/media/sda-magnetic/david/Dokumente-15/fernuni-hagen/cs-i-ii/old-cs-2-01/informatik2/lex-yacc-bash-etc/math0003.txt


Eine Folge ist eine Abbildung f:N->R, mit f(1) = a_1, f(2) = a_2, f(3) = a_3, ... (n) = a_n

Eigenschaften Konvergenter Folgen

1. Eine konvergente Folge hat genau einen Grenzwert

Divergente Folge
Das Rechnen mit Konvergente Folgen

1. Vergleichssatz

Konvergiert die Folge (a_n) gegen a und die Folge (b_n) gegen b und ist fast immer a_n <= b_n, so gilt a <= b

2. Einschnürungssatz

Konvergiert die Folge (a_n) gegen a und die Folge (b_n) gegen a und gilt fast immer a_n <= c_n <= b_n, so konvergiert die Folge (c_n) gegen a

3. Satz ohne Namen 1

Ist die Folge (alpha_n) eine Nullfolge und gilt fast immer |a_n-a| <= alpha_n, so konvergiert die Folge (a_n) gegen a

4. Satz ohne Namen 2

Ist die Folge (a_n) eine Nullfolge und die Folge (b_n) konvergent, so ist die Folge (a_n*b_n) eine Nullfolge

5. Rechenregeln für konvergente Folge

Vier Prinzipien der Konvergenztheorie

1. Monotonieprinzip

Eine Folge heißt monoton, falls gilt

a_n <= a_n+1 für alle n in N

Eine monotone Folge konvergiert genau dann, wenn sie beschränkt ist

2. Cauchyches Konvergenzprinzip

Eine Folge heißt Cauchy-Folge wenn gilt |a_m-a_n| < epsilon für alle n und m in N

Eine Folge konvergiert genau dann, wenn sie eine Cauchy-Folge ist. 

3. Auswahlprinzip von Bolzano-Weierstraße

Hilfsatz: Jede Folge enthält eine monotone Teilfolge 
Jede beschränkte Folge, enthält eine konvergente Teilfolge 

4. Prinzip der Intervallschachtelung

mit I_n in I_(n+1) (b_n - a_n) ist eine Nullfolge 

1. Stetigkeit von Funktionen 

1.1. Folgenkriterium von Funktionen 

Konvergiert die Folge (a_n) gegen a, dann konvergiert die Folge (f(a_n)) gegen f(a)

1.2. Epsilon-Delta-Kriterium von Funktionen 

|x-a| < delta => |f(x)-f(a)| < epsilon 

1.3. Rechenregeln für Stetigkeit von Funktionen 


1. Der Nulsstellensatz von Bolzano

Funktion stetig auf dem Interval [a;b]

f(a) < 0 und f(b) > 0

Dann gibt es ein x_0 mit f(x_0) = 0

2. Der Zwischwertsatz von Bolzano

Funktion stetig auf dem  Intervall [a;b]

f(a) <= d <= f(b)

Dann gibt es ein x_d mit f(x_d) = d

3. Der Satz vom Minimum und Maximum

f stetig auf [a;b]

Dann gibt es eine Minimalstelle x_1 und eine Maximalstelle x_2

2. Konvergenz Funktionen 

2.1. Folgenkriterium 

Konvergiert die Folge (a_n) gegen a, dann Konvergiert die Folge (f(a_n)) gegen b

2.2. Epsilon-Delta-Kriterium

|x-a| < delta => |f(x)-b| < epsilon
2.3. Cauchysches Konvergenzprinzip von Funktionen 

|x-a| < delta und |y-a| < delta |f(x)-f(y)| < epsilon

3. Differenzierbarkeit von Funktionen 

1. Der Differenzenquotient
2. Rechenregeln

(f(b)-f(a))/(b-a) = f(x_0)

Rechenregeln 

1. Summenregel: f'(x)+/g'(x) = (f+/-g)(x)'
2. Faktorregel: alpha*f'(x) = (alpha f(x))'
3. Produktregel: (f(x)*g(x))' = f'(x)*g(x)+f(x)*g'(x)
4. Quoitientenregel: (f(x)/g(x))' = (f'(x)*g(x)-f(x)*g'(x))/(g(x))^2

Kettenregel: ((f o g)(x))' = f'(g(x))*g'(x)

1. Der Mittelwertsatz

f'(x_0) = (f(b)-f(a))/(b-a) = f'(x_0)*(b-a) = f(b)-f(a)

2. Der Satz von Rolle

f(a) = f(b) dann gibt es ein x_0 mit x_0 = 0 mit

3. Die Regel von d'Hospital

(f(b)-f(a))*g'(x_0) = (g(b)-g(a))*f'(x_0)

lim f(x)/g(x) = lim f'(x)/g'(x)

Reihen:

s_n = SUM a_n = a_1+a_2+..+a_n

Harmonische Reihe: SUM (1/k)
Geometrische Reihe: SUM (q^n)
Taylorreihe: SUM (f^(k)(a))(k!)(x-a)^k
Logarithmusrreihe: SUM (-1)^(n-1)/n