חדו"א 2א - פר' מיכאל סודין 2008 פתרונות
DESCRIPTION
חדו"א 2אאוניברסיטת ת"אמרצה: פר' מיכאל סודין2008 עם פתרונות מקורייםTRANSCRIPT
2008 א – פר' מיכאל סודין 2 חדו"א : 1 שאלה
:חשבו את האינטגרל הלא אמיתי
∫0
∞1
ex+e− xdx
פתרון:
∫0
∞1
ex+e− xdx=[ t=e
x
dx=dtt
¿
¿]=∫1∞ 1
t 2+1dt=[arctan (t ) ]1
∞=π2−arctan 1
: 2 שאלה
fנתונות פונקציות n: [0,1 ]→R נניח כי .f nU→f וכי [ 0,1] עלfחסומה. הוכיחו כי
¿x∈ [0,1 ]
f n(x)→¿ x∈[0,1] f ( x)
פתרון: בהכרח רציפה, ומכיוון שהיא רציפה על קטע סגור, אז לפיfמכיוון שיש התכנסות במ"ש, אז
¿קנטור, היא רציפה במ"ש. בנוסף, x∈ [0,1 ]
f (x)=maxx∈[0,1]
f (x . נניח כי II ממשפט וויירשטראוס (
f (x0 )=maxx∈ [0,1 ]
f (x)
כלומר:
∀ x∈ [0,1 ] , f ( x )≤ f ( x0)מהתכנסות במ"ש:
∀ ε>0 ,∃N∈N :∀n≥ N ,∀ x∈ [0,1 ] ,|f n ( x )−f ( x )|<εf. נראה כי x=x0בפרט עבור n (x0 )=¿ x∈[0,1] f n(x)-החל מ N.מסוים
נניח בשלילה כי:
∃ x1∈ [0,1 ] :∀ N∈N ,∃n≥ N :∨f n (x1)∨¿∨f n (x0 )∨¿אזי:
f (x0 )−ε< f n (x0 )< f (x0 )+ε
¿מכיוון ש- f n (x1 )∨¿∨f n (x0 ∀, וגם ¿∨( x∈ [0,1 ] , f ( x )≤ f ( x0):אז בהכרח מתקיים ש ,
f n (x0 )< f n (x1 )<f (x0 )+εואז:
f n (x1 )−f (x0 )<εואז:
limn→∞
f n(x1)=f (x0)
limכלומר n→∞
f n(x1)=limn→∞
f n(x0) ,ולכן ,f n (x1 )=¿ x∈[0,1] f n(x , ולכן, בהכרח מתקיים ש-(
f n (x0 )=¿ x∈[0,1] f n(x)
©Noy Soffer 2013
: 3 שאלה
∑נתון כי טור החזקות n=0
∞
an zn הוא בעל רדיוס התכנסות R:מצאו את רדיוס ההתכנסות של הטורים .
∑א.n=0
∞
an cn zn
∑ב.n=0
∞
an3 zn
פתרון:סעיף א':
∑מכיוון שרדיוס ההתכנסות של n=0
∞
an zn הוא R אז הטור מתכנס עבור ,|z|<R:לכן הטור .
∑n=0
∞
an (cz )n
>|z|, כלומר עבור cz|<R|יתכנס עבור R|c|
סעיף ב':לפי נוסחאת קושי הדמרד:
R= 1lim¿ n→∞an
⇒ lim¿ n→∞an=1R
’ של הטור שלנו:Rנשתמש שוב בנוסחאת קושי הדמרד כדי לחשב את רדיוס ההתכנסות
R'= 1
lim¿ n→∞an3= 1
( lim¿ n→∞an )3= 1
( 1R )3=R3
: 4 שאלה הוכיחו או הפריכו:
fתהי א. :Rn→Rm-רציפה, ו E⊂Rm קבוצה פתוחה. אזי גם המקור f−1(E).קבוצה פתוחה
fתהי ב. :Rn→Rm-רציפה, ו E⊂Rn ,קבוצה פתוחה. אזי גם התמונהf (E).קבוצה פתוחה
פתרון:סעיף א':
לא פתוחה. אזי:f−1(E)נניח בשלילה כי
∃ x∈ f−1 (E ) :∀ δ>0 ,Bd(x , δ)⊈ f−1(E)
∋xמכיוון ש- f −1(E):
∃ y∈E : f ( x )= y פתוחה:Eמכיוון ש-
∀ z∈ E ,∃ ε>0 :Bd ( z , ε )⊆E
©Noy Soffer 2013
=zבפרט עבור y.:E רציפה על fמכיוון ש-
∀ ε>0 ,∃ δ>0 :∀ c∈Bd ( x , δ ) , f (c )∈ Bd ( y , ε )לכן:
∀ c∈Bd ( x , δ ) , f (c )∈Bd ( y , ε )⊆Eלכן:
∀ c∈Bd ( x , δ ) , c∈ f−1(E)לכן:
Bd ( x , δ )⊆ f −1(E)ולכן, המקור בהכרח פתוח.
סעיף ב':לא נכון!!
ניקח למשל:
∀ x∈R , f ( x )=0 היא קבוצה פתוחה.R, וזו לא קבוצה פתוחה, למרות ש-0 היא הנקודה fהתמונה של
: 5 שאלה
fתהי :R2→R גזירה ברציפות המקיימת x∂ f∂ x
+ y ∂ f∂ y
=0 ,∀ x , y∈R.
קבועה.fהוכיחו כי
פתרון: לאורך המסילה:fנתבונן על
∀a∈R , γ a ( t )=(t , at)אזי:
∂ f∂ t
= ∂ f∂ x∂x∂ t
( t , at )+ ∂ f∂ y
∂ y∂ t
( t , at )= ∂ f∂ x
+ ∂ f∂ xa=0
לכן, מצאנו כי:
∀a∈R , Df ( t , at )=0γנעיר כי המסילות a ( t )=(t , at)פורשות את כל המישור, ולכן, מצאנו למעשה שהדיפרנציאל הוא
קבועה.f לאורך כל הנקודות במישור, ולכן הפונקציה 0
©Noy Soffer 2013