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

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

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

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

DERIVACE FUNKCE, L HOSPITALOVO PRAVIDLO

Derivace funkce. Přednáška MATEMATIKA č Jiří Neubauer

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

1. Písemka skupina A...

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

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

Derivace úvod. Jak zjistit míru změny?

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

. 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.

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

Limita a spojitost funkce

1 L Hospitalovo pravidlo

Matematika 1 pro PEF PaE

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.

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

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

Matematika 1. Matematika 1

Monotonie a lokální extrémy. Konvexnost, konkávnost a inflexní body. 266 I. Diferenciální počet funkcí jedné proměnné

Metody výpočtu limit funkcí a posloupností

Management rekreace a sportu. 10. Derivace

Funkce základní pojmy a vlastnosti

Integrální počet - I. část (neurčitý integrál a základní integrační metody)

Definice derivace v 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 =

Funkce základní pojmy a vlastnosti

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

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

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

dx se nazývá diferenciál funkce f ( 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.

LIMITA FUNKCE, SPOJITOST FUNKCE

Derivace funkce. existuje limita lim 0 ) xx xx0. Jestliže tato limita neexistuje nebo pokud funkce ff

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

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).

Základní elementární funkce

(FAPPZ) Petr Gurka aktualizováno 12. října Přehled některých elementárních funkcí

DERIVACE FUNKCE, L HOSPITALOVO PRAVIDLO

Kapitola 7: Integrál. 1/17

Limita a spojitost LDF MENDELU

Funkce základní pojmy a vlastnosti

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

4.3. GONIOMETRICKÉ ROVNICE A NEROVNICE

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

Diferenciální počet funkcí jedné proměnné

( + ) ( ) f x x f x. x bude zmenšovat nekonečně přesný. = derivace funkce f v bodě x. nazýváme ji derivací funkce f v bodě x. - náš základní zápis

13. DIFERENCIÁLNÍ A INTEGRÁLNÍ POČET

FUNKCE, ZÁKLADNÍ POJMY

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.

Přednáška 3: Limita a spojitost

{ } Ox ( 0) 4.2. Konvexnost, konkávnost, inflexe. Definice Obr. 52. Poznámka. nad tečnou

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

FUNKCE, ZÁKLADNÍ POJMY

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

1 Množiny, výroky a číselné obory

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

Petr Hasil. Prvákoviny c Petr Hasil (MUNI) Úvod do infinitezimálního počtu Prvákoviny / 57

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

Aplikace derivace a průběh funkce

1. Písemka skupina A1..

Předmět: Ročník: Vytvořil: Datum: MATEMATIKA ČTVRTÝ VĚRA JÜTTNEROVÁ Název zpracovaného celku: DERIVACE ZÁKLADNÍ A SLOŽENÉ FUNKCE

Přednáška 4: Derivace

Matematická analýza ve Vesmíru. Jiří Bouchala

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

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.

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

Kapitola 2: Spojitost a limita funkce 1/20

Diferenciální počet - II. část (Taylorův polynom, L Hospitalovo pravidlo, extrémy

Seznámíte se s pojmem primitivní funkce a neurčitý integrál funkce jedné proměnné.

IX. Vyšetřování průběhu funkce

Matematika vzorce. Ing. Petr Šídlo. verze

DERIVACE FUNKCE, L HOSPITALOVO PRAVIDLO - CVIČENÍ

Zimní semestr akademického roku 2014/ prosince 2014

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

Obsah. Aplikovaná matematika I. Gottfried Wilhelm Leibniz. Základní vlastnosti a vzorce

MENDELOVA UNIVERZITA V BRNĚ LDF MT MATEMATIKA NEURČITÝ INTEGRÁL

PRIMITIVNÍ FUNKCE DEFINICE A MOTIVACE

Příklad 1. Řešení 1a. Řešení 1b ŘEŠENÉ PŘÍKLADY Z M1B ČÁST 5

Kapitola 7: Neurčitý integrál. 1/14

c ÚM FSI VUT v Brně 20. srpna 2007

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

Seznámíte se s principem integrace metodou per partes a se základními typy integrálů, které lze touto metodou vypočítat.

Kapitola 1: Reálné funkce 1/20

Bakalářská matematika I

VIDEOSBÍRKA DERIVACE

2.7. Průběh funkce. Vyšetřit průběh funkce znamená určit (ne nutně v tomto pořadí): 1) Definiční obor; sudost, lichost; periodičnost

( ) ( ) ( ) x Užití derivace. Předpoklady: 10202, 10209

Příklad 1. Řešení 1a Máme vyšetřit lichost či sudost funkce ŘEŠENÉ PŘÍKLADY Z M1A ČÁST 3

Kristýna Kuncová. Matematika B3

MATEMATICKÁ ANALÝZA STUDIJNÍ OPORA PRO KOMBINOVANÉ

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

4. Diferenciál a Taylorova věta

Projekt OPVK - CZ.1.07/1.1.00/ Matematika pro všechny. Univerzita Palackého v Olomouci

3.3. Derivace základních elementárních a elementárních funkcí

Základy matematiky pro FEK

Matematická analýza III.

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

Cvičení 1 Elementární funkce

Transkript:

Derivace funkce a jej geometrický význam Je dána funkce f) 3 6 + 9 + a naším úkolem je určit směrnici tečny v bodě [; f)] Pro libovolné lze směrnici sečny danou body [; f)] a [; f)] spočítat jako f) f) 5 f ) 4 3 f) f 3 ) f ) 0 3 05 5 5 3 35 4 Z obrázku vidíme, že jak se bod blíží k, odchylka sečen od tečny se zmenšuje, proto směrnice tečny v bodě [; f)] je dána vztahem lim f) f) Definice Bud f) funkce a 0 Df) Eistuje-li f) f 0 ) f 0 + h) f 0 ) lim lim 0 0 h 0 h nazýváme tuto limitu derivací funkce f v bodě 0 a značíme f 0 ) Je-li tato limita vlastní, hovoříme o vlastní derivaci Je-li tato limita nevlastní, hovoříme o nevlastní derivaci Podobně definujeme jednostranné derivace f + 0 ) lim + 0 f) f 0 ) 0, f 0 ) lim 0 f) f 0 ) 0

Předpokládejme, že f 0 ) eistuje Je-li f 0 ) vlastní, pak rovnice tečny ke grafu funkce f v bodě [ 0, f 0 )] je y f 0 ) + f 0 ) 0 ) Je-li f 0 ) nevlastní, pak rovnice tečny ke grafu funkce f v bodě [ 0, f 0 )] je 0 Příklad Z definice odvod te derivaci funkce f : y n, n N, v libovolném bodě 0 Řešení Počítáme limitu f n n 0 0 ) n + n 0 + + n 0 + n 0 ) 0 ) lim lim 0 0 0 0 lim n + n 0 + + 0 n + 0 n n n 0 0 Věta 3 Pravidla pro derivace) Necht mají funkce f) a g) vlastní derivaci v bodě Potom platí následující pravidla Pravidlo konstantního násobku: [c f)] c f ) Pravidlo součtu a rozdílu: [f) ± g)] f ) ± g ) 3 Pravidlo součinu: 4 Pravidlo podílu: [f) g)] f ) g) + f) g ) [ ] f) f )g) f)g ) g) [g)] Věta 4 Derivace složené funkce) Necht funkce g) má vlastní derivaci v bodě a funkce f) vlastní derivaci v bodě g) Pak platí f g) ) [ f g) )] f g) ) g ) Fyzikální aplikace Je-li st) poloha hmotného bodu na přímce v čase t, potom výraz st) st 0 ) t t 0 udává průměrnou rychlost za časový úsek [t 0, t] Zřejmě je pak rychlost v okamžiku t 0, a tedy je vt) s t) st) st 0 ) lim s t 0 ) t t 0 t t 0

Poznámka Zde je nutné vzít v úvahu, že rychlost vt) má znaménko, tj vt) > 0 ve směru pohybu, kdy se st) zvětšuje a vt) < 0, když se st) zmenšuje Zrychlení at) je změna rychlosti v čase, a proto vt) vt 0 ) lim v t 0 ) t t 0 t t 0 je zrychlení v okamžiku t 0, a tedy at) v t) Příklad Je-li pohyb hmotného bodu po přímce zadán dráhou st) t 4 4t + 4t + 5, t R přičemž jednotkami jsou m, s, určete rychlost vt 0 ) a zrychlení at 0 ) v čase t 0 s Poté určete všechny časové okamžiky, kdy je rychlost nulová Řešení Nejprve spočítáme rychlost vt) vt) s t) 4t 3 8t + 4 a zrychlení at) Nyní spočítáme v) a a): at) v t) t 8 v) 4 8 8 + 4 0 ms a a) 48 8 0 ms Zbývá určit všechny časové okamžiky, kdy je rychlost nulová Hledáme tedy všechna t, která vyhoví rovnici vt) 4t 3 8t + 4 4t 3 7t + 6) 0 Již víme, že t této rovnici vyhoví Vidíme, že t této rovnici rovněž vyhoví Snadno dopočítáme poslední kořen, kterým je t 3 3 Derivace elementárních funkcí c) 0, sin ) cos, tg ) cos, arcsin ), arctg ) +, e ) e, ln ), a ) a a pro a R, cos ) sin, cotg ) sin, arccos ), arccotg ) +, a ) a ln a, log a ) ln a, Tyto vzorce platıí všude tam, kde jsou příslušné funkce definovány 3

4 Řešené příklady Příklad 4 Určete f ), je-li f) sin ) Řešení Derivace funkce f) je f ) sin ) + cos ) Pak f ) 4 sin 0 + 4 cos 0 0 + 4 4 Příklad 4 Spočtěte derivaci funkce Řešení ) + ) 3 f) ) + ) 3 ) ) + ) 3 ) + ) 3 + 3 ) + ) ) ) 4 + ) 6 ) + ) + + ) 3 ) ) 3 + ) 4 4 + ) 3 + ) 4 Příklad 43 Spočtěte derivaci funkce f) 3 Řešení 3 ) ) 3 3 3 ) 3 3 3 + Příklad 44 Spočtěte derivaci funkce Řešení + ) + + Příklad 45 Spočtěte derivaci funkce Řešení Příklad 46 Spočtěte derivaci funkce f) + + + + f) tg ) tg ln tg cos f) e + + + + + + + ) 4

Řešení e ) e ) e ) e Příklad 47 Spočtěte derivaci funkce Řešení + + + f) + ) + + + + + + + + [ + + + + + + Příklad 48 Spočtěte derivaci funkce 4 + + + + + ) + + ) ) + + ) ] ) + + 4 + + 8 + + + 4 + + + 8 + + + f) sin cos cos + sin Řešení ) sin cos sin cos ) cos + sin ) cos + sin ) sin cos ) cos + sin cos + sin ) Protože a máme sin cos ) cos cos + sin sin cos + sin ) sin + sin + cos cos, ) sin cos sin cos + sin ) cos sin cos ) cos + sin cos + sin ) sin + cos ) cos + sin ) 5 cos + sin )

Příklad 49 Spočtěte derivaci funkce f) 4 + 4 ) + 4 ln 4 + 4 Řešení 4 + 4 ) + 4 ln 4 ) + 4 4 ) 4 3 4 + 4 ) + + 4 4 3 + 4 ) 4 3 4 ) 4 4 + 4 ) 3 + 4 ) Příklad 40 Spočtěte derivaci funkce Řešení ln tg ) tg tg ) tg + 4 ) + 4 ) + 4 + ) 4 4 4 + 4 ) 3 + 4 ) + + 4 3 4 + 4 ) + + ) 4 3 4 + 4 ) 4 + 4 ) f) ln tg cos cos sin cos sin cos sin Příklad 4 Spočtěte derivaci funkce Řešení f) sin ln cos ln ) ) sin ln cos ln ) sin ln cos ln ) + sin ln ) + sin ln Příklad 4 Spočtěte derivaci funkce Řešení ) sin ln + sin sin ln cos ln + cos ln + sin ln sin ln sin +sin ) sin +sin f) ln sin + sin ) sin + sin sin +sin sin +sin cos + sin ) sin ) cos + sin ) + sin cos cos sin cos + sin cos sin ) + sin ) cos sin cos cos cos 6 sin ) sin + sin cos + sin

Příklad 43 Spočtěte derivaci funkce f) arccos Řešení arccos ) ) ) + + + ) Příklad 44 Spočtěte derivaci funkce f) arctg Řešení ) arctg ) + ) ) + ) ) + + + ) Příklad 45 Spočtěte derivaci funkce f) arctg + Řešení ) ++) ) arctg + ) ) + + ) ) + ) ) ) ) + ) + + + ) + Příklad 46 Spočtěte derivaci funkce Řešení f) arcsin + arcsin ) ) + ) + + + ) ) ) 4 + ) ) + ) 4 + ) + ) + ) + 4 + ) + ) 7

Příklad 47 Spočtěte derivaci funkce f) ln 3) sin + cos 3 Řešení ) ln 3) sin + cos ) ln 3) cos sin 3 ln 3) 3 ln 3) sin + cos ) 3 3 Příklad 48 Spočtěte derivaci funkce 3 sin ln 3 3 sin 3 sin ) + ln 3) 3 f) e + e e + e ee Řešení e + e e + e ee ) e + e e e ) + e ee e e ) e + e e e + e ee e e e ) ) e + e e e + e ee e e e e + e e + e ee ) ) Příklad 49 Spočtěte derivaci funkce f) ln ln ln Řešení ln ln ln ) ln ln ln ln ) ln ln ln ln ln ln ln ) ln ln ln Příklad 40 Určete rovnici tečny ke grafu funkce f) e cos v bodě T [0;?] Řešení Nejprve spočítáme derivaci f ): f ) e cos e sin e cos + sin ) Směrnice tečny v bodě T [0; f0)] [0; ] pak je f 0) Tečna ke grafu funkce v bodě [ 0, f 0 )] má rovnici y f 0 ) + f 0 ) 0 ) V našem případě dostáváme, že tečna ke grafu funkce v bodě T [0, ] má rovnici y 8