- •Лекційно-практичний курс
- •З математичного аналізу.
- •Частина 1. Вступ до аналізу.
- •Передмова
- •Довести
- •Елементи теорії множин. Лекція №1 Відношення. Функції.
- •1. Множини, дії над множинами, добуток.
- •2. Відношення. Функції. Приклади.
- •3. Образ, прообраз. Композиція
- •Практичне заняття № 1
- •Лекція №2. Відношення порядку. Множина дійсних чисел. Точна верхня (нижня) границя.
- •1. Відношення порядку. Верхня границя. Приклади.
- •2. Зростаючі функції.
- •3. Дійсні числа. Теорема про точну верхню границю.
- •Практичне заняття № 2 Тема: Відношення, функції. Дії над функціями
- •Лекція №3. Властивості дійсних чисел. Принцип Архімеда.
- •1. Класи чисел
- •2. Принцип Архімеда. Наслідки.
- •Практичне заняття №3 Тема: Відношення порядку. Впорядковані множини. Точна верхня і точна нижня грані. Дійсні числа.
- •Практичне заняття № 4 Тема: Верхня та нижня грані множини. Точна нижня та верхня грані.
- •Практичне заняття №5 Тема: Дійсні числа. Формули скороченого множення. Основні нерівності.
- •Практичне заняття №6 Тема: Принцип математичної індукції.
- •Лекція №4. Кардинальні числа.
- •1. Означення кардинального числа (потужності множини).
- •2. Теорема про множину як завгодно великої потужності.
- •3. Зчисленні множини.
- •Лекція №5. Множини потужності континуум, та їх властивості.
- •1. Потужність континуума.
- •2. Властивості потужності континуум.
- •Практичне заняття № 7 Тема: Еквівалентні множини. Зчислені множини. Множини потужності континуум.
- •Елементи топології. Лекція №6. Метричні, нормовані простори. Відкриті, замкнені множини.
- •1. Метричні простори. Приклади. Шар. Сфера.
- •3. Відкриті, замкнені множини. Замикання.
- •Лекція №7. Неперервні функції. Гомеоморфізми.
- •1. Означення неперервної функції та її властивості
- •2. Гомеоморфізми.
- •Лекція №8. Топологічні простори. Еквівалентні метрики і топології.
- •1. Еквівалентні метрики і норми,
- •2. Топологічні простори.
- •Практичне заняття № 8 Тема: Елементи топології
- •Послідовності. Лекція №9. Границя послідовності та її властивості
- •Лекція №10 Послідовності в r1 та в Rn
- •1. Властивості пов’язані з діями над послідовностями дійсних чисел.
- •2. Теорема Вєйєрштрасса про монотонну послідовність. Число е.
- •3. Лема про три границі. Граничні переходи у нерівностях.
- •4. Топологічні добутки. Послідовності в Rn.
- •Практичне заняття №9 Тема: Границя послідовності.
- •Практичне заняття №10 Тема: Обчислення границі послідовності. Число е.
- •Лекція №11 Границя функції. Означення по Коші і Гейне. Чудові границі.
- •1. Границя функції. Означення по Гейне і Коші.
- •2. Чудові границі:
- •Практичне заняття №11 Тема: Границя функції
- •Практичне заняття №12 Тема: 1а, 2а чудові границі.
- •Практичне заняття №13 Тема: Неперервні функції. Точки розриву функції та їх класифікація.
- •Компактні та зв’язні простори. Властивості неперервних функцій на компактних та зв’язних просторах. Лекція № 13 Компактні простори. Компактні множини в r1 і Rn
- •1. Означення компактних просторів. Приклади.
- •2. Властивості і ознаки компактності.
- •3. Теорема Больцано-Вєйерштрасса.
- •Практичне заняття №14 Тема: Компактні простори
- •Лекція № 14 Властивості неперервних функцій на компактних просторах.
- •1. Теореми Вєйерштрасса. Їх трактування в r1 і Rn.
- •2. Рівномірна неперервність. Теорема Кантора.
- •Лекція № 15 Зв'язні простори. Теорема Больцано-Коші в r1. Існування і неперервність оберненої функції для строго монотонної неперервної функції.
- •1. Означення. Неперервні відображення зв'язаних просторів.
- •2. Теорема про обернену функцію
- •Практичне заняття № 15 Тема: Зв’язні множини. Властивості функцій неперервних на відрізку. Рівномірна неперервність.
- •Лекція № 16 Означення та неперервність елементарних функцій.
- •1. Степенева функція.
- •2. Показникова функція.
- •3. Логарифмічна функція.
- •2. Ознаки Коші для границі послідовності і функції в r1. Повнота r1, Rn.
- •Практичне заняття № 16 Тема: Повні простори. Ознака Коші. Теорема про нерухому точку.
- •Завдання для самостійної роботи
- •Лекція №18. Початкові відомості про ряди. Числові ряди.
- •1. Додатні ряди.
- •2. Знакозмінні ряди.
- •3. Абсолютно збіжні ряди.
- •Практичне заняття № 17 Тема: Числові ряди, їх збіжність.
- •Література
Практичне заняття № 2 Тема: Відношення, функції. Дії над функціями
Основні відомості: Означення відношень, функцій.
Обернена функція.
Композиція функцій.
Образ, прообраз. Бієкція.
Задачі
1. Відношення, функції.
1.1 Нехай Х=[0, 1]
Y=[0, 1]. Побудувати відношення в
,
яке не є функцією і функціональним
відношенням.
1.2 Нехай X=R2
, Y=R1.
Побудувати функцію в
,
яка містить 3 елемента.
2. Дії над функціями. Образ, прообраз функції.
2.1 Нехай
.
Довести:
1). якщо
;
2).
.
2.2 Нехай
.
Довести:
1). якщо
;
2).
.
2.3 Нехай
- ін’єкція, то
.
2.4 Довести, що якщо
та
- бієкції, то
- бієкція і
.
2.5 Найти f(f(x)), якщо
.
2.6 Знайти
якщо![]()
Задачі для самостійного розв’язування.
1. Побудувати
функціональне відношення в
,
в якому будуть використані всі елементи
.
2. Нехай Х=
,
Y=R1.
Побудувати функціональне відношення
та відношення, яке не є функціональним
в
.
3. Довести
,
тоді
.
4. Довести
,
тоді
.
5. Побудувати
приклад, коли
.
6. Нехай
ін’єктивно. Довести, що![]()
7. Довести, що
відображення
задане співвідношення
- бієкція.
8. Довести, що
відображення
відображення
задане рівняння F(x)=(x, f(x)) –ін’єктивне.
9.Показати, що
,
та![]()
![]()
10.
f(x)=ax+b. Знайти
.
11.
f(x, y)=ax+by+c. Чи має f(x, y) обернену функцію.
12. Навести приклад
-
сюр’єкція. 13. Навести приклад
-
ін’єкція.
14. Навести приклад
-
сюр’єкція 15. Нехай f(x)=ax2+bx+c:
(a>0) – бієкція.
16.
.
Знайти f(f(x)). 17.
.
Знайти f
f(x).
18.
.
Знайти f(f(f(x))).
Лекція №3. Властивості дійсних чисел. Принцип Архімеда.
1. Класи чисел
Означення.
Множина
називається
індуктивною, якщо
![]()
Приклад.
![]()
Означення. Множиною натуральних чисел N називається найменша індуктивна множина, що містить 1(1,2,3, ...).
Принцип
математичної індукції.
Якщо підмножина Е
Nтака,
що 1
Е
і
разом з х
Е
число
х
+1
Е,
то
E=N.
Означення. Об'єднання множини N, множини чисел, протилежних N і {0} називається множиною цілих чисел Z.
Означення.
Числа виду
,
m
Z,
n
N
називаються раціональними числами, а
множину цих чисел називають множиною
раціональних чиселQ.
Означення.
Дійсні числа, які не є раціональними
називаються ірраціональними. Загалом
отримали : N
Z
Q
R
Алгебраїчне
число - корінь рівняння аохn
+
a1xn-1
+... + аn
=0 ai
Q в протилежному випадку число
трансцендентне.
(
- трансцендентне число (1882 p.);
-
трансцендентне,
- алгебраїчне,
-
ірраціональне (проблема Гілберта)).
Покажемо,
що
Ø
Доведемо,
що
існує, і
-
число ірраціональне.
Розглянемо
дві множини X, Y такі, що
,
,
1
Х,
2
Y-
множини
X і Y - не порожні.
![]()
І. Покажемо, що s2 = 2.
1)
Припустимо, що s2
< 2. Розглянемо
s+
.
Відомо,
що
,
розглянемо
де
,
.
Отже
,
прийшли до суперечності, припущення
s2<2
– невірне.
2) Припустимо s2
>2, тоді
<s.
Міркуючи
аналогічно як і в попередньому
прийдемо до суперечності, тобто припущення
s2
> 2 знову
невірне.
Залишається єдине – s2 =2.
II. Доведемо, що s
- ірраціональне.
Припустимо, що s
- раціональне.
Тоді за означенням
нескоротний дріб.
- парне число,
значить m - парне : m
= 2к;
;
;
2k2=n2;
отже n-парне, n=2p
-скоротний
дріб, отже припущення невірне, тобто s
- ірраціональне.
