diff options
| Commit | 01968863b69a54f52aca377bedb829ca96036e9f (patch) | |
|---|---|---|
| Author | 2022-09-19 10:50:34 +0300 | |
| Committer | 2022-09-19 10:50:34 +0300 | |
| Files | 6f0a930c99e6e634e87c8e037ec8bd306b71ee8e | |
| uni-projects-01968863b69a54f52aca377bedb829ca96036e9f.tar uni-projects-01968863b69a54f52aca377bedb829ca96036e9f.tar.gz uni-projects-01968863b69a54f52aca377bedb829ca96036e9f.zip | ||
| Parent | c5431e4d321dbf0152e6826841c1ef5c1291ba5b (diff) | |
Updated calculus notes information and added a footnote for me
2 files changed, 53 insertions, 57 deletions
| -rw-r--r-- | Year 1/Calculus/notes.pdf | bin | 126657 -> 128508 bytes | |||
| -rw-r--r-- | Year 1/Calculus/notes.tex | 110 |
diff --git a/Year 1/Calculus/notes.pdf b/Year 1/Calculus/notes.pdf Binary files differindex e08f363..2ff6ece 100644 --- a/Year 1/Calculus/notes.pdf +++ b/Year 1/Calculus/notes.pdf diff --git a/Year 1/Calculus/notes.tex b/Year 1/Calculus/notes.tex index be4dd10..006cdee 100644 --- a/Year 1/Calculus/notes.tex +++ b/Year 1/Calculus/notes.tex @@ -25,6 +25,12 @@ \renewcommand{\thesection}{Лекция \arabic{section}} \renewcommand{\thesubsection}{\quad\arabic{section}.\arabic{subsection}} +\let\oldforall\forall +\renewcommand{\forall}{\; \oldforall} + +\let\oldexist\exists +\renewcommand{\exists}{\; \oldexist} + \usepackage[pdfauthor={Kamen Mladenov: syndamia.com, gitlab.com/Syndamia}, pdftitle={Mathematical Analysis, Computer Science 2021, Winter Semester}, pdfsubject={Бележки по Математически анализ (Диференциално и интегрално смятане)}, @@ -34,7 +40,7 @@ \begin{document} -Не са написани някои неща, които вече фигурират във \href{https://gitlab.com/Syndamia/uni-projects/-/blob/main/Year\%201/Discrete\%20math/notes.pdf}{файла по Дискретни структури} в \newline +Не са написани някои неща, които вече фигурират във \href{https://syndamia.com/files/uni-work/dstr/notes.pdf}{файла по Дискретни структури} в \newline \textbf{Лекция 2}, \textbf{Лекция 3}, \textbf{Лекция 4} и \textbf{Лекция 6}. \section{\underline{Реални числа - първа част}} @@ -55,9 +61,9 @@ \begin{itemize} \item \emph{Равенство:} \newline $a = b$, ако имат еднакви знаци и \begin{itemize} - \item \emph{или} $a_i = b_i$ за всички $i \in \{0, 1, 2, ... \}$, - \item \emph{или} съществува $n \in \mathbb{N} \cup \{ 0 \}$, такова че $a_i = b_i$ за всички $i \in \{ 0, 1, 2, ..., n-1 \}, a_n = b_n + 1$ и $a_j = 0, b_j = 9$ за всички $j \in \{ n+1, n+2, ... \}$ \newline - Tоест $a_0 . a_1 a_2 \cdots a_{n-1} a_n 00 \cdots = a_0 . a_1 a_2 \cdots a_{n-1} (a_n - 1) 99 \cdots$ ($1.33 \cdots 3300 \cdots = 1.33 \cdots 3299 \cdots$) + \item \emph{или} $\forall i \in \{0, 1, 2, ... \} : a_i = b_i$, + \item \emph{или} $\exists n \in \mathbb{N} \cup \{ 0 \} \forall i \in \{ 0, 1, 2, ..., n-1 \}, a_i = b_i \forall j \in \{ n+1, n+2, ... \}, a_j = 0, b_j = 9: a_n = b_n + 1$ \newline + Пример: $1.333 \cdots 33300 \cdots 0 \cdots = 1.333 \cdots 33299 \cdots 9 \cdots$ \end{itemize} \item \emph{Сравняване:} @@ -81,15 +87,15 @@ Нека $A \subset \mathbb{R}$ \begin{itemize} - \item \emph{Множество, ограничено отгоре} \qquad $\exists M \in \mathbb{R} \; \forall a \in A : a \leq M$ \quad $M$ - \emph{горна граница (мажоранта)} + \item \emph{Множество, ограничено отгоре} \qquad $\exists M \in \mathbb{R} \forall a \in A : a \leq M$ \quad $M$ - \emph{горна граница (мажоранта)} Най-малката горна граница наричаме \emph{точна горна граница или супремум на $A$ $(\sup A)$} \begin{enumerate} - \item $a \leq \sup A \; \forall a \in A$ \qquad ($\sup A$ е горна граница) - \item $\forall c < \sup A \; \exists a \in A : a > c$ \qquad (няма по-малка горна граница) + \item $a \leq \sup A \forall a \in A$ \qquad ($\sup A$ е горна граница) + \item $\forall c < \sup A \exists a \in A : a > c$ \qquad (няма по-малка горна граница) \end{enumerate} - \item \emph{Множество, ограничено отдолу} \qquad $\exists M \in \mathbb{R} \; \forall a \in A : a \geq M$ \quad $M$ - \emph{долна граница (миноранта)} + \item \emph{Множество, ограничено отдолу} \qquad $\exists M \in \mathbb{R} \forall a \in A : a \geq M$ \quad $M$ - \emph{долна граница (миноранта)} Най-малката долна граница наричаме \emph{точна долна граница или инфимум на $A$ $(\inf A)$} @@ -109,42 +115,6 @@ \subsection{Непрекъснати наредени полета} -Нека $R$ е поле с дефинирани събиране, умножение е релацията $\preceq$: -\begin{align*} - \oplus : R \rightarrow R, \quad \otimes : R \rightarrow R, \quad \preceq \subset R \times R -\end{align*} - -$(R, \oplus, \otimes, \preceq)$ се нарича непрекъснато наредено поле, ако са в сила: - -\begin{enumerate}[label=\Roman*.] - \item Аксиоми за събирането - \begin{enumerate} - \item \emph{Асоциативност} \hfill $(a \oplus b) \oplus c = a \oplus (b \oplus c) \quad \forall a, b, c \in R$ - \item \emph{Комутативност} \hfill $a \oplus b = b \oplus a \quad \forall a \in R \; \forall b \in R$ - \item \emph{Неутрален елемент} \hfill $\exists 0 \in R \; \forall a \in R : a \oplus 0 = 0 \oplus a = a$ - \item \emph{Противоположен елемент} \hfill $\forall a \in R \; \exists (-a) \in R : a \oplus (-a) = (-a) \oplus a = 0$ - \end{enumerate} - - \item Аксиоми за умножението - \begin{enumerate} - \item \emph{Асоциативност} \hfill $(a \otimes b) \otimes c = a \otimes (b \otimes c) \quad \forall a, b, c \in R$ - \item \emph{Комутативност} \hfill $a \otimes b = b \otimes a \quad \forall a \in R \; \forall b \in R$ - \item \emph{Неутрален елемент} \hfill $\exists e \in R \; \forall a \in R : a \otimes e = e \otimes a = a$ - \item \emph{Обратен елемент} \hfill $\forall a \in R, a \neq 0 \; \exists a^{-1} \in R : a \otimes a^{-1} = a^{-1} \otimes a = e$ - \item \emph{Дистрибутивност} \hfill $(a \oplus b) \otimes c = (a \otimes c) \oplus (b \otimes c) \quad \forall a, b, c \in R$ - \end{enumerate} - - \item Аксиоми, свързани с наредбата - \begin{enumerate} - \item $\forall a, b \in R : \quad a \preceq b$ или $b \preceq a$ - \item \emph{Рефлексивност} \hfill $a \preceq a \quad \forall a \in R$ - \item \emph{Антисиметричност} \hfill $a \preceq a$ и $b \preceq a \implies a = b \quad \forall a, b \in R$ - \item \emph{Транзитивност} \hfill $a \preceq b$ и $b \preceq c \implies a \preceq c \quad \forall a, b, c, \in R$ - \item \emph{Връзка със събирането} \hfill $a \preceq b \implies a \oplus c \preceq b \oplus c \quad \forall a, b, c \in R$ - \item \emph{Връзка с умножението} \hfill $a \preceq b \implies a \otimes c \preceq b \otimes c \quad \forall a, b, c \in R$ - \end{enumerate} -\end{enumerate} - \emph{Аксиома на Архимед: } Ако $(R, \oplus, \otimes, \preceq)$ е непрекъснато наредено поле с неутрален елемент $e$ относно умножението, то $\{ e, e+e, e+e+e, ... \}$ не е ограничено отгоре. \subsection{Изброими множества и редици} @@ -155,9 +125,14 @@ $(R, \oplus, \otimes, \preceq)$ се нарича непрекъснато наÑ \- \quad Ако разглеждаме $(a - \varepsilon, a + \varepsilon) \setminus \{ a \}$, говорим за \emph{пробита околност} \newline +\emph{Редица: } Всяко изображение $a: \mathbb{N} \rightarrow \mathbb{R}$\newline + \emph{Граница на редица: } Редицата $\{ a_n \}^{\infty}_{n = 1} \subset \mathbb{R}$ има граница $a \in \mathbb{R}$, ако за всяка околност на $a$, $\{ n \in \mathbb{N} : a_n \in U \}$ е кофинитно. \hfill (тоест, ако всяка околност на $a$ съдържа почти всички членове) \newline -\emph{Сходяща редица: } Ако за $\{ a_n \}^{\infty}_{n = 1} \subset \mathbb{R}$ съществува $a \in \mathbb{R}$, такова че $\lim\limits_{n \rightarrow \infty} a_n = a$ или $a_n \xrightarrow[n \rightarrow \infty]{} a$ +\emph{Сходяща редица: } +\begin{align*} + \exists a \in \mathbb{R} : a_n \xrightarrow[n \rightarrow \infty]{} a \iff \forall \varepsilon > 0 \exists n_0 \in \mathbb{N} \forall n \geq n_0 : |a_n - a| < \varepsilon +\end{align*} \emph{Разходяща редица: } Ако не е сходяща @@ -171,9 +146,9 @@ $(R, \oplus, \otimes, \preceq)$ се нарича непрекъснато наÑ \item Сходящите редици са ограничени - \item Ако $a_n \leq b_n \; \forall n \in \mathbb{N}, \quad$ то $\quad a \leq b$ + \item Ако $a_n \leq b_n \forall n \in \mathbb{N}, \quad$ то $\quad a \leq b$ - \item \emph{Лема за двамата полицаи: } Нека $a_n \leq c_n \leq b_n \; \forall n \in \mathbb{N}$. \newline + \item \emph{Лема за двамата полицаи: } Нека $a_n \leq c_n \leq b_n \forall n \in \mathbb{N}$. \newline Ако $a_n \xrightarrow[n \rightarrow \infty]{} a, \quad b_n \xrightarrow[n \rightarrow \infty]{} a , \quad$ то $\quad c_n \xrightarrow[n \rightarrow \infty]{} a\quad$ (и $\{ c_n \}^{\infty}_{n = 1}$ е сходяща) \newline \emph{Следствие: } Ако $a_n \xrightarrow[n \rightarrow \infty]{} 0$ и $\{ b_n \}^{\infty}_{n = 1}$ е ограничена, то $a_n . b_n \xrightarrow[n \rightarrow \infty]{} 0$ @@ -189,11 +164,17 @@ $(R, \oplus, \otimes, \preceq)$ се нарича непрекъснато наÑ \subsection{Дивергиране към безкрайност} -\emph{Околност на $+\infty$: } Ако съществува $M \in \mathbb{R}$ такова, че $(M, +\infty) \subset U$, то $U \subset \mathbb{R}$ e околност на $+\infty$ +\emph{Околност на $+\infty$: } $\exists M \in \mathbb{R}, (M, +\infty) \subset U \subset \mathbb{R} : U$ e околност на $+\infty$ -\emph{Околност на $-\infty$: } Ако съществува $M \in \mathbb{R}$ такова, че $(-\infty, M) \subset U$, то $U \subset \mathbb{R}$ e околност на $-\infty$ +\emph{Околност на $-\infty$: } $\exists M \in \mathbb{R}, (-\infty, M) \subset U \subset \mathbb{R} : U$ e околност на $-\infty$ -\emph{Околност на $\infty$: } Ако съществува $M > 0$ такова, че $[(-\infty, -M) \cup (M, +\infty)] \subset U$, \newline \- \hfill то $U \subset \mathbb{R}$ e околност на $\infty$ +\emph{Околност на $\infty$: } $\exists M > 0, [(-\infty, -M) \cup (M, +\infty)] \subset U \subset \mathbb{R} : U$ e околност на $\infty$ + +\begin{align*} + a_n \xrightarrow[n \rightarrow \infty]{} +\infty & \iff \forall M \in \mathbb{R} \exists n_0 \in \mathbb{N} \forall n \geq n : a_n > M \\ + a_n \xrightarrow[n \rightarrow \infty]{} -\infty & \iff \forall M \in \mathbb{R} \exists n_0 \in \mathbb{N} \forall n \geq n : a_n < M \\ + a_n \xrightarrow[n \rightarrow \infty]{} \infty & \iff \forall M \in \mathbb{R} \exists n_0 \in \mathbb{N} \forall n \geq n : |a_n| > M \\ +\end{align*} \subsection{Монотонни редици} @@ -213,7 +194,7 @@ $(R, \oplus, \otimes, \preceq)$ се нарича непрекъснато наÑ \noindent \begin{align*} - e = \lim_{n \rightarrow \infty} \left( 1 + \frac{1}{n} \right) ^ n = \lim_{n \rightarrow \infty} \left( 1 + \frac{1}{1!} + \frac{1}{2!} + \cdots + \frac{1}{n!} \right) + e := \lim_{n \rightarrow \infty} \left( 1 + \frac{1}{n} \right) ^ n = \lim_{n \rightarrow \infty} \left( 1 + \frac{1}{1!} + \frac{1}{2!} + \cdots + \frac{1}{n!} \right) \end{align*} \section{\underline{Редици от релани числа. Граници на функции.}} @@ -226,7 +207,7 @@ $(R, \oplus, \otimes, \preceq)$ се нарича непрекъснато наÑ \- \qquad Ако $a_n \xrightarrow[n \rightarrow \infty]{} a$, то $a$ е (единствената) точка на сгъстяване \newline -\emph{Подредица: } Ако задраскаме част от членовете, така че да останат безкрайно много и запазим реда на останалите +\emph{Подредица: } Ако задраскаме част от членовете, така че да останат безкрайно много и запазим реда на останалите (композиция на строго растящо $n: \mathbb{N} \rightarrow \mathbb{N}$ и $a: \mathbb{N} \rightarrow \mathbb{R}$) \- \qquad Ако $\{ a_n \}^{\infty}_{n = 1}$ е сходяща редица ($a_n \xrightarrow[n \rightarrow \infty]{} a$) и $\{ a_{n_k} \}^{\infty}_{k = 1}$ е нейна подредица, то $a_{n_k} \xrightarrow[n \rightarrow \infty]{} a$ \newline @@ -236,7 +217,7 @@ $(R, \oplus, \otimes, \preceq)$ се нарича непрекъснато наÑ \subsection{Необходимо и достатъчно условие на Коши за сходимост} -\emph{Фундаментална редица: } $\forall \varepsilon > 0 \; \exists n_0 \in \mathbb{N} \; \forall m \geq n_0 \; \forall n \geq n_0 : |a_m - a_n| < \varepsilon$ (тоест, чрез отстраняване на краен брой елементи от началото, разстоянието между произволни два от останалите може да се направи произволно малко) \newline +\emph{Фундаментална редица: } $\forall \varepsilon > 0 \exists n_0 \in \mathbb{N} \forall m \geq n_0 \forall n \geq n_0 : |a_m - a_n| < \varepsilon$ (разстоянието между произволни два от елемента може да се направи произволно малко, от някъде нататък; условие за сходимост без да използваме граница) \newline \emph{Необходимо и достатъчно условие на Коши за сходимост на числова редица: } Една редица от реални числа е сходяща точно тогава, когато е фундаментална @@ -279,6 +260,15 @@ $f$ има граница $L \in \mathbb{R}$, при аргумент клоня \emph{Композиция на функции: } $g \circ f: X \rightarrow Z$, $(g \circ f)(x) = g(f(x))$, \quad при $f: X \rightarrow Y$ и $g: Y \rightarrow Z$ \newline +\subsection{Граница на дивергираща функция} + +\noindent +\begin{align*} + & \xi, \eta \in \mathbb{R} \cup \{ +\infty, -\infty, \infty \} & \\ + \lim_{x \rightarrow \xi} f(x) = \eta & \iff \forall U \text{околност на } \eta \exists V \text{околност на } \xi \forall x \in V \cap D, x \neq \xi : f(x) \in U & \emph{(форма на Коши)} \\ + & \iff \forall \{ x_n \}_{n=1}^{\infty} \subset D \setminus \{ \xi \}, x_n \xrightarrow[n \rightarrow \infty]{} \xi : f(x_n) \xrightarrow[n \rightarrow \infty]{} \eta & \emph{(форма на Хайне)} +\end{align*} + \noindent \emph{Необходимо и достатъчно условие на Коши за съществуване на граница на функция}: \begin{align*} @@ -306,11 +296,13 @@ $f$ има граница $L \in \mathbb{R}$, при аргумент клоня \emph{Теорема за междинните стойности: } Ако $f(a) < c < f(b)$ или $f(b) < c < f(a)$, то съществува $x_0 \in (a, b) : f(x_0) = c$ -\emph{Интервал: } $\Delta \subset \mathbb{R}$ наричаме интервал, ако $x_1 \in \Delta, x_2 \in \Delta, x_1 < x_2 \implies [x_1, x_2] \subset \Delta$ \newline +\emph{Интервал: } $\Delta \subset \mathbb{R}$ наричаме интервал, ако $x_1 \in \Delta, x_2 \in \Delta, x_1 < x_2 \implies [x_1, x_2] \subset \Delta$ + +\quad \emph{Следствие: } Непрекъснатият образ на интервал е интервал\newline \emph{Теорема на Вайерщрас: } Щом $f$ е непрекъсната, то $f$ е ограничена и има най-голяма и най-малка стойност \newline -\emph{Равномерна непрекъснатост: } За $f: D \rightarrow \mathbb{R}, D \subset \mathbb{R}$, $f$ е равномерно непрекъсната в D, ако $\forall \varepsilon > 0 \; \exists \delta > 0 \; \forall x \in D, |x - x_0| < \delta : |f(x) - f(x_0)| < \varepsilon$ (различава се с това, че никога не зависим от $x_0$) \newline +\emph{Равномерна непрекъснатост: } За $f: D \rightarrow \mathbb{R}, D \subset \mathbb{R}$, $f$ е равномерно непрекъсната в D, ако $\forall \varepsilon > 0 \exists \delta > 0 \forall x \in D \forall x_0 \in D, |x - x_0| < \delta : |f(x) - f(x_0)| < \varepsilon$ \quad ($\delta$ не зависи от $x_0$) \newline \emph{Теорема на Кантор: } Ако $f$ е непрекъсната, то $f$ е равномерно непрекъсната в $[a, b]$ @@ -353,7 +345,7 @@ $f$ има граница $L \in \mathbb{R}$, при аргумент клоня \emph{Диференцируемост на функция: } $f: \Delta \rightarrow \mathbb{R}$ е диференцируема в точка $x \in \Delta$, ако съществува граница $\lim\limits_{\Delta x \rightarrow 0} \frac{f(x + \Delta x) - f(x)}{\Delta x}$ \begin{align*} - f'(x) := \lim_{\Delta x \rightarrow 0} \frac{f(x + \Delta x) - f(x)}{\Delta x} = \lim_{y \rightarrow x} \frac{f(y) - f(x)}{y - x} + f'(x) := \lim_{\Delta x \rightarrow 0} \frac{f(x + \Delta x) - f(x)}{\Delta x} = \lim_{x \rightarrow x_0} \frac{f(x) - f(x_0)}{x - x_0} \end{align*} Ако $f$ е диференцируема в $x$, то $f$ е непрекъсната в $x$ @@ -387,7 +379,7 @@ $f$ има граница $L \in \mathbb{R}$, при аргумент клоня \section{\underline{Основни теореми за диференцируеми функции}} -\emph{Локален екстремум на функция: } Нека $f : D \rightarrow \mathbb{R}$. $f$ има \emph{локален минимум} в $x_0$, ако съществува $\delta > 0$, такова че $(x_0 - \delta, x_0 + \delta) \in D$ и $f(x_0) \leq f(x)$ за всяко $x \in (x_0 - \delta, x_0 + \delta)$. Аналогично има \emph{локален максимум} ако $f(x_0) \geq f(x)$ за всяко $x \in (x_0 - \delta, x_0 + \delta)$. +\emph{Локален екстремум на функция: } Нека $f : D \rightarrow \mathbb{R}$. $f$ има \emph{локален минимум} в $x_0$, ако съществува $\delta > 0$, такова че $(x_0 - \delta, x_0 + \delta) \subset D$ и $f(x_0) \leq f(x)$ за всяко $x \in (x_0 - \delta, x_0 + \delta)$. Аналогично има \emph{локален максимум} ако $f(x_0) \geq f(x)$ за всяко $x \in (x_0 - \delta, x_0 + \delta)$. \hfill @@ -618,4 +610,8 @@ $f$ растяща в $\Delta \iff$ $f'(x) \geq 0 \quad \forall x \in \Delta$ \q & = \frac{M'}{2} \int \frac{d(y^2 + b^2)}{(y^2 + b^2)^{\beta}} + N' \int \frac{dy}{(y^2 + b^2)^{\beta}} = \cdots \end{align*} +\vfill + +\emph{\color{gray} \footnotesize Изготвено от Камен Младенов <kamen@syndamia.com> \hfill Версия 19.09.2022-1} + \end{document}
\ No newline at end of file |
