Egzamin poprawkowy - teoria

rok 2010/2011

∞

Zadanie 1 : Podać kryterium Leibnitza. Zbadać zbieżność (oraz określić jej rodzaj) szeregu ∑ (−1) n .

n=1 3

√ n+1

Rozwiązanie:

treść kryterium Leibnitza: Jeżeli w szeregu naprzemiennym ciąg {an} jest ciągiem malejącym, dodatnim i

∞

zbieżnym do 0, to szereg ten ( ∑(−1) na ) jest zbieżny.

n

n=1

∞

∞

rozwiązanie zadania: ∑ (−1) n 1 jest to szereg postaci: ∑ a (−1) n 3

n

n=1

√ n+1

n=1

Badam zbieżność bezwzględną:

∞

∞

∑ (−1) n

1

∣

∣ = ∑

jest to przeskalowany szereg Dirichleta o α=1/3 co znaczy, że 3

3

n=1 √ n+1

n=1 √ n+1

szereg jest rozbieżny. To jeszcze o niczym nie świadczy, dlatego badamy zbieżność za pomocą kryterium Leibnitza:

• a >0, warunek spełniony, bo licznik i mianownik wyrażenia są dodatnie n

• a jest funkcją malejącą, warunek jest spełniony, ponieważ licznik jest stały, a mianownik rośnie n

• lim a

1

n = lim

= [ 1 ] = 0

n→ ∞

3

n→ ∞ √ n +1

∞

Z kryterium Leibnitza wynika, że szereg ∑ ∞ (−1) n jest zbieżny warunkowo.

n=1 3

√ n+1

Odpowiedź: Na mocy kryterium Leibnitza otrzymujemy, że szereg ∑ ∞ (−1) n jest szeregiem zbieżnym n=1 3

√ n+1

warunkowo.

Zadanie 2 : Podać twierdzenie o różniczkowaniu szeregu potęgowego. Napisać rozwinięcie funkcji f’(x) w

∞

szereg Maclaurina jeżeli f(x) = ∑ 2 xn .

n=1

∞

treść twierdzenia: Jeżeli szereg potęgowy ∑ a xn ma niezerowy promień zbieżności R (0<R≤∞) to jego n

n=0

suma S(x) jest funkcją różniczkowalną oraz:

∞

∞

S’(x)= ∑ ( a xn) ' =∑ a n xn−1

n

n

.

n=0

n =0

Rozwiązanie:

∞

∞

∞

∞

Dla f(x)= ∑ 2 xn mamy f’(x)=( ∑ 2 xn )’= ∑ 2( xn) ' = ∑ 2 n xn−1 ( przykład podchwytliwy) n=1

n=1

n=1

n=1

Zadanie 3 : Podać definicję potencjału wektorowego.

Rozwiązanie: Pole wektorowe ⃗

F określone w obszarze DᶜR3 nazywamy potem potencjalnym, jeżeli istnieje pole skalarne f określone w D takie, że

⃗

F = grad (f) = [fx, fy, fz].

Zadanie 4 : Zmienna losowa X ma rozkład N(-1,3). Za pomocą tablic obliczyć P(-3<X<0).

Rozwiązanie:

P(-3<X<0) /+1

P(-2<X+1<1) /:3

P( −2 < X +1 < 1 ) doprowadziliśmy postać dla

3

3

3

zadanego w zadaniu N(-1,3) by móc odczytać wartości z tabeli, w której N(0,1) dokonujemy przybliżenia, aby uzyskać wartości z tablic:

• -2/3 ~-0,66

•

1/3 ~ 0,33

2

ɸ(1) - ɸ(− ) = ɸ(1) -(1- ɸ(2) ) = ɸ(1) -1+ ɸ(2) = ɸ(0,33) -1+ ɸ(0,66) 3

3

3

3

3

3

dla wartości odczytanych z tablic mamy:

ɸ(0,33) -1+ ɸ(0,66) =0,6293-1+0,7454=0,3747

Odpowiedź: Dla zadanego rozkładu normalnego otrzymujemy prawdopodobieństwo równe 0,3747.

Zadanie 5 : Zmienna losowa X ma rozkład Bernoul iego z parametrami n=12, p=1/3. Obliczyć wartość oczekiwaną i wariancję zmiennej losowej Y=2X-1.

Rozwiązanie:

przydatne wzory:

EX=np

D2X=npq

E(Y) = E(2X-1) = 2(EX)-1 = 2(12* 1 )-1=2*4-1=8-1=7

po dostosowaniu wzoru dla zmiennej

3

losowej Y

D2(Y) = D2(2X-1) = 4D2X=4*12* 1 *(1- 1 )=16*( 2 )= 32

po dostosowaniu wzoru dla zmiennej

3

3

3

3

losowej Y

Odpowiedź: Dla zmiennej losowej Y wartość oczekiwana wynosi 7, natomiast wariancja jest równa 32 .

3

Autor: Aleksandra Kasprzak grupa 2

29.01.2014