Uge 1: Forberedelse#

Læsestof#

Vi anbefaler at du læser i bogen. At se YouTube-vidoer om ugens emner kan være nyttigt, men det er ikke noget vi specielt anbefaler, og det bør ikke træde i stedet for egentlig forberedelse til ugens program.

Du skal læse og studere:

Nøglebegreber#

Når du har læst bør du kunne forklare følgende nøglebegreber:

  • Skalar-funktioner: specielt kvadratiske former

  • Vektor-funktioner

  • Visualisering af funktioner: Grafer og niveaukurver/mængder

  • Kontinuitet

  • Det sædvanlige indreprodukt (prikproduktet) og norm i \(\mathbb{R}^n\)

  • Partielle afledte og Gradientvektoren

I ugens program arbejder vi videre med nøglebegreberne – vi forventer altså ikke at du kender alle detaljer om disse begreber, men vi forventer at du har stiftet bekendtskab med dem inden forelæsning.

Forberedelsesopgaver#

I: Funktionsværdien i et punkt#

Spørgsmål a#

Indsæt værdierne \(x = 2\) og \(y = -1\) i funktionsudtrykket \(f(x, y) = x^2 + 3xy + 4y^2\) og beregn \(f(2, -1)\).

Spørgsmål b#

Lad \(g: \mathbb{R}^2 \to \mathbb{R}\) være givet ved funktionsudtrykket \(g(x_1, x_2) = x_1^2 + 3x_1 x_2 + 4 x_2^2\). Beregn \(g(2, -1)\).

Spørgsmål c#

Lad \(\alpha \in \mathbb{R}\). Find \(g(2 \alpha, \alpha)\) og \(g(\alpha, 2 \alpha)\), hvor \(g\) er defineret i forrige opgave. Udregn den afledte af \(g(2 \alpha, \alpha)\) med hensyn til \(\alpha\).

II: Grænseovergang af en funktion \(f: \mathbb{R}^2 \to \mathbb{R}\)#

Lad \(f: \mathbb{R}^2 \to \mathbb{R}\) være givet ved:

\[\begin{equation*} f(x,y) = \begin{cases} \displaystyle \frac{x\,y + x^3 + xy^2}{x^2 + y^2} & \text{hvis } (x,y)\neq (0,0),\\ 0, & \text{hvis } (x,y) = (0,0). \end{cases} \end{equation*}\]

Spørgsmål a#

Find \(f(x, x)\) for \(x \neq 0\). Find dernæst \(f(y, y)\) for \(y \neq 0\).

Spørgsmål b#

Bestem \(\lim_{x \to 0} f(x,x)\).

Spørgsmål c#

Bestem \( \lim_{x \to 0} f(x,2x) \).

Spørgsmål d (ekstra, frivillig)#

Overvej om grænseværdien \(\lim_{(x,y)\to (0,0)} f(x,y)\) eksisterer.

III: Niveaukurver#

Beskriv niveaukurverne (contour lines) for funktionen \(f: \mathbb{R}^2 \to \mathbb{R}\) givet ved \(f(x, y) = x^2 + y^2 - 5\).

IV: Graf eller niveau-kurve?#

Nedenfor vises grafen af en funktion \(f_1\) af en variable og en niveaukurve af en funktion \(f_2\) af to variable. Hvilket plot er grafen og hvilet plot er niveaukurven?

../_images/094a64368e8ee424f1937062ab8ae8aa850a93ad7c780acc3021e30f148a4958.png

V: Diskontinuert i ét punkt#

Tegn, beskriv eller definér en funktion \(h: \mathbb{R} \to \mathbb{R}\), der er kontinuert i alle punkter undtagen et enkelt punkt.

VI: Diskontinuitet af Heaviside’s trin-funktion#

Spørgsmål a#

Plot Heaviside’s trin-funktion givet her i Python.

Spørgsmål b#

Angiv i hvilke punkter funktionen er diskontinuert.

Spørgsmål c#

Kan du vise a funktionen er diskontinuert i \(x_0=0\).