הבדלים בין גרסאות בדף "83-112 חדו"א 1 להנדסה/נושאי הקורס"
מתוך Math-Wiki
(←נגזרת מנה) |
(←הרצאה 13) |
||
שורה 223: | שורה 223: | ||
==הרצאה 13== | ==הרצאה 13== | ||
+ | *פונקציות הפיכות (הוכחות והגדרות מדוייקות בבדידה). | ||
+ | **פונקציה <math>f:[a,b]\to [c,d]</math> הפיכה אם"ם היא חח"ע ועל | ||
+ | **הפונקציה ההופכית היא <math>f^{-1}:[c,d]\to[a,b]</math> ומתקיים כי <math>f(x)=y</math> אם"ם <math>x=f^{-1}(y)</math> | ||
+ | |||
+ | |||
+ | *טענה, אם <math>f:[a,b]\to [c,d]</math> רציפה בכל נק', אזי גם <math>f^{-1}:[c,d]\to[a,b]</math> רציפה בכל נק'. | ||
+ | **הוכחה: | ||
+ | **תהי <math>y_0\neq y_n\to y_0</math>, צ"ל ש <math>f^{-1}(y_n)\to f^{-1}(y_0)</math> | ||
+ | **יהי גבול חלקי <math>x_n=f^{-1}(y_n)\to L</math>. | ||
+ | **אזי <math>f(x_n)=y_n\to y_0</math>. | ||
+ | **מצד שני, לפי רציפות הפונקציה f מתקיים <math>f(x_n)\to f(L)</math>. | ||
+ | **לכן <math>f(L)=y_0</math> ולכן <math>L=f^{-1}(y_0)</math>. | ||
+ | |||
+ | |||
*פונקציה הופכית, נגזרת של פונקציה הופכית. | *פונקציה הופכית, נגזרת של פונקציה הופכית. | ||
+ | |||
==הרצאה 14== | ==הרצאה 14== | ||
*משפט ערך הביניים. | *משפט ערך הביניים. |
גרסה מ־08:20, 2 בדצמבר 2018
תוכן עניינים
- 1 מבחנים מהעבר
- 2 נושאי ההרצאות
מבחנים מהעבר
- מבחן מועד א תשע"ו
- מבחן מועד ב תשע"ו
- מבחן מועד ג תשע"ו
- מבחן דמה תשע"ו
- מבחן לדוגמה תשע"ו
- מבחן דמה תשע"ז
- מבחן מועד א' תשע"ז
- מבחן מועד ב' תשע"ז
- מבחן מועד ג' תשע"ז
- מבחן דמה תשע"ח
- מבחן מועד א' תשע"ח
- מבחן מועד ב' תשע"ח
- מבחן מועד ג' תשע"ח
נושאי ההרצאות
שימו לב: נושאי ההרצאות יעודכנו במהלך הסמסטר לפי קצב ההתקדמות בפועל.
הרצאה 1
- מבוא למספרים - טבעיים, שלמים, רציונאליים, ממשיים.
- שורש 2, 0.999.
- חזקות.
- לוגריתמים.
- מבוא לגבולות (שיטות אלגבריות: כפל בצמוד, הוצאת חזקה משמעותית).
הרצאה 2
- כמתים, שלילת כמתים.
- חסמים.
הרצאה 3
- ברציונאליים אין לכל קבוצה חסומה מלעיל חסם עליון.
- הגדרת הגבול של סדרה במובן הצר.
הרצאה 4
- גבול הוא יחיד.
- נניח בשלילה שיש שני גבולות שונים. החל משלב מסויים כל איברי הסדרה גדולים מאמצע הקטע בין שני הגבולות וגם קטנים ממנו, בסתירה.
- הסדרה הקבועה.
- כל סדרה המתכנסת במובן הצר חסומה.
- אריתמטיקה (חשבון) גבולות.
- (אי שיוויון המשולש.)
- סכום.
- מכפלה.
- חלוקה (תרגיל לבית).
הרצאה 5
- התכנסות במובן הרחב.
- אחד חלקי 'שואפת לאינסוף' היא אפיסה, ההפך לא נכון.
- סנדביץ' וחצי סדנביץ'.
- חסומה כפול אפיסה היא אפיסה.
הרצאה 6
- אינדוקציה.
- ברנולי - אקספוננט חיובי שואף לאפס, אחד או אינסוף.
- אריתמטיקה מורחבת (הכתיב הוא מקוצר ואינו מדוייק):
- חסומה כפול אפיסה = אפיסה
- חסומה חלקי אינסוף = אפיסה
- אינסוף כפול סדרה השואפת למספר חיובי = אינסוף.
- אינסוף כפול סדרההשואפת למספר שלילי = אינסוף.
- יש גבול סופי + אין גבול סופי = אין גבול סופי.
- אינסוף ועוד חסומה שווה אינסוף.
- אם
אזי
- המקרים הבעייתיים בהם צריך להפעיל מניפולציות אלגבריות או משפטים על מנת לחשב את הגבול:
- מבחן המנה (ללא הוכחה).
- הגבול של השורש הn של n.
הרצאה 7
- סדרה מונוטונית וחסומה מתכנסת.
- המספר e.
.
- אם
אזי
, כאשר
הוא המספר השלם הגדול ביותר שקטן או שווה ל
.
- שני הצדדים שואפים לe ולכן לפי כלל הסנדוויץ הסדרה אכן שואפת לe.
- אם
אזי
- ראשית
(הוכחה בקישור לערך על המספר e).
- כעת חזקה שלילית הופכת את השבר, וניתן לסיים את ההוכחה באופן דומה להוכחה במקרה הקודם.
- ראשית
- אם
אזי
.
בין אם
שלילי או חיובי, לפי הטענות לעיל.
- שימו לב שאם
, אז ממילא מקבלים 1 בנוסחא הסופית, ואז לא צריך לחלק ב
ששווה אפס.
- דוגמא:
הרצאה 8
- פונקציות וגבולות של פונקציות, לפי קושי ולפי היינה.
הרצאה 9
- הגדרת סינוס וקוסינוס ע"י מעגל היחידה.
- עבור זוית
שטח המשולש חסום בשטח הגזרה (משולש פיצה עם הקשה) שחסום בשטח המשולש:
- כיוון ש
בתחום
, נובע לפי סנדוויץ' ש
.
- כיוון שמדובר בפונקציה אי זוגית, נובע שזה גם הגבול משני הצדדים.
- כעת בתחום
הקוסינוס חיובית ולכן
ונובע כי
.
- כיוון ש
- נחלק את אי השיוויון הטריגונומטרי בסינוס ונקבל:
- לפי כלל הסנדביץ
- כיוון שמדובר בפונקציה זוגית, נובע שהגבול משני הצדדים שווה 1.
- עבור זוית
- ראינו ש
.
- שימו לב ש
, כיוון שמדובר בחסומה חלקי שואפת לאינסוף.
הרצאה 10
- תתי סדרות וגבולות חלקיים (ללא הוכחה)
- סדרה מתכנסת לגבול אם"ם הגבול החלקי העליון והתחתון שווים לו.
- אם ניתן לחלק סדרה לתתי סדרות שכולן מתכנסות לאותו גבול, אזי זה גבול הסדרה.
- מסקנה: גבול של פונקציה קיים בנקודה אם"ם הגבולות החד צדדיים קיימים ושווים לו.
- גבול של הרכבת פונקציות נכשל ללא רציפות.
מתקיים כי
אבל
.
- רציפות.
- טענה: אם f רציפה ב
אזי לכל סדרה
(גם אם אינה שונה מ
) מתקיים כי
.
- הרכבת רציפות: תהי f רציפה ב
ותהי g רציפה ב
. אזי
רציפה ב
.
- הוכחה:
- תהי סדרה
אזי
- לפי הטענה הקודמת,
.
- מיון אי רציפות.
- רציפות - הגבול בנקודה שווה לערך בנקודה.
- סליקה - הגבול קיים וסופי בנקודה, אך שונה מהערך בנקודה או שהפונקציה אינה מוגדרת בנקודה.
- קפיצתית (מין ראשון) - הגבולות החד צדדיים קיימים סופיים ושונים בנקודה.
- עיקרית (מין שני) - אחד הגבולות החד צדדיים אינו קיים או שאינו סופי.
הרצאה 11
הגדרת הנגזרת
- הסבר לגבי שיטת ההצבה בה השתמשנו לעיל:
- נניח כי
ונוכיח כי
, והוכחה דומה בכיוון ההפוך.
- תהי
נגדיר את הסדרה
.
- כיוון ש
נובע כי
.
- אם f גזירה בנקודה, היא רציפה בנקודה:
- צ"ל
- לפי אריתמטיקה של גבולות זה שקול ל
- לפי עקרון win (קיצור של wouldn't it be nice?) מתקיים כי
- צ"ל
- פונקציה הערך המוחלט אינה גזירה באפס
וגבול זה אינו קיים, כיוון שהגבולות החד צדדים שונים.
- ניתן לשים לב גם ש
, וכמו כן נראה בהמשך כי
אינה גזירה באפס.
הנגזרות של הפונקציות האלמנטריות
- טריגו:
- באופן דומה
- לוג:
- המעבר האחרון נובע מהעובדה שפונקצית הלוג רציפה.
- (בפרט נובע כי
.)
- בפרט נובע כי
- בפרט נובע כי
- אקספוננט:
- בפרט נובע כי
.
- בפרט נובע כי
- חזקה:
לכל
, הוכחה בהמשך.
- בפרט:
הרצאה 12
נגזרת של מכפלה בקבוע, סכום ומכפלת פונקציות
תהיינה גזירות בנקודה x.
- שימו לב ש
כיוון שg רציפה בx, כיוון שהיא גזירה בx.
נגזרת של הרכבה
תהי f גזירה ב ותהי g הגזירה ב
:
- תהי סדרה
.
- רוצים לומר ש
.
- אמנם
בגלל שהרציפות נובעת מהגזירות, אבל לא ידוע ש
ובמקרה זה אנחנו כופלים ומחלקים באפס.
- אם יש תת סדרה
של
עבורה
אזי
ולכן
.
- לכן
.
- כמו כן,
.
- לכן בכל מקרה קיבלנו כי
- סה"כ
.
נגזרת של חזקה
- עבור
מתקיים
- דוגמא: חישוב הנגזרת של
נגזרת מנה
תהיינה f,g גזירות בנקודה x כך ש :
- נזכור כי
- אזי בנקודה x מתקיים:
הרצאה 13
- פונקציות הפיכות (הוכחות והגדרות מדוייקות בבדידה).
- פונקציה
הפיכה אם"ם היא חח"ע ועל
- הפונקציה ההופכית היא
ומתקיים כי
אם"ם
- פונקציה
- טענה, אם
רציפה בכל נק', אזי גם
רציפה בכל נק'.
- הוכחה:
- תהי
, צ"ל ש
- יהי גבול חלקי
.
- אזי
.
- מצד שני, לפי רציפות הפונקציה f מתקיים
.
- לכן
ולכן
.
- פונקציה הופכית, נגזרת של פונקציה הופכית.
הרצאה 14
- משפט ערך הביניים.
- תתי סדרות, גבול חלקי עליון ותחתון (כנראה ללא הוכחה).
- משפטי ויירשטראס.
הרצאה 15
- משפט פרמה.
- משפט רול.
- משפט לגראנז'.
- משפט לגראנז' המוכלל.
הרצאה 16
- כלל לופיטל (הוכחה לחלק מהמקרים).
- כיצד להעזר בלופיטל בכל אחד מהמקרים הבעייתיים.
הרצאה 17
- פולינום טיילור.
- שארית לגראנז' בפולינום טיילור.
הרצאה 18
- אינטגרל - מסויים ולא מסוים.
- הצגת נוסחאת ניוטון לייבניץ - הוכחה עם הערך הממוצע האינטגרלי.
הרצאה 19
- אינטגרציה בחלקים.
- שיטת ההצבה.
הרצאה 20
- אינטגרל על פונקציה רציונאלית.
הרצאה 21
- סכומי רימן.
- אורך עקומה, נפח גוף סיבוב.
הרצאה 22
- אינטגרלים לא אמיתיים.
- מבחני התכנסות.