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Kurs:Analysis (Osnabrück 2013-2015)/Teil I/36/Klausur/latex

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%Daten zur Institution

%\input{Dozentdaten}

%\renewcommand{\fachbereich}{Fachbereich}

%\renewcommand{\dozent}{Prof. Dr. . }

%Klausurdaten

\renewcommand{\klausurgebiet}{ }

\renewcommand{\klausurtyp}{ }

\renewcommand{\klausurdatum}{. 20}

\klausurvorspann {\fachbereich} {\klausurdatum} {\dozent} {\klausurgebiet} {\klausurtyp}

%Daten für folgende Punktetabelle


\renewcommand{\aeins}{ 4 }

\renewcommand{\azwei}{ 4 }

\renewcommand{\adrei}{ 4 }

\renewcommand{\avier}{ 3 }

\renewcommand{\afuenf}{ 7 }

\renewcommand{\asechs}{ 8 }

\renewcommand{\asieben}{ 4 }

\renewcommand{\aacht}{ 5 }

\renewcommand{\aneun}{ 4 }

\renewcommand{\azehn}{ 4 }

\renewcommand{\aelf}{ 4 }

\renewcommand{\azwoelf}{ 2 }

\renewcommand{\adreizehn}{ 8 }

\renewcommand{\avierzehn}{ 3 }

\renewcommand{\afuenfzehn}{ 64 }

\renewcommand{\asechzehn}{ }

\renewcommand{\asiebzehn}{ }

\renewcommand{\aachtzehn}{ }

\renewcommand{\aneunzehn}{ }

\renewcommand{\azwanzig}{ }

\renewcommand{\aeinundzwanzig}{ }

\renewcommand{\azweiundzwanzig}{ }

\renewcommand{\adreiundzwanzig}{ }

\renewcommand{\avierundzwanzig}{ }

\renewcommand{\afuenfundzwanzig}{ }

\renewcommand{\asechsundzwanzig}{ }

\punktetabellevierzehn

\klausurnote

\newpage


\setcounter{section}{0}




\inputaufgabegibtloesung
{4}
{

Definiere die folgenden \zusatzklammer {kursiv gedruckten} {} {} Begriffe. \aufzaehlungacht{Eine \stichwort {Relation} {} zwischen den Mengen $X$ und $Y$.

}{Der \stichwort {Betrag} {} eines Elementes $x$ in einem angeordneten Körper $K$.

}{Der \stichwort {Grad} {} eines Polynoms
\mathbed {P \in K[X]} {}
{P \neq 0} {}
{} {} {} {,} über einem Körper $K$.

}{Ein \stichwort {lokales Maximum} {} einer Funktion \maabbdisp {f} {D} {\R } {} \zusatzklammer {\mathlk{D \subseteq \R}{} eine Teilmenge} {} {} in einem Punkt
\mavergleichskette
{\vergleichskette
{x }
{ \in }{D }
{ }{ }
{ }{ }
{ }{ }
} {}{}{.}

}{Die \stichwort {Summierbarkeit} {} einer Familie
\mathbed {a_i} {}
{i \in I} {}
{} {} {} {,} komplexer Zahlen.

}{Die Zahl $\pi$ \zusatzklammer {gefragt ist nach der analytischen Definition} {} {.}

}{Die \stichwort {Taylor-Reihe} {} zu einer unendlich oft differenzierbaren Funktion \maabbdisp {f} {U} { {\mathbb K} } {} auf einer offenen Menge
\mathl{U \subseteq {\mathbb K}}{} in einem Punkt
\mathl{a \in U}{.}

}{Eine \stichwort {ortsunabhängige} {} \definitionsverweis {gewöhnliche Differentialgleichung}{}{}
\mathdisp {y'= f(t,y)} { . }
}

}
{} {}




\inputaufgabe
{4}
{

Formuliere die folgenden Sätze. \aufzaehlungvier{Der \stichwort {Satz über beschränkte Teilmengen} {} von $\R$.}{Der \stichwort {Satz über die Interpolation durch Polynome} {.}}{Der \stichwort {Satz über die stetige Fortsetzbarkeit} {} einer Funktion \maabbdisp {} {T} {{\mathbb K} } {,} wobei
\mathl{T \subseteq {\mathbb K}}{} eine Teilmenge ist.}{Der \stichwort {Mittelwertsatz der Integralrechnung} {.}}

}
{} {}




\inputaufgabegibtloesung
{4}
{

Es seien
\mathl{x,y}{} reelle Zahlen. Zeige, dass
\mavergleichskettedisp
{\vergleichskette
{ x- \left \lfloor x \right \rfloor }
{ =} { y- \left \lfloor y \right \rfloor }
{ } { }
{ } { }
{ } { }
} {}{}{} genau dann gilt, wenn es ein
\mathl{n \in \Z}{} mit
\mathl{y=x+n}{} gibt.

}
{} {}




\inputaufgabegibtloesung
{3}
{

Entscheide, ob die \definitionsverweis {reelle Folge}{}{}
\mavergleichskettedisp
{\vergleichskette
{ x_n }
{ =} { { \frac{ 5n^{ \frac{ 3 }{ 2 } } +4 n^{ \frac{ 4 }{ 3 } } +n }{ 7n^{ \frac{ 5 }{ 3 } } +6 n^{ \frac{ 3 }{ 2 } } } } }
{ } { }
{ } { }
{ } { }
} {}{}{} \zusatzklammer {mit
\mavergleichskettek
{\vergleichskettek
{ n }
{ \geq }{ 1 }
{ }{ }
{ }{ }
{ }{ }
} {}{}{}} {} {} in $\R$ \definitionsverweis {konvergiert}{}{} und bestimme gegebenenfalls den \definitionsverweis {Grenzwert}{}{.}

}
{} {}




\inputaufgabegibtloesung
{7}
{

Beweise das Folgenkriterium für die Stetigkeit einer Funktion \maabb {f} {\R} {\R } {} in einem Punkt
\mavergleichskette
{\vergleichskette
{ x }
{ \in }{ \R }
{ }{ }
{ }{ }
{ }{ }
} {}{}{.}

}
{} {}




\inputaufgabegibtloesung
{8}
{

Zeige, dass es stetige Funktionen \maabbdisp {f,g} {\R_{\geq 0}} {\R } {,} mit
\mavergleichskette
{\vergleichskette
{ fg }
{ = }{ 0 }
{ }{ }
{ }{ }
{ }{ }
} {}{}{} derart gibt, dass für alle
\mavergleichskette
{\vergleichskette
{ \delta }
{ > }{ 0 }
{ }{ }
{ }{ }
{ }{ }
} {}{}{} weder
\mathl{f {{|}}_{[0, \delta]}}{} noch
\mathl{g {{|}}_{[0, \delta]}}{} die Nullfunktion ist.

}
{} {}




\inputaufgabegibtloesung
{4}
{

Wir betrachten das Polynom
\mathdisp {f(x)= x^4 -x^3+5x+2 \in {\mathbb C}[X]} { . }
Bestimme die $x$-Koordinaten sämtlicher Schnittpunkte der Tangente an $f$ im Punkt $x=1$ mit dem Graphen von $f$.

}
{} {}




\inputaufgabegibtloesung
{5}
{

Wir betrachten die durch
\mathdisp {f(x) = \begin{cases}x \cdot \sin \frac{1}{x} \text{ für } x \neq 0\, , \\ 0 \text{ sonst} \, , \end{cases}} { }
definierte Funktion \maabbdisp {f} {\R} {\R } {.} Zeige, dass es zu jedem
\mathl{\lambda,\, - 1 \leq \lambda \leq 1}{,} eine Nullfolge
\mathl{{ \left( x_n \right) }_{n \in \N } \in \R_+}{} derart gibt, dass die Folge der Differenzenquotienten
\mathdisp {{ \frac{ f(x_n) -f(0) }{ x_n } }} { }
gegen $\lambda$ konvergiert.

}
{} {}




\inputaufgabegibtloesung
{4}
{

Bestimme für die Funktion \maabbeledisp {f} {\R} {\R } {x} { 2^x + { \left( { \frac{ 1 }{ 2 } } \right) }^x} {,} die Extrema.

}
{} {}




\inputaufgabegibtloesung
{4}
{

Bestimme das \definitionsverweis {Taylor-Polynom}{}{} der Funktion
\mavergleichskette
{\vergleichskette
{f(x) }
{ = }{ { \frac{ 1 }{ x } } }
{ }{ }
{ }{ }
{ }{ }
} {}{}{} im Entwicklungspunkt
\mavergleichskette
{\vergleichskette
{a }
{ = }{2 }
{ }{ }
{ }{ }
{ }{ }
} {}{}{} der Ordnung $4$.

}
{} {}




\inputaufgabegibtloesung
{4}
{

Die beiden lokalen Extrema der Funktion
\mavergleichskettedisp
{\vergleichskette
{f(x) }
{ =} { x^3 -6x^2 +9x+1 }
{ } { }
{ } { }
{ } { }
} {}{}{} definieren ein achsenparalleles Rechteck, das vom Funktionsgraphen in zwei Bereiche zerlegt wird. Bestimme deren Flächeninhalte.

}
{} {}




\inputaufgabegibtloesung
{2}
{

Berechne das bestimmte Integral zur Funktion \maabbeledisp {f} {\R} {\R } {x} {f(x) = 2x^3 +3e^x - \sin x } {,} über
\mathl{[-1,0]}{.}

}
{} {}




\inputaufgabegibtloesung
{8 (4+1+3)}
{

a) Bestimme die \definitionsverweis {reelle Partialbruchzerlegung}{}{} von
\mathdisp {{ \frac{ 4s }{ s^4-2s^2+1 } }} { . }

b) Bestimme eine \definitionsverweis {Stammfunktion}{}{} von
\mathdisp {{ \frac{ 4s }{ s^4-2s^2+1 } }} { . }

c) Bestimme eine Stammfunktion von
\mathdisp {{ \frac{ 1 }{ \sinh^{ 2 } t } }} { . }

}
{} {}




\inputaufgabe
{3}
{

Nach Satz 13.1

Nach dem Zwischenwertsatz


$5$ 


\mathdisp {} { }


\mavergleichskettedisp
{\vergleichskette
{y' }
{ <} { { \frac{ 2t }{ t^2+1 } } y }
{ <} {100 }
{ } { }
{ } { }
} {}{}{.}

}
{} {}


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