UPPSKATTNING AV INTEGRALER MED HJÄLP AV TVÅ RIEMANNSUMMOR. Med andra ord: Vi kan approximera integralen från båda sidor

Relevanta dokument
NEWTON-RAPHSONS METOD (en metod för numerisk lösning av ekvationer)

NEWTON-RAPHSONS METOD (en metod för numerisk lösning av ekvationer)

APPROXIMATION AV SERIENS SUMMA MED EN DELSUMMA OCH EN INTEGRAL

NEWTON-RAPHSONS METOD (en metod för numerisk lösning av ekvationer)

Tentamen i Envariabelanalys 1

c k P ), eller R n max{ x k b dx def lim max n f ( def definition. [a,b] om

vara ett polynom där a 0, då kallas n för polynomets grad och ibland betecknas n = grad( P(

101. och sista termen 1

Ekvationen (ekv1) kan beskriva vågutbredning, transversella svängningar i en sträng och andra fysikaliska förlopp.

Stokastiska variabler

Följande begrepp används ofta vid beskrivning av ett statistiskt material:

Ekvationen (ekv1) kan beskriva en s.k. stationär tillstånd (steady-state) för en fysikalisk process.

Kontrollskrivning 2 till Diskret Matematik SF1610, för CINTE1, vt 2019 Examinator: Armin Halilovic Datum: To Σ p P/F Extra Bonus

Tentamenskrivning, , kl SF1625, Envariabelanalys för CINTE1(IT) och CMIEL1(ME ) (7,5hp)

Analys av polynomfunktioner

Betygsgränser: För (betyg Fx).

I den här stencilen betraktar vi huvudsakligen reella talserie, dvs serier vars termer ak

Uppsala Universitet Matematiska Institutionen Bo Styf. Att repetera.

c n x n, där c 0, c 1, c 2,... är givna (reella eller n=0 c n x n n=0 absolutkonvergent om x < R divergent om x > R n n lim = 1 R.

LINJÄRA DIFFERENTIALEKVATIONER AV HÖGRE ORDNINGEN

vara ett polynom där a 0, då kallas n för polynomets grad och ibland betecknas n grad( P(

Induktion och Binomialsatsen. Vi fortsätter att visa hur matematiska påståenden bevisas med induktion.

EGENRUM, ALGEBRAISK- OCH GEOMETRISK MULTIPLICITET

Uppsala Universitet Matematiska Institutionen Thomas Erlandsson

Matematisk statistik

Borel-Cantellis sats och stora talens lag

Föreläsning 3. Signalbehandling i multimedia - ETI265. Kapitel 3. Z-transformen. LTH 2015 Nedelko Grbic (mtrl. från Bengt Mandersson)

= (1 1) + (1 1) + (1 1) +... = = 0

Anmärkning: I några böcker använder man följande beteckning ]a,b[, [a,b[ och ]a,b] för (a,b), [a,b) och (a,b].

. Mängden av alla möjliga tillstånd E k kallas tillståndsrummet.

Uppsala Universitet Matematiska Institutionen Bo Styf. Genomgånget på föreläsningarna Föreläsning 26, 9/2 2011: y + ay + by = h(x)

Armin Halilovic: EXTRA ÖVNINGAR

H1009, Introduktionskurs i matematik Armin Halilovic POLYNOM, POLYNOMDIVISION, ALGEBRAISKA EKVATIONER, PARTIALBRÅKSUPPDELNING. vara ett polynom där a


TATM79: Föreläsning 2 Absolutbelopp, olikheter och binomialkoefficienter

Genomsnittligt sökdjup i binära sökträd

RIEMANNSUMMOR. Den bestämda integralen definieras med hjälp av Riemannsummor. Låt vara en begränsad funktion,, reella tal och. lim.

SANNOLIKHETER. Exempel. ( Tärningskast) Vi har sex möjliga utfall 1, 2, 3, 4, 5 och 6. Därför är utfallsrummet Ω = {1, 2, 3, 4, 5,6}.

Uppsala Universitet Matematiska Institutionen Bo Styf. Sammanfattning av föreläsningarna 1-6, 29/10-8/11, = m n

Del A. x 0 (1 + x + x 2 /2 + x 3 /6) x x 2 (1 x 2 /2 + O(x 4 )) = x3 /6 + O(x 5 ) (x 3 /6) + O(x 4 )) = 1 + } = 1

1. BERÄKNING AV GRÄNSVÄRDEN ( då x 0 ) MED HJÄLP AV MACLAURINUTVECKLING. n x

2. Konfidensintervall för skillnaden mellan två proportioner.

Kontrollskrivning 3 i SF1676, Differentialekvationer med tillämpningar. Tisdag kl 8:15-10

Hambley avsnitt 12.7 (även 7.3 för den som vill läsa lite mer om grindar)

Kompletterande kurslitteratur om serier

4. Uppgifter från gamla tentor (inte ett officiellt urval) 6

Räkning med potensserier

Vad är det okända som efterfrågas? Vilka data är givna? Vilka är villkoren?

Sannolikheten. met. A 3 = {2, 4, 6 }, 1 av 11

Inledande matematisk analys (TATA79) Höstterminen 2016 Föreläsnings- och lekionsplan

Föreläsning 10: Kombinatorik

REGULJÄRA SPRÅK (8p + 6p) 1. DFA och reguljära uttryck (6 p) Problem. För följande NFA över alfabetet {0,1}:

KTH/ICT IX1501:F7 IX1305:F2 Göran Andersson Statistik: Skattningar

x 1 x 2 x 3 x 4 x 5 x 6 HL Z x x x

Tenta i MVE025/MVE295, Komplex (matematisk) analys, F2 och TM2/Kf2

b 1 och har för olika värden på den reella konstanten a.

Förslag till övningsuppgifter FN = Forsling/Neymark, K = Kompendiet Vektorer, linjer och plan, ÖT = Övningstentamen

Lycka till! I(X i t) 1 om A 0 annars I(A) =

vara en funktion av n variabler som har kontinuerliga derivator av andra ordningen i närheten av punkten )

θx θ 1 om 0 x 1 f(x) = 0 annars

DIAGONALISERING AV EN MATRIS

TNA001 Matematisk grundkurs Övningsuppgifter

Uppgifter 3: Talföljder och induktionsbevis

INTEGRALKRITERIET ( även kallas CAUCHYS INTEGRALKRITERIUM )

Ekvationen (ekv1) kan bl. annat beskriva värmeledningen i en tunn stav där u( x, betecknar temperaturen i punkten x vid tiden t.

Föreläsning G04: Surveymetodik

TENTAMEN I MATEMATISK STATISTIK Datum: 13 mars 08

Trigonometriska polynom

Intervallskattning. c 2005 Eric Järpe Högskolan i Halmstad. Antag att vi har ett stickprov x 1,..., x n på X som vi vet är N(µ, σ) men vi vet ej

För att skatta väntevärdet för en fördelning är det lämpligt att använda Medelvärdet. E(ξ) =... = µ

Multiplikationsprincipen

Vid mer än 30 frihetsgrader approximeras t-fördelningen med N(0; 1). Konfidensintervallet blir då

1 Armin Halilovic: EXTRA ÖVNINGAR

Svar till tentan

Definition 1a: En talföljd är en reell (eller komplex) funktion vars definitionsmängd är mängden av naturliga tal {0,1,2,3,4, }.

Sida 1 av 12. vara ett inkonsistent system (= olösbart system dvs. ett system som saknar lösning). b =.

Finansiell Statistik (GN, 7,5 hp,, HT 2008) Föreläsning 4 (del 1)

Hambley avsnitt 12.7 (även 7.3 för den som vill läsa lite mer om grindar)

Föreläsning G70 Statistik A

FÖ 5: Kap 1.6 (fr.o.m. sid. 43) Induktionsbevis

Inledande matematisk analys. 1. Utred med bevis vilket eller vilka av följande påståenden är sana:

(a) Skissa täthets-/frekvensfunktionen och fördelningsfunktionen för X. Glöm inte att ange värden på axlarna.

EXAMENSARBETEN I MATEMATIK

Sannolikhetslära statistisk inferens F10 ESTIMATION (NCT )

Lösningar till tentamensskrivning i kompletteringskurs Linjär Algebra, SF1605, den 10 januari 2011,kl m(m + 1) =

Lösningar och kommentarer till uppgifter i 1.1

ENDIMENSIONELL ANALYS B1 FÖRELÄSNING VI. Föreläsning VI. Mikael P. Sundqvist

Digital signalbehandling Digital signalbehandling

Sätesventiler (PN 16) VF 2-2-vägsventil, fläns VF 3-3-vägsventil, fläns

Konsoliderad version av. Styrelsens för ackreditering och teknisk kontroll föreskrifter (STAFS 1993:18) om EEG-märkning av färdigförpackade varor

a) Beräkna E (W ). (2 p)

Problem 2 löses endast om Du hade färre än 15 poäng på duggan som gavs arctanx sin x. x(1 cosx) lim. cost.

============================================================ ============================================================

F10 ESTIMATION (NCT )

Introduktion till statistik för statsvetare

Grundläggande matematisk statistik

Minsta kvadrat-metoden, MK. Maximum likelihood-metoden, ML. Medelfel. E(X i ) = µ i (θ) MK-skattningen av θ fås genom att minimera

är ett tal som betecknas det(a) eller Motivering: Determinanter utvecklades i samband med lösningsmetoder för kvadratiska linjära system.

Cartesisk produkt. Multiplikationsprincipen Ï Ï Ï

TATM79: Föreläsning 3 Binomialsatsen och komplexa tal

Transkript:

Armi Halilovic: EXTRA ÖVNINGAR Summor och itegraler UPPSKATTNING AV INTEGRALER MED HJÄLP AV TVÅ RIEMANNSUMMOR Om vi betratar e futio ff() som är otiuerlig i itervallet [aa, bb] då atar futioe sitt mista värde mm och si största värde MM i varje slute itervall [, ] Därför a vi aroimera itegrale med både e udersumma och e översumma SS mmmmmm mm ( ) SS mmmmmm MM ( ) Med adra ord: Vi a aroimera itegrale frå båda sidor bb SS mmmm ff() dddd aa SS mmmmmm Om f() är mooto ( väade eller avtagade) då atar futioe sia största och mista värde i [, ] i itervallets äduter i) Om ff() är väade i [a, b] och h(b-a)/ då mm yy och MM yy SS mmmmmm SS VV h[yy yy yy ], SS mmmmmm SS HH h[yy yy yy ], och bb SS VV ff() dddd aa SS HH ii) Om ff() är avtagade i [a, b] och h(b-a)/ då MM yy och mm yy SS mmmmmm SS VV h[yy yy yy ], SS mmmmmm SS HH h[yy yy yy ], och bb SS HH ff() dddd aa SS VV

Armi Halilovic: EXTRA ÖVNINGAR Summor och itegraler Eemel Dela itervallet [, ] i fyra delitervall och usatta itegrale udersumma och e översumma e med e Lösig Vi delar [, ] i fyra delitervall Lägde av deliterval blir h ( )/ / Vi betratar idelige,, 7, Notera att futioe e är avtagade och därmed y y y y y Därför e udersumma för itegrale e ges av 7 ( ) ( ) S u hy hy hy hy ( e e e e ) 9 (med miiräare) och e översumma är ( ) ( ) S ö hy hy hy hy ( e e e e ) 87 7 e Alltså 9 Svar: 87 e 87 9 Amärig: Som ett aroimativt värde av itegrale a vi age e S ö S u 68 S då blir felet vid aroimatioe ö Su 78 e ( Jämför aroimatioe och värdet med orreta decimaler)

Armi Halilovic: EXTRA ÖVNINGAR Summor och itegraler SAMBAND MELLAN ÄNDLIGA SUMMOR f ( ) f ( ) f ( ) f ( ) OCH INTEGRALER Vi jämför summa S f ( ) f ( ) f ( ) f ( ) och itegral, där och ä hela tal, < ( Två oftast föreommade fall är f ( ) och f ( ) ) Först betratar vi fallet där f () är avtagade och otiuerlig ( därmed itegrerbar) å itervallet [,] Vi delar itervallet [,] i ( ) delitervall med lägde h Eftersom f är atagade har vi f ( ) f ( ) f ( ) Eligt ovaståede förlarig (usattig av itegraler med Riemasummor) gäller ( för h) dvs f ( ) f ( ) f ( ) f ( ) f ( ) f ( ) f ( ) f ( ) [,]) (F) (f är avtagade i På liade sätt har vi följade usattig för e väade och otiuerlig futio å itervallet [,] f ( ) f ( ) f ( ) f ( ) (F) (f väade i [,]) Eemel

Armi Halilovic: EXTRA ÖVNINGAR Summor och itegraler Visa att Tis: Betrata itegrale Lösig: l( ) l METOD: ( Vi aväder formel F) Först beräar vi itegrale l dddd Härav l( ) l dddd [ iiiiiiiiiiiiiiiiiiiiii] l dddd l l dddd l Futioe yy ff() l är otiuerlig, ositiv och väade i itervallet [, ] Vi aväder formel (F) ( eftersom f() l är väade i [,]) med och får diret f () f ( ) f () f ( ) dvs l( ) l l( ) vad sulle bevisas METOD : ( Jämförelse mella areor) Talet l dddd är lia med area mella grafe av ff() och -ael för Alltså

Armi Halilovic: EXTRA ÖVNINGAR Summor och itegraler AA l dddd l Vi delar itervallet [, ] i (-) delitervall av med deligsutera,,,, Varje delitervall har lägde Area A aroimerar vi med uderarea A och överarea A Då gäller A < A < A Först beräar vi uderarea A (summa är sammalagda area av de retaglara som ligger uder grafe ) AA ff() l l l ( ) På samma sätt beräar vi A Nu har vi A < A < A AA l l l l l l ( ) < l < l l l VSB Amärig: Vi har bevisat de sträga olihete med tecet <

Armi Halilovic: EXTRA ÖVNINGAR Summor och itegraler UPPSKATTNING AV DEN ÄNDLIGA SUMMAN f ( ) MED HJÄLP AV INTEGRALEN Frå formel ( F) får vi å eelt sätt följade relatioer: Geom att addera f() till f ( ) f ( ) (västra olihete i F) får vi f ( ) f ( ) f ( ) f ( ) (G) Om adderar f() till f ( ) f ( ) ( högra olihete i F) får vi f ( ) f ( ) f ( ) f ( ) (G) Frå G och G får vi följade formel för usattig av summa itegrale, där f är avtagade och otiuerlig å itervallet [,]: f ( ) med hjäl av f ( ) f ( ) f ( ) f ( ) ( F) (f är avtagade i [,]) sista terme i summa första terme i summa På samma sätt får vi usattigsformel om f är väade och otiuerlig i [,]) f ( ) f ( ) f ( ) f ( ) ( F) (f är väade i [,]) första terme i summa sista terme i summa

Armi Halilovic: EXTRA ÖVNINGAR Summor och itegraler Amärig: Det är eelt att memorera usattigsformler F och F Vi usattar summa med itegrale väster lus f ( ) eller f (), där midre term ( självlart) ligger till Eemel Bestäm e usattig av ädliga summa med hjäl av Lösig: Eftersom är e avtagade och otiuerlig futio aväder vi formel F med och f ( ) f () f () f () 9 Därför ligger mella m 9 9 f ( ) 9 och M 9 f ( ) Svar: 9 Eemel Bestäm e usattig av ädliga summa med hjäl av Lösig: 99 Summa ligger mella m f ( ) 99 9 ( 9) och M f ( ) 99 9 (9)

Armi Halilovic: EXTRA ÖVNINGAR Summor och itegraler Svar: 9 9 Eemel Bestäm e usattig av ädliga summa Lösig: arcta() arcta() arcta() Summa ligger mella m f ( ) arcta() med hjäl av och M f ( ) arcta() Svar: arcta() arcta() UPPSKATTNING AV OÄNDLIGA SUMMOR (SERIER) f ( ) MED HJÄLP AV INTEGRALEN Låt f () vara e ice-egativ, otiuerlig, avtagade futio för Frå formel F f ( ) f ( ) f ( ) f ( ) ( F) (f är avtagade i [,]), för, får vi följade olihet lim f ( ) f ( ) f ( ) ( Fb) Om dessutom lim f ( ) a vi förela ovaståede olihet till

Armi Halilovic: EXTRA ÖVNINGAR Summor och itegraler f ( ) f ( ) (F) som vi aväder för usattig av serie ( med hjäl av itegrale, f ) där ( vi urear) f () är e ice-egativ, otiuerlig, avtagade futio för Amärig Usattigsformel F gäller äve om lim f ( ) ite går mot eftersom i detta fall är både serie f ( ) Amärig Eligt F, ligger Därför a vi aroimera serie ( f ) och f ( ) i itervallet [, f ( ) ] ( med itegrale dvs f ) eller med f ( ) f ( ) I båda fal för felet ε gäller ε f ( ) Vi a (lite) förbättra aroimatioe om vi aväder medelvärdet av itervallets äduter: f ( ) f ( ) S Sar Om vi alltså aroimerar f ( ) S f ( ) med Sar blir felet f ( ) ε

Armi Halilovic: EXTRA ÖVNINGAR Summor och itegraler Eemel 6 Aväd itegrale för att aroimativt beräa serie S samt usatta resultat och motsvarade fel vid aroimatioe Lösig: Eftersom S f ( ) och f ( ) f () har vi S Vi a välja itervalets mittut som summas aroimatio S ( ) / För feletε gäller usattig ε ( relativt stort fel) ( Edast för jämförelse med vårt resultat: Series summa är S 69, beräad med hjäl av ett datarogram) Eemel 7 Aväd itegrale för att aroimativt beräa serie S samt usatta resultat och motsvarade fel vid aroimatioe Lösig: Eftersom

Armi Halilovic: EXTRA ÖVNINGAR Summor och itegraler S f ( ) och f ( ) f () har vi S eller S 6 Vi a välja itervalets mittut som summas aroimatio S ( 6) / 6 med ε ( hälfte av itervallets lägd) För feletε gäller usattig ε ( litet fel vid aroimatioe, de här gåge) Amärig Som vi ser i två ovaståede eemel, felet vid aroimatioe beror av (första) series första term f() Låt f () vara e ice-egativ, otiuerlig, avtagade futio för Om vi sa aroimativt beräa serie o första termer eat, och aroimera reste med itegrale Alltså visriver o o S f ( ) f ( ) f ( ) f ( ) för att få midre fel a vi först beräa summa av ågra Därefter beräar vi eat S f ( ) o och aroimerar de oädliga reste Felet blir midre e f() f ( ) Med dea metod a vi äve bestämma så att felet blir midre ä ett givet tal ε Det räcer att välja så att f()< ε Eemel 8

Armi Halilovic: EXTRA ÖVNINGAR Summor och itegraler a) Beräa aroimativt summa S geom att först beräa aroimativt första termer S och därefter aroimera de oädliga reste S Usatta felet vid dea aroimatio b) Om vi beräar summa S med flera ä termer, får vi bättre aroimatio dvs felet blir midre Hur måga termer sa vi ha i summa S om vi vill att felet blir midre ä? Lösig a) Lägg märe till att f() är e avtagade futio där f() går mot då går mot S S S De första summa beräar vi eat S 9 6 De adra summa usattar vi med itegrale Eligt usattigsformel (F) f ( ) f ( ) (F) har vi dvs 6 Väljer vi att usatta summa med itegrale / blir felet me om vi väljer itervallets mittut för usattig 6 ( ) / / blir felet äu midre: felet f ( ) / f ( ),

Armi Halilovic: EXTRA ÖVNINGAR Summor och itegraler 6 (Alterativ beräig av felet som hälfte av itervallets lägd felet ( ) / 6 Därmed blir S 66 där felet b) Vi har f ( ) f ( ) f ( ) Eligt usattigsformel (F) f ( ) f ( ) (F) Om vi aroimerar summa f ( ) ( med f ) f ( ) blir felet Därför, för att bestämma atalet termer som rävs att få felet midre ä, löser vi olihete f ( ) < eller < > dvs 8 Alltså, för att få de söta oggrahet räcer det att ta 8 och aroimera serie eligt 7 S 66797 8 π Amärig: Vi a jämföra vårt resultat med series eata summa 6 med hjäl av Fourierserie-metode, som läses i e aa matteurs) 69 ( Detta a fås