Ασκήσεις στην Ανάλυση!

Συντονιστές: grigkost, Κοτρώνης Αναστάσιος

BAGGP93
Δημοσιεύσεις: 1551
Εγγραφή: Σάβ Ιούλ 02, 2011 8:48 pm
Τοποθεσία: Ιωάννινα - Αθήνα

Re: Ασκήσεις στην Ανάλυση!

#121

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από BAGGP93 » Κυρ Μάιος 17, 2015 3:54 pm

Άσκηση 36

Ένα ανοικτό και συνεκτικό υποσύνολο \displaystyle{U} του \displaystyle{\mathbb{R}^{n}} με τη συνήθη τοπολογία, λέγεται απλά συνεκτικό,

αν κάθε κλειστή καμπύλη του \displaystyle{U} είναι ομοτοπική με μια σταθερή καμπύλη του \displaystyle{U}.

Να εξετάσετε αν το \displaystyle{\mathbb{R}^2-\left\{(0,0)\right\}\subseteq \mathbb{R}^2} είναι απλά συνεκτικό.


Παπαπέτρος Ευάγγελος
nickthegreek
Δημοσιεύσεις: 413
Εγγραφή: Δευ Μαρ 01, 2010 2:07 pm

Re: Ασκήσεις στην Ανάλυση!

#122

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από nickthegreek » Κυρ Μάιος 17, 2015 4:09 pm

BAGGP93 έγραψε:Άσκηση 36

Ένα ανοικτό και συνεκτικό υποσύνολο \displaystyle{U} του \displaystyle{\mathbb{R}^{n}} με τη συνήθη τοπολογία, λέγεται απλά συνεκτικό,

αν κάθε κλειστή καμπύλη του \displaystyle{U} είναι ομοτοπική με μια σταθερή καμπύλη του \displaystyle{U}.

Να εξετάσετε αν το \displaystyle{\mathbb{R}^2-\left\{(0,0)\right\}\subseteq \mathbb{R}^2} είναι απλά συνεκτικό.
Bαγγέλη καλησπέρα!

Η απάντηση είναι πως δεν είναι απλά συνεκτικό. Παρατηρούμε ότι αν θεωρήσουμε τον μοναδιαίο κύκλο S^1 η συνάρτηση f(x)= x / \lvert \lvert x \rvert \rvert αποτελεί μια συστολή παραμορφώσεως (deformation retraction) του \displaystyle{\mathbb{R}^2-\left\{(0,0)\right\}\subseteq \mathbb{R}^2} στο S^1, συνεπώς οι θεμελιώδεις ομάδες είναι ισόμορφες. Ωστόσο \pi_1(S^1) \approx \mathbb{Z} και άρα η θεμελιώδης ομάδα είναι μη τετριμμένη. Δεν έχουμε λοιπόν απλή συνεκτικότητα.

Ωστόσο, η παραπάνω δεν είναι τόσο άσκηση ανάλυσης όσο αλγεβρικής τοπολογίας ;)

Φιλικά,
Νίκος


Νίκος Αθανασίου
Μεταδιδακτορικός ερευνητής, τμήμα μαθηματικών- Πανεπιστήμιο Κρήτης
BAGGP93
Δημοσιεύσεις: 1551
Εγγραφή: Σάβ Ιούλ 02, 2011 8:48 pm
Τοποθεσία: Ιωάννινα - Αθήνα

Re: Ασκήσεις στην Ανάλυση!

#123

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από BAGGP93 » Δευ Μάιος 18, 2015 10:54 pm

'Ασκηση 37 (Με άρωμα Γεωμετρίας)

Έστωσαν \displaystyle{x\,,y:\left[0,1\right]\longrightarrow \mathbb{R}\,,t\mapsto x(t)\,,t\mapsto y(t)} πραγματικές συναρτήσεις τάξεως \displaystyle{C^{\infty}}

με \displaystyle{\left(x(t),y(t)\right)\neq \overline{0}\,,\forall\,t\in\left[0,1\right]} . Θεωρούμε τις συναρτήσεις \displaystyle{a\,,b:\left[0,1\right]\longrightarrow \mathbb{R}}

τεμε τύπους \displaystyle{a(t)=\dfrac{x(t)}{\sqrt{x^2(t)+y^2(t)}}\,,b(t)=\dfrac{y(t)}{\sqrt{x^2(t)+y^2(t)}} έτσι ώστε \displaystyle{\cos\,\phi_{0}=a(0)\,,\sin\,\phi_{0}=b(0)} για κάποιο \displaystyle{\phi_0\in\mathbb{R}} .

Αποδείξτε ότι υπάρχει διαφορίσιμη συνάρτηση \displaystyle{\phi:\left[0,1\right]\longrightarrow \mathbb{R}} τέτοια, ώστε

\displaystyle{\cos\,\phi(t)=a(t)\,,\sin\,\phi(t)=b(t)\,,\forall\,t\in\left[0,1\right]} .


Παπαπέτρος Ευάγγελος
sokratis lyras
Δημοσιεύσεις: 710
Εγγραφή: Σάβ Μαρ 05, 2011 9:13 pm

Re: Ασκήσεις στην Ανάλυση!

#124

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από sokratis lyras » Τρί Μάιος 19, 2015 11:42 pm

sokratis lyras έγραψε:Ασχολούμαι με μία εργασία αυτόν τον καιρό, και συνάντησα ένα πραγματικά πανέμορφο πρόβλημα:

ΑΣΚΗΣΗ 27

Ας υποθέσουμε ότι έχουμε ένα τετράγωνο στο επίπεδο, του οποίου οι πλευρές-ευθείες είναι καθρέφτες (φανταστείτε τους 'ιδανικούς').

Από εσωτερικό σημείο του τετραγώνου, εκτοξεύεται μια ακτίνα φωτός η οποία ανακλάται συνεχώς λόγω των καθρεφτών,εσωτερικά του τετραγώνου.Να περιγραφεί η κίνηση της ακτίνας.

Υ.Γ. Το ερώτημα είναι πολύ 'φλου'.Για τυχόν διευκρινίσεις, ρωτήστε.
Επαναφορά, είναι ωραίο!


Mihalis_Lambrou
Επιμελητής
Δημοσιεύσεις: 18261
Εγγραφή: Κυρ Δεκ 21, 2008 2:04 am

Re: Ασκήσεις στην Ανάλυση!

#125

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από Mihalis_Lambrou » Τετ Μάιος 20, 2015 1:12 am

sokratis lyras έγραψε:
Επαναφορά, είναι ωραίο!
Ναι, πράγματι είναι ενδιαφέρον θέμα. Προσθέτω ότι έμμεσα το απάντησα (δύο σελίδες πιο πίσω, ημερομηνία 4 Μαίου). Η τροχιά είναι είτε περιοδική είτε πυκνή ανάλογα αν η γωνία πρόσπτωσης είναι ρητό ή άρρητο πολλαπλάσιο του π. Το πρώτο τέτοιο αποτέλεσμα είναι του Orerme τον Μεσαίωνα, όπως φαίνεται στην παραπομπή που ανέφερα.


Άβαταρ μέλους
Tolaso J Kos
Δημοσιεύσεις: 5553
Εγγραφή: Κυρ Αύγ 05, 2012 10:09 pm
Τοποθεσία: International
Επικοινωνία:

Re: Ασκήσεις στην Ανάλυση!

#126

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από Tolaso J Kos » Πέμ Μάιος 21, 2015 4:10 am

Άσκηση 38

Δίδω , κατά τη γνώμη μου, μία ωραία άσκηση!

Ας δηλώσουμε με \mathcal{C} το σύνολο {\rm Cantor}. Η συνάρτηση \chi_C:[0, 1] \rightarrow \mathbb{R} που ορίζεται ως 1 στο \mathcal{C} και 0 αλλού είναι {\rm Riemann} ολοκληρώσιμη. Ποια είναι η τιμή του ολοκληρώματος \displaystyle{\int_0^1 f(x) \, {\rm d}x } ;

Στη συνέχεια να γίνει η ίδια άσκηση αν η \chi_C οριστεί ως 0 πάνω στο σύνολο {\rm Cantor} και 1 αλλού.


Η φαντασία είναι σημαντικότερη από τη γνώση !
\displaystyle{{\color{blue}\mathbf{Life=\int_{birth}^{death}\frac{happiness}{time}\Delta time} }}
sokratis lyras
Δημοσιεύσεις: 710
Εγγραφή: Σάβ Μαρ 05, 2011 9:13 pm

Re: Ασκήσεις στην Ανάλυση!

#127

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από sokratis lyras » Πέμ Μάιος 21, 2015 4:19 am

Tolaso J Kos έγραψε:Άσκηση 38

Δίδω , κατά τη γνώμη μου, μία ωραία άσκηση!

Ας δηλώσουμε με \mathcal{C} το σύνολο {\rm Cantor}. Η συνάρτηση \chi_C:[0, 1] \rightarrow \mathbb{R} που ορίζεται ως 1 στο \mathcal{C} και 0 αλλού είναι {\rm Riemann} ολοκληρώσιμη. Ποια είναι η τιμή του ολοκληρώματος \displaystyle{\int_0^1 f(x) \, {\rm d}x } ;

Στη συνέχεια να γίνει η ίδια άσκηση αν η \chi_C οριστεί ως 0 πάνω στο σύνολο {\rm Cantor} και 1 αλλού.
Το σύνολο του Cantor έχει μέτρο μηδέν και αφού δεν αλλάζει η τιμή του ολοκληρώματος αν πειράξουμε τη συνάρτηση σε ένα σύνολο μέτρου μηδέν, το ζητούμενο έπεται !


BAGGP93
Δημοσιεύσεις: 1551
Εγγραφή: Σάβ Ιούλ 02, 2011 8:48 pm
Τοποθεσία: Ιωάννινα - Αθήνα

Re: Ασκήσεις στην Ανάλυση!

#128

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από BAGGP93 » Πέμ Μάιος 21, 2015 3:44 pm

Άσκηση 39 (Ανάλυση-Άλγεβρα-Γεωμετρία)

Θεωρούμε την απεικόνιση \displaystyle{f:\mathbb{R}\longrightarrow \mathbb{R}^2\,,f(t)=\left(\sin\,t,\dfrac{\sin\,(2\,t)}{2}\right)} .

Είναι η \displaystyle{f} εμβάπτιση του \displaystyle{\mathbb{R}} στο \displaystyle{\mathbb{R}^2} ;

(Με τον όρο εμβάπτιση εννοούμε ότι το διαφορικό σε κάθε σημείο είναι απεικόνιση 1-1).

Είναι αυτή η απεικόνιση εμφύτευση ; (δηλαδή η \displaystyle{f:\mathbb{R}\longrightarrow f(\mathbb{R})} να είναι ομοιομορφισμός)

Είναι η \displaystyle{f|_{\left(0,2\,\pi\right)}} εμφύτευση ; Αν όχι, που εμφανίζεται πρόβλημα ;

Υ.Γ : Το τελευταίο ερώτημα με δυσκόλεψε.


Παπαπέτρος Ευάγγελος
Άβαταρ μέλους
Tolaso J Kos
Δημοσιεύσεις: 5553
Εγγραφή: Κυρ Αύγ 05, 2012 10:09 pm
Τοποθεσία: International
Επικοινωνία:

Re: Ασκήσεις στην Ανάλυση!

#129

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από Tolaso J Kos » Κυρ Μάιος 24, 2015 3:36 pm

Άσκηση 40

Για μία ακολουθία A=(a_0, a_1, a_2, \dots ) πραγματικών αριθμών ας δηλώνει η SA=(a_0, a_0+a_1, a_0+a_1+a_2, \dots) την ακολουθία των μερικών αθροισμάτων a_0+a_1+a_2 + \cdots. Μπορεί κάποιος να βρει μια μη μηδενική ακολουθία A για την οποία οι ακολουθίες A, SA, SSA, SSSA, \dots να είναι όλες συγκλίνουσες;
Επειδή δεν είμαι σίγουρος ότι έχω κάνει σωστή τη μετάφραση , εδώ είναι και η αρχική εκφώνηση στα αγγλικά:

For a sequence A=(a_0, a_1, a_2, \dots ) of reals , let SA=(a_0, a_0+a_1, a_0+a_1+a_2, \dots) be the sequence of its partial sums a_0+a_1+a_2 + \cdots. Can one find a non-zero sequence A for which the sequences A, SA, SSA, SSSA, \dots are all convergent?


Η φαντασία είναι σημαντικότερη από τη γνώση !
\displaystyle{{\color{blue}\mathbf{Life=\int_{birth}^{death}\frac{happiness}{time}\Delta time} }}
BAGGP93
Δημοσιεύσεις: 1551
Εγγραφή: Σάβ Ιούλ 02, 2011 8:48 pm
Τοποθεσία: Ιωάννινα - Αθήνα

Re: Ασκήσεις στην Ανάλυση!

#130

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από BAGGP93 » Πέμ Μάιος 28, 2015 9:59 pm

BAGGP93 έγραψε:'Ασκηση 37 (Με άρωμα Γεωμετρίας)

Έστωσαν \displaystyle{x\,,y:\left[0,1\right]\longrightarrow \mathbb{R}\,,t\mapsto x(t)\,,t\mapsto y(t)} πραγματικές συναρτήσεις τάξεως \displaystyle{C^{\infty}}

με \displaystyle{\left(x(t),y(t)\right)\neq \overline{0}\,,\forall\,t\in\left[0,1\right]} . Θεωρούμε τις συναρτήσεις \displaystyle{a\,,b:\left[0,1\right]\longrightarrow \mathbb{R}}

τεμε τύπους \displaystyle{a(t)=\dfrac{x(t)}{\sqrt{x^2(t)+y^2(t)}}\,,b(t)=\dfrac{y(t)}{\sqrt{x^2(t)+y^2(t)}} έτσι ώστε \displaystyle{\cos\,\phi_{0}=a(0)\,,\sin\,\phi_{0}=b(0)} για κάποιο \displaystyle{\phi_0\in\mathbb{R}} .

Αποδείξτε ότι υπάρχει διαφορίσιμη συνάρτηση \displaystyle{\phi:\left[0,1\right]\longrightarrow \mathbb{R}} τέτοια, ώστε

\displaystyle{\cos\,\phi(t)=a(t)\,,\sin\,\phi(t)=b(t)\,,\forall\,t\in\left[0,1\right]} .
Γεια σας. Γράφω μια λύση για αυτήν και επαναφέρω τις Ασκήσεις 39,40 .

Είναι, \displaystyle{a^2(t)+b^2(t)=\dfrac{x^2(t)}{x^2(t)+y^2(t)}+\dfrac{y^2(t)}{x^2(t)+y^2(t)}=1\,,t\in\left[0,1\right]} .

Αν λοιπόν υπάρχει τέτοια διαφορίσιμη συνάρτηση, θα ίσχυε:

\displaystyle{a^\prime(t)=-\phi^\prime(t)\,\sin\,\phi(t)\,,b^\prime(t)=\phi^\prime(t)\,\cos\,\phi(t)\,,0\leq t\leq 1} και έτσι :

\displaystyle{a^\prime(t)\,b(t)=-\phi^\prime(t)\,\sin^2\,\phi(t)\,,a(t)\,b^\prime(t)=\phi^\prime(t)\,\cos^2\,\phi(t)\,,0\leq t\leq 1} άρα :

\displaystyle{a(t)\,b^\prime(t)-a^\prime(t)\,b(t)=\phi^\prime(t)} .

Γι' αυτό, ορίζουμε \displaystyle{\phi:\left[0,1\right]\longrightarrow \mathbb{R}\,,\phi(t)=\int_{0}^{t}\left(a(u)\,b^\prime(u)-a^\prime(u)\,b(u)\right)\,\mathrm{d}u+\phi_{0}

Αυτή είναι συνεχής και διαφορίσιμη στο \displaystyle{\left[0,1\right]} με \displaystyle{\phi^\prime(t)=a(t)\,b^\prime(t)-a^\prime(t)\,b(t)\,,o\leq t\leq 1\,,\phi(0)=\phi_{0} .

Όμως, \displaystyle{a^2(t)+b^2(t)=1\,,0\leq t\leq 1} και παραγωγίζοντας βρίσκουμε : \displaystyle{a(t)\,a^\prime(t)+b(t)\,b^\prime(t)=0\,,0\leq t\leq 1

και χρησιμοποιώντας αυτή τη σχέση βρίσκουμε :

\displaystyle{\forall\,t\in\left[0,1\right]: \left[\dfrac{\mathrm{d}}{\mathrm{d}u}\,\left(a(u)\,\cos\,\phi(u)+b(u)\,\sin\,\phi(u)\right)\right]_{u=t}=0}

άρα υπάρχει \displaystyle{c\in\mathbb{R}} με \displaystyle{a(t)\,\cos\,\phi(t)+b(t)\,\sin\,\phi(t)=c\,,0\leq t\leq 1} , οπότε :

για \displaystyle{t=0} : \displaystyle{c=a(0)\,\cos\,\phi(0)+b(0)\,\sin\,\phi(0)=\cos^2\,\phi_{0}+\sin^2\,\phi_{0}=1}

και συνεπώς \displaystyle{a(t)\,\cos\,\phi(t)+b(t)\,\sin\,\phi(t)=1\,,0\leq t\leq 1 . Τέλος,

\displaystyle{\begin{aligned} 0\leq t\leq 1&\implies \left(a(t)-cos\,\phi(t)\right)^2+\left(b(t)-\sin\,\phi(t)\right)^2=\\&=a^2(t)-2\,a(t)\,\cos\,\phi(t)+\cos^2\,\phi(t)+b^2(t)-2\,b(t)\,\sin\,\phi(t)+\sin^2\,\phi(t)\\&=\left[a^2(t)+b^2(t)\right]+\left[\cos^2\,\phi(t)+\sin^2\,phi(t)\right]-2\,\left(a(t)\,\cos\,\phi(t)+b(t)\,\sin\,\phi(t)\right)\\&=1+1-2\\&=0\end{aligned}}

απ' όπου έχουμε το ζητούμενο.

Εξαιρετικό συμπέρασμα με πάρα πολλές εφαρμογές στη Διαφορική Γεωμετρία. Για παράδειγμα, στον ορισμό της καμπυλότητας επίπεδης κανονικής καμπύλης

με παράμετρο το μήκος τόξου. Το εκπληκτικό βέβαια, είναι ότι όλα αυτά προέκυψαν από την απλή παρατήρηση :

\displaystyle{\forall\,x\,,y\in\mathbb{R}: x^2+y^2=1\iff \exists\,\theta\in\mathbb{R}: x=\cos\,\theta\,\land\, y=\sin\,\theta}

Βέβαια, κάθε άλλη γωνία της μορφής \phi=\theta+2\,k\,\pi\,,k\in\mathbb{Z}} είναι τέτοια, ώστε \displaystyle{x=\cos\,\phi\,,y=\sin\,\phi}.

Αν "τρέχουμε" τον κύκλο κατά τη θετική φορά, τότε ο φυσικός \displaystyle{k} δηλώνει το πλήθος φορών διαγραφής του κύκλου αρχίζοντας από το

σημείο \displaystyle{\left(x,y\right)} αυτού μέχρι να το ξανασυναντήσουμε. Αν "τρέχουμε" κατά την αρνητική φορά, τότε ο \displaystyle{-k}

κάνει την ίδια δουλειά.

Λογικά, τα παραπάνω σας είναι γνωστά, αλλά, καλού καλού τα ανέφερα. Αν έχω κάποιο λάθος, πείτε μου να το διορθώσω.

Αν έχετε και εσείς παρατηρήσεις ή άλλες εφαρμογές, αναφέρετέ τες. Ευχαριστώ.

Επαναφορά και των προαναφερθέντων ασκήσεων.


Παπαπέτρος Ευάγγελος
irakleios
Δημοσιεύσεις: 805
Εγγραφή: Τετ Ιουν 30, 2010 1:20 pm

Re: Ασκήσεις στην Ανάλυση!

#131

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από irakleios » Σάβ Μάιος 30, 2015 2:10 pm

'Ασκηση 41
Να εξεταστεί αν είναι Riemann ολοκληρώσιμη στο [0,2] η συνάρτηση f με f(x) = 1 αν x=\frac{1}{k} για κάποιον k\in\mathbb{N} και f(x) = 0 αλλιώς .Να υπολογιστεί το ολοκλήρωμα στην περίπτωση που είναι Riemann ολοκληρώσιμη .


Η.Γ
Άβαταρ μέλους
Tolaso J Kos
Δημοσιεύσεις: 5553
Εγγραφή: Κυρ Αύγ 05, 2012 10:09 pm
Τοποθεσία: International
Επικοινωνία:

Re: Ασκήσεις στην Ανάλυση!

#132

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από Tolaso J Kos » Σάβ Μάιος 30, 2015 2:29 pm

irakleios έγραψε:'Ασκηση 41
Να εξεταστεί αν είναι Riemann ολοκληρώσιμη στο [0,2] η συνάρτηση f με f(x) = 1 αν x=\frac{1}{k} για κάποιον k\in\mathbb{N} και f(x) = 0 αλλιώς .Να υπολογιστεί το ολοκλήρωμα στην περίπτωση που είναι Riemann ολοκληρώσιμη .
Δε βλέπω το λόγο να μην είναι αφού έχει ένα μόνο σημείο ασυνέχειας . Το ολοκλήρωμα εύκολα βλέπουμε ότι είναι 0.

Εκτός αν εννοείς κάτι άλλο που δε πιάνω.

Διόρθωσα ένα τυπογραφικό.
τελευταία επεξεργασία από Tolaso J Kos σε Σάβ Μάιος 30, 2015 2:33 pm, έχει επεξεργασθεί 1 φορά συνολικά.


Η φαντασία είναι σημαντικότερη από τη γνώση !
\displaystyle{{\color{blue}\mathbf{Life=\int_{birth}^{death}\frac{happiness}{time}\Delta time} }}
irakleios
Δημοσιεύσεις: 805
Εγγραφή: Τετ Ιουν 30, 2010 1:20 pm

Re: Ασκήσεις στην Ανάλυση!

#133

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από irakleios » Σάβ Μάιος 30, 2015 2:33 pm

Tolaso J Kos έγραψε:
irakleios έγραψε:'Ασκηση 41
Να εξεταστεί αν είναι Riemann ολοκληρώσιμη στο [0,2] η συνάρτηση f με f(x) = 1 αν x=\frac{1}{k} για κάποιον k\in\mathbb{N} και f(x) = 0 αλλιώς .Να υπολογιστεί το ολοκλήρωμα στην περίπτωση που είναι Riemann ολοκληρώσιμη .
Δε βλέπω το λόγο να μην είναι αφού είναι φραγμένη. Το ολοκλήρωμα εύκολα βλέπουμε ότι είναι 0.

Εκτός αν εννοείς κάτι άλλο που δε πιάνω.
Δηλαδή κάθε φραγμένη είναι και Riemann ολοκληρώσιμη ;


Η.Γ
irakleios
Δημοσιεύσεις: 805
Εγγραφή: Τετ Ιουν 30, 2010 1:20 pm

Re: Ασκήσεις στην Ανάλυση!

#134

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από irakleios » Σάβ Μάιος 30, 2015 2:57 pm

Tolaso J Kos έγραψε:
irakleios έγραψε:'Ασκηση 41
Να εξεταστεί αν είναι Riemann ολοκληρώσιμη στο [0,2] η συνάρτηση f με f(x) = 1 αν x=\frac{1}{k} για κάποιον k\in\mathbb{N} και f(x) = 0 αλλιώς .Να υπολογιστεί το ολοκλήρωμα στην περίπτωση που είναι Riemann ολοκληρώσιμη .
Δε βλέπω το λόγο να μην είναι αφού έχει ένα μόνο σημείο ασυνέχειας . Το ολοκλήρωμα εύκολα βλέπουμε ότι είναι 0.

Εκτός αν εννοείς κάτι άλλο που δε πιάνω.

Διόρθωσα ένα τυπογραφικό.
Μα γιατί έχει ένα μόνο σημείο ασυνέχειας ; 'Ισως σε μπέρδεψε το '' για κάποιον '' .

Μάλιστα , αν πάρουμε 0<m<2 , τότε η f έχει πεπερασμένα το πλήθος σημείων ασυνέχειας στο [m,2] , και μάλιστα είναι ακριβώς όσοι οι φυσικοί k για τους οποίους ισχύει \frac{1}{k}\geq m . (που και αυτό θέλει απόδειξη )


Η.Γ
Mihalis_Lambrou
Επιμελητής
Δημοσιεύσεις: 18261
Εγγραφή: Κυρ Δεκ 21, 2008 2:04 am

Re: Ασκήσεις στην Ανάλυση!

#135

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από Mihalis_Lambrou » Σάβ Μάιος 30, 2015 10:22 pm

irakleios έγραψε:'Ασκηση 41
Να εξεταστεί αν είναι Riemann ολοκληρώσιμη στο [0,2] η συνάρτηση f με f(x) = 1 αν x=\frac{1}{k} για κάποιον k\in\mathbb{N} και f(x) = 0 αλλιώς .Να υπολογιστεί το ολοκλήρωμα στην περίπτωση που είναι Riemann ολοκληρώσιμη .
H συνάρτηση είναι συνεχής σε κάθε πραγματικό που δεν είναι της μορφής \frac {1}{k}. Πράγματι, αφού τα \frac {1}{1}, \, \frac {1}{2},\, \frac {1}{3}, ... είναι διακριτά, και κάθε αριθμός του πεδίου ορισμού στο μεσοδιάστημά τους είναι μεταξύ (ακριβώς) δύο διαδοχικών τέτοιων, σημαίνει ότι βρίσκεται σε γνήσια θετική απόσταση από αυτούς. Άρα υπάρχει διάστημα γύρω από τον εν λόγω άριθμό όπου η συνάρτηση είναι 0 και άρα συνεχής. Επειδή τα σημεία ασυνέχειας, δηλαδή τα \frac {1}{k}, είναι αριθμήσιμα το πλήθος, η συνάρτηση είναι Riemann ολοκληρώσιμη με ολοκλήρωμα όσο η σταθερή 0 (δηλαδή, 0).

Μ.


nickthegreek
Δημοσιεύσεις: 413
Εγγραφή: Δευ Μαρ 01, 2010 2:07 pm

Re: Ασκήσεις στην Ανάλυση!

#136

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από nickthegreek » Σάβ Μάιος 30, 2015 10:36 pm

Mιας και είμαστε στο θέμα, ας προτείνω (άτυπα;) το ακόλουθο γνωστό θεώρημα σαν άσκηση:

ΑΣΚΗΣΗ 41+ 1/2

Lebesgue criterion for Riemann integrability

Έστω f: [a,b] \rightarrow \mathbb{R}. Nα αποδειχθεί ότι η συνάρτηση είναι Riemann oλοκληρώσιμη αν και μόνον αν είναι φραγμένη και το σύνολο ασυνεχειών της έχει μέτρο 0.


Νίκος Αθανασίου
Μεταδιδακτορικός ερευνητής, τμήμα μαθηματικών- Πανεπιστήμιο Κρήτης
Άβαταρ μέλους
Tolaso J Kos
Δημοσιεύσεις: 5553
Εγγραφή: Κυρ Αύγ 05, 2012 10:09 pm
Τοποθεσία: International
Επικοινωνία:

Re: Ασκήσεις στην Ανάλυση!

#137

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από Tolaso J Kos » Δευ Ιουν 01, 2015 6:17 am

Άσκηση 42

Έστω f:[2, +\infty) \rightarrow \mathbb{R} μια ομοιόμορφα συνεχής συνάρτηση. Να αποδείξετε ότι το ολοκλήρωμα \displaystyle{\int_2^\infty \frac{f(x)}{x^2 \log^2 x}\, {\rm d}x} συγκλίνει.


Η φαντασία είναι σημαντικότερη από τη γνώση !
\displaystyle{{\color{blue}\mathbf{Life=\int_{birth}^{death}\frac{happiness}{time}\Delta time} }}
BAGGP93
Δημοσιεύσεις: 1551
Εγγραφή: Σάβ Ιούλ 02, 2011 8:48 pm
Τοποθεσία: Ιωάννινα - Αθήνα

Re: Ασκήσεις στην Ανάλυση!

#138

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από BAGGP93 » Τετ Ιουν 03, 2015 12:52 pm

Άσκηση 43

Θεωρούμε τον μοναδιαίο κύκλο \displaystyle{S^{1}=\left\{\left(x,y\right)\in\mathbb{R}^2: x^2+y^2=1\right\}\subseteq \mathbb{R}^2} και αφαιρούμε

από αυτόν ένα σημείο του \displaystyle{\left(\cos\,\phi,\sin\,\phi\right)\,,\phi\in\left(0,2\,\pi\right)} .

Να αποδείξετε οτι για κάποιο \displaystyle{k\in\mathbb{Z}} τα σύνολα \displaystyle{S^{1}-\left\{\left(\cos\,\phi,\sin\,\phi\right)\right\}\subseteq \mathbb{R}^2} και

\displaystyle{\left(\phi+2\,k\,\pi,\phi+2\,(k+1)\,\pi\right)\subseteq \mathbb{R}} είναι ομοιομορφικά.


Παπαπέτρος Ευάγγελος
Mihalis_Lambrou
Επιμελητής
Δημοσιεύσεις: 18261
Εγγραφή: Κυρ Δεκ 21, 2008 2:04 am

Re: Ασκήσεις στην Ανάλυση!

#139

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από Mihalis_Lambrou » Τετ Ιουν 03, 2015 4:03 pm

Tolaso J Kos έγραψε:Άσκηση 42

Έστω f:[2, +\infty) \rightarrow \mathbb{R} μια ομοιόμορφα συνεχής συνάρτηση. Να αποδείξετε ότι το ολοκλήρωμα \displaystyle{\int_2^\infty \frac{f(x)}{x^2 \log^2 x}\, {\rm d}x} συγκλίνει.

Επειδή η f είναι ομοιόμορφα συνεχής, υπάρχουν a,b>0 τέτοια ώστε \left| f(x)\right | \le ax+b, x \ge 2. Αυτό είναι γνωστό και απλό. Υπόδειξη: Εφαρμόζουμε τον ορισμό της ομοιόμορφης συνέχειας για \epsilon = 1. Τότε για το αντίστοιχο \delta >0 έχουμε

\left| f(2+\frac {n\delta}{2})\right | \le \left| f(2+\frac {n\delta }{2})- f(2+\frac {(n-1)\delta }{2})\right  |+ \left| f(2+\frac {(n-1)\delta}{2})- f(2+\frac {(n-2)\delta}{2})\right  | +...+ \left| f(2+\frac {\delta}{2})- f(2)\right  |+\left| f(2)\right  |

\le n +|f(2)| = \frac {2}{\delta }(2 + \frac {n\delta}{2}) +c και λοιπά, οι λεπτομέρειες απλές.

Από αυτό έχουμε \left | \frac{f(x)}{x^2 \log^2 x}\right | \le  \frac{ax+b}{x^2 \log^2 x}  = \frac{a}{x \log^2 x}  + \frac{b}{x^2 \log^2 x}

Το ολοκλήρωμα του πρώτου προσθετέου, συγκλίνει (μπορούμε άλλωστε να βρούμε το ολοκλήρωμα: Ισούται - \frac{a}{\log x} ). Το δεύτερο συγκλίνει ως μικρότερο του πρώτου, δεδομένου ότι x^2\ge x στο εν λόγω διάστημα.

Και λοιπά.

Φιλικά,

Μιχάλης


socrates
Επιμελητής
Δημοσιεύσεις: 6595
Εγγραφή: Δευ Μαρ 09, 2009 1:47 pm
Τοποθεσία: Θεσσαλονίκη
Επικοινωνία:

Re: Ασκήσεις στην Ανάλυση!

#140

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από socrates » Τετ Ιουν 03, 2015 4:29 pm

Άσκηση 44
Για κάθε n\in \Bbb{N}^* , ορίζουμε f_n: [1, \infty)\to \Bbb{R}, \ f_n(x)=x-n+x\ln x.
Να δείξετε ότι η εξίσωση f_n(x)=0 έχει μοναδική λύση, έστω x_n, και να υπολογίσετε τα όρια \lim x_n και \displaystyle{\lim \frac{x_n \ln n}{n}.}


Θανάσης Κοντογεώργης
Απάντηση

Επιστροφή σε “ΑΝΑΛΥΣΗ”

Μέλη σε σύνδεση

Μέλη σε αυτήν τη Δ. Συζήτηση: Δεν υπάρχουν εγγεγραμμένα μέλη και 3 επισκέπτες