Kurs:Mathematik für Anwender/Teil I/48/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}{ 3 }

\renewcommand{\afuenf}{ 2 }

\renewcommand{\asechs}{ 4 }

\renewcommand{\asieben}{ 1 }

\renewcommand{\aacht}{ 7 }

\renewcommand{\aneun}{ 3 }

\renewcommand{\azehn}{ 7 }

\renewcommand{\aelf}{ 6 }

\renewcommand{\azwoelf}{ 5 }

\renewcommand{\adreizehn}{ 4 }

\renewcommand{\avierzehn}{ 4 }

\renewcommand{\afuenfzehn}{ 3 }

\renewcommand{\asechzehn}{ 3 }

\renewcommand{\asiebzehn}{ 4 }

\renewcommand{\aachtzehn}{ 64 }

\renewcommand{\aneunzehn}{ }

\renewcommand{\azwanzig}{ }

\renewcommand{\aeinundzwanzig}{ }

\renewcommand{\azweiundzwanzig}{ }

\renewcommand{\adreiundzwanzig}{ }

\renewcommand{\avierundzwanzig}{ }

\renewcommand{\afuenfundzwanzig}{ }

\renewcommand{\asechsundzwanzig}{ }

\punktetabellesiebzehn

\klausurnote

\newpage


\setcounter{section}{0}




\inputaufgabegibtloesung
{3}
{

Definiere die folgenden \zusatzklammer {kursiv gedruckten} {} {} Begriffe. \aufzaehlungsechs{Eine \stichwort {Primzahl} {.}

}{Eine \stichwort {Teilfolge} {} einer Folge reeller Zahlen.

}{Eine \stichwort {gerade} {} Funktion \maabb {f} {\R} { \R } {.}

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

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

}{Eine \stichwort {Basis} {} eines $K$-\definitionsverweis {Vektorraums}{}{} $V$. }

}
{} {}




\inputaufgabegibtloesung
{3}
{

Formuliere die folgenden Sätze. \aufzaehlungdrei{Der Satz über die Konvergenz des Cauchy-Produktes.}{Der \stichwort {Mittelwertsatz der Integralrechnung} {.}}{Der Satz über die Beziehung zwischen Eigenschaften von linearen Abbildungen und Matrizen.}

}
{} {}




\inputaufgabegibtloesung
{2}
{

Finde einen möglichst einfachen aussagenlogischen Ausdruck, der die folgende tabellarisch dargestellte Wahrheitsfunktion ergibt. \wahrheitstabelledreieins{ } {\tabellenzeilevier {$ p $} {$ q $} {$ r $} {$? $} } {\tabellendoppelzeilevier {w} {w} {w} {w} {w} {w} {f} {f} } {\tabellendoppelzeilevier {w} {f} {w} {f} {w} {f} {f} {f} } {\tabellendoppelzeilevier {f} {w} {w} {f} {f} {w} {f} {f} } {\tabellendoppelzeilevier {f} {f} {w} {f} {f} {f} {f} {w} }

}
{} {}




\inputaufgabegibtloesung
{3}
{

Es sei \maabbdisp {\varphi} {L} {M } {} eine \definitionsverweis {injektive Abbildung}{}{.} Zeige, dass es eine Teilmenge
\mavergleichskette
{\vergleichskette
{T }
{ \subseteq }{M }
{ }{ }
{ }{ }
{ }{ }
} {}{}{} derart gibt, dass man $\varphi$ als Abbildung \maabbdisp {\varphi'} {L} {T } {} auffassen kann \zusatzklammer {$\varphi$ und $\varphi'$ unterscheiden sich nur hinsichtlich des Wertebereichs} {} {} und dass $\varphi'$ bijektiv ist.

}
{} {}




\inputaufgabegibtloesung
{2}
{

Wenn man alles Gold der Welt zusammennimmt, so erhält man einen Würfel, dessen Seitenlänge
\mathl{21,7}{} Meter beträgt. Dieser soll auf die Weltbevölkerung \zusatzklammer {$8$ Milliarden} {} {} gleichmäßig aufgeteilt und als Goldwürfel ausgeteilt werden. Welche Seitenlänge hat der Würfel, den jeder Mensch bekommt?

}
{} {}




\inputaufgabegibtloesung
{4}
{

Es seien
\mathl{x,y}{} rationale 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
{1}
{

Schreibe das Polynom
\mathdisp {X^4-1} { }
als Produkt von Linearfaktoren in ${\mathbb C}[X]$.

}
{} {}




\inputaufgabegibtloesung
{7}
{

Beweise den Satz über die Division mit Rest im Polynomring
\mathl{K[X]}{} über einem Körper $K$.

}
{} {}




\inputaufgabegibtloesung
{3}
{

Berechne von Hand die Approximationen $x_1,x_2,x_3$ im Heron-Verfahren für die Quadratwurzel von $5$ zum Startwert $x_0=2$.

}
{} {}




\inputaufgabegibtloesung
{7 (2+2+3)}
{

\aufzaehlungdrei{Man gebe ein Beispiel für reelle Folgen
\mathl{{ \left( x_n \right) }_{n \in \N }}{} und
\mathl{{ \left( y_n \right) }_{n \in \N }}{,}
\mavergleichskette
{\vergleichskette
{y_n }
{ \neq }{ 0 }
{ }{ }
{ }{ }
{ }{ }
} {}{}{,} derart, dass
\mathl{{ \frac{ x_n }{ y_n } }}{} gegen $1$ konvergiert, aber $x_n-y_n$ nicht konvergiert. }{Man gebe ein Beispiel für reelle Folgen
\mathl{{ \left( x_n \right) }_{n \in \N }}{} und
\mathl{{ \left( y_n \right) }_{n \in \N }}{,}
\mavergleichskette
{\vergleichskette
{y_n }
{ \neq }{ 0 }
{ }{ }
{ }{ }
{ }{ }
} {}{}{,} derart, dass $x_n-y_n$ gegen $0$ konvergiert, aber
\mathl{{ \frac{ x_n }{ y_n } }}{} nicht konvergiert. }{Es seien
\mathl{{ \left( x_n \right) }_{n \in \N }}{} und
\mathl{{ \left( y_n \right) }_{n \in \N }}{} reelle Folgen derart, dass $x_n-y_n$ gegen $0$ konvergiert. Es gebe ein
\mavergleichskette
{\vergleichskette
{a }
{ > }{0 }
{ }{ }
{ }{ }
{ }{ }
} {}{}{} mit
\mavergleichskettedisp
{\vergleichskette
{y_n }
{ \geq} {a }
{ } { }
{ } { }
{ } { }
} {}{}{} für alle $n$. Zeige, dass
\mathl{{ \frac{ x_n }{ y_n } }}{} gegen $1$ konvergiert. }

}
{} {}




\inputaufgabegibtloesung
{6}
{

Beweise den Zwischenwertsatz.

}
{} {}




\inputaufgabegibtloesung
{5}
{

Bestimme den \definitionsverweis {Grenzwert}{}{} der Funktion
\mavergleichskette
{\vergleichskette
{ f(x) }
{ = }{ { \left( \cos x \right) }^{1/x} }
{ }{ }
{ }{ }
{ }{ }
} {}{}{} für
\mathl{x \rightarrow 0}{} \zusatzklammer {
\mavergleichskettek
{\vergleichskettek
{x }
{ > }{0 }
{ }{ }
{ }{ }
{ }{ }
} {}{}{}} {} {.}

}
{} {}




\inputaufgabegibtloesung
{4}
{

Die Graphen der Sinusfunktion und der Kosinusfunktion überkreuzen sich mehrfach und begrenzen dabei Gebiete mit einem endlichen Flächeninhalt. Bestimme den Flächeninhalt eines solchen Gebietes.

}
{} {}




\inputaufgabegibtloesung
{4}
{

Wir betrachten die Quadratabbildung \maabbeledisp {\varphi} {K} {K } {x} {x^2 } {,} für verschiedene Körper $K$. \aufzaehlungdrei{Ist $\varphi$ linear für
\mavergleichskettedisp
{\vergleichskette
{K }
{ =} {\Q }
{ } { }
{ } { }
{ } { }
} {}{}{?} }{Ist $\varphi$ linear für
\mavergleichskettedisp
{\vergleichskette
{K }
{ =} { \Z/(2) }
{ } { }
{ } { }
{ } { }
} {}{}{,} dem Körper mit zwei Elementen. }{Es sei nun $K$ ein Körper, in dem
\mavergleichskette
{\vergleichskette
{2 }
{ = }{1+1 }
{ = }{0 }
{ }{ }
{ }{ }
} {}{}{} gelte, der mehr als zwei Elemente enthalte. Ist $\varphi$ linear? Ist $\varphi$ verträglich mit der Addition? }

}
{} {}




\inputaufgabegibtloesung
{3}
{

Berechne die \definitionsverweis {Determinante}{}{} der \definitionsverweis {Matrix}{}{}
\mathdisp {\begin{pmatrix} -2- { \mathrm i} & 3-4 { \mathrm i} & 2 { \mathrm i} \\ 0 & 6+7 { \mathrm i} & 4 \\3+3 { \mathrm i} & 4- 3 { \mathrm i} & -4- { \mathrm i} \end{pmatrix}} { . }

}
{} {}




\inputaufgabegibtloesung
{3}
{

Finde ganze Zahlen
\mathl{a,b,c,d,e,f}{} derart, dass die \definitionsverweis {Determinante}{}{} der \definitionsverweis {Matrix}{}{}
\mathdisp {\begin{pmatrix} 6 & 10 & 15 \\ a & b & c \\d & e & f \end{pmatrix}} { }
gleich $1$ ist.

}
{} {}




\inputaufgabegibtloesung
{4}
{

Es sei $V$ ein \definitionsverweis {endlichdimensionaler}{}{} $K$-\definitionsverweis {Vektorraum}{}{} und seien \maabb {\varphi, \psi} {V} {V } {} \definitionsverweis {lineare Abbildungen}{}{,} von denen die \definitionsverweis {charakteristischen Polynome}{}{} bekannt seien. Kann man daraus das charakteristische Polynom von $\varphi + \psi$ bestimmen?

}
{} {}