Digitální učební materiál

Podobné dokumenty
Při výpočtu obsahu takto omezených rovinných oblastí mohou nastat následující základní případy : , osou x a přímkami. spojitá na intervalu

Digitální učební materiál. III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Příjemce podpory Gymnázium, Jevíčko, A. K.

Výpočet obsahu rovinného obrazce

DUM č. 11 v sadě. Ma-2 Příprava k maturitě a PZ geometrie, analytická geometrie, analýza, komlexní čísla

6. a 7. března Úloha 1.1. Vypočtěte obsah obrazce ohraničeného parabolou y = 1 x 2 a osou x.

Vzdělávací materiál. vytvořený v projektu OP VK. Název školy: Gymnázium, Zábřeh, náměstí Osvobození 20. Číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/34.

Digitální učební materiál

II. 5. Aplikace integrálního počtu

Obsah rovinného obrazce

R n výběr reprezentantů. Řekneme, že funkce f je Riemannovsky integrovatelná na

Digitální učební materiál

Digitální učební materiál

Digitální učební materiál

MATEMATIKA II V PŘÍKLADECH

Seznámíte se s další aplikací určitého integrálu výpočtem objemu rotačního tělesa.

+ c. n x ( ) ( ) f x dx ln f x c ) a. x x. dx = cotgx + c. A x. A x A arctgx + A x A c

Digitální učební materiál

3. APLIKACE URČITÉHO INTEGRÁLU

26. listopadu a 10.prosince 2016

Digitální učební materiál

Digitální učební materiál

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

2. INTEGRÁLNÍ POČET FUNKCE JEDNÉ PROMĚNNÉ

GEOMETRICKÉ APLIKACE INTEGRÁLNÍHO POČTU

Digitální učební materiál

Digitální učební materiál

Integrální počet - IV. část (aplikace na určitý vlastní integrál, nevlastní integrál)

Hyperbola, jejíž střed S je totožný s počátkem soustavy souřadnic a jejíž hlavní osa je totožná

Vzdělávací materiál. vytvořený v projektu OP VK. Název školy: Gymnázium, Zábřeh, náměstí Osvobození 20. Číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/34.

5.2. Určitý integrál Definice a vlastnosti

Středová rovnice hyperboly

18. x x 5 dx subst. t = 2 + x x 1 + e2x x subst. t = e x ln 2 x. x ln 2 x dx 34.

Seznámíte se s použitím určitého integrálu při výpočtu hmotnosti, statických momentů, souřadnic těžiště a momentů setrvačnosti.

Digitální učební materiál

Digitální učební materiál

Zvyšování kvality výuky technických oborů

7.5.8 Středová rovnice elipsy

Křivkový integrál prvního druhu verze 1.0

LDF MENDELU. Simona Fišnarová (MENDELU) Určitý integrál ZVMT lesnictví 1 / 26

Digitální učební materiál

Matematika II: Testy

III.4. Fubiniova (Fubiniho) věta pro trojný integrál

6. Určitý integrál a jeho výpočet, aplikace

Matematické metody v kartografii

Lineární nerovnice a jejich soustavy

x + F F x F (x, f(x)).

Matematika II: Pracovní listy Integrální počet funkce jedné reálné proměnné

MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ MATEMATIKA K PŘIJÍMACÍM ZKOUŠKÁM NA PEF

Hledání hyperbol

Integrální počet - II. část (určitý integrál a jeho aplikace)

Geometrické a fyzikální aplikace určitého integrálu. = b a. je v intervalu a, b záporná, je integrál rovněž záporný.

2.7.7 Obsah rovnoběžníku

14 Kuželosečky v základní poloze

2.2.9 Grafické řešení rovnic a nerovnic

Obsah. Perspektivy krajinného managementu - inovace krajinářských discipĺın. Jakob Steiner švýcarský matematik - geometr. vzorce, integrační metody

Správné řešení písemné zkoušky z matematiky- varianta A Přijímací řízení do NMgr. studia učitelských oborů 2010

Opakovací test. Klíčová slova: výraz, interval, množina, kvadratický trojčlen, mocnina, exponent, výrok, negace

= b a. V případě, že funkce f(x) je v intervalu <a,b> záporná, je integrál rovněž záporný.

Hyperbola a přímka

Souhrn základních výpočetních postupů v Excelu probíraných v AVT listopad r r. . b = A

Seznámíte se s použitím určitého integrálu při výpočtu hmotnosti, statických momentů, souřadnic těžiště a momentů setrvačnosti.

ANALYTICKÁ GEOMETRIE V PROSTORU

Digitální učební materiál

Větu o spojitosti a jejich užití

4.2.7 Zavedení funkcí sinus a cosinus pro orientovaný úhel I

METODICKÝ NÁVOD MODULU

METODICKÉ LISTY Z MATEMATIKY pro gymnázia a základní vzdělávání

3. ROVNICE A NEROVNICE Lineární rovnice Kvadratické rovnice Rovnice s absolutní hodnotou Iracionální rovnice 90

11. cvičení z Matematické analýzy 2

14. cvičení z Matematické analýzy 2

4. cvičení z Matematiky 2

M - Příprava na 3. zápočtový test pro třídu 2D

Diferenciální počet funkcí jedné proměnné

Jak již bylo uvedeno v předcházející kapitole, můžeme při výpočtu určitých integrálů ze složitějších funkcí postupovat v zásadě dvěma způsoby:

Zvyšování kvality výuky technických oborů

Analytická geometrie v rovině

7.5.8 Středová rovnice elipsy

9 Axonometrie ÚM FSI VUT v Brně Studijní text. 9 Axonometrie

LINEÁRNÍ DIFERENCIÁLNÍ ROVNICE 2.ŘÁDU

DUM č. 19 v sadě. 13. Ma-1 Příprava k maturitě a PZ algebra, logika, teorie množin, funkce, posloupnosti, řady, kombinatorika, pravděpodobnost

Konstrukce na základě výpočtu I

Opakování ke státní maturitě didaktické testy

Funkce jedné proměnné

Logaritmická funkce teorie

Vzdělávací materiál. vytvořený v projektu OP VK CZ.1.07/1.5.00/ Anotace. Analytická geometrie. Hyperbola VY_32_INOVACE_M0119.

DIGITÁLNÍ UČEBNÍ MATERIÁL. Název školy SOUpotravinářské, Jílové u Prahy, Šenflukova 220. Název materiálu VY_32_INOVACE / Matematika / 03/01 / 17

Říkáme, že přímka je tečnou elipsy. p T Přímka se protíná s elipsou právě v jednom bodě.

3.2.1 Shodnost trojúhelníků I

V předchozích kapitolách byla popsána inverzní operace k derivování. Zatím nebylo jasné, k čemu tento nástroj slouží.

Výukový matriál byl zpracován v rámci projektu OPVK 1.5 EU peníze školám. registrační číslo projektu:cz.1.07/1.5.00/

8. Elementární funkce

Integrály definované za těchto předpokladů nazýváme vlastní integrály.

2.1 - ( ) ( ) (020201) [ ] [ ]

Masarykova univerzita

Integrální počet - III. část (určitý vlastní integrál)

Vzdělávací materiál. vytvořený v projektu OP VK. Název školy: Gymnázium, Zábřeh, náměstí Osvobození 20. Číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/34.

13. Exponenciální a logaritmická funkce

Riemannův určitý integrál.

Digitální učební materiál

13. DIFERENCIÁLNÍ A INTEGRÁLNÍ POČET

Transkript:

Digitální učení mteriál Číslo projektu CZ.1.07/1.5.00/34.080 Název projektu Zkvlitnění výuky prostřednictvím ICT Číslo název šlony klíčové ktivity III/ Inovce zkvlitnění výuky prostřednictvím ICT Příjemce podpory Gymnázium, Jevíčko, A. K. Viták 45 Název DUMu Užití integrálního počtu v geometrii Název dokumentu VY_3_INOVACE_13_0 Pořdí DUMu v sdě 0 Vedoucí skupiny/sdy Helen Hufová Dtum vytvoření 19. řezn 013 Jméno utor Miluše Hruá Ročník studi čtvrtý Předmět neo temtická olst Mtemtik Výstižný popis způsou využití mteriálu ve výuce Ukázk plikcí určitého integrálu, prostřednictvím ICT (softwre Geoger) lze ukázt souvislost výpočtů s geometrickou interpretcí. Inovce: Geometrické souvislosti, čtení grfu.

0. Užití integrálního počtu v geometrii Aplikce určitého integrálu jsou velmi ohté jde o užití nejen v mtemtice fyzice, le i v dlších přírodních vědách různých technických disciplínách, v teorii prvděpodonosti, v iomedicínském inženýrství pod. Znlost výpočtů primitivních funkcí výpočtů určitých integrálů znlost vzorců nám umožní poměrně sndno určit npř. osh rovinných útvrů ojem rotčních těles, které ychom jink spočítt neuměli. Dříve než zčneme počítt, měli ychom si situci znázornit v krtézské soustvě souřdnic Oxy. Při výpočtu oshu rovinného útvru se nejčstěji setkáme s těmito přípdy: útvr je omezen grfem funkce f, osou x přímkmi x, x. 1. Funkce f je spojitá nezáporná x ;. S f x dx. Funkce f je spojitá nekldná x ;. S f x dx f x dx

3. Spojitá funkce f nývá v ; nezáporných i nekldných hodnot. c c S f x dx f x dx f x dx f x dx c c 4. Útvr je omezen dvěm spojitými funkcemi f, g, f x g x x ;. S f x g x dx Při výpočtu ojemu je nejčstější přípd, že rotční těleso vznikne rotcí orzce, který je omezen grfem spojité nezáporné funkce f, osou x přímkmi x, x. Pk ojem těles V f x dx

Řešené příkldy 1. Vypočtěte osh rovinného útvru, který je omezen osou x grfem funkce f : y cos x 1, x 0;. Nejdříve si situci znázorníme v soustvě souřdnic Oxy. Funkce f splňuje podmínku nezápornosti v 0;, osh modře vyrveného útvru můžeme tedy počítt jko 0 cos x 1 dx. Tedy S cos x 1 dx sin x x sin sin0 0 0 0 j. Vypočtěte osh rovinného útvru, který je omezen osou x grfy funkcí f : y x 1, g : y x 1. Opět zčneme tím, že situci nčrtneme v krtézské soustvě souřdnic.

Orzec, jehož osh máme spočítt, je omezen grfy oou funkcí. Jejich průsečíky získáme řešením rovnice x 1 x 1. Jedná se o rovnici kvdrtickou, kterou můžeme npst ve tvru x x 1 0. Jejími kořeny jsou čísl x x 1, což jsou meze určitého integrálu, pomocí kterého udeme osh počítt. Protože x 1; je g x f x, je osh 3 x x 8 1 1 9 S x 1 x 1 dx x x dx x 4 3 3 3 1 1 1 j 3. Vypočtěte osh rovinného útvru, který je omezen osou x grfem funkce 4 f : y x 4x, x,5;,5. Zčneme náčrtkem, vzhledem k zdání očekáváme orzec souměrný podle osy y. Protože část grfu zshuje pod osu y, spočítáme průsečíky grfu funkce s osou x - rovnice 4 x 4x 0 má tři řešení, to x 0, x, x, jk vidíme n orázku (číslo 0 je kořenem dvojnásoným). Protože shodné útvry mjí shodné oshy, pk vzhledem k souměrnosti pltí:,5 4 4 S x 4x dx x 4x dx 0 5 3 3 3,5,5 3 3 4 5 3 5 3 5 3 5 3 5 3,5 x x x x 4 4 5 3 5 3 14, 465 0 Poznámk: Tohoto postupu s výhodou využíváme nejen u výpočtů oshů útvrů, které jsou omezeny grfem funkce sudé, le i liché pokud ovšem jsou i meze určitého integrálu souměrné podle počátku. Smotný výpočet je vždy jednodušší, je-li jedn z mezí číslo 0. j

4. Vypočtěte ojem rotčního těles, které vznikne rotcí orzce omezeného osou x grfem funkce f : y x 1 1, x 0;3. Znázorníme si situci v soustvě souřdnic Oxy. Všimněme si, že posunutím orzce (červeného) ve směru osy x se osh tohoto orzce, le ni ojem rotčního těles při rotci kolem osy x nezmění. Můžeme si tedy vyrt uvžovt dnou funkci f neo funkci f : y x 1, x 1;. Použijeme-li dnou funkci f, pk 3 3 3 4 3 V x 1 1 dx x x dx x 4x 8x 8x 4 dx 0 0 0 3 5 x 8 43 78 x x 4x 4x 81 7 36 1 j 5 3 5 5 4 3 3 5. Rotcí kuželosečky s nlytickým vyjádřením 0 5x 9y 45 kolem osy x vznikne rotční těleso. Nčrtněte dnou kuželosečku vypočtěte ojem rotčního těles. Dná kuželosečk je elips se středem v počátku soustvy souřdnic hlvní osou v ose x. Hlvní poloos 3, vedlejší poloos 5.

Rotcí vyrvené části kolem osy x vznikne těleso, které nzýváme rotční elipsoid vejčitý. Pro y 0je elips grfem funkce 5 : 5 9 f y x, můžeme tedy spočítt ojem těles podle uvedeného vzorce. Využijeme-li toho, že je elips souměrná podle osy y, pk 3 3 3 3 5 5 5 x 3 V 5 x dx 5 x dx 5x 15 5 0 j 9 9 9 3 0 0 0 Příkldy k procvičení Vypočtěte osh rovinného útvru, který je omezen osou x grfy funkcí: 1.. 3. 4. 5. 6. 7. f : y 4x x f : y x x f : y 4x x g : y x x f : y x 4x 5, x 0;3 1 f : y x 1; e x f : y x, g : y 8 x osou y x f : y, g : y x 1 3 3 Vypočtěte ojem rotčního těles, které vznikne rotcí orzce omezeného osou x grfem funkce: 8. f : y x, x 1;1 9. f : y 1 x, x ;1 10. f : y tg x, x ; 4 4

Výsledky: 1. 3 3,. 4 74 3, 3. 9, 4. 6, 5. 1, 6., 7. 3 3 9, 8. 6 3, 9. 18 5, 10. 4 Zdroje: HRUBÝ, Dg Josef KUBÁT. Diferenciální integrální počet. Prh: Prometheus, 1997. ISBN 80-7196-10-4 PETÁKOVÁ, Jindr. Příprv k mturitě k přijímcím zkouškám n vysoké školy. Prh: Prometheus, 1998. ISBN 80-7196-099-3 Osttní neocitovné ojekty (užité v tomto digitálním učením mteriálu) jsou dílem utor vytvořené progrmem Geoger. Mteriál je určen pro ezpltné užívání pro potřeu výuky vzdělávání n všech typech škol školských zřízení. Jkékoliv dlší využití podléhá utorskému zákonu. Dílo smí ýt dále šířeno pod licencí CC BY-SA (www.cretivecommons.cz).