Kristýna Kuncová. Matematika B2

Podobné dokumenty
Kristýna Kuncová. Matematika B3

Matematika 1 pro PEF PaE

III. Diferenciál funkce a tečná rovina 8. Diferenciál funkce. Přírůstek funkce. a = (x 0, y 0 ), h = (h 1, h 2 ).

Kristýna Kuncová. Matematika B3

Diferenciál funkce dvou proměnných. Má-li funkce f = f(x, y) spojité parciální derivace v bodě a, pak lineární formu (funkci)

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

y = 2x2 + 10xy + 5. (a) = 7. y Úloha 2.: Určete rovnici tečné roviny a normály ke grafu funkce f = f(x, y) v bodě (a, f(a)). f(x, y) = x, a = (1, 1).

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),

Parciální derivace a diferenciál

Parciální derivace a diferenciál

Matematika II, úroveň A ukázkový test č. 1 (2017) 1. a) Napište postačující podmínku pro diferencovatelnost funkce n-proměnných v otevřené

Matematika II, úroveň A ukázkový test č. 1 (2018) 1. a) Napište postačující podmínku pro diferencovatelnost funkce n-proměnných v otevřené

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

Dodatek 2: Funkce dvou proměnných 1/9

Matematika II, úroveň A ukázkový test č. 1 (2016) 1. a) Napište postačující podmínku pro diferencovatelnost funkce n-proměnných v otevřené

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:

Úvodní informace. 17. února 2018

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

1 Funkce dvou a tří proměnných

Funkce zadané implicitně

5.3. Implicitní funkce a její derivace

4. Diferenciál a Taylorova věta

Matematická analýza III.

5. cvičení z Matematiky 2

Extrémy funkce dvou proměnných

verze 1.4 Ekvivalentní podmínkou pro stacionární bod je, že totální diferenciál je nulový

2 Fyzikální aplikace. Předpokládejme, že f (x 0 ) existuje. Je-li f (x 0 ) vlastní, pak rovnice tečny ke grafu funkce f v bodě [x 0, f(x 0 )] je

Derivace funkce. Obsah. Aplikovaná matematika I. Isaac Newton. Mendelu Brno. 2 Derivace a její geometrický význam. 3 Definice derivace

MATEMATIKA II - vybrané úlohy ze zkoušek (2015)

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

Transformujte diferenciální výraz x f x + y f do polárních souřadnic r a ϕ, které jsou definovány vztahy x = r cos ϕ a y = r sin ϕ.

Derivace funkce. Přednáška MATEMATIKA č Jiří Neubauer

Uzavřené a otevřené množiny

VIDEOSBÍRKA DERIVACE

Matematika 1B. PetrSalačaJiříHozman Fakulta přírodovědně-humanitní a pedagogická Technická univerzita v Liberci

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

Drsná matematika III 3. přednáška Funkce více proměnných: Inverzní a implicitně definovaná zobrazení, vázané extrémy

= 2x + y, = 2y + x 3. 2x + y = 0, x + 2y = 3,

VIDEOSBÍRKA DERIVACE

Komplexní analýza. Holomorfní funkce. Martin Bohata. Katedra matematiky FEL ČVUT v Praze

1. Je dána funkce f(x, y) a g(x, y, z). Vypište symbolicky všechny 1., 2. a 3. parciální derivace funkce f a funkce g.

(1) Limity. Kristýna Kuncová. Matematika B2 18/19. Kristýna Kuncová (1) Limity 1 / 27

(5) Primitivní funkce

Učební texty k státní bakalářské zkoušce Matematika Diferenciální rovnice. študenti MFF 15. augusta 2008

Otázky k ústní zkoušce, přehled témat A. Číselné řady

Zápočtová písemka z Matematiky III (BA04) skupina A

ÚSTAV MATEMATIKY A DESKRIPTIVNÍ GEOMETRIE. Matematika 0A2. Cvičení, letní semestr DOMÁCÍ ÚLOHY. Jan Šafařík

8.4. Shrnutí ke kapitolám 7 a 8

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

Základy matematiky pro FEK

DERIVACE FUNKCE KOMPLEXNÍ PROMĚNNÉ

Funkce dvou a více proměnných

Matematika I (KX001) Užití derivace v geometrii, ve fyzice 3. října f (x 0 ) (x x 0) Je-li f (x 0 ) = 0, tečna: x = 3, normála: y = 0

Matematika 5 FSV UK, ZS Miroslav Zelený

+ 2y y = nf ; x 0. závisí pouze na vzdálenosti bodu (x, y) od počátku, vyhovuje rovnici. y F x x F y = 0. x y. x x + y F. y = F

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

MATEMATIKA III. Olga Majlingová. Učební text pro prezenční studium. Předběžná verze

Zavedeme-li souřadnicový systém {0, x, y, z}, pak můžeme křivku definovat pomocí vektorové funkce.

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

Test M1-ZS12-2 M1-ZS12-2/1. Příklad 1 Najděte tečnu grafu funkce f x 2 x 6 3 x 2, která je kolmá na přímku p :2x y 3 0.

DERIVACE FUNKCE, L HOSPITALOVO PRAVIDLO

Matematika 1B. PetrSalačaJiříHozman Fakulta přírodovědně-humanitní a pedagogická Technická univerzita v Liberci

8.2. Exaktní rovnice. F(x, y) x. dy. df = dx + y. Nyní budeme hledat odpověd na otázku, zda a jak lze od této diferenciální formule

+ 2y. a y = 1 x 2. du x = nxn 1 f(u) 2x n 3 yf (u)

Aplikace derivace a průběh funkce

Michal Bulant. Masarykova univerzita Fakulta informatiky

Matematika I A ukázkový test 1 pro 2011/2012. x + y + 3z = 1 (2a 1)x + (a + 1)y + z = 1 a

MATEMATIKA. Příklady pro 1. ročník bakalářského studia. II. část Diferenciální počet. II.1. Posloupnosti reálných čísel

Matematika 1. 1 Derivace. 2 Vlastnosti a použití. 3. přednáška ( ) Matematika 1 1 / 16

M. Hojdarová, J. Krejčová, M. Zámková

1. Obyčejné diferenciální rovnice

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

Učební texty k státní bakalářské zkoušce Matematika Základy teorie funkcí více proměnných. študenti MFF 15. augusta 2008

Funkce. RNDR. Yvetta Bartáková. Gymnázium, SOŠ a VOŠ Ledeč nad Sázavou

f(x) = arccotg x 2 x lim f(x). Určete všechny asymptoty grafu x 2 2 =

Přijímací zkoušky z matematiky pro akademický rok 2017/18 NMgr. studium Učitelství matematiky ZŠ, SŠ

MATEMATIKA. Robert Mařík Ústav matematiky, LDF, MZLU 5. patro, budova B marik@mendelu.cz user.mendelu.cz/marik

Zimní semestr akademického roku 2014/ prosince 2014

Přednáška 11, 12. prosince Část 5: derivace funkce

Potenciál vektorového pole

Definice derivace v bodě

Diferenciální počet funkcí více proměnných

DERIVACE FUNKCE, L HOSPITALOVO PRAVIDLO

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

Helena R ˇ ı hova (CˇVUT) Limita funkce vı ce promeˇnny ch 26. za rˇı / 16

Matematika I A ukázkový test 1 pro 2014/2015

Vybrané kapitoly z matematiky

ÚSTAV MATEMATIKY A DESKRIPTIVNÍ GEOMETRIE. Matematika 0A1. Cvičení, zimní semestr. Samostatné výstupy. Jan Šafařík

pouze u některých typů rovnic a v tomto textu se jím nebudeme až na

. 1 x. Najděte rovnice tečen k hyperbole 7x 2 2y 2 = 14, které jsou kolmé k přímce 2x+4y 3 = 0. 2x y 1 = 0 nebo 2x y + 1 = 0.

DERIVACE. ln 7. Urči, kdy funkce roste a klesá a dále kdy je konkávní a

3. Derivace funkce Definice 3.1. Nechť f : R R je definována na nějakém okolí U(a) bodu a R. Pokud existuje limita f(a + h) f(a) lim

Q(y) dy = P(x) dx + C.

má spojité parciální derivace druhého řádu ve všech bodech této množiny. Výpočtem postupně dostaneme: y = 9xy2 + 2,

PŘÍKLADY K MATEMATICE 2

Zadání a řešení testu z matematiky a zpráva o výsledcích přijímacího řízení do magisterského navazujícího studia od podzimu 2015

Diferenciál funkce. L Hospitalovo pravidlo. 22. a 23. března 2011

f( x) x x 4.3. Asymptoty funkce Definice lim f( x) =, lim f( x) =, Jestliže nastane alespoň jeden z případů

Implicitní funkce. 2 + arcsin(x + y2 ) = arccos(y + x 2 ), [0, 0] , 5] stacionární bod?

10 Funkce více proměnných

Transkript:

(8) Funkce více proměnných Kristýna Kuncová Matematika B2 Kristýna Kuncová (8) Funkce více proměnných 1 / 19

Parciální derivace Definice Derivaci funkce f : R R v bodě a definujeme jako limitu f f (a + h) f (a) (a) := lim, h 0 h Zdroj : https://cs.wikipedia.org/wiki/te%c4%8dna Definice Zdroj : https://www.quora.com/how-do-i-find-thegradient-of-a-curve-easily-with-examples Parciální derivaci funkce f v bodě a = (a 1, a 2 ) R 2 podle proměnné x definujeme jako limitu f (a) = lim x h 0 f (a 1 + h, a 2 ) f (a 1, a 2 ). h Kristýna Kuncová (8) Funkce více proměnných 2 / 19

Parciální derivace Definice Parciální derivaci funkce f v bodě a = (a 1, a 2 ) R 2 podle proměnné x definujeme jako limitu Definice f (a) = lim x h 0 f (a 1 + h, a 2 ) f (a 1, a 2 ). h Parciální derivaci funkce f v bodě a = (a 1, a 2 ) R 2 podle proměnné y definujeme jako limitu f (a) = lim y h 0 f (a 1, a 2 + h) f (a 1, a 2 ). h Kristýna Kuncová (8) Funkce více proměnných 3 / 19

Parciální derivace II Zdroj : https://www.quora.com/how-do-i-find-thegradient-of-a-curve-easily-with-examples Zdroj : http://calcnet.cst.cmich.edu/faculty/angelos/m533/lectures/ PDerv.htm Poznámka Pustit si animaci. Kristýna Kuncová (8) Funkce více proměnných 4 / 19

Parciální derivacei - příklad I Otázka Jak to vypadá s parciálními derivacemi v bodě P? A f f x > 0, y > 0 B f f x < 0, y > 0 C f f x > 0, y < 0 D f f x < 0, y < 0 B Zdroj:http://www.cpp.edu/ conceptests/question-library/mat214.shtml Kristýna Kuncová (8) Funkce více proměnných 5 / 19

Parciální derivace - příklad II Otázka Tabulka vpravo znázorňuje hodnoty funkce f (x, y). Které tvrzení o parciálních derivacích je nejpřesnější? (Více správných odpovědí.) A f x (1, 2) 1 B f y (1, 2) 2 C f x (3, 2) 1 D f y (3, 2) 4 A, B Zdroj:http://www.cpp.edu/ conceptests/question-library/mat214.shtml Kristýna Kuncová (8) Funkce více proměnných 6 / 19

Parciální derivace - příklad III Otázka Určete f y funkce f (x, y) = x3 + 3x 2 y 5x 7y 3 + y 5 A f y = 3x2 + 6xy 5 7y 3 + y B f y = 3x2 + 6xy 5 D Otázka Určete f y funkce f (x, y) = x2 ln(x 2 y) A f y = 2x y B f y = 1 y C f y = x3 + 3 21y 2 + 1 5 D f y = 3x2 21y 2 + 1 C f y = x2 y D f y = 1 x 2 y C Inspirace: https://www.wiley.com/college/hugheshallett/0470089148/conceptests/concept.pdf Kristýna Kuncová (8) Funkce více proměnných 7 / 19

Gradient Definice Necht f : R 2 R má v bodě a vlastní parciální derivace. Pak gradientem rozumíme vektor ( ) f f f (a) = (a), x y (a). Zdroj : https://cs.wikipedia.org/wiki/gradient (matematika) Kristýna Kuncová (8) Funkce více proměnných 8 / 19

Gradient Definice Necht f : R 2 R má v bodě a vlastní parciální derivace. Pak gradientem rozumíme( vektor ) f f f (a) = (a), x y (a). Otázka Určete gradient funkce f (x, y) = y cos 3 (x 2 ) v bodě [0, 2]: A (0, 0) B (0, 1) C (0, 2) D (2, 0) B Kristýna Kuncová (8) Funkce více proměnných 9 / 19

Derivace ve směru + animace Definice Necht v R 2 je nenulový vektor. Derivaci funkce f ve směru v v bodě a = (a 1, a 2 ) R 2 definujeme jako limitu f (a + hv) f (a) D v f (a) = lim. h 0 h Zdroj: http://www.leadinglesson.com/using-directional-derivatives-to-find-a-tangent-vector-toa-surface Zdroj: https://math.okstate.edu/people/yqwang/teaching/math2163 fall07/demos/directional2.jpg Kristýna Kuncová (8) Funkce více proměnných 10 / 19

Derivace ve směru II Věta Necht f : R 2 R má v bodě a spojité parciální derivace. Necht v R 2 je vektor. Pak pro derivaci funkce f ve směru v v bodě a platí: D v f (a) = f (a) v. Příklad Necht f (x, y) = ln x y. Určete derivaci v bodě a = (1, 3) ve směru v = ( 1, 6). 3 Kristýna Kuncová (8) Funkce více proměnných 11 / 19

Tečná rovina, normála + animace Poznámka (Tečna v 1 proměnné) Tečna k funkci f v bodě a má rovnici y = f (a) + f (a)(x a). Věta Necht je funkce f (x, y) diferencovatelná v bodě a = [a 1 ; a 2 ]. Pak v bodě [a 1 ; a 2 ; z 0 = f (x 0 ; y 0 )] existuje tečná rovina ke grafu funkce z = f (x, y) určená rovnicí z z 0 = f x (a 1; a 2 )(x a 1 ) + f y (a 1; a 2 )(y a 2 ). Normála ke grafu funkce je určena rovnicemi x = a 1 + f x (a 1; a 2 )t, y = a 2 + f y (a 1; a 2 )t, t R. z = z 0 t, Kristýna Kuncová (8) Funkce více proměnných 12 / 19

Tečná rovina příklady Příklad f (x, y) = 100 x 2 y 2 Kristýna Kuncová (8) Funkce více proměnných 13 / 19

Tečná rovina příklady Příklad f (x, y) = x 2 + y 2 Kristýna Kuncová (8) Funkce více proměnných 14 / 19

Tečná rovina příklady Příklad f (x, y) = x 2 + y 2 Kristýna Kuncová (8) Funkce více proměnných 15 / 19

Tečná rovina příklady Příklad f (x, y) = 5 x 2 + y 2 Kristýna Kuncová (8) Funkce více proměnných 16 / 19

Tečná rovina Otázka Najděte tečnou rovinu funkce f (x, y) = xy v bodě (2, 3). A z 6 = x(x 2) + y(y 3) B z 6 = y(x 2) + x(y 3) C z 6 = 2(x 2) + 3(y 3) D z 6 = 3(x 2) + 2(y 3) D Zdroj: http://www.cpp.edu/ conceptests/question-library/mat214.shtml Otázka Které funkce mají v zadaném bodě tečnou rovinu? A 1 x 2 y 2 v (0, 0) B 4 x 2 y 2 v (2, 0) C x 2 + 2y 2 v (0, 0) D x 2 + 2y 2 v (2, 0) A, D Kristýna Kuncová (8) Funkce více proměnných 17 / 19

Aproximace Zdroj : http://homen.vsb.cz/ kre40/esfmat2/kapitoly/kapitola 5 2.pdf Kristýna Kuncová (8) Funkce více proměnných 18 / 19

Aproximace Fakt Přibližnou funkční hodnotu můžeme určit i pomocí tečny f (x, y) = z 0 + f x (a 1; a 2 )(x a 1 ) + f y (a 1; a 2 )(y a 2 ). Otázka O funkci f v bodě (2, 3) víme: f (2, 3) = 1, f / x(2, 3) = 5, f / x(2, 3) = 7. Jaká aproximace je nejpřesnější? A f (x, y) 1 + 5(x 2) 7(y 3) B f (x, y) 5(x 2) 7(y 3) C f (x, y) 1 + 5x 7y D f (x, y) 10 + 5x 7y A, D Zdroj: http://www.cpp.edu/ conceptests/question-library/mat214.shtml Kristýna Kuncová (8) Funkce více proměnných 19 / 19