Kurs:Mathematik für Anwender/Teil I/22/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}{ 3 }

\renewcommand{\azwei}{ 3 }

\renewcommand{\adrei}{ 2 }

\renewcommand{\avier}{ 2 }

\renewcommand{\afuenf}{ 3 }

\renewcommand{\asechs}{ 4 }

\renewcommand{\asieben}{ 4 }

\renewcommand{\aacht}{ 4 }

\renewcommand{\aneun}{ 5 }

\renewcommand{\azehn}{ 3 }

\renewcommand{\aelf}{ 4 }

\renewcommand{\azwoelf}{ 5 }

\renewcommand{\adreizehn}{ 3 }

\renewcommand{\avierzehn}{ 3 }

\renewcommand{\afuenfzehn}{ 4 }

\renewcommand{\asechzehn}{ 2 }

\renewcommand{\asiebzehn}{ 3 }

\renewcommand{\aachtzehn}{ 3 }

\renewcommand{\aneunzehn}{ 4 }

\renewcommand{\azwanzig}{ 64 }

\renewcommand{\aeinundzwanzig}{ }

\renewcommand{\azweiundzwanzig}{ }

\renewcommand{\adreiundzwanzig}{ }

\renewcommand{\avierundzwanzig}{ }

\renewcommand{\afuenfundzwanzig}{ }

\renewcommand{\asechsundzwanzig}{ }

\punktetabelleneunzehn


\klausurnote

\newpage


\setcounter{section}{0}




\inputaufgabegibtloesung
{3}
{

Definiere die folgenden \zusatzklammer {kursiv gedruckten} {} {} Begriffe. \aufzaehlungsechs{Der \stichwort {Durchschnitt} {} von Mengen \mathkor {} {L} {und} {M} {.}

}{Die \stichwort {Konvergenz} {} einer reellen Folge
\mathl{{ \left( x_n \right) }_{n \in \N }}{} gegen $x$.

}{Der \stichwort {Logarithmus zur Basis} {}
\mathbed {b \in \R_+} {}
{b \neq 1} {}
{} {} {} {,} einer positiven reellen Zahl $x$.

}{Der \stichwort {Differenzenquotient} {} zu einer Funktion \maabb {f} {\R} {\R } {} in einem Punkt
\mavergleichskette
{\vergleichskette
{a }
{ \in }{\R }
{ }{ }
{ }{ }
{ }{ }
} {}{}{.}

}{Das \stichwort {bestimmte Integral} {} zu einer Riemann-integrierbaren Funktion \maabbdisp {f} {[a,b]} {\R } {.}

}{Eine \stichwort {Linearkombination} {} in einem $K$-\definitionsverweis {Vektorraum}{}{.} }

}
{} {}




\inputaufgabegibtloesung
{3}
{

Formuliere die folgenden Sätze. \aufzaehlungdrei{Der \stichwort {Satz über die stetige Umkehrfunktion} {.}}{Die \stichwort {Periodizätseigenschaften} {} für Sinus und Kosinus \zusatzklammer {ohne spezielle Werte} {} {.}}{Der Satz über lineare Abbildungen zwischen gleichdimensionalen Vektorräumen.}

}
{} {}




\inputaufgabegibtloesung
{2}
{

Erläutere das Prinzip \stichwort {Beweis durch Widerspruch} {.}

}
{} {}




\inputaufgabegibtloesung
{2}
{

Es sei $n$ eine natürliche Zahl. Wann ist die Zahl
\mathl{n^2-1}{} eine \definitionsverweis {Primzahl}{}{?}

}
{} {}




\inputaufgabegibtloesung
{3}
{

Heidi Gonzales beschließt, sich eine Woche lang ausschließlich von Heidelbeeren zu ernähren, und ihre Nahrungszufuhr gleichmäßig über ihre Wachzeit \zusatzklammer {16 Stunden pro Tag} {} {} zu verteilen. Ihr täglicher Kalorienbedarf liegt bei
\mathl{2000}{} kcal und $100$ Gramm Heidelbeeren enthalten $42$ kcal. Eine mittlere Heidelbeere wiegt $1,5$ Gramm. In welchem Abstand muss sie sich eine Heidelbeere einwerfen?

}
{} {}




\inputaufgabegibtloesung
{4}
{

Beweise durch Induktion, dass für
\mavergleichskette
{\vergleichskette
{n }
{ \geq }{10 }
{ }{ }
{ }{ }
{ }{ }
} {}{}{} die Abschätzung
\mavergleichskettedisp
{\vergleichskette
{3^n }
{ \geq} { n^4 }
{ } { }
{ } { }
{ } { }
} {}{}{} gilt.

}
{} {}




\inputaufgabegibtloesung
{4}
{

Man finde ein \definitionsverweis {Polynom}{}{} $f$ von minimalem Grad mit
\mathdisp {f(0)=0,\, f(1) =1,\, f(2) = 3,\, f(3) = 6} { . }

}
{} {}




\inputaufgabegibtloesung
{4}
{

Beweise das Quotientenkriterium für Reihen.

}
{} {}




\inputaufgabegibtloesung
{5}
{

Zeige, dass die Funktion \maabbdisp {f} {\R} {\R } {} mit
\mavergleichskettedisp
{\vergleichskette
{ f(x) }
{ =} { \begin{cases} x ,\, \text{ falls } x\in \Q \, , \\ 0,\, \text{ sonst} \, , \end{cases} }
{ } { }
{ } { }
{ } { }
} {}{}{} nur im Nullpunkt stetig ist.

}
{} {}




\inputaufgabegibtloesung
{3}
{

Gibt es eine reelle Zahl, die in ihrer vierten Potenz, vermindert um das Doppelte ihrer dritten Potenz, gleich dem Negativen der Quadratwurzel von $42$ ist?

}
{} {}




\inputaufgabegibtloesung
{4}
{

Es sei \maabbeledisp {f} {\R} { \R } {z} {f(z) } {,} eine Funktion, die die Funktionalgleichung
\mavergleichskettedisp
{\vergleichskette
{ f(z+w) }
{ =} { f(z) \cdot f(w) }
{ } { }
{ } { }
{ } { }
} {}{}{} für alle
\mathl{z,w \in \R}{} erfülle und die in
\mathl{0}{} differenzierbar sei. Zeige, dass dann $f$ in jedem Punkt differenzierbar ist und die Beziehung
\mavergleichskette
{\vergleichskette
{ f'(z) }
{ = }{ \lambda f(z) }
{ }{ }
{ }{ }
{ }{ }
} {}{}{} mit einem festen
\mathl{\lambda \in \R}{} gilt.

}
{} {}




\inputaufgabegibtloesung
{5}
{

Beweise den Satz über die Ableitung in einem Extremum.

}
{} {}




\inputaufgabegibtloesung
{3}
{

Bestimme das \definitionsverweis {Taylor-Polynom}{}{} der Ordnung $2$ zur \definitionsverweis {rationalen Funktion}{}{} \maabbeledisp {f} {\R} {\R } {x} { { \frac{ x }{ x^2+1 } } } {,} im Entwicklungspunkt $1$.

}
{} {}




\inputaufgabegibtloesung
{3}
{

Beweise den Satz über die Stammfunktion der Umkehrfunktion.

}
{} {}




\inputaufgabegibtloesung
{4}
{

Bestimme den Durchschnittswert der Quadratwurzel
\mathl{\sqrt{x}}{} für
\mavergleichskette
{\vergleichskette
{x }
{ \in }{ [1,4] }
{ }{ }
{ }{ }
{ }{ }
} {}{}{.} Vergleiche diesen Wert mit der Wurzel des arithmetischen Mittels von \mathkor {} {1} {und} {4} {} und mit dem arithmetischen Mittel der Wurzel von $1$ und der Wurzel von $4$.

}
{} {}




\inputaufgabegibtloesung
{2}
{

Bestimme die Punktrichtungsform für die durch die Gleichung
\mavergleichskettedisp
{\vergleichskette
{4x+7y }
{ =} {3 }
{ } { }
{ } { }
{ } { }
} {}{}{} im $\Q^ 2$ gegebene Gerade.

}
{} {}




\inputaufgabe
{3}
{

Es sei $K$ ein \definitionsverweis {Körper}{}{} und es seien \mathkor {} {V} {und} {W} {} \definitionsverweis {Vektorräume}{}{} über $K$ der \definitionsverweis {Dimension}{}{} \mathkor {} {n} {bzw.} {m} {.} Es sei \maabbdisp {\varphi} {V} {W } {} eine \definitionsverweis {lineare Abbildung}{}{,} die bezüglich zweier \definitionsverweis {Basen}{}{} durch die \definitionsverweis {Matrix}{}{}
\mavergleichskette
{\vergleichskette
{ M }
{ \in }{ \operatorname{Mat}_{ m \times n } (K) }
{ }{ }
{ }{ }
{ }{ }
} {}{}{} beschrieben werde. Zeige, dass
\mavergleichskettedisp
{\vergleichskette
{ \operatorname{rang} \, \varphi }
{ =} { \operatorname{rang} \, M }
{ } { }
{ } { }
{ } { }
} {}{}{} gilt.

}
{} {}




\inputaufgabe
{3}
{

Es sei $K$ ein \definitionsverweis {Körper}{}{} und sei
\mathdisp {\begin{pmatrix} a_1 \\\vdots\\ a_n \end{pmatrix} \in K^n} { }
ein von $0$ verschiedener Vektor. Man finde ein \definitionsverweis {lineares Gleichungssystem}{}{} in $n$ Variablen mit $n-1$ Gleichungen, dessen Lösungsraum genau
\mathdisp {{ \left\{ \lambda \begin{pmatrix} a_1 \\\vdots\\ a_n \end{pmatrix} \mid \lambda \in K \right\} }} { }
ist.

}
{} {}




\inputaufgabegibtloesung
{4}
{

Zeige, dass das charakteristische Polynom zu einer \definitionsverweis {linearen Abbildung}{}{} \maabb {\varphi} {V} {V } {} auf einem \definitionsverweis {endlichdimensionalen}{}{} $K$-\definitionsverweis {Vektorraum}{}{} $V$ wohldefiniert ist, also unabhängig von der gewählten \definitionsverweis {Basis}{}{.}

}
{} {}