5. Limita funkce a spojitost strana 1/5 2018/KMA/MA1/přednášky. Definice 5.1. Mějme funkci f : D R a bod x 0 R.

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

Limita a spojitost LDF MENDELU

Text může být postupně upravován a doplňován. Datum poslední úpravy najdete u odkazu na stažení souboru. Veronika Sobotíková

Limita a spojitost funkce

Derivace úvod. Jak zjistit míru změny?

1 Množiny, výroky a číselné obory

Nejčastějšími funkcemi, s kterými se setkáváme v matematice i v jejích aplikacích, jsou

Spojitost a limita funkce

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

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

30. listopadu Derivace. VŠB-TU Ostrava. Dostupné: s1a64/cd/index.htm.

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

LIMITA FUNKCE, SPOJITOST FUNKCE

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

Limita a spojitost funkce a zobrazení jedné reálné proměnné

Matematická analýza I

2. LIMITA A SPOJITOST FUNKCE

8. Elementární funkce. I. Exponenciální funkce Definice: Pro komplexní hodnoty z definujeme exponenciální funkci předpisem ( ) e z z k k!.

1. Posloupnosti čísel

Limita a spojitost funkce

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

Základy matematiky pro FEK

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

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.

VII. Limita a spojitost funkce

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

I. Úvod. I.1. Množiny. I.2. Výrokový a predikátový počet

8 Limita. Derivace. 8.1 Okolí bodu. 8.2 Limita funkce

Matematika vzorce. Ing. Petr Šídlo. verze

Kapitola 2: Spojitost a limita funkce 1/20

Limita posloupnosti a funkce

5. Limita a spojitost

(,b)={x IR;x < b} (otevřenýinterval) a,b ={x IR;a x b} (uzavřenýinterval)

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

Cvičení 1 Elementární funkce

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

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.

2.6. Limita funkce. Nechť c R jevnitřnínebokrajníbodintervaludefiničníhooborufunkce

0.1 Úvod do matematické analýzy

Obsah. Derivace funkce. Petr Hasil. L Hospitalovo pravidlo. Konvexnost, konkávnost a inflexní body Asymptoty

1. Úvod Výroková logika Množiny a množinové operace

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

MATEMATIKA I DIFERENCIÁLNÍ POČET I FAKULTA STAVEBNÍ MODUL BA01 M06, GA01 M05 DERIVACE FUNKCE

1. sin(x + y) = sin(x) cos(y) + cos(x) sin(y) pro x, y R, cos(x + y) = cos(x) cos(y) sin(x) sin(y) pro x, y R;

Derivace funkce. Přednáška MATEMATIKA č Jiří Neubauer

arcsin x 2 dx. x dx 4 x 2 ln 2 x + 24 x ln 2 x + 9x dx.

Matematická analýza ve Vesmíru. Jiří Bouchala

I. 4. l Hospitalovo pravidlo

Text m ºe být postupn upravován a dopl ován. Datum poslední úpravy najdete u odkazu na staºení souboru. Veronika Sobotíková

ZS 2018/19 Po 10:40 T5

Definice derivace v bodě

3. LIMITA A SPOJITOST FUNKCE

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

Katedra aplikované matematiky, VŠB TU Ostrava.

IV. Základní pojmy matematické analýzy IV.1. Rozšíření množiny reálných čísel

Spojitost funkce. Spojitost je nejdůležitější obecná vlastnost funkcí. Umožňuje aproximace různých řešení.

Přehled základních vzorců pro Matematiku 2 1

9. Limita a spojitost

3 Limita funkce Limitafunkcevbodě Jednostrannélimity Vlastnostilimitfunkcí Výpočetlimitfunkcí...

V této chvíli je obtížné exponenciální funkci přesně definovat. Můžeme však říci, že

LIMITA A SPOJITOST FUNKCE

F (x) = f(x). Je-li funkce f spojitá na intervalu I, pak existuje k funkci f primitivní funkce na intervalu I.

Doporučená literatura 1. Jako doplněk k přednáškám: V. Hájková, M. Johanis, O. John, O.F.K. Kalenda a M. Zelený: Matematika (kapitoly I IV)

Matematika 1. Matematika 1

Spojitost funkce. Kapitola 8. ale kromě toho zajímá, jestli daný experiment probíhal kontinuálně, nebo nastaly. Intuitivní představy o pojmu spojitost

FUNKCE A JEJICH VLASTNOSTI

6. Bez použití funkcí min a max zapište formulí predikátového počtu tvrzení, že každá množina

1. Písemka skupina A...

Matematická analýza pro informatiky I. Spojitost funkce

1 L Hospitalovo pravidlo

WikiSkriptum Ing. Radek Fučík, Ph.D. verze: 4. ledna 2017

Pro jakou hodnotu parametru α jsou zadané vektory kolmé? (Návod: Vektory jsou kolmé, je-li jejich skalární součin roven nule.)

MATEMATICKÁ ANALÝZA 1 - ZIMNÍ SEMESTR PŘEDNÁŠKA

P ˇ REDNÁŠKA 3 FUNKCE

Limita ve vlastním bodě

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 =

7.1 Úvod. Definice: [MA1-18:P7.1a]

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

Aplikovaná matematika I (NMAF071) ZS 2013/14

7. Integrální počet Primitivní funkce, Neurčitý integrál

DERIVACE FUNKCE, L HOSPITALOVO PRAVIDLO

. 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.

Reálné posloupnosti 1. Reálné posloupnosti

Diferencovatelné funkce

MATEMATIKA I. prof. RNDr. Gejza Dohnal, CSc. II. Základy matematické analýzy

Přednáška z MA. Michal Tuláček 16. prosince IV.7 Průběhy funkce 3. 2 Vyšetřování průběhu funkce- KUCHAŘKA 4

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

1 Topologie roviny a prostoru

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

Požadavky k ústní části zkoušky Matematická analýza 1 ZS 2014/15

Matematika 1 pro PEF PaE

Management rekreace a sportu. 10. Derivace

Spojitost a limita funkce, limita posloupnosti

9. Limita a spojitost funkce

Příklady ke cvičením z matematické analýzy- ZS 2008/2009- Série I.

Přednáška 3: Limita a spojitost

Cvičení 1 Elementární funkce

Matematika I Reálná funkce jedné promìnné

I. Exponenciální funkce Definice: Pro komplexní hodnoty z definujeme exponenciální funkci předpisem. z k k!. ( ) e z = k=0

Funkce základní pojmy a vlastnosti

Transkript:

5. Limita funkce a spojitost strana 1/5 2018/KMA/MA1/přednášky Definice 5.1. Mějme funkci f : D R a bod 0 R. a) Číslo c R je částečná ita funkce f v bodě 0, pokud eistuje posloupnost ( n ) taková, že platí n N : n D n 0 n = 0 f( n) = c. b) Dolní (horní) ita funkce f v bodě 0 je infimum (supremum) množiny M = { c R : c je částečná ita funkce f v bodě 0 } f() = inf M, f() = sup M. Definice 5.2 (Heineho inice ity). Mějme funkci f : D R a bod 0 R, který je hromadným bodem D. Řekneme, že funkce f má itu b R v bodě 0, jestliže pro každou posloupnost ( n ) platí n N : n D n 0 n = 0 f( n) = b Poznámka. Pro 0 R a b R platí f() = b právě tehdy, když f() = Definice 5.3 (Cauchyova inice ity). Mějme funkci f : D R a bod 0 R, který je hromadným bodem D. Řekneme, že funkce f má (vlastní) itu b R ve (vlastním) bodě 0 R, jestliže ε > 0 δ > 0 D : 0 < 0 < δ f() b < ε Dále pro b R inujme a) f() = b b) f() = b c) f() = + d) f() = + e) f() = + f) f() = g) f() = h) f() = ( ε > 0 h > 0 D : h < f() b < ε ), ( ε > 0 d < 0 D : < d f() b < ε ), ( ε > 0 δ > 0 D : 0 < 0 < δ 1/ε < f() ), ( ε > 0 h > 0 D : h < 1/ε < f() ), ( ε > 0 d < 0 D : < d 1/ε < f() ), ( ε > 0 δ > 0 D : 0 < 0 < δ f() < 1/ε ), ( ε > 0 h > 0 D : h < f() < 1/ε ), ( ε > 0 d < 0 D : < d f() < 1/ε ).

5. Limita funkce a spojitost strana 2/5 2018/KMA/MA1/přednášky Poznámka. Pro 0 R a b R platí ( f() = b ε > 0 δ > 0 D(f) : P ( 0, δ) f() U(b, ε) ), kde jsme pro δ > 0 a ε > 0 označili ( 0 δ; 0 ) ( 0 ; 0 + δ) pro 0 R, P ( 0, δ) = (1/δ; + ) pro 0 = +, ( ; 1/δ) pro 0 =, (b ε; b + ε) pro b R, U(b, ε) = (1/ε; + pro b = +, ; 1/ε) pro b =. Věta 5.1 (jednoznačnost ity). Každá funkce má v bodě nejvýše jednu itu. Věta 5.2 (algebra it). itu Potom platí Mějme funkce f a g, které mají stejný iniční obror D a mají v bodě 0 R f() = a R, g() = b R. a) (f() + g()) = a + b, b) (f() g()) = a b, pokud je pravá strana inována, pokud je pravá strana inována, f() c) g() = a, pokud D : g() 0 a pokud je pravá strana inována. b Věta 5.3 (o sevření). Mějme funkce f, g, h se stejným iničním oborem D a bod 0 R. Dále předpokládejme, že platí a) δ > 0 D P ( 0, δ) : f() g() h(), b) f() = h() = b R. Potom sevřená funkce g má také itu v bodě 0 a platí g() = b.

5. Limita funkce a spojitost strana 3/5 2018/KMA/MA1/přednášky Definice 5.4. Mějme funkci f : D R a bod 0 R, který je hromadným bodem D. Řekneme, že a) funkce f má itu zprava b R v bodě 0, jestliže pro každou posloupnost ( n ) platí n N : n D n > 0 n = 0 f( n) = b f() = b nebo f( 0+) = b, + b) funkce f má itu zleva b R v bodě 0, jestliže pro každou posloupnost ( n ) platí n N : n D n < 0 n = 0 f( n) = b f() = b nebo f( 0 ) = b. Věta 5.4. Pro 0 R a b R platí f() = b právě tehdy, když f() = + Věta 5.5. Mějme dvě funkce f a g tak, že H(g) D(f) a bod 0 R takový, že platí a) g() = a R, b) y a f(y) = b R, c) f(a) = b nebo δ > 0 D(g) P ( 0, δ) : g() a. Potom f(g()) = b. Poznámka (ity některých funkcí). a) sin arcsin b) c) tg = 1, ( 1 + a sinh = 1, = 1, tgh arctg argsinh = 1, = 1, ) ( = e a a 1 + a ) = e a pro a R. = 1, e 1 = 1, argtgh = 1, = 1, ln(1 + ) = 1,

5. Limita funkce a spojitost strana 4/5 2018/KMA/MA1/přednášky Definice 5.5. Mějme funkci f : D R, bod 0 D, který je hromadným bodem D. Řekneme, že a) funkce f je spojitá v bodě 0, pokud f() = f( 0 ), b) funkce f je spojitá zleva v bodě 0, pokud f() = f( 0), c) funkce f je spojitá zprava v bodě 0, pokud + f() = f( 0). Pokud 0 D je izolovaným bodem D, potom funkce f je spojitá v bodě 0. Poznámka. Funkce f je spojitá v bodě 0 D(f) právě tehdy, když ε > 0 δ > 0 D(f) : 0 < δ f() f( 0 ) < ε. Věta 5.6. Každá z následujících funkcí je spojitá funkce v každém bodě svého iničního oboru: a) y = n pro n Z, y = n pro n N, n 2, y = a pro a R, b) y = a a y = log a pro a > 0, a 1, c) y = sin, y = cos, y = tg, y = cotg, d) y = sinh, y = cosh, y = tgh, y = cotgh, e) y = arcsin, y = arccos, y = arctg, y = arccotg, f) y = argsinh, y = argcosh, y = argtgh, y = argcotgh. Věta 5.7. Mějme funkce f a g, které mají stejný iniční obor D a které jsou spojité v bodě 0 D. Potom jsou v bodě 0 spojité funkce f + g, f g a f g (pokud D : g() 0). Věta 5.8. Mějme funkci g, která je spojitá v bodě 0. Dále mějme funkci f, která je spojitá v bodě y 0 = g( 0 ). Potom složená funkce h = f g je spojitá v bodě 0. Definice 5.6. Mějme funkci f : D R a bod 0 R, pro který δ > 0 : P ( 0, δ) D. Bod 0 je bod nespojitosti funkce f, pokud funkce f v bodě 0 není spojitá. Dále řekneme, že a) 0 je bodem odstranitelné nespojitosti funkce f, pokud eistuje vlastní ita funkce f v bodě 0 a f() f( 0 ) ( včetně případu, kdy 0 D ), b) 0 je bodem nespojitosti I. druhu funkce f, pokud eistují vlastní jednostranné ity funkce f v 0 a f() f() ( rozdíl f() f() je tzv. skok funkce f v bodě 0 ), + + c) 0 je bodem nespojitosti II. druhu funkce f, pokud neeistuje vlastní ita zleva nebo vlastní ita zprava funkce f v bodě 0.

5. Limita funkce a spojitost strana 5/5 2018/KMA/MA1/přednášky Definice 5.7. Mějme funkci f : D R a interval I D. Řekneme, že funkce f je spojitá na intervalu I, jestliže je spojitá v každém vnitřním bodě intervalu I a patří-li levý (pravý) koncový bod tohoto intervalu do I, je v něm spojitá zprava (zleva). Věta 5.9 (Cauchyova věta). Mějme funkci f, která je spojitá na uzavřeném intervalu a; b a pro kterou platí f(a) f(b) < 0. Potom eistuje ξ (a; b) tak, že f(ξ) = 0. Věta 5.10 (Weierstrassova věta). Mějme funkci f, která je spojitá na uzavřeném intervalu. Potom funkce f je na tomto intervalu omezená a nabývá na něm své nejmenší a největší funkční hodnoty. Věta 5.11 (Bolzanova věta). Mějme funkci f, která je spojitá na uzavřeném intervalu. Potom funkce f na tomto intervalu nabývá všech mezihodnot mezi svou nejmenší a největší funkční hodnotou.