Kurs:Mathematik für Anwender/Teil I/57/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}{ 4 }

\renewcommand{\asieben}{ 3 }

\renewcommand{\aacht}{ 4 }

\renewcommand{\aneun}{ 3 }

\renewcommand{\azehn}{ 4 }

\renewcommand{\aelf}{ 4 }

\renewcommand{\azwoelf}{ 4 }

\renewcommand{\adreizehn}{ 4 }

\renewcommand{\avierzehn}{ 4 }

\renewcommand{\afuenfzehn}{ 3 }

\renewcommand{\asechzehn}{ 4 }

\renewcommand{\asiebzehn}{ 3 }

\renewcommand{\aachtzehn}{ 4 }

\renewcommand{\aneunzehn}{ 3 }

\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{Die \stichwort {Produktmenge} {} aus zwei Mengen $L$ und $M$.

}{Der \stichwort {Realteil} {} einer komplexen Zahl $z$.

}{Eine \stichwort {Cauchy-Folge} {} in $\R$.

}{Die \stichwort {eulersche Zahl} {} $e$.

}{Das \stichwort {untere Treppenintegral} {} zu einer unteren Treppenfunktion $s$ zu einer Funktion \maabbdisp {f} {I} {\R } {} auf einem beschränkten Intervall
\mavergleichskette
{\vergleichskette
{I }
{ \subseteq }{ \R }
{ }{ }
{ }{ }
{ }{ }
} {}{}{.}

}{Der \stichwort {Rang} {} einer linearen Abbildung \maabbdisp {\varphi} {V} {W } {} zwischen endlichdimensionalen $K$-Vektorräumen \mathkor {} {V} {und} {W} {.} }

}
{} {}




\inputaufgabegibtloesung
{3}
{

Formuliere die folgenden Sätze. \aufzaehlungdrei{Das \stichwort {Quetschkriterium} {} für reelle Folgen.}{Der Satz über die lineare Approximierbarkeit.}{Der Satz über die Lösungsmenge zu einem linearen Gleichungssystem in Dreiecksgestalt über einem Körper $K$.}

}
{} {}




\inputaufgabegibtloesung
{3}
{

Karl trinkt eine Flasche Bier \zusatzklammer {$0{,}5$ Liter} {} {} mit einem Alkoholgehalt von $5$ Prozent. $10$ Prozent des getrunkenen Alkohols werden von seinem Blut aufgenommen, wobei er fünf Liter Blut hat \zusatzklammer {diese Gesamtmenge wird durch die Aufnahme nicht verändert} {} {.} Wie viel Promille hat Karl, wenn er zuvor nüchtern war?

}
{} {}




\inputaufgabegibtloesung
{2}
{

Man gebe ein Beispiel für eine natürliche Zahl, die man als Summe von vier Quadraten darstellen kann, aber nicht als Summe von drei Quadraten.

}
{} {}




\inputaufgabegibtloesung
{2}
{

Berechne die Gaußklammer von
\mathl{ - { \frac{ 133 }{ 3 } } }{.}

}
{} {}




\inputaufgabegibtloesung
{4}
{

Zeige, dass für positive natürliche Zahlen
\mathl{a,n,k}{} die Beziehung
\mavergleichskettedisp
{\vergleichskette
{ a^{(n^k)} }
{ =} { \underbrace{ { \left( { \left( \ldots { \left( { \left( a^n \right) }^n \right) }^n \ldots \right) }^n \right) }^n }_{ k \text{ Potenzierungen} } }
{ } { }
{ } { }
{ } { }
} {}{}{} gilt.

}
{} {}




\inputaufgabegibtloesung
{3}
{

Bestimme die $x$-Koordinaten der Schnittpunkte der Graphen der beiden reellen Polynome
\mavergleichskettedisp
{\vergleichskette
{P }
{ =} {X^3+4X^2-7X+1 }
{ } { }
{ } { }
{ } { }
} {}{}{} und
\mavergleichskettedisp
{\vergleichskette
{Q }
{ =} {X^3-2X^2+5X+3 }
{ } { }
{ } { }
{ } { }
} {}{}{.}

}
{} {}




\inputaufgabegibtloesung
{4}
{

Es sei
\mavergleichskettedisp
{\vergleichskette
{P(x) }
{ =} { a_nx^n+a_{n-1}x^{n-1} + \cdots + a_2x^2+a_1x+a_0 }
{ } { }
{ } { }
{ } { }
} {}{}{} ein reelles Polynom mit
\mavergleichskette
{\vergleichskette
{a_n }
{ > }{0 }
{ }{ }
{ }{ }
{ }{ }
} {}{}{.} Man gebe in Abhängigkeit von den Koeffizienten
\mathl{a_0 , \ldots , a_n}{} eine Schranke $b$ derart an, dass
\mavergleichskettedisp
{\vergleichskette
{P(x) }
{ >} {0 }
{ } { }
{ } { }
{ } { }
} {}{}{} für alle
\mavergleichskette
{\vergleichskette
{x }
{ \geq }{ b }
{ }{ }
{ }{ }
{ }{ }
} {}{}{} gilt.

}
{} {}




\inputaufgabegibtloesung
{3}
{

Zu jeder natürlichen Zahl $k$ sei eine \definitionsverweis {Nullfolge}{}{} $y_k$ gegeben, das $n$-te Folgenglied der $k$-ten Folge sei mit $y_{kn}$ bezeichnet. Ist die Folge $z_n$, deren $n$-tes Folgenglied durch
\mavergleichskettedisp
{\vergleichskette
{z_n }
{ =} { \sum_{ k = 1 }^n y_{kn} }
{ } { }
{ } { }
{ } { }
} {}{}{} gegeben ist, ebenfalls eine Nullfolge?

}
{} {}




\inputaufgabegibtloesung
{4}
{

Beweise das Cauchy-Kriterium für \definitionsverweis {Reihen}{}{} reeller Zahlen.

}
{} {}




\inputaufgabegibtloesung
{4}
{

Das Heron-Verfahren berechnet zu jedem
\mavergleichskette
{\vergleichskette
{b }
{ \in }{\R_+ }
{ }{ }
{ }{ }
{ }{ }
} {}{}{} mit dem fest gewählten Startwert
\mavergleichskette
{\vergleichskette
{x_0 }
{ = }{1 }
{ }{ }
{ }{ }
{ }{ }
} {}{}{} eine von $b$ abhängige Folge
\mavergleichskette
{\vergleichskette
{x_n }
{ = }{ x_n(b) }
{ }{ }
{ }{ }
{ }{ }
} {}{}{.} Beschreibe explizit die Funktionen \maabbeledisp {x_n} { \R_+} {\R_+ } {b} { x_n(b) } {,} für
\mavergleichskette
{\vergleichskette
{n }
{ = }{1,2,3 }
{ }{ }
{ }{ }
{ }{ }
} {}{}{.}

}
{} {}




\inputaufgabegibtloesung
{4 (3+1)}
{

Es sei
\mavergleichskettedisp
{\vergleichskette
{P }
{ =} { { \frac{ 1 }{ 24 } } X^4 - { \frac{ 1 }{ 2 } } X^2+1 }
{ } { }
{ } { }
{ } { }
} {}{}{.} \aufzaehlungzwei {Bestimme die kleinste positive Nullstelle von $P$. } {Besteht ein Zusammenhang zwischen dieser Nullstelle und ${ \frac{ \pi }{ 2 } }$? }

}
{} {}




\inputaufgabegibtloesung
{4}
{

Bestimme die Koordinaten der beiden Schnittpunkte der Geraden $G$ und des Kreises $K$, wobei $G$ durch die Gleichung
\mavergleichskette
{\vergleichskette
{ y-3x+1 }
{ = }{ 0 }
{ }{ }
{ }{ }
{ }{ }
} {}{}{} und $K$ durch den Mittelpunkt $(-2,3)$ und den Radius $4$ gegeben ist.

}
{} {}




\inputaufgabegibtloesung
{4}
{

Beweise die \stichwort {Produktregel} {} für differenzierbare Funktionen mit Hilfe der linearen Approximierbarkeit.

}
{} {}




\inputaufgabegibtloesung
{3}
{

Bestimme den Flächeninhalt der Fläche, die oberhalb des Intervalls
\mathl{[3,7]}{} von der $x$-Achse und dem Graphen der Funktion
\mavergleichskettedisp
{\vergleichskette
{f(x) }
{ =} { { \frac{ 1 }{ x \ln x } } }
{ } { }
{ } { }
{ } { }
} {}{}{} eingeschlossen wird.

}
{} {}




\inputaufgabegibtloesung
{4}
{

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

}
{} {}




\inputaufgabegibtloesung
{3}
{

Bestimme die \definitionsverweis {Dimension}{}{} des von den Vektoren
\mathdisp {\begin{pmatrix} 1 \\1\\ 1\\0 \end{pmatrix} ,\, \begin{pmatrix} 1 \\1\\ 0\\1 \end{pmatrix} ,\, \begin{pmatrix} 1 \\0\\ 1\\1 \end{pmatrix} ,\, \begin{pmatrix} 0 \\1\\ 1\\1 \end{pmatrix}} { }
\definitionsverweis {erzeugten}{}{} \definitionsverweis {Untervektorraumes}{}{} des $\R^4$.

}
{} {}




\inputaufgabegibtloesung
{4}
{

Bestimme die \definitionsverweis {Determinante}{}{} von
\mathdisp {\begin{pmatrix} { \frac{ x^2-5 }{ x+3 } } & { \frac{ x^3-7 }{ 2x } } \\ { \frac{ x^2+1 }{ x^2-4x } } & { \frac{ 3x^2-x }{ x^2-3 } } \end{pmatrix}} { }
über dem Körper $\R(X)$.

}
{} {}




\inputaufgabegibtloesung
{3}
{

Es sei $K$ ein \definitionsverweis {Körper}{}{} und es sei $V$ ein \definitionsverweis {endlichdimensionaler}{}{} $K$-\definitionsverweis {Vektorraum}{}{.} Es sei \maabbdisp {\varphi} {V} {V } {} eine \definitionsverweis {lineare Abbildung}{}{.} Zeige, dass es dann nur endlich viele \definitionsverweis {Eigenwerte}{}{} zu $\varphi$ gibt.

}
{} {}