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  • 8/17/2019 lehrstoff1

    1/14

     

        a    b    a < b  

      R    

    •   [a, b] = {x ∈R | a ≤ x ≤ b}  •   (a, b) = {x ∈R | a < x < b}

     

    •   [a, b) = {x ∈R | a ≤ x < b}  

     

    •   (a, b] = {x ∈R | a < x ≤ b}    

    •  (

    −∞, b) =

     {x ∈

    R

    | x < b

    }•   (−∞, b] = {x ∈R | x ≤  b}•   (a, ∞) = {x ∈R | a < x}•   [a, ∞) = {x ∈ R | a ≤ x}•   (−∞, ∞) = R

       

    a ∈ R    ε ∈ R   ε > 0 •

     

      K ε(a) := (a − ε, a + ε)    ε    a

    •  

      K ε(

    ∞) := ( 1

    ε,

    ∞)

     

      ε  

      ∞

    •  

      K ε(−∞) := (−∞, − 1ε )    ε    −∞

       

    x ∈ R    y    K ε(x)    

    |x − y| < ε

       

    A  

      A ⊆ R  

      A  

         

    A      

      A  

       

     

     

    f   

      Df 

      Rf   

      f 

    x →   f (x)  

      y   =   f (x)  

      y  

      x  

      x  

      y

        f   

    {(x; f (x)) | x ∈ Df }

      f 

     

  • 8/17/2019 lehrstoff1

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        f   : A → B         

    y ∈  B    x ∈ A    x    x     y =  f (x)

        f   :   A →   B        

    y ∈  B  

      x ∈ A  

      y  =  f (x)  

      y ∈ B    x ∈ A  

       

    f   :   A →   B      

      f 

      y ∈ B    

    x ∈ A

       

    f   

      g  

      c

      cf     Df     f 

     

    c  

      f  

     

    f  + g

      f − g  

      f · g  

      f     g  

     

    f   

      g

      Df +g  = Df −g  =Df ·g  = Df  ∩ Dg

     

    f g

       f     g  

     

    Df  ∩ Dg    g = 0   D f g

    = (Df  ∩Dg) \ {x | g(x) = 0}

     

    g  

      f   

      f  ◦  g    x    f (g(x))   f  ◦ g  x ∈ Dg    g(x) ∈ Df 

     

    f   

      f   

     

    f   

      f̃   

      x    f     x

     

    f̃ (x)  

      f ( f̃ (x)) =  x

        f   

    x ∈ Df     −x ∈ Df     f (x) = f (−x)   f (x) = −f (−x)  

        f     p > 0  

    x ∈  Df     x +  p ∈   Df     x −  p ∈  Df    f (x + p) = f (x − p) =  f (x)

       

    f   

      I 

      I  ⊆  Df   k ∈  R    K  ∈  R    f (x) ≥ k

    f (x) ≤ K   

      x ∈ I 

       

    I  ⊆   Df      f 

     

  • 8/17/2019 lehrstoff1

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    •    x1, x2 ∈  I     x1   < x2    f (x1) ≤  f (x2)    

    f   

      I 

    •  

      x1, x2 ∈  I     x1   < x2    f (x1)  < f (x2)     f     I 

    •    x1, x2 ∈  I     x1   < x2    f (x1) ≥  f (x2)    

    f   

      I 

    •  

      x1, x2 ∈  I     x1   < x2    f (x1)  > f (x2)     f     I 

     

      f (x) =  ax + b  

    a  

      b  

      y  

     f (x) =  ax2 + bx + c  

    (−   b2a

    ; − D4a

    )   D =  b2 − 4ac

      f (x) =  anxn + . . . a1x + a0   an = 0  

      n   ak    xk

     f (x) = xn   n ∈ N \ {0}    x  

    n

      xn  

    x  

      n  

     

    f (x) =   n√ 

    x  

      n

     ∈N

    \ {0; 1

    }  

      x

    n  

      a   a ∈   R    a >   0  f (x) = expa(x) =  a

    x

     

    a

      a ∈   R

      a >   0  

      a = 1  

      f (x) = loga(x)

      x →   sin x   x →   cos x   x →    x  x →

     

      x

     

    x → |x|

     

    D = R  

      R = [−1, 1]

    sin(−x) = −sin x

    sin(x + k · 2π) = sin x  

      k ∈ Z  

      2π

     

      k ∈ Z

     

    1  

     

    −1  

     

  • 8/17/2019 lehrstoff1

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    [−π2

      + k · 2π,  π2   + k · 2π]   k ∈   Z  

    2  + k · 2π, 3π

    2   + k · 2π]k ∈ Z    

    −π2 ,

     π2

     

     

      arcsin    

    sin(arcsin x) = x  

      x ∈ [−1, 1],arcsin(sin x) = x

     

      x ∈−π

    2, π

    2

    .

      [0, π]    

      arccos    

    cos(arccos x) = x    x ∈ [−1, 1],arccos(cos x) = x    x ∈ [0, π] .

     

    −π2 ,

     π2

     

     

     

     

    (    x) =  x    x ∈ (−∞, ∞),

     (    x) =  x    x ∈ −π2 , π2 .   (0, π)  

     

     

      (    x) =  x    x ∈ (−∞, ∞),  (    x) =  x    x ∈ (0, π) .

        α    ∞    −∞     f     α

     

    f   

      α  

      β   

    ε > 0    δ > 0    f (x) ∈ K ε(β )    x ∈ K δ(α)   x = α  

    limx→α

    f (x) = β   

      f (x) → β  

      x → α

        α ∈ R    f     

    α  

      f   

    α    β     ε > 0    δ > 0  f (x) ∈ K ε(β )    x ∈  K δ−(α)   x =  α     lim

    x→α−f (x) = β     f (x) → β     x → α−

     

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        α ∈ R    f     

    α  

      f   

      α    β     ε >  0    δ >  0    

    f (x) ∈ K ε(β )    x ∈ K δ+(α)   x =  α     lim

    x→α+f (x) = β     f (x) → β     x → α+

        f     α    β   

    f   

      α  

      β     f   

     

    α

      f     α

        f    g    α  

      β f 

      β g

     

    •   c · f     α    c ∈R    limx→α

    c · f (x) = c · β g

    •   f  ± g    α    limx→α

    f (x) ± g(x) =  β f  ± β g

    •   f  · g  

      α  

      limx→α

    f (x) · g(x) =  β f  · β g

    •   f g

     

      α  

      β g = 0    limx→α

    f (x)g(x)

      =  βf βg

       

    limx→∞

    cx =

    ∞,    c > 1,1,    c = 1,

    0,    0 < c  0  

    limx→∞

    xn = ∞   limx→−∞

    xn =

     ∞,    n  −∞,

     

      n  

       

    limx→0

    sin x

    x  = 1.

        c ∈R  limx→∞1 +

      c

    xx

    = ec,

      e    e = 2.71828182 . . .  

       

    limx→0

    loga(1 + x)

    x  =

      1

    ln a.

        f     α ∈  Df     f     

    α

    limx→α

    f (x) = f (α).

     

  • 8/17/2019 lehrstoff1

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        f     α ∈   Df   

    f   

      α  

      α

    limx→α−

    f (x) =  f (α).

       

    f   

      α ∈  Df    f     α  

      α

    limx→α+

    f (x) = f (α).

       

    f   

      g  

      α  

      f ± g

    f  ·

    g    g(α) = 0   f 

    g    α

     

    g  

      α  

      f   

      g(α)  

    f  ◦ g    α

       

    f   

      x

      f     x  

     

    limh→0

    f (x + h) − f (x)h

      f     x  

     

    f (x)

      f   

      x

     

    f (x+h)−f (x)h

     

      f   

       

    f  : x → f (x),

      x ∈   Df     f     f (x)     f 

        f     x    f   

     

    x

       

    f   

      x  

    f     x    x + h    

    h → 0  

    f (x + h) =

    f (x + h) − f (x)

    h  − f (x)

       

    →0

    ·   h  →0

    + f (x) · h   →0

    +f (x) → f (x).

     

    f   

      x

     

       

    f   

      g  

      I   

     

     

  • 8/17/2019 lehrstoff1

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    •   c · f     c ∈R    I     (c · f ) = c · f  •   f  ± g    I     (f  ± g) = f  ± g •   f  ± g

     

      I   

      (f  · g) = f  · g + f  · g

    •   f g

     

      I   

      g(x) = 0  

      x ∈ I   

     

    f g

    =   f ·g−f ·g

    g2

     

          g  

      I     f     g(x)  x ∈ I 

     

      f  ◦ g  

      I   

     

    (f  ◦ g) = (f  ◦ g) · g.  

         

    f   

      I     f̃   x ∈   I     f     f̃   f ( f̃ (x)) = 0

     

      f̃   

      I   

    f̃  =  1

    f  ◦  f̃      g   =  f̃   

     

    1 = (f ( f̃ (x))) = f ( f̃ (x)) ·  f̃ (x),   (f ( f̃ (x))) = (x) = 1  

     

       

    f   

      x0   (x0; f (x0))  

    f (x0)     f     (x0; f (x0))  

    y

    −f (x0) =  f 

    (x0)·

    (x−

    x0).

       

    f   

      I   

      f (x) = 0    x ∈ I   

    E f (x) =  x · f (x)

    f (x)

      f     I     f     I 

     

  • 8/17/2019 lehrstoff1

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    f   

      g  

      α  

      α  

      g(x) = 0    limx→α

    f (x) =

    limx→α

    g(x) = 0(∞    − ∞)  

    limx→α

    f (x)

    g(x)  = β 

     

    limx→α

    f (x)

    g(x)  = β.

     

       

    f   

      I   

     

    f   

      I   

      f   

      I   

        f     x0  

     

    K ε(x0) ⊂ Df     x0     f (x0) ≤ f (x)    f (x0) ≥ f (x)    x ∈ K ε(x0)

        f     x0  

     

    I  ⊂  Df     f (x0) ≤f (x)    f (x0) ≥ f (x)    x ∈ I 

       

        f     x0    f     x0  

      f (x0) = 0.

     

    x    f (x) = 0  

      f    x0  

     

    x0    x    f (x) <  0

      x < x0    f (x) >  0    x > x0

       

       

    x0    f   

    f    x0    f     x0

        x0    f     f (x0) =  f 

    (x0) =· · · =  f (m−1)(x0) = 0    f (m)(x0) = 0    f 

    •    m    x0

    •  

      m  

      x0    f (m)(x0)  >  0

      x0    f (m)(x0) <  0

         

     

    [a, b]  

      [a, b]  

     

  • 8/17/2019 lehrstoff1

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       I 

     

       I   

      I 

     

       

    x0    f   

      x0  

     

    (x0; f (x0))    

    (x0; f (x0))

     

     

    ±∞  

       

    f   

      x0    n  

     n  

    T n(x) =  f (x0) + f (x0) · (x − x0) + f 

    (x0)

    2!  · (x − x0)2 + · · · + f 

    (n)(x0)

    n!  · (x − x0)n

     

    n  

      f   

      x0

       

    f   

      x0    n  

     

    T n(x0) = f (x0), T 

    n(x0) =  f (x0), T 

    n (x0) =  f (x0), . . . , T  

    (n)n   (x0) = f 

    (n)(x0).

       

    f   

      x0   n + 1   x1    x    x0  

    f (x) − T n(x) =   f (n+1)(x1)

    (n + 1)!  (x − x0)n+1

     

     

  • 8/17/2019 lehrstoff1

    10/14

       

       

    (an)     K a ∈  R   K f  ∈  R    an ≥  K a

    an ≤  K f     n ∈  N    (an)  

      K a ∈  R   K f  ∈  R    

    (an)

        (an)  

    •    an ≤ an+1    n ∈N

    •    an  < an+1    n ∈N•

       an ≥ an+1    n ∈N•

       an  > an+1    n ∈N

        β     ∞    −∞    

    (an)    β     ε > 0    δ > 0    an ∈ K ε(β )    n ∈ K δ(∞)

     

     

       

     

        f     ∞    

    (an)    an  =  f (n)    β   f     ∞    β     (an)

      T    P    n  

     

    T n    n    r   = 1 +  P 100  

      T n =  T  +  P 100T n =  T 

    1 +   P 100T n

        T n  = T n−1

    1 +   P 

    100

       n = 1, 2, . . .    T 0  = T 

      T n  =  T  · rn   T n =  T  · e Pn100 = T  · en(r−1)    

    T n =  A ·r · rn−1r−1    A  

     

  • 8/17/2019 lehrstoff1

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      B ·  rn =   A ·   rn−1r−1    B  

     

    A  

      n

       

       

    f   

      K a  ∈   R   K f  ∈   R  f (x, y) ≥ K a   f (x, y) ≤ K f     (x, y) ∈ Df     

       

    (x, y)

     ∈ R2

     

    ε

     ∈ R

      ε >  0  

    ε    (x, y)    K ε(x, y)    

    (x, y)  

      ε

    K ε(x, y) = {(a, b) ∈ R2 | 

    (a − x)2 + (b − y)2 < ε}

        f     (x0, y0) ∈Df   

    K ε(x0, y0) ⊂  Df     (x0, y0)    f (x0, y0) ≤  f (x, y)

    f (x0, y0) ≥ f (x, y)    (x, y) ∈ K ε(x0, y0)

       

    f   

      H  ⊆   Df  ⊆  R2   f     H     (x0, y0) ∈ H      f (x0, y0)

     ≤f (x, y)   f (x0, y0) ≥ f (x, y)    (x, y) ∈ H 

        β     ∞    −∞     f   

    (x0, y0)    (x0, y0)     f     (x0, y0)    β     ε >   0  

    δ >   0  

      f (x, y) ∈   K ε(β )    (x, y) ∈   K δ(x0, y0)(x, y) = (x0, y0)    lim

    (x,y)→(x0,y0)f (x, y) = β 

      f (x, y) → β     (x, y) → (x0, y0)

        f     (x0, y0) ∈R2   (x0, y0)

     ∈  Df     f     (x0, y0)

     

    lim(x,y)→(x0,y0)

    f (x, y) =  f (x0, y0)    .

         

      H  ⊆   R2   H   

       

    f   

      (x0, y0) ∈R2     f x(x) =   f (x, y0)   f y(y) =   f (x0, y)    

    f   

      x

      y  

      (x0, y0)

     

  • 8/17/2019 lehrstoff1

    12/14

        f   

     

    f   

      x

      y  

      x0

      y0  

      f     (x0, y0)    

    x

      y  

      f x(x0)   f 

    y(y0)     f     x   y  

    (x0, y0)    f 

    x(x0, y0)  ∂f ∂x

    (x0, y0)  

    f y(x0, y0)  ∂f ∂y

    (x0, y0)

        f     f x

    f y    (x, y)    f    x   y    (x, y)  

    f x(x, y)   f 

    y(x, y)     f     x

    y

        f   

     

    (x0, y0)    [f 

    x(x0, y0), f 

    y(x0, y0)]   f     (x0, y0)    (    f )(x0, y0)  

    (x, y)    f   

    (x, y)  

      f     f 

        (x0, y0)    

     

    (x0, y0)

        (x0, y0)    f     

    f   

     

    (x0, y0)  

    D(x, y) =  f xx(x, y) · f yy(x, y) − f xy(x, y) · f yx(x, y).•

     

      D(x0, y0) >  0    (x0, y0)     f     f xx(x0, y0)   >   0    (x0, y0)    

    f xx(x0, y0) <  0    (x0, y0)  

    •  

      D(x0, y0)   <   0    f   (x0, y0)

       

    (x1, y1), . . . , (xn, yn)  

      y   =   mx +  b  

    σ(m, b) =ni=1

    (mxi + b − yi)2 → min!

      (m0, b0)    σ

    m0 =

    ni=1(xi · yi) − n · x̄ · ȳni=1(xi)

    2 − n · (x̄)2   , b0 = ȳ − m0 · x̄.

     

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    13/14

        f     (x0, y0) ∈Df 

     

      ϕ(x, y) = 0    K ε(x0, y0) ⊂   Df   

    (x0, y0)    f (x0, y0) ≤ f (x, y)   f (x0, y0) ≥f (x, y)    (x, y) ∈ K ε(x0, y0)    ϕ(x, y) = 0

     

    f (x, y)  

      ϕ(x, y) = 0   λ

    L(x ,y,λ) = f (x, y) + λ · ϕ(x, y).

      λ

        f     (x0, y0)    

    ϕ(x, y) = 0  

      L(x ,y,λ)    λ0  (x0, y0, λ0)  

    Lx(x ,y,λ) = 0,

    Ly(x ,y,λ) = 0,

    Lλ(x ,y,λ) = ϕ(x, y) = 0.

       

    f   

      ϕ(x, y) = 0    (x0, y0, λ0)     L(x ,y,λ) =   f (x, y) + λ

     · ϕ(x, y)

     

    D(x ,y,λ) = 2 · ϕx(x, y) · ϕy(x, y) · Lxy(x ,y,λ)−(ϕx(x, y))2 · Lyy(x ,y,λ) − (ϕy(x, y))2 · Lxx(x ,y,λ).

    •  

      D(x0, y0, λ0)  >  0    (x0, y0)     f     ϕ(x, y) = 0

    •  

      D(x0, y0, λ0)  <  0    (x0, y0)     f     ϕ(x, y) = 0

        F     f   

     

    I  ⊂ R    F 

    (x) =  f (x)  

      x ∈ I 

       

    f   

      I  ⊂ R    f     I 

        g    I  ⊂   R     f     g  

     

    F   

      (f  ◦  g ) · g  

     I      f (g(x)) · g(x)    x =  F (g(x)) + C.

     

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        g    I  ⊂   R    

    f   

    g    F   

    (f  ◦ g) · g  

    I    

      f (x)    x =

       f (g(t)) · g(t)    x.

       

    u  

      v  

    I  ⊂ R    u · v    u · v     

      u(x) · v(x) 

      x =  u(x) · v(x) − 

      u(x) · v(x) 

      x.

       

      f     [a, b]    x   

    f   

      [a, b]  

     

     ba

     f (x)    x    a    b

      x  

     

    x  

     

     ba

     f (x) 

      x  

      f (x)  

      a

      b

         

    f   

    [a, b]    F     f   

       ba

    f (x)    x =  F (b) − F (a).

     

    F (b) − F (a) = [F (x)]ba

       

    f   

      [a, b]  

      x0 ∈ [a, b]  

    F (x) =

       xx0

    f (t)    t

     

    [a, b]  

      F (x) =f (x)    x ∈ (a, b)