Numerieke Analyse. Prof. Dr. Guido Vanden Berghe
|
|
- Anke Dijkstra
- 5 jaren geleden
- Aantal bezoeken:
Transcriptie
1 Numerieke Anlyse Prof. Dr. Guido Vnden Berghe
2 Chpter 6 Benderingstheorie Doelstelling In dit hoofdstuk zullen de benderingen vn functies n bod komen, die niet steunen op het principe vn interpoltie. In eerste instntie zullen de zogenmde kleinste kwdrten npssingen, zowel discreet ls continu, in detil besproken worden. Vermits zl blijken dt het continue gevl slechts degelijk kn behndeld worden m.b.v. orthogonle functies en veeltermen zl een belngrijk deel vn dit hoofdstuk gewijd zijn n de studie vn die functies en hun toepssingen bij het numeriek rekenen. In de ltste prgrf zl ook ndcht besteed worden n rtionle benderingstechnieken en n de Pdé bendering in het bijzonder. De studie vn de benderingstheorie omvt twee lgemene types vn problemen. Eén probleem treedt op wnneer een functie expliciet gegeven wordt, mr wnneer het wenselijk is een eenvoudiger type functie te vinden, zols bijvoorbeeld een veelterm, die kn gebruikt worden om benderde wrden vn de gegeven functie te beplen. Het tweede probleem in de benderingstheorie is te situeren bij het npssen vn functies n gegeven wrden en het vinden vn de beste functie in een gegeven klsse die kn gebruikt worden om de gegevens voor te stellen. Beide problemen werden in hoofdstuk 5 reeds ngerkt. De Lgrnge interpoltieveelterm en de ndere vormen voor die veelterm werden ingevoerd hetzij ls benderingen voor functies, hetzij ls fit voor beplde gegevens. De kubische splines en de Hermite polynomen kunnen ook ntwoorden geven voor bovenstnde problemen. In dit hoofdstuk zullen ndere technieken voor de bendering vn functies n de orde komen. 6.1 De Tylorveelterm Hier wensen we de bruikbrheid vn de Tylorreeks ls middel voor functiebendering te illustreren. Tylor s theorem is bruikbr voor functies die een zeker ntl continue fgeleiden bezitten. Voor functies wrvoor het Tylor theorem vn 1
3 toepssing is, mg men de mogelijkheid om deze voor te stellen m.b.v. de Tylorveelterm niet over het hoofd zien. Lt ons even herinneren dt, wnneer f een functie is met een continue (n+1) de fgeleide over een intervl (c δ, c + δ), deze functie kn geschreven worden ls f(x) = p n (x) + E n (x), (6.1) wrbij p n een veelterm is met grd kleiner dn of gelijk n n en E n de sluitterm of restterm voorstelt. Deze worden gegeven door en p n (x) = 1 k! f (k) (c)(x c) k (6.2) x E n (x) = 1 (x t) n f (n+1) (t)dt n! c 1 = (n + 1)! f (n+1) (ξ x )(x c) n+1 ξ x c < δ. (6.3) Een belngrijk specil gevl treedt op wnneer c = 0 wordt; dn spreken we vn een Mclurinreeks. zols Door Tylor s theorem bekomen we Tylorreeksen voor vele belngrijke functies cos x = ( 1) k x2k (2k)! ( < x < ) (6.4) 1 x = ( 1) k (x 1) k (0 < x < 2). (6.5) De reeksen, die in deze voorbeelden optreden zijn mchtreeksen. Volgend theorem geeft n wnneer deze mchtreeksen convergeren en hoe ze in de prktijk bij numeriek werk kunnen ngewend worden. We geven enkel de verwoording vn de theorem s en gn niet in op de bewijzen. Theorem Voor elke mchtreeks k (x c) k bestt er een getl r in het intervl [0, ] zo dt de reeks convergeert voor x c < r en divergeert voor x c > r. 2
4 Het getl r (dit kn zijn) wordt de convergentiestrl vn de reeks genoemd. Ze kn zeer vk berekend worden door de zgn. verhoudingstest, d.w.z. ls lim A n+1/a n < 1 n dn convergeert A k. Gebruik deze test ls oefening om n te tonen dt de cosinusreeks (6.4) convergeert voor lle reële x-wrden. Als drenboven lim A n+1/a n > 1 n dn divergeert A k. Gebruik dit feit tezmen met het voorgnde om ls oefening de convergentiestrl vn (6.5) te beplen. Hieruit blijkt dt de convergentiestrl voor de cosinusontwikkeling (6.4) is, terwijl deze voor de reeks (6.5) +1 is. Voor het gebruik vn Tylorreeksen in numerieke toepssingen is volgend theorem vn belng. Theorem Weze r de convergentiestrl vn k (x c) k dn definieert f(x) = k (x c) k een functie die continu fleidbr is in het intervl x c < r. Bovendien is f (x) = k k (x c) k 1. k=1 Deze reeks bezit ook een convergentiestrl r. Als bovendien b c < r en x c < r dn wordt x b f(t)dt bekomen door de termsgewijze integrtie vn de f-reeks. De resulterende reeks heeft ook een convergentiestrl r. Bovenstnde smenvttend kunnen we vooropstellen dt we een mchtreeks termsgewijs kunnen fleiden en integreren binnen zijn convergentieintervl. 3
5 Voorbeeld We beschouwen de trnscendente functie, de sinusintegrl, gedefinieerd ls Si(x) = x 0 sin t dt. t Bepl een bendering voor deze integrl. Oplossing Steunend op bovenstnde theorem s kunnen we ls volgt te werk gn. x 0 sin t = sin t t = sin t dt = t Si(x) = ( 1) k t 2k+1 (2k + 1)! ( 1) k t 2k (2k + 1)! ( 1) k 1 x t 2k dt (2k + 1)! 0 ( 1) k x 2k+1 (2k + 1)!(2k + 1) De bekomen reeks voor Si(x) convergeert snel voor kleine wrden vn x. 6.2 Discrete kleinste kwdrtennpssing Veronderstel dt er experimenteel in een gebied tussen x 0 en x n een reeks meetresultten y i (i = 0,..., n) met een zekere meetfout bekend zijn. De methoden, besproken bij de interpoltietheorie, (hoofdstuk 5) veronderstellen dt de geconstrueerde benderingsvormen in de punten x i smenvllen met de y i. Wnneer de gegevens met meetfouten behept zijn, is het wenselijker te zoeken nr een eenvoudiger wetmtigheid welke zo dicht mogelijk de meetresultten weergeeft. Het probleem vn discrete kleinste kwdrten bestt erin een lineire combintie te vinden vn voorgeschreven lineir onfhnkelijke functies g 0,..., g m, wier wrden in de punten x i de gegeven wrden y 0,..., y n zo goed mogelijk benderen. In veel prktische toepssingen kiest men ls functies g k respectievelijk x k. In dergelijke omstndigheden wordt de verzmeling gegevens {(x i, y i ) i = 0, 1,..., n} benderd door een veelterm p m (x) = m k x k vn grd m < n en wordt ls criterium vooropgesteld dt de grootheid (y i p m (x i )) 2 (6.6) 4
6 miniml zou zijn. Definiëren we S( 0,..., m ) = (y i 0 1 x i... m x m i ) 2 dn is het voorgestelde criterium ls volgt te vertolken S 0 = 0, S 1 = 0,..., S m = 0, of (y i 0 1 x i... m x m i )x j i = 0 (j = 0, 1,..., m) of n 0 x j i + 1 n x j+1 i m n x j+m i = x j i y i (6.7) (j = 0, 1,..., m). Dit is een stelsel vn m+1 lineire vergelijkingen in m+1 onbekenden, de zgn. norml vergelijkingen. De coëfficiëntenmtrix is ls volgt te noteren : D m = s 0 s 1... s m s 1 s 2... s m+1.. s m s m+1... s 2m met s j = x j i. Wnneer de determinnt vn D m verschillend is vn nul dn is het stelsel (6.7) een stelsel vn Crmer en beplt het 0, 1,..., m éénduidig. Theorem Bewijs De mtrix D m is symmetrisch en positief definiet. Bij constructie is de mtrix D m symmetrisch. Drenboven is het gemkkelijk te verifiëren dt D m = V T V met V de volgende (n + 1) (m + 1) mtrix 1 x 0 x x m 0 1 x 1 x 2 V = 1... x m x n x 2 n... x m n 5
7 Hieruit volgt dt voor een willekeurige (m + 1)-dimensionle vector D, = T D = T V T V = (V ) T (V ) = V, V Het in-produkt V, V 0. Het gelijk worden n nul vn het in-produkt impliceert V = 0. Vermits bij constructie de kolommen vn V lineir onfhnkelijk zijn impliceert V = 0 utomtisch = 0. D.w.z. dt V, V > 0 voor 0, wt het gestelde bewijst. Een symmetrische positief definiete mtrix kn geschreven worden ls een produkt vn een niet-singuliere beneden tringulire mtrix en zijn getrnsponeerde (zie prgrf 2.2.2). Dit betekent dt det(d m ) 0. Hieruit kunnen we besluiten dt er steeds m een stel coëfficiënten 0, 1,..., m bestt wrvoor k x k voldoet n het discrete kleinste kwdrten principe t.o.v. {(x i, y i ) i = 0, 1,..., n} met n > m. De discrete kleinste kwdrten methode zols hierboven geschetst, lt toe een globle vereffening uit te voeren, ngezien er nr de veelterm vn grd m gezocht wordt, die zich het best door lle experimentele punten legt. Drdoor wordt de correctie op elke ordint beïnvloed door lle gegeven meetpunten. Het soms niet zo geschikt zijn vn dergelijke werkwijze doet ons uitzien nr zgn. lokle vereffening vn de experimentele meetpunten. Hierbij wordt in een bscis x k wr een meting vn y gebeurd is, het meetresultt y k onderworpen n een correctie die slechts een gering ntl nburige ordinten in het gedrng brengt. De meeste vn deze vereffeningsvoorschriften steunen op de discrete kleinste kwdrten gedchte. Beschouwen we opnieuw een stel meetwrden {(x i, y i ) i = 0, 1,..., n} en stellen we voor de eenvoud equidistntie voor tussen de x i, i.e. x k+1 x k = x. Is x k een bscis niet te dicht bij de uiteinden gelegen, dn wensen we voor (x k, y k ) een correctie formule te construeren die p punten links en p punten rechts vn (x k, y k ) in het gedrng brengt. Beschouwen we ter illustrtie het meest eenvoudige voorbeeld in deze context, nl. de zgn. lineire lokle vereffening, wrbij we de veelterm p 1 (x) = x in cht nemen en rond x k één linkse nbuur x k 1 en één rechtse x k+1 in de berekening betrekken. Het discrete kleinste kwdrten voorschrift levert voor bovenstnd probleem het criterium : (y k x k 1 ) 2 + (y k 0 1 x k ) 2 + (y k x k+1 ) 2 moet minimum zijn. Dit criterium is vertlbr in onderstnd stelsel in de onbekenden 0 en 1 (y k 1 + y k + y k+1 ) (x k 1 + x k + x k+1 ) = 0 (x k 1 y k 1 + x k y k + x k+1 y k+1 ) 0 (x k 1 + x k + x k+1 ) (6.8) 1 (x 2 k 1 + x 2 k + x 2 k+1) = 0 6
8 Hieruit kunnen in principe 0 en 1 opgelost worden. In het gevl vn equidistntie tussen de meetpunten, volgt rechtstreeks uit de eerste reltie in (6.8) y k 1 + y k + y k+1 3 = x k = p 1 (x k ) wt ntoont dt de beschouwde lokle vereffening erin bestt elke y k te vervngen door (y k 1 + y k + y k+1 )/3 voor k = 1, 2,..., n 1. An de uiteinden kn dit evenwel niet gebeuren, wegens gebrek n een links nburig punt voor x 0 en een rechts nburig punt voor x n. Dit probleem lost men doorgns op door voor die punten respectievelijk gebruik te mken vn de rechte behorend bij (x 1, y 1 ) en (x n 1, y n 1 ) wrin men respectievelijk x = x 0 en x = x n substitueert. Als voorbeeld hiervn beschouwen we het puntentriplet (x 0, y 0 ), (x 1, y 1 ) en (x 2, y 2 ). Het stelsel (6.8) wordt in gevl vn equidistntie voor deze drie punten ls volgt herschreven. y 0 + y 1 + y 2 = x 1 (6.9) x 0 y 0 + x 1 y 1 + x 2 y 2 = 3 0 x (x x x 2 2). (6.10) Door de term in 0 te elimineren uit (6.9) en (6.10) resulteert er (x 0 x 1 )y 0 + (x 2 x 1 )y 2 = 1 (x 2 0 2x x 2 2) wt rekening houdend met de equidistntie te schrijven is ls wruit (y 2 y 0 ) x = 1 [(x 1 x) 2 2x (x 1 + x) 2 ] 1 = y 2 y 0 2 x. = 2 1 ( x) 2 Dit introducerend in (6.9) levert : 0 = (y 0 y 2 )x 0 2 x Hieruit volgt dn dt + 5y 0 + 2y 1 y 2 6. p 1 (x 0 ) = x 0 = (y 0 y 2 ) 2 x = 5y 0 + 2y 1 y 2 6 x 0 + 5y 0 + 2y 1 y y 2 y 0 2 x x 0 7
9 Op nloge wijze kn men n het ndere uiteinde vn de gegevenstbel steunend op het triplet (x n 2, y n 2 ), (x n 1, y n 1 ) en (x n, y n ) fleiden dt p 1 (x n ) = x n = y n 2 + 2y n 1 + 5y n 6. (6.11) De lokle vereffening met één pr dichtste nburen en een veelterm vn de eerste grd is dn ls volgt te verrichten in het gevl vn equidistntie vn de bscissen : nvngsformule : p 1 (x 0 ) = (5y 0 + 2y 1 y 2 )/6 centrle formule : p 1 (x k ) = (y k 1 + y k + y k+1 )/3 (k = 1, 2,..., n 1) eindformule : p 1 (x n ) = ( y n 2 + 2y n 1 + 5y n )/6. Opmerking Soms wordt i.p.v. voorgesteld: het criterium (6.6) het volgende meer lgemene lterntief w i (y i p m (x i )) 2, wrbij de w i gewichten zijn, die gegeven positieve getllen voorstellen. Het invoeren vn gewichten lt ons toe verschillende grden vn belngrijkheid te hechten n verschillende bscissen. In dit gevl kn men op nloge wijze een stelsel norml vergelijkingen fleiden. Stelsel (6.7) neemt dn ook de volgende lgemener vorm n: n 0 w i x j n i + 1 w i x j+1 n i m w i x j+m i = w i x j i y i (6.12) (j = 0, 1,..., m). Voorbeeld Gegeven de volgende wrden: x i y i w i Er wordt gevrgd voor de gegeven wrden de kwdrtische kleinste kwdrten npssing te construeren. 8
10 Oplossing De norml vergelijkingen voor dit probleem zijn w i + 1 w i x i + 2 w i x 2 i = w i x i + 1 w i x 2 i + 2 w i x 3 i = w i x 2 i + 1 w i x 3 i + 2 w i x 4 i = 6 w i y i 6 w i x i y i 6 w i x 2 i y i N uitvoering vn de sommen dient volgend stelsel opgelost te worden: = = = wrvn de oplossing luidt 0 = = = (6.13) 6.3 Continue kleinste kwdrten bendering De vorige prgrf behndelt de kleinste kwdrten npssing n een discrete verzmeling meetgegevens. Het ndere benderingsprobleem ngehld in de inleiding slt op de bendering vn functies. Veronderstel dt f C[, b] (d.w.z. we beschouwen de verzmeling functies die continu zijn in het gesloten intervl [, b]) en dt een veelterm p n (x) vn grd tenminste n, vereist is om de volgende uitdrukking te minimliseren : (f(x) p n (x)) 2 dx (6.14) met p n (x) = k x k. Definiëren we in nlogie met het discrete vrgstuk : E( 0, 1,..., n ) = ( n f(x) k x k) 2 dx dn wordt bovenstnd criterium vertolkt ls E = 0 voor j = 0, 1,..., n of j ( n f(x) k x k) x j dx = 0. 9
11 Dus om p n (x) éénduidig te beplen moet het volgende stelsel lineire vergelijkingen opgelost worden nr k (k = 0, 1,..., n) k x j+k dx = x j f(x)dx, j = 0, 1,..., n. Opnieuw krijgen die de nm norml vergelijkingen mee, en bovenstnd stelsel is een stelsel vn Crmer zols in het discrete vrgstuk. Vermits voor een willekeurige vector x < Ax, x > = = = = = A ij x i x j = i,j,0 ( b i+j+1 ) x i x j i,j=0 i + j + 1 i+j+1 x i x j i + j + 1 t i+j x i x j dt i,j,=0 (t i x i ) (t j x j )dt i j ( t i x i ) 2 dt > 0 volgt hieruit dt A positief definiet is, zodt det A 0 Dit stelsel is voorts herschrijfbr ls : Voorbeeld [ b j+k+1 j+k+1 ] k = x j f(x)dx, j = 0, 1,..., n. (6.15) j + k + 1 We beschouwen de (continue) kubische veelterm kleinste kwdrten bendering vn e x in het intervl [0, 1]. Uit bovenstnde theorie is gemkkelijk f te leiden dt de norml vergelijkingen kunnen genoteerd worden ls 1 1/2 1/3 1/4 1/2 1/3 1/4 1/5 1/3 1/4 1/5 1/6 1/4 1/5 1/6 1/7 De oplosssing vn dit stelsel is 0 = e, = e 1 1 e 2 6 2e. 1 = e 2 = e, 3 = e, wt resulteert in de volgende derde-grdsveelterm p 3 (x) = x x x
12 De optredende coëfficiëntenmtrix die voorkomt in het voorbeeld is een Hilbertmtrix. Vn dergelijke mtrices is bekend dt ze slecht geconditioneerd zijn. Numerieke resultten bekomen door gebruik te mken vn die mtrices zijn sterk gevoelig voor frondingsfouten en moeten ls onbetrouwbr beschouwd worden. Deze eigenschp wordt ongelukkig ook gedeeld met de norml vergelijkingen (6.15) voor willekeurige wrden vn en b. De grd vn slecht geconditioneerd zijn stijgt in het lgemeen met de orde vn de mtrix. Om hiern te verhelpen gt men meestl over op een ndere techniek om kleinste kwdrten benderingen te bekomen, voor f C[, b]. Hiertoe moeten wel enkele concepten geïntroduceerd worden. In de verdere nottie stelt Π n de verzmeling vn lle veeltermen voor vn grd kleiner dn of gelijk n n. Verder stellen φ 0,..., φ n functies voor die continu zijn en voldoen n de volgende eigenschppen : Definitie De functies φ 0,..., φ n zijn lineir onfhnkelijk in [, b] wrbij b > ls er uit c 0 φ 0 (x) + c 1 φ 1 (x) c n φ n (x) = 0 voor lle x [, b] volgt dt c 0 = c 1 =... = c n = 0. Anders worden de functies lineir fhnkelijk genoemd. Theorem Als φ j (x) voor elke j = 0, 1,..., n een veelterm is vn grd j dn zijn φ 0,..., φ n lineir onfhnkelijke functies in elk intervl [, b] met < b. Bewijs Veronderstel dt c 0,..., c n reële getllen zijn wrvoor c 0 φ 0 (x) + c 1 φ 1 (x) c n φ n (x) = 0 voor lle x [, b]. Vermits P (x) = c k φ k (x) verdwijnt in [, b] bezit P een oneindig ntl wortels. P (x) is een veelterm vn hoogstens n de grd die verdwijnt in meer dn n wortelpunten, d.w.z. de coëfficiënt vn elke mcht vn x verdwijnt. Vermits elke φ j exct vn j de grd is, impliceert dit dt c j = 0 voor elke j = 0, 1,..., n. Voorbeeld Weze φ 0 (x) = 2, φ 1 (x) = x 3, φ 2 (x) = x 2 + 2x + 7. Uit theorem volgt dt φ 0, φ 1 en φ 2 lineir onfhnkelijk zijn in het intervl [, b] ls b >. Veronderstel dt Q(x) = x + 2 x 2 een element uit Π 2 11
13 voorstelt dn kunnen we ntonen dt er constnten 0, 1, 2 bestn zo dt Q(x) = 0φ 0 (x) + 1φ 1 (x) + 2φ 2 (x). Inderdd 1 = 1 2 φ 0(x) x = φ 1 (x) + 3 = φ 1 (x) φ 0(x) x 2 = = φ 2 (x) 2x 7 = φ 2 (x) 2[φ 1 (x) φ 0(x)] 7 2 φ 0(x) wruit Q(x) = [ φ 0(x) ] [ + 1 φ1 (x) φ 0(x) ] [ + 2 φ2 (x) 2φ 1 (x) 13 2 φ 0(x) ] = [ ] 2 φ0 (x) + [ ]φ 1 (x) + 2 φ 2 (x). Dit voorbeeld illustreert een lgemener eigenschp, die ls volgt in een theorem kn verwoord wordt. Theorem Als φ 0, φ 1,..., φ n een verzmeling is vn onfhnkelijke veeltermen in Π n dn kn elke ndere veelterm in Π n eenduidig geschreven worden ls een lineire combintie vn φ 0, φ 1,..., φ n. (zonder bewijs) Definitie Een integreerbre functie w wordt een gewichtsfunctie in [, b] genoemd ls w(x) 0 voor x [, b], mr w(x) 0 in elk deelintervl vn [, b] (de gewichtsfunctie kn wel nul worden in enkele discrete punten vn het intervl [, b]). Het doel vn gewichtsfuncties bestt erin verschillende grden vn belngrijkheid toe te kennen n benderingsfouten in beplde gebieden vn het intervl. Veronderstel dt φ 0, φ 1,..., φ n lineir onfhnkelijke functies in [, b] zijn, dt w een gewichtsfunctie is in [, b] en dt voor f C[, b] een lineire combintie p(x) = k φ k (x) gezocht wordt die E( 0,..., n ) = w(x)[f(x) k φ k (x)] 2 dx (6.16) 12
14 minimliseert. Dit probleem reduceert zich in het bijzonder tot de situtie beschouwd n het begin vn deze prgrf, ls de gewichtsfunctie w(x) = 1 en φ k (x) = x k voor elke k = 0, 1,..., n. De norml vergelijkingen gessocieerd met (6.16) volgen uit 0 = E [ b = 2 w(x) f(x) j wt kn geschreven worden ls ] k φ k (x) φ j (x)dx, voor j = 0, 1,..., n, w(x)f(x)φ j (x)dx = k w(x)φ k (x)φ j (x)dx voor j = 0, 1,..., n. Veronderstel dt de functies φ 0, φ 1,..., φ n zo kunnen gekozen worden dt w(x)φ k (x)φ j (x)dx = { 0 ls j k γ k > 0 ls j = k. (6.17) Dn geldt voor elke j = 0, 1,..., n : w(x)f(x)φ j (x)dx = j w(x)[φ j (x)] 2 dx = j γ j en dus j = 1 w(x)f(x)φ j (x)dx. γ j De kleinste kwdrten benderingsmethode wordt ldus sterk vereenvoudigd wnneer de functies φ 0, φ 1,..., φ n zo gekozen worden dt ze voldoen n (6.17). Dergelijke functies worden orthogonle functies genoemd in het intervl [, b] t.o.v. de gewichtsfunctie w(x). Definitie {φ 0, φ 1,..., φ n } wordt een orthogonle verzmeling vn functies genoemd in het intervl [, b] t.o.v. de gewichtsfunctie w ls w(x)φ j (x)φ k (x)dx = { 0 ls j k γ k > 0 ls j = k. Als drenboven γ k = 1 voor elke k = 0, 1,..., n dn wordt de verzmeling orthonorml genoemd. Bovenstnde ideeën smenvoegend leidt tot : 13
15 Theorem Als {φ 0,..., φ n } een verzmeling orthogonle functies is in het intervl [, b] t.o.v. de gewichtsfunctie w dn is de kleinste kwdrten bendering vn f in [, b] t.o.v. de gewichtsfunctie w met p(x) = k φ k (x) k = Voorbeeld w(x)φ k (x)f(x)dx w(x)[φ k (x)] 2 dx = 1 w(x)φ k (x)f(x)dx. γ k Voor elk positief geheel getl n vormt de verzmeling functies I n = {φ 0, φ 1,..., φ 2n 1 } met φ 0 (x) = 1 2π φ k (x) = 1 π cos(kx) voor elke k = 1, 2,..., n en φ n+k (x) = 1 π sin(kx) voor elke k = 1, 2,..., n 1 een orthonorml stel functies in [ π, π] voor de gewichtsfunctie w(x) = 1. Als nu f C[ π, π], is de kleinste kwdrten npssing (ook trigonometrische veelterm genoemd) d.m.v. functies in I n gedefinieerd door S n (x) = met k = 2n 1 π π k φ k (x) f(x)φ k (x)dx voor elke k = 0, 1,..., 2n 1. De limiet vn S n wnneer n is de welbekende Fourier reeksontwikkeling vn f. Om de trigonometrische veelterm opgespnnen door I n te beplen die f(x) = x bendert voor π < x < π, dienen we te berekenen π 1 0 = x dx = 2 π 2π 2 xdx = π 2π 2π 0 2 π k = 1 π x cos(kx)dx = 2 π x cos(kx)dx = 2 π π π k 2 [( 1)k 1] π n+k = 1 π π π 0 voor k = 1, 2,..., n x sin(kx)dx = 0 voor elke k = 1, 2,..., n en
16 De trigonometrische veelterm opgespnnen door I n die x bendert is dus S n (x) = π π k=1 ( 1) k 1 k 2 cos(kx). 6.4 Orthogonle veeltermen Alhoewel orthogonle functies en veeltermen in het bijzonder ook behndeld zijn in de cursus nlyse behndelen we in deze prgrf enkele nuttige eigenschppen, die voor numerieke nlyse problemen vn uitzonderlijk belng zijn. Het volgende theorem, dt steunt op het zgn. Grm Schmidt proces, beschrijft hoe orthogonle veeltermen in [, b] t.o.v. de gewichtsfunctie w(x) geconstrueerd kunnen worden. Theorem De verzmeling veeltermen {φ 0, φ 1,..., φ n } gedefinieerd zols hieronder in [, b] t.o.v. de gewichtsfunctie w is orthogonl : φ 0 (x) = 1, φ 1 (x) = x B 1 voor elke x b wrbij B 1 = xw(x)[φ 0(x)] 2 dx w(x)[φ 0(x)] 2 dx, wnneer k 2 φ k (x) = (x B k )φ k 1 (x) C k φ k 2 (x) voor elke x b wrbij B k = xw(x)[φ k 1(x)] 2 dx w(x)[φ k 1(x)] 2 dx en C k = xw(x)φ k 1(x)φ k 2 (x)dx w(x)[φ k 2(x)] 2 dx. 15
17 Bewijs Elke φ k is vn de vorm 1.x k + lgere orde termen, zo dt lle noemers in B k en C k verschillend vn nul zijn. We zullen nu door inductie ntonen dt Voor k = 1 w(x)φ k (x)φ i (x)dx = 0 voor elke i < k. w(x)φ 1 (x)φ 0 (x)dx = = = w(x)(x B 1 )dx xw(x)dx B 1 w(x)dx [ xw(x)[φ 0 (x)] 2 dx xw(x)[φ 0(x)] 2 ] dx w(x)[φ w(x)[φ 0 (x)] 2 dx = 0. 0(x)] 2 dx Veronderstel dt het resultt wr is voor k = n 1 dn geldt voor k = n en i = n 1 w(x)φ n (x)φ n 1 (x)dx = = = w(x)[(x B n )φ n 1 (x) C n φ n 2 (x)]φ n 1 (x)dx w(x)(x B n )[φ n 1 (x)] 2 dx xw(x)[φ n 1 (x)] 2 dx B n w(x)[φ n 1 (x)] 2 dx = 0. Op nloge wijze kn ngetoond worden dt voor k = n en i = n 2 (trek dit zelf n ls oefening) w(x)φ n (x)φ n 2 (x)dx = 0. (6.18) Voor k = n en i < n 2 hebben we w(x)φ n (x)φ i (x)dx = = = w(x)[(x B n )φ n 1 (x) C n φ n 2 (x)]φ i (x)dx w(x)xφ n 1 (x)φ i (x)dx w(x)φ n 1 (x)[φ i+1 (x) + B i+1 φ i (x) + C i+1 φ i 1 (x)]dx = 0. 16
18 Theorem uit theorem lineir on- Voor elke n > 0 zijn de veeltermen φ 0,..., φ n fhnkelijk in [, b] en w(x)φ n (x)q k (x)dx = 0 voor elke veelterm Q k vn grd k < n. Bewijs Het is evident dt het eerste deel vn het bewijs rechtstreeks volgt uit theorem We geven hier echter een lterntief bewijs. Om n te tonen dt φ 0,..., φ n lineir onfhnkelijk zijn, veronderstel dt 0 = c 0 φ 0 (x) c n φ n (x) voor elke x [, b]. Voor elke k = 0, 1,..., n vermenigvuldig met w(x)φ k (x) om te bekomen Dn 0 = c j w(x)φ j (x)φ k (x). j=0 0 = c j w(x)φ j (x)φ k (x)dx = c k w(x)[φ k (x)] 2 dx j=0 wruit volgt c k = 0. Vermits dit wr is voor elke k = 0, 1,..., n volgt hieruit dt {φ 0,..., φ n } een verzmeling lineir onfhnkelijke functies is. Weze Q k (x) een veelterm vn grd k. Uit theorem volgt dt er getllen c 0,..., c k bestn zo dt Dus k Q k (x) = c j φ j (x). j=0 k w(x)q k (x)φ n (x)dx = c j w(x)φ j (x)φ n (x)dx = 0 j=0 vermits φ n orthogonl is t.o.v. φ j voor elke j = 0, 1,..., k (k < n). 17
19 Voorbeeld Eén vn de meest frequent optredende verzmelingen vn orthogonle veeltermen is deze vn de Legendre veeltermen, die orthogonl zijn in [ 1, 1] t.o.v. een gewichtsfunctie w(x) 1. De klssieke definitie vn de Legendre veeltermen vereist dt P n (1) = 1 voor elke n en een recursieve reltie kn gebruikt worden om de veeltermen met n 2 te genereren. Volgens theorem is : φ 0 (x) B 1 = xdx 1 1 dx = 0 φ 1 (x) = (x B 1 ) = x 1 1 B 2 = dx 1 1 x2 dx = 0 en C 2 = 1 1 x2 dx 1 1 dx = 1 3 en φ 2 (x) = (x B 2 )φ 1 (x) C 2 φ 0 (x) = (x 0)x = x Zo ook B 3 = 1 1 x(x2 1 3 )2 dx 1 1 (x2 1 3 )2 dx = 0 C 3 = 1 1 x.x.(x2 1 3 )dx 1 1 x2 dx = 8/45 2/3 = 4 15 en zo φ 3 (x) = (x B 3 )φ 2 (x) C 3 φ 1 (x) = x.(x ) 4 15 x = x3 3 5 x enz.... Wensen we de klssieke definitie te weerhouden (d.i. P n (1) = 1), dn leiden we gemkkelijk f P 0 (x) = φ 0 (x) = 1 P 1 (x) = φ 1 (x) = x P 2 (x) = 3 2 φ 2(x) = 1 2 (3x2 1) P 3 (x) = 5 2 φ 3(x) = 1 2 (5x3 3x) enz... wt in overeenstemming is met de lgemene definitie voor Legendre veeltermen : (formule vn Rodrigues) P n (x) = ( 1)n 2 n n! d n dx n [(1 x2 ) n ] n 1 en P 0 (x) 1. (6.19) 18
20 Merk wel op dt de op die wijze gedefinieerde Legendre veeltermen niet genormeerd zijn op één. Hun norm wordt gegeven door 1 1 P k (x)p l (x)dx = 2 2k + 1 δ kl. (6.20) Uit (6.19) en (6.20) kunnen we tevens de coëfficiënt vn x n in P n (x) beplen, i.e. 1 d n P n (x) = 2 n n! dx n (x2 1) n = 1 d n 2 n n! dx n (x2n nx 2n ) = (2n)! 2 n (n!) 2 xn... (6.21) wruit volgt dt de coëfficiënt vn x n gegeven wordt door (2n)! 2 n (n!) 2, (6.22) terwijl het uit bovenstnde bespreking evident is dt de coëfficiënt vn x n 1 nul is. Voorbeeld Een nder verzmeling orthogonle veeltermen, die we verder in dit hoofdstuk zullen nwenden, is de verzmeling vn de Chebyshev polynomen, {T n }. Zij kunnen uit theorem fgeleid worden in het intervl [ 1, 1] door gebruik te mken vn de gewichtsfunctie (1 x 2 ) 1/2. Wij zullen nu de Chebyshev veeltermen rechtstreeks fleiden, en ndien ntonen dt ze voldoen n de vereiste orthogonliteitsvoorwrden. Voor x [ 1, 1] definieer T n (x) = cos[n bgcos x] voor elke n 0. Voer de substitutie θ = bgcos x in, wrdoor bovenstnde vergelijking wordt T n (θ) = cos(nθ) met θ [0, π]. Er kn een recursiebetrekking fgeleid worden door vst te stellen dt T n+1 (θ) = cos((n + 1)θ) = cos(nθ) cos θ sin(nθ) sin θ T n 1 (θ) = cos((n 1)θ) = cos(nθ) cos θ + sin(nθ) sin θ 19
21 wruit T n+1 (θ) = 2 cos(nθ) cos θ T n 1 (θ). Dit terug uitgedrukt in termen vn de vernderlijke x leidt tot Vermits T n+1 (x) = 2xT n (x) T n 1 (x) voor elke 1 n. (6.23) T 0 (x) = cos(0. bgcos x) = 1 T 1 (x) = cos(1. bgcos x) = x volgen de overige Chebyshev veeltermen gemkkelijk uit (6.23), nl. T 2 (x) = 2xT 1 (x) T 0 (x) = 2x 2 1 T 3 (x) = 2xT 2 (x) T 1 (x) = 4x 3 3x T 4 (x) = 2xT 3 (x) T 2 (x) = 8x 4 8x 2 + 1, enz... Om nu de orthogonliteit vn de Chebyshev veeltermen n te tonen, beschouwen we 1 1 T n (x)t m (x) 1 x 2 dx = 1 1 cos(n bgcos x) cos(m bgcos x) 1 x 2 Door de substitutie θ = bgcos x herleidt zich dt tot dx 1 1 T n (x)t m (x) 1 x 2 dx = Veronderstel n m, dn is = 0 π π 0 cos(nθ) cos(mθ) sin θ cos(nθ) cos(mθ)dθ. ( sin θ)dθ cos(nθ) cos(mθ) = 1 [cos(n + m)θ + cos(n m)θ] 2 en 1 Evenzo π T n (x)t m (x)dx = 1 cos((n + m)θ)dθ + 1 cos((n m)θ)dθ 1 x [ ] π 1 = 2(n + m) sin((n + m)θ) + 1 sin((n m)θ) = 0. 2(n m) T 2 n(x) 1 x 2 dx = π T 2 0 (x) 1 x 2 dx = π 0 0 cos 2 (nθ)dθ = π 2 dθ = π. 20 π voor elke n 1 0 en
22 Orthogonle veeltermen bezitten veel interessnte eigenschppen, wrvn we er hier enkele expliciet vermelden en bewijzen. Theorem Als {φ 0, φ 1,..., φ n } een verzmeling orthogonle veeltermen is, gedefinieerd in [, b] t.o.v. de gewichtsfunctie w(x) en φ k is een veelterm vn grd k voor elke k = 0, 1,..., n dn bezit φ k k verschillende enkelvoudige wortels en deze wortels liggen in het intervl [, b]. Bewijs Vermits φ 0 een veelterm vn grd nul is, bestt er dus een constnte C 0 met φ 0 (x) = C. Dit impliceert dt voor k 1 0 = φ 0 (x)φ k (x)w(x)dx = C φ k (x)w(x)dx. Vermits w een gewichtsfunctie is, is w(x) 0 mr w(x) 0 in elk deelintervl vn [, b] (zie definitie 6.3.2). Bovenstnde betrekking impliceert dt φ k minstens éénml vn teken moet vernderen in [, b]. Veronderstel dt φ k precies j ml vn teken verndert in [, b] in de punten r 1, r 2,..., r j wrbij < r 1 < r 2... < r j < b en dt j < k. Zonder n de lgemeenheid vn het bewijs te schden kunnen we nnemen dt φ k (x) > 0 in [, r 1 [ ; uiterrd is φ k (x) < 0 in ]r 1, r 2 [,... en in het lgemeen bezit φ k een tegengesteld teken in elk vn de nliggende intervllen [, r 1 [, ]r 1, r 2 [,..., ]r j, b]. Definiëren we de j de grdsveelterm P ls j P (x) = (x r i )( 1) j. i=1 Bemerk dt het teken vn P (x) in overeenstemming is met het teken vn φ k (x) in elk vn de subintervllen [, r 1 [, ]r 1, r 2 [...]r j, b] wt leidt tot P (x)φ k (x) > 0 in elk vn deze intervllen. Vermits w(x) 0 in [, b], mr w(x) 0 in elk deelintervl vn [, b] impliceert dit dt P (x)φ k (x)w(x)dx > 0. (6.24) Vermits nu echter P (x) een veelterm is vn grd j < k, is P (x) te ontwikkelen ls een lineire combintie vn φ k (x) (k = 0,..., j), i.e. j P (x) = α i φ i (x). 21
23 Druit volgt dt j P (x)φ k (x)w(x)dx = α i φ i (x)φ k (x)w(x)dx = 0 wt in strijd is met (6.24). De enige veronderstelling gemkt in dit bewijs, is dt φ k precies j ml vn teken verndert in [, b] wrbij j < k ; uit bovenstnde strijdigheid moet fgeleid worden dt deze veronderstelling foutief is en dt φ k minstens k ml vn teken verndert in [, b]. Het middelwrdetheorem impliceert dt er een wortel bestt bij elke tekenverndering; d.w.z. φ k moet k verschillende enkelvoudige wortels bezitten in [, b]. Voor verder gebruik zullen we hier enkele prktische notties invoeren. Definitie Lt {φ k k 0} een orthogonle fmilie in [, b] t.o.v. de gewichtsfunctie w(x) zijn, dn definiëren we r n en s n ls volgt : φ n (x) = r n x n + s n x n (6.25) Aldus kunnen we schrijven dt φ n (x) = r n (x x 1 )(x x 2 )... (x x n ) = r n Ψ(x). (6.26) Hierin stellen de x i de wortels vn de orthogonle veelterm voor en is Ψ(x) de functie, geïntroduceerd in Opmerking Bovendien voeren we nog de volgende notties in : n = r n+1 r n (6.27) en γ n = w(x)φ n (x)φ n (x)dx > 0 (6.28) Theorem (Theorem over de recursiereltie) Weze {φ n } een orthogonle fmilie veeltermen t.o.v. w(x) dn is voor elke n 1 [, b] en gewichtsfunctie φ n+1 (x) = ( n x + b n )φ n (x) c n φ n 1 (x) (6.29) 22
24 met b n = n [ s n+1 r n+1 s n r n ] c n = r n+1r n 1 r 2 n (6.30) γ n γ n 1 (6.31) Bewijs Noteer vooreerst dt de recursiebetrekking (6.23) voor Chebyshev veeltermen een voorbeeld is vn (6.29). Om (6.29) f te leiden beschouwen we de volgende veelterm G(x) = φ n+1 (x) n xφ n (x) = r n+1 x n+1 + s n+1 x n +... r n+1 r n x(r n x n + s n x n ) = ( s n+1 r n+1s n r n ) x n (6.32) Het is duidelijk dt de grd(g) n. Uit theorem volgt G(x) = d n φ n (x) d 0 φ 0 (x) (6.33) wrbij d 0,..., d n een ngepste verzmeling constnten zijn. De optredende d i volgen uit d i = w(x)g(x)φ i(x)dx γ i = 1 [ w(x)φ n+1 (x)φ i (x)dx n w(x)xφ n (x)φ i (x)dx ]. γ i Uit de orthogonliteitseigenschppen volgt dt en w(x)φ n+1 (x)φ i (x)dx = 0 voor i n w(x)xφ n (x)φ i (x)dx = 0 voor i n 2 vermits de grd vn xφ i (x) n 1. Uit die beide resultten volgt dt d i = 0 voor 0 i n 2 en drdoor is G(x) = d n φ n (x) + d n 1 φ n 1 (x) 23
25 en φ n+1 (x) = ( n x + d n )φ n (x) + d n 1 φ n 1 (x) Hiermee is het bestn vn een drieterms recursiereltie ngetoond. Door de coëfficiënten vn x n in (6.32) en (6.33) n elkr gelijk te stellen vinden we dt r n d n = s n+1 r n+1s n r n, wruit onmiddellijk reltie (6.30) volgt. Anderszijds volgt uit bovenstnde redenering en uit (6.29) dt wruit d n 1 = n w(x)φ n (x)xφ n 1 (x)dx = c n, γ n 1 c n = r n+1 1 b w(x)φ n (x)xφ n 1 (x)dx. r n γ n 1 Vermits xφ n 1 (x) een veelterm is vn grd n is deze volgens theorem (6.3.2) te schrijven ls : xφ n 1 = f n φ n (x) + f n 1 φ n 1 (x) +..., met nog te beplen constnten f i. Uit het gelijkstellen vn de coëfficiënten vn x n in beide leden volgt dt f n = r n 1 r n. Als deze gegevens combinerend resulteert in de uitdrukking (6.31) voor c n. Voorbeeld Bepl de recursiereltie voor de Legendre veeltermen. Oplossing Uit voorbeeld volgen de wrden voor de coëfficiënten r n, s n en γ n, i.e. r n = (2n)! 2 n (n!) 2 s n = 0 en γ n = 2 2n
26 Dit betekent dt b n = 0, n = 2n + 1 n + 1 en c n = recursiereltie P n+1 (x) = 2n + 1 n + 1 xp n(x) n n + 1 P n 1(x) n, wt resulteert in de n + 1 Theorem Voor elke orthonormle verzmeling veeltermen {φ n } (d.i. γ n = 1) geldt (x y)φ n (x)φ n (y) = G n+1 (x, y) G n (x, y) (n 1), met x y en G n (x, y) = r n 1 [φ n (x)φ n 1 (y) φ n (y)φ n 1 (x)] r n Deze formule is ook geldig voor n = 0 mits er fgesproken wordt dt G 0 (x, y) = 0. Bewijs of Uit theorem volgt dt xφ n (x) = φ n+1(x) n b n n φ n (x) + c n n φ n 1 (x) xφ n (x)φ n (y) = φ n+1(x) φ n (y) b n φ n (x)φ n (y) + c n φ n 1 (x)φ n (y). n n n Evenzo krijgen we door verwisseling vn x en y yφ n (y)φ n (x) = φ n+1(y) φ n (x) b n φ n (y)φ n (x) + c n φ n 1 (y)φ n (x). n n n Wnneer we de ltste twee vergelijkingen lid n lid ftrekken en de optredende coëfficiënten lle uitdrukken in termen vn r k wrden verkrijgen we (x y)φ n (x)φ n (y) = r n r n+1 [φ n+1 (x)φ n (y) φ n+1 (y)φ n (x)] + r n 1 r n [φ n 1 (x)φ n (y) φ n 1 (y)φ n (x)], wt gezien de definitie vn G n (x, y) te noteren is ls (x y)φ n (x)φ n (y) = G n+1 (x, y) G n (x, y) 25
27 Voor het gevl n = 0 volgt enerzijds uit de definitie vn φ n (x) dt φ 0 (x)φ 0 (y) = r 2 0 en nderszijds uit de definitie vn G n (x) dt G 1 (x, y) = r 0 r 1 (φ 1 (x)φ 0 (y) φ 1 (y)φ 0 (x)). Dit ltste kn ook herschreven worden ls G 1 (x, y) = r 0 r 1 [(r 1 x + s 1 )r 0 (r 1 y + s 1 )r 0 ] = r 2 0(x y). Uit bovenstnde volgt dt (x y)φ 0 (x)φ 0 (y) = G 1 (x, y) G 0 (x, y) = r 2 0(x y) ls G 0 (x, y) = 0 gekozen wordt. Theorem Voor elke orthonormle verzmeling veeltermen {φ n } is n 1 r=0 φ r (x)φ r (y) = r n 1 r n φ n (x)φ n 1 (y) φ n (y)φ n 1 (x) x y (6.34) voor x y. Bewijs Uit theorem volgt dt n 1 r=0 φ r (x)φ r (y) = n 1 1 (G r+1 (x, y) G r (x, y)) x y r=0 1 = x y G n(x, y) = r n 1 φ n (x)φ n 1 (y) φ n (y)φ n 1 (x) r n x y Betrekking (6.34) is bekend ls de identiteit vn Christoffel-Drboux. 26
28 6.5 Chebyshev veeltermen en foutenreductie In deze prgrf zullen we de studie vn de Chebyshev veeltermen verderzetten. Deze studie zl tot de volgende resultten leiden : een vstleggen vn de optimle keuze voor de knooppunten bij de Lgrnge interpoltieveelterm, zo dt de fout zo klein mogelijk wordt; een methode ontwikkelen om de grd vn een benderende veelterm te reduceren, zo dt er een miniml verlies n nuwkeurigheid is. Uit de recursiebetrekking (6.23) vn de Chebyshev veeltermen is gemkkelijk f te leiden dt, voor elk n 1, T n een veelterm is vn grd n met 2 n 1 ls coëfficiënt vn x n. Theorem De Chebyshev veelterm T n vn grd n 1 bezit n enkelvoudige nulpunten in [ 1, 1] bij x k = cos ( 2k 1 2n π) (k = 1, 2,..., n). (6.35) Drenboven, bezit T n extremum punten bij x k = cos ( kπ ) n (k = 0,..., n) (6.36) met Bewijs T n ( x k) = ( 1) k (k = 0, 1,..., n). Als x k = cos ( 2k 1 2n T n ( x k ) = cos(n bgcos x k ) = cos = cos ( 2k 1 2 π) voor k = 1, 2,..., n dn is π ) = 0. ( n bgcos ( cos ( 2k 1 2n Aldus is x k een nulpunt vn T n voor elke k = 1, 2,..., n. Vermits T n een veelterm vn grd n is, moeten lle nulpunten vn T n vn deze vorm zijn. π)) ) 27
29 Om het tweede deel vn dit theorem n te tonen, beschouwen we vooreerst T n(x) = d n sin(n bgcos x) [cos(n bgcos x)] =. dx 1 x 2 Voor 1 k n 1 is dn T n( x k) = n sin(n bgcos(cos kπ n ))) 1 cos 2 ( kπn ) = n sin(kπ) sin( kπ n ) = 0. Vermits bovendien T n een veelterm vn grd n is, is T n een veelterm vn grd (n 1) en treden dus lle nulpunten vn T n op bij deze punten. De enige ndere mogelijkheden voor extrem vn de functie T n treden op bij de eindpunten vn het intervl [ 1, 1], d.i. bij x 0 = 1 en x n = 1. Vermits T n ( x k) = cos ( n bgcos ( cos ( kπ n )) ) = cos(kπ) = ( 1) k treedt een mximum op bij elke even wrde vn k en een minimum bij elke oneven wrde. In prktisch gebruik is het zeer dikwijls wenselijk over veeltermen te beschikken met coëfficiënt 1 bij de hoogste grdsterm. Dergelijke veeltermen worden monisch genoemd. Voor de Chebyshev veeltermen is de monische versie ls volgt te definiëren : T n (x) = 2 1 n T n (x) voor elke n 1. (6.37) De recursiebetrekking voor T n volgt rechtstreeks uit (6.23) in combintie met (6.37), i.e. : T 0 (x) = 1, T1 (x) = x, T2 (x) = x en T n+1 (x) = x T n (x) 1 4 T n 1 (x) voor elke n > 2. (6.38) Omwille vn het lineir verwntschp (6.37) tussen T n en T n impliceert theorem dt de nulpunten vn T n eveneens optreden bij x k = cos ( 2k 1 2n π) (k = 1, 2,..., n) 28
30 en dt de extrem vn T n voorkomen bij x k = cos ( kπ ) n (k = 0, 1, 2,..., n). Bij deze x k wrden, is voor n 1 T n ( x k) = ( 1)k 2 n 1 (k = 0, 1, 2,..., n). 29
31 Theorem De veeltermen vn de vorm T n met n 1 hebben de eigenschp dt 1 = mx 2 T n 1 n (x) mx p n(x) (6.39) x [ 1,1] x [ 1,1] voor lle p n (x) behorend tot de verzmeling Π n vn monische veeltermen vn de grd n. De gelijkheid in (6.39) is lleen geldig ls p n = T n. Bewijs Veronderstel dt p n Π n en dt mx p n(x) 1 = mx x [ 1,1] 2 T n 1 n (x),. x [ 1,1] Definieer dn Q = T n p n. Vermits T n en p n beide monische veeltermen zijn vn grd n, is Q een veelterm vn grd ten hoogste (n 1). Bovendien geldt in de extremum punten vn T n Q( x k) = T n ( x k) p n ( x k) = ( 1)k 2 n 1 p n( x k). Het feit dt p n (x k) 1 impliceert dt voor k = 0, 1,..., n 2n 1 Q( x k) 0 wnneer k oneven is, en Q( x k) 0 wnneer k even is. Vermits Q continu is, kn het middelwrdetheorem gebruikt worden om hieruit te bewijzen dt de (n 1) de grdsveelterm Q tenminste n nulpunten in het intervl [ 1, 1] bezit, wt onmogelijk is tenzij Q 0. Dit impliceert p n = T n. Theorem kn nu gebruikt worden om te ntwoorden op de vrg wr de interpoltieknooppunten moeten gekozen worden om de fout in de Lgrnge interpoltieveelterm te minimlizeren. Formule (5.6) toegepst op het intervl [ 1, 1] voor een functie f(x) die (n + 1) ml fleidbr is in [ 1, 1] en voor een ξ x [ 1, 1] leest f(x) = p n (x) + f (n+1) (ξ x ) (n + 1)! (x x 0 )(x x 1 )... (x x n ) wrbij p n (x) hier opnieuw de Lgrnge vorm voorstelt. Om de fout in het lgemeen zo klein mogelijk te mken, kn men zoeken nr wrden voor x 0, x 1,..., x n die de grootheid (x x 0 )(x x 1 )... (x x n ) 30
32 extremeren in het intervl [ 1, 1]. Vermits echter (x x 0 )(x x 1 )... (x x n ) een monische veelterm vn de grd (n + 1) is impliceert theorem dt dit minimum bereikt wordt ls en slechts ls (x x 0 )(x x 1 )... (x x n ) = T n+1 (x). Wnneer x k gekozen wordt ls de (k + 1) de wortel vn T n+1 voor elke k = 0, 1,..., n, d.w.z. x k wordt geïdentificeerd met dn is x k+1 = cos ( 2k + 1 2(n + 1) π) (k = 0, 1,..., n) mx T n+1 (x) = 2 n. Dit heeft tot gevolg dt x [ 1,1] mx x [ 1,1] (x x 1)(x x 2 )... (x x n+1 ) = 1 2 n mx x [ 1,1] (x x 0)(x x 1 )... (x x n ) voor elke keuze vn x 0, x 1,..., x n uit het intervl [ 1, 1]. Hieruit volgt dt ls p n (x) de interpoltieveelterm vn grd tenminste n is met de wortels vn T n+1 (x) ls knooppunten er dn geldt dt mx f(x) p n(x) x [ 1,1] 1 2 n (n + 1)! mx f (n+1) (x). x [ 1,1] Deze techniek om punten te kiezen die de fout op de interpoltieveelterm minimlizeert kn gemkkelijk uitgebreid worden tot een willekeurig gesloten intervl [, b] door gebruik te mken vn de verndering vn onfhnkelijk vernderlijke x = 1 [(b ) x + + b] 2 om ldus de getllen x k in het intervl [ 1, 1] te trnsformeren in de corresponderende getllen x k in het intervl [, b]. Chebyshev veeltermen kunnen ook ngewend worden om de grd vn de benderende veeltermen te reduceren met een minimum verlies n nuwkeurigheid. Dit is een bijzonder bruikbre techniek wnneer de benderende veelterm een zgn. Tylorveelterm is (= fgekpte Tylorontwikkeling). Alhoewel Tylorveeltermen nuwkeurig zijn in de omgeving vn het punt wrrond ze ontwikkeld zijn, verliest men snel n nuwkeurigheid wnneer ze ngewend worden verder vn dit punt weg. Omwille hiervn is het soms nodig hogere grds Tylorveeltermen n te wenden om in een gegeven intervl een voorf nvrde tolerntie te bereiken. Omdt nu de Chebyshev veeltermen een minimum-mximum wrde bezitten welke uniform gespreid in een intervl liggen, kunnen ze gebruikt worden om de grd vn een Tylorveelterm te verlgen zonder de fouttolerntie te overschrijden. Volgend voorbeeld illustreert de techniek. 31
33 Voorbeeld De functie f(x) = e x kn in het intervl [ 1, 1] benderd worden door de vierde grds Tylorveelterm ontwikkeld rond het punt nul (zie (6.2) en (6.3)) p 4 (x) = 1 + x + x2 2 + x3 6 + x4 24 met een fout R 5 = f (5) (ξ(x)) x 5 e voor 1 x Veronderstel dt een fout 0.05 nvrdbr is. Beschouwen we dn de situtie die ontstt wnneer we de term x 4 in de Tylorveelterm vervngen door de equivlente Chebyshev veeltermen vn grd kleiner of gelijk vier. Het is gemkkelijk n te trekken m.b.v. (6.23) en de dropvolgende lgemene vormen voor T n (x) (0 n 4) dt x 0 = T 0 (x), x 1 = T 1 (x), x 2 = 1 2 T 0(x) T 2(x), x 3 = 3 4 T 1(x) T 3(x), x 4 = 3 8 T 0(x) T 2(x) T 4(x). De uitdrukking voor x 4 gesubstitueerd in p 4 (x) levert p 4 (x) = 1 + x + x2 2 + x [ T 0(x) T 2(x) T 4(x) ] = 1 + x + x2 2 + x T 0(x) T 2(x) T 4(x) = 1 + x + x2 2 + x (2x2 1) T 4(x) = x x x T 4(x). Nu is mx T 1 4(x) = 1 en x [ 1,1] 192 T 4(x) = en R T 4(x) = wt nog kleiner is dn de tolerntie Hieruit volgt dt de vierde orde term (1/192)T 4 (x) kn weggelten worden uit de veelterm en de gewenste nuwkeurigheid blijft nog steeds weerhouden. De derde grdsveelterm p 3 (x) = x x x3 is nuwkeurig binnen de tolerntie 0.05 in het intervl [ 1, 1]. Een poging om de derde grdsterm te elimineren resulteert in p 3 (x) = x x2 + 1[ T 1(x) T 3(x) ] = x x T 3(x). 32
34 Nochtns is mx 1 x [ 1,1] 24 T 3(x) = , wt gecombineerd met de mogelijke fout vn vroeger reeds bereikt, een bovengrens voor de fout 0.07 oplevert, wt de voorfgegeven tolerntie overschrijdt; dus p 3 (x) is drom de lgste grdsveelterm nvrdbr voor deze bendering. 6.6 Interpoltie met rtionle functies De klsse vn lgebrïsche veeltermen bezit een reeks voordelen voor gebruik in benderingstheorieën. Er zijn voldoende soorten veeltermen om elke continue functie in een gesloten intervl binnen een rbitrire tolerntie te benderen; veeltermen zijn gemkkelijk berekenbr bij beplde wrden; de fgeleiden en integrlen vn veeltermen bestn en zijn reltief eenvoudig te berekenen. Een ndeel bij het gebruik vn veeltermen bij bendering is hun neiging tot oscilleren. Deze neiging veroorzkt bij veeltermbendering dikwijls foutgrenzen die beduidend de gemiddelde benderingsfout overschrijden, vermits foutgrenzen bepld worden door de mximum benderingsfout. Om deze foutgrenzen te doen dlen, zullen we methoden beschouwen die de benderingsfout gelijkmtig spreiden over het gnse beschouwde intervl. Deze technieken vereisen de invoering vn een nieuwe klsse vn benderingsfuncties, nl. de rtionle functies. Een rtionle functie r vn grd N is een functie vn de vorm r(x) = p(x) q(x) wrbij p en q veeltermen zijn wier grden sommeren tot N. Vermits elke veelterm ook een rtionle functie is (lt q(x) 1) zullen benderingen m.b.v. rtionle functies resultten geven met geen groter foutengrenzen dn een bendering m.b.v. veeltermen. Rtionle functies hebben het bijkomend voordeel dt ze om een efficiënte bendering kunnen leveren voor functies die een oneindige discontinuïteit bezitten dicht bij, mr buiten het beschouwde intervl. Veeltermbendering is doorgns niet nvrdbr in deze situtie. Veronderstel dt r een rtionle functie is vn grd N = m + n vn de vorm r(x) = p(x) q(x) = p 0 + p 1 x p n x n q 0 + q 1 x q m x m. Deze zl ngewend worden om een functie f te benderen in een gesloten intervl I welke nul bevt. Opdt r zou gedefinieerd zijn in het punt nul is het nodig dt q 0 0. In feite kunnen we q 0 = 1 onderstellen. Er zijn derhlve N + 1 prmeters q 1, q 2,..., q m, p 0, p 1,..., p n beschikbr voor de bendering vn f door r. De Pdé benderingstechniek kiest de N + 1 prmeters zó dt f (k) (0) = r (k) (0) voor elke k = 0, 1,..., N. De Pdé bendering is de uitbreiding vn de Tylorveeltermbendering nr rtionle functies. Als in feite n = N en m = 0 is de Pdé 33
35 bendering de Tylorveelterm vn grd N ontwikkeld rond nul, d.i. de Mclurinveelterm vn grd N. Veronderstel dt f een Mclurinontwikkeling f(x) = i x i bezit. Dn of f(x) r(x) = f(x) p(x) q(x) = f(x)q(x) p(x) q(x) f(x) r(x) = + m i x i q i x i q(x) p i x i. (6.40) De functie f r en zijn eerste N fgeleiden zullen nul worden voor x = 0 ls het rechterlid in (6.40) kn geschreven worden ls x N+1 Q(x) met Q(x) een continue functie. Dit kn echter slechts gebeuren wnneer de coëfficiënten vn x k in de teller vn het rechterlid vn (6.40) nul zijn voor elke k = 0, 1,..., N. Dus (f r) (k) (0) = 0, d.i. f (k) (0) = r (k) (0) voor k = 0, 1,..., N ls in ( x +...)(1 + q 1 x q m x m ) (p 0 + p 1 x p n x n ) (6.41) geen termen voorkomen vn grd kleiner dn of gelijk n N. Om de nottie te vereenvoudigen, definiëren we p n+1 = p n+2 =... = p N = 0 en q m+1 = q m+2 =... = q N = 0. We kunnen dn de coëfficiënt vn x k in (6.41) uitdrukken ls k i q k i p k, d.w.z. de rtionle functie voor Pdé bendering resulteert uit de oplossing vn de N + 1 lineire vergelijkingen k i q k i p k = 0, k = 0, 1,..., N nr de N + 1 onbekenden q 1, q 2,..., q m, p 0, p 1,..., p n. Voorbeeld De Mclurinreeksontwikkeling voor e x is ( 1) i x i. i! 34
36 Om de Pdé bendering vn e x vn grd 5 met n = 3 en m = 2 te vinden moeten p 0, p 1, p 2, p 3, q 1 en q 2 zo bepld worden dt de coëfficiënten vn x k voor k = 0, 1,..., 5 in de volgende uitdrukking nul worden (1 x + x2 2 x )(1 + q 1x + q 2 x 2 ) (p 0 + p 1 x + p 2 x 2 + p 3 x 3 ). Dit leidt tot de volgende vergelijkingen x 5 : q q 2 = 0 x 4 1 : q q 2 = 0 x 3 : q 1 q 2 = p 3 x 2 : 1 2 q 1 + q 2 = p 2 x 1 : 1 + q 1 = p 1 x 0 : 1 = p 0. De oplossing vn dit stelsel is : p 0 = 1, p 1 = 3 5, p 2 = 3 20, p 3 = 1 60, q 1 = 2 5 en q 2 = 1 20 zodt de Pdé bendering luidt : r(x) = x x x x x2. In onderstnde tbel sommen we de wrden vn r(x) en p 5 (x) (de vijfde orde Tylorveelterm rond x = 0) op. De Pdé bendering is duidelijk beter in dit voorbeeld. x e x p 5 (x) e x p 5 (x) r(x) e x r(x) Het is tevens interessnt het ntl rekenkundige bewerkingen vereist voor de berekening vn p 5 (x) en r(x) te vergelijken. Gebruik mkend vn geneste vermenigvuldiging kn men p 5 (x) ls volgt uitdrukken : ( p 5 (x) = 1 x 1 x ( x( 6 1 x( x)))). 35
37 Annemend dt de coëfficiënten vn 1, x,..., x 5 voorgesteld worden ls decimle getllen vereist één berekening vn p 5 (x), vijf vermenigvuldigingen en vijf optellingen/ftrekkingen. Op nloge wijze is r(x) te schrijven ls r(x) = 1 x( 3 5 x( x)) 1 + x( x) zodt één enkele berekening vn r(x) vijf vermenigvuldigingen, vijf optellingen/ftrekkingen en één deling vereist. Op het eerste gezicht dienen er meer berekeningen uitgevoerd te worden bij rtionle vormen. Nochtns kn r(x) heruitgedrukt worden door de breuk te schrijven in de vorm vn een kettingbreuk, i.e. r(x) = x x x x x2 = 1 3 x3 + 3x 2 12x + 20 x 2 + 8x = 1 3 x + 17 ( x ) x 2 + 8x = 1 3 x x 2 + 8x + 20 x r(x) = 1 3 x x /361 (x ) of (6.42) Geschreven in deze vorm, vereist één enkele berekening vn r(x) één vermenigvuldiging, vijf optellingen/ftrekkingen en twee delingen. Alhoewel de rtionle functiebendering uit het zojuist geziene voorbeeld resultten oplevert die superieur zijn n de veeltermbendering vn dezelfde grd, bezit de rtionle functiebendering een ruime vritie in nuwkeurigheid; de bendering bij 0.2 is exct tot op terwijl bij 1.0 de bendering en de functie slechts in overeenstemming zijn tot op Die nuwkeurigheidsvritie is niet onverwcht, 36
38 omdt de Pdé bendering steunt op de Tylorveelterm voorstelling vn e x en deze voorstelling bezit een brede vritie in nuwkeurigheid in [0.2, 1.0]. Om rtionle functiebenderingen met een meer uniforme nuwkeurigheid te bereiken, zullen we een klsse veeltermen bezigen die een uniform gedrg in het intervl [ 1, 1] bezitten, nl. de Chebyshev veeltermen. De lgemene Chebyshev rtionle functiebendering verloopt op nloge wijze ls de de Pdé bendering. We benderen een functie f door een N de grds rtionle functie r, geschreven in de vorm r(x) = p k T k (x) m q k T k (x) wrbij N = n + m en q 0 = 1. f(x) uitgeschreven ls een reeks opgebouwd met Chebyshev veeltermen levert f(x) r(x) = k T k (x) p k T k (x) m q k T k (x) of f(x) r(x) = [ ] [ m ] [ n ] k T k (x) q k T k (x) p k T k (x) m q k T k (x) (6.43) De coëfficiënten q 1, q 2,..., q m en p 0, p 1,..., p n worden zo bepld dt de teller in het rechterlid vn (6.43), uitgedrukt ls lineire combintie in de T k (x), coëfficiënten gelijk n nul heeft voor k = 0, 1,..., N. Twee problemen treden op bij de Chebyshev procedure wrdoor ze moeilijker te gebruiken is dn de Pdé methode. Eén probleem ontstt omdt het produkt vn q(x) en de reeksontwikkeling voor f(x) produkten vn Chebyshev veeltermen doet ontstn. Dit probleem wordt gemkkelijk opgelost door gebruik te mken vn de reltie T i (x)t j (x) = 1 2 [T i+j(x) + T i j (x)] (6.44) wt eenvoudig bewijsbr is door te steunen op de definitie vn T n en op cos cos b = 1[cos( + b) + cos( b)]. Het tweede probleem is moeilijker op te lossen en heeft te 2 mken met de berekening vn de Chebyshev reeks voor f(x). In theorie is dit geen moeilijk probleem wnt indien f(x) = k T k (x) 37
39 dn impliceert de orthogonliteit vn de Chebyshev veeltermen (zie voorbeeld 6.4.2) dt 0 = 1 π 1 1 f(x) 1 x 2 dx en k = 2 π 1 1 f(x)t k (x) 1 x 2 dx voor k 1. In prktijk kunnen deze integrlen zelden in gesloten vorm geëvlueerd worden en doorgns is een numerieke integrtietechniek nodig bij elke evlutie. Hiervoor verwijzen we nr hoofdstuk 8. Algemene not Om de meeste wiskundige functies te evlueren, moeten we meestl eerst berekenbre benderingen ervoor opstellen. Functies worden op vele wijzen gedefinieerd; integrlen en oneindige sommen zijn de meest voorkomende types gebruikt voor dergelijke definities. Zulk een definitie is bruikbr om de eigenschppen vn de functie op te stellen, mr is in het lgemeen weinig efficiënt voor de evlutie vn de functie. In dit hoofdstuk hebben we veeltermen en rtionle functies ingevoerd ls benderingen voor functies. De nm vn Brook Tylor ( ) is bekend n elke student, die de beginselen vn clculus kent. In 1715 schreef hij een boek met de titel Methodus Incrementorum Direct et Invers wr zijn welbekende ontwikkeling (6.2) vermeld werd. Hij is bovendien uteur vn vele werken over fysic, logritmen en reeksen. Gessocieerd met de nm vn Tylor, omwille vn het bovengenoemde theorem over reeksontwikkeling, is de nm vn Colin Mclurin ( ). Deze Schotse wiskundige kreeg toegng tot de universiteit vn Glscow op elfjrige leeftijd. Zijn werk Tretise of Fluxions dt verscheen in 1742 te Edinburgh bevt de bespreking vn de nu lgemeen bekende Mclurinreeks. Hij is ook bekend voor zijn werk over lgebr. Joseph Fourier ( ) is voorl bekend voor zijn werk over reeksen, die oorspronkelijk gebruikt werden in studies over de wrmtestroming. In 1820 werd Crl Friedrich Guss ( ) ngewezen door koning George IV om het koninkrijk Hnnover te meten. Guss hd reeds vroegere ervringen met het npssen vn meetgegevens. In 1794 hd hij reeds sommige methoden ontwikkeld, wronder de kleinste kwdrten methode, die hij toen nwendde voor het vereffenen vn geodetische en sterrenkundige problemen. Door gebruik te mken vn deze methode ws hij in 1801 succesvol in het berekenen vn de bn vn de plnetoïde Ceres met een voldoende nuwkeurigheid, zodt ze opnieuw kon geloclizeerd worden ndt ze voor meer dn een jr onvindbr ws n hr ontdekking door de stronoom G. Pizzi vn Plermo. De eerste publiktie vn resultten over de kleinste kwdrten methode gebeurde in 1806 door Adrien- Mrie Legendre. Het probleem zelf ws reeds een ruime tijd bekend. In zijn eenvoudigste vorm kn het ls volgt verwoord worden: gegeven een verzmeling vn individuele metingen, vind een gemiddelde wrde zodt de fwijking vn de meetresultten zo klein ls mogelijk is. Lplce suggereerde reeds in 1799 dt men de som vn de bsolute wrden vn de fouten zou moeten minimlizeren. De berekening vn dit probleem is hoe dn ook moeilijk. Dr 38
Numerieke Analyse. Prof. Dr. Guido Vanden Berghe
Numerieke Anlyse Prof Dr Guido Vnden Berghe Chpter 8 Numerieke Integrtie Kwdrtuurformules Doelstelling Numerieke integrtie is één vn de oudste onderwerpen in numerieke nlyse Er is veel litertuur beschikbr
Nadere informatiePrimitieve en integraal
Wiskunde voor kunstmtige intelligentie, 2003 Hoofdstuk II. Clculus Les 4 Primitieve en integrl Een motivtie om nr de fgeleide vn een functie f te kijken is het beplen vn de richtingscoëfficiënt vn de rklijn
Nadere informatieAnalyse. Lieve Houwaer Dany Vanbeveren
Anlyse Lieve Houwer Dny Vnbeveren . Relties, functies, fbeeldingen, bijecties Voor niet-ledige verzmelingen A en B noemen we elke deelverzmeling vn de productverzmeling A x B een reltie vn A nr B. We noemen
Nadere informatieContinuïteit en Nulpunten
Continuïteit en Nulpunten 1 1 Inleiding Continuïteit en Nulpunten In de wiskunde wordt heel vk gebruik gemkt vn begrippen ls functie, functievoorschrift, grfiek, Voor een gedetilleerde inleiding vn deze
Nadere informatie== Modeluitwerking tentamen Analyse 1 == Maandag 14 januari 2008, u
== Modeluitwerking tentmen Anlyse == Mndg 4 jnuri 8, 4.-7.u. Formuleer de Tussenwrdestelling. Als f :, b] R continu is en s R ligt tussen f en fb, dn bestt er een c, b] met fc = s. b Toon n, dt de vergelijking
Nadere informatieParels van studenten tijdens een examen
Prel 1 Prels vn studenten tijdens een exmen c k x k n+1 n+1 ( = c k x k ( ) )x c n+1x n+1 n+1 k ( ) k x n+1 k ( ) k k k Prel 2 Vrg: Zij n N, c k C voor k = 1,..., n, c n 0. Toon n dt de functie f(z) =
Nadere informatieTentamen Numerieke Wiskunde (WISB251)
1 Tentmen Numerieke Wiskunde (WISB251) Mk één opgve per vel en schrijf op ieder vel duidelijk je nm en studentnummer. Lt duidelijk zien hoe je n de ntwoorden komt. Onderstnde formules en stellingen mg
Nadere informatieBespreking Examen Analyse 1 (Juni 2007)
Bespreking Exmen Anlyse 1 (Juni 2007) Voorf: Zols ik ook vorig jr in juni en in september gedn heb, geef ik hier bedenkingen bij het exmen vn deze junizittijd. Ik zorg ervoor dt deze tekst op toledo komt,
Nadere informatie2 Opgaven bij Hoofdstuk 2
2 Opgven bij Hoofdstuk 2 Opgve 2. De functie f : R 2 R is gedefinieerd door ) Bewijs dt f continu is op R 2 \ {(, )}. f(, y) = 2 y 2 + y 2 ls (, y) (, ) f(, ) =. b) Bewijs dt voor iedere R de functie y
Nadere informatieUitwerking Tentamen Analyse B, 28 juni lim
Uitwerking Tentmen Anlyse B, 8 juni 0 Opgve [5pt] Bereken Hint: b = e b log. lim ( sin(π. Zij I =], [. Voor lle I \ {} geldt dt Definieer ( sin(π = e log( sin(π = e log sin(π. ϕ( = f(, f( = log, g( = sin(π.
Nadere informatieWiskundige Analyse 1
Wiskundige Anlyse 1 Belngrijkste stellingen 1 Getllen Driehoeksongelijkheid : b ± b + b Supremumprincipe : Elke nietlege verzmeling reële getllen die nr boven begrensd is, heeft een supremum Infimumprincipe
Nadere informatieHoofdstuk 0: algebraïsche formules
Hoofdstuk 0: lgebrïsche formules Dit hoofdstuk hoort bij het eerste college infinitesimlrekening op 3 september 2009. Alle gegevens over de cursus zijn te vinden op http://www.mth.uu.nl/people/hogend/inf.html
Nadere informatie4. LOGARITMISCHE EN EXPONENTIËLE FUNCTIES
4. LOGARITMISCHE EN EXPONENTIËLE FUNCTIES 4.. Logritmische functies 4... Inleiding 4... Rekenen met rtionle eponenten Een mcht met rtionle eponenten (strikt positief grondtl) kennen we reeds vn vroeger:
Nadere informatie4. LOGARITMISCHE EN EXPONENTIËLE FUNCTIES
4. LOGARITMISCHE EN EXPONENTIËLE FUNCTIES 4.. Logritmische functies 4... Inleiding 4... Rekenen met rtionle eponenten Een mcht met rtionle eponenten (strikt positief grondtl) kennen we reeds vn vroeger:
Nadere informatiea = 1 b = 0 k = 1 ax + b = lim f(x) lim
BURGERLIJK INGENIEUR ARCHTECT - JULI 2 BLZ /8. De functie fx) = e kx + x + met, en k R en k < heeft een schuine symptoot y = x voor x + en voldoet n de vergelijking Bepl, en k. D fx))) 2 + D fx)) 2) +
Nadere informatie4. Wortels van decimale getallen mag je met het RT uitrekenen. Maar voor opgaven met gehele numerieke factoren wordt een exact resultaat
Modelvrgstukken Algebr vn wortelvormen Tenzij expliciet nders vermeld stellen lle letters positieve getllen voor Vereenvoudigen vn enkelvoudige wortels ; Dit is gewoon de bsisregel ) ) 8 ) ; ) Een 8-ste
Nadere informatieINHOUDSTABEL. 1. BEWERKINGEN MET RATIONALE GETALLEN (fiche 1)... 3. 2a. TEKENREGELS (fiche 2a)... 5
INHOUDSTABEL 1. BEWERKINGEN MET RATIONALE GETALLEN (fiche 1)... 3 2. TEKENREGELS (fiche 2)... 5 2b. TEGENGESTELDE GETAL - TEGENGESTELDE SOM (verschil) - TEGENSTELDE PRODUCT (fiche 2b)... 6 2c. OMGEKEERDE
Nadere informatieANTWOORDEN EN UITWERKINGEN TENTAMEN QUANTUMMECHANICA 2 VAN 31 MEI 2011
ANTWOORDEN EN UITWERKINGEN TENTAMEN QUANTUMMECHANICA VAN MEI ) (Andere ntwoorden zijn niet noodzkelijk (geheel) incorrect) () Enkelvoudig ontrd ofwel niet-ontrd. Niveu met energie C= heeft een deeltje
Nadere informatieEigenwaarden en eigenvectoren
Hoofdstuk I. Lineire Algebr Les 4 Eigenwrden en eigenvectoren In het voorbeeld vn de verspreiding vn de Euro-munten hebben we gezien hoe we de mix vn munten n floop vn n jr uit de n-de mcht A n vn de overgngsmtrix
Nadere informatieis het koppel dat overeenkomt met het eindpunt van λ.op ax by = a a b x y = a b = x y a b ax by bx + ay = a b
1 Tweedimensionle Euclidische ruimte 11 Optelling, verschil en sclire vermenigvuldiging = ( b, ) b, is de verzmeling vn lle koppels reële getllen { } Zols we ons de reële getllen kunnen voorstellen ls
Nadere informatieRekenen in Ê. Module De optelling. Definitie
Module 1 Rekenen in Ê 1.1 De optelling Definitie Het resultt vn de optelling vn reële getllen en b noemen we de som vn en b en noteren we met +b. De getllen en b zelf noemen we de termen vn de som. Voorbeelden
Nadere informatieSyllabus Analyse 2A. door T. H. Koornwinder
Syllbus Anlyse 2A door T. H. Koornwinder Universiteit vn Amsterdm, Fculteit der Ntuurwetenschppen, Wiskunde en Informtic, Korteweg-de Vries Instituut voor Wiskunde september 2001 Deze syllbus geeft de
Nadere informatie2 Verwisselingsstellingen en oneigenlijke integralen
2 Verwisselingsstellingen en oneigenlijke integrlen 2.1 Verwisseling vn de differentitievolgorde Lt V een open deelverzmeling vn R 2 zijn, en f : V R een reëelwrdige funtie op V die prtieel differentieerbr
Nadere informatie2 ). Door steeds de functiewaarde aan de linkerkant te kiezen, krijgen we de benaderingsformule
Wiskunde voor kunstmtige intelligentie, 4 Deel I. Voortgezette Anlyse Les 9 Numerieke integrtie In de prktijk is het mr zelden het gevl dt we een functie expliciet kunnen primitiveren. Voorbeelden hiervoor
Nadere informatieVectoranalyse voor TG
college 5 De tweevoudige integrl collegejr : 8-9 college : 5 build : 27 ugustus 28 slides : 48 Vndg dubbel en De tweevoudige integrl en inhoud 2 Herhlde integrl 3 4 Poolcoördinten intro VA Wt is een integrl?
Nadere informatieUitwerking herkansing Functies en Reeksen
Uitwerking herknsing Functies en Reeksen 3 jnuri 14, 9: - 1: uur Opgve 1 () De functie ' is prtieel differentieerbr, met prtiële fgeleiden @'.x; y/ D.1; 1/T en @x @' @y.x; y/ D. v; v/t : Deze prtiële fgeleiden
Nadere informatieInhoud college 7 Basiswiskunde
Inhoud college 7 Bsiswiskunde 3.3 De ntuurlijke logritme en de exponentiële functie (zie college 6) 5.1/3 Introductie Integrlen 5.4 Eigenschppen vn de eplde integrl 5.5 De hoofdstelling vn Clculus 2.10
Nadere informatieHOOFDSTUK 1 BASISBEGRIPPEN
I - 1 HOOFDSTUK 1 BASISBEGRIPPEN 1.1. Het egrip krcht 1.1.1. Definitie vn krcht Een stoffelijk punt is een punt wrn een zekere mss toegekend wordt. Dit punt is meestl de voorstellende vn een lichm. Zo
Nadere informatie5.1 Rekenen met differentialen
Wiskunde voor kunstmtige intelligentie, 2003 Hoofdstuk II. Clculus Les 5 Substitutie We hebben gezien dt de productregel voor de fgeleide een mnier geeft, om voor zeker functies een primitieve te vinden,
Nadere informatieRouteplanning middels stochastische koeling
Routeplnning middels stochstische koeling Modellenprcticum 2008 Stochstische koeling of Simulted nneling is een combintorisch optimlistielgoritme dt redelijke resultten geeft in ingewikkelde situties.
Nadere informatie4. LOGARITMISCHE EN EXPONENTIËLE FUNCTIES
4. LOGARITMISCHE EN EXPONENTIËLE FUNCTIES 4.. Logritmische functies 4... Inleiding 4... Rekenen met rtionle eponenten Een mcht met rtionle eponenten (strikt positief grondtl) kennen we reeds vn vroeger:
Nadere informatie2. Gegeven is de driehoek van figuur 10.10a. Gevraagd worden hoek β en de zijden a en c.
Wiskunde voor bchelor en mster Deel Bsiskennis en bsisvrdigheden c 05, Syntx Medi, Utrecht www.syntxmedi.nl Uitwerkingen hoofdstuk 0 0... Voor scherpe hoek α geldt:. sin α = 0,8 α = sin 0,8 = 5, d. cos
Nadere informatieKwadratische reciprociteit
Kwdrtische recirociteit René Pnnekoek 9 februri 011 Inleiding: kwdrten in Z/Z Beschouw de ring Z/Z en een element Z/Z. We willen weten of een kwdrt is, oftewel of er x Z/Z bestt zodnig dt x. Voor concrete
Nadere informatie2 de Bachelor IR 2 de Bachelor Fysica
de Bchelor IR de Bchelor Fysic jnuri 4 Er worden 5 vrgen gesteld. Vul o ieder bld je nm in. Motiveer of bewijs iedere uitsrk. Los lle vrgen o, o een rt bld! Het exmen duurt u. Veel succes!. Bereken lle
Nadere informatieWISKUNDE VOOR DE PROPEDEUSE ENIGINEERING MARITIEME TECHNIEK. A.F. Bloemsma M.A. Litjens C. Ultzen M.D. Poot
WISKUNDE VOOR DE PROPEDEUSE ENIGINEERING MARITIEME TECHNIEK A.F. Bloemsm M.A. Litjens C. Ultzen M.D. Poot INHOUD: H. : Hkjes wegwerken, ontbinden in fctoren H. : Mchten 0 H. : Het rekenen met breuken (deel
Nadere informatieKATHOLIEKE UNIVERSITEIT LEUVEN SUBFACULTEIT ECONOMIE EN BEDRIJFSWETENSCHAPPEN HUB HANDELSWETENSCHAPPEN
KATHOLIEKE UNIVERSITEIT LEUVEN SUBFACULTEIT ECONOMIE EN BEDRIJFSWETENSCHAPPEN HUB HANDELSWETENSCHAPPEN ELEMENTAIR ALGEBRAÏSCH REKENEN Een zelfhulpgids voor letterrekenen Rekenregels Uitgewerkte voorbeelden
Nadere informatie1 Vlaamse Wiskunde Olympiade 1994 1995 : Eerste Ronde.
Vlmse Wiskunde Olmpide 994 995 : Eerste Ronde De eerste ronde bestt uit 30 meerkeuzevrgen, opgemkt door de jur vn VWO Het quoteringsssteem werkt ls volgt : een deelnemer strt met 30 punten Per goed ntwoord
Nadere informatieTentamen: Kansrekening en Statistiek P0099
Fculteit Economie en Bedrijfskunde Tentmen: Knsrekening en Sttistiek 1 6011P0099 Tentmendtum & -tijd: 15 december 015, 1:00 17:00 Studiejr 015-016 Duur vn het tentmen: 3 uur Legitimtie: U dient zich te
Nadere informatieMOMENT VAN EEN KRACHT KOPPEL VAN KRACHTEN
III - 1 HOODSTUK 3 MOMENT VAN EEN KRACHT KOPPEL VAN KRACHTEN De kennis vn het moment vn een krcht is nodig voor het herleiden vn een krcht en een krchtenstelsel, voor het (nlytisch) smenstellen vn niet-snijdende
Nadere informatieZomercursus Wiskunde
Ktholieke Universiteit Leuven September 0 Module Integrtietechnieken: substitutie en prtiële integrtie (versie ugustus 0) Module : Integrtietechnieken: substitutie en prtiële integrtie Inhoudsopgve Primitieve
Nadere informatieNUMERIEKE WISKUNDE, 1-ste deel Inleiding in de Numerieke Analyse. Department of Mathematics. November door
.5.5 grfiek f 3 de grds 6 de grds 9 de grds 5 de grds ÍÒ Ú Ö Ø Ø¹ÍØÖ Ø 0.5 Deprtment of Mthemtics 0 0.5 5 4 3 0 3 4 5 NUMERIEKE WISKUNDE, -ste deel Inleiding in de Numerieke Anlyse door Numerieke Wiskunde
Nadere informatieExamen VWO. wiskunde B1,2 (nieuwe stijl)
wiskunde 1,2 (nieuwe stijl) Exmen VWO Voorbereidend Wetenschppelijk Onderwijs Tijdvk 1 insdg 25 mei 13.30 16.30 uur 20 04 Voor dit exmen zijn mximl 86 punten te behlen; het exmen bestt uit 18 vrgen. Voor
Nadere informatieIn dit hoofdstuk willen aan elke vierkante matrix een getal associëren dat (onder andere) aangeeft of die matrix singulier is of niet. d b. c a.
Deterinnten Deterinnt In dit hoofdstuk willen n elke vierknte trix een getl ssociëren dt (onder ndere) ngeeft of die trix singulier is of niet ) Deterinnt vn een x-trix Zij gegeven twee trices M c d en
Nadere informatieVoorbereidende opgaven Examencursus
Voorbereidende opgven Exmencursus Tips: Mk de voorbereidende opgven voorin in één vn de A4-schriften die je gt gebruiken tijdens de cursus. Als een opdrcht niet lukt, werk hem dn uit tot wr je kunt en
Nadere informatie3 Snijpunten. Verkennen. Uitleg
3 Snijpunten Verkennen Meetkunde Snijpunten Inleiding Verkennen Bentwoord de vrgen bij Verkennen. Mk ook de constructie in GeoGebr. Gebruik eventueel het progrmm om de snijpunten voor je te berekenen ls
Nadere informatieInleiding Natuurwetenschappen
Inleiding Ntuurwetenschppen Tijden: september: 7:45 :45 3 september: 7:45 :45 6 september: 09:30 3:30 Loctie: Adres: Leuvenln, Utrecht Gebouw: Mrius Ruppertgebouw Zl: A Opdrchtgever: Jmes Boswell Instituut
Nadere informatie3 Numerieke Integratie
3 NUMERIEKE INTEGRATIE 5 3 Numerieke Integrtie 3. Probleemstelling Gegeven een (voldoend gldde) functie f op een begrensd intervl [, b], bepl een bendering voor de integrl I := en geef een foutschtting
Nadere informatieIn dit hoofdstuk introduceren we de hoofdrolspelers van het college: eindige automaten.
9 2 Eindige utomten In dit hoofdstuk introduceren we de hoofdrolspelers vn het college: eindige utomten. 2.1 Deterministische eindige utomten We eginnen met een vooreeld. Vooreeld 2.1 Beschouw het volgende
Nadere informatieHet reëel getal b is een derdewortel van het reëel getal a c. Een getal en zijn derdewortel hebben hetzelfde toestandsteken.
Werkoek Alger (cursus voor 5u wiskunde) Hoofdstuk : Rekenen in R Nm:. 1. Derdewortel vn een reëel getl (oek pg 7) Een derdewortel vn het reëel getl is dus een getl wrvn de derdemcht gelijk is n. Vooreelden:
Nadere informatieVoorbereidende opgaven Kerstvakantiecursus
Voorbereidende opgven Kerstvkntiecursus Tips: Mk de volgende opgven het liefst voorin in één vn de A4-schriften die je gt gebruiken tijdens de cursus. Als een som niet lukt, kijk dn even in het beknopt
Nadere informatie1 Vlaamse Wiskunde Olympiade 1985-1986: Tweede Ronde.
1 Vlmse Wiskunde Olymide 1985-1986: Tweede Ronde De tweede ronde bestt uit 30 meerkeuzevrgen Het quoteringssysteem werkt ls volgt : een deelnemer strt met 30 unten Per goed ntwoord krijgt hij of zij 4
Nadere informatieExact periode 2.2. Gemiddelde en standaarddeviatie Betrouwbaarheidsinterval Logaritme ph lettersommen balansmethode
Exct periode. Gemiddelde en stndrddevitie Betrouwbrheidsintervl Logritme ph lettersommen blnsmethode 1 gemiddelde en stndrddevitie vn meetwrden. x en s Hieronder zie je twee getllenseries die hetzelfde
Nadere informatieInleiding Analyse. Dictaat. E.P. van den Ban. c Mathematisch Instituut Universiteit Utrecht Voorjaar 2009, herzien
Inleiding Anlyse Dictt E.P. vn den Bn c Mthemtisch Instituut Universiteit Utrecht Voorjr 2009, herzien -5 -4 Introductie Dit dictt wordt gebruikt bij het eerstejrs college Inleiding Anlyse. Het is ls op
Nadere informatieHoofdstuk 3. N gekoppelde oscillatoren. 3.1 De bewegingsvergelijkingen
Hoofdstuk 3 N gekoppelde oscilltoren 3.1 De bewegingsvergelijkingen We beschouwen ls een systeem vn N gekoppelde oscilltoren vn N puntmss s M die onderling met veren gekoppeld zijn, zols ngegeven in figuur
Nadere informatieWerkblad TI-83: Over de hoofdstelling van de integraalrekening
Werkld TI-8: Over de hoofdstelling vn de integrlrekening. Inleiding We ekijken chtereenvolgens in onderstnde figuren telkens de grfiek vn een functie f met in het intervl [; ]. f ( ) = f ( ) = + y = 5
Nadere informatie1 Vlaamse Wiskunde Olympiade 1987-1988 : Eerste Ronde.
Vlmse Wiskunde Olympide 987-988 : Eerste Ronde De eerste ronde estt steeds uit 0 meerkeuzevrgen, opgemkt door de jury vn VWO Het quoteringssysteem werkt ls volgt: een deelnemer strt met 0 punten, per goed
Nadere informatieRekenregels van machten
4 Rekenregels vn mchten Dit kun je l 1 mchten met een ntuurlijke exponent berekenen mchten met een gehele exponent berekenen 3 terminologie in verbnd met de mchtsverheffing correct gebruiken Test jezelf
Nadere informatieEindexamen vwo wiskunde B pilot I
Onfhnkelijk vn mimumscore 5 f ' ( x) = e + ( + ) e f' ( x ) = 0 voor x = f ( ) = (dus P (, ) ) e e Hieruit volgt dt lle punten P dezelfde y-coördint hebben, dus liggen l deze punten op één (horizontle)
Nadere informatie10.8. De Laplace vergelijking. De warmtevergelijking in meerdimensionale ruimten heeft de volgende vorm :
1.8. De Lplce vergelijking. De wrmtevergelijking in meerdimsionle ruimt heeft de volgde vorm : in R 2 : α 2 (u xx + u yy ) = u t in R 3 : α 2 (u xx + u yy + u zz ) = u t. Hierbij stelt u(x, y, t) de tempertuur
Nadere informatieStudiewijzer Wiskunde 2 voor B (2DB10, 2DB40), cursus 2005/2006.
Studiewijzer Wiskunde voor B (DB0, DB40), cursus 005/006. Inleiding In de cursus Wiskunde voor B (DB0, DB40) wordt gebruikt het boek Clculus, Robert T. Smith, Rolnd B. Minton, second edition, Mc Grw Hill,
Nadere informatie2) Kegelsneden (in basisvorm)
) Kegelsneden (in sisvorm) In dit hoofdstuk werken we ltijd in een Euclidisch geijkt ssenstelsel. ) De rool Definitie De rool is de meetkundige lts vn de unten wrvoor de fstnd tot een gegeven unt F gelijk
Nadere informatieKeuze van het lagertype
Keuze vn het lgertype Beschikbre ruimte... 35 Belstingen... 37 Grootte vn de belsting... 37 Richting vn de belsting... 37 Scheefstelling... 40 Precisie... 40 Toerentl... 42 Lgergeruis... 42 Stijfheid...
Nadere informatieOverzicht Fourier-theorie
B Overzicht Fourier-theorie In dit hoofdstuk geven we een overzicht van de belangrijkste resultaten van de Fourier-theorie. Dit kan als steun dienen ter voorbereiding op het tentamen. Fourier-reeksen van
Nadere informatieDifferentiatie van functies
Deel II Clculus Wiskunde voor kunstmtige intelligentie, 004 Les 6 Differentitie vn functies Wrscijnlijk eeft iedereen wel een idee ervn wt een functie is, mr voor de duidelijkeid erlen we voor de meest
Nadere informatieHet bepalen van een evenwichtstoedeling met behulp van het 1 e principe van Wardrop is equivalent aan het oplossen van een minimaliserings-probleem.
Exmen Verkeerskunde (H1I6A) Ktholieke Universiteit Leuven Afdeling Industrieel Beleid / Verkeer & Infrstructuur Dtum: dinsdg 2 september 28 Tijd: Instructies: 8.3 12.3 uur Er zijn 4 vrgen over het gedeelte
Nadere informatieIntegralen en de Stelling van Green
Integrlen en de Stelling vn Green Les Functies vn twee vernderlijken Les ubbelintegrl Les 3 Lijnintegrl Les 4 Stelling vn Green en toepssingen Rob e Stelen sptie Een ster genereert mgnetische velden door
Nadere informatiePraktische opdracht Optimaliseren van verpakkingen Inleidende opgaven
Prktische opdrcht Optimliseren vn verpkkingen Inleidende opgven V, WB Opgve 1 2 Gegeven is de functie f ( x) = 9 x. Op de grfiek vn f ligt een punt P ( p; f ( p)) met 3 < p < 0. De projectie vn P op de
Nadere informatieUNIVERSITEIT GENT FACULTEIT WETENSCHAPPEN. OPLEIDING baccalarius=batselier=bachelor WISKUNDE ANALYSE I
UNIVERSITEIT GENT FACULTEIT WETENSCHAPPEN OPLEIDING bcclrius=btselier=bchelor WISKUNDE ANALYSE I Prof. J. Vinds Editie 2015-2016 Anlyse I behndelt Functies vn één reële vernderlijke. Met dnk n Prof. C.
Nadere informatieBEKNOPTE ANTWOORDEN ( geen modeluitwerking! )
OPGVE EKNOPTE NTWOOREN ( geen modeluitwerking! ) e lgemene oplossing vn de 4 e orde V voor buigingsknik is: w( x) = C + C x + C cosα x + C sinα x met: α = en S z = C 4 e vier rndvoorwrden voor dit probleem
Nadere informatieOngelijkheden groep 2
Ongelijkheden groep Rvi & Cuchy-Schwrz Trnstrendtriningsdg (triningsdg, 6 mrt 009 Cuchy-Schwrz Cuchy-Schwrz Voor reële getllen x,, x n en y,, y n geldt: x i y i en bijgevolg x i y i n n met gelijkheid
Nadere informatieKansrekening en dynamica als basis voor breed wiskundeonderwijs 2
Knsrekening en dynmic ls bsis voor breed wiskundeonderwijs Joost Hulshof en Ronld Meester c Reproductie lleen in overleg met de uteurs. Alle rechten voorbehouden. 1 Voorwoord In de eerste cursus hebben
Nadere informatieMethode symmetrische componenten, revisie 1
Methode symmetrische componenten, revisie 9-69 pmo mrt 9 Phse to Phse V trechtseweg 3 Postbus 68 rnhem T: 6 35 37 F: 6 35 379 www.phsetophse.nl 9-69 pmo Phse to Phse V, rnhem, Nederlnd. lle rechten voorbehouden.
Nadere informatieBasiswiskunde Een Samenvatting
Bsiswiskune Een Smenvtting Verzmelingen N: ntuurlijke getllen, nl.,, 3,... Z: gehele getllen, nl....,,, 0,,,... Q: rtionle getllen,.w.z. breuken vn gehele getllen R: reële getllen, us lle getllen op e
Nadere informatieVoorbereidende opgaven Herkansingscursus. Rekenregels voor vereenvoudigen
Voorbereidende opgven Herknsingscursus Tips: Mk de voorbereidende opgven voorin in één vn de A4-schriften die je gt gebruiken tijdens de cursus. Als een opdrcht niet lukt, werk hem dn uit tot wr je kunt
Nadere informatieHet kwadraat van een tweeterm a+b. (a+b)²
Merkwrdig producten: Het kwdrt vn een tweeterm + (+)² Even herhlen Wnneer een getl of een lettervorm met zichzelf vermenigvuldigd wordt, dn duid je dt n door dt getl of die lettervorm één keer te schrijven
Nadere informatieWiskundige Analyse I:
Universiteit Gent Fculteit Ingenieurswetenschppen en Architectuur Wiskundige Anlyse I: uittreksel ten behoeve vn de Open Lessen F Brckx & H De Schepper Vkgroep Wiskundige Anlyse Acdemiejr 25-26 Voorwoord
Nadere informatieVoorbereidend Wetenschappelijk Onderwijs Tijdvak 1 Dinsdag 25 mei uur
wiskunde 1,2 (nieuwe stijl) Exmen VWO Voorbereidend Wetenschppelijk Onderwijs Tijdvk 1 insdg 25 mei 13.30 16.30 uur 20 04 Voor dit exmen zijn mximl 86 punten te behlen; het exmen bestt uit 18 vrgen. Voor
Nadere informatieFormularium Analyse I
Formulrium Anlyse I Getllen, functies en rijen coördintenstelsels: poolcoördinten (r, θ) sferische coördinten (r, θ, ϕ) x = r cos θ y = r sin θ cylindrische coördinten (u, θ, z) x = r sin ϕ cos θ r 0 y
Nadere informatieAanbevolen achtergrondliteratuur met veel opgaven (en oplossingen):
Deel A Clculus Anbevolen ctergrondlitertuur met veel opgven (en oplossingen): Frnk Ayres: (Scum s Outline of Teory nd Problems of) Clculus. McGrw-Hill Compnies, 999, 578 p., ISBN: 749736. Micel Spivk:
Nadere informatieGetallenverzamelingen
Getllenverzmelingen Getllenverzmelingen Ntuurlijke getllen Het getlegrip heeft zih wrshijnlijk ontwikkeld op een wijze die overeenkomt met de mnier wrop u zelf de getllen geleerd het. De sis is het tellen.
Nadere informatieNumerieke Analyse. Prof. Dr. Guido Vanden Berghe
Numerieke Analyse Prof. Dr. Guido Vanden Berghe Chapter 7 Numeriek berekenen van afgeleiden Doelstelling De topics behandeld in dit hoofdstuk zullen vooral van belang zijn voor de paragrafen over randwaarde
Nadere informatieVoorbereidend Wetenschappelijk Onderwijs Tijdvak 1 Donderdag 20 mei 13.30 16.30 uur
Wiskunde B Profi Exmen VWO Voorereidend Wetenschppelijk Onderwijs Tijdvk Donderdg 20 mei 3.30 6.30 uur 9 99 Dit exmen estt uit 5 vrgen. Voor elk vrgnummer is ngegeven hoeveel punten met een goed ntwoord
Nadere informatiewordt in de natuurkunde vaak door een vector, d.w.z. een pijl van ( ( , voorgesteld. De correspondentie tussen vectoren en paren punten ( a
Hoofdstuk 1 Vectorruimten 1.1 Inleiding, definities en voorbeelden Een vn de meest fundmentele ontdekkingen in de wiskunde is ongetwijfeld de coördintisering vn het pltte vlk, onfhnkelijk gedn door Pierre
Nadere informatieCorrectievoorschrift VWO 2012
Correctievoorschrift VWO 0 tijdvk wiskunde B Het correctievoorschrift bestt uit: Regels voor de beoordeling Algemene regels Vkspecifieke regels 4 Beoordelingsmodel 5 Inzenden scores Regels voor de beoordeling
Nadere informatieHenk Pijls Korteweg-de Vries Instituut voor Wiskunde Universiteit van Amsterdam
Jn vn de Crts Henk Pijls De kromme gevormd door de toppen vn de prolen door drie gegeven punten NAW 5/9 nr. mrt 08 9 Jn vn de Crts Korteweg-de Vries Instituut voor Wiskunde Universiteit vn Amsterdm j.vndecrts@uv.nl
Nadere informatieFractionele calculus
Universiteit Utrecht Deprtement Wiskunde Bchelorscriptie Wiskunde TWIN Wiskunde en Ntuurkunde Frctionele clculus Een studie vn fgeleiden en integrlen vn niet-gehele orde Auteur: M.A. Lip Studentnummer
Nadere informatieHoofdstuk 2: Bewerkingen in R
Werkoek Alger (cursus voor 5u wiskunde) Hoofdstuk : Rekenen in R Nm:. Hoofdstuk : Bewerkingen in R - 7 Kls:... 1. Optellen, ftrekken, vermenigvuldigen en delen in R (oek pg 15): Som: 1. vn twee getllen
Nadere informatieCorrectievoorschrift VWO 2012
Correctievoorschrift VWO 0 tijdvk wiskunde B Het correctievoorschrift bestt uit: Regels voor de beoordeling Algemene regels Vkspecifieke regels 4 Beoordelingsmodel 5 Inzenden scores Regels voor de beoordeling
Nadere informatieDe stelling van Rolle. De middelwaardestelling
De stelling vn Rolle Als f : [, b] R, continu is op [, b] en differentieerbr op (, b) en f() = f(b) dn is er een c (, b) zodt f (c) = 0. De middelwrdestelling Als f : [, b] R, continu is op [, b] en differentieerbr
Nadere informatieNumerical Integration (Hoofdstuk 5 in Ed. 7) Numerical Methods College 5: Numerieke Integratie (Hoofdstuk 5) Probleemschets
Numericl Integrtion (Hoofdstuk 5 in Ed. 7 Numericl Methods College 5: Numerieke Integrtie (Hoofdstuk 5 A.A.N. Ridder normlsize Deprtment EOR Vrije Universiteit Amsterdm Huispgin: http://personl.vu.nl/..n.ridder/numprog/defult.htm
Nadere informatieELEKTRICITEIT GELIJKSTROOMMOTOREN Technisch Instituut Sint-Jozef Wijerstraat 28, B-3740 Bilzen Versie:19/10/2005
ELEKTRICITEIT GELIJKSTROOMMOTOREN Technisch Instituut Sint-Jozef Wijerstrt 28, B-3740 Bilzen Versie:19/10/2005 Cursus: I. Clesen, R. Slechten 1 Gelijkstroommotoren... 2 1.1 Bepling... 2 1.2 Toepssingsgebied...
Nadere informatieDictaat Functies en Reeksen. E.P. van den Ban
Dictt Functies en Reeksen E.P. vn den Bn c Mthemtisch Instituut Universiteit Utrecht Augustus 2014 Voorwoord Dit dictt is ontstn uit een npssing vn het dictt Functies en Reeksen vn Prof.dr. J.J. Duistermt,
Nadere informatieCorrectievoorschrift VWO. Wiskunde B1 (nieuwe stijl)
Wiskunde B (nieuwe stijl) Correctievoorschrift VWO Voorbereidend Wetenschppelijk Onderwijs 0 0 Tijdvk Inzenden scores Vul de scores vn de lfbetisch eerste vijf kndidten per school in op de optisch leesbre
Nadere informatieLeeswijzer bij het college Functies en Reeksen
Leeswijzer bij het college Functies en Reeksen Erik vn den Bn Njr 2012 Introductie Deze leeswijzer bij het dictt Functies en Reeksen (versie ugustus 2011) heeft ls doel een gewijzigde opbouw vn het dictt
Nadere informatieVariatierekening. Deborah Cabib, Gerrit Oomens Eindverslag Project Wiskunde 2. Begeleiding: dr. Henk Pijls
Vritierekening Deborh Cbib, Gerrit Oomens 25-06-2008 Eindverslg Project Wiskunde 2 Begeleiding: dr. Henk Pijls Korteweg-de Vries Instituut voor Wiskunde Fculteit der Ntuurwetenschppen, Wiskunde en Informtic
Nadere informatieCorrectievoorschrift VWO 2012
Correctievoorschrift VWO 0 tijdvk wiskunde B (pilot) Het correctievoorschrift bestt uit: Regels voor de beoordeling Algemene regels Vkspecifieke regels 4 Beoordelingsmodel 5 Inzenden scores Regels voor
Nadere informatie3. BEPAALDE INTEGRAAL
3. BEPAALDE INTEGRAAL In dit hoofdstuk gn we op zoek nr een lgemene mnier om de oppervlkte vn een willekeurig vlkdeel te eplen. We ouwen onze redenering op vi ondersommen, ovensommen en Riemnnsommen om
Nadere informatieNumerieke Methodes in de Algebra. Prof. Dr. Guido Vanden Berghe
Numerieke Methodes in de Algebra Prof. Dr. Guido Vanden Berghe Chapter 5 Veelterminterpolatie Doelstelling De studie van de interpolatietheorie gebeurt meestal in functie van de verdere toepassingen ervan
Nadere informatieSyllabus Analyse A3. door T. H. Koornwinder. Universiteit van Amsterdam, Faculteit WINS Vakgroep Wiskunde, cursus 1995/96
Ter inleiding Syllbus Anlyse A3 door T. H. Koornwinder Universiteit vn Amsterdm, Fculteit WINS Vkgroep Wiskunde, cursus 995/96 Deze syllbus is een direct vervolg op de syllbus Anlyse A. Net ls dr gt het
Nadere informatieRATIONALE GETALLEN BREUKSTREEP. Een breuk kunnen we beschouwen als een quotiënt. 3,00 4 4 0 0,75 30
Breuken en hun decimle schrijfwijze Benmingen in een breuk Teller Noemer 3 TELLER (dit geeft het ntl gekleurde delen n) BREUKSTREEP NOEMER (dit geeft het totl ntl delen n) Breuk omzetten in deciml getl
Nadere informatie