge Elektroigeieurwese, Physik ud Geodäsie Lösugsvorschläge zum. Übugsblatt

Mehr

n=0 f(x) = log(1 + x) = n=1

n=0 f(x) = log(1 + x) = n=1 Potez - Reihe Machmal ist es praktisch eie Fuktio f() mir Hilfe ihrer Potezreihe auszudrücke. Eie Potezreihe um de Etwicklugspukt 0 sieht im Allgemeie so aus a ( 0 ) Fuktioe, für die eie Potezreihe eistiert,

Mehr

8. Übungsblatt Aufgaben mit Lösungen

8. Übungsblatt Aufgaben mit Lösungen 8. Übugsblatt Aufgabe mit Lösuge Aufgabe 36: Bestimme Sie alle z C, für die die folgede Potezreihe kovergiere: z z a, b! +, c z +. = = Lösug 36: Wir bezeiche de Kovergezradius mit r. a Wir wede das Quotietekriterium

Mehr

3. Taylorformel und Taylorreihen

3. Taylorformel und Taylorreihen Prof Dr Siegfried Echterhoff Aalysis Vorlesug SS 9 3 Taylorformel ud Taylorreihe Sei I R ei Itervall ud sei f : I R eie Fuktio Ziel: Wolle utersuche, wa sich die Fuktio f i eier Umgebug vo eiem Pukt I

Mehr

8. Gewöhnliche Differentialgleichungen (ODE)

8. Gewöhnliche Differentialgleichungen (ODE) 8 Gewöhliche Differetialgleichuge (ODE) 81 Motivatio Eidimesioale (1d) Bewegug eies Teilches (Masse m, keie Reibug) im Potezial U() U() E klassisch: Ermittle die Bahkurve/Trajektorie (t) des Massepukts

Mehr

Technische Universität München Zentrum Mathematik. Übungsblatt 1

Technische Universität München Zentrum Mathematik. Übungsblatt 1 Techische Uiversität Müche Zetrum Mathematik Mathematik (Elektrotechik) Prof. Dr. Ausch Taraz Dr. Michael Ritter Übugsblatt Hausaufgabe Aufgabe. Bestimme Sie de Kovergezbereich M der folgede Reihe für

Mehr

TECHNISCHE UNIVERSITÄT MÜNCHEN

TECHNISCHE UNIVERSITÄT MÜNCHEN TECHNISCHE UNIVERSITÄT MÜNCHEN Zetrum Mathematik PROF. DR.DR. JÜRGEN RICHTER-GEBERT, VANESSA KRUMMECK, MICHAEL PRÄHOFER Höhere Mathematik für Iformatiker II (Sommersemester 004 Lösuge zu Aufgabeblatt 7

Mehr

Resultate: Vertauschbarkeit von Grenzprozessen, Konvergenzverhalten von Potenzreihen

Resultate: Vertauschbarkeit von Grenzprozessen, Konvergenzverhalten von Potenzreihen 26 Gleichmäßige Kovergez ud Potezreihe 129 26 Gleichmäßige Kovergez ud Potezreihe Lerziele: Kozepte: Puktweise ud gleichmäßige Kovergez Resultate: Vertauschbarkeit vo Grezprozesse, Kovergezverhalte vo

Mehr

Funktionenreihen. 1-E1 Ma 2 Lubov Vassilevskaya

Funktionenreihen. 1-E1 Ma 2 Lubov Vassilevskaya Fuktioereihe Erst durch Newto wurde die Theorie uedlicher Reihe zu eiem eigestädige Forschugsgebiet i der Mathematik, das da i Britaie besodere Beachtug ud weitere Etwicklug durch Brook Taylor ud Coli

Mehr

4. Reihen Definitionen

4. Reihen Definitionen 4. Reihe 4.1. Defiitioe Addiere wir die Glieder eier reelle Zahlefolge (a k ), so heißt diese Summe S (uedliche) (Zahle-) Reihe S (Folge: Fuktio über N; Reihe: 1 Zahl): S := a 1 + a 2 + a 3 +... := Σ a

Mehr

Technische Universität München Ferienkurs Analysis 1 Hannah Schamoni Folgen, Reihen, Potenzreihen, Exponentialfunktion. Musterlösung

Technische Universität München Ferienkurs Analysis 1 Hannah Schamoni Folgen, Reihen, Potenzreihen, Exponentialfunktion. Musterlösung Feriekurs Seite Techische Uiversität Müche Feriekurs Aalysis Haah Schamoi Folge, Reihe, Potezreihe, Expoetialfuktio Musterlösug 0.0.0. Folge I Utersuche Sie die Folge a N auf Kovergez bzw. Divergez ud

Mehr

Analysis I - Zweite Klausur

Analysis I - Zweite Klausur Aalysis I - Zweite Klausur Witersemester 2004-2005 Vorame: Name: Aufgabe Aufgabe 2 Aufgabe 3 Aufgabe 4 Aufgabe 5 Aufgabe 6 Aufgabe 7 Aufgabe 8 Aufgabe 9 Summe Aufgabe 4 Pukte Bestimme Sie (mit Beweis)

Mehr

Höhere Mathematik I für die Fachrichtung Physik

Höhere Mathematik I für die Fachrichtung Physik Karlsruher Istitut für Techologie Istitut für Aalysis Dr. Christoph Schmoeger Dipl.-Math. Sebastia Schwarz SS 5 7.9.5 Höhere Mathematik I für die Fachrichtug Physik Lösugsvorschläge zur Bachelor-Modulprüfug

Mehr

Analysis I. 5. Übungsstunde. Steven Battilana. battilana.uk/teaching

Analysis I. 5. Übungsstunde. Steven Battilana. battilana.uk/teaching Aalysis I 5. Übugsstude Steve Battilaa steveb@studet.ethz.ch battilaa.uk/teachig March 9, 07 Erierug Satz. Quotietekriterium (bei!,,...) Das Quotietekriterium zeigt absolute Kovergez. lim a +

Mehr

Übungsaufgaben zu Analysis 1 Lösungen von Blatt XII vom sin(nx) n sin(x). sin(ax) a sin(x) z = re iϕ = r(cos(ϕ) + i sin(ϕ)) z n = w

Übungsaufgaben zu Analysis 1 Lösungen von Blatt XII vom sin(nx) n sin(x). sin(ax) a sin(x) z = re iϕ = r(cos(ϕ) + i sin(ϕ)) z n = w Prof. Dr. Moritz Kaßma Fakultät für Mathematik Witersemester 04/05 Uiversität Bielefeld Übugsaufgabe zu Aalysis Lösuge vo Blatt XII vom 5.0.5 Aufgabe XII. 3 Pukte) Beweise Sie, dass für alle R ud N die

Mehr

( 1) n 1 n n n + 1. n=1

( 1) n 1 n n n + 1. n=1 Prof. Dr. L. Schwachhöfer Dr. J. Horst Fakultät Mathematik TU Dortmud Musterlösug zum 6. Übugsblatt zur Höhere Mathematik I P/ET/AI/IT/IKT/MP) WS 20/2 Aufgabe mittels Zeige Sie die Kovergez der Reihe )

Mehr

n (n + 1) = 1(1 + 1)(1 + 2) 3 Induktionsschritt: Angenommen die Gleichung gilt für n N. Dann folgt: 1 2 = 2 =

n (n + 1) = 1(1 + 1)(1 + 2) 3 Induktionsschritt: Angenommen die Gleichung gilt für n N. Dann folgt: 1 2 = 2 = Aufgabe 1: (6 Pukte) Zeige Sie für alle N die Formel: 1 2 + 2 3 + 3 4 +... + ( + 1) = ( + 1)( + 2). 3 Lösug: Beweis durch vollstädige Iduktio. Iduktiosafag: Für = 1 gilt: 1 2 = 2 = 1(1 + 1)(1 + 2) 3 Iduktiosschritt:

Mehr

Wir wiederholen zunächst das Majorantenkriterium aus Satz des Vorlesungsskripts Analysis von W. Kimmerle und M. Stroppel.

Wir wiederholen zunächst das Majorantenkriterium aus Satz des Vorlesungsskripts Analysis von W. Kimmerle und M. Stroppel. Uiversität Stuttgart Fachbereich Mathematik Prof. Dr. C. Hesse PD Dr. P. H. Lesky Dr. D. Zimmerma MSc. J. Köller MSc. R. Marczizik FDSA 4 Höhere Mathematik II 30.04.2014 el, kyb, mecha, phys 1 Kovergezkriterie

Mehr

Aufgaben zur Analysis I

Aufgaben zur Analysis I Aufgabe zur Aalysis I Es werde folgede Theme behadelt:. Logik, Iduktio, Mege, Abbilduge 2. Supremum, Ifimum 3. Folge, Fuktioefolge 4. Reihe, Potezreihe 5. Mootoie ud Stetigkeit 6. Differetialrechug 7.

Mehr

TECHNISCHE UNIVERSITÄT MÜNCHEN

TECHNISCHE UNIVERSITÄT MÜNCHEN Prof Dr R Köig Dr M Prähofer Zetralübug TECHNISCHE UNIVERSITÄT MÜNCHEN Zetrum Mathematik Mathematik für Physiker (Aalysis ) MA90 Witersem 07/8 Lösugsblatt 4 http://www-m5matumde/allgemeies/ma90 07W (007)

Mehr

Mathematik 1 für Informatik

Mathematik 1 für Informatik Guter Ochs. Juli 203 Mathematik für Iformatik Probeklausur Lösugshiweise. a Bestimme Sie per NewtoIterpolatio ei Polyom px mit möglichst kleiem Grad, so dass p = p0 = p = sowie p2 = 7. i x i y i d i,i

Mehr

Zahlentheoretische Identitäten und die Eisensteinreihe vom Gewicht 2. Inhaltsverzeichnis

Zahlentheoretische Identitäten und die Eisensteinreihe vom Gewicht 2. Inhaltsverzeichnis Zahletheoretische Idetitäte ud die Eisesteireihe vom Gewicht 2 Vortrag zum Semiar zur Fuktioetheorie II, 3.2.203 Lukas Schürhoff Ihaltsverzeichis Wiederholug ud Vorbereitug 2 2 Zahletheoretische Idetitäte

Mehr

Unterlagen zur Vorlesung Algebra und Geometrie in der Schule: Grundwissen über Polynome. Sommersemester Franz Pauer

Unterlagen zur Vorlesung Algebra und Geometrie in der Schule: Grundwissen über Polynome. Sommersemester Franz Pauer Uterlage zur Vorlesug Algebra ud Geometrie i der Schule: Grudwisse über Polyome Sommersemester 20 Fraz Pauer INSTITUT FÜR MATHEMATIK, UNIVERSITÄT INNSBRUCK, TECHNIKERSTRASSE 25, 6020 INNSBRUCK, AUSTRIA

Mehr

$Id: komplex.tex,v /04/13 15:09:53 hk Exp $

$Id: komplex.tex,v /04/13 15:09:53 hk Exp $ Mathematik für Igeieure IV, SS 206 Mittwoch 3.4 $Id: komplex.tex,v.2 206/04/3 5:09:53 hk Exp $ Komplexe Zahle I diesem Kapitel wolle wir erst eimal zusammestelle was aus de vorige Semester über die komplexe

Mehr

Übungen zum Ferienkurs Analysis 1, Vorlesung 2

Übungen zum Ferienkurs Analysis 1, Vorlesung 2 F. Hafer, T. Baldauf c Techische Uiversität Müche Übuge zum Feriekurs Aalysis, Vorlesug Witersemester 06/07. Richtig oder Falsch? Sid folgede Aussage richtig oder falsch? Korrigiere bzw. ergäze Sie falsche

Mehr

8. Die Exponentialfunktion und die trigonometrischen Funktionen

8. Die Exponentialfunktion und die trigonometrischen Funktionen 8. Die Expoetialfuktio ud die trigoometrische Fuktioe 8.1 Defiitio der Expoetialfuktio Fudametallemma: Für jede Folge w mit dem Grezwert w gilt: lim 1 w k 0 k w. k! Defiitio der Expoetialfuktio : k 2 3

Mehr

Es gibt verschiedene Möglichkeiten eine Folge zu definieren. Die zwei häufigsten Methoden

Es gibt verschiedene Möglichkeiten eine Folge zu definieren. Die zwei häufigsten Methoden Folge ud Reihe Folge Eie Folge ist eie Abbildug der atürliche Zahle N = {0, 1,,...} i die Mege der (zumidest i de meiste Fälle) reelle Zahle R. I diesem Fall ka ma sich eie Folge als Pukte i eiem Koordiatesystem

Mehr

Lösungen 7.Übungsblatt

Lösungen 7.Übungsblatt Karlsruher Istitut für Techologie (KIT) WS 20/202 Istitut für Aalysis Priv.-Doz. Dr. Gerd Herzog Dipl.-Math.tech. Raier Madel Lösuge 7.Übugsblatt Aufgabe 25 (K) Bestimme Sie de Kovergezradius der folgede

Mehr

Methode der kleinsten Quadrate

Methode der kleinsten Quadrate Methode der kleiste Quadrate KAPITEL 5: REGRESSIONSRECHNUNG Die Methode der kleiste Quadrate (MklQ) ist ei Verfahre zur Apassug eier Fuktio a eie Puktwolke. Agewadt wird sie beispielsweise, um eie Gesetzmäßigkeit

Mehr

Höhere Mathematik für die Fachrichtung Physik

Höhere Mathematik für die Fachrichtung Physik Karlsruher Istitut für Techologie Istitut für Aalysis Dr. Christoph Schmoeger Michael Hott, M. Sc. WS 05/06 7..05 Höhere Mathematik für die Fachrichtug Physik Lösugsvorschläge zum 5. Übugsblatt Aufgabe

Mehr

11. Übungsblatt zur Vorlesung Mathematik I für Informatik

11. Übungsblatt zur Vorlesung Mathematik I für Informatik Fachbereich Mathematik Prof. Dr. Thomas Streicher Dr. Sve Herrma Dipl.-Math. Susae Pape. Übugsblatt zur Vorlesug Mathematik I für Iformatik Witersemester 9/./3. Jauar Gruppeübug Aufgabe G Itegratio) Bereche

Mehr

Funktionentheorie. Lösungsvorschläge zum 4. Übungsblatt. (z 2 + 1)(2z + 1) dz. Log(iz 1) z + 4(i + 1) f (z) = e 1

Funktionentheorie. Lösungsvorschläge zum 4. Übungsblatt. (z 2 + 1)(2z + 1) dz. Log(iz 1) z + 4(i + 1) f (z) = e 1 Karlsruher Istitut für Techologie Istitut für Aalysis Dr. Christoph Schmoeger Dipl.-Math. Sebastia Schwarz SS 04 6.05.04 Fuktioetheorie Lösugsvorschläge zum 4. Übugsblatt Aufgabe 4 K) a) Bereche Sie das

Mehr

A.1 Rekursionsgleichungen

A.1 Rekursionsgleichungen A.1 Rekursiosgleichuge I mache Abzählprobleme ist es icht eifach, die Lösug auf direktem Wege zu fide. Oft ist es jedoch möglich, die Lösug eies Problems mit eier bestimmte Größe durch die Lösug desselbe

Mehr

Analysis I für M, LaG/M, Ph 8.Übungsblatt

Analysis I für M, LaG/M, Ph 8.Übungsblatt Aalysis I für M, LaG/M, Ph 8Übugsblatt Fachbereich Mathematik Sommersemester 200 Dr Robert Haller-Ditelma 0206200 David Bücher Christia Bradeburg Gruppeübug Aufgabe G (Kovergezkriterie/Kovergezradie) (a)

Mehr

Zusammenfassung: Folgen und Konvergenz

Zusammenfassung: Folgen und Konvergenz LGÖ Ks VMa Schuljahr 6/7 Zusammefassug Folge ud Kovergez Ihaltsverzeichis Defiitioe ud Beispiele für Folge Beschräkte Folge Kovergez vo Folge Grezwertsätze für Folge 5 Für Experte 7 Defiitioe ud Beispiele

Mehr

Höhere Mathematik für die Fachrichtung Physik

Höhere Mathematik für die Fachrichtung Physik Karlsruher Istitut für Techologie Istitut für Aalysis Dr. Christoph Schmoeger Michael Hott, M. Sc. WS 05/06 04..05 Höhere Mathematik für die Fachrichtug Physik Lösugsvorschläge zum 6. Übugsblatt Aufgabe

Mehr

Lösungen zur Präsenzübung 6

Lösungen zur Präsenzübung 6 Lösuge zur Präsezübug 6 Mirko Getzi Uiversität Bielefeld Fakultät für Mathematik. Dezember 203 Ich gebe keie Gewähr auf eie vollstädige Richtigkeit der Lösuge zu de Übugsaufgabe. Das Dokumet hat jedoch

Mehr

7. Potenzreihen und Taylor-Reihen

7. Potenzreihen und Taylor-Reihen 7. Potezreihe ud Taylor-Reihe 39 7. Potezreihe ud Taylor-Reihe Mit Hilfe der Cauchysche Itegralformel wolle wir u i diesem Kapitel ei weiteres sehr zetrales Resultat der Fuktioetheorie herleite, ämlich

Mehr

Übungen zur Infinitesimalrechnung 2, H.-C. Im Hof 19. März Blatt 4. Abgabe: 26. März 2010, Nachmittag. e x2 dx + e x2 dx = 2 e x2 dx

Übungen zur Infinitesimalrechnung 2, H.-C. Im Hof 19. März Blatt 4. Abgabe: 26. März 2010, Nachmittag. e x2 dx + e x2 dx = 2 e x2 dx Übuge zur Ifiitesimalrechug, H.-C. Im Hof 9. März Blatt 4 Abgabe: 6. März, Nachmittag Aufgabe. Zeige e x dx π. Beweis. Wir bemerke als erstes, dass e x dx e x dx + e x dx e x dx formal sieht ma dies per

Mehr

4 Andreas Gathmann. x 2 +y 2 x 2 +y 2 x 2 +y 2

4 Andreas Gathmann. x 2 +y 2 x 2 +y 2 x 2 +y 2 4 Adreas Gathma 1. Komplexe Zahle Bevor wir mit der komplexe Aalysis begie, wolle wir uächst die grudlegede Defiitioe ud Eigeschafte der komplexe Zahle och eimal kur wiederhole. Defiitio 1.1. Die Mege

Mehr

Probeklausur zur Analysis I WS 11/12 Prof. Dr. G. Wang Dr. A. Magni. Beginn: 8:15 Uhr. Name:...Vorname:... Matr.Nr.:...Studiengang:...

Probeklausur zur Analysis I WS 11/12 Prof. Dr. G. Wang Dr. A. Magni. Beginn: 8:15 Uhr. Name:...Vorname:... Matr.Nr.:...Studiengang:... Probeklausur zur Aalysis I WS / Prof. Dr. G. Wag 3.. Dr. A. Magi Begi: 8:5 Uhr Ede: Name:..........................Vorame:............................ Matr.Nr.:........................Studiegag:.........................

Mehr

Index. Majorante, 24 Minorante, 23. Partialsumme, 17

Index. Majorante, 24 Minorante, 23. Partialsumme, 17 Folge, Reihe Idex Kovergezkriterie Hauptkriterium, Leibiz-Kriterium, Majoratekriterium, 4 Mioratekriterium, otwediges Kriterium, 0 Quotietekriterium, teleskopierede Summe, Wurzelkriterium, Majorate, 4

Mehr

8. Die Exponentialfunktion und die trigonometrischen Funktionen. 8.1 Definition der Exponentialfunktion

8. Die Exponentialfunktion und die trigonometrischen Funktionen. 8.1 Definition der Exponentialfunktion 8. Die Expoetialfuktio ud die trigoometrische Fuktioe 8. Defiitio der Expoetialfuktio Fudametallemma: Für jede Folge w mit dem Grezwert w gilt: w lim + = k = 0 k w. k! Defiitio der Expoetialfuktio : k

Mehr

D-HEST, Mathematik III HS 2015 Prof. Dr. E. W. Farkas R. Bourquin und M. Sprecher. Lösung 1

D-HEST, Mathematik III HS 2015 Prof. Dr. E. W. Farkas R. Bourquin und M. Sprecher. Lösung 1 D-HEST, Mathematik III HS 15 Prof. Dr. E. W. Farkas R. Bourqui ud M. Sprecher Lösug 1 Das erste Kapitel der Vorlesug behadelt die Theorie der Fourier-Reihe. Bearbeite Sie bitte folgede Frage olie bis Diestag,

Mehr

TECHNISCHE UNIVERSITÄT MÜNCHEN

TECHNISCHE UNIVERSITÄT MÜNCHEN Prof. Dr. R. Köig Dr. M. Prähofer Zetralübug TECHNISCHE UNIVERSITÄT MÜNCHEN Zetrum Mathematik Z8.. Kriterie für strege Mootoie Mathematik für Physiker 2 (Aalysis ) MA9202 Witersem. 207/8 Lösugsblatt 8

Mehr

Analysis 1 für Informatiker und Statistiker Beispielslösungen, Woche 13

Analysis 1 für Informatiker und Statistiker Beispielslösungen, Woche 13 Mathematisches Istitut der LMU WS 016/17 Prof. Dr. S. Morozov Olie am: Dr. H. Hogreve 1. 01. 017 Aalysis 1 für Iformatiker ud Statistiker Beispielslösuge, Woche 1 1.1 (a Um festzustelle, ob die utestehede

Mehr

Übungsaufgaben mit Lösungen. Mathematik I

Übungsaufgaben mit Lösungen. Mathematik I Fachhochschule Pforzheim - Eletrotechi / Iformatiostechi - Übugsaufgabe mit Lösuge zur Vorlesug Mathemati I Prof. Dr. Mazura ud Prof. Dr. Gohout) für Studete der Fachrichtuge Eletrotechi / Techische Iformati

Mehr

von solchen Abbildungen. Eine solche Folge bestimmt für jedes x M die Folge der Werte f n. Schreibt man dies noch einmal formal hin, so erhält man:

von solchen Abbildungen. Eine solche Folge bestimmt für jedes x M die Folge der Werte f n. Schreibt man dies noch einmal formal hin, so erhält man: Gleichmäßige Kovergez Wir betrachte im Folgede Abbilduge f : M N, wobei M eie Mege ud N ei metrischer Raum ist. Isbesodere iteressiere ud Folge f vo solche Abbilduge. Eie solche Folge bestimmt für jedes

Mehr

Höhere Mathematik I für die Fachrichtungen Elektroingenieurwesen, Physik und Geodäsie Lösungsvorschläge zum 5. Übungsblatt

Höhere Mathematik I für die Fachrichtungen Elektroingenieurwesen, Physik und Geodäsie Lösungsvorschläge zum 5. Übungsblatt KARLSRUHER INSTITUT FÜR TECHNOLOGIE KIT Istitut für Aalysis Dr A Müller-Rettkowski Dr T Gauss WS 00/ Höhere Mathematik I für die Fachrichtuge Elektroigeieurwese, Physik ud Geodäsie Lösugsvorschläge zum

Mehr

Musterlösung der Klausur. Analysis I WS 2012/13

Musterlösung der Klausur. Analysis I WS 2012/13 Musterlösug der Klausur Aalysis I WS 202/3 Aufgabe (C) Die Folge ( ) 2N 2 R N sei durch : (2 + 32 )( + 2) 2 3 + 2 2 gegebe Ma utersuche mittels der Recheregel für Kovergez, ob ( ) 2N kovergiert ud bereche

Mehr

Unterlagen zur Vorlesung Algebra und Geometrie in der Schule: Grundwissen über Polynome. Sommersemester Franz Pauer

Unterlagen zur Vorlesung Algebra und Geometrie in der Schule: Grundwissen über Polynome. Sommersemester Franz Pauer Uterlage zur Vorlesug Algebra ud Geometrie i der Schule: Grudwisse über Polyome Sommersemester 2009 Fraz Pauer INSTITUT FÜR MATHEMATIK, UNIVERSITÄT INNSBRUCK, TECHNIKERSTRASSE 25, 6020 INNSBRUCK, AUSTRIA

Mehr

Höhere Mathematik 4 Kapitel 14 Partielle Differentialgleichungen

Höhere Mathematik 4 Kapitel 14 Partielle Differentialgleichungen Höhere Mathematik 4 Kapitel 14 Partielle Differetialgleichuge Prof. Dr.-Ig. Dieter Kraus Höhere Mathematik 4 Kapitel 14 Ihaltsverzeichis 14 Partielle Differetialgleichuge...14-1 14.1 Grudbegriffe...14-1

Mehr

Kapitel 9. Aufgaben. Verständnisfragen

Kapitel 9. Aufgaben. Verständnisfragen Kapitel 9 Aufgabe Verstädisfrage Aufgabe 9. Hadelt es sich bei de folgede für z C defiierte Reihe um Potezreihe? Falls ja, wie lautet die Koeffizietefolge ud wie der Etwicklugspukt? a c 3! j0 x! j x j

Mehr

Infinite Impulse Response-Filter Rekursivfilter DSP-8-IIR 1

Infinite Impulse Response-Filter Rekursivfilter DSP-8-IIR 1 Ifiite Impulse Respose-Filter Rekursivfilter DSP-8-IIR IIR-Filter. Ordug y [ ] ay [ ] bx o [ ] bx [ ] FIR-Teil x[] b v[] y[] x + + z - z - b a x Feed-forward Teil (FIR-Filter) x y[-] Feed-back Teil DSP-8-IIR

Mehr

HM3 Formelsammlung. Jan Höffgen 21. April 2013

HM3 Formelsammlung. Jan Höffgen 21. April 2013 HM3 Formelsammlug Ja Höffge 21 Aril 2013 Diese Zusammefassug wurde auf Basis der Vorlesug Höhere Mathematik III für Bauigeieure im Witersemester 2011/12 erstellt Es besteht kei Asruch auf Vollstädigkeit

Mehr

5. Übungsblatt Aufgaben mit Lösungen

5. Übungsblatt Aufgaben mit Lösungen 5. Übugsblatt Aufgabe mit Lösuge Aufgabe 2: Bestimme Sie alle Häufugspukte der komplexe) Folge mit de Glieder a) a = ) 5 + 7 + 2 ) b) b = i Lösug 2: a) Die Folge a ) zerfällt vollstädig i die beide Teilfolge

Mehr

Konvergenz von Fourier-Reihen

Konvergenz von Fourier-Reihen Kovergez vo Fourier-Reihe Ausarbeitug zum Semiar zur Fourieraalysis, 3..27 obias Reimes Diese Ausarbeitug beschäftigt sich mit der Kovergez vo Fourier-Reihe. Hierzu werde im erste Abschitt eiige Vorbemerkuge

Mehr

STUDIENMATERIAL Teil 9 für Studenten der Elektrotechnik/Informationstechnik UNENDLICHE REIHEN

STUDIENMATERIAL Teil 9 für Studenten der Elektrotechnik/Informationstechnik UNENDLICHE REIHEN Techische Uiversität Chemitz Fakultät für Mathematik Zahlereihe STUDIENMATERIAL Teil 9 für Studete der Elektrotechik/Iformatiostechik UNENDLICHE REIHEN Utersuche für folgede uedliche Reihe jeweils die

Mehr

13. Übungsblatt zur Vorlesung Mathematik I für Informatik

13. Übungsblatt zur Vorlesung Mathematik I für Informatik Fachbereich Mathematik Prof. Dr. Thomas Streicher Dr. Sve Herrma Dipl.-Math. Susae Pape 3. Übugsblatt zur Vorlesug Mathematik I für Iformatik Witersemester 009/00 6./7. Jauar 00 Gruppeübug Aufgabe G (Reihe)

Mehr

Lösungen zum Übungsblatt 2

Lösungen zum Übungsblatt 2 Fakultät für Luft- ud Raumfahrttechik Istitut für Mathematik ud Recherawedug Partielle Differetialgleichuge II (ME), Prof. Dr. J. Gwier Übug: N. Ovcharova, K. Dvorsky 6. Jauar bis 9. Februar 011 Lösuge

Mehr

Übungsaufgaben zur Vorlesung ANALYSIS I (WS 12/13) Serie 10

Übungsaufgaben zur Vorlesung ANALYSIS I (WS 12/13) Serie 10 Humboldt-Uiversität zu Berli Istitut für Mathematik Prof. A. Griewak Ph.D.; Dr. A. Hoffkamp; Dipl.Math. T.Bosse; Dipl.Math. L. Jase Übugsaufgabe zur Vorlesug ANALYSIS I (WS 2/3) Serie 0 Musterlösug S.

Mehr

1 Integrationsmethoden

1 Integrationsmethoden KARLSRUHER INSTITUT FÜR TECHNOLOGIE INSTITUT FÜR ANALYSIS Dr. Christoph Schmoeger Heiko Hoffma WS 3/4 4..4 Höhere Mathematik I für die Fachrichtug Iformatik Itegratiosmethode. Saalübug (4..4) Aufgabe Bereche

Mehr

Lösungsvorschlag zu den Hausaufgaben der 1. Übung

Lösungsvorschlag zu den Hausaufgaben der 1. Übung FAKULTÄT FÜR MATHEMATIK Prof. Dr. Patrizio Neff Christia Thiel 4.04.04 Lösugsvorschlag zu de Hausaufgabe der. Übug Aufgabe : (6 Pukte Bereche Sie für die Fuktio f : R R, f( : ep( a der Stelle 0 0 das Taylorpolyom

Mehr

4. Übungsblatt Aufgaben mit Lösungen

4. Übungsblatt Aufgaben mit Lösungen 4. Übugsblatt Aufgabe mit Lösuge Aufgabe 6: Bestimme Sie alle Häufugspukte der Folge mit de Folgeglieder a) a 2 + cosπ), b) b i) i j, ud gebe Sie jeweils eie Teilfolge a, die gege diese Häufugspukte kovergiert.

Mehr

Kapitel 11: Funktionen in einer Variablen

Kapitel 11: Funktionen in einer Variablen Kapitel : Fuktioe i eier Variable Für Fuktioe i eier Variable werde folgede elemetare e gelöst: Die Nullstelle vo Fuktioe erhält ma über de solve- bzw. fsolve-, die Liearfaktorezerlegug erfolgt mit factor

Mehr

Diesen Grenzwert nennt man partielle Ableitung von f nach x i und

Diesen Grenzwert nennt man partielle Ableitung von f nach x i und Bevor wir zum ächste Kapitel übergehe, werde wir de Begri eier Fuktio i mehrere Variable eiführe. Eie Fuktio vo Variable ist eie Vorschrift, die jedem Pukt (x 1,x,...,x ) eier Teilmege D des IR eie bestimmte

Mehr

Analysis Übungen Hausaufgaben für 4. April

Analysis Übungen Hausaufgaben für 4. April Aalysis Übuge Hausaufgabe für 4. April Reihe sg 1. AN 8.2. c), AN 8.9. a). 2. Beweise die otwedige Bedigug für die Kovergez eier Reihe: we a koverget ist, da lim a = 0. (I der Praxis: we lim a 0, da ist

Mehr

Lösungsvorschlag zur Klausur zur Analysis III

Lösungsvorschlag zur Klausur zur Analysis III Prof. Dr. H. Garcke, D. Deper WS 9/ NWF I - Mathematik 8..9 Uiversität Regesburg Lösugsvorschlag zur Klausur zur Aalysis III 6 Pukte pro Aufgabe) Aufgabe i) Bestimme Sie für die Fuktioefolge f :, 4) R,

Mehr

D-ITET Analysis I HS 2018 Prof. Alessandra Iozzi. Musterlösung 6. und berechnen. = lim. = lim. n n. = lim

D-ITET Analysis I HS 2018 Prof. Alessandra Iozzi. Musterlösung 6. und berechnen. = lim. = lim. n n. = lim D-ITET Aalysis I HS 2018 Prof. Alessadra Iozzi Musterlösug 6 1. a) Wir setze a := 1 (3+1) 4 ud bereche a a +1 = 1. ( 3( + 1) + 1 1 3 + 1 3 + 4 3 + 1 ( 3 + 4 ) 4 3 + 1 Der Limes existiert isbesodere ud

Mehr

Lösungen zu Kapitel 4

Lösungen zu Kapitel 4 Lösuge zu Kapitel 4 Lösug zu Aufgabe : Die folgede Grezwerte köe aalog zu Beispiel 4.(c bestimmt werde: (a lim + = 3 3. (b Die Folge a ist diverget. (c lim + = 0. 3 (d lim ( + 3 = 0. (e lim ( + = 0. Lösug

Mehr

Aufgaben zu Kapitel 9

Aufgaben zu Kapitel 9 Aufgabe zu Kapitel 9 Aufgabe zu Kapitel 9 Verstädisfrage Aufgabe 9. Hadelt es sich bei de folgede für z C defiierte Reihe um Potezreihe? Falls ja, wie lautet die Koeffizietefolge ud wie der Etwicklugspukt?

Mehr

6 Folgen. 6.4 Folgen reeller Zahlen. Mathematik für Informatiker B, SS 2012 Dienstag 5.6. $Id: folgen.tex,v /06/05 11:12:18 hk Exp $

6 Folgen. 6.4 Folgen reeller Zahlen. Mathematik für Informatiker B, SS 2012 Dienstag 5.6. $Id: folgen.tex,v /06/05 11:12:18 hk Exp $ Mathematik für Iformatiker B, SS 0 Diestag 5.6 $Id: folge.tex,v. 0/06/05 ::8 hk Exp $ 6 Folge 6.4 Folge reeller Zahle I der letzte Sitzug habe wir de Begriff des Grezwerts eier Folge i eiem metrische Raum

Mehr

1 Das Skalarprodukt und das Kreuzprodukt

1 Das Skalarprodukt und das Kreuzprodukt Das Skalarprodukt ud das Kreuzprodukt Wir betrachte zu x = de Ausdruck y t x : = x Grud: Die rechte Seite der Gleichug ist: y t x = (y tx +... + (y ty { t x } y +... + x y x + x y (x y +... + x y x x t

Mehr

Klausur Höhere Mathematik I für die Fachrichtung Physik

Klausur Höhere Mathematik I für die Fachrichtung Physik Karlsruher Istitut für Techologie KIT) Istitut für Aalysis Prof. Dr. Tobias Lamm Dr. Patric Breuig SS 3.9.3 Klausur Höhere Mathemati I für die Fachrichtug Physi Aufgabe 4+3+3) Pute) a) Sei a ) N eie reelle

Mehr

Kapitel 6 Differenzierbarkeit

Kapitel 6 Differenzierbarkeit Kapitel 6 Differezierbarkeit Ihalt 6.1 6.1Die Defiitio 6.2 6.2Die Eigeschafte 6.3 6.3Extremwerte Seite 2 Was heißt differezierbar? Differezierbare Fuktioe sid sid glatte Fuktioe. Wir Wir beschreibe diese

Mehr

n=1 b n, deren Summe n=1 (a n + b n ) eine konvergente Reihe ist. Die Aussage ist WAHR, ein mögliches Beispiel sind die divergenten Reihen 1

n=1 b n, deren Summe n=1 (a n + b n ) eine konvergente Reihe ist. Die Aussage ist WAHR, ein mögliches Beispiel sind die divergenten Reihen 1 ANALYSIS WS 08/09 Vorlesug: Prof. Dr. P. Ullrich Übuge: Dr. I. Kharif/ Dr. M. Steihauer 9. ÜBUNGSBLATT- LÖSUNGSHINWEISE/Ergebisse Die folgede Bearbeituge sid - zum Teil - keie ausführliche Musterlösuge,

Mehr

Komplexe Zahlen. Lernziele dieses Abschnitts sind:

Komplexe Zahlen. Lernziele dieses Abschnitts sind: KAPITEL 1 Komplexe Zahle Lerziele dieses Abschitts sid: (1) Aalytische ud geometrische Darstellug komplexer Zahle, () Grudrechearte fur komplexe Zahle, (3) Kojugatio ud Betrag komplexer Zahle, (4) Losug

Mehr

Übungen zur Analysis I WS 2008/2009

Übungen zur Analysis I WS 2008/2009 Mathematisches Istitut der Uiversität Heidelberg Prof. Dr. E. Freitag /Thorste Heidersdorf Übuge zur Aalysis I WS 008/009 Blatt 3, Lösugshiweise Die folgede Hiweise sollte auf keie Fall als Musterlösuge

Mehr

Prüfungsklausur zum Modul Höhere Mathematik für Ingenieure 1

Prüfungsklausur zum Modul Höhere Mathematik für Ingenieure 1 Studiegag: Matrikelummer: 4 5 6 Z Pukte Note Prüfugsklausur zum Modul Höhere Mathematik für Igeieure 7. 7. 7, 8. -. Uhr Zugelassee Hilfsmittel: A4-Blätter eigee, hadschriftliche Ausarbeituge aber keie

Mehr

Nicht-Anwendbarkeit des Master- Theorems

Nicht-Anwendbarkeit des Master- Theorems Nicht-Awedbarkeit des Master- Theorems Beispiel: Betrachte die Rekursiosgleichug T () = 2T ( 2 ) + log. Es gilt sicherlich f () = Ω( log b a ) = Ω(), aber icht f () = Ω( log b a+ɛ ). Ma beachte, dass f

Mehr

1 Analysis T1 Übungsblatt 1

1 Analysis T1 Übungsblatt 1 Aalysis T Übugsblatt A eier Weggabelug i der Wüste lebe zwei Brüder, die vollkomme gleich aussehe, zwische dee es aber eie gewaltige Uterschied gibt: Der eie sagt immer die Wahrheit, der adere lügt immer.

Mehr

2 Konvergenz von Folgen

2 Konvergenz von Folgen Kovergez vo Folge. Eifache Eigeschafte Defiitio.. Eie Abbildug A : N C heißt Folge. Ma schreibt a statt A) für N ud a ) oder a ) statt A. We a R N, so heißt a ) reelle Folge. Defiitio.. Seie a ) eie Folge

Mehr

Berechnen Sie folgende Integrale durch Anwendung entsprechender Integrationsverfahren und vereinfachen Sie das Ergebnis. c) dx

Berechnen Sie folgende Integrale durch Anwendung entsprechender Integrationsverfahren und vereinfachen Sie das Ergebnis. c) dx Mathematik II für Elektrotechik, Medietechik ud Iformatik, SS 9.6.9 Aufgabe : Itegratiosverfahre ( Pukte a 7P., b 8P., c P. ) Bereche Sie folgede Itegrale durch Awedug etsprecheder Itegratiosverfahre ud

Mehr

Zusammenfassung: Folgen und Konvergenz

Zusammenfassung: Folgen und Konvergenz Zusammefassug Folge ud Kovergez Ihaltsverzeichis Defiitioe ud Beispiele für Folge Beschräkte Folge Kovergez vo Folge Grezwertsätze für Folge 6 Für Experte 8 Defiitioe ud Beispiele für Folge Defiitio Eie

Mehr

KAPITEL 7. Zahlenfolgen. 7.1 Konvergente Zahlenfolgen Grenzwertbestimmung Grenzwertbestimmung durch Abschätzung...

KAPITEL 7. Zahlenfolgen. 7.1 Konvergente Zahlenfolgen Grenzwertbestimmung Grenzwertbestimmung durch Abschätzung... KAPITEL 7 Zahlefolge 7. Kovergete Zahlefolge.............................. 30 7.2 Grezwertbestimmug............................... 32 7.3 Grezwertbestimmug durch Abschätzug..................... 35 7.4

Mehr

Lösungen zum Ferienkurs Analysis 1, Vorlesung 2 Wintersemester 2014/2015

Lösungen zum Ferienkurs Analysis 1, Vorlesung 2 Wintersemester 2014/2015 Lösuge zum Feriekurs Aalysis, Vorlesug Witersemester 04/05 Fabia Hafer, Thomas Baldauf I Richtig oder Falsch Sid folgede Aussage richtig oder falsch? Korrigiere bzw. ergäze Sie falsche Aussage. Gebe Sie

Mehr

Mathematische Grundlagen (01141) WS 2010/11

Mathematische Grundlagen (01141) WS 2010/11 Mathematische Grudlage (04) WS 200/ Klausur am 26.0.20: Musterlösuge Aufgabe Sei 0 = 2. Da gilt 2 2 = 4 ud 2 + =, also 2 2 > 2 +, der Iduktiosafag. Iduktiosaahme: Für ei 2 gilt 2 > +. Iduktiosschritt:

Mehr

4.1 Dezimalzahlen und Intervallschachtelungen. a) Reelle Zahlen werden meist als Dezimalzahlen dargestellt, etwa

4.1 Dezimalzahlen und Intervallschachtelungen. a) Reelle Zahlen werden meist als Dezimalzahlen dargestellt, etwa 20 I. Zahle, Kovergez ud Stetigkeit 4 Kovergete Folge 4. Dezimalzahle ud Itervallschachteluge. a) Reelle Zahle werde meist als Dezimalzahle dargestellt, etwa 7,304 = 0+7 +3 0 +0 00 +4 000. Edliche Dezimalzahle

Mehr

1 Lösungen zu Analysis 1/ 12.Übung

1 Lösungen zu Analysis 1/ 12.Übung Lösuge ausgewählter Beispiele zu Aalysis I, G. Bergauer, Seite Lösuge zu Aalysis / 2.Übug. Eileitug Gleichmäßige Kovergez ist eie starke Eigeschaft eier Fuktioefolge. Formuliert ma sie für Netze, statt

Mehr

Aufgabe 1-1: Aufgabe 1-2: Aufgabe 1-3: Aufgabe 1-4:

Aufgabe 1-1: Aufgabe 1-2: Aufgabe 1-3: Aufgabe 1-4: 1. Übug zur Höhere Mathematik 1 Abgabe: KW 4 Aufgabe 1-1: Es seie a,b mit a 0, b 0. Beweise Sie ab a b a b a b Aufgabe 1-: Beweise Sie durch vollstädig Iduktio k 1 (k 1) k 0 0 k 1!, 0, 0? 1,? d), 0, 0?

Mehr

Analysis I für M, LaG/M, Ph 4.Übungsblatt

Analysis I für M, LaG/M, Ph 4.Übungsblatt Aalysis I für M, LaG/M, Ph 4.Übugsblatt Fachbereich Mathematik Sommersemester 200 Dr. Robert Haller-Ditelma 05.05.200 David Bücher Christia Bradeburg Gruppeübug Aufgabe G (Kovergez vo Folge) Beweise Sie:

Mehr

Einheitswurzeln und Polynome

Einheitswurzeln und Polynome Eiheitswurzel ud Polyome Axel Schüler, Mathematisches Istitut, Uiv. Leipzig mailto:schueler@mathematik.ui-leipzig.de Grüheide, 1.3.2000 Kojugatio ud Betrag Spiegelt ma eie komplexe Zahl z = a+b i a der

Mehr

KAPITEL 11. Ungleichungen. g(x) g(x 0 ) + K 0 (x x 0 ).

KAPITEL 11. Ungleichungen. g(x) g(x 0 ) + K 0 (x x 0 ). KAPITEL 11 Ugleichuge 111 Jese-Ugleichug Defiitio 1111 Eie Fuktio g : R R heißt kovex, we ma für jedes x R ei K = K (x ) R fide ka, so dass für alle x R gilt: g(x) g(x ) + K (x x ) Bemerkug 111 Eie Fuktio

Mehr

Analysis I. Prof. Dr. H. Brenner Osnabrück WS 2014/2015. Vorlesung 20. Konvexe Funktionen

Analysis I. Prof. Dr. H. Brenner Osnabrück WS 2014/2015. Vorlesung 20. Konvexe Funktionen Prof. Dr. H. Breer Osabrück WS 2014/2015 Aalysis I Vorlesug 20 Kovexe Fuktioe Eie kovexe Teilmege. Eie ichtkovexe Teilmege. Defiitio 20.1. Eie Teilmege T R heißt kovex, we mit je zwei Pukte P, Q T auch

Mehr

Höhere Mathematik I für die Fachrichtungen Elektroingenieurwesen, Physik und Geodäsie Lösungsvorschläge zum 7. Übungsblatt

Höhere Mathematik I für die Fachrichtungen Elektroingenieurwesen, Physik und Geodäsie Lösungsvorschläge zum 7. Übungsblatt KARLSRUHER INSTITUT FÜR TECHNOLOGIE KIT Istitut für Aalysis Dr. A. Müller-Rettkowski Dr. T. Gauss WS 00/ Höhere Mathematik I für die Fachrichtuge Elektroigeieurwese, Physik ud Geodäsie Lösugsvorschläge

Mehr

n gerade 0 n ungerade (c) x n = a 1 n, a R + (d) x 1 := 2, x n+1 = 2 + x n (e) x n = (f) x n = exp(exp(n)) (g) x n = sin(n)

n gerade 0 n ungerade (c) x n = a 1 n, a R + (d) x 1 := 2, x n+1 = 2 + x n (e) x n = (f) x n = exp(exp(n)) (g) x n = sin(n) Übugsaufgabe Aalysis I Aufgabe. Beweise oder widerlege Sie: a Jede i R kovergete Folge ist beschräkt. b Es gibt Cauchy-Folge im R, die icht kovergiere. c Beschräkte Folge sid koverget. d Folge mit eiem

Mehr

Einführende Beispiele Arithmetische Folgen. Datei Nr SW. Das komplette Manuskript befindet sich auf der Mathematik - CD.

Einführende Beispiele Arithmetische Folgen. Datei Nr SW. Das komplette Manuskript befindet sich auf der Mathematik - CD. ZAHLENFOLGEN Eiführede Beispiele Arithmetische Folge Datei Nr. 400 SW Das komplette Mauskript befidet sich auf der Mathematik - CD Friedrich Buckel Februar 00 Iteratsgymasium Schloß Torgelow Ihalt Eiführede

Mehr

Fit in Mathe. April Klassenstufe 10 Wurzelfunktionen

Fit in Mathe. April Klassenstufe 10 Wurzelfunktionen Thema Fit i Mathe Musterlösuge 1 April Klassestufe 10 Wurzelfuktioe Uter der -te Wurzel eier icht-egative Zahl (i Zeiche: ) versteht ma die icht-egative Zahl, die mal mit sich selber multipliziert, die

Mehr