Informace o přednášce Matematická analýza I (NMAI054, paralelka X, vyučuje M. Klazar za J. Matouška)

Sylabus a anotace. Viz SIS.

Doba a místo. Přednáška je v pátek v 10:40 - 12:10 v posluchárně S3 v budově na Malostranském náměstí. Další paralelky učí kolegové J. Vybíral (čt 9:00 S3) a H. R. Tiwary (čt 9:00 S11, v angličtině).

Literatura. Je uvedena v SISu (skripta prof. Pultra jsou dostupná na jeho webové straně) a v knihovnách lze nalézt celou řadu nejrůznějších učebnic matematické analýzy (v češtině i angličtině). Základní učebnice, podle níž by se přesně vyučovalo, pro tento předmět ale není. Doporučuji rovněž sledovat záznamy z přednášek, které zde budou umísťovány. Zde je pro zajímavost můj učební text k této přednášce před 8 lety, kdy ale měla dvojnásobný rozsah (4/2).

Cvičení a cvičící. K paralelce vedou cvičení RNDr. Naděžda Krylová, CSc. (čt 14:00 S10),  doc. RNDr. Markéta Lopatková, Ph.D. (st 14:00 S10), Mgr. Vojtěch Kaluža (st 14:00 S6) a doc. RNDr. Martin Klazar, Ph.D. (st 17:20 S10). Zápočet ze cvičení je nutný pro  připuštění ke zkoušce. Uděluje se za přiměřenou (aktivní) účast na cvičeních, vypracování domácích úloh a za přiměřený výkon v zápočtovém písemném testu, podle upřesnění cvičící(ho). 

Konzultační hodiny. Po dohodě. Pracovnu mám v malostranské budově ve 2. patře, místnost č. 224.
Zkouška. Zkouškové termíny jsou v SISu (bude doplněno). Požadavky ke zkoušce z MAI054 .

1. přednáška 3. 10. 2014. Organizační poznámky. Úvod, opakování. Nekonečné sumy a paradoxy kolem nich. Co je to funkce? - prostá, na atd. Důkazy, dva příklady: Bernoulliova nerovnost (důkaz indukcí), iracionalita čísla 2^{1/2} (důkaz sporem nebo taky vlastně indukcí). O reálných číslech pořádně až příště. Zápis z 1. přednášky.

2. přednáška 10. 10. 2014. Reálná čísla. Reálná čísla jako nekonečné desetinné rozvoje. Supremum a infimum, věta o supremu v R, neplatí ve Q. Existence 2^{1/2} v R jako důsledek věty o supremu. Zápis z 2. přednášky .

3. přednáška 17. 10. 2014. Důsledek suprema: Cantorova věta o intervalech. Nespočetnost R. Velmi stručně: Cantorova a Dedekindova konstrukce R. Limita nekonečné posloupnosti. Definice vlastní i nevlastní limity, jednoznačnost limity. Příklad: lim n^{1/n} = 1. Zápis ze 3. přednášky.

4. přednáška 24. 10. 2014. Věta o monotónní posloupnosti, důkaz. Podposloupnost, tvrzení o limitě podposloupnosti, důkaz jako úloha. Tvrzení o aritmetice limit, důkaz. Příklad s rekurentní posloupností a_1 = 2, a_{n+1} = a_n/2 + 1/a_n. Tvrzení o limitě a uspořádání, důkaz. Věta o 2 policajtech, důkaz. Zápis ze 4. přednášky.

5. přednáška 31. 10. 2014. Dvě základní limity, lim n^a a lim q^n. Věta o monotónní podposloupnosti, důkaz. Bolzanova - Weierstrassova věta, důkaz. Cauchyovské posloupnosti a Cauchyho podmínka, důkaz. Aritmetika nekonečen, neurčité výrazy, rozšířená aritmetika limit, bez důkazu. Limes inferior a limes superior posloupnosti, dvě ekvivalentní definice, na přednášce bez důkazu, ale v zápisu z 5. přednášky s důkazem.

6. přednáška 7. 11. 2014. Nekonečné řady. Základní definice. Poznámky o značení nekonečných řad. Příklady řad. Tvrzení o podmínkách konvergence řad, důkaz. Geometrická řada a zeta(s). Absolutní konvergence, implikuje obyčejnou, důkaz. Leibnizovo kritérium (neabsolutní) konvergence, důkaz. Lineární kombinace řad, necháno jako úloha. Zápis ze 6. přednášky.

7. přednáška 14. 11. 2014. Abelovo a Dirichletovo kritérium, bez důkazu. Důkaz, že zeta(s) pro s > 1 konverguje, zobecňuje ho Cauchyovo kondenzační kritérium. Srovnávací kritérium, důkaz. Srovnání s geometrickou řadou: odmocninové a podílové kritérium, důkazy. Přerovnání řad. Riemannova věta o přerovnání neabsolutně konvergentní řady, naznačení důkazu.Věta o přerovnání absolutně konvergentní řady, důkaz příště.  Zápis ze 7. přednášky.

8. přednáška 21. 11. 2014. Důkaz věty o přerovnání absolutně konvergentní řady. Abs. konvergentní řady s libovolnou (spočetnou) množinou indexů. Násobení abs. konv. řad, bez důkazu. Exponenciální funkce. Exponenciála jako součet nekonečné  řady. Tvrzení: exp(x + y) = exp(x) exp( y), důkaz. Tvrzení: lim (1 + x / n)^n =   exp(x) , důkaz. Poznámka o logaritmu jako inverzní funkci k exp(x). Funkce sin x a cos x z exponenciály pomocí nekonečných řad.  Zápis z 8. přednášky.

9. přednáška 28. 11. 2014. Limita funkce v bodě a spojitost funkce. Okolí bodu, prstencové, jednostranné. Limita funkce v bodě a je A, a a A mohou být i nekonečno. Poznámky a příklady k této definici. Jednostranná limita funkce v bodě. Spojitost funkce v bodě. Tvrzení o jednoznačnosti limity funkce, důkaz. Heineho definice limity funkce v bodě, důkaz. Tvrzení o aritmetice limit funkcí, bez důkazu. Tvrzení o limitě monotónní funkce, důkaz. Zápis z 9. přednášky.

10. přednáška 5. 12. 2014. Tvrzení o limitě funkce a uspořádání, bez důkazu. Tvrzení o limitě složené funkce, důkaz. Funkce spojité na intervalu. Darbouxova věta o mezihodnotách, důkaz. Princip maxima, důkaz. Tvrzení o spojitosti inverzní funkce, bez důkazu. Třídy spojitých funkcí: polynomy, racionální funce, exponenciála, goniometrické funkce, ... .  Zápis z 10. přednášky.

11. přednáška 12. 12. 2014. Poznámka o lipschitzovských funkcích (podtřída spojitých). Derivace funkce. Definice, poznámky, příklady. Geometrický význam derivace: určuje tečnu. Tvrzení: vlastní derivace implikuje spojitost, důkaz. Tvrzení o aritmetice derivací, důkaz pouze Leibnizovy formule.  Tvrzení o derivaci složené funkce, bez důkazu. Stejně tak pro tvrzení o derivaci inverzní funkce. Přehled derivací elementárních funkcí: příště. Definice extrémů funkce. Tvrzení: v a s df/dx(a) = 0 není lokální extrém, důkaz. Příklady. Formulace vět o střední hodnotě: Rolleova a Lagrangeova, důkazy příště. Zápis z 11. přednášky.

12. přednáška 19. 12. 2014. Důkazy vět o střední hodnotě. L'Hospitalovo pravidlo pro výpočet limit neurčitých výrazů, bez důkazu. Tvrzení (jednostranná derivace jako jednostranná limita derivace), bez důkazu. Věta (derivace a monotonie), důkaz. Přehled derivací elementárních funkcí. Derivace vyšších řádů. Konvexní a konkávní funkce. Tvrzení (konv., konk. => f'_{+-}), bez důkazu. Důsledek: konv., konk. funkce je spojitá. Věta (konv., konk. a f''), bez důkazu. Inflexní bod. Tvrzení (f'' není 0 => není inflexe), bez důkazu.  Tvrzení (postačující podmínka inflexe), bez důkazu. Zápis z 12. přednášky.

13. přednáška 9. 1. 2015. Taylorův polynom, Věta (charakterizace T. polynomu), důkaz. Věta (obecný tvar zbytku T. polynomu) a Lagrangeův a Cauchův tvar zbytku, bez důkazu. Taylorova řada funkce. Taylorovy řady (se středem v 0) několika elementárních funkcí: exp(x), sin(x), cos(x),  log(1 + x), log(1 - x), log(1 - x)^{-1}, (1 + x)^a, arctan x. Poznámka: koeficienty v T. řadě funkce tan(x) + sec(x) počítají střídavé permutace (což jsou ty permutace a_1, a_2, ..., a_n čísel 1, 2, ..., n, že a_1 < a_2 > a_3 < ...).  Zápis ze 13. přednášky.


leden 2015