Pochodne i całki, macierze i wyznaczniki

Podobne dokumenty
Notatki z Analizy Matematycznej 4. Jacek M. Jędrzejewski

Macierz. Wyznacznik macierzy. Układ równań liniowych

1 Definicja całki oznaczonej

VI. Rachunek całkowy. 1. Całka nieoznaczona

RACHUNEK CAŁKOWY. Funkcja F jest funkcją pierwotną funkcji f na przedziale I R, jeżeli. F (x) = f (x), dla każdego x I.

PODSTAWY ALGEBRY MACIERZY. Operacje na macierzach

WYKŁAD 5. Typy macierzy, działania na macierzach, macierz układu równań. Podstawowe wiadomości o macierzach

Macierz. Wyznacznik macierzy. Układ równań liniowych

Całka Riemanna Dolna i górna suma całkowa Darboux

Wyznacznikiem macierzy kwadratowej A stopnia n nazywamy liczbę det A określoną następująco:

Analiza matematyczna i algebra liniowa

Analiza Matematyczna (część II)

CAŁKA OZNACZONA JAKO SUMA SZEREGU

Pojęcia Działania na macierzach Wyznacznik macierzy

Matematyka dla biologów Zajęcia nr 7.

Wykład 2. Pojęcie całki niewłaściwej do rachunku prawdopodobieństwa

Analiza matematyczna i algebra liniowa Całka oznaczona

Analiza matematyczna v.1.6 egzamin mgr inf niestacj 1. x p. , przy założeniu, że istnieją lim

Wyk lad 1 Podstawowe wiadomości o macierzach

Całka oznaczona. Matematyka. Aleksander Denisiuk. Elblaska Uczelnia Humanistyczno-Ekonomiczna ul. Lotnicza Elblag.

Analiza Matematyczna. Całka Riemanna

Całki oznaczone. Funkcja górnej granicy całkowania. Zastosowania całek oznaczonych. Całki niewłaściwe. Małgorzata Wyrwas

Całki oznaczone. Funkcja górnej granicy całkowania. Zastosowania całek oznaczonych. Całki niewłaściwe. Małgorzata Wyrwas

Całka Riemanna. Analiza Matematyczna. Alexander Denisjuk

Maciej Grzesiak Instytut Matematyki Politechniki Poznańskiej. Całki oznaczone. lim δ n = 0. σ n = f(ξ i ) x i. (1)

MATEMATYKA 1 MACIERZE I WYZNACZNIKI

Całki niewłaściwe. Rozdział Wprowadzenie Całki niewłaściwe I rodzaju

Wektor kolumnowy m wymiarowy macierz prostokątna o wymiarze n=1 Wektor wierszowy n wymiarowy macierz prostokątna o wymiarze m=1

III. Rachunek całkowy funkcji jednej zmiennej.

f(x)dx (1.7) b f(x)dx = F (x) = F (b) F (a) (1.2)

Ekoenergetyka Matematyka 1. Wykład 15. CAŁKI OZNACZONE. Egzaminy I termin poniedziałek :00 Aula B sala 12B Wydział Informatyki

Wyznacznik macierzy. - wyznacznik macierzy A

Wykład 2. Granice, ciągłość, pochodna funkcji i jej interpretacja geometryczna

nazywamy odpowiednio dolną oraz górną sumą Darboux funkcji f w przedziale [a, b] wyznaczoną przez podział P.

1 Rachunek zdań 3. 2 Funkcje liczbowe 6

Wykªad 1. Macierze i wyznaczniki Macierze podstawowe okre±lenia

ANALIZA MATEMATYCZNA 1

Maciej Grzesiak. Iloczyn skalarny. 1. Iloczyn skalarny wektorów na płaszczyźnie i w przestrzeni. a b = a b cos ϕ. j) (b x. i + b y

Analiza matematyczna

1 Macierze i wyznaczniki

Matematyka II. Bezpieczeństwo jądrowe i ochrona radiologiczna Semestr letni 2018/2019 Wykład 1

CAŁKOWANIE NUMERYCZNE

Realizacje zmiennych są niezależne, co sprawia, że ciąg jest ciągiem niezależnych zmiennych losowych,

9. Całkowanie. I k. sup

2. Analiza Funkcje niepustymi zbiorami. Funkcja

PRÓBNA MATURA Z MATEMATYKI Z OPERONEM LISTOPAD ,0. 3x 6 6 3x 6 6,

RACHUNEK MACIERZOWY. METODY OBLICZENIOWE Budownictwo, studia I stopnia, semestr 6. Instytut L-5, Wydział Inżynierii Lądowej, Politechnika Krakowska

Własności wyznacznika

Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu

4. RACHUNEK WEKTOROWY

Definicja macierzy Typy i właściwości macierzy Działania na macierzach Wyznacznik macierzy Macierz odwrotna Normy macierzy RACHUNEK MACIERZOWY

ALGEBRA LINIOWA. Wykład 2. Analityka gospodarcza, sem. 1. Wydział Zarządzania i Ekonomii Politechnika Gdańska

Algebra macierzowa. Akademia Morska w Gdyni Katedra Automatyki Okrętowej Teoria sterowania. Mirosław Tomera 1. ELEMENTARNA TEORIA MACIERZOWA

Wykład 3: Transformata Fouriera

XI. Rachunek całkowy funkcji wielu zmiennych. 1. Całka podwójna Całka podwójna po prostokącie. Oznaczenia:

N(0, 1) ) = φ( 0, 3) = 1 φ(0, 3) = 1 0, 6179 = 0, 3821 < t α 1 e t dt α > 0. f g = fg. f = e t f = e t. U nas: g = t α 1 g = (α 1)t α 2

CAŁKOWANIE NUMERYCZNE

O SZEREGACH FOURIERA. T (x) = c k e ikx

Analiza matematyczna ISIM II

Treści programowe. Matematyka. Efekty kształcenia. Literatura. Terminy wykładów i ćwiczeń. Warunki zaliczenia. tnij.org/ktrabka

Całka oznaczona i całka niewłaściwa Zastosowania rachunku całkowego w geometrii

Plan wykładów z Matematyki, I 2014/2015 semestr zimowy. (a) Podstawowe funkcje: pierwiastki, funkcja potęgowa, logarytm.

< f g = fg. f = e t f = e t. U nas: e t (α 1)t α 2 dt = 0 + (α 1)Γ(α 1)

Analiza matematyczna i algebra liniowa Macierze

Piotr Stefaniak. Materiały uzupełniające do wykładu Matematyka

DB Algebra liniowa semestr zimowy 2018

Matematyka stosowana i metody numeryczne

Zestaw 11- Działania na wektorach i macierzach, wyznacznik i rząd macierzy

Wszystkim życzę Wesołych Świąt :-)

Matematyka 1. Šukasz Dawidowski. Instytut Matematyki, Uniwersytet l ski

Zbiory wyznaczone przez funkcje zdaniowe

3. F jest lewostronnie ciągła

Modelowanie i obliczenia techniczne. Metody numeryczne w modelowaniu: Różniczkowanie i całkowanie numeryczne

PRZEGLĄD FUNKCJI ELEMENTARNYCH. (powtórzenie) y=f(x)=ax+b,

Wprowadzenie: Do czego służą wektory?

PEWNIK DEDEKINDA i jego najprostsze konsekwencje

Równania i nierówności kwadratowe z jedną niewiadomą

Macierz o wymiarach m n. a 21. a 22. A =

Analiza Matematyczna II

Matematyka II dla Wydziału Zarządzania

1 Zbiory i działania na zbiorach.

Wspomaganie obliczeń za pomocą programu MathCad

WEKTORY skalary wektory W ogólnym przypadku, aby określić wektor, należy znać:

O MACIERZACH I UKŁADACH RÓWNAŃ

Całkowanie. dx d) x 3 x+ 4 x. + x4 big)dx g) e x 4 3 x +a x b x. dx k) 2x ; x 0. 2x 2 ; x 1. (x 2 +3) 6 j) 6x 2. x 3 +3 dx k) xe x2 dx l) 6 1 x dx

PODSTAWY BAZ DANYCH Wykład 3 2. Pojęcie Relacyjnej Bazy Danych

2 Całka oznaczona-cd Rozdrobnienia podziałów Warunki równoważne całkowalności Własności funkcji całkowalnych...

MATeMAtyka 3 inf. Przedmiotowy system oceniania wraz z określeniem wymagań edukacyjnych. Zakres podstawowy i rozszerzony. Dorota Ponczek, Karolina Wej

Całki niewłaściwe. Funkcje Γ i B Eulera oraz ich zastosowania

Metody numeryczne. Całkowanie. Janusz Szwabiński. nm_slides-4.tex Metody numeryczne Janusz Szwabiński 23/10/ :07 p.

Metoda sił jest sposobem rozwiązywania układów statycznie niewyznaczalnych, czyli układów o nadliczbowych więzach (zewnętrznych i wewnętrznych).

Pierwiastek z liczby zespolonej

Układy równań liniowych Macierze rzadkie

Rozdział 5. Macierze. a 11 a a 1m a 21 a a 2m... a n1 a n2... a nm

Wykład z matematyki dla studentów Inżynierii Środowiska. Wykład 1. Literatura PRZEGLĄD FUNKCJI ELEMENTARNYCH

Macierze. Rozdział Działania na macierzach

usuwa niewymierność z mianownika wyrażenia typu

Met Me ody numer yczne Wykład ykład Dr inż. Mic hał ha Łanc Łan zon Instyt Ins ut Elektr Elektr echn iki echn i Elektrot Elektr echn olo echn

Algebra WYKŁAD 6 ALGEBRA 1

KONKURS MATEMATYCZNY dla uczniów gimnazjów w roku szkolnym 2012/13. Propozycja punktowania rozwiązań zadań

Transkrypt:

Cłk oznczon Cłk niewłściw Wzór Tylor Mcierze Pochodne i cłki, mcierze i wyznczniki Stnisłw Jworski Ktedr Ekonometrii i Sttystyki Zkłd Sttystyki Stnisłw Jworski Pochodne i cłki, mcierze i wyznczniki

Cłk oznczon Cłk niewłściw Wzór Tylor Mcierze Definicj Włsności Przykłdy Niech f (x) ozncz funkcję ogrniczoną n przedzile domkniętym <, b >. Niech P 1, P,..., P m,... będą różnym podziłmi przedziłu <, b >. Podził P m jest osiągnięty przy pomocy n m 1 liczb x 1, x,..., x nm 1, przy czym = x < x 1 < x <... < x nm 1 < x nm = b. Przedziły < x i 1, x i >, gdzie i = 1,,..., n m, nzywmy przedziłmi cząstkowymi podziłu P m. Długości ich x i x i 1 będziemy oznczli przez x i Niech δ m = mx x i orz i S m = n m i=1 f (c i ) x i, przy podzile P m orz dowolnie wybrnych punktów c i < x i 1, x i >, i = 1,,..., n m. Ciąg podziłów nzywmy normlnym ciągiem podziłów, jeżeli lim m δ m = Stnisłw Jworski Pochodne i cłki, mcierze i wyznczniki

Cłk oznczon Cłk niewłściw Wzór Tylor Mcierze Definicj Włsności Przykłdy Definicj Jeżeli ciąg {S m } dl m jest zbieżny i do tej smej grnicy przy kżdym normlnym ciągu podziłów, niezleżnie od wyboru punktów c i, to funkcję f (x) nzywmy funkcją cłkowlną w przedzile <, b >. Grnicę ciągu {S m } nzywmy cłką oznczoną funkcji f (x) w grnicch od do b i oznczmy symbolem f (x) dx Jeżeli przy jkimś ciągu normlnym podziłów ciąg {S m } m grnicę niezleżną od wyboru punktów c i, to funkcj f (x) jest cłkowln. Funkcj ciągł w przedzile domkniętym jest cłkowln Funkcj ogrnicznon w przedzile domkniętym orz ciągł w nim z wyjątkiem co njwyżej skończonej liczby liczby punktów jest cłkowln. Stnisłw Jworski Pochodne i cłki, mcierze i wyznczniki

Cłk oznczon Cłk niewłściw Wzór Tylor Mcierze Definicj Włsności Przykłdy 1 Jeżeli b b c, to c f (x) dx = c c f (x) dx + b f (x) dx Stły czynnik możn wyłączyć przed znk cłki kf (x) dx = k f (x) dx 3 Cłk sumy równ się sumie cłek (f (x) + g(x)) dx = f (x) dx + g(x) dx Stnisłw Jworski Pochodne i cłki, mcierze i wyznczniki

Cłk oznczon Cłk niewłściw Wzór Tylor Mcierze Definicj Włsności Przykłdy 1 Jeżeli b b c, to c f (x) dx = c c f (x) dx + b f (x) dx Stły czynnik możn wyłączyć przed znk cłki kf (x) dx = k f (x) dx 3 Cłk sumy równ się sumie cłek (f (x) + g(x)) dx = f (x) dx + g(x) dx Stnisłw Jworski Pochodne i cłki, mcierze i wyznczniki

Cłk oznczon Cłk niewłściw Wzór Tylor Mcierze Definicj Włsności Przykłdy 1 Jeżeli b b c, to c f (x) dx = c c f (x) dx + b f (x) dx Stły czynnik możn wyłączyć przed znk cłki kf (x) dx = k f (x) dx 3 Cłk sumy równ się sumie cłek (f (x) + g(x)) dx = f (x) dx + g(x) dx Stnisłw Jworski Pochodne i cłki, mcierze i wyznczniki

Cłk oznczon Cłk niewłściw Wzór Tylor Mcierze Definicj Włsności Przykłdy 1 Jeżeli funkcj f (x) jest ciągł w przedzile <, b >, to zchodzi f (x) dx = f (c)(b ), dl pewnego c z przedziłu <, b > Jeżeli funkcj f (t) jest ciągł w przedzile <, b >, to funkcj h(x) = x f (t) dt jest ciągł i różniczkowln względem zmiennej x w przedzile <, b > i w kżdym punkcie tego przedziłu zchodzi związek h (x) = f (x). 3 ZWIĄZEK MIĘDZY CAŁKĄ OZNACZONĄ A NIEOZNACZONĄ. Jeżeli prz F (x) oznczymy funkcję pierwotną funkcji f (x), ciągłej w przedzile <, b >, tzn. jeżeli F (x) = f (x), to m miejsce wzór f (x) dx = F (b) F () Stnisłw Jworski Pochodne i cłki, mcierze i wyznczniki

Cłk oznczon Cłk niewłściw Wzór Tylor Mcierze Definicj Włsności Przykłdy 1 Jeżeli funkcj f (x) jest ciągł w przedzile <, b >, to zchodzi f (x) dx = f (c)(b ), dl pewnego c z przedziłu <, b > Jeżeli funkcj f (t) jest ciągł w przedzile <, b >, to funkcj h(x) = x f (t) dt jest ciągł i różniczkowln względem zmiennej x w przedzile <, b > i w kżdym punkcie tego przedziłu zchodzi związek h (x) = f (x). 3 ZWIĄZEK MIĘDZY CAŁKĄ OZNACZONĄ A NIEOZNACZONĄ. Jeżeli prz F (x) oznczymy funkcję pierwotną funkcji f (x), ciągłej w przedzile <, b >, tzn. jeżeli F (x) = f (x), to m miejsce wzór f (x) dx = F (b) F () Stnisłw Jworski Pochodne i cłki, mcierze i wyznczniki

Cłk oznczon Cłk niewłściw Wzór Tylor Mcierze Definicj Włsności Przykłdy 1 Jeżeli funkcj f (x) jest ciągł w przedzile <, b >, to zchodzi f (x) dx = f (c)(b ), dl pewnego c z przedziłu <, b > Jeżeli funkcj f (t) jest ciągł w przedzile <, b >, to funkcj h(x) = x f (t) dt jest ciągł i różniczkowln względem zmiennej x w przedzile <, b > i w kżdym punkcie tego przedziłu zchodzi związek h (x) = f (x). 3 ZWIĄZEK MIĘDZY CAŁKĄ OZNACZONĄ A NIEOZNACZONĄ. Jeżeli prz F (x) oznczymy funkcję pierwotną funkcji f (x), ciągłej w przedzile <, b >, tzn. jeżeli F (x) = f (x), to m miejsce wzór f (x) dx = F (b) F () Stnisłw Jworski Pochodne i cłki, mcierze i wyznczniki

Cłk oznczon Cłk niewłściw Wzór Tylor Mcierze Definicj Włsności Przykłdy 1 Jeżeli u i v są funkcjmi zmiennej x mjącymi ciągłą pochodną, to u dv = [uv] b vdu. Jest to wzór n cłkownie przez części dl cłek oznczonych. Jeżeli g (x) jest funkcją ciągłą, g(x) funkcją rosnącą w przedzile <, b >, f (u) funkcją ciągłą w przedzile < g(), g(b) >, to zchodzi nstępujący wzór: f (g(x))g (x) dx = g(b) g() f (u) du Stnisłw Jworski Pochodne i cłki, mcierze i wyznczniki

Cłk oznczon Cłk niewłściw Wzór Tylor Mcierze Definicj Włsności Przykłdy 1 Jeżeli u i v są funkcjmi zmiennej x mjącymi ciągłą pochodną, to u dv = [uv] b vdu. Jest to wzór n cłkownie przez części dl cłek oznczonych. Jeżeli g (x) jest funkcją ciągłą, g(x) funkcją rosnącą w przedzile <, b >, f (u) funkcją ciągłą w przedzile < g(), g(b) >, to zchodzi nstępujący wzór: f (g(x))g (x) dx = g(b) g() f (u) du Stnisłw Jworski Pochodne i cłki, mcierze i wyznczniki

Przykłdy Cłk oznczon Cłk niewłściw Wzór Tylor Mcierze Definicj Włsności Przykłdy 1 π x sin x dx = 1 π xd(cos x) = [ x cos x] 1 π + 1 π cosx dx = [sin x] 1 π = 1 Poniewż x sin(x ) dx = cos(x ) + C, mmy π/ [ cos(x x sin(x ) ) dx = ] π/ Poniewż e x x dx = e x ( 1 + x) + C, mmy 5 3 ( cos((π/) ) ) = cos( ) e x x dx = [e x ( 1 + x)] 3 = e 3 ( 1 + 3) e ( 1 + ) ln(x) dx = 5 x ln(x) dx = [xln(x)] 5 5 x 1 x dx = = 5 ln(5) ln() (5 ) Stnisłw Jworski Pochodne i cłki, mcierze i wyznczniki

Przykłdy Cłk oznczon Cłk niewłściw Wzór Tylor Mcierze Definicj Włsności Przykłdy 1 π x sin x dx = 1 π xd(cos x) = [ x cos x] 1 π + 1 π cosx dx = [sin x] 1 π = 1 Poniewż x sin(x ) dx = cos(x ) + C, mmy π/ [ cos(x x sin(x ) ) dx = ] π/ Poniewż e x x dx = e x ( 1 + x) + C, mmy 5 3 ( cos((π/) ) ) = cos( ) e x x dx = [e x ( 1 + x)] 3 = e 3 ( 1 + 3) e ( 1 + ) ln(x) dx = 5 x ln(x) dx = [xln(x)] 5 5 x 1 x dx = = 5 ln(5) ln() (5 ) Stnisłw Jworski Pochodne i cłki, mcierze i wyznczniki

Przykłdy Cłk oznczon Cłk niewłściw Wzór Tylor Mcierze Definicj Włsności Przykłdy 1 π x sin x dx = 1 π xd(cos x) = [ x cos x] 1 π + 1 π cosx dx = [sin x] 1 π = 1 Poniewż x sin(x ) dx = cos(x ) + C, mmy π/ [ cos(x x sin(x ) ) dx = ] π/ Poniewż e x x dx = e x ( 1 + x) + C, mmy 5 3 ( cos((π/) ) ) = cos( ) e x x dx = [e x ( 1 + x)] 3 = e 3 ( 1 + 3) e ( 1 + ) ln(x) dx = 5 x ln(x) dx = [xln(x)] 5 5 x 1 x dx = = 5 ln(5) ln() (5 ) Stnisłw Jworski Pochodne i cłki, mcierze i wyznczniki

Przykłdy Cłk oznczon Cłk niewłściw Wzór Tylor Mcierze Definicj Włsności Przykłdy 1 π x sin x dx = 1 π xd(cos x) = [ x cos x] 1 π + 1 π cosx dx = [sin x] 1 π = 1 Poniewż x sin(x ) dx = cos(x ) + C, mmy π/ [ cos(x x sin(x ) ) dx = ] π/ Poniewż e x x dx = e x ( 1 + x) + C, mmy 5 3 ( cos((π/) ) ) = cos( ) e x x dx = [e x ( 1 + x)] 3 = e 3 ( 1 + 3) e ( 1 + ) ln(x) dx = 5 x ln(x) dx = [xln(x)] 5 5 x 1 x dx = = 5 ln(5) ln() (5 ) Stnisłw Jworski Pochodne i cłki, mcierze i wyznczniki

Cłk oznczon Cłk niewłściw Wzór Tylor Mcierze Cłki funkcji nieogrniczonych Cłki oznczone w przedzile nieskończonym Definicj Jeżeli funkcj f (x) jest ogrniczon i cłkowln w kżdym przedzile x c h, h >, orz w kżdym przedzile c + k x b, k >, i jeżeli istnieją grnice lim h + c h f (x) dx orz lim f (x) dx, k + c+k to sumę tych grnic nzywmy cłką niewłściwą funkcji f (x) w przedzile <, b > i oznczmy symbolem f (x) dx W podnej definicji chodzi o funkcje, które w kżdym otoczeniu (c δ, c + δ), δ >, są niogrnczone. W punkcie c funkcj może nwet nie być okreśłon. Jeżeli przynjmniej jedn z grnic nie istnieje, to mówimy, że cłk jest rozbieżn. Stnisłw Jworski Pochodne i cłki, mcierze i wyznczniki

Cłk oznczon Cłk niewłściw Wzór Tylor Mcierze Cłki funkcji nieogrniczonych Cłki oznczone w przedzile nieskończonym Jeżeli punktem nieogrniczoności jest jeden z końców przedziłu <, b >, to przez cłkę niewłściwą rozumiemy odpowiednio Przykłd: dx x dx = lim 3 k lim f (x) dx lbo lim f (x) dx, h + +h k + 3 ε + ε dx x dx = lim ε + ( 3 ε ) Stnisłw Jworski Pochodne i cłki, mcierze i wyznczniki

Cłk oznczon Cłk niewłściw Wzór Tylor Mcierze Cłki funkcji nieogrniczonych Cłki oznczone w przedzile nieskończonym Definicj Jeżeli funkcj f (x) jest ogrniczon i cłkowln w kżdym przedzile skończonym x v ( ustlone, v dowolne) orz istnieje grnic v lim f (x) dx, v to grnicę tę nzywmy cłką niewłściwą funkcji f (x) w przedzile x < i oznczmy symbolem f (x) dx. Anlogicznie określ się znczenie symbolu f (x) dx. u lim u f (x) dx jko grnicę Stnisłw Jworski Pochodne i cłki, mcierze i wyznczniki

Cłk oznczon Cłk niewłściw Wzór Tylor Mcierze Cłki funkcji nieogrniczonych Cłki oznczone w przedzile nieskończonym Przykłd. Chcemy obliczyć cłkę ( 1 x + ) 1 x dx. Poniewż ( x + 1 x ) dx = 4 x x 1 3x 3, mmy ( 1 x + ) 1 ( x dx = limv 4 v v 1 3v ( 4 1/3) ) 3 Stnisłw Jworski Pochodne i cłki, mcierze i wyznczniki

Cłk oznczon Cłk niewłściw Wzór Tylor Mcierze Twierdzenie Tylor Złożenie: f C n+1 (<, b >), < x < b. Tez: f (x) = f () + x f (1) (x ) () + f () () +... + 1!! (x x )n + f (n) (x t) n () + f (n+1) (t) dt n! n! Osttni wyrz często nzyw się n tą resztą i ozncz przez R n (x, ). Lgrnge pokzł, że R n (x, ) = (x )n+1 (n+1)! f (n+1) ( + θ(x )) θ 1 Szereg potęgowy f (x) = f () + n=1 f (n) () n! (x ) n nzywmy szeregiem Tylor. Dl = szerec Tylor nzyw się szeregiem Mclurin. Stnisłw Jworski Pochodne i cłki, mcierze i wyznczniki

Cłk oznczon Cłk niewłściw Wzór Tylor Mcierze Twierdzenie Funkcj jest rozwijln w szereg Tylor w przedzile ( δ, + δ), δ >, jeżeli w tym przedzile: 1. funkcj m pochodne kżdego rzędu. lim n R n(x, ) = dl x z przedziłu ( δ, + δ) Wrunek. jest w szczególności spełniony, jeżeli istnieje M > tkie, że f (n) (x) < M x ( δ,+δ) Przykłdy. e x = 1 + x + x! + x 3 3! +... + x n n! +... sin x = x x 3 3! + x 4 4! + 53 5!... + x 4k+1 (4k+1)! x 4k+3 (4k+3)! +... Stnisłw Jworski Pochodne i cłki, mcierze i wyznczniki

MACIERZE Cłk oznczon Cłk niewłściw Wzór Tylor Mcierze Podstwowe definicje Dziłni n mcierzch - podstwy Wyzncznik mcierzy Ukłd równń liniowych Formy kwdrtowe i ich określoność Mcierz wymiru m n Mcierz A wymiru m n jest prostokątną tblicą elementów ij, i = 1,... m, j = 1,..., n: 11 1... 1n 1... n A =...... m1 m... mn Elementmi mcierzy mogą być liczby rzeczywiste, zespolone i inne jeszcze obiekty. Będziemy oznczć w skrócie A = ( ij ) Stnisłw Jworski Pochodne i cłki, mcierze i wyznczniki

Cłk oznczon Cłk niewłściw Wzór Tylor Mcierze Podstwowe definicje Dziłni n mcierzch - podstwy Wyzncznik mcierzy Ukłd równń liniowych Formy kwdrtowe i ich określoność Mcierz zerow to mcierz, której wszystkie elementy są równe zero Trnspozycją mcierzy A = ( ij ) o wymirch m n jest mcierz A T = ( ji ) o wymirch n m O mcierzy A wymiru m n powiemy, że jest kwdrtow, jeżeli m = n Mcierz A jest symetryczn, gdy jest kwdrtow orz zchodzi wrunek A T = A Mcierz A = ( ij ) jest digonln, jeżeli jest kwdrtow orz ij = dl i j Mcierz identycznościow I : mcierz digonln, któr m sme jedynki n przekątnej Stnisłw Jworski Pochodne i cłki, mcierze i wyznczniki

Cłk oznczon Cłk niewłściw Wzór Tylor Mcierze Podstwowe definicje Dziłni n mcierzch - podstwy Wyzncznik mcierzy Ukłd równń liniowych Formy kwdrtowe i ich określoność Sumą mcierzy A = ( ij ) orz B = (b ij ) o jednkowych wymirch jest mcierz A + B = ( ij + b ij ) Różnicą mcierzy A = ( ij ) orz B = (b ij ) o jednkowych wymirch jest mcierz A B = ( ij b ij ) Mnożenie mcierzy A = ( ij ) przez liczbę α: αa = (α ij ) Przemienność, łączność orz rozdzielność mnożeni mcierzy przez liczbę (α, β R): αa = Aα, α(βa) = (αβ)a, (α ± β)a = αa ± βb, α(a ± B) = αa ± αb Stnisłw Jworski Pochodne i cłki, mcierze i wyznczniki

Cłk oznczon Cłk niewłściw Wzór Tylor Mcierze Podstwowe definicje Dziłni n mcierzch - podstwy Wyzncznik mcierzy Ukłd równń liniowych Formy kwdrtowe i ich określoność Mnożenie mcierzy A = ( ij ) wymiru m n przez wektor v = [v 1,..., v n ] T : 11 1... 1n 1... n A =..... m1 m... mn v 1 v. v n = 11 v 1 + 1 v +... + 1n v n 1 v 1 + v +... + n v n. m1 v 1 + m v +... + mn v n Stnisłw Jworski Pochodne i cłki, mcierze i wyznczniki

Cłk oznczon Cłk niewłściw Wzór Tylor Mcierze Podstwowe definicje Dziłni n mcierzch - podstwy Wyzncznik mcierzy Ukłd równń liniowych Formy kwdrtowe i ich określoność Mnożenie mcierzy A = ( ij ) wymiru m n przez mcierz B = (b 1, b,..., b k ) wymiru n k: AB = (Ab 1, Ab,..., Ab k ) Trnspozycj mnożenie mcierzy: (AB) T = B T A T Rząd mcierzy Dl kżdej mcierzy A mksymln liczb r liniowo niezleżnych kolumn jest równ mksymlnej liczbie liniowo niezleżnych wierszy. Liczbę r nzywmy rzędem mcierzy, symbolicznie ozncznym przez R(A) Mcierz nieosobliw: Mcierz kwdrtow A wymiru n n, dl której R(A)=n. Mcierz odwrotn A 1 do mcierzy kwdrtowej A: A 1 A = I = AA 1 Stnisłw Jworski Pochodne i cłki, mcierze i wyznczniki

Cłk oznczon Cłk niewłściw Wzór Tylor Mcierze Podstwowe definicje Dziłni n mcierzch - podstwy Wyzncznik mcierzy Ukłd równń liniowych Formy kwdrtowe i ich określoność Wyzncznik mcierzy A wymiru n n (kwdrtowej) Wyzncznik to funkcj (oznczon przez det) o włsnościch: det(i ) = 1 det : { zbiór mcierzy kwdrtowych} R det(a) = jeżeli A m dw sąsiednie wiersze równe det jest funkcją liniową względem dowolnego wiersz Uwg: istnieje tylko jedn tk funkcj Uwg: N nstępnych sljdch A(ij) ozncz mcierz powstłą z mcierzy A poprzez usunięcie z niej i-tego wiersz orz j tej kolumny. Stnisłw Jworski Pochodne i cłki, mcierze i wyznczniki

Cłk oznczon Cłk niewłściw Wzór Tylor Mcierze Podstwowe definicje Dziłni n mcierzch - podstwy Wyzncznik mcierzy Ukłd równń liniowych Formy kwdrtowe i ich określoność Włsności wyznczników: Twierdzenie Lplce dl kolumn: dl i = 1,..., n det(a) = det(a) = R(A) < n n ij ( 1) i+j det(a(i, j)) i=1 det(a) = det(b), jeżeli B powstje z A przez zminę miejscmi dwóch wierszy mcierzy A det(a) = det(b), jeżeli B powstje z A przez dodnie/odjęcie od dnego wiersz innego wiersz przemnożonego przez dowolną liczbę Twierdzenie Cuchy ego: det(ab) = det(a)det(b) Jeżeli R(A) = n (mcierz A jest pełnego rzędu), to det(a 1 ) = (det(a)) 1 Stnisłw Jworski Pochodne i cłki, mcierze i wyznczniki

Cłk oznczon Cłk niewłściw Wzór Tylor Mcierze Podstwowe definicje Dziłni n mcierzch - podstwy Wyzncznik mcierzy Ukłd równń liniowych Formy kwdrtowe i ich określoność Włsności wyznczników: Twierdzenie Lplce dl wierszy: dl i = 1,..., n det(a) = n ij ( 1) i+j det(a(i, j)) j=1 det(a) = det(b), jeżeli B powstje z A przez zminę miejscmi dwóch kolumn mcierzy A det(a) = det(b), jeżeli B powstje z A przez dodnie/odjęcie od dnej kolumny innej kolumny przemnożonej przez dowolną liczbę det(a) jest funkcją liniową dowolnej kolumny det(a T ) = det(a) Stnisłw Jworski Pochodne i cłki, mcierze i wyznczniki

Cłk oznczon Cłk niewłściw Wzór Tylor Mcierze Podstwowe definicje Dziłni n mcierzch - podstwy Wyzncznik mcierzy Ukłd równń liniowych Formy kwdrtowe i ich określoność Niech A = ( ij ) mcierz wymiru n n, c = [c 1,..., c n ] T orz x = [x 1,..., x n ] T. Mcierz A orz wektor c trktujemy jko znne, wektor x jko nieznny (wektor niewidomych). Interesuje ns rozwiąznie ukłdu równń Ax = c, tzn. 11 x 1 + 1 x +... + 1n x n = c 1 1 x 1 + x +... + n x n = c. n1 x 1 + n x +... + nn x n = c n Twierdzenie. Jeżeli det(a), to powyższy ukłd równń liniowych m dokłdnie jedno rozwiąznie. Rozwiąznie to możn uzyskć z pomocą wzorów Crmer: x i = det( 1,,..., i 1, c, i+1,... n ), i = 1,,..., n, det(a) gdzie i ozncz i tą kolumnę mcierzy A Stnisłw Jworski Pochodne i cłki, mcierze i wyznczniki

Cłk oznczon Cłk niewłściw Wzór Tylor Mcierze Podstwowe definicje Dziłni n mcierzch - podstwy Wyzncznik mcierzy Ukłd równń liniowych Formy kwdrtowe i ich określoność Niech A = ( ij ) mcierz wymiru m n, c = [c 1,..., c m ] T orz x = [x 1,..., x n ] T. Interesuje ns rozwiąznie ukłdu równń Ax = c, tzn. 11 x 1 + 1 x +... + 1n x n = c 1 1 x 1 + x +... + n x n = c. m1 x 1 + m x +... + mn x n = c m Niech 11 1... 1n 11 1... 1n c 1 1... n A =...... B = 1... n c....... m1 m... mn m1 m... mn c m Twierdzenie Kronecker-Cpellego. Powyższy ukłd równń liniowych m rozwiąznie wtedy i tylko wtedy, gdy R(A) = R(B) = r, przy tym 1) jeżeli r = n, to ukłd m jedno rozwiąznie, ) jeżeli r < n, to ukłd m nieskończenie wiele rozwiązń i są one zleżne od n r prmetrów. Stnisłw Jworski Pochodne i cłki, mcierze i wyznczniki

Cłk oznczon Cłk niewłściw Wzór Tylor Mcierze Podstwowe definicje Dziłni n mcierzch - podstwy Wyzncznik mcierzy Ukłd równń liniowych Formy kwdrtowe i ich określoność Niech A = ( 1,..., n ) będzie mcierzą wymiru n n. Wektory 1,..., n są jej kolumnmi. Oznczmy przez da ij wyzncznik z mcierzy ( 1,..., i 1, e i, i+1,..., n ), któr powstł z A poprzez zminę kolumny j n wektor e i = [,...,, 1,,..., ] T (który n i tym miejscu m jedynkę, poz tym sme zer). Mcierz stowrzyszon AdjA do mcierzy A: da 11 da 1... da 1n da 1 da... da n AdjA =...... da n1 da n... da nn Twierdzenie: Mcierz odwrotną do mcierzy A możn wyznczyć według wzoru: A 1 1 = AdjA ( det(a) ) Stnisłw Jworski Pochodne i cłki, mcierze i wyznczniki

Cłk oznczon Cłk niewłściw Wzór Tylor Mcierze Podstwowe definicje Dziłni n mcierzch - podstwy Wyzncznik mcierzy Ukłd równń liniowych Formy kwdrtowe i ich określoność Form kwdrtow Niech x = [x 1,..., x n ] T będzie wektorem n wymirowym orz niech A = ( ij ) będzie mcierzą symetryczną stopni n (wymiru n n). Odwzorownie x x T Ax = n n i=1 j=1 ijx i x j nzywmy formą kwdrtową Mcierz symetryczn A jest dodtnio określon: x T Ax > dl kżdego x (piszemy A > ) ujemnie określon: x T Ax < dl kżdego x (piszemy A < ) niedodtnio określon: x T Ax dl kżdego x (piszemy A ) nieujemnie określon: x T Ax dl kżdego x (piszemy A ) Stnisłw Jworski Pochodne i cłki, mcierze i wyznczniki

Kryterium Sylvester Cłk oznczon Cłk niewłściw Wzór Tylor Mcierze Podstwowe definicje Dziłni n mcierzch - podstwy Wyzncznik mcierzy Ukłd równń liniowych Formy kwdrtowe i ich określoność Mcierz symetryczn A = ( ij ) stopni n jest dodtnio określon wtedy i tylko wtedy, gdy wszystkie jej wiodące minory główne są dodtnie: 11 > 11 1... 1k 1... k det..... >, dl k =,..., n k1 k... kk Uwg: Jeżeli chcemy sprwdzić, czy mcierz jest ujemnie określon, nleży sprwdzić, czy mcierz A jest określon dodtnio Stnisłw Jworski Pochodne i cłki, mcierze i wyznczniki