..…… 35 3.20 Näited võrratuste ja võrratussüsteemide lahendamisest …………..… 35 3.21 Logaritmid ………………………………………………………..…. 41 3.22 Summa märk ………………………………………………….……. 44 3.23 Ülesanded aritmeetikast ja algebrast …………...………………..….. 46 1 1. ARVUHULGAD Positiivsed täisarvud ehk naturaalarvud tekkisid vajadusest loendada esemeid. Kõik naturaalarvud moodustavad naturaalarvude hulga ℕ = {0; 1; 2; 3; 4; ...} . Naturaalarvude hulk on kinnine liitmise ja korrutamise suhtes. Naturaalarvude hulk muutub kinniseks lahutamise suhtes, kui teda täiendada arvude 1, 2, 3, ... vastandarvudega -1, -2, -3, ... . Negatiivsed ja positiivsed täisarvud ning arv 0 moodustavad täisarvude hulga ℤ = {±1; ± 2; ± 3; ...} . Täisarvude hulk on kinnine liitmise, lahutamise ja korrutamise suhtes.
n n +1 ja c)indukts iooni s amm: an + 4 = an + 2 + an + 3 ( 3 / 2 ) + ( 3 / 2 ) = ( 3 / 2) (1 + 3 / 2) >= ( 3 / 2) ( 9 / 4) = ( 3 / 2) n n +1 n n n+2 T u gev in du k s tioon ip rin ts iip (R .Palm järgi) O lgu P (n) üldväide, mil le para meetr i n väärtus teks on naturaalarvud. Kui a) väide P(1) kehtib b) iga naturaal arvu k korral järeldub s elles t, et väide kehtib kõigi P(m) korral, kus m< k, väite kehtivus P(k) j aoks , s iis väide P(n) kehtib iga naturaalarvu n korral. N äide: Sokolaadit ahvel mõõtmet ega a ×b ruutu murtaks e mööd a j ooni tükkideks , kuni enam murda ei s aa. Tões tada, et murdmis t e arv on a*b- 1. a) induks tiooni baas n= 1: s iis a= 1; b= 1 ja murd mi s te arv on 1*1-1= 0.
an 2 3 / 2 an 3 3 / 2 n n 1 ja c)indukts iooni s amm: an 4 an 2 an 3 3 / 2 3 / 2 3 / 2 1 3 / 2 3 / 2 9 / 4 3 / 2 n n 1 n n n2 Tugev in du k s tioon ip rin ts iip (R .Palm järgi) O lgu P (n) üldväide, mil le para meetr i n väärtus teks on naturaalarvud. Kui a) väide P(1) kehtib b) iga naturaal arvu k korral järeldub s elles t, et väide kehtib kõigi P(m) korral, kus m< k, väite kehtivus P(k) j aoks , s iis väide P(n) kehtib iga naturaalarvu n korral. N äide: Sokolaadit ahvel mõõtmet ega a b ruutu murt aks e mööda jooni tükkideks , kuni enam murda ei s aa. Tões tada, et murdmis te arv on a*b-1. a) induks tiooni baas n= 1: s iis a= 1; b= 1 j a murdmis te arv on 1*1-1= 0.
kõigi nende indiviidide xX korral, mille korral muutub tõeseks predikaat Px. Üldisuskvantori rakendamine ühekohalisele predikaadile Px, kus xX, muudab selle predikaadi lauseks: Igal x-il on omadus Px ehk Iga x korral P. Näiteks võtame predikaadi A(x), kus xN (,,x on algarv", x kuulub naturaalarvude hulka). Üldisuskvantori rakendamisel saame lause: x(xN)Ax ehk x(xN)A(x) ehk x Ax, mida võiks antud juhul lugeda: Iga naturaalarv on algarv ehk Kõik naturaalarvud on algarvud. See üldjaatav lause on väär. Olemasolukvantori rakendamine ühekohalisele predikaadile Px, kus xX, muudab selle predikaadi lauseks: Leidub selline x, millel on omadus Px ehk Leidub selline x, et Px. Näiteks rakendame olemasolukvantorit eelpooldefineeritud predikaadile A(x), kus xN. Saame lause: x(xN)Ax ehk x(xN)A(x) ehk x Ax, mida võiks antud juhul lugeda: Leidub vähemalt üks naturaalarv, mis on algarv ehk Mõned naturaalarvud on algarvud. See osajaatav lause on tõene.
1. Kompleksarv kui reaalarvude paar. Tehted kompleksarvudega. Tehete omadused. Kompleksarvu algebraline kuju. Tuletatavad tehted ja nende omadused. Kompleksarvuks nimetatakse reaalarvude paari (x,y). C = {(x;y) | x, y R} Tehted kompleksarvudega: z1 = (x1; y1) C; z2 = (x2; y2) C 1. liitmine: z1 + z2 = (x1 + x2; y1 + y2) 2. korrutamine: z1 * z2 = (x1x2 - y1y2; x1y2 + x2y1) Kompleksarvudega tehete omadused 1. liitmine on kommutatiivne, st z1 + z2 = z2 + z1 z1, z2 C korral 2. liitmine on assotsiatiivne, st (z1 + z2) + z3 = z1 + (z2 + z3) z1, z2, z3 C korral 3. liitmise suhtes leidub nullelement (reaalarv 0, 0 + z = z + 0 = z z C korral), st leidub C, nii et z + = + z = z z korral; = (0; 0) = 0 4. igal kompleksarvul z = (x; y) = x + yi leidub (liitmise suhtes) vastandarv, st selline arv w C, et z + w = w + z = 0; w = -z 5. korrutamine on kommutatiivne, st z1z2 = z2z1 z1, z2 C korral 6. korrutamine on assotsiatiiv...
1.1.1 Korpuse aksioomid . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1.1.2 Järjestatud korpus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 1.1.3 Täielik järjestatud korpus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9 1.2 Täieliku järjestatud korpuse eksisteerimine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 1.2.1 Naturaalarvud, täisarvud, ratsionaalarvud . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 1.2.2 Täieliku järjestatud korpuse konstruktsioon . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13 1.3 Ratsionaalarvud järjestatud korpuses . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 1.3.1 Naturaalarvud. Matemaatilise induktsiooni meetod . . . . . . . . . . 15 1.3.2 Ratsionaalarvude alamkorpus .
Kujundaja: Janek Saareoja ISBN 978-9949-489-95-4 (trükis) ISBN 978-9949-489-96-1 (epub) Trükitud trükikojas Print Best 4 Sisukord osa 0 – SISSEJUHATUS . .................... 17 OSA 2 – arvud ..................................... 75 matemaatika meie ümber ................... 20 arvuhulgad .......................................... 78 Matemaatika kui keel ....................................21 Naturaalarvud ...............................................78 Matemaatika muutub ja areneb .....................22 Täisarvud .......................................................82 Mis on matemaatika? ....................................23 Ratsionaalarvud .............................................83 Matemaatika on mitmekülgne ..................... 24 Irratsionaalarvud ja reaalarvud ......................87 miks õppida matemaatikat
käsitletakse kui tervikut ja mittekogumõisted-nende sisu iseloomustab vastava klassi igat elementi - näiteks meeskond vs mängija) MÕISTE MAHT - esemete klass, mis sisaldub/peegeldub mõistes. Palju teisi mõsiteid sellesse mahub. Esemete klass võib olla mahult: Tühi-mida ei eksisteeri(kentaur) Lõplik- jäämegi loendama(maailmas elavad inimesed) Lõpmatu-näiteks naturaalarvud Kahe mõiste omavaheline side võib olla erinev: Absoluutselt erinevad mõisted- kahel mõistel puuduvad ühised tunnused täielikult. (inimene, kivi) Suhteliselt erinevad mõisted – kahel mõistel on vähemalt üks ühine tunnus (inimene, mees). Jaguneb: Sõltuvad- inimene ja mees, esimene mõiste peegeldab liiki, teine sugu Samasoolised- üheaastane taim ja kaheaastane taim, mõiste ühisosa ehk sootunnus on mõlemal mõistel ühine
2 Kreeka tähestik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3 0.3 Reaalarvud . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 0.4 Summa sümbol . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 Kontrolltöö teemad 1. Reaalarvu absoluutväärtus ja selle omadused (enamus neist on loogiliselt tuletatavad). 2. Summa sümbol. Eksamiteemad 1. Naturaalarvud. 2. Täisarvud. 3. Ratsionaalarvud. 4. Irratsionaalarvud. 5. Reaalarvud. 6. Summa sümbol. PEATÜKK 0. TÄHISTUSED. REAALARVUD 0.1 Tähistused := definitsioon (võrdub, rõhutatult) aX element a kuulub hulka X a/X a ei kuulu hulka X XY hulk X sisaldub hulgas Y (NB! mitterange kuulumine) mujal võidakse eristada ja , meil = AB hulkade ühend A B hulkade ühisosa
kuna järgnevate arvude hulgas tegurit enam tõenäoliselt ei leidu. b). Fermat' väike teoreem- asendadada arvud Fermat' väikesesse teoreemi. c). Miller-Rabini test- ehkki tegu on tõenäosusliku polünomiaalse meetodiga, on tulemus suhteliselt usaldusväärne, kuna eksimisvõimalus on harilikult 0,01% või vähemgi. *Erathosthense sõel- (Antiikne) meetod selekteerimaks n naturaalarvu seast välja algarve. Üles kirjutatakse kõik antud vahemiku naturaalarvud 1,2,3....n ning nende seast hakatakse järjest välja kriipsutama n-1 kordseid arve. Alles jäävad vaid algarvud. [24].Naturaalarvude kanooniline kuju. Suurim ühistegur ja vähim ühiskordne. Iga naturaalarvu n saab esitada kujul n = , ehk sisuliselt teatud (astmesse tõstetud) algarvude korrutisena. Arv n jagub kõigi nende algarvudega p. Iga naturaalarv n on esitatav täpselt ühe unikaalse kanoonilise kuju avaldisena. Nt. 35 = 5*7 ==> Kanoonilise kuju näide.
y' , ..., y (n) ja sõltumatu muutujaga x. 48. Cauchy ülesanne - ülesannet, milles tuleb leida diferentsiaalvõrrandi F (x, y, y' ) = 0 lahend tingimusel y (x0) = y0 , kus x0 , y0 R on fikseeritud konstandid, nimetatakse algtingimustega ülesandeks e. Cauchy ülesandeks ja tingimust y (x0) = y0 ülesande algtingimuseks. Kordamisküsimused 1. Arvuhulgad: naturaal-, täis-, ratsionaal-, reaal- ja kompleksarvud. Nende omadused. · Naturaalarvud (0, 1, ,2,..,n,...) N arvude jada on lõpmatu, kaks N-i liites saame uue arvu mis on ka N. Kinnine liitmise ja korrutamise suhtes. · Täisarvud Lisades N arvudele negatiivsed täisarvud saame täisarvude hulga Z (-2, -1, 0, 1, 2), -1 ja 1, -n ja n on teineteise vastandarvud. kinnine liitmise, lahutamise ja korrutamise suhtes, mitte aga jagamise suhtes; · Ratsionaalarvud koosnevad murdudest. R arvude omadused: tihe, ei ole pidev, kinnine
Hulkade võrdsus o DEF: Kahte hulka A ja B loetakse võrdseteks ja kirjutatakse A = B, kui hulgad A ja B koosnevad samadest elementidest: A = B ⇔ ∀x [x ∈ A ⇔ x ∈ B]. Tühi hulk o DEF: Tühjaks hulgaks e. tühihulgaks nimetatakse hulka, mis ei sisalda ühtegi elementi. Tühja hulka tähistatakse sümboliga ∅. ∅ = { x| x ≠ x }. 13. Põhilised arvuhulgad: N, Z, Q, R, C, reaalarvude intervallid. [3, 4, 5] Põhilised arvuhulgad o N = {1, 2, 3, …} naturaalarvud e positiivsed täisarvud o Z = {..., 2,1, 0, 1, 2, …} täisarvud o Q = {q | q=m/n, m∈Z, n∈N} ratsionaalarvud o R = reaalarvud o C = {z | z=x+iy; x,y∈R, i2=1 Reaalarvude intervallid 11 o lõik [a, b] = {x | x∈R, a ≤ x ≤ b}, o vahemik (a, b) = {x | x∈R, a < x < b} o poollõik (a, b] = {x | x∈R, a < x ≤ b} o poollõik [a, b) = {x | x∈R, a ≤ x < b} 14. Alamhulk. Ülemhulk. Pärisalamhulk
Defineerida jada tõkestatuse ja koonduvuse mõiste: Jada (xn) on tõkestatud parajasti siis, kui ∃m,M ∈ IR : m ≤ xn ≤ M iga n ∈ IN korral, selle tingimuse võime esitada kujul ∃K > 0 : |xn| ≤ K iga n ∈ IN korral Jada x=(xn) nimetatakse koonduvaks, kui eksisteerib lõplik piirväärtus Tuua näiteid tõkestatud ja tõkestamata jadadest. Tõkestatud: konstantne jada (3, 3, 3, …), hääbuv jada (1, ½, ⅓, ¼, … ) Tõkestamata: tõkestamatult kasvav (6-ga jaguvad naturaalarvud alates arvust 6), tõkestamatult kahanev (3, 0, -3, -6, -9, …) Tõestada, et iga koonduv jada on tõkestatud (lause 2.1). Lause (koonduva jada tõkestatus) (xn) koonduv => (xn) tõkestatud Tõestus: Olgu (xn) koonduv s.t. leidub a € R lim xn=a Vaja näidata, et (xn) on tõkestatud, s.t. leidub m,M : iga n m ≤ x n ≤ M Kuna lim xn=a, siis rakendades (*) e = 5 korral Leidub N : iga n (n ≥ N |xn - a|< 5) Valime m = min {x1,x2,…,xN-1,a-5} M = max {x1,x2,…,xN-1,a+5}
Väljendit ,,leidub täpselt üks" tähistatakse tavaliselt sümboliga !. Näiteks, !x , 2x - 4 = 0. Näide: x , x2 + 1 > 0 tähendab, et iga reaalarvu x korral on x2 + 1 suurem nullist. Kui lauses kasutatakse üldisuse kvantorit, siis selle lausega väidetakse midagi kõigi antud liiki objektide kohta ja seetõttu peab neid väiteid tõestama ka üldkujul. Seevastu lause ümberlükkeks piisab ainult ühest kontranäitest. Näide: Eitame lauset: ,,Kõik naturaalarvud on algarvud." 1. Antud juhul P(x) = ,,x on algarv" 2. ¬(x , x on algarv) 3. x , ¬(x on algarv) 4. x , x ei ole algarv Leidub naturaalarv, mis ei ole algarv. Näide: Eitame lauset: ,,Leidub selline reaalarv x, et x2 = 1." 1. Antud juhul P(x) = ,,x2 = 1" 2. ¬(x , x2 = 1) 3. x , ¬(x2 = 1) 4. x , x2 1 Iga reaalarvu x korral x2 1
Eelduste vahetamise probleemi käsitletakse pikemalt entümeemi peatükis. 9 b) Demonstratiivne süllogism Alljärgnevas lõigus vaadeldakse üksnes korrektseid süllogisme. Võrdleme kahte süllogismi. 1) Kõiki objekte, mis koosnevad osadest, saab osadeks lammutada. Kõik ainelised objektid koosnevad osadest. Järelikult on igasugune aineline objekt osadeks lammutatav. 2) Kõiki ainelisi objekte saab ruumis liigutada. Naturaalarve ei saa ruumis liigutada. Järelikult pole naturaalarvud ainelised objektid. Mõlemad süllogismid on korrektsed, ent esimene mõjub veenvamalt kui teine. Mis seda tingib? Küsimus on keskterminis. Kuna kesktermin läheb lõppjärelduses kaduma, siis on raske märgata kesktermini tähtsat rolli. Esimeses süllogismis on keskterminiks „osadest koosnev”. See on ka põhjus, miks saab midagi osadeks lammutada. Teises süllogismis on keskterminiks „ruumis liigutamist võimaldav”. Naturaalarvude mitteainelisus ei tulene mitte
b) Demonstratiivne süllogism Alljärgnevas lõigus vaadeldakse üksnes korrektseid süllogisme. Võrdleme kahte süllogismi. 1) Kõiki objekte, mis koosnevad osadest, saab osadeks lammutada. Kõik ainelised objektid koosnevad osadest. Järelikult on igasugune aineline objekt osadeks lammutatav. 2) Kõiki ainelisi objekte saab ruumis liigutada. Naturaalarve ei saa ruumis liigutada. Järelikult pole naturaalarvud ainelised objektid. Mõlemad süllogismid on korrektsed, ent esimene mõjub veenvamalt kui teine. Mis seda tingib? Küsimus on keskterminis. Kuna kesktermin läheb lõppjärelduses kaduma, siis on raske märgata kesktermini tähtsat rolli. Esimeses süllogismis on keskterminiks ,,osadest koosnev". See on ka põhjus, miks saab midagi osadeks lammutada. Teises süllogismis on keskterminiks ,,ruumis liigutamist võimaldav". Naturaalarvude mitteainelisus ei tulene mitte
annaabi.ee 
Sisene Facebook'ga
Sisene Google'ga
Sisene LinkedIn'ga
