ŘEŠENÍ NELINEÁRNÍCH ROVNIC

Podobné dokumenty
ŘEŠENÍ NELINEÁRNÍCH ROVNIC

SOUSTAVY LINEÁRNÍCH ROVNIC

FUNKCE, ZÁKLADNÍ POJMY - CVIČENÍ

PRŮBĚH FUNKCE - CVIČENÍ

MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ LDF MT MATEMATIKA VEKTORY, MATICE

MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ LDF MT MATEMATIKA VEKTORY, MATICE

DERIVACE FUNKCE, L HOSPITALOVO PRAVIDLO - CVIČENÍ

HODNOST A DETERMINANT MATICE, INVERZNÍ MATICE

LIMITA FUNKCE, SPOJITOST FUNKCE - CVIČENÍ

FUNKCE, ZÁKLADNÍ POJMY

HODNOST A DETERMINANT MATICE, INVERZNÍ MATICE

Polynomy. Mgr. Veronika Švandová a Mgr. Zdeněk Kříž, Ph. D. 1.1 Teorie Zavedení polynomů Operace s polynomy...

Algebraické rovnice. Obsah. Aplikovaná matematika I. Ohraničenost kořenů a jejich. Aproximace kořenů metodou půlení intervalu.

FUNKCE, ZÁKLADNÍ POJMY

NEURČITÝ INTEGRÁL - CVIČENÍ

1 Mnohočleny a algebraické rovnice

Polynomy a racionální lomené funkce

LIMITA FUNKCE, SPOJITOST FUNKCE

Limita a spojitost LDF MENDELU

DERIVACE FUNKCE, L HOSPITALOVO PRAVIDLO

1 Mnohočleny a algebraické rovnice

DERIVACE FUNKCE, L HOSPITALOVO PRAVIDLO

MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ LDF MT MATEMATIKA NEURČITÝ INTEGRÁL

LDF MENDELU. Simona Fišnarová (MENDELU) LDR druhého řádu VMAT, IMT 1 / 22

LDF MENDELU. Simona Fišnarová (MENDELU) Průběh funkce ZVMT lesnictví 1 / 21

a a

Funkce základní pojmy a vlastnosti

Funkce základní pojmy a vlastnosti

Limita a spojitost funkce

Nerovnice v součinovém tvaru, kvadratické nerovnice

Aplikace derivace a průběh funkce

Poznámka: V kurzu rovnice ostatní podrobně probíráme polynomické rovnice a jejich řešení.

Pomocný text. Polynomy

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

Funkce jedné reálné proměnné. lineární kvadratická racionální exponenciální logaritmická s absolutní hodnotou

15. KubickÈ rovnice a rovnice vyööìho stupnï

Soustavy lineárních rovnic

fakulty MENDELU v Brně (LDF) s ohledem na disciplíny společného základu (reg. č. CZ.1.07/2.2.00/28.

ROVNICE A NEROVNICE. Kvadratické rovnice Algebraické způsoby řešení I. Mgr. Jakub Němec. VY_32_INOVACE_M1r0108

LDF MENDELU. Simona Fišnarová (MENDELU) Základy lineárního programování VMAT, IMT 1 / 25

Soustavy lineárních rovnic a determinanty

4 všechny koeficienty jsou záporné, nedochází k žádné změně. Rovnice tedy záporné reálné kořeny nemá.

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

4C. Polynomy a racionální lomené funkce. Patří mezi tzv. algebraické funkce, ke kterým patří také funkce s odmocninami. Polynomy

maticeteorie 1. Matice A je typu 2 4, matice B je typu 4 3. Jakých rozměrů musí být matice X, aby se dala provést

4. Určete definiční obor elementární funkce g, jestliže g je definována předpisem

MAT 1 Mnohočleny a racionální lomená funkce

Numerická matematika 1

Úvod, základní pojmy, funkce

Algebraické výrazy. Algebraický výraz je zápis složený z čísel, písmen (označujících proměnné), znaků matematických funkcí ( +, -,, :, 2, ) a závorek.

KOMPLEXNÍ ČÍSLA INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ

Vzdělávací materiál. vytvořený v projektu OP VK CZ.1.07/1.5.00/ Anotace. Diferenciální počet VY_32_INOVACE_M0216.

Řešení nelineárních rovnic

POSLOUPNOSTI A ŘADY INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ. Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky

Věta o dělení polynomů se zbytkem

POSLOUPNOSTI A ŘADY INVESTICE DO ROZVOJE VZDĚLÁVÁNÍ

Diferenciální počet 1 1. f(x) = ln arcsin 1 + x 1 x. 1 x 1 a x 1 0. f(x) = (cos x) cosh x + 3x. x 0 je derivace funkce f(x) v bodě x0.

Lineární algebra. Soustavy lineárních rovnic

Abstrakt. Bairstowovy iterační metody. V práci je odvozena Bairstowova metoda

M - Kvadratické rovnice a kvadratické nerovnice

Numerické řešení nelineárních rovnic

Parametrické rovnice křivky

Základy matematické analýzy

BAKALÁŘSKÁ PRÁCE. Metody pro výpočet kořenů polynomů

z = a bi. z + v = (a + bi) + (c + di) = (a + c) + (b + d)i. z v = (a + bi) (c + di) = (a c) + (b d)i. z v = (a + bi) (c + di) = (ac bd) + (bc + ad)i.

Bakalářská matematika I

Rovnice v oboru komplexních čísel

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

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

ZÁKLADY AUTOMATICKÉHO ŘÍZENÍ

LINEÁRNÍ ROVNICE S ABSOLUTNÍ HODNOTOU

Obecná rovnice kvadratické funkce : y = ax 2 + bx + c Pokud není uvedeno jinak, tak definičním oborem řešených funkcí je množina reálných čísel.

Matematika I A ukázkový test 1 pro 2014/2015

Příklad 1 ŘEŠENÉ PŘÍKLADY Z M1A ČÁST 6

Příklad. Řešte v : takže rovnice v zadání má v tomto případě jedno řešení. Pro má rovnice tvar

----- Studijní obory. z matematiky. z matematiky. * Aplikovaná matematika * Matematické metody v ekonomice

ANOTACE nově vytvořených/inovovaných materiálů

Matematika I (KMI/5MAT1)

Praha & EU: investujeme do vaší budoucnosti. Daniel Turzík, Miroslava Dubcová,

[1] Definice 1: Polynom je komplexní funkce p : C C, pro kterou. pro všechna x C. Čísla a 0, a 1,..., a n nazýváme koeficienty polynomu.

Mocninná funkce: Příklad 1

Horner's Method using Excel (výpočet hodnoty polynomu v Excel s využitím historické Hornerovy metody) RNDr. Miroslav Kružík UPOL Olomouc

KVADRATICKÉ FUNKCE. + bx + c, největší hodnotu pro x = a platí,

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

Funkce a lineární funkce pro studijní obory

Parciální derivace a diferenciál

Polynomy. Vlasnosti reálných čísel: Polynom v matematice můžeme chápat dvojím způsobem. 5. (komutativitaoperace )provšechnačísla a, b Rplatí

2.6. VLASTNÍ ČÍSLA A VEKTORY MATIC

Parciální derivace a diferenciál

KONSTRUKTIVNÍ GEOMETRIE

10. cvičení - LS 2017

Zlín, 23. října 2011

Gymnázium Jiřího Ortena, Kutná Hora

Algebraické výrazy Vypracovala: Mgr. Zuzana Kopečková

STŘEDOŠKOLSKÁ MATEMATIKA

CVIČNÝ TEST 10. OBSAH I. Cvičný test 2. Mgr. Renáta Koubková. II. Autorské řešení 6 III. Klíč 17 IV. Záznamový list 19

fakulty MENDELU v Brně (LDF) s ohledem na disciplíny společného základu (reg. č. CZ.1.07/2.2.00/28.

Numerická matematika Banka řešených příkladů

( ) ( ) Logaritmické nerovnice II. Předpoklady: 2924

Lineární funkce, rovnice a nerovnice

Transkript:

MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ LDF MT MATEMATIKA ŘEŠENÍ NELINEÁRNÍCH ROVNIC Podpořeno projektem Průřezová inovace studijních programů Lesnické a dřevařské fakulty MENDELU v Brně (LDF) s ohledem na discipliny společného základu http://akademie.ldf.mendelu.cz/cz (reg. č. CZ.1.07/2.2.00/28.0021) za přispění finančních prostředků EU a státního rozpočtu České republiky. Mgr. Radka SMÝKALOVÁ, Ph.D. smyky@seznam.cz

MT MATEMATIKA Řešení nelineárních rovnic 2 Polynomy DEFINICE (Polynom neboli mnohočlen). Funkce y = P n (x) = a 0 x n +a 1 x n 1 +a 2 x n 2 + +a n 1 x+a n, kde a 0,a 1,...,a n R,a 0 0, se nazývá polynom stupně n N. Čísla a 0,...,a n se nazývají koeficienty polynomu a a n se nazývá absolutní člen. Příklad. 1. y = 6 = 6x 0...polynom stupně 0 (konstantní funkce) 2. y = 10x 12 = 10x 1 12...polynom stupně 1 (lineární funkce) 3. y = 5x 2 3x+7...polynom stupně 2 (kvadratická funkce)

MT MATEMATIKA Řešení nelineárních rovnic 3 DEFINICE (Kořen polynomu). Číslo c se nazývá kořen polynomu P(x), jestliže P(c) = 0 (hodnota polynomu v čísle c se rovná nule; neboli když za x v polynomu dosadíme číslo c, vyjde nula). DEFINICE (Kořenový činitel). Když je číslo c kořen polynomu P(x), pak se nazývá kořenový činitel. (x c) Kořeny polynomu mohou být jednoduché nebo vícenásobné, reálné nebo komplexní. Každý k-násobný kořen považujeme za k kořenů.

MT MATEMATIKA Řešení nelineárních rovnic 4 Cvičení 1. Vypočítejte kořeny polynomů a následně polynomy napište jako součin kořenových činitelů: 1. P(x) = x 2 5x+6 2. P(x) = x 2 x 20 3. P(x) = x 7 Student ze střední školy umí najít kořeny lineárního polynomu (lineární rovnice) a kvadratického polynomu (kvadratická rovnice). Ale kořeny polynomů stupně vyššího jak dva najít neumí.

MT MATEMATIKA Řešení nelineárních rovnic 5 Hodnota polynomu P(x) v nějakém čísle c R, tedy P(c) Příklad. Vypočítejte hodnotu polynomu pro x = 5, x = 1. Řešení. P(x) = x 5 3x 4 5x 3 +15x 2 +4x 12 P(5) = (5) 5 3(5) 4 5(5) 3 +15(5) 2 +4(5) 12 = = 3125 3 625 5 125+15 25+20 12 = = 3125 1875 625+375+20 12 = 1008 P(1) = (1) 5 3(1) 4 5(1) 3 +15(1) 2 +4(1) 12 = = 1 3 5+15+4 12 = 0 Číslo x = 1 je kořen polynomu!!!

MT MATEMATIKA Řešení nelineárních rovnic 6 Příklad. Vypočítejte hodnotu polynomu P(x) = x 5 3x 4 5x 3 +15x 2 +4x 12 pro x = 5, x = 1 (stejné zadaní jako v předchozím příkladu) pomocí HOR- NEROVA SCHEMATU. Hornerovo schema - do horního řádku napíšeme všechny koeficienty polynomu. Když nějaký člen polynomu chybí, jeho koeficient je nula!!! Do druhého řádku před svislou čáru napíšeme číslo, ve kterém hodnotu polynomu počítáme. Do druhého řádku za svislou čáru napíšeme a 0, tedy první koeficient polynomu. Další kroky vysvětleny na přednásce. :-) 1 3 5 15 4 12 5 1 2 5 40 204 1008 1 3 5 15 4 12 1 1 2 7 8 12 0 Poslední číslo ve druhém řádku je hodnota polynomu v čísle, které je ve druhém řádku před svislou čárou.

MT MATEMATIKA Řešení nelineárních rovnic 7 Algebraické rovnice DEFINICE (Algebraická rovnice). Rovnice P n (x) = a 0 x n +a 1 x n 1 +a 2 x n 2 + +a n 1 x+a n = 0, kde a 0,a 1,...,a n R,a 0 0, se nazývá algebraická rovnice stupně n N. (Je to polynom = 0.) Řešením (kořenem) algebraické rovnice P n (x) = 0 je každé číslo c, které je kořenem polynomu P n (x). Je-li a 0 = 1 (první koeficient je jedna) x n +a 1 x n 1 +a 2 x n 2 + +a n 1 x+a n = 0, rovnici se říká normovaná. S takovými budeme pracovat.

MT MATEMATIKA Řešení nelineárních rovnic 8 VĚTA (Kořeny normované rovnice, které Z = {... 2, 1,0,1,2...}). Celočíselné kořeny normované algebraické rovnice, kde a 1,...,a n Z (koeficienty jsou celá čísla), jsou dělitelé čísla a n. Když budeme mít normovanou algebraickou rovnici s celočíselnými koeficienty P n (x) = x n +a 1 x n 1 +a 2 x n 2 + +a n 1 x+a n = 0, pomocí Hornerova schematu zjistíme, zda má celočíselné kořeny: 1. vypíšeme si všechny (kladné i záporné) dělitele čísla a n 2. postupně pomocí Hornerova schematu počítáme v těchto číslech hodnotu polynomu P n (x) - když se hodnota polynomu = 0, číslo je kořen algebraické rovnice!!! Cvičení 2. Najděte celočíselné kořeny algebraické rovnice 1. x 4 4x 2 +9x 18 = 0 2. x 5 3x 4 5x 3 +15x 2 +4x 12 = 0

MT MATEMATIKA Řešení nelineárních rovnic 9 Numerické řešení algebraické rovnice P n (x) = x n +a 1 x n 1 +a 2 x n 2 + +a n 1 x+a n = 0 Ohraničení kořenů Všechny kořeny normované algebraické rovnice leží v intervalu x i ( (1+A),1+A), kde A = max{ a 1, a 2,..., a n }. (Všechny koeficienty algebraické rovnice dáme do absolutní hodnoty, čímž obdržíme kladná čísla. Největší z nich je pak číslo A.) Určení počtu kladných kořenů Napíšeme si posloupnost čísel a 0,a 1,a 2,...,a n (koeficienty rovnice v daném pořadí). Kolikrát se v pořadí čísel změní znaménko čísel, tolik má rovnice kladných kořenů, nebo o sudý počet méně.

MT MATEMATIKA Řešení nelineárních rovnic 10 Určení počtu záporných kořenů Z polynomu P( x) si napíšeme posloupnost čísel a 0,a 1,a 2,...,a n (koeficienty polynomu P( x) v daném pořadí, kde P(x) = 0 je algebraická rovnice). Kolikrát se v pořadí čísel změní znaménko čísel, tolik má rovnice záporných kořenů, nebo o sudý počet méně. Nalezení intervalů, kde leží jednotlivé kořeny Algebraická rovnice P n (x) = 0: P n (x) = x n +a 1 x n 1 +a 2 x n 2 + +a n 1 x+a n = 0 Funkce y = P n (x): y = x n +a 1 x n 1 +a 2 x n 2 + +a n 1 x+a n Průsečíky funkce y = P n (x) s osou x y = 0. Což je algebraická rovnice 0 = P n (x). Průsečíky funkce y = P n (x) s osou x jsou tedy kořeny algebraické rovnice P n (x) = 0!!!

MT MATEMATIKA Řešení nelineárních rovnic 11 Z průběhu funkce víme, že v průsečících funkce s osouxmůže měnit funkce znaménko (změna nad/pod osou nebo naopak). Interval, kde leží všechny kořeny x i ( (1+A),1+A), si rozdělíme na několik menších intervalů a vypočítáme funkční hodnoty v krajních bodech těchto menších intervalů. Když se změní znaménko v krajních bodech intervalu, musí v daném intervalu ležet kořen!!! Aproximace (přiblížení) kořenů - nalezení kořenů, ale ne přesně. Použijeme metodu půlení intervalu. Cvičení 3. Vypočítejte alespoň jeden kořen algebraické rovnice s chybou menší než 0, 05. 1. x 3 +2x 2 2 = 0 2. x 3 3x 2 +3x+3 = 0