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1. Grenzwerte von Folgen
2. Der Grenzwertbegriff
3. Konvergente Folgen
4. Divergente Folgen
5. Das Rechnen mit konvergenten Folgen 
6. Vier Prinzipien der Konvergenztheorie


1. Grenzwerte von Folgen

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

2. Der Grenzwertbegriff

Eine Folge konvergiert gegen a, wenn fast alle Glieder der Folge (a_n) in der Epsilon-Umgebung von a liegen

Eine Folge (a_n) konvergiert gegen a in R, wenn gilt |a_n - a| < epsilon 

3. Eigenschafter Konvergenter Folgen
3.1. Jede Konvergente Folge hat genau einen Grenzwert 
3.2. Jede konvergente Folge ist beschränkt
3.3. Jede Teilfolge einer konvergenten Folge Konvergiert gegen den Grenzen 

4. Divergente Folgen
5. Das Rechnen mit konvergenten Folgen 
5.1. Vergleichssatz

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

5.2. Einschnürungssatz

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

5.3. 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

5.4. Satz ohne Namen II

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

5.5. Rechenregeln für konvergente Folgen
6. Vier Prinzipien der Konvergenztheorie
6.1. Das Monotonieprinzip

a_n <= a_n+1 OR a_n >= a_n+1 => monoton 

Eine monotone Folge konvergiert genau dann, wenn sie beschränkt ist

6.2. Das Cauchysche Konvergenzprinzip für Folgen 

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

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

6.3. Das Auswahlprinzip von Bolzano-Weierstraß 

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

6.4. Das Prinzip der Intervallschachtelung

I_n = [a_n;b_n]
I_n+1 in I_n

(b_n-a_n) ist Nullfolge 

I. Stetigkeit von Funktionen 

I.1. Folgenkriterium 

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

I.2. Epsilon-Delta-Kriterium

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

I.3. Rechenregeln 

II. Grenzwerte von Funktionen 
II.1. Folgenkriterium

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

II.2. Epsilon-Delta-Kriterium

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

II.3. Cauchy

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

II.4. Rechenregeln 

III. Differenzierbarkeit

Differenzenquotien 

lim_x->a (f(x)-f(a))/(x-a)
lim_h->0 (f(x+h)-f(x))/h

Differentiationsregeln 
1. Rechenregeln
1.1. Summenregel: (f(x)+/-g(x))' = f'(x)+/-g'(x)
1.2. Faktorregel: (alpha * f(x))' = alpha * f'(x)
1.3. Produktregel: (f(x)*g(x))' = f'(x)*g(x)+f(x)*g'(x)
1.4. Quotientenregel: (f(x)/g(x))' = (f'(x)*g(x)-f(x)*g'(x))/((g(x))^2)
2. Kettenregel: (f o g)'(x) = f'(g(x))*g'(x)
3. Exponentialfunktion: (exp_a(x))' = exp_a(x)*ln(a)
4. Logarithmus: (log_(a)) = 1/(x*ln(a))

Der Mittelwertsatz 

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

Der Satz von Rolle

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

Die Regel von D'Hospital 

Hilfssatz 

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

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

Reihen

s_n = SUM_(k=0)^n a_k = a_1 + ... a_n

Harmonische Reihe: SUM 1/k
Geometrische Reihe: SUM q^n
Taylorreihe von f im Entwicklungspunkt a: SUM(f^(k)(a))/(k!)(x-a)^k
Logarithmusreihe, alternierende Harmonische Reihe: SUM (-1)^(n-1)/n