Matematika MATE
Tudásszinttől függetlenül, teljesen az alapoktól magyarázzuk el a tananyagot, a saját ritmusodban lépésről lépésre.
Így tudjuk a legbonyolultabb dolgokat is elképesztően egyszerűen elmagyarázni.
A kurzus 21 szekcióból áll: Halmazok, rendezett párok, leképezések, matematikai logika, Függvények, Összetett függvény és inverz függvény, Hatványozás, logaritmus, exponenciális és logaritmusos egyenletek, Trigonometrikus függvények és arkusz függvények, Trigonometria, trigonometrikus egyenletek, Hiperbolikus függvények és inverzeik, Sorozatok határértéke, Konvergencia és divergencia definíciója, küszöbindex keresése, Monotonitás és korlátosság, Függvények határértéke és folytonossága, A határérték precíz definíciója, Deriválás, Differenciálhatóság vizsgálata és az érintő egyenlete, L’Hôpital szabály, Könnyű függvényvizsgálat és szélsőértékfeladatok, Teljes függvényvizsgálat, gazdasági feladatok, Határozatlan integrálás, primitív függvény, Határozott integrálás, Sorok összege és sorok konvergenciája, Taylor polinom és Taylor sor
Halmazok, rendezett párok, leképezések, matematikai logika
- -
Az A és B halmazok uniója: Azon elemek halmaza, amelyek legalább az egyik halmazban benne vannak. Az A és B halmazok metszete: Azon elemek halmaza, amelyek mindkét halmazban benne vannak. Az A és B halmazok különbsége: Azon elemek halmaza, amelyek az A halmazba benne vannak, de a B halmazba nem. Az A halmaz komplementere a H alaphalmazon nézve: Az alaphalmaz azon elemeinek halmza, amelyek nincsenek benne az A-ban.
- -
A logikai szita formula a halmazok elemszámának meghatározását segítő képlet.
- -
Az első De Morgan azonosság azt mondja, hogy a metszet komplementere pont megegyezik a komplementrek uniójával. A második De Morgan azonosság pedig azt mondja, hogy az unió komplementere éppen megegyezik a komplementerek metszetével.
- -
Egy halmaz összes részhalmazainak halmazát hatványhalmaznak nevezzük.
- -
Két halmaz szimmetrikus differenciája a halmazok kétféle különbségének uniója.
- -
A függvény értékkészlete azoknak az elemeknek a halmaza a B halmazban, amelyek hozzá vannak rendelve valamely A halmazbeli elemekhez.
- -
Azok a szerencsés x-ek, amelyekhez a függvény hozzárendel egy y számot.
- -
Az univerzális kvantor egy jelölése a "minden" kifejezésnek.
- -
Az egzisztenciális kvantor egy jelölése a "létezik" vagy "van olyan" kifejezésnek.
- -
Egy $A$ kijelentés negációja az a kijelentés, amely akkor igaz, ha $A$ hamis és akkor hamis, ha $A$ igaz.
- -
Az állítás (vagy kijelentés) olyan kijelentő mondat, amelyről egyértelműen eldönthetjük, hogy az igaz vagy hamis.
- -
Két kijelentés konjunkciója pontosan akkor igaz, ha mindkét kijelentés igaz, különben hamis.
- -
Két kijelentés diszjunkciója pontosan akkor igaz, ha legalább az egyik kijelentés igaz, különben hamis.
- -
Az implikáció akkor hamis, ha $A$ igaz és $B$ hamis, minden más esetben igaz.
- -
Az ekvivalencia akkor igaz, ha $A$ és $B$ logikai értéke azonos, különben hamis.
- -
De Morgan azonosságok a konjunkció, diszjunkció, implikáció és ekvivalencia tagadásaira.
- -
A diszjunktív normálforma, röviden DNF egy olyan alakja egy logikai formuláknak, ahol a művelet a változóinak vagy negáltjainak konjunkcióinak diszjunkciója.
Függvények
- -
A függvény értékkészlete azoknak az elemeknek a halmaza a B halmazban, amelyek hozzá vannak rendelve valamely A halmazbeli elemekhez.
- -
Azok a szerencsés x-ek, amelyekhez a függvény hozzárendel egy y számot.
- -
A függvény monotonitása lehet növekedő, csökkenő, szigorúan monton növekedő vagy szigorúan monoton csökkenő.
- -
Globális és lokális maximumok és minimumok.
- -
A függvény konvexitása megmondja, hogy a függvény szomorú vagy vidám hangulatban van.
- -
Megnézzük, hogy melyik függvény hogyan néz ki, aztán megnézzük a külső és belső függvénytranszformációkat. Eltolás az x tengely mentén, eltolás az y tengely mentén, tükrözés, nyújtás.
- -
Mikor páros, mikor páratlan vagy éppen egyik sem egy függvény.
- -
Lássuk mik azok a polinomfüggvények, és hogyan kell őket ábrázolni.
Összetett függvény és inverz függvény
- -
Ha két függvényt egymásba ágyazunk, összetett függvényt kapunk.
- -
A függvény hozzárendelésének megfordításával kapjuk a függvény inverzfüggvényét, amennyiben a megfordított hozzárendelés is egy egyértelmű hozzárendelés.
Hatványozás, logaritmus, exponenciális és logaritmusos egyenletek
- -
Készítünk egy szuper-érthető összefoglalót a hatványazonosságokból. Megnézzük, hogyan kell a hatványazonosságokat használni. Megnézzük mi az az exponenciális függvény és hogyan kell ábrázolni.
- -
Az exponenciális függvények meglehetősen fontosak a matematikában, sőt nem csak a matematikában. Itt jönnek az exponenciális függvények.
- -
Itt végre szuper-érthetően kiderül, hogy mi az a logaritmus. Készítünk egy gyors kis összefoglalót a logaritmus azonosságairól. Megnézzük, hogyan kell a logaritmus azonosságokat használni. Megnézzük mi az a logaritmus függvény és hogyan kell ábrázolni.
- -
Készítünk egy szuper-érthető összefoglalót a logaritmus azonosságokról. Megnézzük, hogyan kell az azonosságokat használni, milyen kikötéseket kell tenni a logaritmikus kifejezéseknél, hogyan néz ki a logaritmus függvény.
- -
Mik azok az exponenciális egyenletek? Hogyan kell megoldani egy exponenciális egyenletet? Törtes exponenciális egyenletek. Másodfokú egyenletre vezető exponenciális egyenletek.
- -
Mik azok az exponenciális egyenlőtlenségek? Hogyan kell megoldani egy exponenciális egyenlőtlenséget?
- -
Mik azok a logaritmusos egyenletek? Hogyan kell megoldani egy logaritmikus egyenletet? Milyen kikötéseket kell tenni egy logaritmusos egyenlet megoldásánál? Törtes logaritmikus egyenletek. Másodfokú egyenletre vezető logaritmikus egyenletek.
Trigonometria, trigonometrikus egyenletek
- -
Mi az egység sugarú kör? Mi az a szinusz és koszinusz? Mire jó a szinusz és a koszinusz? Mi az a radián? Mi a kapcsolat a fok és a radián között?
- -
Trigonometriai képlet összefoglaló. Összefüggések a tangens és kotangens között. A trigonometria alapegyenlete. Szögek kétszeresének szinusza és koszinusza.
- -
Az egységkör egy szöggel elforgatott egységvektorának végpontjának x koordinátáját nevezzük a szög koszinuszának
- -
Az egységkör egy szöggel elforgatott egységvektorának végpontjának y koordinátáját nevezzük a szög szinuszának.
- -
Egy szög tangense a szög szinuszának és koszinuszának hányadosával egyenlő.
- -
Szinuszt és koszinuszt tartalmazó egyenletek megoldásának lépései.
- -
Trigonometrikus függvényeknek vagy szögfüggvényeknek nevezzük azokat a függvényeket, amelyek tartalmaznak trigonometrikus kifejezéseket, mint például szinusz, koszinusz vagy tangens. Ezek eredetileg egy derékszögű háromszög egy szöge és két oldala hányadosa közti összefüggéseket írja le.
Sorozatok határértéke
- -
Nevezetes 0-hoz tartó sorozatok.
- -
Nevezetes végtelenhez tartó sorozatok.
- -
Nevezetes gyökös sorozatok határértéke.
- -
Exponenciális kifejezések határértéke.
- -
Egy nevezetes sorozatcsalád, az e-hez tartó sorozatok.
- -
Ha egy sorozat határértéke valós szám, akkor a sorozatot konvergensnek nevezzük. Ha a sorozat határértéke plusz vagy mínusz végtelen, illetve ha egyáltalán nincs is határértéke, akkor a sorozatot divergensnek nevezzük. Az ugráló sorozatokat oszcillálónak nevezzük. Lássunk néhány példát.
- -
Ha két rendőr közrefog egy honpolgárt és a két rendőr konvergál a rendőrőrsre, akkor az általuk közrefogott honpolgárnak is szükségképpen konvergálnia kell a rendőrőrsre..
- -
- -
A végtelenbe tartó sorozatok nagyságrendi sorrendje azt mondja meg, hogy melyik sorozat milyen ütemben tart a végtelenbe. Minél nagyobb nagyságrendű egy sorozat, annál gyorsabban tart a végtelenbe
- -
Egy sorozatnak torlódási pontja az A szám, ha bármilyen kis környezetében a sorozatnak végtelen sok tagja van.
- -
Egy sorozat limesz inferiorja a torlódási pontjainak infinuma. A limesz szuperiorja a torlódási pontjainak szuprémuma.
Konvergencia és divergencia definíciója, küszöbindex keresése
- -
A sorozatok egyik legfontosabb tulajdonsága a határértékük, ami azt jelenti, hogy mi történik a sorozattal ahogy egyre és egyre nagyobb indexű tagjait vizsgáljuk.
- -
Ha egy sorozat határértéke valós szám, akkor a sorozatot konvergensnek nevezzük.
- -
Ha a sorozat határértéke plusz vagy mínusz végtelen, illetve ha egyáltalán nincs is határértéke, akkor a sorozatot divergensnek nevezzük.
Monotonitás és korlátosság
- -
A sorozat monotonitása lehet monton nő, monoton csökkenő, szigorúan monoton nő, szigorúan monoton csökkenő.
Függvények határértéke és folytonossága
- -
Egy függvényt akkor nevezünk folytonosnak valamely pontban, ha itt a függvényérték és a határérték megegyezik. Lássuk miért is ennyire fontos ez.
- -
Függvények szakadása négy féle lehet: megszüntethető szakadás, ugrás, nem megszüntethető, nem véges szakadás, nem megszüntethető oszcilláló szakadás.
- -
Beszéljünk egy kicsit a trigonometrikus függvények határértékéről. Néhány nevezetes határérték, élükön a sinx/x típusúval.
A határérték precíz definíciója
- -
Lássuk mi is az a függvényhatárérték!
- -
Lássuk mi is az a függvényhatárérték!
Deriválás
- -
Egy szelő egyenes meredeksége a differenciahányados.
- -
A deriválás úgy működik, hogy függvények grafikonjának meredekségét vizsgálja, mégpedig azzal, hogy megnézi, milyen meredek érintő húzható a függvény grafikonjához. Ha az érintő "fölfele megy" akkor a függvény grafikonja is "fölfele megy" vagyis a függvény növekszik. Hogyha pedig az érintő "lefele megy" akkor a függvény grafikonja is "lefele megy" tehát a függvény csökken. Egy függvény érintő egyenesének meredeksége a differenciálhányados.
- -
Konstans deriváltja, polinomok deriválási szabálya. Az exponenciális és logaritmus függvények deriválása. Trigonometrikus függvények deriváltjai.
- -
Függvény konstansszorosának, két függvény összegének, szorzatának és hányadosának deriválási szabályai. Összetett függvények deriválási szabálya.
- -
A lánc-szabály az összetett függvények deriválási szabálya.
- -
A sinh és cosh hiperbolikus függvények közt fennálló azonosságok.
- -
A cosh, sinh és tanh függvények deriváltjai.
- -
A cosh, sinh és tanh függvények inverzfüggvényei.
- -
Az arcosh, arsinh és artanh függvények deriváltjai.
Differenciálhatóság vizsgálata és az érintő egyenlete
- -
Egy szelő egyenes meredeksége a differenciahányados.
- -
A deriválás úgy működik, hogy függvények grafikonjának meredekségét vizsgálja, mégpedig azzal, hogy megnézi, milyen meredek érintő húzható a függvény grafikonjához. Ha az érintő "fölfele megy" akkor a függvény grafikonja is "fölfele megy" vagyis a függvény növekszik. Hogyha pedig az érintő "lefele megy" akkor a függvény grafikonja is "lefele megy" tehát a függvény csökken. Egy függvény érintő egyenesének meredeksége a differenciálhányados.
- -
A függvény érintője egy olyan egyenes, amely egy függvényt pontosan egy pontban érint.
L’Hôpital szabály
- -
A határérték számítás csodafegyvere, egy szuper módszer, amivel nagyon sok bonyolult határérték gyorsan kiszámolható.
- -
Néhány exponenciális, logaritmusos és végtelenhez, nullához tartó nevezetes sorozatok határértékei.
Könnyű függvényvizsgálat és szélsőértékfeladatok
- -
Egy függvény elaszticitása azt mondja meg, hogyha 1%-kal növeljük az x-et, akkor hány százalékkal változik a függvény értéke.
Teljes függvényvizsgálat, gazdasági feladatok
- -
Az első derivált azt írja le, hogy a függvény mikor nő és mikor csökken.
- -
A második derivált a függvény hangulatát írja le, ha pozitív, akkor a függvény vidám, ha negatív, akkor szomorkodik.
- -
A deriválás után megállapítjuk a derivált előjelét. Amikor a derivált nulla, olyankor stacionárius pont van.
- -
Azok a szerencsés x-ek, amelyekhez a függvény hozzárendel egy y számot.
Határozatlan integrálás, primitív függvény
- -
Az f(x) függvény primitív függvényének jele F(x) és azt tudja, hogy ha deriváljuk, akkor visszakapjuk f(x)-et. Egy függvény primitív függvényeinek halmazát nevezzük a függvény határozatlan integráljának.
- -
Polinomok integrálása. Törtfüggvény integrálása. Exponenciális függvények integrálása. Trigonometrikus függvények integrálása.
- -
Polinomok, törtfüggvény, exponenciális függvények, trigonometrikus függvények integráljainak lineáris helyettesítései.
- -
Integráláskor a konstans szorzó kivihető.
- -
Összeget külön-külön is integrálhatunk.
- -
Ha a szorzás elvégezhető, akkor végezzük el, és utána integráljunk.
- -
Szorzat integrálásának egy speciális esete, amikor a függvény n-edik hatványon van és meg van szorozva a deriváltjával.
- -
Ezzel a remek módszerrel szorzatokat tudunk integrálni úgy, hogy egy bonyolultabb integrálásból csinálunk egy egyszerűbb integrálást.
- -
Összetett függvényeket általában akkor tudunk integrálni, ha azok meg vannak szorozva a belső függvényük deriváltjával. Van is erre egy remek kis képlet.
- -
Próbálkozzunk a tört földarabolásával és utána integráljunk.
- -
Törtek integrálásának egy speciális esete, amikor a tört számlálója a nevező deriváltja.
- -
A helyettesítéses integrálás lényege, hogy egy kifejezést $u$-val helyettesítünk annak reményében, hogy hátha így képesek leszünk majd megoldani a feladatot.
- -
A racionális törtfüggvények integrálásához a függvényeket parciális törtekre kell bontani, majd a parciális törteket egyesével integrálni.
- -
A helyettesítéses integrálás úgy működik, hogy egy kifejezést $u$-val helyettesítünk annak reményében, hogy hátha így képesek leszünk megoldani a feladatot.
A helyettesítéses integrálás egyik legfurcsább esete az $u = \tan{ \frac{x}{2} } $. Olyankor használjuk, ha a törtben $\sin{x}$ és $\cos{x}$ is csak első fokon szerepel.
Határozott integrálás
- -
A Newton-Leibniz formula egy egyszerűen használható képlet a határozott integrál kiszámításához. Ez a tétel az egész matematika történetének egyik legfontosabb tétele. Egy Newton nevű angol fizikus és egy Leibniz nevű német filozófus egyszerre találta ki az 1600-as évek végén.
- -
Egy zárt intervallumon értelmezett függvény akkor Riemann integrálható, ha egyetlen olyan szám létezik, amely bármely alsó közelítő összegénél nagyobb egyenlő, és bármely felső közelítő összegénél kisebb egyenlő.
- -
Végtelenbe nyúló tartományok területének kiszámolása egy fontos függvénnyel.
- -
Forgástestek térfogatának és felszínének képletei határozott integrálással.
Sorok összege és sorok konvergenciája
- -
A mértani sor képlete, példák mértani sorokra.
- -
Egy végtelen sor akkor konvergens, ha részletösszegsorozata konvergens.
- -
Ha egy sorozat határértéke nem 0, akkor a belőle képzett sor divergens.
- -
Speciális sorok.
- -
Egy másik fontos konvergenciakritérium, ami az n-edik tag n-edik gyökének segítségével dönti el a konvergenciát.
- -
Egy fontos konvergenciakritérium, amely az n+1-edik tag és az n-edik tag hányadosával dönti el a konvergenciát.
- -
Speciális sorok.
- -
A sorok konvergenciájának megállapítására vonatkozó képletek.
- -
Tört hatványának sorának konvergenciája a hatványkitevőtől függően.
- -
Olyan sorok, amelyek valójában az első és az utolsó tagon kívül semmilyen más tagot nem tartalmaznak.
- -
Ha $x_0$ a hatványsor középpontja, akkor az $x_0$ pont $r$ sugarú környezetét konvergencia tartománynak nevezzük, ahol $r$ a konvergenciasugár.
- -
A hatványsorok konvergenciájának vizsgálata.
Taylor polinom és Taylor sor
- -
Arra való, hogy különböző függvényeket polinomok segítségével közelítsünk, illetve előállítsuk hatványsorukat. Nagyon izgi - tényleg...
- -
Arra való, hogy különböző függvényeket polinomok segítségével közelítsünk, illetve előállítsuk hatványsorukat. Nagyon izgi - tényleg...
- -
Az $e^x$, lnx, sinx és cosx függvények Taylor sorai.
- -
Amikor egy függvény x helyen lévő értékét szeretnénk közelíteni egy Taylor polinommal, akkor lesz egy kis hibánk, mivel a polinom nem teljesen követi a függvényt. Ennek a hibának a kifejezésére van a Lagrange-féle maradéktag.