/media/sda-magnetic/david/Extern-Magnetic-2022-06-29/Extern01/Dokumente-11-2021-07-05/informatik-math/informatik2/bash-programming/lex-yacc-bash-etc/math0005.txt


1. Der Grenzwertbegriff

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

Schreibweise (a_n)



2. Eigenschaften Konvergenter Folgen

2.1. Jede konvergente Folge besitzt genau einen Grenzwert 

3. Divergente Folgen
4. Das Rechnen mit konvergenten Folgen
4.1. Vergleichssatz

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

4.2. 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

4.3. Satz ohne Namen I

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

4.4. Satz ohne Namen II

Ist die Folge (a_n) eine Nullfolge und die Folge (b_n) beschränkt, dann ist die Folge (a_n*b_n) eine Nullfoge

4.5. Rechenregeln für konvergente Folgen


5. Vier Prinzipien der Konvergenztheorie
5.1. Das Monotonieprinzip

Eine Folge heißt monoton, wenn gilt: a_n <= a_n+1 für alle n in N

Jede Monotone Folge konvergiert, wenn sie beschränkt ist.

5.2. Das Cauchysche Konvergenzprinzip

Cauchy-Folge, m, n > n_0 => |a_n - a_m| < epsilon 

Eine Folge ist genau dann eine konvergente Folge, wenn sie eine Cauchy-Folge ist

5.3. Das Auswahlprinzip von Bolzano-Weierstraß

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

5.4. Das Prinzip der Intervallschachtelung

I_n = [a_n;b_n]

I_(n+1) in I_n

(b_n-a_n) ist eine Nullfolge 

1. Stetigkeit von Funktionen

1.1. Folgenkriterium

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

1.2. Epsilon-Delta-Kriterium

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

1.3. Rechenregeln 

2. Grenzwerte von Funktionen

1.1. Folgenkriterium

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

1.2. Epsilon-Delta-Kriterium

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

1.3. Cauchysches Konvergenzprinzip für Grenzwerte von Funktionen 

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

3. Differenzierbarkeit von Funktionen
3.1. Der Grenzwertbegriff

lim (f(x)-f(a))/(x-a) oder lim (f(a+h)-f(a))/h

3.2. Rechenregeln bei der Differenzierbarkeit
3.2.1. Summenregel: (f(x)+/-g(x))' = f(x)'+/-g'(x)
3.2.2. Faktorregel: (alpha * f(x))' = alpha * f'(x)
3.2.3. Produktregel: (f(x)*g(x))' = f'(x)*g(x) + f(x)*g'(x)
3.2.4. Quotientenregel: (f(x)/g(x))' = (f'(x)*g(x)-f(x)*g'(x))/((g(x))^2)
3.2.5. Kettenregeln: (f(g(x)))' = f'(g(x))*g'(x)

Der Mittelwertsatz: f'(x_0) = (f(b)-f(a))/(b-a) oder f'(x_0)(b-a) = f(b)-f(a)
Der Satz von Rolle: f(a) = b(b), dann gibt es ein x_0 in [a;b] mit f(x_0) = 0
Die Regel von d'Hospital: 

Hilfsatz

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

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

Reihen:

1. Harmonische Reihe: SUM (1/k)
2. Geometrische Reihe: SUM (q^n)
3. Taylorreihe von f im Entwicklungspunkt a: SUM (f(a)^(k))/(k!)(x-a)^k
4. Alternierende Harmonische Reihe/Logarithmusreihe: SUM (-1)^(n-1)/n