Van-e abszol´ut sz´els˝o´ert´ek¨uk a k¨ovetkez˝o f¨uggv´enyeknek az adott halmazokon? Indokoljuk a v´alaszokat!
8.149. f(x) = 1
x H ={(x) :x6= 0}
8.150. f(x) = sin2√7
x3 H ={(x) :x∈R} 8.151. f(x, y) = y
x H ={(x, y) :x6= 0}
8.152. f(x, y) =x2+eysin x3y2
H ={(x, y) :x2+y2≤1}
8.153. f(x, y) =x2+y2 H ={(x, y) :x2+y2<1}
8.154. f(x, y) =x+y H ={(x, y) : 0< x <1,0< y <1}
8.155. f(x, y) =xy H ={(x, y) : 0≤x≤1,0≤y≤1}
8.156. f(x, y, z) =xyz H={(x, y, z) : (x−1)2+(y+2)2+(z−3)2≤4}
Hat´arozzuk meg a k¨ovetkez˝o f¨uggv´enyek abszol´ut sz´els˝o´ert´ekeit a megadott halmazokon!
8.157. f(x, y) =x3y2(1−x−y) H ={(x, y) : 0 ≤ x,0 ≤y, x+y ≤ 1}
8.158. f(x, y) =x2+y2+ (x+y+ 1)2 H =R2
8.159. f(x, y) =x−y−3 H ={(x, y) :x2+y2≤1}
8.160. f(x, y) = lnx·lny+1
2lnx+1 2lny H ={(x, y) : 1
e ≤x≤e,1
e ≤y≤e}
8.161. f(x, y) = sinx+ siny+ sin(x+y) H ={(x, y) : 0≤x≤ π
2,0≤y≤π 2} 8.162. f(x, y) =x2−2xy+ 2y2−2x+ 4y
H ={(x, y) :|x| ≤3,|y| ≤3}
Keress¨uk meg a k¨ovetkez˝o f¨uggv´enyek lok´alis sz´els˝o´ert´ekhelyeit, ha vannak!
8.163. f(x, y) = 3x2+ 5y2 8.164. f(x, y) = (2x−5y)2 8.165. f(x, y) = 2x2−3y2
8.166. f(x, y) = 2x2−y2+ 4x+ 4y−3 8.167. f(x, y) =x2+y2−6x+ 8y+ 35 8.168. f(x, y) = 3−p
2−(x2+y2) 8.169. f(x, y) =−y2+ sinx
8.170. f(x, y) =e−(x2+y2)
8.171. f(x, y) = (x−y2)(2x−y2)
8.172. f(x, y) =−2x2−2xy−2y2+ 36x+ 42y−158
8.173. Van-e olyan egyv´altoz´os polinom, amelynek ´ert´ekk´eszlete (0,∞)? Ha igen, adjunk r´a p´eld´at! Van-e olyan k´etv´altoz´os polinom, amelynek
´
ert´ekk´eszlete (0,∞)? Ha igen, adjunk r´a p´eld´at!
8.174. Adjunk meg olyan k´etv´altoz´os f¨uggv´enyt, amelyiknek v´egtelen sok szi-gor´u lok´alis maximuma van, de nincs lok´alis minimuma!
8.175. Hat´arozzuk meg a 2x+ 3y+ 4zf¨uggv´eny maximum´at ´es minimum´at az orig´o k¨oz´eppont´u 1 sugar´u g¨omb felsz´ın´en!
8.176. Hat´arozzuk meg a p(t) = 2t·i +t·j + (1−t)·k ´es aq(t) = 3t·i + t·j + (2t−1)·k egyenesek t´avols´ag´at!
8.177. Igazak-e a k¨ovetkez˝o ´all´ıt´asok?
(a) Hafx0(x0, y0) = 0, akkor f-nek az (x0, y0) pontban lok´alis sz´els˝
o-´ert´ekhelye van.
(b) Hafx0(x0, y0) = 0 ´esfy0(x0, y0) = 0, akkorf-nek az (x0, y0) pont-ban lok´alis sz´els˝o´ert´ekhelye van.
(c) Ha fxy00(x0, y0) = 0 ´es fyx00(x0, y0) = 0, akkor f-nek az (x0, y0) pontban lok´alis sz´els˝o´ert´ekhelye van.
(d) Ha fxx00(x0, y0)fyy00(x0, y0) −(fxy00 (x0, y0))2 < 0, akkor f-nek az (x0, y0) pontban nincs lok´alis sz´els˝o´ert´ekhelye.
(e) Ha fxx00(x0, y0)fyy00(x0, y0) −(fxy00 (x0, y0))2 ≤ 0, akkor f-nek az (x0, y0) pontban nincs lok´alis sz´els˝o´ert´ekhelye.
(f ) Hafxx00 (x0, y0)<0, akkorf-nek az (x0, y0) pontban nincs lok´alis minimumhelye.
Mely (x, y) ∈ R2 pontokban nulla az f(x, y) f¨uggv´eny mindk´et parci´alis deriv´altja? Mely (x, y) ∈ R2 pontokban van az f(x, y) f¨uggv´enynek lok´alis sz´els˝o´ert´ekhelye?
8.178. f(x, y) =x3 8.179. f(x, y) =x2 8.180. f(x, y) =x2−y2 8.181. f(x, y) =x2+y2 8.182. f(x, y) = (x+y)2 8.183. f(x, y) =x3+y3 8.184. f(x, y) =e−(x2+y2) 8.185. f(x, y) =x2+ siny 8.186. f(x, y) = 3x2+ 5y2 8.187. f(x, y) = 2
3x3+y4+xy 8.188. f(x, y) =xy 8.189. f(x, y) =ey2−x2
8.190. f(x, y, z) =xyz+x2+y2+z2 8.191. f(x, y) =x3−y3
8.192. f(x, y) =x4+y4 8.193. f(x, y) =−2x2−y4
8.194. f(x, y) = (2x−5y)2 8.195. f(x, y) = (1 +ey) cosx−yey
Egy hegy fel¨ulet´et az F(x, y) = 30− x2
100 − y2
100 f¨uggv´eny ´ırja le.
Adjuk meg a kir´andul´o ¨osv´eny legmagasabb pontj´at, ha az ¨osv´eny pontjainak koordin´at´ai kiel´eg´ıtik a k¨ovetkez˝o felt´eteleket:
8.196. 3x+ 3y=πsinx+πsiny 8.197. 4x2+ 9y2= 36 8.198. y= 1
1 +x2 8.199. x2+y2= 25
Hat´arozzuk meg f maximum´at a megadott felt´etel mellett!
8.200. f(x, y) =xy, x2+y2= 1 8.201. f(x, y, z) =x−y+ 3z, x2+y2
2 +z2 3 = 1 8.202. f(x, y, z) =xyz, x2+y2+z2= 3 8.203. f(x, y) =xy, x+y+z= 5 8.204. f(x, y) =xyz, xy+yz+xz= 8
8.205. f(x, y) =xyz, xy+yz+xz= 8, x, y, z≥0
8.206. Egy r´eszecske azx2+y2= 25 k¨orp´aly´an mozoghat azon a s´ıkon, ahol az (x, y) pontban az energi´ajaE(x, y) =x2+ 24xy+ 8. Van-e a r´ eszecs-k´enek stabil egyens´ulyi helyzete?
8.207. Egy ¨uzemben a gy´artott term´ek mennyis´ege az x´esy param´eterekt˝ol f¨ugg:
M(x, y) = xy. A termel´esi k¨olts´eg C(x, y) = 2x+ 3y. Legfeljebb mennyi term´eket gy´arthat az ¨uzem, ha C(x, y) = 10 egys´egnyi p´enze van a termel´es k¨olts´egeire?
8.208. Adott t´erfogat´u t´egl´ak k¨oz¨ul melyiknek a legkisebb a felsz´ıne?
8.209. Hat´arozzuk meg annak a h´aromsz¨ognek a sz¨ogeit, amelynek a ker¨ulete K, ´es a ter¨ulete maxim´alis!
8.210. Hat´arozzuk meg a 3x2+ 2y2+z2= 9 egyenlet˝u ellipszoidot az (1,−1,2) pontban ´erint˝o s´ık egyenlet´et!
8.211. LegyenP = (3,−7,−1), Q= (5,−3,5), S pedig az aQ-n ´atmen˝o s´ık, amelyik mer˝oleges aP Q szakaszra!
(a) ´Irjuk fel azS s´ık egyenlet´et!
(b) ´Irjuk fel a s´ık egy pontj´anak ´es az orig´onak a t´avols´ag´at!
(c) Melyik pontja van azS s´ıknak legk¨ozelebb az orig´ohoz?
(d) Mutassuk meg, hogy az el˝obb kapott pontot az orig´oval ¨osszek¨ot˝o szakasz mer˝oleges azS s´ıkra! Magyar´azzuk meg geometriailag is, hogy ez mi´ert van ´ıgy!
T¨ obbv´ altoz´ os Riemann-integr´ al
9.1. Jordan-m´erhet˝o halmazok tulajdons´agai.
— HaA⊂Rn korl´atos, akkorb(A) =b(intA), k(A) =k A .
— Az A ⊂ Rn korl´atos halmaz akkor ´es csak akkor Jordan-m´erhet˝o, ha hat´ara nullm´ert´ek˝u.
— HaA⊂Rn Jordan-m´erhet˝o, ´esf :A→R korl´atos, akkor f pontosan akkor integr´alhat´o, ha graff ⊂Rn+1 nullm´ert´ek˝u.
9.2. Az integr´al tulajdons´agai.
— HaA Jordan-m´erhet˝o halmaz, akkor t(A) = Z
A
χA, aholχA az A hal-mazkarakterisztikus f¨uggv´enye,
χA(x) =
1 hax∈A 0 hax /∈A
— Ha A ´esB k´et korl´atos halmaz, intA∩intB = ∅ (egym´asba nem ny´ul´o halmazok),f integr´alhat´o A-n ´esB-n is, akkorf integr´alhat´o aC=A∪B halmazon ´es
Z
C
f = Z
A
f+ Z
B
f.
— M´erhet˝o z´art halmazon folytonos f¨uggv´eny integr´alhat´o.
— Ha f ´es g egy nullm´ert´ek˝u halmazt kiv´eve megegyezik a m´erhet˝o A halmazon, ´esf integr´alhat´oA-n, akkorg is integr´alhat´o A-n, ´es
Z
A
f = Z
A
g.
— Ha f ´es g integr´alhat´o az A halmazon, c pedig egy tetsz˝oleges val´os
9.3. Integr´al´asi m´odszerek.
— Szukcessz´ıv integr´al´as - Fubini-t´etel.
LegyenA⊂Rn−1egy z´art Jordan-m´erhet˝o halmaz,B = [a, b]×A⊂Rn
— Integr´al´as norm´altartom´anyon.
Legyen A ⊂ Rn−1 egy z´art Jordan-m´erhet˝o halmaz, ϕ: A → R, ψ : A→Rk´et folytonos f¨uggv´eny,ϕ≤ψazA pontjaiban,
N={(x, y) :x∈A, ϕ(x)≤y≤ψ(x)} ⊂Rn, f :N →R folytonos f¨uggv´eny. EkkorN Jordan-m´erhet˝o,f integr´alhat´o N-en, ´es
Z Z
— Integr´altranszform´aci´o.
Legyen A ⊂Rn z´art Jordan-m´erhet˝o halmaz, Φ : A →Rn folytonos, intA-n egy-egy ´ertelm˝u ´es folytonosan deriv´alhat´o,B={Φ(x) :x∈A}
= Ψ(A), valamint f : B → R folytonos f¨uggv´eny. Ekkor B (z´art) Jordan-m´erhet˝o halmaz, ´es
Z
9.1. Jordan-m´ ert´ ek
Van-e ter¨ulete a k¨ovetkez˝o s´ıkbeli halmazok hat´ar´anak? Ha igen, hat´arozzuk meg a ter¨ulet´et!
9.1. H ={(x, y) : 0≤x <1,0< y≤1}
9.2. H ={(x, y) :x∈Q, y∈Q,0≤x≤1,0≤y≤1}
Van-e t´erfogata a k¨ovetkez˝o t´erbeli halmazok hat´ar´anak? Ha igen, hat´arozzuk meg a t´erfogat´at!
9.3. H ={(x, y, z) : 0≤x≤1,0≤y≤1,0≤z≤1}
9.4. H ={(x, y, z) :x∈Q, y∈Q, z∈Q,0≤x≤1,0≤y≤1,0≤z≤1}
Hat´arozzuk meg a k¨ovetkez˝o s´ıkbeli halmazok k¨uls˝o ´es bels˝o ter¨ u-let´et! Melyik halmaz m´erhet˝o?
9.5. H ={(x, y) : 0≤x≤1,0≤y≤1}
9.6. H ={(x, y) : 0≤x <1,0< y≤1}
9.7. H ={(x, y) : 0≤x≤1,0≤y≤x}
9.8. H ={(x, y) :x∈Q, y∈Q,0≤x≤1,0≤y≤1}
Hat´arozzuk meg a k¨ovetkez˝o t´erbeli halmazok k¨uls˝o ´es bels˝o m´ er-t´ek´et! Melyik halmaz m´erhet˝o?
9.9. H ={(x, y, z) : 0≤x≤1,0≤y≤1,0≤z≤1}
9.10. H ={(x, y, z) : 0≤x <1,0< y <1,0< z <1}
9.11. H ={(x, y, z) : 0< x <1,0< y <1,0< z < x+y}
9.12. H={(x, y, z) :x∈Q, y∈Q, z∈Q,0≤x≤1,0≤y≤1,0≤z≤1}
9.13. Bizony´ıtsuk be, hogy egy korl´atos halmaz pontosan akkor m´erhet˝o, ha a hat´ar´anak a m´ert´eke 0.
9.14. Bizony´ıtsuk be, hogy ha aH1´esH2 halmazok m´erhet˝ok, akkor aH1∪ H2, H1\H2, H1∩H2 halmazok is m´erhet˝ok!
9.15. Van-e olyan korl´atosA´esB s´ıkbeli halmaz, amelyikre teljes¨ul, hogy (a) b(A∪B)> b(A) +b(B)? (b) k(A∪B)< k(A) +k(B)?
9.16. Van-e olyan korl´atos ´es diszjunkt A ´es B s´ıkbeli halmaz, amelyikre teljes¨ul, hogy
(a) b(A∪B)> b(A) +b(B)? (b) k(A∪B)< k(A) +k(B)?
9.17. Tegy¨uk fel, hogy a korl´atosHhalmaz hat´ar´anak a ter¨ulete 0. K¨ ovetkezik-e ovetkezik-ebb˝ol, hogy aH halmaz belseje ¨ures?
9.18. Tegy¨uk fel, hogy a korl´atosH halmaz belseje ¨ures. K¨ovetkezik-e ebb˝ol, hogy aH halmaz m´erhet˝o?
9.19. Legyen R egy tengelyp´arhuzamos t´egla, ´es legyen H ⊂ R tetsz˝oleges halmaz. Bizony´ıtsuk be, hogyb(H) +k(R\H) =t(R)!
9.20. Legyen R egy tengelyp´arhuzamos t´egla, ´es legyen H ⊂ R tetsz˝oleges halmaz. Bizony´ıtsuk be, hogyH pontosan akkor m´erhet˝o, hak(H) + k(R\H) =t(R)!
9.21. Van-e olyan korl´atosH halmaz, amelyikre teljes¨ul, hogy (a) k(H)> b(H) (b) k(H)< b(H) (c) t(∂H)> b(H) (d) t(∂H)> k(H)?
9.22. Van-e olyan m´erhet˝oH halmaz, amelyikre teljes¨ul, hogy
(a) k(H)> b(H) (b) t(∂H) = 1?
9.23. Tegy¨uk fel, hogyH korl´atos halmaz. Igaz-e, hogy haH m´erhet˝o, akkor H∪∂H is m´erhet˝o?
9.24. LegyenKn az orig´o k¨oz´eppont´u, 1/n sugar´u k¨orvonal a s´ıkban! Hat´ a-rozzuk meg az
∞
[
n=1
Kn halmaz ter¨ulet´et!
9.25. Legyen Kn az (1/n,1/n) k¨oz´eppont´u, 1/n sugar´u k¨orvonal a s´ıkban!
Hat´arozzuk meg azS∞
n=1Kn halmaz ter¨ulet´et!
9.26. Legyen f : [a, b] → R korl´atos f¨uggv´eny, ´es Gf = {(x, y) : a ≤ x ≤ b, y=f(x)}, a f¨uggv´eny grafikonja. Bizony´ıtsuk be, hogyGf pontosan akkor Jordan-m´erhet˝o, haf integr´alhat´o!
9.27. Sz´amoljuk ki az egys´egn´egyzet racion´alis pontjaib´ol ´all´o halmaz bels˝o, illetve k¨uls˝o m´ert´ek´et.
9.28. Adjunk meg a s´ıkban egy korl´atos ny´ılt halmazt, amelynek nincs Jordan-ter¨ulete.
9.29. Adjunk meg a s´ıkban korl´atos z´art halmazt, amelynek nincs Jordan-ter¨ulete.
9.30. Bizony´ıtsuk be, hogy tetsz˝oleges korl´atosA⊂Rn halmazra b(A) = 0 ⇐⇒ intA=∅.
9.31. Bizony´ıtsuk be, hogy haA⊂Rn Jordan-m´erhet˝o, akkor∀ε >0∃K⊂ Az´art, ´es∃G⊃Any´ılt m´erhet˝o halmaz ´ugy, hogy
t(A)−ε < t(K)≤t(A)≤t(G)< t(A) +ε.
9.32. LegyenC⊂Ra Cantor-halmaz. H =C×[0,1]⊂R2. Jordan-m´erhet˝ o-eH, ´es ha igen, mennyi a ter¨ulete?
9.33. LegyenH =S∞
n=1Kn, ahol Kn az orig´o k¨oz´eppont´u, 1/n sugar´u k¨ or-vonal.
(a) M´erhet˝o halmazH?
(b) Van-e olyanS⊂R2(m´erhet˝o) halmaz, amelyre∂ S=H? (c) Van-e olyanS⊂R2(m´erhet˝o) halmaz, amelyre∂ S⊃H?