Kurs:Mathematik für Anwender/Teil I/33/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}{ 3 }

\renewcommand{\avier}{ 2 }

\renewcommand{\afuenf}{ 2 }

\renewcommand{\asechs}{ 2 }

\renewcommand{\asieben}{ 4 }

\renewcommand{\aacht}{ 4 }

\renewcommand{\aneun}{ 1 }

\renewcommand{\azehn}{ 4 }

\renewcommand{\aelf}{ 6 }

\renewcommand{\azwoelf}{ 4 }

\renewcommand{\adreizehn}{ 3 }

\renewcommand{\avierzehn}{ 6 }

\renewcommand{\afuenfzehn}{ 1 }

\renewcommand{\asechzehn}{ 4 }

\renewcommand{\asiebzehn}{ 4 }

\renewcommand{\aachtzehn}{ 3 }

\renewcommand{\aneunzehn}{ 5 }

\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{Eine \stichwort {Teilmenge} {} $T$ einer Menge $M$.

}{Die \stichwort {Gaußklammer} {} einer reellen Zahl $x$.

}{Eine \stichwort {streng fallende} {} Funktion \maabb {f} {\R} {\R } {.}

}{Das \stichwort {Taylor-Polynom vom Grad} {} $n$ zu einer $n$-mal differenzierbaren Funktion \maabbdisp {f} {\R} {\R } {} in einem Punkt $a \in \R$.

}{\stichwort {Äquivalente} {} \zusatzklammer {inhomogene} {} {} \definitionsverweis {lineare Gleichungssysteme}{}{} zur gleichen Variablenmenge über einem \definitionsverweis {Körper}{}{} $K$.

}{Die \stichwort {Determinante} {} einer $n \times n$-\definitionsverweis {Matrix}{}{} $M$. }

}
{} {}




\inputaufgabegibtloesung
{3}
{

Formuliere die folgenden Sätze. \aufzaehlungdrei{Der Satz über die Existenz der Primfaktorzerlegung.}{Der Satz über die Ableitung von Potenzfunktionen
\mathl{x \mapsto x^\alpha}{.}}{Der \stichwort {Determinantenmultiplikationssatz} {.}}

}
{} {}




\inputaufgabe
{3}
{

Nehmen Sie Stellung zur folgenden Aussage: \anfuehrung{Das Prinzip \anfuehrung{Beweis durch Widerspruch}{} ist offenbar absurd. Wenn man alles annehmen darf, so kann man immer einen Widerspruch erzielen und somit alles beweisen}{.}

}
{} {}




\inputaufgabegibtloesung
{2}
{

Berechne
\mathdisp {0{,}00000029 \cdot 0{,}00000000037} { . }
Das Ergebnis soll in einer entsprechenden Form angegeben werden.

}
{} {}




\inputaufgabegibtloesung
{2}
{

Zeige
\mavergleichskettedisp
{\vergleichskette
{\sum_{k = 1}^n { \frac{ 1 }{ k(k+1) } } }
{ =} { { \frac{ n }{ n+1 } } }
{ } { }
{ } { }
{ } { }
} {}{}{.}

}
{} {}




\inputaufgabegibtloesung
{2}
{

Berechne
\mathdisp {(x+ { \mathrm i} y)^n} { . }

}
{} {}




\inputaufgabegibtloesung
{4}
{

Bestimme das Polynom
\mavergleichskette
{\vergleichskette
{P }
{ \in }{ {\mathbb C} [X] }
{ }{ }
{ }{ }
{ }{ }
} {}{}{} kleinsten Grades, das an der Stelle
\mathl{3-8 { \mathrm i}}{} den Wert
\mathl{5-6 { \mathrm i}}{} und an der Stelle
\mathl{2-7 { \mathrm i}}{} den Wert
\mathl{4-3 { \mathrm i}}{} besitzt.

}
{} {}




\inputaufgabegibtloesung
{4}
{

Formuliere und beweise die \stichwort {Lösungsformel für eine quadratische Gleichung} {}
\mavergleichskettedisp
{\vergleichskette
{ ax^2+bx+c }
{ =} {0 }
{ } { }
{ } { }
{ } { }
} {}{}{} mit
\mathbed {a,b,c \in \R} {}
{a \neq 0} {}
{} {} {} {.}

}
{} {}




\inputaufgabegibtloesung
{1}
{

Bestimme den Exponenten, die Potenz und die Basis im Ausdruck
\mathdisp {{ \left( { \frac{ 3 }{ 2 } } \right) }^\pi} { . }

}
{} {}




\inputaufgabegibtloesung
{4}
{

Beweise das Quotientenkriterium für Reihen.

}
{} {}




\inputaufgabegibtloesung
{6}
{

Wir betrachten ein normiertes Polynom vom Grad $4$,
\mavergleichskettedisp
{\vergleichskette
{F(x) }
{ =} { x^4+rx^3+sx^2+tx+u }
{ } { }
{ } { }
{ } { }
} {}{}{} mit
\mavergleichskette
{\vergleichskette
{r,s,t,u }
{ \in }{\R }
{ }{ }
{ }{ }
{ }{ }
} {}{}{.} Zeige, dass es Zahlen
\mavergleichskette
{\vergleichskette
{a,b,c,d }
{ \in }{\R }
{ }{ }
{ }{ }
{ }{ }
} {}{}{} mit
\mavergleichskettedisp
{\vergleichskette
{F(x) }
{ =} { (x-a)^2(x-b)^2 +cx+d }
{ } { }
{ } { }
{ } { }
} {}{}{} gibt.

}
{} {}




\inputaufgabegibtloesung
{4}
{

Beweise die \stichwort {Kettenregel} {} für differenzierbare Funktionen.

}
{} {}




\inputaufgabegibtloesung
{3}
{

Bestimme das \definitionsverweis {Taylor-Polynom}{}{} vom Grad $3$ der Funktion \maabbeledisp {} {\R} {\R } {x} { \sin x \cos x } {,} im Entwicklungspunkt $\pi$.

}
{} {}




\inputaufgabegibtloesung
{6}
{

Für ein Mathematikbuch soll der Graph der Exponentialfunktion über dem Intervall
\mathl{[-5,3]}{} maßstabsgetreu in cm gezeichnet werden, wobei der Fehler maximal
\mathl{0,001}{} cm sein darf. Es steht nur ein Zeichenprogramm zur Verfügung, das lediglich Polynom zeichnen kann. Welches Polynom kann man nehmen?

}
{} {}




\inputaufgabegibtloesung
{1}
{

Bestimme eine \definitionsverweis {Stammfunktion}{}{} für die \definitionsverweis {Funktion}{}{}
\mathdisp {{ \frac{ 6x^5+25x^4-4x^3-18x^2+4x+8 }{ x^6+5x^5-x^4-6x^3+2x^2+8x+1 } }} { . }

}
{} {}




\inputaufgabegibtloesung
{4}
{

Löse das \definitionsverweis {inhomogene Gleichungssystem}{}{}
\mathdisp {\begin{matrix} 5 x & +2 y & + z & -7 w & = & 3 \\ 6 x & + y & +2 z & \, \, \, \, \, \, \, \, & = & 1 \\ x & + y & \, \, \, \, - z & \, \, \, \, \, \, \, \, & = & 0 \\ 3 x & +5 y & -7 z & +14 w & = & 1 \, . \end{matrix}} { }

}
{} {}




\inputaufgabegibtloesung
{4}
{

Bestimme die $2 \times 2$-\definitionsverweis {Matrizen}{}{} über $\R$ der Form
\mavergleichskettedisp
{\vergleichskette
{M }
{ =} { \begin{pmatrix} a & b \\ 0 & d \end{pmatrix} }
{ } { }
{ } { }
{ } { }
} {}{}{} mit
\mavergleichskettedisp
{\vergleichskette
{M^2 +3M -4 E_2 }
{ =} {0 }
{ } { }
{ } { }
{ } { }
} {}{}{.}

}
{} {}




\inputaufgabegibtloesung
{3}
{

Bestimme, ob die beiden Matrizen
\mathdisp {M = \begin{pmatrix} 0 & 1 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 0 & 1 \\ 0 & 0 & 0 & 0 \end{pmatrix} \text{ und } N= \begin{pmatrix} 0 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 1 & 0 \\ 0 & 0 & 0 & 1 \\ 0 & 0 & 0 & 0 \end{pmatrix}} { }
zueinander \definitionsverweis {ähnlich}{}{} sind.

}
{} {}




\inputaufgabegibtloesung
{5}
{

Bestimme die Eigenwerte und die Eigenräume der durch die Matrix
\mathdisp {M= \begin{pmatrix} 4 & 0 & 3 \\ 0 & -1 & 0 \\2 & 0 & 3 \end{pmatrix}} { }
gegebenen linearen Abbildung \maabbeledisp {\varphi} {\R^3} {\R^3 } {v} {Mv } {.}

}
{} {}