Limita a spojitost funkcí více proměnných

Rozměr: px
Začít zobrazení ze stránky:

Download "Limita a spojitost funkcí více proměnných"

Transkript

1 30

2 Kapitola 3 Limita a spojitost funkcí více proměnných 1 Limita funkcí Limita popisuje chování hodnot vyšetřované funkce, blížíme-li se k danému bodu. V případě funkce definované na reálné ose se k danému bodu můžeme přibližovat zprava, zleva nebo současně z obou stran. Tomu v jedné proměnné odpovídají pojmy ita zleva, ita zprava a ita oboustranná. Již v případě funkce dvou proměnných, tedy funkce definovanévrovině,mámemnohemvícemožností,jaksekdanémubodublížit,vizobrázek 3.1. Obr. 3.1 Do libovolné blízkosti bodu v rovině se můžeme dostat po polopřímkách, spirálách, kruhových výsečích, apod. Abychom postihli všechny tyto možnosti v jedné univerzální definici, budeme definovat pojem ity vzhledem k množině. V ostatním je definice vícerozměrné ity zcela stejná jako v případě funkce jedné proměnné. Definice 3.1. Nechť f je funkce definovaná na podmnožině N euklidovského prostoru. Předpokládejme,žebod ajehromadnýmbodemmnožiny N.Řekneme,žefunkce f má vbodě aitu b R(vzhledemkmnožině N),píšeme f(x)=b, x a x N 31

3 32 KAPITOLA 3. LIMITA A SPOJITOST FUNKCÍ VÍCE PROMĚNNÝCH jestližeprokaždéokolí U(b)bodu bexistujeprstencovéokolí P(a)bodu a,že f(p N) U. Vyjádřenopomocínerovnostítoznamená,žeprokaždé ε >0existuje δ >0takové,že platí následující implikace 0 < x a < δ, x N= f(x) b < ε. Použijeme-lizápis x a f(x)bezspecifikovánímnožiny N,budemetímrozumět itu funkce vzhledem k jejímu definičnímu oboru. Funkce f nemusí být v itním bodě a definována, tento bod však musí být hromadným bodem jejího definičního oboru. Příklad3.2.Budemesezabývatitoufunkce f: R n R f(x)= x vbodě a R n.protože D(f)jecelýprostor R n,nenítřebauvádět,vzhledemkjaké množině itu počítáme. Z geometrického názoru je zřejmé, že tato ita je rovna normě a. Ověříme situto hypotézu přímozdefinice 3.1. Ktomu jezapotřebíukázat, že k libovolně zvolenému okolí U bodu a (řekněme o poloměru ε) existuje prstencové okolí Pbodu a(řekněmeopoloměru δ)tak,žeprovšechna x Pje f(x) U.Zapsánopomocí nerovností (3.1) 0 < x a < δ x a < ε. Díky trojúhelníkové nerovnosti(viz cvičení 3, Kap. 1) máme x a x a. Implikacev(3.1)budesplněnanapř.přivolbě δ= ε.závěremvidíme,že prokaždé a R n. x = a x a Zcela stejně jako v případě funkce jedné proměnné je možno ukázat, že funkce má nejvýše jednu itu. Předpokládejme, že x a f(x)=baže M N.Je-libod a x N rovněžhromadnýmbodemmnožiny M,paksenutněmusímedostatkestejnéhodnotě b, budeme-lisekbodu ablížitpouzepomocíbodůmnožiny M.Má-litedynapříkladfunkce f itu v daném bodě, pak musí mít stejnou itu vzhledem ke všem podmnožinám svého definičního oboru. Tuto skutečnost často používáme při vyšetřování existence ity a stanovení její možné hodnoty. Příklad 3.3.(i) Zabývejme se itami funkce f(x,y)= x2 y 2 x 4 + y 4vbodě(0,0). Uvažujmenejdříveityvzhledemkpřímce y=kx.podívejmesenahodnotyfunkce f napřímce y= kx: f(x,kx)= x2 k 2 x 2 k2 x 4 + k 4 x4= 1+k 4.

4 1. LIMITA FUNKCÍ 33 Funkce fjenatétopřímcekonstantní.jejíitavzhledemkpřímce y= kxje k 2 1+k 4. Prorůznéhodnoty k tytoityvycházejírůzně,aproto (x,y) (0,0) f(x,y)nemůže existovat. (ii) Vyšetřujme existenci ity funkce f(x,y)= x2 y x 4 + y 2vbodě(0,0). Stejnějakodřívebudemezkoumatityvůčipřímkám y= kx.pro k 0dostaneme (x,y) (0,0) y=kx f(x,y)= x 0 f(x,kx)= x 0 x 3 k x 4 + k 2 x 2= x 0 kx x 2 + k 2=0. Protože f má hodnotu nula na souřadnicových osách, můžeme konstatovat, že f má nulovou itu na všech přímkách procházejících počátkem. To nás ovšem ještě neopravňuje tvrdit, že f má nulovou dvojrozměrnou itu v tomto bodě. Uvažujeme-li totiž ity pouzepopřímkáchklesá xiyknulelineárně,tedyrychlostí stejnéhořádu.bude-li však konvergence x-ových a y-nových souřadnic rozdílná, může se chování výrazu x 2 y x 4 + y 2 vblízkostinulyvýraznězměnit.uvažujmenapříkladparabolu y= x 2.Pohybempotéto křivce klesá x s mocninou první zatímco y s mocninou druhou. Pro itu vůči parabole máme f(x,y)= f(x,x 2 x 4 )= (x,y) (0,0) x 0 x 0 x 4 + x 4=1 2. y=x 2 Tatoitaseovšemlišíoditpopřímkách,aproto fnemáituv(0,0). Tento příklad ilustruje jev, se kterým se ještě setkáme vícekrát a který nemá analogii v jednorozměrném případě. Asymptotické chování funkce vůči přímkám ještě nezaručuje stejné asymptotické vícerozměrné chování funkce. Při výpočtu vícerozměrných it často používáme pravidla shrnutá v následující větě. Jejich důkazy jsou naprosto stejné jako v případě funkce jedné proměnné, a proto je nebudeme uvádět. Věta 3.4. Nechť f a g jsou funkce definované na stejné množině v euklidovském prostoru. Předpokládejme,že x a f(x)=b, x a g(x)=c.pakplatínásledujícítvrzení: (i) x a (f(x)+g(x))=b+c. (ii) x a f(x)g(x)=bc. f(x) (iii) x a g(x) = b,zapředpokladu,že c 0. c

5 34 KAPITOLA 3. LIMITA A SPOJITOST FUNKCÍ VÍCE PROMĚNNÝCH (iv) Nechťexistuje t b h(t)anechťexistujeprstencovéokolí P(a)bodu a,že f(x) b pro x P.Pak h(f(x))= h(t). x a t b (v) Je-li f gnajistémprstencovémokolíbodu a,pak b c. (vi) Je-li f omezenánajistémprstencovémokolíbodu aasoučasně x a g(x)=0, paki x a f(x)g(x)=0. (vii) Platí-liprofunkci hnajistémprstencovémokolíbodu anerovnost f h gaje-li přitom x a f(x)= x a g(x),pak x a h(x)= x a f(x). Příklad3.5.(i)Stanovmeitufunkce f(x,y,z)=x 2 yzvbodě(2,2,1).podlebodu (ii) Věty 3.4 je výpočet jednoduchý (x,y,z) (2,2,1) x2 yz= (x,y,z) (2,2,1) x2 y (x,y,z) (2,2,1) (x,y,z) (2,2,1) z =4 2 1=8. (ii) Stanovme itu sin(x 2 + y 2 + z 2 ) (x,y,z) (0,0,0) x 2 + y 2 + z 2. Můžemevyužítskutečnosti,že (x,y,z) (0,0,0) x 2 + y 2 + z 2 =0aprovéstsubstituci t= x 2 + y 2 + z 2.Aplikacípravidla(iv)Věty3.4,kdepoložíme h(t)= sint,dostaneme t sin(x 2 + y 2 + z 2 ) sin t (x,y,z) (0,0,0) x 2 + y 2 + z 2 = =1. t 0 t (iii) Určeme itu xsin 1 (x,y,z) (0,0,0) x y+ z. Na základě odhadu sin 1 1 x y+ z askutečnosti,že (x,y,z) (0,0,0) x =0,mámepodleVěty3.4(vi),že xsin 1 (x,y,z) (0,0,0) x y+ z =0. Provýpočetvícerozměrnýchitneexistuježádnáanalogie mechanického l Hospitalova pravidla, které máme k dispozici pro reálné funkce. Příklady jsou proto více výzvou pro naši intuici. Při jejich řešení musíme často kombinovat pravidla Věty 3.4 s vyšetřováním it vůči podmnožinám. Zjistíme-li například itu funkce vůči některé přímce, pak celková ita je jí buďto rovna anebo vůbec neexistuje.

6 2. SPOJITOST FUNKCÍ 35 2 Spojitost funkcí Intuitivní představa spojitosti zobrazení je vlastnost, že body ležící blízko sebe se zobrazí opět na body s malou vzdáleností. Tuto představu lze matematicky precizovat pomocí pojmu ity zcela stejně jako v případě teorie funkcí jedné proměnné. Definice3.6.Nechť f: M Rjefunkcedanánamnožině Meuklidovskéhoprostoru. Řekneme,žefunkce fjespojitávbodě x 0 M,jestližejebod x 0 buďtoizolovanýbod množiny Mneboplatí,že x x 0 x M f(x)=f(x 0 ). Funkce f je spojitá, je-li spojitá v každém bodě svého definičního oboru. Protožekaždýbodmnožiny Mjebuďizolovanýbodmnožiny Mnebohromadnýbod množiny M,mámepojemspojitostidefinovanýprovšechnybodyzM. Přepíšeme-li definici spojitosti pomocí okolí, dostaneme následující ekvivalentní vyjádření: fjespojitávx 0,jestližeprokaždéokolí U(f(x 0 ))bodu f(x 0 )existujeokolí V(x 0 ) bodu x 0,že f(v(x 0 )) U(f(x 0 )). Tato verze je občas výhodnější než vyjádření pomocí ity. Větu 3.4 o itách funkcí můžeme pro spojité funkce přeformulovat následovně. Věta3.7.Nechť fa gjsouspojitéfunkce.pak f+g, fga f (při g 0)jsouopětspojité. g Je-li h spojitá funkce jedné proměnné, pak složená funkce h(f) je spojitá. Věta 3.7 říká, že jakoukoli manipulací se spojitými funkcemi, která zahrnuje konečně mnoho aritmetických operací a vytváření složených funkcí, dostaneme opět spojitou funkci. Z těchto důvodů je například funkce f(x,y,z)= argsinh(x2 y 2 ) x 2 + y 2 e tg(xyz) +cos(xy) spojitá ve svém definičním oboru. Příklad 3.8. (i)funkce f(x) = x jespojitávcelémeuklidovskémprostoru.tato skutečnost je důsledkem Příkladu 3.2. Jiné zdůvodnění plyne také z Věty 3.7. (ii)každálineárnífunkcejespojitá.takováfunkce f: R n Rjevždytvaru f(x 1,x 2,...,x n )=a 1 x 1 + a 2 x 2 + +a n x n, kde a 1,a 2,...,a n R.BezprostřednězVěty3.7vidíme,žefunkce fjespojitá. V následujícím příkladě uvedeme ukázky nespojitých funkcí. Příklad 3.9.(i) Funkce f(x,y)= { 1 x 0 1 x <0.

7 36 KAPITOLA 3. LIMITA A SPOJITOST FUNKCÍ VÍCE PROMĚNNÝCH je nespojitá ve všech bodech ležících na ose y. Důvodem je neexistence ity v žádném boděnaose y.grafpočástechkonstantnífunkce fmázlompodélosy y. (ii) Funkce x 2 y f(x,y)= x 4 + y 4 (x,y) (0,0) 0 (x,y)=(0,0). nemádlepříkladu3.3(i)ituvbodě(0,0).protonemůžebýtvtomtoboděspojitá, ačkoliv je například spojitá vůči každé přímce procházející počátkem. 3 Cvičení Úloha: Ověřte přímo z definice ity, že (x,y) (0,0) exy =1. Řešení:Našímcílemjekdanému ε >0nalézt δ >0tak,žeprobody x=(x,y) snormou x < δplatí e xy 1 < ε.rozepišmnesioběnerovnostidetailněji.taprvní dává x 2 + y 2 < δadruhá 1 ε < e xy <1+ε. Můžemepředpokládat,že0<ε<1.Logaritmovánímnerovnosti1 ε < e xy <1+ε dostaneme ln(1 ε) < xy <ln(1+ε). Dolnímezln(1 ε)jezápornáahornímezln(1+ε)kladná.kdanému εteďmusíme volbou δzaručit,žesoučin xyležívintervalu(ln(1 ε),ln(1+ε)).jaksouvisívelikost součinu xysnormou x 2 + y 2?Jesnadnéověřit,že 1 2 (x2 + y 2 ) < xy < 1 2 (x2 + y 2 ), tj. 1 2 x 2 < xy < 1 2 x 2. Můžemetakpoložit δ=min{ ln(1+ε), ln(1 ε)}.tatovolbapři x 2 + y 2 δ implikuje 1 2 (x2 + y 2 ) < δ 2 ln(1+ε). Úloha: Stanovte itu(existuje-li) funkce ln(1 ε)= ( ln(1 ε)) δ 2 < 1 2 (x2 + y 2 ) xy f(x,y)= xy x 2 + y 2

8 3. CVIČENÍ 37 vbodě(0,0). Řešení:Bod(0,0)jehromadnýmbodemdefiničníhooboru,aprotomátatoúloha smysl.zkoumánízadanéityvedenavyšetřováníneurčitéhovýrazu 0 0,atedyna srovnání velikostí funkce v čitateli a jmenovateli pro malé hodnoty argumentů. Protože xyjepolynomdruhéhostupněvedvouproměnných,zatímco x 2 + y 2 x,tušíme,že ita bude nulová. Důvodem pro naši hypotézu je, že čitatel klesá k nule rychleji než jmenovatel. Přesné matematické zdůvodnění je následující: f(x,y) = xy x 2 + y y x = y. 2 x Fakt,že (x,y) (0,0) y =0,implikujepodleVěty3.4(vi),že (x,y) (0,0) f(x,y)=0. Jiný způsob řešení příkladů tohoto typu je založen na použití polárních souřadnic. Polárnísouřadnicepopisujíbod(x,y)vroviněpomocídvojice(,ϕ),kde (0, )je vzdálenostodpočátku, ϕ 0,2π)jeúhel,kterýsvíráprůvodičdanéhobodusosou x, viz. obr 3.2. y A ϕ x Obr. 3.2 Platí tedy x = cos ϕ y = sin ϕ. Transformací funkce do polárních souřadnic máme f(x,y)= cos ϕ sin ϕ = cos ϕsin ϕ. Nyní f(x,y)= cos ϕsin ϕ. (x,y) (0,0) 0+ Protože cos ϕsin ϕ 1nezávislenaúhlu ϕa 0,mámeopětpodleVěty3.4(vi),že f(x,y)=0. (x,y) (0,0)

9 38 KAPITOLA 3. LIMITA A SPOJITOST FUNKCÍ VÍCE PROMĚNNÝCH Úloha: Nalezněte itu(existuje-li) x (x,y) (0,0) e x 2 +y 2. Řešení: Využijeme polárních souřadnic. Funkce má v těchto souřadnicích tvar e cos ϕ 2cos 2 ϕ+ 2sin 2 ϕ= e cos ϕ 2. Vidíme,žetentovýrazzávisínaúhlu ϕ:je-linapř. ϕ=0,je ale dostáváme e e =0.Pro ϕ=π/2 2=1.Závěrje,žezadanáfunkcenemávbodě(0,0)itu. Úloha: Stanovte itu(existuje-li) funkce vbodě(0,0,0). f(x,y,z)= 2 4 xyz xyz Řešení: Úlohu je možno jednoduchou substitucí t = xyz převést na případ zkoumání jednorozměrnéityfunkce 2 4 t t pro t 0. Pomocí l Hospitalova pravidla vypočteme: Úloha: Vypočtěte 2 4 t = 1 t 0 t 4. (x 1,x 2,x 3,x 4 ) (0,0,0,0) 2x 3 1 x2 2 3x3 2 x2 3 +5x3 3 x2 4 x x4 2 + x x4 4 Řešení: Abychom získali jistou představu o vyšetřované funkci, pokusíme se nejdříve porozumětjejímuchovánínaose x 1,tj.namnožině {(x 1,0,0,0) x 1 R}.Zdeplatí f(x 1,0,0,0) =0.Uvažovanáitatedybuďtoneexistujenebojenulová.Prodruhou možnost svědčí intuitivně fakt, že čitatel zkoumaného zlomku je polynom pátého stupně ve čtyřech proměnných, zatímco jmenovatel je takovýmto polynomem stupně pouze čtyři. Zlomek si rozepíšeme na tři části: 2x 3 1 x2 2 3x3 2 x2 3 +5x3 3 x2 4 x x4 2 + x4 3 + x4 4 = = 2x 3 1 x2 2 x x4 2 + x4 3 + x4 4 3x 3 2 x2 3 x x4 2 + x4 3 + x4 4 5x 3 3 x2 4 + x x4 2 + x x4 4 Pomocíznáménerovnosti xy 1 2 (x2 + y 2 )použitépro x=x 2 1 a y=x2 2 můžemeprvní sčítanec odhadnout

10 3. CVIČENÍ 39 2x 3 1 x2 2 x x4 2 + x4 3 + x4 = 2x 1 x 2 1 x2 2 4 x x4 2 + x4 3 + x x 1 (x4 1 + x4 2 ) x x4 2 + x4 3 + x4 4 x 4 1 = x 1 + x4 2 x x4 2 + x4 3 + x4 4 x 1. Provedením analogických odhadů pro ostatní členy nakonec dostaneme Protože mámepodlevěty3.4(vi) f(x 1,x 2,x 3,x 3,x 4 ) x x x 3. (x 1,x 2,x 3,x 4 ) (0,0,0,0) x x x 3 =0, 2x 3 1 x2 2 3x3 2 x2 3 +5x3 3 x2 4 (x 1,x 2,x 3,x 4 ) (0,0,0,0) x x4 2 + x4 3 + x4 4 =0. Úloha:Rozhodnětezdajemožnonalézthodnotu c Rtak,abyfunkce f(x,y)= { (x+y) 2 c x y x y x=y=0. bylaspojitávbodě(0,0). Řešení:Funkce f jespojitávbodě(0,0), je-lijejíitavtomto boděrovna c. Otázkatakvedenazkoumáníityfunkcevbodě(0,0).Pokusímesezjistit,coseděje shodnotamifunkce f,blížíme-lisekhranicijejíhodefiničníhooboru,tj.kpřímceorovnici y= x.vtomtopřípaděmůžebýtvýraz x ylibovolněmalýatoipřikonstantníhodnotě členu x + y v čitateli. Celkově může být hodnota funkce blízko hranice definičního oboru libovolněvelká.formálněji,volmebody(x n,y n )napřímceorovnici x+y= K, K >0, takové,žejejichsložky x n a y n navícsplňují x n y n = 1 n. Body(x n,y n )takvyhovujítěmtodvěmarovnicím x n + y n = K a x n y n = 1 n Dosazením do f lze vypočítat, že tj. x n = 1 2 ( 1) K+ n a y n = 1 2 ( 1) K. n f(x n,y n )=nk 2. Funkce f je proto neomezená na sebemenším okolí počátku. To vylučuje existenci vlastní ity v tomto bodě. Žádnou volbou hodnoty c tedy nelze dosáhnout spojitosti funkce f vbodě(0,0).

11 40 KAPITOLA 3. LIMITA A SPOJITOST FUNKCÍ VÍCE PROMĚNNÝCH Skutečnost,žefunkce fnemáituvbodě(0,0)jemožnoilustrovattaképozorováním,že fmávbodě(0,0)rozdílnéityvůčiose xavůčiparabole y= x+x 2.Snadný výpočet přenecháváme čtenáři. Úloha:Ukažte,žefunkce f(x)=dist(x,m)(vizcvičení16,kap.1)jespojitá. Řešení:Mějme x R n azvolmesilibovolnéokolí U ε (f(x))bodu f(x).chcemenalézt okolí V δ (x)takové,žeprovšechna y V δ (x)platí f(y) U ε (f(x)),tj. f(y) f(x) < ε. Hledané okolí bude mít velikost δ = ε/2. Ověříme, že takto zvolené okolí vyhovuje požadavku.nechť y V δ (x),tj. y x < ε 2. Zdefinicefunkce fnaleznemebody uavzmnožiny Mtakové,že f(x)+ ε 2 x u, f(y)+ ε 2 y v. Nyní počítejme f(y) y u = y x+x u y x + x u < ε 2 + f(x)+ ε 2 = f(x)+ε. Toznamená,že f(y) f(x) < ε.podobněprovedemevýpočetpro f(x): f(x) x v = x y+ y v x y + y v < ε 2 + f(y)+ ε 2 = f(y)+ε. Atedy f(x) f(y) < ε.spojenímobounerovnostímáme f(x) f(y) < ε, což jsme chtěli dokázat. Úloha: Determinant det A přiřadí každé čtvercové matici A řádu n číslo det A. Jestliže reprezentujemematiciajakovektoremsestavenýzjejíchprvků,můžemefunkci det chápatjakofunkcidefinovanouna R n2.ukažte,žetatofunkcejespojitá.pomocíspojitosti odvoďte, že množina všech regulárních matic je otevřená množina v euklidovském prostoru R n2.

12 3. CVIČENÍ 41 Řešení: Připomeňme, že determinant je možno vyjádřit ve tvaru deta= P Π n ( 1) sgn P a 1P(1) a 2P(2) a np(n), kdeπ n jemnožinavšechpermutací n-prvkovémnožiny {1,2,...,n}.FunkcedetAproměnných a 11,a 12,...,a nn vzniknekonečnýmsoučtemakaždýsčítanecjekonečnýsoučin proměnných. Podle Věty 3.7 je tato funkce spojitá. Regulární matice jsou matice s nenulovým determinantem. Množina M všech regulárníchmaticje M = {A deta 0}.ZvolmelibovolnouregulárnímaticiA 0.Spojitost funkcedeterminantuzaručí,žeexistujetakovéokolí U(A 0 )maticea 0 v R n2,nakterém jedeterminantstálenenulový.takže U(A 0 ) M.NašlijsmekekaždémuprvkuA 0 jeho okolí,kteréjeceléobsaženévm. Mjeprotootevřenámnožina. 1. Ověřte na základě definice ity, že Vypočtěte následující ity(existují-li) 2. (x,y) (0,0) xsin 1 y + ysin1 x ; 3. (x,y,z) (0,1,0) sin(xy 2 z 2 ) xyz ; 4. (x,y) (4,0) tg(xy) y ; 5. (x,y) (0,0) x 3 +y 3 x 2 +y 2 ; 6. (x,y) (1,2) 1+xy 1 xy ; 7. (x,y) (0,1) x 2 +(y 1) x 2 +(y 1) 2 ; 8. (x,y) (0,0) x 2 +y 2 +xy 2 x 2 +y 2 ; 9. (x,y) (0,0) 1 x 4 +y 4 e 1 x 2 +y 2 ; 10. (x,y) (0,0) xy+1 1 x+y ; 11. (x,y) (0,0) (x 2 + y 2 ) x2 y 2 ; ln(x+e 12. y ) (x,y) (1,0) x 2 +y 2; 13. (x,y) (0,0) (1+xy) 1 x+y; 14. (x,y) (0,0) e x2 +y 2 1 x + y ; (x,y) (4,1) x2 +3y 2 =19.

13 42 KAPITOLA 3. LIMITA A SPOJITOST FUNKCÍ VÍCE PROMĚNNÝCH 15. (x,y) (0,0) (1+xy) 1 x + y ; 16. (x,y,z) (0,0,0) yx 2 +z 3 x 2 +y 2 +z 2 ; 17. (x1,x 2,x 3,x 4 ) (0,0,0,0) 2x 1 x 2 x 3 x 4 ; x 2 1 +x 2 2 +x2 3 +x (x1,x 2,x 3,x 4 ) (0,0,0,0) x 1+x 2 +x 3 +x 4 x 1 x 2 +x 3 x 4 ; 19. Funkce fmávbodě x 0 itu.čemujerovenprůnik P f(p)branýpřesvšechna prstencováokolí Pbodu x 0? 20. Nalezněte c Rtak,abyfunkce f(x,y)= { xy x + y c (x,y) (0,0) (x,y)=(0,0). byla spojitá. 21. Nalezněte funkci g(x) tak, aby funkce bylaspojitávr Rozhodněte zda funkce f(x,y)= můžebýtspojitěrozšířenana R 3. f(x,y,z)= { x 2 y 2 x y x y g(x) x=y, yz x2 x 2 + y 2 + z Funkce f(x,y)jeprokaždépevné xspojitávproměnné yaprokaždépevné yspojitá v proměnné x. a) Ukažte, že f nemusí být spojitá. b)(obtížnější) Předpokládejme navíc,že fjemonotonnívproměnné x.ukažte,žepakje fspojitá. Výsledky 2.0;3.0;4.4;5.0;6.-3; ;8.1;9.0;10neexistuje;111;12ln2;13neexistuje;14.0; 151;160;170;18neexistuje;19 { x x0 f(x)};20. c=0;21. g(x)=2x;22.nelze neexistenceityvbodě(0,0,0);24.a)viznapř.funkcizpříkladu3.3(ii).

i=1 Přímka a úsečka. Body, které leží na přímce procházející body a a b můžeme zapsat pomocí parametrické rovnice

i=1 Přímka a úsečka. Body, které leží na přímce procházející body a a b můžeme zapsat pomocí parametrické rovnice I. Funkce dvou a více reálných proměnných 1. Úvod Značení: V textu budeme používat označení: N pro množinu všech přirozených čísel; R pro množinu všech reálných čísel; R n pro množinu všech uspořádaných

Více

verze 1.3 kde ρ(, ) je vzdálenost dvou bodů v R r. Redukovaným ε-ovým okolím nazveme ε-ové okolí bodu x 0 mimo tohoto bodu, tedy množinu

verze 1.3 kde ρ(, ) je vzdálenost dvou bodů v R r. Redukovaným ε-ovým okolím nazveme ε-ové okolí bodu x 0 mimo tohoto bodu, tedy množinu Úvod Diferenciální počet více proměnných verze.3 Následující text popisuje základy diferenciálního počtu více proměnných. Měl by sloužit především studentům předmětu MATEMAT na Univerzitě Hradec Králové

Více

5.3. Implicitní funkce a její derivace

5.3. Implicitní funkce a její derivace Výklad Podívejme se na následující problém. Uvažujme množinu M bodů [x,y] R 2, které splňují rovnici F(x, y) = 0, M = {[x,y] D F F(x,y) = 0}, kde z = F(x,y) je nějaká funkce dvou proměnných. Je-li F(x,y)

Více

Vybrané kapitoly z matematiky

Vybrané kapitoly z matematiky Vybrané kapitoly z matematiky VŠB-TU Ostrava 8-9 Vybrané kapitoly z matematiky 8-9 / 6 Funkce více proměnných Vybrané kapitoly z matematiky 8-9 / 6 Definice Necht M R n, M. Funkcí n proměnných je zobrazení

Více

Derivace funkcí více proměnných

Derivace funkcí více proměnných Derivace funkcí více proměnných Pro studenty FP TUL Martina Šimůnková 16. května 019 1. Derivace podle vektoru jako funkce vektoru. Pro pevně zvolenou funkci f : R d R n a bod a R d budeme zkoumat zobrazení,

Více

0.1 Úvod do matematické analýzy

0.1 Úvod do matematické analýzy Matematika I (KMI/PMATE) 1 0.1 Úvod do matematické analýzy 0.1.1 Limita a spojitost funkce Lineární funkce Lineární funkce je jedna z nejjednodušších a možná i nejpoužívanějších funkcí. f(x) = kx + q D(f)

Více

Matematická analýza III.

Matematická analýza III. 1. - limita, spojitost Miroslav Hušek, Lucie Loukotová UJEP 2010 Úvod Co bychom měli znát limity posloupností v R základní vlastnosti funkcí jedné proměnné (definiční obor, monotónnost, omezenost,... )

Více

Limita funkce. FIT ČVUT v Praze. (FIT) Limita funkce 3.týden 1 / 39

Limita funkce. FIT ČVUT v Praze. (FIT) Limita funkce 3.týden 1 / 39 Limita funkce FIT ČVUT v Praze 3.týden (FIT) Limita funkce 3.týden 1 / 39 Definice funkce. Zobrazení (f, D f ), jehož definiční obor D f i obor hodnot H f je podmnožinou množiny reálných čísel, se nazývá

Více

Limita a spojitost funkce a zobrazení jedné reálné proměnné

Limita a spojitost funkce a zobrazení jedné reálné proměnné Přednáška 4 Limita a spojitost funkce a zobrazení jedné reálné proměnné V několika následujících přednáškách budeme studovat zobrazení jedné reálné proměnné f : X Y, kde X R a Y R k. Protože pro každé

Více

Limita a spojitost funkce

Limita a spojitost funkce Přednáška 5 Limita a spojitost funkce V této přednášce se konečně dostaneme k diferenciálnímu počtu funkce jedné reálné proměnné. Diferenciální počet se v podstatě zabývá lokálním chováním funkce v daném

Více

1 Topologie roviny a prostoru

1 Topologie roviny a prostoru 1 Topologie roviny a prostoru 1.1 Základní pojmy množin Intervaly a okolí Intervaly v rovině nebo prostoru jsou obdélníky nebo hranoly se stranami rovnoběžnými s osami souřadnic. Podmnožiny intervalů se

Více

Kapitola 2: Spojitost a limita funkce 1/20

Kapitola 2: Spojitost a limita funkce 1/20 Kapitola 2: Spojitost a limita funkce 1/20 Okolí bodu 2/20 Značení: a R, ε > 0 O ε (a) = (a ε, a + ε) ε-ové okolí bodu a O + ε (a) = a, a + ε) pravé okolí, O ε (a) = (a ε, a levé okolí P ε (a) = O ε (a)

Více

Matematická analýza III.

Matematická analýza III. 2. Parciální derivace Miroslav Hušek, Lucie Loukotová UJEP 2010 Parciální derivace jsou zobecněním derivace funkce jedné proměnné. V této kapitole poznáme jejich základní vlastnosti a využití. Co bychom

Více

Spojitost a limita funkce

Spojitost a limita funkce Spojitost a ita funkce Okolí bodu Značení: a R ε > 0 označujeme O ε (a) = (a ε, a + ε) ε-ové okolí bodu a O + ε (a) = a, a + ε) pravé okolí, O ε (a) = (a ε, a levé okolí P ε (a) = O ε (a) \ {a} x a ε-ové

Více

Úvodní informace. 17. února 2018

Úvodní informace. 17. února 2018 Úvodní informace Funkce více proměnných Přednáška první 17. února 2018 Obsah 1 Úvodní informace. 2 Funkce více proměnných Definiční obor Limita a spojitost Derivace, diferencovatelnost, diferenciál Úvodní

Více

7. Derivace složené funkce. Budeme uvažovat složenou funkci F = f(g), kde některá z jejich součástí

7. Derivace složené funkce. Budeme uvažovat složenou funkci F = f(g), kde některá z jejich součástí 202-m3b2/cvic/7slf.tex 7. Derivace složené funkce. Budeme uvažovat složenou funkci F = fg, kde některá z jejich součástí může být funkcí více proměnných. Předpokládáme, že uvažujeme funkce, které mají

Více

3. LIMITA A SPOJITOST FUNKCE

3. LIMITA A SPOJITOST FUNKCE 3. LIMITA A SPOJITOST FUNKCE Okolí reálného čísla a 3.1. Deinice Okolím reálného čísla a nazýváme otevřený interval a, a, kde je libovolné kladné číslo. Je to tedy množina reálných čísel x, která vyhovují

Více

Pojem limity funkce charakterizuje chování funkce v blízkém okolí libovolného bodu, tedy i těch bodů, ve kterých funkce není definovaná. platí. < ε.

Pojem limity funkce charakterizuje chování funkce v blízkém okolí libovolného bodu, tedy i těch bodů, ve kterých funkce není definovaná. platí. < ε. LIMITA FUNKCE Pojem ity unkce charakterizuje chování unkce v blízkém okolí libovolného bodu, tedy i těch bodů, ve kterých unkce není deinovaná Zápis ( ) L Přesněji to vyjadřuje deinice: znamená, že pro

Více

Matematická analýza pro informatiky I. Limita funkce

Matematická analýza pro informatiky I. Limita funkce Matematická analýza pro informatiky I. 5. přednáška Limita funkce Jan Tomeček tomecek@inf.upol.cz http://aix-slx.upol.cz/ tomecek/index Univerzita Palackého v Olomouci 18. března 2011 Jan Tomeček, tomecek@inf.upol.cz

Více

Definice globální minimum (absolutní minimum) v bodě A D f, jestliže X D f

Definice globální minimum (absolutní minimum) v bodě A D f, jestliže X D f Výklad Globální extrémy mají stejný význam jako u funkcí jedné proměnné. Hledáme je bud na celém definičním oboru dané funkce, nebo na předem zadané podmnožině definičního oboru. Definice 6..1. Řekneme,

Více

VI. Derivace složené funkce.

VI. Derivace složené funkce. VI. Derivace složené funkce. 17. Parciální derivace složené funkce Budeme uvažovat složenou funkci F = f(g, kde některá z jejich součástí může být funkcí více proměnných. Předpokládáme, že uvažujeme funkce,

Více

5. cvičení z Matematiky 2

5. cvičení z Matematiky 2 5. cvičení z Matematiky 2 21.-25. března 2016 5.1 Nalezněte úhel, který v bodě 1, 0, 0 svírají grafy funkcí fx, y ln x 2 + y 2 a gx, y sinxy. Úhel, který svírají grafy funkcí je dán jako úhel mezi jednotlivými

Více

Matematika (KMI/PMATE)

Matematika (KMI/PMATE) Matematika (KMI/PMATE) Přednáška druhá aneb Úvod do matematické analýzy Limita a spojitost funkce Matematika (KMI/PMATE) 1 / 30 Osnova přednášky lineární funkce y = kx + q definice lineární funkce význam

Více

Euklidovský prostor. Funkce dvou proměnných: základní pojmy, limita a spojitost.

Euklidovský prostor. Funkce dvou proměnných: základní pojmy, limita a spojitost. Euklidovský prostor. Funkce dvou proměnných: základní pojmy, limita a spojitost. Vyšší matematika, Inženýrská matematika LDF MENDELU Podpořeno projektem Průřezová inovace studijních programů Lesnické a

Více

9. Limita a spojitost

9. Limita a spojitost OKOLÍ BODU, VNITŘNÍ A HRANIČNÍ BOD Okolí bodu a je libovolný interval (a r, a + r), kde r > 0; značí se O(a, r), případně jen O(a) (obr. 9..). Číslo r se nazývá poloměr okolí. O(a, r) 0 a r a a + r Obrázek

Více

Limita a spojitost funkce. 3.1 Úvod. Definice: [MA1-18:P3.1]

Limita a spojitost funkce. 3.1 Úvod. Definice: [MA1-18:P3.1] KAPITOLA 3: Limita a spojitost funkce [MA-8:P3.] 3. Úvod Necht je funkce f definována alespoň na nějakém prstencovém okolí bodu 0 R. Číslo a R je itou funkce f v bodě 0, jestliže pro každé okolí Ua) bodu

Více

9. přednáška 26. listopadu f(a)h < 0 a pro h (0, δ) máme f(a 1 + h, a 2,..., a m ) f(a) > 1 2 x 1

9. přednáška 26. listopadu f(a)h < 0 a pro h (0, δ) máme f(a 1 + h, a 2,..., a m ) f(a) > 1 2 x 1 9 přednáška 6 listopadu 007 Věta 11 Nechť f C U, kde U R m je otevřená množina, a a U je bod Pokud fa 0, nemá f v a ani neostrý lokální extrém Pokud fa = 0 a H f a je pozitivně negativně definitní, potom

Více

V této kapitole si zobecníme dříve probraný pojem limita posloupnosti pro libovolné funkce.

V této kapitole si zobecníme dříve probraný pojem limita posloupnosti pro libovolné funkce. Kapitola 7 Limita funkce V této kapitole budeme studovat pojem ita funkce, který lze zařadit mezi základní pojmy matematiky, speciálně pak matematické analýzy Využití ity funkce je široké Pomocí ity lze

Více

Spojitost funkcí více proměnných

Spojitost funkcí více proměnných Reálné funkce více proměnných Reálnou funkcí n reálných proměnných rozumíme zobrazení, které každé uspořádané n ticireálnýchčíselznějaképodmnožinykartézskéhosoučinur R=R n přiřazuje nějaké reálné číslo.

Více

Zimní semestr akademického roku 2014/ prosince 2014

Zimní semestr akademického roku 2014/ prosince 2014 Cvičení k předmětu BI-ZMA Tomáš Kalvoda Katedra aplikované matematiky FIT ČVUT Matěj Tušek Katedra matematiky FJFI ČVUT Obsah Cvičení Zimní semestr akademického roku 2014/2015 7. prosince 2014 Předmluva

Více

Derivace funkce Otázky

Derivace funkce Otázky funkce je jedním z hlavních nástrojů matematické analýzy. V příští části ukážeme, jak mnoho různorodých aplikací derivace má. Geometricky lze derivaci funkce v nějakém bodě chápat jako směrnici tečny grafu

Více

Limita a spojitost LDF MENDELU

Limita a spojitost LDF MENDELU Limita a spojitost Základy vyšší matematiky LDF MENDELU Podpořeno projektem Průřezová inovace studijních programů Lesnické a dřevařské fakulty MENDELU v Brně (LDF) s ohledem na discipĺıny společného základu

Více

Kapitola 1. Reálné funkce více reálných proměnných. 1.1 Euklidovský n-rozměrný prostor R n Algebraické vlastnosti prostoru R n

Kapitola 1. Reálné funkce více reálných proměnných. 1.1 Euklidovský n-rozměrný prostor R n Algebraické vlastnosti prostoru R n Obsah 1 Reálné funkce více reálných proměnných 5 1.1 Euklidovský n-rozměrný prostor R n...................... 5 1.1.1 Algebraické vlastnosti prostoru R n.................. 5 1.1.2 Metrické vlastnosti prostoru

Více

1 Linearní prostory nad komplexními čísly

1 Linearní prostory nad komplexními čísly 1 Linearní prostory nad komplexními čísly V této přednášce budeme hledat kořeny polynomů, které se dále budou moci vyskytovat jako složky vektorů nebo matic Vzhledem k tomu, že kořeny polynomu (i reálného)

Více

Derivace goniometrických funkcí

Derivace goniometrických funkcí Derivace goniometrických funkcí Shrnutí Jakub Michálek, Tomáš Kučera Odvodí se základní vztahy pro derivace funkcí sinus a cosinus za pomoci věty o třech itách, odvodí se také několik typických it pomocí

Více

I. Diferenciální rovnice. 3. Rovnici y = x+y+1. převeďte vhodnou transformací na rovnici homogenní (vzniklou

I. Diferenciální rovnice. 3. Rovnici y = x+y+1. převeďte vhodnou transformací na rovnici homogenní (vzniklou Typy příkladů pro I. část písemky ke zkoušce z MA II I. Diferenciální rovnice. 1. Určete obecné řešení rovnice y = y sin x.. Určete řešení rovnice y = y x splňující počáteční podmínku y(1) = 0. 3. Rovnici

Více

Derivace funkce DERIVACE A SPOJITOST DERIVACE A KONSTRUKCE FUNKCÍ. Aritmetické operace

Derivace funkce DERIVACE A SPOJITOST DERIVACE A KONSTRUKCE FUNKCÍ. Aritmetické operace Derivace funkce Derivace je jedním z hlavních nástrojů matematické analýzy. V příští části ukážeme, jak mnoho různorodých aplikací derivace má. Geometricky lze derivaci funkce v nějakém bodě chápat jako

Více

Metody výpočtu limit funkcí a posloupností

Metody výpočtu limit funkcí a posloupností Metody výpočtu limit funkcí a posloupností Martina Šimůnková, 6. listopadu 205 Učební tet k předmětu Matematická analýza pro studenty FP TUL Značení a terminologie R značí množinu reálných čísel, rozšířenou

Více

1. Funkce dvou a více proměnných. Úvod, limita a spojitost. Definiční obor, obor hodnot a vrstevnice grafu

1. Funkce dvou a více proměnných. Úvod, limita a spojitost. Definiční obor, obor hodnot a vrstevnice grafu 22- a3b2/df.te. Funkce dvou a více proměnných. Úvod, ita a spojitost. Definiční obor, obor hodnot a vrstevnice grafu. Určete definiční obor funkce a proveďte klasifikaci bodů z R 2 vzhledem k a rozhodněte

Více

Základy matematické analýzy

Základy matematické analýzy Základy matematické analýzy Spojitost funkce Ing. Tomáš Kalvoda, Ph.D. 1, Ing. Daniel Vašata 2 1 tomas.kalvoda@fit.cvut.cz 2 daniel.vasata@fit.cvut.cz Katedra aplikované matematiky Fakulta informačních

Více

Přednáška 11, 12. prosince Část 5: derivace funkce

Přednáška 11, 12. prosince Část 5: derivace funkce Přednáška 11, 12. prosince 2014 Závěrem pasáže o spojitých funkcích zmíníme jejich podtřídu, lipschitzovské funkce, nazvané podle německého matematika Rudolfa Lipschitze (1832 1903). Fukce f : M R je lipschitzovská,

Více

2.6. Limita funkce. Nechť c R jevnitřnínebokrajníbodintervaludefiničníhooborufunkce

2.6. Limita funkce. Nechť c R jevnitřnínebokrajníbodintervaludefiničníhooborufunkce 2.6. Limita funkce Nechť c R jevnitřnínebokrajníbod intervalu definičního oboru funkce f.(funkce v něm může, ale nemusí být definovaná.) Jestliže vzorům x blízkým bodu c, ale různýmod c, (tedy x (c d,

Více

Funkce a limita. Petr Hasil. Podpořeno projektem Průřezová inovace studijních programů Lesnické a dřevařské fakulty MENDELU v Brně (LDF)

Funkce a limita. Petr Hasil. Podpořeno projektem Průřezová inovace studijních programů Lesnické a dřevařské fakulty MENDELU v Brně (LDF) Funkce a limita Petr Hasil Přednáška z matematiky Podpořeno projektem Průřezová inovace studijních programů Lesnické a dřevařské fakulty MENDELU v Brně (LDF) s ohledem na discipĺıny společného základu

Více

Zimní semestr akademického roku 2014/ prosince 2014

Zimní semestr akademického roku 2014/ prosince 2014 Cvičení k předmětu BI-ZMA Tomáš Kalvoda Katedra aplikované matematiky FIT ČVUT Matěj Tušek Katedra matematiky FJFI ČVUT Obsah Cvičení Zimní semestr akademického roku 2014/2015 2. prosince 2014 Předmluva

Více

Definice Řekneme, že funkce z = f(x,y) je v bodě A = [x 0,y 0 ] diferencovatelná, nebo. z f(x 0 + h,y 0 + k) f(x 0,y 0 ) = Ah + Bk + ρτ(h,k),

Definice Řekneme, že funkce z = f(x,y) je v bodě A = [x 0,y 0 ] diferencovatelná, nebo. z f(x 0 + h,y 0 + k) f(x 0,y 0 ) = Ah + Bk + ρτ(h,k), Definice 5.2.1. Řekneme, že funkce z = f(x,y) je v bodě A = [x 0,y 0 ] diferencovatelná, nebo má v tomto bodě totální diferenciál, jestliže je možné její přírůstek z na nějakém okolí bodu A vyjádřit jako

Více

Limita a spojitost funkce

Limita a spojitost funkce Limita a spojitost funkce Základ všší matematik Dana Říhová Mendelu Brno Průřezová inovace studijních programů Lesnické a dřevařské fakult MENDELU v Brně (LDF) s ohledem na disciplin společného základu

Více

Přednáška 9, 28. listopadu 2014 Část 4: limita funkce v bodě a spojitost funkce

Přednáška 9, 28. listopadu 2014 Část 4: limita funkce v bodě a spojitost funkce Přednáška 9, 28. listopadu 2014 Část 4: limita funkce v bodě a spojitost funkce Zápisem f : M R rozumíme, že je dána funkce definovaná na neprázdné množině M R reálných čísel, což je množina dvojic f =

Více

OBECNOSTI KONVERGENCE V R N

OBECNOSTI KONVERGENCE V R N FUNKCE VÍCE PROMĚNNÝCH V reálných situacích závisejí děje obvykle na více proměnných než jen na jedné (např. na teplotě i na tlaku), závislost na jedné proměnné je spíše výjimkou. OBECNOSTI Reálná funkce

Více

LIMITA A SPOJITOST FUNKCE

LIMITA A SPOJITOST FUNKCE PŘEDNÁŠKA 5 LIMITA A SPOJITOST FUNKCE 5.1 Spojitost funkce 2 Řekneme, že funkce f(x) je spojitá v bodě a D f, jestliže ke každému ε > 0 existuje δ > 0 takové, že pro každé x (a δ, a + δ) D f platí nerovnost:

Více

Funkce v ıce promˇ enn ych Extr emy Pˇredn aˇska p at a 12.bˇrezna 2018

Funkce v ıce promˇ enn ych Extr emy Pˇredn aˇska p at a 12.bˇrezna 2018 Funkce více proměnných Extrémy Přednáška pátá 12.března 2018 Zdroje informací Diferenciální počet http://homen.vsb.cz/~kre40/esfmat2/fceviceprom.html http://www.studopory.vsb.cz/studijnimaterialy/sbirka_uloh/pdf/7.pdf

Více

2. přednáška 8. října 2007

2. přednáška 8. října 2007 2. přednáška 8. října 2007 Konvergence v metrických prostorech. Posloupnost bodů (a n ) M v metrickém prostoru (M, d) konverguje (je konvergentní), když v M existuje takový bod a, že lim n d(a n, a) =

Více

Je založen na pojmu derivace funkce a její užití. Z předchozího studia je třeba si zopakovat a orientovat se v pojmech: funkce, D(f), g 2 : y =

Je založen na pojmu derivace funkce a její užití. Z předchozího studia je třeba si zopakovat a orientovat se v pojmech: funkce, D(f), g 2 : y = 0.1 Diferenciální počet Je částí infinitezimálního počtu, což je souhrnný název pro diferenciální a integrální počet. Je založen na pojmu derivace funkce a její užití. Z předchozího studia je třeba si

Více

PRIMITIVNÍ FUNKCE DEFINICE A MOTIVACE

PRIMITIVNÍ FUNKCE DEFINICE A MOTIVACE PIMITIVNÍ FUNKCE V předchozích částech byly zkoumány derivace funkcí a hlavním tématem byly funkce, které derivace mají. V této kapitole se budou zkoumat funkce, které naopak jsou derivacemi jiných funkcí

Více

Nalezněte hladiny následujících funkcí. Pro které hodnoty C R jsou hladiny neprázdné

Nalezněte hladiny následujících funkcí. Pro které hodnoty C R jsou hladiny neprázdné . Definiční obor a hladiny funkce více proměnných Nalezněte a graficky znázorněte definiční obor D funkce f = f(x, y), kde a) f(x, y) = x y, b) f(x, y) = log(xy + ), c) f(x, y) = xy, d) f(x, y) = log(x

Více

Matematická analýza pro informatiky I. Derivace funkce

Matematická analýza pro informatiky I. Derivace funkce Matematická analýza pro informatiky I. 7. přednáška Derivace funkce Jan Tomeček tomecek@inf.upol.cz http://aix-slx.upol.cz/ tomecek/index Univerzita Palackého v Olomouci 31. března 2011 Jan Tomeček, tomecek@inf.upol.cz

Více

PRIMITIVNÍ FUNKCE. Primitivní funkce primitivní funkce. geometrický popis integrály 1 integrály 2 spojité funkce konstrukce prim.

PRIMITIVNÍ FUNKCE. Primitivní funkce primitivní funkce. geometrický popis integrály 1 integrály 2 spojité funkce konstrukce prim. PRIMITIVNÍ FUNKCE V předchozích částech byly zkoumány derivace funkcí a hlavním tématem byly funkce, které derivace mají. V této kapitole se budou zkoumat funkce, které naopak jsou derivacemi jiných funkcí

Více

7B. Výpočet limit L Hospitalovo pravidlo

7B. Výpočet limit L Hospitalovo pravidlo 7B. Výpočet it L Hospitalovo pravidlo V prai často potřebujeme určit itu výrazů, které vzniknou operacemi nebo složením několika spojitých funkcí. Většinou pomohou pravidla typu ita součtu násobku, součinu,

Více

Matematická analýza pro informatiky I. Spojitost funkce

Matematická analýza pro informatiky I. Spojitost funkce Matematická analýza pro informatiky I. 6. přednáška Spojitost funkce Jan Tomeček tomecek@inf.upol.cz http://aix-slx.upol.cz/ tomecek/index Univerzita Palackého v Olomouci 18. března 2011 Jan Tomeček, tomecek@inf.upol.cz

Více

Přednáška 3: Limita a spojitost

Přednáška 3: Limita a spojitost 3 / 1 / 17, 1:38 Přednáška 3: Limita a spojitost Limita funkce Nejdříve je potřeba upřesnit pojmy, které přesněji popisují (topologickou) strukturu množiny reálných čísel, a to zejména pojem okolí 31 Definice

Více

Management rekreace a sportu. 10. Derivace

Management rekreace a sportu. 10. Derivace Derivace Derivace Před mnoha lety se matematici snažily o obecné vyřešení úlohy, jak sestrojit tečnu k dané křivce a také yzici zápolili s problémem určení rychlosti nerovnoměrného pohybu K zásadnímu obratu

Více

Derivace funkce. Přednáška MATEMATIKA č Jiří Neubauer

Derivace funkce. Přednáška MATEMATIKA č Jiří Neubauer Přednáška MATEMATIKA č. 9-11 Katedra ekonometrie FEM UO Brno kancelář 69a, tel. 973 442029 email:jiri.neubauer@unob.cz Šotová, J., Doudová, L. Diferenciální počet funkcí jedné proměnné Motivační příklady

Více

22. & 23. & 24. Vlastnosti funkcí a jejich limita a derivace

22. & 23. & 24. Vlastnosti funkcí a jejich limita a derivace 22. & 23. & 24. Vlastnosti funkcí a jejich ita a derivace Základní vlastnosti Definiční obor Definiční obor je množina neznámých, pro něž je funkce definována. Obor hodnot Obor hodnot je množina všech

Více

f(c) = 0. cn pro f(c n ) > 0 b n pro f(c n ) < 0

f(c) = 0. cn pro f(c n ) > 0 b n pro f(c n ) < 0 KAPITOLA 5: Spojitost a derivace na intervalu [MA-8:P5] 5 Funkce spojité na intervalu Věta 5 o nulách spojité funkce: Je-li f spojitá na uzavřeném intervalu a, b a fa fb < 0, pak eistuje c a, b tak, že

Více

5. Lokální, vázané a globální extrémy

5. Lokální, vázané a globální extrémy 5 Lokální, vázané a globální extrémy Studijní text Lokální extrémy 5 Lokální, vázané a globální extrémy Definice 51 Řekneme, že f : R n R má v bodě a Df: 1 lokální maximum, když Ka, δ Df tak, že x Ka,

Více

Derivace a monotónnost funkce

Derivace a monotónnost funkce Derivace a monotónnost funkce Věta : Uvažujme funkci f (x), která má na intervalu I derivaci f (x). Pak platí: je-li f (x) > 0 x I, funkce f je na intervalu I rostoucí. je-li f (x) < 0 x I, funkce f je

Více

1 LIMITA FUNKCE Definice funkce. Pravidlo f, které každému x z množiny D přiřazuje právě jedno y z množiny H se nazývá funkce proměnné x.

1 LIMITA FUNKCE Definice funkce. Pravidlo f, které každému x z množiny D přiřazuje právě jedno y z množiny H se nazývá funkce proměnné x. 1 LIMITA FUNKCE 1. 1 Definice funkce Pravidlo f, které každému z množiny D přiřazuje právě jedno y z množiny H se nazývá funkce proměnné. Píšeme y f ( ) Někdy používáme i jiná písmena argument (nezávisle

Více

Označení derivace čárkami, resp. římskými číslicemi, volíme při nižším řádu derivace, jinak užíváme horní index v závorce f (5), f (6),... x c g (x).

Označení derivace čárkami, resp. římskými číslicemi, volíme při nižším řádu derivace, jinak užíváme horní index v závorce f (5), f (6),... x c g (x). 9 Využití derivace 9.1 Derivace vyšších řádů Definice 1. Nechť funkce má derivaci v nějakém okolí bodu c D(f). Nechť funkce ϕ() =f () máderivacivboděc. Pak hodnotu ϕ (c) nazýváme derivací 2. řádu (2. derivací)

Více

Texty k přednáškám z MMAN3: 4. Funkce a zobrazení v euklidovských prostorech

Texty k přednáškám z MMAN3: 4. Funkce a zobrazení v euklidovských prostorech Texty k přednáškám z MMAN3: 4. Funkce a zobrazení v euklidovských prostorech 1. července 2008 1 Funkce v R n Definice 1 Necht n N a D R n. Reálnou funkcí v R n (reálnou funkcí n proměnných) rozumíme zobrazení

Více

Otázky k ústní zkoušce, přehled témat A. Číselné řady

Otázky k ústní zkoušce, přehled témat A. Číselné řady Otázky k ústní zkoušce, přehled témat 2003-2004 A Číselné řady Vysvětlete pojmy částečný součet řady, součet řady, řadonverguje, řada je konvergentní Formulujte nutnou podmínku konvergence řady a odvoďte

Více

Limita ve vlastním bodě

Limita ve vlastním bodě Výpočty it Definice (a případné věty) jsou z knihy [] příklady z [] [] a []. Počítám u zkoušky dvacátou itu hlavu mám dávno už do čista vymytu papír se značkami skvěje z čela mi pot v proudech leje než

Více

Uzavřené a otevřené množiny

Uzavřené a otevřené množiny Teorie: Uzavřené a otevřené množiny 2. cvičení DEFINICE Nechť M R n. Bod x M nazveme vnitřním bodem množiny M, pokud existuje r > 0 tak, že B(x, r) M. Množinu všech vnitřních bodů značíme Int M. Dále,

Více

3. přednáška 15. října 2007

3. přednáška 15. října 2007 3. přednáška 15. října 2007 Kompaktnost a uzavřené a omezené množiny. Kompaktní množiny jsou vždy uzavřené a omezené, a v euklidovských prostorech to platí i naopak. Obecně to ale naopak neplatí. Tvrzení

Více

Občas se používá značení f x (x 0, y 0 ), resp. f y (x 0, y 0 ). Parciální derivace f. rovnoběžného s osou y a z:

Občas se používá značení f x (x 0, y 0 ), resp. f y (x 0, y 0 ). Parciální derivace f. rovnoběžného s osou y a z: PARCIÁLNÍ DERIVACE Jak derivovat reálné funkce více proměnných aby bylo možné tyto derivace použít podobně jako derivace funkcí jedné proměnné? Jestliže se okopíruje definice z jedné proměnné dostane se

Více

Přednáška 6, 6. listopadu 2013

Přednáška 6, 6. listopadu 2013 Přednáška 6, 6. listopadu 2013 Kapitola 2. Posloupnosti a řady funkcí. V dalším jsou f, f n : M R, n = 1, 2,..., reálné funkce jedné reálné proměnné definované na (neprázdné) množině M R. Co to znamená,

Více

Substituce ve vícenásobném integrálu verze 1.1

Substituce ve vícenásobném integrálu verze 1.1 Úvod Substituce ve vícenásobném integrálu verze. Následující text popisuje výpočet vícenásobných integrálů pomocí věty o substituci. ěl by sloužit především studentům předmětu ATEAT k přípravě na zkoušku.

Více

8.4. Shrnutí ke kapitolám 7 a 8

8.4. Shrnutí ke kapitolám 7 a 8 8.4. Shrnutí ke kapitolám 7 a 8 Shrnutí lekce Úvodní 7. kapitola přinesla informace o druzích řešení diferenciálních rovnic prvního řádu a stručné teoretické poznatky o podmínkách existence a jednoznačnosti

Více

3 Limita funkce Limitafunkcevbodě Jednostrannélimity Vlastnostilimitfunkcí Výpočetlimitfunkcí...

3 Limita funkce Limitafunkcevbodě Jednostrannélimity Vlastnostilimitfunkcí Výpočetlimitfunkcí... Obsah 3 Limita funkce 2 3.1 Limitafunkcevbodě... 2 3.2 Jednostrannéity... 3 3.3 Vlastnostiitfunkcí..... 4 3.4 Výpočetitfunkcí... 5 4 Spojitost funkce 6 4.1 Spojitostfunkcevbodě.... 6 4.2 Vlastnostifunkcíspojitýchvbodě.....

Více

1/15. Kapitola 2: Reálné funkce více proměnných

1/15. Kapitola 2: Reálné funkce více proměnných 1/15 Kapitola 2: Reálné funkce více proměnných Vlastnosti bodových množin 2/15 Definice: ε-ové okolí... O ε (X) = {Y R n ρ(x, Y ) < ε} prstencové ε-ové okolí... P ε (X) = {Y R n 0 < ρ(x, Y ) < ε} Definice:

Více

Asymptoty funkce. 5,8 5,98 5,998 5,9998 nelze 6,0002 6,002 6,02 6, nelze

Asymptoty funkce. 5,8 5,98 5,998 5,9998 nelze 6,0002 6,002 6,02 6, nelze Asymptoty funkce 1 Asymptota bez směrnice 6 Máme dvě funkce f 1 : y a 3 f : y 3 Člověk nemusí být matematický génius, aby pochopil, že do předpisu obou funkcí lze dosadit za libovolné reálné číslo kromě

Více

Funkce jedn e re aln e promˇ enn e Derivace Pˇredn aˇska ˇr ıjna 2015

Funkce jedn e re aln e promˇ enn e Derivace Pˇredn aˇska ˇr ıjna 2015 Funkce jedné reálné proměnné Derivace Přednáška 2 15. října 2015 Obsah 1 Funkce 2 Limita a spojitost funkce 3 Derivace 4 Průběh funkce Informace Literatura v elektronické verzi (odkazy ze STAGu): 1 Lineární

Více

Asymptoty grafu funkce

Asymptoty grafu funkce Asymptoty grafu funkce Lenka Přibylová 8. července 006 Obsah Najděteasymptotygrafufunkce y = 1 x.... 3 Asymptotybezsměrnicekegrafufunkce y = 1 x : D(f) = R {} x + = 0 + = x = 0 = Funkcemáasymptotubezsměrniceajejípřímka

Více

4. Topologické vlastnosti množiny reálných

4. Topologické vlastnosti množiny reálných Matematická analýza I přednášky M. Málka cvičení A. Hakové a R. Otáhalové Zimní semestr 2004/05 4. Topologické vlastnosti množiny reálných čísel V této kapitole definujeme přirozenou topologii na množině

Více

V předchozí kapitole jsme podstatným způsobem rozšířili naši představu o tom, co je to číslo. Nadále jsou pro nás důležité především vlastnosti

V předchozí kapitole jsme podstatným způsobem rozšířili naši představu o tom, co je to číslo. Nadále jsou pro nás důležité především vlastnosti Kapitola 5 Vektorové prostory V předchozí kapitole jsme podstatným způsobem rozšířili naši představu o tom, co je to číslo. Nadále jsou pro nás důležité především vlastnosti operací sčítání a násobení

Více

Limita posloupnosti, limita funkce, spojitost. May 26, 2018

Limita posloupnosti, limita funkce, spojitost. May 26, 2018 Limita posloupnosti, limita funkce, spojitost May 26, 2018 Definice (Okolí bodu) Okolím bodu a R (také ε- okolím) rozumíme množinu U(a, ε) = {x R; x a < ε} = (a ε, a + ε), bod a se nazývá střed okolí a

Více

NMAF 051, ZS Zkoušková písemná práce 16. ledna 2009

NMAF 051, ZS Zkoušková písemná práce 16. ledna 2009 Jednotlivé kroky při výpočtech stručně, ale co nejpřesněji odůvodněte. Pokud používáte nějaké tvrzení, nezapomeňte ověřit splnění předpokladů. Jméno a příjmení: Skupina: Příklad 3 5 Celkem bodů Bodů 8

Více

6 Skalární součin. u v = (u 1 v 1 ) 2 +(u 2 v 2 ) 2 +(u 3 v 3 ) 2

6 Skalární součin. u v = (u 1 v 1 ) 2 +(u 2 v 2 ) 2 +(u 3 v 3 ) 2 6 Skalární součin Skalární součin 1 je operace, která dvěma vektorům (je to tedy binární operace) přiřazuje skalár (v našem případě jde o reálné číslo, obecně se jedná o prvek nějakého tělesa T ). Dovoluje

Více

Parciální derivace a diferenciál

Parciální derivace a diferenciál Parciální derivace a diferenciál Vyšší matematika, Inženýrská matematika LDF MENDELU Podpořeno projektem Průřezová inovace studijních programů Lesnické a dřevařské fakulty MENDELU v Brně (LDF) s ohledem

Více

Drsná matematika III 1. přednáška Funkce více proměnných: křivky, směrové derivace, diferenciál

Drsná matematika III 1. přednáška Funkce více proměnných: křivky, směrové derivace, diferenciál Drsná matematika III 1. přednáška Funkce více proměnných: křivky, směrové derivace, diferenciál Jan Slovák Masarykova univerzita Fakulta informatiky 16. 9. 2008 Obsah přednášky 1 Literatura 2 Funkce a

Více

Matematika vzorce. Ing. Petr Šídlo. verze

Matematika vzorce. Ing. Petr Šídlo. verze Matematika vzorce Ing. Petr Šídlo verze 0050409 Obsah Jazyk matematiky 3. Výrokový počet.......................... 3.. Logické spojky...................... 3.. Tautologie výrokového počtu...............

Více

Důkaz Heineho Borelovy věty. Bez újmy na obecnosti vezmeme celý prostor A = M (proč? úloha 1). Implikace. Nechť je (M, d) kompaktní a nechť.

Důkaz Heineho Borelovy věty. Bez újmy na obecnosti vezmeme celý prostor A = M (proč? úloha 1). Implikace. Nechť je (M, d) kompaktní a nechť. Přednáška 3, 19. října 2015 Důkaz Heineho Borelovy věty. Bez újmy na obecnosti vezmeme celý prostor A = M (proč? úloha 1). Implikace. Nechť je (M, d) kompaktní a nechť X i = M i I je jeho pokrytí otevřenými

Více

Helena R ˇ ı hova (CˇVUT) Funkce 5. rˇı jna / 28

Helena R ˇ ı hova (CˇVUT) Funkce 5. rˇı jna / 28 Funkce Helena Říhová FBMI 5. října 2012 Helena Říhová (ČVUT) Funkce 5. října 2012 1 / 28 Obsah 1 Reálná funkce jedné reálné proměnné Limita funkce Věty o limitách Spojitost funkce Význačné limity Asymptoty

Více

Otázku, kterými body prochází větev implicitní funkce řeší následující věta.

Otázku, kterými body prochází větev implicitní funkce řeší následující věta. 1 Implicitní funkce Implicitní funkce nejsou funkce ve smyslu definice, že funkce bodu z definičního oboru D přiřadí právě jednu hodnotu z oboru hodnot H. Přesnější termín je funkce zadaná implicitně.

Více

Funkce a základní pojmy popisující jejich chování

Funkce a základní pojmy popisující jejich chování a základní pojmy ující jejich chování Pro zobrazení z reálných čísel do reálných čísel se používá termín reálná funkce reálné proměnné. 511 f bude v této části znamenat zobrazení nějaké neprázdné podmnožiny

Více

Parciální derivace a diferenciál

Parciální derivace a diferenciál Parciální derivace a diferenciál Vyšší matematika, Inženýrská matematika LDF MENDELU Podpořeno projektem Průřezová inovace studijních programů Lesnické a dřevařské fakulty MENDELU v Brně (LDF) s ohledem

Více

Průvodce studiem. do bodu B se snažíme najít nejkratší cestu. Ve firmách je snaha minimalizovat

Průvodce studiem. do bodu B se snažíme najít nejkratší cestu. Ve firmách je snaha minimalizovat 6. Extrémy funkcí více proměnných Průvodce studiem Hledání extrémů je v praxi často řešená úloha. Např. při cestě z bodu A do bodu B se snažíme najít nejkratší cestu. Ve firmách je snaha minimalizovat

Více

0.1 Funkce a její vlastnosti

0.1 Funkce a její vlastnosti 0.1 Funkce a její vlastnosti Veličina - pojem, který popisuje kvantitativní (číselné) vlastnosti reálných i abstraktních objektů. Příklady veličin: hmotnost (m) čas (t) výše úrokové sazby v bance (i) cena

Více

1.1 Existence a jednoznačnost řešení. Příklad 1.1: [M2-P1] diferenciální rovnice (DR) řádu n: speciálně nás budou zajímat rovnice typu

1.1 Existence a jednoznačnost řešení. Příklad 1.1: [M2-P1] diferenciální rovnice (DR) řádu n: speciálně nás budou zajímat rovnice typu [M2-P1] KAPITOLA 1: Diferenciální rovnice 1. řádu diferenciální rovnice (DR) řádu n: speciálně nás budou zajímat rovnice typu G(x, y, y, y,..., y (n) ) = 0 y (n) = F (x, y, y,..., y (n 1) ) Příklad 1.1:

Více

ŘADY KOMPLEXNÍCH FUNKCÍ

ŘADY KOMPLEXNÍCH FUNKCÍ ŘADY KOMPLEXNÍCH FUNKCÍ OBECNÉ VLASTNOSTI Řady komplexních čísel z n byly částečně probírány v kapitole o číselných řadách. Definice říká, že n=0 z n = z, jestliže z je limita částečných součtů řady z

Více

Funkce zadané implicitně

Funkce zadané implicitně Kapitola 8 Funkce zadané implicitně Začneme několika příklady. Prvním je známá rovnice pro jednotkovou kružnici x 2 + y 2 1 = 0. Tato rovnice popisuje křivku, kterou si však nelze představit jako graf

Více

Derivace funkce. prof. RNDr. Čestmír Burdík DrCs. prof. Ing. Edita Pelantová CSc. Katedra matematiky BI-ZMA ZS 2009/2010

Derivace funkce. prof. RNDr. Čestmír Burdík DrCs. prof. Ing. Edita Pelantová CSc. Katedra matematiky BI-ZMA ZS 2009/2010 Derivace funkce prof. RNDr. Čestmír Burdík DrCs. prof. Ing. Edita Pelantová CSc. Katedra matematiky České vysoké učení technické v Praze c Čestmír Burdík, Edita Pelantová 2009 Základy matematické analýzy

Více