f x = f a + Df a x a + R1 x, a, x U και από τον ορισµό της 1 h f a h f a h a h h a R h a i i j

Σχετικά έγγραφα
f x = f a + Df a x a + R1 x, a, x U και από τον ορισµό της 1 h f a h f a h a h h a R h a i i j

( a) ( ) n n ( ) ( ) a x a. x a x. x a x a

Συνεχείς συναρτήσεις πολλών µεταβλητών. ε > υπάρχει ( ) ( )

Ακρότατα υπό συνθήκη και οι πολλαπλασιαστές του Lagrange

Κανόνες παραγώγισης ( )

Όρια συναρτήσεων. ε > υπάρχει ( ) { } = ± ορίζονται αναλόγως. Η διατύπωση αυτών των ορισµών αφήνεται ως άσκηση. x y = +. = και για κάθε (, ) ( 0,0)

Όρια συναρτήσεων. ε > υπάρχει ( ) { } = ± ορίζονται αναλόγως. Η διατύπωση αυτών των ορισµών αφήνεται ως άσκηση. x y = +. = και για κάθε (, ) ( 0,0)

Καµπύλες στον R. σ τελικό σηµείο της σ. Το σ. σ =. Η σ λέγεται διαφορίσιµη ( αντιστοίχως

ΙΙ ιαφορικός Λογισµός πολλών µεταβλητών. ιαφόριση συναρτήσεων πολλών µεταβλητών

Το θεώρηµα πεπλεγµένων συναρτήσεων

Ο ΕΥΚΛΕΙ ΕΙΟΣ ΧΩΡΟΣ. Το εσωτερικό γινόµενο

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

8. Πολλαπλές μερικές παράγωγοι

8. Πολλαπλές μερικές παράγωγοι

Υπολογισµός διπλών ολοκληρωµάτων µε διαδοχική ολοκλήρωση

Κεφάλαιο 2. Παραγοντοποίηση σε Ακέραιες Περιοχές

KΕΦΑΛΑΙΟ 3. Πλεγµένες συναρτήσεις- Ανάπτυγµα Taylor-Aκρότατα

KΕΦΑΛΑΙΟ 6 ΥΝΑΜΟΣΕΙΡΕΣ-ΣΕΙΡΕΣ TAYLOR

Ασκήσεις για το µάθηµα «Ανάλυση Ι και Εφαρµογές» (ε) Κάθε συγκλίνουσα ακολουθία άρρητων αριθµών συγκλίνει σε άρρητο αριθµό.

( y) ( x) ( 0) ( ) ( 0) ( y) ( ) ( ) ( ) Παραδείγµατα και εφαρµογές. 1)Έστω D απλά συνεκτικός τόπος στο R που φράσσεται από την ( κατά τµήµατα 1

11 Το ολοκλήρωµα Riemann

Υπολογισµός διπλών ολοκληρωµάτων µε διαδοχική ολοκλήρωση

< 1 για κάθε k N, τότε η σειρά a k συγκλίνει. +, τότε η η σειρά a k αποκλίνει.

1 Το ϑεώρηµα του Rademacher

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ

Ο ΕΥΚΛΕΙ ΕΙΟΣ ΧΩΡΟΣ. Το εσωτερικό γινόµενο

Ακολουθίες στον R n. ακολουθία διανυσµάτων στον. 1 1 ακολουθία στον 2 k. εφόσον 1+ e. k + R δεν είναι συγκλίνουσα. Πράγµατι αν

( ) = inf { (, Ρ) : Ρ διαµέριση του [, ]}

Ανοικτά και κλειστά σύνολα

Κριτήριο Παρεμβολής. και. άρα από το παραπάνω κριτήριο παρεµβολής το l im f ( x) (x 1) 2 f (x) 2x (x 1) 2 2x (x 1) 2 f (x) 2x + (x 1) 2

1 Ορισµός ακολουθίας πραγµατικών αριθµών

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 ΠΑΡΕΜΒΟΛΗ. Εστω f πραγµατική συνάρτηση, της οποίας είναι γνωστές µόνον οι τιµές f(x i ) σε n+1 σηµεία xi

( ) Κλίση και επιφάνειες στάθµης µιας συνάρτησης. x + y + z = κ ορίζει την επιφάνεια µιας σφαίρας κέντρου ( ) κ > τότε η

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2. Παράγωγος συναρτήσεων πολλών µεταβλητών. είναι µία κατεύθυνση στον (δηλαδή ένα. E. Αν υπάρχει το όριο ( + ) ( ) ( )

Αρµονική Ανάλυση. Ενότητα: Το ϑεώρηµα παρεµβολής του Riesz και η ανισότητα Hausdorff-Young. Απόστολος Γιαννόπουλος.

( ) Κλίση και επιφάνειες στάθµης µιας συνάρτησης. x + y + z = κ ορίζει την επιφάνεια µιας σφαίρας κέντρου ( ) κ > τότε η

Kεφάλαιο 4. Συστήµατα διαφορικών εξισώσεων

ΠΑΡΑΓΩΓΟΣ ΣΥΝΑΡΤΗΣΗ. Εφαπτοµένη ευθεία

Το θεώρηµα αντίστροφης απεικόνισης. ) και ακόµη ότι η g f 1 1. g y

Αρµονική Ανάλυση. Ενότητα: Ολοκλήρωµα Lebesgue - Ασκήσεις. Απόστολος Γιαννόπουλος. Τµήµα Μαθηµατικών

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 ΜΗ ΓΡΑΜΜΙΚΕΣ ΕΞΙΣΩΣΕΙΣ

f(x) dx. f(x)dx = 0. f(x) dx = 1 < 1 = f(x) dx. Θα είχαµε f(c) = 0, ενώ η f δεν µηδενίζεται πουθενά στο [0, 2].

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΣΠΟΥ ΩΝ: ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ ΘΕ: ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΓΙΑ ΤΗΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΉ Ι (ΠΛΗ 12) ΛΥΣΕΙΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 3

Σχολικός Σύµβουλος ΠΕ03

ΘΕΩΡΙΑ ΑΡΙΘΜΩΝ Λυσεις Ασκησεων - Φυλλαδιο 1

Κεφάλαιο 9. Οµάδες συγκεκριµένης τάξης. 9.1 Οµάδες τάξης pq. Z p 2 και Z p Z p.

Μη Γραµµική Συναρτησιακή Ανάλυση Το Θεώρηµα των Cauchy, Lipschitz, Picard.

Αρµονική Ανάλυση. Ενότητα: Χώροι L p - Ασκήσεις. Απόστολος Γιαννόπουλος. Τµήµα Μαθηµατικών

Άσκηση 1. i) ============================================================== Πρέπει αρχικά να είναι συνεχής στο x = 1: lim. lim. 2 x + x 2.

4.3 Παραδείγµατα στην συνέχεια συναρτήσεων

Υπόδειξη. (α) Άµεσο αφού κάθε υποσύνολο µηδενικού συνόλου είναι µετρήσιµο.

Κυρτή Ανάλυση. Ενότητα: Υπερεπίπεδα στήριξης και διαχωριστικά ϑεωρήµατα. Απόστολος Γιαννόπουλος. Τµήµα Μαθηµατικών

Αρµονική Ανάλυση. Ενότητα: Προσεγγίσεις της µονάδας και Αθροισιµότητα - Ασκήσεις. Απόστολος Γιαννόπουλος. Τµήµα Μαθηµατικών

{ } ΠΛΗ 12: ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΓΙΑ ΤΗ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ Ι 2 η ΓΡΑΠΤΗ ΕΡΓΑΣΙΑ. Απαντήσεις. 1. (15 µονάδες)

Εισαγωγή στην Τοπολογία

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

Κεφάλαιο 6 Παράγωγος

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 8: Εφαρµογή: Το θεώρηµα του Burnside

14 Εφαρµογές των ολοκληρωµάτων

L = F +. Είναι, 1 F, άρα και 1 L. Επεκτείνουµε τις πράξεις του F έτσι ώστε

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 6: Κεντρικές Απλές Άλγεβρες

5. Σειρές Taylor και Laurent. Ολοκληρωτικά υπόλοιπα και εφαρµογές.

όπου D(f ) = (, 0) (0, + ) = R {0}. Είναι Σχήµα 10: Η γραφική παράσταση της συνάρτησης f (x) = 1/x.

1 Το ϑεώρηµα του Alexandrov

4 Συνέχεια συνάρτησης

ΓΡΑΜΜΙΚΗ ΑΛΓΕΒΡΑ ΙΙ (ΠΕΡΙΤΤΟΙ) Ασκησεις - Φυλλαδιο 5

Αριθµητική Ανάλυση. ιδάσκοντες: Τµήµα Α ( Αρτιοι) : Καθηγητής Ν. Μισυρλής, Τµήµα Β (Περιττοί) : Επίκ. Καθηγητής Φ.Τζαφέρης. 21 εκεµβρίου 2015 ΕΚΠΑ

ΛΥΣΕΙΣ 6 ης ΕΡΓΑΣΙΑΣ - ΠΛΗ 12,

Αρµονική Ανάλυση. Ενότητα: Χώροι L p. Απόστολος Γιαννόπουλος. Τµήµα Μαθηµατικών

KΕΦΑΛΑΙΟ 4 AΚΟΛΟΥΘΙΕΣ ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΩΝ ΑΡΙΘΜΩΝ

Αρµονική Ανάλυση. Ενότητα: Μετασχηµατισµός Fourier. Απόστολος Γιαννόπουλος. Τµήµα Μαθηµατικών

Συνεκτικά σύνολα. R είναι συνεκτικά σύνολα.

Μετασχηµατισµοί Laplace, Αναλογικά Συστήµατα, ιαφορικές Εξισώσεις

Κεφάλαιο 6. Πεπερασµένα παραγόµενες αβελιανές οµάδες. Z 4 = 1 και Z 2 Z 2.

Γραµµική Αλγεβρα Ι. Ενότητα: ιανυσµατικοί χώροι. Ευάγγελος Ράπτης. Τµήµα Μαθηµατικών

Αρµονική Ανάλυση. Ενότητα: L 2 -σύγκλιση σειρών Fourier. Απόστολος Γιαννόπουλος. Τµήµα Μαθηµατικών

ΛΙΒΑΘΙΝΟΣ ΝΙΚΟΛΑΟΣ Επιστήµη και Τεχνολογία των Υπολογιστών Α.Μ.: 403. Πρώτη Οµάδα Ασκήσεων

2x 2 + x + 1 (x + 3)(x 1) 2 dx, 2x (x + 1) dx. b x 1 + x dx x x 2 1, 6u 5 u 3 + u 2 du = 6u 3 u + 1 du. = u du.

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ

Αριθµοί Liouville. Ιωάννης Μπαρµπαγιάννης

1 Οι πραγµατικοί αριθµοί

Κανόνας της αλυσίδας. J ανοικτά διαστήματα) ώστε ( ), ( ) ( ) ( ) fog ' x = f ' g x g ' x, x I (2)

Λύσεις των ϑεµάτων, ΑΠΕΙΡΟΣΤΙΚΟΣ ΛΟΓΙΣΜΟΣ Ι, 3/2/2010

KΕΦΑΛΑΙΟ 1 ΧΡΗΣΙΜΕΣ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΕΣ ΕΝΝΟΙΕΣ. { 1,2,3,..., n,...

Αρµονική Ανάλυση. Ενότητα: Προσεγγίσεις της µονάδας και Αθροισιµότητα. Απόστολος Γιαννόπουλος. Τµήµα Μαθηµατικών

τη µέθοδο της µαθηµατικής επαγωγής για να αποδείξουµε τη Ϲητούµενη ισότητα.

Εισαγωγή. Οπως είδαµε για την εκκίνηση της Simplex χρειαζόµαστε µια Αρχική Βασική Εφικτή Λύση. υϊσµός

cov(x, Y ) = E[(X E[X]) (Y E[Y ])] cov(x, Y ) = E[X Y ] E[X] E[Y ]

ΠΟΛΥΩΝΥΜΙΚΕΣ - ΡΗΤΕΣ ΑΝΙΣΩΣΕΙΣ P x = x+ 2 4 x x 3x x x x 3x

5 Γενική µορφή εξίσωσης ευθείας

Ευκλείδειοι Χώροι. Ορίζουµε ως R n, όπου n N, το σύνολο όλων διατεταµένων n -άδων πραγµατικών αριθµών ( x

x 2 = x x 2 2. x 2 = u 2 + x 2 3 Χρησιµοποιώντας το συµβολισµό του ανάστροφου, αυτό γράφεται x 2 = x T x. = x T x.

Ακρότατα πραγματικών συναρτήσεων

ΙΑΝΥΣΜΑΤΑ ΘΕΩΡΙΑ ΘΕΜΑΤΑ ΘΕΩΡΙΑΣ. Τι ονοµάζουµε διάνυσµα; αλφάβητου επιγραµµισµένα µε βέλος. για παράδειγµα, Τι ονοµάζουµε µέτρο διανύσµατος;

Εισαγωγή στην Τοπολογία

Τυπική µορφή συστήµατος 2 ας τάξης

1.1.3 t. t = t2 - t x2 - x1. x = x2 x

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: Ηµιαπλοί ακτύλιοι

ΤΟ ΟΛΟΚΛΗΡΩΜΑ ΕΙΣΑΓΩΓΗ

Transcript:

Το θεώρηµα Tor στις πολλές µεταβλητές Ο σκοπός αυτής της παραγράφου είναι η απόδειξη ενός θεωρήµατος τύπου Tor για συναρτήσεις πολλών µεταβλητών Το θεώρηµα για µια µεταβλητή θα είναι ειδική περίπτωση του γενικότερου αποτελέσµατος Σηµειώνουµε ότι στην πραγµατικότητα γνωρίζουµε ήδη µια µορφή του Tor για διαφορίσιµες συναρτήσεις πολλών µεταβλητών Πράγµατι αν f : ( ανοικτό στον είναι διαφορίσιµη στο και θέσουµε ( x = f ( x f ( Df ( ( x f x = f Df x x x και από τον ορισµό της τότε ( x διαφορισιµότητας έχουµε ότι = ( ες και την παράγραφο την σχετική x µε τον ορισµό της διαφορίσιµης συνάρτησης Έτσι το ανάπτυγµα Tor της f πρώτης τάξης γράφεται ως εξής: f h f h h µε = ( = ( = = και ( h ( x h x h h h = ( h h όπου έχουµε θέσει Θα αποδείξουµε ότι το ανάπτυγµα Tor δεύτερης τάξης έχει ως εξής: Αν η f : είναι της κλάσης C τότε µπορούµε να γράφουµε h f h f h h h h = = όπου ( = ( ( h h ( στο δεύτερο άθροισµα υπάρχουν h όροι Σηµειώνουµε ότι για την απόδειξη του θεωρήµατος όπως διατυπώνεται εδώ αρκεί η f να είναι της κλάσης C η υπόθεση ότι η f είναι της κλάσης C εξασφαλίζει µια πιο εύχρηστη µορφή του υπολοίπου Για να αποδείξουµε το παραπάνω αποτέλεσµα ( καθώς και τις µορφές του αναπτύγµατος Tor ανώτερης τάξης στηριζόµαστε στην αντίστοιχη θεωρία της µιας µεταβλητής Ουσιαστικά περιορίζουµε την f στην τοµή του µε την ευθεία ( t = t( x = th και εφαρµόζουµε στην συνάρτηση h( t = f ( th την θεωρία του αναπτύγµατος Tor µιας µεταβλητής Έστω ανοικτό f : Θεωρούµε ένα ευθύγραµµο τµήµα [ z w] x ( z w και ( t ( t tx t συνάρτηση της κλάσης ( z w και ( z w C Έστω ακόµη σ = η ευθεία που διέρχεται από τα x Παρατηρούµε ότι υπάρχουν t < και βέβαια σ [ ] = [ x] Περιορίζουµε την f στο [ z w ] και έστω h( t = f ( σ ( t t [ t t] [ ] σ f t t h= foσ t > ώστε σ ( t = z και σ ( t = w και

4 σ είναι βέβαια C διαφορίσιµη συνάρτηση η σ :[ ] C συνάρτηση ( Προφανώς [ ] [ t t ] Επειδή η : είναι h = fo t t Έπεται ότι µπορούµε να εφαρµόσουµε το θεώρηµα του Tor στην h µε κέντρο το h = f σ = f h = f σ = f x και Έτσι έχουµε: ( h ( ( ( '' h h t = h h ' t t t ( t t [ ] όπου!! t ( ( t = t h ( d! ( ολοκληρωτική µορφή του υπολοίπου = h t t t t! ( Έπεται ιδιαίτερα ότι: ( ( ( ξ ξ ( ( ( µορφή Lgrge του υπολοίπου h '' h h = h h ' (!! ( ( = h d h ( ξ ξ (! =! Έστω = ( x = ( x x και σ ( t σ ( t σ ( t σ ( t = ( t tx k k k k Ας υποθέσουµε για απλότητα ότι η f είναι της κλάσης ανάπτυγµα Tor της f στο δεύτερης τάξης = όπου C ( = Θα βρούµε το Έτσι έχουµε να υπολογίσουµε τις παραγώγους h '( h ''( και h ''' χρησιµοποιήσουµε τον κανόνα αλυσίδας για την συνάρτηση h foσ :[ ] Έτσι έχουµε: h '( t = σ ( t t = σ = dσ dt = = ξ Θα ( t ( x t [ ] (4 Άρα h '( = ( ( x 4(α = Χρησιµοποιώντας πάλι τον κανόνα αλυσίδας για τις συναρτήσεις t [ ] ( ( t x σ και παραγωγίζοντας την (4 υπολογίζουµε: dh' d h '' t t t x dt dt x σ = = = = ( x ( t d dt x σ = = ( x σ ( t t = = = σ = = dσ dt ( ( t ( x ( x σ x ( t ( x = = = Το τελευταίο άθροισµα έχει τυπικά όρους επειδή όµως έχουµε υποθέσει την συνέχεια των µερικών παραγώγων δεύτερης τάξης είναι ίσο µε h ''( t = ( σ ( t ( x ( σ ( t ( x ( x (5 = <

5 Είναι σαφές ότι το άθροισµα αυτό αναπτύσσεται σύµφωνα µε τη γνωστή αλγεβρική ταυτότητα z z z = z zz = zz = < = ( ( ( Ένα άθροισµα µε = όρους Έπεται ότι: h ''( = ( ( x ( ( x ( x (5α = < Πρέπει τώρα να έχει γίνει σαφές πως θα προχωρήσουµε Έτσι µε χρήση του κανόνα αλυσίδας και παραγωγίζοντας την (5 υπολογίζουµε: h '''( t = ( ( t ( x ( x ( xk k x x x σ (6 k= k Το άθροισµα έχει τυπικά όρους επειδή όµως έχουµε υποθέσει την συνέχεια των µερικών παραγώγων της f τρίτης τάξης αναπτύσσεται σύµφωνα µε την ταυτότητα! z z z z z z z z k k k= k k k!! = k k k k 6(α k ( = = Έπεται από την ( για = και από τις 4(α και 5(α ότι: h'' ( h = h( h '( ( ή f ( x = f ( ( ( x! ( ( x ( ( x ( x ( (7 = < Η ολοκληρωτική µορφή του υπολοίπου είναι: ( = h ( d = = ( (( x( x ( x ( xk k d 7(α k= k Η µορφή Lgrge του υπολοίπου είναι: ( = h ( ξ = ( ξ ( x ( x ( xk k 7(β όπου ξ!! x k= k σηµείο του ευθύγραµµου τµήµατος [ ] t [ ] Θέτουµε τώρα ( x ( = x δηλαδή ξ = ( t tx για κάποιο = Από την ολοκληρωτική µορφή του υπολοίπου και επειδή η ολοκληρούµενη συνάρτηση είναι συνεχής ως προς θα είναι φραγµένη στο [ ] από κάποια σταθερά Μ > Εποµένως ( x Μ x x xk k = Μ x x k= Μ x Εδώ χρησιµοποιήσαµε την ανισότητα: = x x x

6 καθώς και την ταυτότητα 6(α ( Η ανισότητα προκύπτει από την ανισότητα Cuch- κ = x x και ( του Schwrtz για τα διανύσµατα Έπεται ότι Συµπέρασµα: ( x Μ x x ( x x Τις ίδιες εκτιµήσεις βρίσκουµε και µε την χρήση της µορφής Lgrge του υπολοίπου Tor ( ες επίσης την παρατήρηση ( µετά το θεώρηµα Tor δηλ το θεώρηµα Εφαρµογή Έστω = β x = x σηµεία του ώστε x ξ = ( ξ x και f : = ανοικτό συνάρτηση της κλάσης και C Αποδείξτε ότι υπάρχει = ώστε: f ( x f ( β ( β ( x ( β ( β ( β ( x ( β ( x ( β ( β ( β [ ( ξ ( x ( ξ ( x ( β ( ξ ( x( β! ( ξ ( β ] Ο παραπάνω τύπος έπεται αµέσως από τους τύπους 7 και 7(β για = Σηµειώνουµε ότι επειδή = η h ξ υπολογίζεται σύµφωνα µε το ανάπτυγµα της z z z z z z z z ταυτότητας: = Επίσης σηµειώνουµε ότι για το υπόλοιπο Tor έχουµε (( x ( β ( = όπου (( x ( β = ( ( x ( β x β =! h ξ Παρατήρηση: Αν η f : είναι C συνάρτηση και Τότε η ολοκληρωτική µορφή του υπολοίπου Tor τάξης είναι ( x = ( (( x( x ( x d και η µορφή = Lgrge είναι ( x = ( ξ( x ( x όπου [ x ] = ξ Με την εισαγωγή κατάλληλου συµβολισµού για τα διαφορικά ανώτερης τάξης µιας συνάρτησης f : της κλάσης C το ανάπτυγµα Tor της f τάξης λαµβάνει µια ( πιο ευκολοµνηµόνευτη µορφή που µας απαλλάσσει από το να σκεφτόµαστε µε συντεταγµένες Έτσι ορίζουµε τις ακόλουθες συναρτήσεις D f = :

7 D f h = h h = h h D f ( ( h = ( h h ( = = D f ( ( h = ( h h h k= k k D f h = hk hk k k = k k Οι συναρτήσεις D f ( = ονοµάζονται διαφορικά ανώτερης τάξης της f στο Για παράδειγµα για = και = έχουµε: D f ( ( h h h = ( h ( h ( h z D f ( ( h h h = ( h ( h ( h z x z ( h h hh z D f ( ( h h h = ( h ( h ( h z z ( h h ( h h ( hh h h ( h h ( hh ( hh 6 ( h hh z z z z Με την βοήθεια των διαφορικών ανώτερης τάξης το πλήρες θεώρηµα Tor για πολλές µεταβλητές διατυπώνεται ( και αποδεικνύεται µε την µέθοδο που αναπτύξαµε πριν για = µε τον ακόλουθο τρόπο Θεώρηµα ( Tor Έστω συνάρτηση της κλάσης ( x C ( Αν x ( x ανοικτό µε [ x] και f : τότε υπάρχει c ώστε: f ( x = f ( D f ( ( x D f ( ( x D f ( ( x ( x!! ( x x = D f ( c( και είναι το υπόλοιπο x (! όπου Tor στο τάξης της f στην µορφή Lgrge D f h = h h Παρατηρήσεις: Η συνάρτηση h = h h αναπτύσσεται σύµφωνα µε την ταυτότητα k k k k k k

8 ( z z z = z z z ( k k k k k = Έτσι τυπικά µπορούµε να γράφουµε: ( h ( h = ( hk h k ( ες και τις ασκήσεις ( k k x = k k και ( αυτής της παραγράφου Αν ( x x και N τότε: = ( x x ( x x Πράγµατι θέτουµε = ( και x ( x x = Από την ανισότητα Cuch Schwrz έπεται ότι αν x τότε: ( x x x = x x x ( x x Με χρήση αυτού του ορίου αποδεικνύεται ότι Πράγµατι αν x = ( x x και ( ( x = x = τότε επειδή οι µερικές παράγωγοι τάξης της f είναι συνεχείς συναρτήσεις στο ( και άρα στο συµπαγές σύνολο [ x] είναι οµοιόµορφα φραγµένες Εποµένως υπάρχει Μ > ώστε Μ ( x = D f ( c( x x!! ( ( x Μ x x! x ( Η µοναδικότητα των συντελεστών του αναπτύγµατος Tor αποδεικνύεται κατά τρόπο ανάλογο µε την περίπτωση των συναρτήσεων µιας πραγµατικής µεταβλητής ( ες και τις ασκήσεις ( και (4 αυτής της παραγράφου 4 Έστω f : C διαφορίσιµη συνάρτηση Αν τότε µπορούµε πάλι όπως και στην µία µεταβλητή να σχηµατίσουµε την αντίστοιχη σειρά Tor της f µε κέντρο το δηλαδή τη σειρά f ( D f ( ( x D f ( ( x! f x για εκείνα τα x x για τα Η σειρά Tor της f συγκλίνει στο οποία ισχύει ( x = µε [ ] Παραδείγµατα: Να βρεθούν τα αναπτύγµατα Tor δεύτερης τάξης των f x = x και (β f ( x = x στο = ( συναρτήσεων: (α

9 Λύση Η συνάρτηση f ( x ( x ( x ( { } = είναι C διαφορίσιµη στο Αν τότε ( δες και εφαρµογή στην σελίδα 8 έχουµε f ( x = f ( ( x ( ( x ] = = ( x ( x Άρα = = όπου = = [ = ( = Επίσης f ( = Εποµένως f x x 4 x x Επειδή = = = = ( x x (( x ( x = = = ( x ( = = = x x ( x ( Τελικά βρίσκουµε x = f x = x x που ήταν αναµενόµενο καθώς η f είναι πολυωνυµική Για το παράδειγµα (β εργαζόµαστε αναλόγως Υπολογίστε το ανάπτυγµα Tor δεύτερης τάξης για την f ( x ( x κέντρο το ( β = ( D = Λύση Η f είναι C διαφορίσιµη στο ανοικτό = Παρατηρούµε ότι ( x = ( x = µε = ( x og( x og og = ( x ( x = ( x( x ( x og( x ( x og( x = ( x = ( x og( x ( Επίσης ( ( x ( x = όπως βέβαια ήταν αναµενόµενο = ( x ( x og( x = x Έπεται ότι f ( = ( = = og = ( = og( ( = = = = ( ( = = og =

( ( x ( ( x ( ( (! (( x ( = x ( [x x( ( ] (( x ( = x ( x x( (( x ( = (( x ( x x x( (( x ( όπου ( ( x x Συνεπώς f ( x = f ( ( ( ( ( Να αναπτυχθεί σε σειρά Tor µε κέντρο το ( η συνάρτηση ( x f x = e ( x Λύση Η f είναι βέβαια C διαφορίσιµη συνάρτηση x Πράγµατι = e = στο και k : k = Έπεται ότι αν ( h ( h h = = τότε x x Εποµένως = e = f ( x k D f ( ( h = ( h ( h = e h e h = e h h D f h h h h h e h h = = ( D f ( ( h = = e ( h h Εποµένως αν x = ( x ( και ( { } για κάθε = τότε f x = f D f x D f x D f x x!! ( x = D f ( c( x για κάποιο! όπου (( ( ( c x c = c c Άρα x x x e x!!! x f ( x = e = ( Επειδή η f ( t( x t [ ] είναι φραγµένη στο [ ] c c Μ > : e Μ για κάθε c = ( c c ( ( x c c Έπεται ότι e ( x c c ( x ( Μ!! ως συνεχής υπάρχει

Έτσι συµπεραίνουµε ότι ( x ( x = x e = x = x!! Σηµειώνουµε ότι η x f x = e x µπορεί να αναπτυχθεί σε σειρά Tor µε κέντρο το ( ευκολότερα χρησιµοποιώντας το ανάπτυγµα της z g( z = e z ( και την µοναδικότητα των συντελεστών της σειράς Tor Πράγµατι θέτουµε z = x και έχουµε Συνεπώς e ( x e z z z x x x =!! = z!! k Αποδείξτε την ταυτότητα: Ασκήσεις N N! k z z z = z z N k k!! k k k k= N [ Υπόδειξη: Για = έχουµε το γνωστό µας διώνυµο του Newto Προχωρήστε µε επαγωγή στο ] Έστω ανοικτό και f : συνάρτηση της κλάσης N N C Αποδείξτε ότι για το διαφορικό τάξης της f στο ( N ισχύει: Αν = ( τότε = h h h! k k k = h h h ( k k k k k!! k k k k= f D f h h h = = Έστω Ρ ( x πολυώνυµο βαθµού ( N Ρ( x = έπεται ότι το Ρ είναι ταυτοτικά µηδέν ( x ( x f Αποδείξτε ότι η σχέση Χρησιµοποιώντας το αποτέλεσµα αυτό αποδείξτε την µοναδικότητα των συντελεστών του αναπτύγµατος Tor για µια συνάρτηση δύο µεταβλητών 4Έστω ( x x ( x ( x x Ρ πολυώνυµο βαθµού Αποδείξτε ότι αν Ρ ( x x x = και x = x x τότε το πολυώνυµο είναι ταυτοτικά µηδέν Αποδείξτε τώρα την µοναδικότητα των συντελεστών του αναπτύγµατος Tor για µια συνάρτηση µεταβλητών x =