MA 134 - VÅREN 2003 , Løsningsforslag til oppgavesettene

Datoene indikerer når oppgavene gjennomgås. De blir annonsert på torsdag uken før. De "løsningsforslagene" som presenteres her er bare skissene som brukes ved oppgavegjennomgåelsen, og de er derfor ikke polert så mye. Løsningsforslagene presenteres sidevis som gif-filer, og de legges normalt ut på nettet på fredager etter den tilsvarende oppgavegjennomgåelsen.

Oppgavesett 1, 31 januar . Løsningsforslag: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11.

Akademika har nå (fra tirsdag 28/01) fått inn nye eksemplarer av læreboka.

I forelesningene 23/01, 27/01 og 30/01 ble avsnittene 1.5. 1.6 og 2.1 - 2.6 gjennomgått.

Oppgavesett 2, 7 februar . Løsningsforslag: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14.

I forelesningene 03/02 og 06/02 ble avsnittene 2.7, 2.8, 3.1, 3.2 og 3.4 fram til Definition 3.4.4 gjennomgått.

Boka har endel trykkfeil, og noen av disse er listet her.

Det er noen trykkfeil i oppgavetekstene til Oppgavesett 3. Disse er spesifisert i settet.

Oppgavesett 3, 14 februar . Løsningsforslag: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14.

I forelesningene 10/02 og 13/02 ble avsnittene 3.4 fram til 3.4.9, 4.1, 4.2, 4.3 of 4.4 fram til med Lemma 4.4.3 gjennomgått. 3.4.9 og 3.4.10 er ikke pensum.

Framdriftsplanen er forandret endel, Istedenfor Kapittel 6 vil materialet om integrasjon for det meste bli tatt fra noen noter som blir utdelt snart. I framdriftsplanen refererer FN til disse notene. Det kan være nyttig å lese Kapittel 6 i læreboka parallellt med side 46 - 49 i notene idet notene gjør det samme for n-dimensjonale Euklidrom som læreboka gjør i en dimensjon.

Oppgavesett 4, 21 februar . Løsningsforslag: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13.

I forelesningene 17/02 og 20/02 ble resten av avsnitt 4.4 og avsnittene 5.1 - 5.4 gjennomgått.

Oppgavesett 5, 28 februar . Løsningsforslag: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15.

I forelesningene 24/02 og 27/02 ble avsnittene 5.5 - 5.7 og 7.1 - 7.3 gjennomgått, og det ble gitt et resyme av 7.4, men vi kommer tilbake til det avsnittet når vi begynner å forelese om Fourier rekker. Således begynner vi direkte på kapittel 8 på mandag.

Vi brukte vektorrom med komplekse skalarer i kapittel 7 fordi formalismen omkring Fourier rekker er enklere da.

Forelesningsnotatene som skal brukes fra slutten av mars ble delt ut 24/2, men det er noen eksemplarer igjen. De kan for eksempel fås på kontoret mitt.

Oppgavesett 6, 7 mars . Løsningsforslag: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17.

I forelesningene 03/03 og 06/06 ble hele kapittel 8 gjennomgått, men avsnitt 8.6 om Arzela-Ascolis teorem ble tatt noe kursorisk, og detaljene i beviset for dette teoremet vil ikke være pensum.

Oppgavesett 7, 14 mars . Løsningsforslag: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12.

I forelesningene 10/03 og 13/03 ble avsnittene 9.1 - 9.3 gjennomgått, mens 9.4 - 9.5 foreleses neste uke sammen med 10.2.2 - 10.3 og 10.10.

Oppgavesett 8, 21 mars. Løsningsforslag: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15. 16.

I forelesningene 17/03 og 20/03 ble avsnittene 9.4 - 9.5 og 10.2.2 - 10.3 samt 10.10 - 10.10.3 gjennomgått, mens beviset for det generelle Stone-Weierstrass teoremet utsettes til 24/03.

Etter at vi blir ferdig med Stone Weierstrass teoremet i Seksjon 10.10 er forelesningsplanen videre: Avslutning av stoffet om ortonormale mengder i Seksjon 7.4; Stoffet om ortogonale projeksjoner i 7.5.1 - 7.5.2 som essensiellt allerede ble behandlet i Oppgave 4.1.K i Øvelse 4; Konvergens av Fourier rekker i L^2 i 14.1.1 - 14.1.2; Riemann-Lebesques lemma i 14.3.3 - 14.3.4; Punktvis konvergens av Fourier rekker i Seksjon 14.4, Kursorisk gjennomgåelse av svakheten ved dette konvergensbegrepet (Gibbs fenomen) i Seksjon 14.5; Uniform konvergens av Cesaro middel i Seksjon 14.6. Alt dette vil føre til at forelesningsplanen forrykkes endel, og dermed til modifikasjoner i den videre framdriftsplanen som jeg kommer tilbake til etter at vi blir ferdig med Fourier rekker. Antagelig vil stoffet om integrasjon bli redusert.

Vi vil som vi gjorde i kapittel 7 bruke den komplekse formalismen for Fourier rekker heller enn den reelle formalismen i boka. Sammenhengen mellom de to formalismene er her.

Oppgavesett 9, 28 mars . Løsningsforslag: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11.

I forelesningene 24/3 og 27/3 gjorde vi beviset for Stone Weierstrass teoremet i Seksjon 10.10 , avsluttet stoffet om ortonormale mengder i Seksjon 7.4, behandlet stoffet om ortogonale projeksjoner i 7.5.1 - 7.5.2 som essensiellt allerede ble tatt i Oppgave 4.1.K i Øvelse 4. Vi beviste konvergens av Fourier rekker i L^2 i 14.1.1 - 14.1.2 og Riemann-Lebesgues lemma i 14.3.3 - 14.3.4. Vi introduserete Dirichletkjernen i 14.4.1 - 14.4.2.

Vi vil fortsette med seksjonene 14.4 og 14.6 i neste uke. Deretter går vi løs på derivasjon av funksjoner av flere variabler på sidene 15 - 33 i de utdelte forelesningsnotatene. De viktigste tingene her er definisjonene av derivasjon på sidene 16 og 17, Theorem 2-2 (kjerneregelen), Theorem 2-3 (1) - (3), definisjonen av partielle deriverte på side 25, Teoremene 2-5, 2-7 og 2-8.

Koordineringen av Ma 134 med det nye batchelor opplegget: Den naturlige fortsettelsen av dette kurset har tidligere vært Ma 117 Kompleks Analyse, men fra høsten 2003 blir dette erstattet av det nye og noe større kurset MAT 2300 Analyse 2. På sikt er det meningen at Fourier-analysedelen i Ma 134 blir flyttet til Analyse 2, mens Analyse 1 blir Ma 134 tilsvarende redusert med Fourier-analysedelen. Siden dere allerede får Fourier-analyse nå, blir imidlertid opplegget i Analyse 2 denne ene høsten noe annerledes: Ingen Fourieranalyse, men mer kompleks funksjonsteori eller harmonisk analyse. Mer detaljer kan fås hos Kristin Amundsen eller Ragnar Pettersen i syvende etasje i N.H.Abels hus.

Oppgavesett 10, 4 april . Løsningsforslag: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16.

I forelesningene 31/3 og 3/4 gjorde vi oss ferdige med seksjonene 14.4 og 14.6 i Davidson/Donsig, og gjennomgikk sidene15 - 20 i Spivak (Forelesningsnotatene). I resten av dette kurset vil vi gå nokså kronologisk gjennom disse notatene.

Oppgavesett 11, 11 april . Løsningsforslag: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11.

I forelesningene 7/4 og 10/4 gikk vi gjennom sidene 21 - 49 i Spivaks noter. Rangteoremet 2.13 skal ikke være pensum.

Noter at variasjonen (the oscillation) av en funksjon ved et punkt som nevnes før Lemma 3.7 i FN (forelesningsnotene) er definert som i Definition 6.6.5 i Davidson - Donzig (DD). I det hele tatt er det mye parallellkjøring mellom Kapittel 6 i DD og kapittel 3 i FN. For eksempel svarer Teorem 3-8 i FN til Lebesgues teorem 6.6.6 i DD, og side 46 - 49 i FN til seksjon 6.3 i DD.

Oppgavesett 12, 25 april . Løsningsforslag: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13.

I forelesningen 24/04 gikk vi gjennom sidene 50 - 54 i Spivaks noter. Vi tar "bare hvis" delen av beviset for Lebesgues Teorem 3-8 på mandag 28/04 før vi går løs på Fubinis Teorem og variabelskifte i multiple integraler. Vi vil kanskje fare litt med harelabb over bevisene her og heller fokusere mer på regning av relevante eksamensoppgaver i den korte tiden vi har igjen til eksamen. Løsningforslag til tidligere eksamensoppgaver vil bli lagt ut på denne siden etterhvert.

Vær oppmerksom på at det har vært endel endring av lærebøker og pensum i dette kurset de senere årene, så det er endel tidligere eksamensoppgaver som ikke er godt tilpasset det nåværende pensum. For eksempel er Oppgave 4 (b) fra 28 mai 2002 lettest å løse ved å bruke Banachs kontraksjons-teorem 11.1.6 i DD, som vi (desverre) ikke fikk gjennomgått. Oppgaven kan og løses ved å bruke middelverdi-teoremet og skjærings-setningen, d.v.s. vanlig funksjonsdrøfting.

Oppgavesett 13, 2 mai . Løsningsforslag: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12.

I forelesningen 28/04 gjorde vi oss ferdige med Lebesgues Teorem 3-8 og beviste Fubinis Teorem 3-10. Teoremet om varabelskifte, 3-13 ble behandlet kursorisk ved hjelp av Oppgave 3-35 uten å gå gjennom stoffet om partisjon av enheten på sidene 63 -66. Med dette er hoved-forelesningene i dette kurset avsluttet og de resterende timene vil bli brukt til oppgaveregning.

Det gjenstår noen oppgaver fra oppgavesett 13 (nemlig de to siste eksamensoppgavene). Disse blir gjennomgått på mandag før vi starter på Sett 14.

Oppgavesett 14, for 5, 8, 9 og 12 mai. . Løsningsforslag: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32.

Det er en inkonsistens i eksamensoppgaven 3 (e) fra 30 mai 2003. Se på settet.

Det vil ikke bli gitt flere oppgaver fra nå av. I dobbelttimen mandag 12 mai vil vi gå gjennom den resterende del av sett 14 og svare på eventuelle spørsmål.