Přijímací zkouška na navazující magisterské studium 2018

Podobné dokumenty
Přijímací zkouška na navazující magisterské studium 2014

Přijímací zkouška na navazující magisterské studium 2018

Přijímací zkouška na navazující magisterské studium 2015

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

Matematika I A ukázkový test 1 pro 2014/2015

Derivace a monotónnost funkce

IX. Vyšetřování průběhu funkce

Přijímací zkouška na navazující magisterské studium 2017

Příklady na konvexnost a inflexní body. Funkce f (x) = x 3 9x. Derivace jsou f (x) = 3x 2 9 a f (x) = 6x. Funkce f je konvexní na intervalu (0, )

Písemná zkouška z Matematiky II pro FSV vzor

Uzavřené a otevřené množiny

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

7.1 Extrémy a monotonie

Diferenciální počet funkcí jedné proměnné

NMAF 051, ZS Zkoušková písemná práce 26. ledna x. x 1 + x dx. q 1. u = x = 1 u2. = 1 u. u 2 (1 + u 2 ) (1 u 2 du = 2.

Přijímací zkouška na navazující magisterské studium 2015

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

Přijímací zkouška na navazující magisterské studium 2014

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

Matematická analýza 1, příklady na procvičení (Josef Tkadlec, )

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 a průběh funkce příklady z písemných prací

Matematika I pracovní listy

Přijímací zkouška na navazující magisterské studium 2017

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

MATEMATIKA II - vybrané úlohy ze zkoušek (2015)

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

Diferenciální počet funkcí více proměnných

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

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

Přijímací zkouška pro nav. magister. studium, obor učitelství F-M, 2012, varianta A

EXTRÉMY FUNKCÍ VÍCE PROMĚNNÝCH

Základy matematiky pro FEK

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

Funkce jedné proměnné

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

5. cvičení z Matematiky 2

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

Pavlína Matysová. 5. listopadu 2018

Posloupnosti a řady. 28. listopadu 2015

Přijímací zkouška na navazující magisterské studium Studijní program Fyzika obor Učitelství fyziky matematiky pro střední školy

Kapitola 4: Průběh funkce 1/11

Funkce jedn e re aln e promˇ enn e Derivace Pˇredn aˇska ˇr ıjna 2015

Derivace funkce. Přednáška MATEMATIKA č Jiří Neubauer

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 =

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

Kapitola 4: Průběh funkce 1/11

1 Množiny, výroky a číselné obory

Zlín, 23. října 2011

Průvodce studiem. do bodu B se snažíme najít nejkratší cestu. Ve firmách je snaha minimalizovat

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

MATEMATIKA I - vybrané úlohy ze zkoušek v letech

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

MATEMATIKA A Metodický list č. 1

Matematická analýza pro informatiky I. Derivace funkce

INTEGRÁLY S PARAMETREM

VIDEOSBÍRKA DERIVACE

MATEMATIKA I. Požadavky ke zkoušce pro skupinu C 1. ročník 2014/15. I. Základy, lineární algebra a analytická geometrie

Matematika 5 FSV UK, ZS Miroslav Zelený

Přijímací zkouška na navazující magisterské studium 2017 Studijní program: Fyzika Studijní obory: FFUM

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

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

Bakalářská matematika I

3. ledna list a odevzdejte tento zvláštní list (listy) i všechny ostatní listy, které jste při řešení

ÚSTAV MATEMATIKY A DESKRIPTIVNÍ GEOMETRIE. Matematika I/1 BA06. Cvičení, zimní semestr

NMAF 051, ZS Zkoušková písemná práce 4. února 2009

Výsledky Př.1. Určete intervaly monotónnosti a lokální extrémy funkce a) ( ) ( ) ( ) Stacionární body:

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),

Matematika I: Pracovní listy do cvičení

Použití derivací. V této části budou uvedena některá použití derivací. LEKCE08-PRU. Použití derivací. l Hospital

Matematika V. Dynamická optimalizace

Definice derivace v bodě

Zimní semestr akademického roku 2014/ prosince 2014

Aplikace derivace a průběh funkce

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

Jméno... Cvičení den... hodina... Datum...rok... Počet listů... Varianta A

Základy matematické analýzy

DERIVACE FUNKCE, L HOSPITALOVO PRAVIDLO

VIDEOSBÍRKA DERIVACE

Matematika B 2. Úvodní informace

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.

MATEMATIKA I Požadavky ke zkoušce pro 1. ročník, skupina A 2017/18

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

10 Funkce více proměnných

Zdrojem většiny příkladů je sbírka úloh 1. cvičení ( ) 2. cvičení ( )

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

MATEMATIKA B. Lineární algebra I. Cíl: Základním cílem tohoto tématického celku je objasnit některé pojmy lineární algebry a

Určete (v závislosti na parametru), zda daný integrál konverguje, respektive zda konverguje. dx = t 1/α 1 dt. sin x α dx =

Zadání a řešení testu z matematiky a zpráva o výsledcích přijímacího řízení do magisterského navazujícího studia od jara 2014

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

5. Lokální, vázané a globální extrémy

Kapitola 1: Reálné funkce 1/20

Dodatek 2: Funkce dvou proměnných 1/9

NMAF 051, ZS Zkoušková písemná práce 17. února ( sin (π 2 arctann) lim + 3. n 2. π 2arctan n. = lim + 3.

Kapitola 1: Reálné funkce 1/13

1. Písemka skupina A...

Použití derivací L HOSPITALOVO PRAVIDLO POČÍTÁNÍ LIMIT. Monotónie. Konvexita. V této části budou uvedena některá použití derivací.

14. Monotonnost, lokální extrémy, globální extrémy a asymptoty funkce

+ 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

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

Transkript:

Přijímací zkouška na navazující magisterské studium 208 Studijní program: Studijní obory: Matematika MA, MMIT, MMFT, MSTR, MNVM, MPMSE Varianta A Řešení příkladů pečlivě odůvodněte. Věnujte pozornost ověření předpokladů použitých matematických vět. Příklad (25 bodů) Nechť {x n } je posloupnost, f : R R je funkce a splňují sin(sin(sin(x))) sin(x) x R \ {0} : f(x) = sin 3, () (x) ( n N : x n 0) & ( g N, ɛ N, δ N : δ > ɛ x δ < arccotg(g).) (a) Rozhodněte, zda taková posloupnost {x n } existuje. (b) Spočtěte lim n x n. (c) Spočtěte lim x 0 f(x). (d) Spočtěte lim n f(x n ). Vysvětlete svá řešení. Příklad 2 (25 bodů) Spočtěte M 2y cos 2 (x) dxdy, kde M = {(x, y) R 2 : 0 < x < π, tg(x) < y < }. 2 Příklad 3 (25 bodů) Funkce f je dána předpisem f(x) = e x (x + ). (i) Určete definiční obor funkce f. (ii) Vypočtěte limity funkce v krajních a nevlastních bodech definičního oboru funkce f. (iii) Zkoumejte monotonii této funkce. Zjistěte, zda má funkce f lokální extrémy, a pokud ano, určete je. Nabývá funkce na svém definičním oboru největší a nejmenší hodnoty? (iv) Zkoumejte konvexitu (konkávnost) funkce f. (v) Určete asymptoty funkce f.

(vi) Na základě provedených výpočtů načrtněte graf funkce f. Příklad 4 (25 bodů) Uvažujme následující soustavu lineárních rovnic s neznámými x, y, z, w R a parametrem a R. Spočítejte determinant matice soustavy. 4x + y z + 3w = 0 (a + )x + 3y + 2z + (a + )w = x + 2y + 2z w = 0 ax + 2y + 2z + aw = 0 Rozhodněte, pro která a má daná soustava právě jedno řešení. Pro tato a vypočítejte neznámou z pomocí Cramerova pravidla.

Přijímací zkouška na navazující magisterské studium 208 Studijní program: Studijní obory: Matematika MA, MMIT, MMFT, MSTR, MNVM, MPMSE Varianta B Řešení příkladů pečlivě odůvodněte. Věnujte pozornost ověření předpokladů použitých matematických vět. Příklad (25 bodů) Nalezněte posloupnost b n splňující následující nerovnost: [log(n)]! e bn. Spočtěte limitu posloupnosti a n pro n jdoucí do nekonečna, kde Symbol [x] značí dolní celou část x. Příklad 2 (25 bodů) a n = [log(n)]! (3 + sin(n)) n cos(n). Rozhodněte, zda množina bodů [x, y, u, v] R 4, které splňují vztahy xe u+v + 2(u + v)y =, ye u v u + v = 2x je v okolí bodu [, 2, 0, 0] popsatelná jako graf spojitě diferencovatelné funkce [g, h](x, y) : R 2 R 2 ([g, h](x, y) = [u, v]) definované na jistém okolí bodu [, 2], pro kterou je g(, 2) = h(, 2) = 0. Spočtěte parciální derivaci funkce g podle y v bodě [, 2]. Pokud používáte větu o implicitních funkcích, tak ověřte její předpoklady. Příklad 3 (25 bodů) Spočítejte integrál π/2 0 sin 3 x 4 + 9 cos 2 x dx.

Příklad 4 (25 bodů) Ve vektorovém prostoru R 4 uvažujme vektory v = 2, v 2 = 2 a + 2 3, v 3 = b 3a b 2b + 4 2b + 9 (i) Najděte všechny dvojice (a, b) R 2, pro které je posloupnost (v, v 2, v 3 ) lineárně závislá. (ii) V případech kdy to jde, vyjádřete každý z vektorů v, v 2, v 3 jako lineární kombinaci ostatních dvou..

Přijímací zkouška na navazující magisterské studium 208 Studijní program: Matematika Studijní obory: MA, MMIT, MMFT, MSTR, MNVM, MPMSE Varianta A řešení Příklad (25 bodů) (a) Posloupnost arccotg(n) splňuje pro ɛ = g. g N, ɛ N, δ N : δ > ɛ x δ < arccotg(g). () (b) Z (), z kladnosti funkce arccotg(x) a z lim x + arccotg(x) = 0 plyne, že lim n x n = 0. (c) Použijeme Taylorův polynom funkce sin(sin(x)) = x x3 3 + o(x3 ) a substituci sin(x) = y. Tedy sin(sin(sin(x))) sin(x) sin(sin(y)) y lim x 0 sin 3 = lim (x) y 0 y 3 y3 3 = lim + o(y3 ) y 0 y 3 = 3. V první rovnosti jsme využili větu o limitě složené funkce, prostotu funkce sin(x) na okolí 0 (např.(, )) a lim x 0 sin(x) = 0. (d) Použijeme Heineho větu. Lze snadno nahlédnout, že x n 0 pro n N. Z (b) a (c) pak plyne, že lim n f(x n) = 3.

Příklad 2 (25 bodů) Protože tg(x) < pro x (0, π 4 ) a tg(x) pro x [ π 4, π 2 ), díky Fubiniho větě máme M 2y cos 2 (x) dxdy = = π 4 0 π 4 0 tg(x) 2y cos 2 (x) dydx = cos 2 (x) sin 2 (x) dx = π 4 0 π 4 0 [y 2 ] tg(x) cos2 (x) dx [ sin(2x) cos(2x) dx = 2 ] π 4 0 = 2.

Příklad 3 (25 bodů) (i) Definiční obor funkce je D(f) = (, 0) (0, ). (ii) lim x f(x) =, lim x 0 f(x) = 0, lim x 0+ f(x) = a lim x =. (iii) Snadno vypočteme f (x) = e x 2 x x x 2 = e x Ze znaménka derivace dostaneme ( ) x 2 2 5 4 x 2. f (x) > 0, a tedy f je rostoucí, na intervalu (, 2 5 2 ). f (x) < 0, a tedy f je klesající, na intervalu ( 2 5 2, 0). f (x) < 0, a tedy f je klesající, na intervalu (0, 2 + 5 2 ). f (x) > 0, a tedy f je rostoucí, na intervalu ( 2 + 5 2, ). Funkce f má lokální maximum v bodě 2 5 2 a lokální minimum v bodě 2 + 5 2. Jelikož není funkce f na D(f) omezená shora ani zdola, tak nenabývá na D(f) maxima ani minima. (iv) Vypočteme druhou derivaci f (x) = e 3x + x x 4. Za znaménka druhé derivace dostaneme f (x) < 0, a tedy f je konkávní, na intervalu (, 3 ). f (x) > 0, a tedy f je konvexní, na intervalu ( 3, 0). f (x) > 0, a tedy f je konvexní, na intervalu (0, ). (v) Funkce f má v bodech a asymptotu v(x) = x + 2. (vi) Náčrt grafu funkce f na základě uvedených výpočtů:

Příklad 4 (25 bodů) Determinant počítáme užitím elementárních úprav a rozvoje. 4 3 2 3 a + 3 2 a + 2 2 = 0 2 a + 0 0 2 = 2 2 a a 2 2 a 0 0 2 a = 2(a + ) Determinant matice soustavy je 2(a + ). Soustava má právě jedno řešení právě tehdy, když má matice soustavy nenulový determinant, tj. právě tehdy, když a. Spočítáme determinant matice vzniklé nahrazením třetího sloupce sloupcem pravých stran. 4 0 3 0 3 a + 3 a + 2 0 = 0 3 a + 0 2 0 = 2 2 a = 2(a + ) a 2 0 a 0 2 0 a Podle Cramerova pravidla máme z = 2(a + ) 2(a + ) =.

Přijímací zkouška na navazující magisterské studium 208 Studijní program: Matematika Studijní obory: MA, MMIT, MMFT, MSTR, MNVM, MPMSE Varianta B řešení Příklad (25 bodů) Je zřejmé, že k! k k. Pak [log(n)]! (log(n)) log(n) log(log(n)) log(n) = e a tedy b n = log(log(n)) log(n) splňuje požadovanou nerovnost. Budeme používat větu o dvou policajtech. Využijeme následující odhady a výpočty: Tedy Víme, že 2 3 + sin(n), 2 n (3 + sin(n)) n. 0 [log(n)]! (3 + sin(n)) n elog(log(n)) log(n) 2 n = e log(log(n)) log(n) n log(2). lim log(log(n)) log(n) n log(2) =, n lim x ex = 0. Z věty o dvou policajtech, Heineho věty a věty o limitě složené funkce a výše zmíněných odhadů a výpočtů plyne, že [log(n)]! lim n (3 + sin(n)) n = 0. Protože cos(n) je omezená posloupnost, je lim a n = 0. n

Příklad 2 (25 bodů) () Ověříme předpoklady věty o implicitních funkcích pro vztah ( [G, H](x, y, u, v) = xe u+v + 2(u + v)y, ye u v u ) + v 2x = [0, 0] a bod [, 2, 0, 0]. Funkce G a ye u v 2x jsou triviálně spojitě diferencovatelné na R 4. Funkce u +v je spojitě diferencovatelná všude kromě bodů, kde v =. Tedy [G, H] C (B([, 2, 0, 0], )). [G, H](, 2, 0, 0) = [0, 0], G u G v H u H v (, 2, 0, 0) = 5 5 2 = 5 0, tedy g a h existují a jsou C. ( ) gy (2) Vektor (, 2) je řešením soustavy lineárních rovnic s pravou stranou h y Tedy g y = 3. ( Gu G v G y H u H v H y ) ( 5 5 0 (, 2, 0, 0) = 2 ).

Příklad 3 (25 bodů) Integrační obor je kompaktní, integrand je na něm spojitý, integrál tudíž existuje. Přepišme ho do tvaru π/2 sin x( cos 2 x) 4 + 9 cos 2 dx, x který nás vybízí k substituci 0 ϕ(x) = cos x, ϕ (x) = sin x. Tato substituce je korektní, neboť ϕ je zřejmě spojitě diferencovatelná a prostá na [0, π/2]. Integrál je tedy roven = y 2 4 + 9y 2 ( )dy = 4 + 9y 2 dy + Spočítejme si zvlášť dvakrát se objevující integrál: 4 + 9y 2 dy = 4 + ( 3 2 y) 2 dy = 4 4 + 9y 2 dy + ( 9 4 + 9y2 4 + 9y 2 4 9 3/2 y 2 4 + 9y 2 dy = ) dy. 4 + 9y 2 + z 2 2 3 dz = 6 arctg 3 2, kde jsou použili snadno odůvodnitelnou substituci z = 3 2x. Celkovým výsledkem tedy je 6 arctg 3 2 ( 4 9 ) + 9 [y]0 = 3 54 arctg 3 2 9.

Příklad 4 (25 bodů) K vyřešení obou úkolů nejprve upravíme rovnost xv + yv 2 + zv 3 = o. Pro pevné parametry a, b je tato rovnost ekvivalentní soustavě lineárních rovnic, kterou upravíme elementárními řádkovými úpravami. 2 b 0 a + 2 3a b 0 2 3 2b + 4 0 2b + 9 0 2 b 0 0 a 3a 0 0 4 0 0 3 b + 9 0 2 b 0 0 4 0 0 0 a 0 0 0 b 3 0 (i) Posloupnost (v, v 2, v 3 ) je lineárně závislá právě tehdy, když má rovnice xv + yv 2 + zv 3 = o netriviální řešení (x, y, z) (0, 0, 0). Z upravené soustavy vidíme, že to nastane právě tehdy, když a = 0 a b = 3. Jediná dvojice, pro které je daná posloupnost lineárně závislá je tedy (a, b) = (0, 3). (ii) Je-li jeden z daných vektorů lineární kombinací ostatních, pak je nutně posloupnost (v, v 2, v 3 ) lineárně závislá. Hledané vyjádření tedy neexistuje, pokud (a, b) (0, 3). V případě (a, b) = (0, 3) je jedním z řešení soustavy trojice (x, y, z) = (, 4, ), čili platí v 4v 2 +v 3 = o. Z toho dostáváme v = 4 v 2 + v 3, v 2 = 4 v + 4 v 3, v 3 = v + 4v 2.