ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 ΓΕΝΝΗΤΡΙΕΣ ΣΥΝΑΡΤΗΣΕΙΣ

Σχετικά έγγραφα
ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 ΤΟ ΔΙΩΝΥΜΙΚΟ ΘΕΩΡΗΜΑ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4 Η ΑΡΧΗ ΕΓΚΛΕΙΣΜΟΥ ΑΠΟΚΛΕΙΣΜΟΥ

Γεννήτριες Συναρτήσεις

AkoloujÐec sunart sewn A. N. Giannakìpouloc, Tm ma Statistik c OPA

Γεννήτριες Συναρτήσεις

Γεννήτριες Συναρτήσεις

E [X ν ] = E [X (X 1) (X ν + 1)]

P(n, r) = n! P(n, r) = n r. (n r)! n r. n+r 1 r n!

Dunamoseirèc A. N. Giannakìpouloc, Tm ma Statistik c OPA

n sin 1 n. 2 n n+1 6 n. = 1. = 1 2, = 13 4.

ΛΟΓΙΣΜΟΣ ΕΝΟΤΗΤΑ 7: ΣΥΝΕΠΕΙΕΣ ΘΕΩΡΗΜΑΤΟΣ ΜΕΣΗΣ ΤΙΜΗΣ

Ο ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ LAPLACE

KΕΦΑΛΑΙΟ 6 ΥΝΑΜΟΣΕΙΡΕΣ-ΣΕΙΡΕΣ TAYLOR

- ΟΡΙΟ - ΣΥΝΕΧΕΙΑ ΣΥΝΑΡΤΗΣΗΣ ΕΝΟΤΗΤΑ 6: ΜΗ ΠΕΠΕΡΑΣΜΕΝΟ ΟΡΙΟ ΣΤΟ

Σηµειώσεις. Eφαρµοσµένα Μαθηµατικά Ι. Nικόλαος Aτρέας

2018 Φάση 2 ιαγωνίσµατα Επανάληψης ΑΛΓΕΒΡΑ. Α' Γενικού Λυκείου. Σάββατο 21 Απριλίου 2018 ιάρκεια Εξέτασης:3 ώρες ΘΕΜΑΤΑ

Διακριτά Μαθηματικά. Απαρίθμηση: Διωνυμικοί συντελεστές

Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άλλου τύ

Ασκήσεις3 Διαγωνίσιμες Γραμμικές Απεικονίσεις

Ξέρουμε ότι: Συνάρτηση-απεικόνιση με πεδίο ορισμού ένα σύνολο Α και πεδίο τιμών ένα σύνολο Β είναι κάθε μονοσήμαντη απεικόνιση f του Α στο Β.

ΑΝΑΛΥΣΗ 2. Μ. Παπαδημητράκης.

να είναι παραγωγίσιμη Να ισχύει ότι f Αν μια από τις τρεις παραπάνω συνθήκες δεν ισχύουν τότε δεν ισχύει και το θεώρημα Rolle.

Όταν η s n δεν συγκλίνει λέμε ότι η σειρά αποκλίνει.

Ασκήσεις3 Διαγωνισιμότητα Βασικά σημεία Διαγωνίσιμοι πίνακες: o Ορισμός και παραδείγματα.

α n z n = 1 + 2z 2 + 5z 3 n=0

sup(a + B) = sup A + sup B inf(a + B) = inf A + inf B.

Μαθηματική Ανάλυση Ι

~ 1 ~ ΕΞΕΤΑΣΤΙΚΗ ΠΕΡΙΟΔΟΣ ΦΕΒΡΟΥΑΡΙΟΥ 2012 ΛΥΣΕΙΣ ΤΩΝ ΘΕΜΑΤΩΝ. αν ικανοποιούνται τα ακόλουθα:

ΣΕΙΡΕΣ TAYLOR. Στην Ενότητα αυτή θα ασχοληθούµε µε την προσέγγιση συναρτήσεων µέσω πολυωνύµων. Πολυώνυµο είναι κάθε συνάρτηση της µορφής:

ΣΕΙΡΕΣ ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΩΝ ΑΡΙΘΜΩΝ

ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΘΕΜΑΤΩΝ ΑΝΑΛΥΣΗΣ ΙΙ, ΣΕΜΦΕ (1/7/ 2013) y x + y.

Υπολογιστικά & Διακριτά Μαθηματικά

βαθμού 1 με A 2. Υπολογίστε τα χαρακτηριστικά και ελάχιστα πολυώνυμα των

ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΣΤΙΣ ΣΥΝΑΡΤΗΣΕΙΣ. Να εξετάσετε αν είναι ίσες οι συναρτήσεις f, g όταν: x x 2 x x. x x g x. ln x ln x 1 και

F 5 = (F n, F n+1 ) = 1.

7 ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΣ z

Γ. Ν. Π Α Π Α Δ Α Κ Η Σ Μ Α Θ Η Μ Α Τ Ι Κ Ο Σ ( M S C ) ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΛΥΜΕΝΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ. ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ: Σπουδές στις Φυσικές Επιστήμες

ΑΝΑΛΥΣΗ 2. Μ. Παπαδημητράκης.

ΘΕΩΡΙΑ ΣΗΜΑΤΩΝ & ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ. Μετασχηµατισµός-Z. Εµµανουήλ Ζ. Ψαράκης Πολυτεχνική Σχολή Τµήµα Μηχανικών Η/Υ & Πληροφορικής

Απειροσ τικός Λογισμός ΙΙ Πρόχειρες Σημειώσεις Τμήμα Μαθηματικών Πανεπιστήμιο Αθηνών

(Γραμμικές) Αναδρομικές Σχέσεις

Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άλλου τύ

(Γραμμικές) Αναδρομικές Σχέσεις

Ασκήσεις2 8. ; Αληθεύει ότι το (1, 0, 1, 2) είναι ιδιοδιάνυσμα της f ; b. Να βρεθούν οι ιδιοτιμές και τα ιδιοδιανύσματα της γραμμικής απεικόνισης 3 3

(Γραμμικές) Αναδρομικές Σχέσεις

Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άλλου τύ

n ίδια n διαφορετικά n n 0 n n n 1 n n n n 0 4

Προχωρημένη απαρίθμηση

). Πράγματι, στο διάστημα [ x, x 1 2 ικανοποιεί τις προϋποθέσεις του Θ.Μ.Τ. Επομένως, υπάρχει ξ x 1,

Αριθμητική Ανάλυση και Εφαρμογές

~ 1 ~ ΜΙΓΑΔΙΚΟΣ ΛΟΓΙΣΜΟΣ & ΟΛΟΚΛΗΡΩΤΙΚΟΙ ΜΕΤΑΣΧΗΜΑΤΙΣΜΟΙ ΕΞΕΤΑΣΤΙΚΗ ΠΕΡΙΟΔΟΣ ΙΑΝΟΥΑΡΙΟΥ 2013 ΛΥΣΕΙΣ ΤΩΝ ΘΕΜΑΤΩΝ

Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Σερρών Τμήμα Πληροφορικής & Επικοινωνιών Σήματα και Συστήματα

Αριθμητική Ανάλυση και Εφαρμογές

Για να εκφράσουμε τη διαδικασία αυτή, γράφουμε: :

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ

Δηλαδή η ρητή συνάρτηση είναι πηλίκο δύο ακέραιων πολυωνύμων. Επομένως, το ζητούμενο ολοκλήρωμα είναι της μορφής

X = συνεχης. Είναι εμφανές ότι αναγκαία προϋπόθεση για την ύπαρξη της ροπογεννήτριας

1. a. Έστω b. Να βρεθούν οι ιδιοτιμές και τα ιδιοδιανύσματα του A Έστω A και ( x) [ x]

Σήματα και Συστήματα. Διάλεξη 13: Μελέτη ΓΧΑ Συστημάτων με τον Μετασχηματισμό Laplace. Δρ. Μιχάλης Παρασκευάς Επίκουρος Καθηγητής

ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ ΘΕΜΑ Β. Να εξετάσετε αν ισχύουν οι υποθέσεις του Θ.Μ.Τ. για την συνάρτηση στο διάστημα [ 1,1] τέτοιο, ώστε: C στο σημείο (,f( ))

Παράδειγμα 1. Δίνεται ο κάτωθι κλειστός βρόχος αρνητικής ανάδρασης με. Σχήμα 1. στο οποίο εφαρμόζουμε αρνητική ανάδραση κέρδους

Μιγαδικός λογισμός και ολοκληρωτικοί Μετασχηματισμοί

Μαθηματικά Γ Γυμνασίου

Εφαρμοσμένα Μαθηματικά ΙΙ 9ο Σετ Ασκήσεων (Λύσεις) Διανυσματικοί Χώροι

Άσκηση 1: Λύση: Για το άθροισμα ισχύει: κι επειδή οι μέσες τιμές των Χ και Υ είναι 0: Έτσι η διασπορά της Ζ=Χ+Υ είναι:

Π Κ Τ Μ Ε Μ Λύσεις των ασκήσεων

Σήματα και Συστήματα. Διάλεξη 6: Ανάλυση Σημάτων σε Ανάπτυγμα Σειράς Fourier. Δρ. Μιχάλης Παρασκευάς Επίκουρος Καθηγητής

Η Θεωρία στα Μαθηματικά κατεύθυνσης της Γ Λυκείου

Συνθήκες Θ.Μ.Τ. Τρόπος αντιμετώπισης: 1. Για να ισχύει το Θ.Μ.Τ. για μια συνάρτηση f σε ένα διάστημα [, ] (δηλαδή για να υπάρχει ένα τουλάχιστον (, )

ΠΑΡΑΓΩΓΟΣ ΣΥΝΑΡΤΗΣΗ ΚΑΝΟΝΕΣ ΠΑΡΑΓΩΓΙΣΗΣ

Σήματα και Συστήματα

Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Σερρών Τμήμα Πληροφορικής & Επικοινωνιών Σήματα και Συστήματα

1. 4 ΠΟΛΛΑΠΛΑΣΙΑΣΜΟΣ ΠΟΛΥΩΝΥΜΩΝ

ΜΕΘΟΔΟΣ ΠΕΠΕΡΑΣΜΕΝΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ

9 Πολυώνυμα Διαίρεση πολυωνύμων

2.3. Ασκήσεις σχολικού βιβλίου σελίδας A Οµάδας. Να βρείτε την παράγωγο των συναρτήσεων

ΔΙΑΦΟΡΙΚΟΣ ΛΟΓΙΣΜΟΣ ΣΥΝΟΠΤΙΚΗ ΘΕΩΡΕΙΑ ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ ΛΥΜΕΝΑ ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ

(a) = lim. f y (a, b) = lim. (b) = lim. f y (x, y) = lim. g g(a + h) g(a) h g(b + h) g(b)

Μαθηματικά Γ Γυμνασίου. Επαναληπτικές Ασκήσεις στο Κεφάλαιο 1: Μονώνυμα - Πολυώνυμα - Ταυτότητες

Κατηγορία 1 η. Σταθερή συνάρτηση Δίνεται παραγωγίσιμη συνάρτηση f : 0, f '( x) 0 για κάθε εσωτερικό σημείο x του Δ

Για την κατανόηση της ύλης αυτής θα συμβουλευθείτε επίσης το: βοηθητικό υλικό που υπάρχει στη

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ

Εφαρμοσμένα Μαθηματικά ΙΙ Τελική Εξέταση Ι. Λυχναρόπουλος

ΣΥΝΟΠΤΙΚΕΣ ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ ΣΤΟ ΜΑΘΗΜΑ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ Ι.Ι (τεύχος-1-)

ΘΕΩΡΙΑ: Έστω η οµογενής γραµµική διαφορική εξίσωση τάξης , (1)

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ Γ ΓΥΜΝΑΣΙΟΥ

Συνεχή Κλάσματα. Εμμανουήλ Καπνόπουλος Α.Μ 282

M. J. Lighthill. g(y) = f(x) e 2πixy dx, (1) d N. g (p) (y) =

ΜΕΓΙΣΤΙΚΟΣ ΤΕΛΕΣΤΗΣ 18 Σεπτεμβρίου 2014

12. ΑΝΙΣΩΣΕΙΣ Α ΒΑΘΜΟΥ. είναι δύο παραστάσεις μιας μεταβλητής x πού παίρνει τιμές στο

7. ΑΝΩΜΑΛΑ ΣΗΜΕΙΑ, ΠΟΛΟΙ ΚΑΙ ΤΟ ΘΕΩΡΗΜΑ ΤΩΝ ΟΛΟΚΛΗΡΩΤΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΙΠΩΝ. και σε κάθε γειτονιά του z

Τετραγωνικά μοντέλα. Τετραγωνικό μοντέλο συνάρτησης. Παράδειγμα τετραγωνικού μοντέλου #1. Παράδειγμα τετραγωνικού μοντέλου #1

[1] είναι ταυτοτικά ίση με το μηδέν. Στην περίπτωση που το στήριγμα μιας συνάρτησης ελέγχου φ ( x)

ΑΝΑΛΥΣΗ 2. Μ. Παπαδημητράκης.

( ) Άρα το 1 είναι ρίζα του P, οπότε το x 1 είναι παράγοντάς του. Το πηλίκο της διαίρεσης ( x 3x + 5x 3) : ( x 1) είναι:


ΠΟΛΥΩΝΥΜΑ. Λυμένα Παραδείγματα

Ορμή. Απλούστερη περίπτωση: σύστημα δυο σωματίων, μάζας m 1 και m 2 σε αποστάσεις x 1 και x 2, αντίστοιχα, από την αρχή ενός συστήματος συντεταγμένων

a n = 3 n a n+1 = 3 a n, a 0 = 1

x + ax x x 4 να είναι παραγωγίσιμη στο x Υπόδειξη: Μπορείτε να εφαρμόσετε κανόνα L Hospital ή μπορεί σας χρειαστεί η sin sin = 2sin cos

Transcript:

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 ΓΕΝΝΗΤΡΙΕΣ ΣΥΝΑΡΤΗΣΕΙΣ Εισαγωγή Οι γεννήτριες συναρτήσεις είναι ένα από τα ισχυρά εργαλεία για μια ενοποιημένη αντιμετώπιση πολλών κατηγοριών προβλημάτων απαρίθμησης Ο Lplce έθεσε πρώτος τις βάσεις για μία γενική θεώρηση και συστηματική εξέταση των γεννητριών συναρτήσεων 5 Γεννήτριες συναρτήσεις Έστω },, μια ακολουθία πραγματικών αριθμών Η συνάρτηση καλείται γεννήτρια συνάρτηση ή απλά γεννήτρια της ακολουθίας },, Αν η ακολουθία },, είναι πεπερασμένη δηλαδή υπάρχει φυσικός αριθμός ώστε και, για κάθε >, τότε η συνάρτηση είναι ένα πολυώνυμο βαθμού, δηλαδή, και ορίζεται για κάθε πραγματική τιμή της μεταβλητής Αν R είναι η ακτίνα σύγκλισης της σειράς, η ύπαρξη της γεννήτριας προϋποθέτει την απόλυτη σύγκλιση της δυναμοσειράς σε μία περιοχή γύρω από το μηδέν ή για R Έστω, B οι γεννήτριες των ακολουθιών },, και },, αντίστοιχα Τότε οι, B είναι ίσες αν και μόνο αν για κάθε,,, Παράδειγμα 5 α Από τον τύπο του Νεύτωνα μπορούμε να γράψουμε: Η γεννήτρια των αριθμών ακολουθίας },,,,,,,, ή ισοδύναμα της πεπερασμένης με γενικό όρο,,, είναι η συνάρτηση Για κάθε R,, <, αριθμών,,, είναι η συνάρτηση δηλαδή η γεννήτρια της ακολουθίας πραγματικών 56

β Ισχύει, < Άρα, η συνάρτηση, <, είναι η γεννήτρια της ακολουθίας,,,, που εκφράζει τον αριθμό των επαναληπτικών συνδυασμών των στοιχείων ανά Παράδειγμα 5 Να βρεθεί η γεννήτρια των ακόλουθων ακολουθιών αριθμών:,,,, α,,,!,β,,,! Λύση α Από τον ορισμό της γεννήτριας συνάρτησης! e! Η δυναμοσειρά συγκλίνει απόλυτα για όλες τις πραγματικές τιμές της μεταβλητής! β B!! Στην τρίτη ισότητα χρησιμοποιήσαμε το μετασχηματισμό e Ερώτημα Πως μπορούμε να βρούμε την ακολουθία },, αν μας δίνεται η γεννήτριά της ; Αρκεί να γράψουμε την σε μορφή αθροίσματος δυνάμεων του O συντελεστής του όρου μας δείχνει ποιος είναι ο γενικός όρος της ακολουθίας },, Παράδειγμα 5 Να βρεθούν οι ακολουθίες των οποίων οι γεννήτριες δίνονται από τους τύπους: α, 5 β B 5 Λύση α 5 5 Η ζητούμενη ακολουθία είναι η 5,,,, δηλαδή η,5,5,5, 57

β Από το διωνυμικό ανάπτυγμα παίρνουμε: B οπότε για την αντίστοιχη ακολουθία,,,,,,,, },,, έχουμε: 5 Πράξεις μεταξύ γεννητριών Αν B οι γεννήτριες των ακολουθιών },, και },, αντίστοιχα, τότε B c, B d, όπου c,,, και d,,,, Η ακολουθία },, c καλείται άθροισμα των ακολουθιών },, και },, ενώ η },, d καλείται γινόμενο Cuchy ή συνέλιξη των ακολουθιών },, και },, Αν c R, τότε η c θα είναι η γεννήτρια της ακολουθίας c },, δηλαδή c c Η συνέλιξη ακολουθιών είναι χρήσιμη για τον υπολογισμό συνδυαστικών αθροισμάτων Παράδειγμα 54 Έστω η γεννήτρια της ακολουθίας αριθμών } α Σε ποια ακολουθία αριθμών αντιστοιχεί η συνάρτηση ;,, 58

59 β Θεωρώντας την ακολουθία αριθμών R,,,, και χρησιμοποιώντας το α, δείξτε ότι: Λύση α Από τον τύπο της συνέλιξης για,,,,, έπεται ότι:, c όπου c β Για,,,,, βρίσκουμε: οπότε Αναπτύσσοντας το δεξιό μέλος με το διωνυμικό τύπο, βρίσκουμε: ή c c Αν η ακολουθία,, } είναι πεπερασμένη, δηλαδή υπάρχει φυσικός τέτοιος ώστε και, για κάθε, > τότε η αντίστοιχη γεννήτρια είναι ένα πολυώνυμο βαθμού και ορίζεται για κάθε πραγματική τιμή της μεταβλητής Η συνάρτηση είναι παραγωγίσιμη και ολοκληρώσιμη σε όλο το R Μπορούμε να γράψουμε: ' ' d d d d d

Άρα, η συνάρτηση ' είναι γεννήτρια της ακολουθίας,,,, η συνάρτηση, ' είναι γεννήτρια της ακολουθίας,,,, ενώ η συναρτηση B d είναι γεννήτρια της ακολουθίας,,,, Όλα τα παραπάνω αποτελέσματα γενικεύονται και για γεννήτριες μη πεπερασμένων ακολουθιών, αν κάθε φορά οι συνθήκες ομαλότητας που επιτρέπουν την εναλλαγή της παραγώγισης και της άθροισης ή της ολοκλήρωσης και της άθροισης πρέπει να εξασφαλίζεται ότι ικανοποιούνται Οι γεννήτριες συναρτήσεις που χρησιμοποιούνται στη Συνδυαστική έχουν συνήθως όλες αυτές τις επιθυμητές ιδιότητες Η ακόλουθη πρόταση σχετίζεται με παραγώγιση και ολοκλήρωση γεννητριών Πρόταση 5 Έστω η γεννήτρια της ακολουθίας } Τότε ισχύουν τα ακόλουθα:,, α Η γεννήτρια της ακολουθίας },, είναι η ' β Η γεννήτρια της ακολουθίας },, είναι η ' γ Η γεννήτρια της ακολουθίας,, είναι η B d Παράδειγμα 55 Να βρεθεί η γεννήτρια των ακολουθιών και } },,,, Λύση Η σταθερή ακολουθία,,, έχει γεννήτρια συνάρτηση:, < Για,, < Συνεπώς, η γεννήτρια B της ακολουθίας με γενικό όρο:,,,,, θα δίνεται από τον τύπο: B ' ' 6

Ομοίως η γεννήτρια C της ακολουθίας με γενικό όρο c,,,, θα δίνεται από τον τύπο: C B' ' Oι γεννήτριες συναρτήσεις μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να κατασκευαστούν αναδρομικές σχέσεις για τις αντίστοιχες ακολουθίες αριθμών Παράδειγμα 56 Έστω ένας θετικός ακέραιος και },, η ακολουθία αριθμών που ορίζεται από τη γεννήτρια: φού διαπιστωθεί ότι ισχύει ' η σχέση: να δειχτεί ότι για τους αριθμούς ισχύει η αναδρομική σχέση: }, Λύση Παραγωγίζοντας τη συνάρτηση παίρνουμε ' ' Αντικαθιστώντας στο δεξιό μέλος την βρίσκουμε: 6

6 } } } 4 Όμως, ' οπότε: : } : }, : } : : 4 Η ζητούμενη σχέση προκύπτει από την τρίτη ισότητα αν θέσουμε το