Wykład 8. Informatyka Stosowana. 26 listopada 2018 Magdalena Alama-Bućko. Informatyka Stosowana Wykład , M.A-B 1 / 31

Podobne dokumenty
Wykład 7. Informatyka Stosowana. 21 listopada Informatyka Stosowana Wykład 7 21 listopada / 27

Ciagi liczbowe wykład 4

Ciągi liczbowe wykład 3

Projekt Era inżyniera pewna lokata na przyszłość jest współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

a 1, a 2, a 3,..., a n,...

Analiza matematyczna. 1. Ciągi

WYKŁAD Z ANALIZY MATEMATYCZNEJ I. dr. Elżbieta Kotlicka. Centrum Nauczania Matematyki i Fizyki

7. CIĄGI. WYKŁAD 5. Przykłady :

Matematyka. Justyna Winnicka. Na podstawie podręcznika Matematyka. e-book M. Dędys, S. Dorosiewicza, M. Ekes, J. Kłopotowskiego.

Wykład 13. Informatyka Stosowana. 14 stycznia 2019 Magdalena Alama-Bućko. Informatyka Stosowana Wykład , M.A-B 1 / 34

Zapisujemy to symbolicznie jako równość:. Mówimy też, że ciąg posiada granicę niewłaściwą (równą nieskończoności).

Lista zagadnień omawianych na wykładzie w dn r. :

Znaleźć wzór ogólny i zbadać istnienie granicy ciągu określonego rekurencyjnie:

Matematyka i Statystyka w Finansach. Rachunek Różniczkowy

Czym jest ciąg? a 1, a 2, lub. (a n ), n = 1,2,

granicą ciągu funkcyjnego (f n ) n N W symbolicznym zapicie fakt, że f jest granicą ciągu funkcyjnego (f n ) n N możemy wyrazić następująco: ε>0 N N

Logarytmy. Funkcje logarytmiczna i wykładnicza. Równania i nierówności wykładnicze i logarytmiczne.

jest ciągiem elementów z przestrzeni B(R, R)

Wykład 11. Informatyka Stosowana. Magdalena Alama-Bućko. 18 grudnia Magdalena Alama-Bućko Wykład grudnia / 22

Finanse i Rachunkowość studia niestacjonarne Wprowadzenie do teorii ciągów liczbowych (treść wykładu z 21 grudnia 2014)

Wykład 11 i 12. Informatyka Stosowana. 9 stycznia Informatyka Stosowana Wykład 11 i 12 9 stycznia / 39

Blok V: Ciągi. Różniczkowanie i całkowanie. c) c n = 1 ( 1)n n. d) a n = 1 3, a n+1 = 3 n a n. e) a 1 = 1, a n+1 = a n + ( 1) n

Ciągi liczbowe. Zbigniew Koza. Wydział Fizyki i Astronomii

Matematyka I. Bezpieczeństwo jądrowe i ochrona radiologiczna Semestr zimowy 2018/2019 Wykład 3

Zadania z analizy matematycznej - sem. II Funkcje, ich granice i ciągłość

E-learning - matematyka - poziom rozszerzony. Funkcja wykładnicza. Materiały merytoryczne do kursu

Notatki z Analizy Matematycznej 2. Jacek M. Jędrzejewski

Szeregi liczbowe. Analiza Matematyczna. Alexander Denisjuk

Pojęcie szeregu nieskończonego:zastosowania do rachunku prawdopodobieństwa wykład 1

Wykład 5. Informatyka Stosowana. 7 listopada Informatyka Stosowana Wykład 5 7 listopada / 28

Ciągi. Granica ciągu i granica funkcji.

Egzamin z Analizy Matematycznej I dla Informatyków, 28 I 2017 Część I

Analiza matematyczna i algebra liniowa Wprowadzenie Ciągi liczbowe

E-learning - matematyka - poziom rozszerzony. Granice ciągów. Materiały merytoryczne do kursu

Funkcja wykładnicza kilka dopowiedzeń

WYDZIAŁ INFORMATYKI I ZARZĄDZANIA, studia niestacjonarne ANALIZA MATEMATYCZNA1, lista zadań 1

Przykładami ciągów, które Czytelnik dobrze zna (a jeśli nie, to niniejszym poznaje), jest ciąg arytmetyczny:

ZADANIE 1 Ciag (a n ), gdzie n 1, jest rosnacym ciagiem geometrycznym. Wyznacz wartość największa 2xa 6 a 2 a 4 a 3 x 2 a 3 a 6. ZADANIE 2 ZADANIE 3

1 Działania na zbiorach

Zasada indukcji matematycznej

Rozdział 4. Ciągi nieskończone. 4.1 Ciągi nieskończone

WYMAGANIA EDUKACYJNE Z MATEMATYKI KLASA III ZAKRES ROZSZERZONY (90 godz.) , x

Granica funkcji. 27 grudnia Granica funkcji

Indukcja. Materiały pomocnicze do wykładu. wykładowca: dr Magdalena Kacprzak

I. Podstawowe pojęcia i oznaczenia logiczne i mnogościowe. Elementy teorii liczb rzeczywistych.

Funkcje: wielomianowa, wykładnicza, logarytmiczna wykład 3

Matematyka dla biologów Zajęcia nr 6.

Granica funkcji. 16 grudnia Wykład 5

EGZAMIN PISEMNY Z ANALIZY I R. R n

Definicja i własności wartości bezwzględnej.

1. Definicja granicy właściwej i niewłaściwej funkcji.

Wykład 5. Informatyka Stosowana. 6 listopada Informatyka Stosowana Wykład 5 6 listopada / 28

Ciągłość funkcji jednej zmiennej rzeczywistej. Autorzy: Anna Barbaszewska-Wiśniowska

Funkcja kwadratowa. f(x) = ax 2 + bx + c = a

Funkcja kwadratowa. f(x) = ax 2 + bx + c,

Granice funkcji. XX LO (wrzesień 2016) Matematyka elementarna Temat #8 1 / 21

FUNKCJE LICZBOWE. Na zbiorze X określona jest funkcja f : X Y gdy dowolnemu punktowi x X przyporządkowany jest punkt f(x) Y.

Indukcja matematyczna. Zasada minimum. Zastosowania.

Rozdział 6. Ciągłość. 6.1 Granica funkcji

Szeregi o wyrazach dodatnich. Kryteria zbieżności d'alemberta i Cauchy'ego

Indukcja matematyczna

Funkcje: wielomianowa, wykładnicza, logarytmiczna wykład 2

Zadanie 3 Oblicz jeżeli wiadomo, że liczby 8 2,, 1, , tworzą ciąg arytmetyczny. Wyznacz różnicę ciągu. Rozwiązanie:

na egzaminach z matematyki

Matematyka ZLic - 2. Granica ciągu, granica funkcji. Ciągłość funkcji, własności funkcji ciągłych.

WSTEP ¾ DO ANALIZY MATEMATYCZNEJ

Pochodne wyższych rzędów definicja i przykłady

Notatki z Analizy Matematycznej 1. Jacek M. Jędrzejewski

6. Liczby wymierne i niewymierne. Niewymierność pierwiastków i logarytmów (c.d.).

Rozdział 5. Szeregi liczbowe. 5.1 Szeregi liczbowe. Definicja sumy częściowej ciągu. Niech dany będzie ciąg liczbowy (a n ) n=1.

Funkcje. Granica i ciągłość.

Szeregi liczbowe. Szeregi liczbowe i ich kryteria zbieżności. Małgorzata Wyrwas. Katedra Matematyki Wydział Informatyki Politechnika Białostocka

Rozdział 3. Granica i ciągłość funkcji jednej zmiennej

EGZAMIN, ANALIZA 1A, , ROZWIĄZANIA

Ciągłość funkcji f : R R

14a. Analiza zmiennych dyskretnych: ciągi liczbowe

III. Funkcje rzeczywiste

Wykłady z matematyki - Granica funkcji

Zajęcia nr 1 (1h) Dwumian Newtona. Indukcja. Zajęcia nr 2 i 3 (4h) Trygonometria

Analiza matematyczna 1 - test egzaminacyjny wersja do ćwiczeń

Funkcje wymierne. Funkcja homograficzna. Równania i nierówności wymierne.

PRÓBNY EGZAMIN MATURALNY

Zadania z analizy matematycznej - sem. I Liczby i funkcje

Agata Boratyńska ZADANIA Z MATEMATYKI, I ROK SGH GRANICA CIĄGU

Krzysztof Rykaczewski. Szeregi

MATEMATYKA I SEMESTR WSPIZ (PwZ) 1. Ciągi liczbowe

Dystrybucje, wiadomości wstępne (I)

AM1.2 zadania 14. Zadania z numerami opatrzonymi gwiazdka

3. FUNKCJA LINIOWA. gdzie ; ół,.

Zajęcia nr. 3 notatki

Matematyka I. Bezpieczeństwo jądrowe i ochrona radiologiczna Semestr zimowy 2018/2019 Wykład 12

Modelowanie wybranych pojęć matematycznych. semestr letni, 2016/2017 Wykład 10 Własności funkcji cd.

Prawa wielkich liczb, centralne twierdzenia graniczne

Rodzinę F złożoną z podzbiorów zbioru X będziemy nazywali ciałem zbiorów, gdy spełnione są dwa następujące warunki.

Wykład 7: Szeregi liczbowe i potęgowe. S 1 = a 1 S 2 = a 1 + a 2 S 3 = a 1 + a 2 + a 3. a k

Zadania z analizy matematycznej - sem. I Liczby i funkcje

Kurs wyrównawczy - teoria funkcji holomorficznych

Indukcja matematyczna, zasada minimum i maksimum. 17 lutego 2017

Granica funkcji. 8 listopada Wykład 4

EGZAMIN Z ANALIZY MATEMATYCZNEJ (CZEŚĆ 1)

Transkrypt:

Wykład 8 Informatyka Stosowana 26 listopada 208 Magdalena Alama-Bućko Informatyka Stosowana Wykład 8 26..208, M.A-B / 3

Definicja Ciagiem liczbowym {a n }, n N nazywamy funkcję odwzorowujac a zbiór liczb naturalnych w zbiór liczb rzeczywistych, zatem a : N R. Granica ciagu Zapis a n oznacza : "Do jakiej wartości zbiegaja wyrazy ciagu a n, gdy n daży do nieskończoności? " Informatyka Stosowana Wykład 8 26..208, M.A-B 2 / 3

Przykład [ ] n = = 0 n = 00 00 = 0.0 n = 0000 0000 = 0.000 n = 000000 000000 = 0.00000 n 0 Informatyka Stosowana Wykład 8 26..208, M.A-B 3 / 3

Jak liczymy granice? W pierwszym kroku podstawiamy do wzoru i "patrzymy co wychodzi". Jeśli otrzymujemy poprawne matematycznie wyrażenie, to jest to wartość granicy. Przykłady (wartości granicy można odczytać z wykresu) ln(n) = en = e n = 0 ( 2 )n = 0 Informatyka Stosowana Wykład 8 26..208, M.A-B 4 / 3

Podstawowe działania na : zapisy sa ogólne, tzn. może oznaczać zarówno + jak również w każdym przypadku należy ustalić znak nieskończoności + =, =, c + = c = (c 0), = 0 Przykłady ( 2 + ) = [2 + n 2 00 ] = 2 (n3 + 2n + ) = [ + + ] = 2 [ ] n 2 0 = = 0 3 n ( 2n3 + 3n + ) = [ + + ] = [ ] =? Informatyka Stosowana Wykład 8 26..208, M.A-B 5 / 3

Jeżeli po podstawieniu do wzoru otrzymujemy tzw.symbol nieoznaczony, czyli wyrażenie postaci, 0 0,, 0, 00,, 0, to wartość granicy zależy od postaci ciagów je tworzacych i nie można podać bezpośrednio wyniku. Aby obliczyć taka granicę należy wykonać pewne dodatkowe przekształcenia. Informatyka Stosowana Wykład 8 26..208, M.A-B 6 / 3

Operacje na nieskończonościach. (tabela rozbudowana) a + =, a = + =, = a =, a > 0, a =, a < 0 =, ( ) = a = 0, a = 0 a =, a > 0, a =, a < 0 a =, a >, a = 0, 0 < a < a = 0, a >, a =, 0 < a < a =, a > 0, a = 0, a < 0 =, = 0 Informatyka Stosowana Wykład 8 26..208, M.A-B 7 / 3

Podstawowe granice: c = c n = 0 an = 0, a < an =, a > n a =, a > 0 n n = ( + n )n = e 2, 782..., ( + a n )n = e a, ( a n )n = e a ( n )n = e = e Informatyka Stosowana Wykład 8 26..208, M.A-B 8 / 3

Przykłady a) n 3 + 3n 2 n 2 2n 3 ; b) ( n 2 + 4n + n 2 + 2n); 3 n 2 n c) 4 n 3 n 3 n2 d) 2 + n 2 + 2 e) ( 3 2n + )n f) 5 2 3n 4 3 2n 2 9 n + 3 Informatyka Stosowana Wykład 8 26..208, M.A-B 9 / 3

Definicja Ciag {a n } jest zbieżny do g, co zapisujemy wtedy i tylko wtedy, gdy a n = g albo a n g ε>0 n0 N n n0 a n g < ε. Innymi słowy, prawie wszystkie wyrazy ciagu (tzn. poza być może skończona ilościa wyrazów poczatkowych, czyli poczawszy od wyrazu o indeksie n 0 ) należa do przedziału (g ε, g + ε). an g + ɛ g g ɛ n Informatyka Stosowana Wykład 8 26..208, M.A-B 0 / 3

n Przykład Uzasadnić, że 2n = 2. Wybierzmy dowolne ε > 0. Musimy znaleźć n 0 N takie, że dla n n 0 zachodzić będzie a n g < ε n 2n 2 < ε. Zauważmy, że n 2n 2 = 2n 2n + 2(2n ) = 2(2n ) = 2(2n ). Informatyka Stosowana Wykład 8 26..208, M.A-B / 3

Zatem n 2n 2 < ε 2(2n ) < ε 2(2n ) > ε 2n > 2ε n > 2 ( 2ε + ). Stad jeśli przyjmiemy n 0 = [ 2 ( 2ε + )] + ([ ] oznacza część całkowita liczby), to wszystkie wyrazy ciagu a n dla n n 0 leża w przedziale ( ε, + ε). 2 2 Informatyka Stosowana Wykład 8 26..208, M.A-B 2 / 3

Twierdzenie Jeżeli ciag jest zbieżny, to jest ograniczony. Implikacja odwrotna nie jest prawdziwa!!! (czyli ciag który jest organiczony, nie musi być zbieżny) Przykład Ciag a n = jest zbieżny do zera i (oczywiście) jest n ograniczony, bo wszystkie jego wyrazy spełniaja warunek a n = n (0, ) 0 < a n <. Przykład Ciag a n = ( ) n jest ograniczony, ale nie jest zbieżny, bo a n = {,,,,,,...} Informatyka Stosowana Wykład 8 26..208, M.A-B 3 / 3

Twierdzenie o trzech ciagach Niech (a n ), (b n ), (c n ) będa ciagami. Jeżeli dla wszystkich n n 0 zachodzi 2 a n = c n = b, to Przykład a n b n c n b n = b. a) n 2 n + 4 n + 6 n ; ( b) + n 2 + n +... + 2 +2 n 2 +n ) Informatyka Stosowana Wykład 8 26..208, M.A-B 4 / 3

Rozwiazanie a) n 2n + 4 n + 6 n. Zauważmy, że dla n N zachodza nierówności zatem 6 n 2 n + 4 n + 6 n 3 6 n, n 6n n 2 n + 4 n + 6 n n 3 6 n 6 n 2 n + 4 n + 6 n 6 n 3. Informatyka Stosowana Wykład 8 26..208, M.A-B 5 / 3

Ponieważ oraz 6 n 2 n + 4 n + 6 n 6 n 3. 6 = 6 6 n 3 = 6 = 6 (patrz wzory i 5 -> slajd 8), to na mocy twierdzenia o trzech ciagach zachodzi n 2n + 4 n + 6 n = 6. Informatyka Stosowana Wykład 8 26..208, M.A-B 6 / 3

Rozwiazanie b) ( ) n2 + + n2 + 2 +... + n2 + n = a n Najmniejszym składnikiem w zapisanej sumie jest ułamek n2 + n, a największym n2 +, zatem dla dla n N mamy nierówności : n n2 + n a n n n2 +. Informatyka Stosowana Wykład 8 26..208, M.A-B 7 / 3

n n2 + n a n n n2 +. Zauważmy, że granice skrajnych ciagów wynosza n n2 + n =[ ] = n = n + + n n n n2 + = [ ] = n = n + n 2 zatem na mocy twierdzenia o trzech ciagach zachodzi zbieżność ( ) n2 + + n2 + 2 +... + n2 + n = + 0 = = =, + + 0 n 2 = Informatyka Stosowana Wykład 8 26..208, M.A-B 8 / 3

Twierdzenie o iloczynie ciagu ograniczonego i zbieżnego do zera (a n ) jest ciagiem ograniczonym 2 (b n ) jest ciagiem zbieżnym do zera (czyli b n = 0), to ciag (a n b n ) jest zbieżny do zera, czyli a nb n = 0 Informatyka Stosowana Wykład 8 26..208, M.A-B 9 / 3

Przykłady a) n 2 sin n n 4 = 0, bo ciag sin n jest ograniczony, a n 2 n 4 = [ ] = n 2 n 4 ( n 4 ) = n = 0 = 0. 2 n 4 b) ( ) n n = 0 bo ciag ( ) n jest ograniczony, a n = 0. Informatyka Stosowana Wykład 8 26..208, M.A-B 20 / 3

Twierdzenie o ciagu ograniczonym i monotonicznym Jeżeli ciag (a n ) jest niemalejacy dla n n 0 oraz ograniczony z góry, to jest zbieżny. Jeżeli ciag (a n ) jest nierosnacy dla n n 0 oraz ograniczony z dołu, to jest zbieżny. Rozważmy ciag liczb postaci a n = ( + n) n. Pokazuje się, że jest on rosnacy i ograniczony z góry ( patrz wykres - następny slajd), zatem jest to ciag zbieżny. Granicę tego ciagu oznaczamy przez e. Stad ( e = + n 2, 782... n) Informatyka Stosowana Wykład 8 26..208, M.A-B 2 / 3

0 pierwszych wyrazów ciagu: a = 2 a 2 = 2.25 a 3 = 2.37037037 a 4 = 2.4440625 a 5 = 2.48832 a 6 = 2.52626372 a 7 = 2.546499697 a 8 = 2.56578454, a 9 = 2.587479, a 0 = 2.59374246 Informatyka Stosowana Wykład 8 26..208, M.A-B 22 / 3

Definicja Ciag (a n ) jest rozbieżny do, co zapisujemy wtedy i tylko wtedy, gdy a n = A>0 n0 N n n0 a n > A. Innymi słowy, prawie wszystkie wyrazy ciagu (tzn. wszystkie poza skończona ilościa wyrazów poczatkowych ) sa większe od dowolnie wybranej liczby. Informatyka Stosowana Wykład 8 26..208, M.A-B 23 / 3

Przykład Pokazać, że log 2 (n + 3) =. Niech A - ustalona (duża) liczba dodatnia. Musimy pokazać, że istnieje n 0 takie, że dla n n 0 zachodzi a n > A. Zauważmy, że a n > A log 2 (n + 3) > A n + 3 > 2 A n > 2 A 3. Zatem jako n 0 bierzemy n 0 = [2 A 3] +, gdzie [ ] oznacza część całkowita liczby. Wszystkie wyrazy ciagu o numerach n n 0 przyjmuja wartości większe niż A. Informatyka Stosowana Wykład 8 26..208, M.A-B 24 / 3

Definicja Ciag (a n ) jest rozbieżny do, co zapisujemy wtedy i tylko wtedy, gdy a n = A<0 n0 N n n0 a n < A. Innymi słowy, prawie wszystkie wyrazy ciagu (tzn. wszystkie poza skończona ilościa wyrazów poczatkowych ) sa mniejsze od dowolnie wybranej liczby. Informatyka Stosowana Wykład 8 26..208, M.A-B 25 / 3

Przykład Pokazać, że (5 2 n ) =. Niech A - ustalona (duża) liczba ujemna. Musimy pokazać, że istnieje n 0 takie, że dla n n 0 zachodzi a n < A. Zauważmy, że a n < A 5 2 n < A 2 n > 5 A n > log 2 (5 A). Zatem jako n 0 bierzemy n 0 = [log 2 (5 A)] +, gdzie [ ] oznacza część całkowita liczby. Wszystkie wyrazy ciagu o numerach n n 0 przyjmuja wartości mniejsze niż A. Informatyka Stosowana Wykład 8 26..208, M.A-B 26 / 3

Twierdzenie o dwóch ciagach (dla ) Niech (a n ) i (b n ) będa ciagami rzeczywistymi. Jeżeli dla wszystkich n n 0 zachodzi a n b n 2 a n =, to b n =. Zatem jeżeli chcemy udowodnić, że dany ciag jest rozbieżny do, musimy ograniczyć go z dołu przez ciag, który też jest rozbieżny do. Informatyka Stosowana Wykład 8 26..208, M.A-B 27 / 3

Twierdzenie o dwóch ciagach (dla ) Niech (a n ) i (b n ) będa ciagami rzeczywistymi. Jeżeli dla wszystkich n n 0 zachodzi a n b n 2 b n =, to a n =. Zatem jeżeli chcemy udowodnić, że dany ciag jest rozbieżny do, musimy ograniczyć go z góry przez ciag, który też jest rozbieżny do. Przykład a) (2 n + 3n); b) (2 cos n 5)n 2 Informatyka Stosowana Wykład 8 26..208, M.A-B 28 / 3

Rozwiazanie a) (2 n + 3n); Niech a n = 2 n + 3n. Zauważmy, że dla n N mamy a n 2 n. Ponieważ 2n =, to ciag a n ograniczyliśmy z dołu przez ciag rozbieżny do. Stad na mocy twierdzenia o dwóch ciagach mamy (2 n + 3n) = Informatyka Stosowana Wykład 8 26..208, M.A-B 29 / 3

Rozwiazanie b) (2 cos n 5)n 2 Niech a n = (2 cos n 5)n 2. Zauważmy, że ponieważ cos n [, ], to mamy 7 2 cos n 5 3. Stad dla n N mamy Ponieważ (2 cos n 5)n 2 3n 2 ( 3n2 ) =, to ciag a n ograniczyliśmy z góry przez ciag rozbieżny do. Stad na mocy twierdzenia o dwóch ciagach mamy (2 cos n 5)n2 = Informatyka Stosowana Wykład 8 26..208, M.A-B 30 / 3

Dziękuję za uwagę! Informatyka Stosowana Wykład 8 26..208, M.A-B 3 / 3