[f 1 ] (b)= 1 f (a) = 1. f (f 1 (b)). Věta. Jestližejefunkce fdiferencovatelnávbodě a,pakje fspojitáva.



Podobné dokumenty
7.1 Extrémy a monotonie

IX. Vyšetřování průběhu funkce

Kapitola 4: Průběh funkce 1/11

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

Kapitola 4: Průběh funkce 1/11

Pavlína Matysová. 5. listopadu 2018

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

Aplikace derivace a průběh funkce

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, )

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

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

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

Základy matematiky pro FEK

1 Množiny, výroky a číselné obory

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

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

Diferenciální počet funkcí jedné proměnné

Přednáška 11, 12. prosince Část 5: derivace funkce

1. POJMY 1.1. FORMULE VÝROKOVÉHO POČTU

Matematika I A ukázkový test 1 pro 2014/2015

Definice derivace v bodě

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

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

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

Příklad 1 ŘEŠENÉ PŘÍKLADY Z M1A ČÁST 6

Přijímací zkouška na navazující magisterské studium 2014

2.6. Limita funkce. Nechť c R jevnitřnínebokrajníbodintervaludefiničníhooborufunkce

2. spojitost (7. cvičení) 3. sudost/lichost, periodicita (3. cvičení) 4. první derivace, stacionární body, intervaly monotonie (10.

VII. Limita a spojitost funkce

, f g jsou elementární funkce.

Derivace a monotónnost funkce

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 =

Zlín, 23. října 2011

Matematika 2 Průběh funkce

1. POJMY 1.1. FORMULE VÝROKOVÉHO POČTU

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

22. & 23. & 24. Vlastnosti funkcí a jejich limita a derivace

Funkce. Limita a spojitost

DRN: Kořeny funkce numericky

Vypracoval: Mgr. Lukáš Bičík TENTO PROJEKT JE SPOLUFINANCOVÁN EVROPSKÝM SOCIÁLNÍM FONDEM A STÁTNÍM ROZPOČTEM ČESKÉ REPUBLIKY

Derivace funkce DERIVACE A SPOJITOST DERIVACE A KONSTRUKCE FUNKCÍ. Aritmetické operace

Spojitost a limita funkce

Kapitola 4. Limity a spojitost reálných funkcí Úvodní definice

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

Definice. Na množině R je dána relace ( R R), operace sčítání +, operace násobení a množina R obsahuje prvky 0 a 1 tak, že platí

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

Přijímací zkouška na navazující magisterské studium 2015

Aplikační úlohy z diferenciálního počtu jedné proměnné

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

Přijímací zkouška na navazující magisterské studium 2018

x i y i. metrika: Provektor x IR n definujemejeho(euklidovskou)normujako x = x x2 n.

3 Limita funkce Limitafunkcevbodě Jednostrannélimity Vlastnostilimitfunkcí Výpočetlimitfunkcí...

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

Matematická analýza I Martin Klazar (Diferenciální počet funkcí jedné reálné proměnné)

c ÚM FSI VUT v Brně 20. srpna 2007

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

Matematická analýza pro informatiky I. Derivace funkce

soubor FUNKCÍ příručka pro studenty

Význam a výpočet derivace funkce a její užití

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

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

DEFINICE,VĚTYADŮKAZYKÚSTNÍZKOUŠCEZMAT.ANALÝZY 1a

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

Přednáška 6, 6. listopadu 2013

MATEMATICKÁ ANALÝZA 1, NMMA101, ZIMNÍ SEMESTR POPIS PŘEDMĚTU A INFORMACE K ZÁPOČTU A KE ZKOUŠCE

Průběh funkce jedné proměnné

Limita a spojitost funkce a zobrazení jedné reálné proměnné

Matematika (KMI/PMATE)

1. Úvod Výroková logika Množiny a množinové operace

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

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

f(x) = ln arcsin 1 + x 1 x. f(x) = (cos x) cosh x + 3x a nalezněte rovnici tečen ke grafu této funkce v bodech f(x) = (sin x) x2 + 3 cos x

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

Helena R ˇ ı hova (CˇVUT) Funkce 5. rˇı jna / 28

Derivace funkce Otázky

MATEMATIKA I - vybrané úlohy ze zkoušek v letech

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

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.

Derivace a průběh funkce příklady z písemných prací

Základy matematiky pro FEK

MATEMATIKA A Metodický list č. 1

Limita posloupnosti a funkce

0.1 Úvod do matematické analýzy

LIMITA A SPOJITOST FUNKCE

MATEMATIKA. Robert Mařík Ústav matematiky, LDF, MZLU 5. patro, budova B marik@mendelu.cz user.mendelu.cz/marik

10. cvičení - LS 2017

Definice globální minimum (absolutní minimum) v bodě A D f, jestliže X D f

Limita a spojitost funkce

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

D(f) =( 1, 1) [ ( 1, 1) [ (1, 1). 2( x)3 ( x) 2 1 = 2(x) 3. (x) 2 1 = f(x) Funkce je lichá, není periodická

Funkce jedné proměnné

Bakalářská matematika I

Označení derivace čárkami, resp. římskými číslicemi, volíme při nižším řádu derivace, jinak užíváme horní index v závorce f (5), f (6),... x c g (x).

Kapitola 1. Úvod. 1.1 Značení. 1.2 Výroky - opakování. N... přirozená čísla (1, 2, 3,...). Q... racionální čísla ( p, kde p Z a q N) R...

Použití derivací. Toto pravidlo pro výpočet limit zlomků, které vedou na neurčitý výraz, je výhodné, ale nikoli všemocné.

Derivace a průběh funkce.

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

(1) Limity. Kristýna Kuncová. Matematika B2 18/19. Kristýna Kuncová (1) Limity 1 / 27

Limita a spojitost LDF MENDELU

Transkript:

(inverzní funkce Nechťjefunkce fspojitáaryzemonotonnínanějakémokolíbodu a,nechť b=f(a.jestližeje f diferencovatelnávaaf (a 0,pakjeipříslušnáinverznífunkce f 1 diferencovatelnávba [f 1 ] (b= 1 f (a = 1 f (f 1 (b. Jestližejefunkce fdiferencovatelnávbodě a,pakje fspojitáva. Jestližeexistuje f (a,pakje fspojitávazleva. Jestližeexistuje f +(a,pakje fspojitávazprava. (Rolleova věta Nechť fjespojitánaintervalu a,b adiferencovatelnánajehovnitřku(a,b. Jestliže f(a=f(b,pakexistuje c (a,b: f (c=0. 1

(Věta o střední hodnotě, Lagrangeova věta Nechť fjespojitánaintervalu a,b adiferencovatelnánajehovnitřku(a,b. Pakexistuje c (a,b: f f(b f(a (c=. b a Důsledek. Nechť fjespojitánaintervalu a,b adiferencovatelnánajehovnitřku(a,b. Jestliže f =0na(a,b,pakje fkonstantnína a,b. Důsledek. Nechť f,gjsouspojiténaintervalu a,b adiferencovatelnénajehovnitřku(a,b. Jestliže f = g na(a,baexistuje c a,b : f(c=g(c, pak f= gna a,b. 2

(i Nechť f je spojitá v a zleva a diferencovatelná na nějakém levém prstencovém okolí a. Pak f (a= lim x a ( f (x,pokudlimitakonverguje. (ii Nechť f je spojitá v a zprava a diferencovatelná na nějakém pravém prstencovém okolí a. Pak f +(a= lim x a + ( f (x,pokudlimitakonverguje. (l Hôpitalovo pravidlo, l Hospitalovo pravidlo Nechť f,gjsoudiferencovatelnénanějakémprstencovémokolíbodu ( ( ( a IR. Předpokládejme, že buď lim f(x =lim g(x =0nebolim g(x =. x a x a x a Jestliže lim x a ( f (x g (x existuje,pak lim x a ( f(x g(x ( f (x =lim x a g. (x (Cauchyova věta Nechť fa gjsouspojiténaintervalu a,b adiferencovatelnénajehovnitřku(a,b. f (c f(b f(a Jestliže g(a g(bpakexistuje c (a,b: g = (c g(b g(a. 3

Fakt. (škála mocnin v nekonečnu Prolibovolná a,b >0: ( e ax ( x a lim x b =, lim ln b =. (x Značení: a x x a ln b (x. Použití l Hospitala na další typy: 10 :převodnapodíl: 0 = 0 1 = 0 0 nebo 0 = 1 0 =. 21,0 0, 0 :převodnasoučinpomocítrikuproobecnoumocninu: 1 = e ln(1 = e 0, 0 0 = e 0ln(0 = e 0, 0 = e 0ln( = e 0. 3 :převodnasoučin,častovytknutím. 4

Definice. Nechť f je funkce definovaná na nějakém intervalu I. Řekneme,že fjerostoucína I,jestliže x < y I: f(x < f(y. Řekneme, že f je neklesající na I, jestliže x < y I: f(x f(y. Řekneme,že fjeklesajícína I,jestliže x < y I: f(x > f(y. Řekneme,že fjenerostoucína I,jestliže x < y I: f(x f(y. Řekneme,že fjemonotonnína I,jestliže fsplňujena Ijednuztěchtočtyřvlastností. Řekneme,že fjeryzemonotonnína I,jestliže fjerostoucína Inebo fjeklesající I. Fakt. Nechť f je funkce definovaná na intervalu I. (ijestližeje frostoucína I,pakjeneklesajícína I. (iijestližeje fklesajícína I,pakjenerostoucína I. (iiijestližeje frostoucína I,paknemůžebýtklesajícína I. Jestližeje fklesajícína I,paknemůžebýtrostoucína I. (ivjestližeje fzároveňnerostoucíaneklesajícína I,pakjena Ikonstantní. Jestližeje fryzemonotonnínanějakémintervalu I,pakjetamiprostáatedyinvertibilní. Příslušná inverzní funkce je pak stejně monotonní. Nechť fjefunkcespojitánaintervalu I. fjena Iprostátehdyajentehdy,kdyžje fna Iryzemonotonní. Pakjeipříslušnáinverznífunkce f 1 spojitá. 5

Nechť fjefunkcedefinovanánanějakémlevémprstencovémokolí Pbodu a IR. (ijestližeje fna Pmonotonní,paklimita fv azlevaexistuje. (iijestližeje fna Pmonotonníaomezená,paklimita fv azlevakonverguje. Jestliže je funkce f monotonní na nějakém intervalu I, pak její jednostranné limity ve všech vnitřních bodech tohoto intervalu konvergují. 6

Nechť fjefunkcespojitánaintervalu Iadiferencovatelnánajehovnitřku I O. (1aJestližeje f >0na I O,pakje frostoucína I. (1bJestližeje f 0na I O,pakje fneklesajícína I. (2aJestližeje f <0na I O,pakje fklesajícína I. (2bJestližeje f 0na I O,pakje fnerostoucína I. (ijestližeje fneklesajícína I,pakje f 0na I O. (iijestližeje fnerostoucína I,pakje f 0na I O. 7

Nechťjefunkce fdefinovánananějakémokolíbodu a. Jestliže je f klesající na nějakém levém(prstencovém okolí a a rostoucí na nějakém pravém (prstencovém okolí a, nebo je f rostoucí na nějakém levém(prstencovém okolí a a klesající na nějakémpravém(prstencovémokolí a,pak f (a=0nebo f (aneexistuje. Neformálně: Jestliže fměnívbodě amonotonii,pak f (a=0nebo f (aneexistuje. Definice. Nechť fjefunkcedefinovanánaokolíbodu c. cjekritickýbod,jestliže f (c=0nebo f (cneexistuje. Algoritmus pro hledání intervalů monotonie: 1 Základ: intervaly D(f. 2 Najít kritické body; základní intervaly se tak rozdělí na intervaly monotonie. 3Zjistitznaménko f naintervalechz2. 4 Dle znamének usoudit na monotonii, zamyslet se nad možností spojit intervaly. Závěr. 8

Definice. (lokální extrémy Nechť fjefunkcedefinovanánanějakémokolíbodu a. Řekneme,že fmávbodě alokálnímaximum,popř.že f(a=bjelokálnímaximum,jestliže okolí U= U(aaby x Uplatilo f(x f(a. Řekneme,že fmávbodě alokálníminimum,popř.že f(a=bjelokálníminimum,jestliže okolí U= U(aaby x Uplatilo f(x f(a. Má-lifunkce fvbodě alokálníextrém,pak ajekritickýbod. Nechť c je kritický bod. Jestliže f (c >0,pak f(cjelokálníminimum. Jestliže f (c <0,pak f(cjelokálnímaximum. Úloha: Určete maximální intervaly monotonie funkce a její lokální extrémy. Algoritmus: 1 Základ: intervaly D(f. 2 Najít kritické body; základní intervaly se tak rozdělí na intervaly monotonie. 3Zjistitznaménko f naintervalechz2. 4 Dle znamének usoudit na monotonii, zamyslet se nad možností spojit intervaly. Závěr. 5 Dle tvaru funkce usoudit na lokální extrémy, najít jejich hodnoty. 9

Má-li fvbodě cglobálníextrémnaintervalu I,pakjebuď clokálníextrémnebokrajníbod I. Úloha: Najít maxima/minima f na uzavřeném intervalu I. Algoritmus: 1Najítkritickébodyfunkce f. 2Sestavitmnožinukandidátůnaextrém:kritickébodyležícívIakrajníbody I. 3 Dosadit kandidáty do f, porovnat hodnoty; závěr. Definice. Nechť f je funkce definovaná na intervalu I. Řekneme, že f je na intervalu I konvexní, jestliže x < y < z I: f(y f(x y x f(z f(y. z y Řekneme, že f je na intervalu I konkávní, jestliže f(y f(x f(z f(y x < y < z I:. y x z y Řekneme,že a D(fjeinflexníbod,jestliževněm fpřechází z konvexní na konkávní nebo naopak a je tam dvakrát diferencovatelná. 10

Nechť fjefunkcedvakrátdiferencovatelnánavnitřku I O intervalu I.Pokudinterval Iobsahuje i některý krajní bod, pak dále předpokládejme, že tam má f příslušnou jednostrannou derivaci a žetaktodefinovanáfunkce f jespojitána I. (ijestliže f 0na I O,pakje fkonvexnína I. (iijestliže f 0na I O,pakje fkonkávnína I. Jestliže fvbodě apřecházízkonvexnínakonkávníčinaopak,pakmusíbýt f (a=0nebo f (a neexistuje. Algoritmus pro hledání intervalů konvexity: 1 Základ: intervaly D(f. 2Najítbody D(f,kde f (a=0nebo f (aneexistuje; základní intervaly se tak rozdělí na intervaly konvexity. 3Zjistitznaménko f naintervalechz2. 4 Dle znamének usoudit na konvexitu, inflexní body. Závěr. Definice. Nechť f je funkce definovaná na nějakém jednostranném prstencovém okolí bodu a IR. Řekneme,žepřímka x=ajesvisláasymptota f,nebože fmásvislouasymptotuva,jestliže ( lim f(x = ± x a + nebo lim x a ( f(x = ±. Definice. Nechť fjefunkcedefinovanánaokolí. Řekneme,žepřímka ( y= Bjevodorovnáasymptota fv, jestliže lim f(x = B. Nechť fjefunkcedefinovanánaokolí. Řekneme,žepřímka ( y= Bjevodorovnáasymptota fv, jestliže lim f(x = B. x 11

Definice. Nechť fjefunkcedefinovanánaokolí. Řekneme,žepřímka ( y= Ax+Bješikmáasymptota fv, jestliže lim f(x (Ax+B =0. Nechť fjefunkcedefinovanánaokolí. Řekneme,žepřímka ( y= Ax+Bješikmáasymptota fv, jestliže lim f(x (Ax+B =0. x Nechť fjefunkcedefinovanánaokolí. Přímka y= Ax+Bjeasymptota fv tehdyajentehdy,když A= lim ( f(x x a B= lim ( f(x Ax. Nechť fjefunkcedefinovanánaokolí. Přímka y= Ax+Bjeasymptota fv tehdyajentehdy,když ( f(x ( A= lim a B= lim f(x Ax. x x x Algoritmus pro hledání asymptot: Svislé:Pro a ( IR,kteréjsoubodynespojitosti ( fnebokrajníbodyintervalů D(f: Spočítáme lim f(x a lim f(x. Pokudjealespoňjednaznichnevlastní, má f svislou x a + x a asymptotu v a. Vodorovné, šikmé: ( Je-li f definována na okolí : 1 Najdeme lim f(x. Pokudjetatolimitavlastní,označmeji B.Přímka y= B jevodorovnáasymptota fv. Pokud tato limita neexistuje, není v asymptota. Pokud je tato limita nevlastní, jdeme dále, může být šikmá asymptota. ( 2Spočítáme A= lim f(x. Pokud není A vlastní, šikmá asymptota v není. Jinak jdeme dál, může být ( šikmá asymptota. 3 Spočítáme B = lim f(x Ax. x Pokudje Bvlastní,jev šikmáasymptota y= Ax+B. Jinak tam už definitivně žádná asymptota není. Je-li fdefinovánanaokolí :Stejnýpostup,alev. 12

Algoritmus pro průběh funkce: 1 D(f, spojitost, průsečíky s osami, symetrie a periodicita; limity v krajních bodech intervalů D(f, asymptoty. 2 f,monotoniealokálníextrémy. 3 f,konvexitaainflexníbody. 4 Obrázek. 13