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, )

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

IX. Vyšetřování průběhu funkce

Diferenciální počet funkcí jedné proměnné

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

Kapitola 4: Průběh funkce 1/11

Základy matematiky pro FEK

Kapitola 4: Průběh funkce 1/11

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

7.1 Extrémy a monotonie

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

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

Aplikace derivace a průběh funkce

Derivace a průběh funkce příklady z písemných prací

Zlín, 23. října 2011

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

Pavlína Matysová. 5. listopadu 2018

Derivace a monotónnost funkce

Přijímací zkouška na navazující magisterské studium 2014

Příklad 1 ŘEŠENÉ PŘÍKLADY Z M1A ČÁST 6

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

Seminární práce z matematiky

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

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

Derivace vyšších řádů, aplikace derivací

Průběh funkce jedné proměnné

Průběh funkce 1. Průběh funkce. Při vyšetření grafu funkce budeme postupovat podle následujícího algoritmu:

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

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

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.

2. Ur íme sudost/lichost funkce a pr se íky s osami. 6. Na záv r na rtneme graf vy²et ované funkce. 8x. x 2 +4

Přijímací zkouška na navazující magisterské studium 2015

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

Matematika I A ukázkový test 1 pro 2014/2015

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

1 Množiny, výroky a číselné obory

Aplikační úlohy z diferenciálního počtu jedné proměnné

Matematika B 2. Úvodní informace

Konvexnost, konkávnost

soubor FUNKCÍ příručka pro studenty

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

1. Písemka skupina A...

MATEMATIKA I - vybrané úlohy ze zkoušek v letech

Přijímací zkouška na navazující magisterské studium 2018

1.1 Příklad z ekonomického prostředí 1

Bakalářská matematika I

NMAF 051, ZS Zkoušková písemná práce 4. února 2009

Přijímací zkouška na navazující magisterské studium 2018

10. cvičení - LS 2017

Význam a výpočet derivace funkce a její užití

y H = c 1 e 2x + c 2 xe 2x, Partikularni reseni hledam metodou variace konstant ve tvaru c 1(x)e 2x + c 2(x)xe 2x = 0

. 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.

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

Definice derivace v bodě

1. Definiční obor funkce dvou proměnných

Matematika 2 Průběh funkce

PRŮBĚH FUNKCE JEDNÉ REÁLNÉ PROMĚNNÉ

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

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

c ÚM FSI VUT v Brně 20. srpna 2007

Základy matematiky pro FEK

. (x + 1) 2 rostoucí v intervalech (, 1) a. ) a ( 2, + ) ; rostoucí v intervalu ( 7, 2) ; rostoucí v intervalu,

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

Derivace a průběh funkce.

Vzdělávací materiál. vytvořený v projektu OP VK CZ.1.07/1.5.00/ Anotace. Diferenciální počet VY_32_INOVACE_M0217.

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

Písemná zkouška z Matematiky II pro FSV vzor

MATEMATIKA II - vybrané úlohy ze zkoušek (2015)

Posloupnosti a řady. 28. listopadu 2015

Matematika I: Pracovní listy do cvičení

Matematika I (KMI/PMATE)

PRŮBĚH FUNKCE - CVIČENÍ

Zkouška ze Základů vyšší matematiky ZVMTA (LDF, ) 60 minut. Součet Koeficient Body

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).

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

1. POJMY 1.1. FORMULE VÝROKOVÉHO POČTU

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

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

Funkce jedné proměnné

Aplikace derivace ( )

Matematika I pracovní listy

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

Sbírka úloh z matematiky

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

Požadavky ke zkoušce. Ukázková písemka

Přijímací zkouška na navazující magisterské studium 2015

Průběh funkce pomocí systému MAPLE.

, f g jsou elementární funkce.

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

Průběh funkce pomocí systému MAPLE.

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

Kapitola 2: Spojitost a limita funkce 1/20

JAK ČTEME Z DERIVACÍ PRŮBĚH PŮVODNÍCH FUNKCÍ? Pozn: veškeré funkce mají ve vnitřních bodech definičního oboru první derivaci. 1.

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.

ZÁPADOČESKÁ UNIVERZITA V PLZNI

Diferenciální počet funkcí více proměnných

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

Zimní semestr akademického roku 2014/ prosince 2014

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 =

Vyšetřování průběhu funkcí v programu GeoGebra

Funkce tangens. cotgα = = B a. A Tangens a cotangens jsou definovány v pravoúhlém trojúhelníku: a protilehlá b přilehlá.

Transkript:

Příklady na konvexnost a inflexní body. Funkce = x 3 9x. Derivace jsou f (x) = 3x 9 a f (x) = 6x. Funkce f je konvexní na intervalu (, ) a konkávní na intervalu (, ). Inflexní bod c =. 3 1 1 y = x 3 9x 3 4 4 Funkce = x 1+x. Derivace jsou f (x) = 1+x x = 1 x (1+x ) (1+x ) a f (x) = x(1+x ) (1 x )(1+x )4x (1+x ) 4 = = x(1+x )((1+x )+(1 x )) (1+x ) 4 = x(3 x ) (1+x ) 3. Funkce f je konvexní na intervalu ( 3, ) a na intervalu ( 3, ) a konkávní na intervalu (, 3) a na intervalu (, 3). Inflexní body jsou c 1 = 3, c = a c 3 = 3..6.4...4 y = x / (1+x ) 4 4 Funkce je definována: = x 3 pro x < a = x pro x. Pak f () =, ale f () neexistuje. Nicméně, f má inflexní bod x =. 5. přednáška (5.11.9) Matematika 1 1 / 6

Příklady na konvexnost a inflexní body. Funkce = x 3 9x. Derivace jsou f (x) = 3x 9 a f (x) = 6x. Funkce f je konvexní na intervalu (, ) a konkávní na intervalu (, ). Inflexní bod c =. 3 1 1 y = x 3 9x 3 4 4 Funkce = x 1+x. Derivace jsou f (x) = 1+x x = 1 x (1+x ) (1+x ) a f (x) = x(1+x ) (1 x )(1+x )4x (1+x ) 4 = = x(1+x )((1+x )+(1 x )) (1+x ) 4 = x(3 x ) (1+x ) 3. Funkce f je konvexní na intervalu ( 3, ) a na intervalu ( 3, ) a konkávní na intervalu (, 3) a na intervalu (, 3). Inflexní body jsou c 1 = 3, c = a c 3 = 3..6.4...4 y = x / (1+x ) 4 4 Funkce je definována: = x 3 pro x < a = x pro x. Pak f () =, ale f () neexistuje. Nicméně, f má inflexní bod x =. 5. přednáška (5.11.9) Matematika 1 1 / 6

Příklady na konvexnost a inflexní body. Funkce = x 3 9x. Derivace jsou f (x) = 3x 9 a f (x) = 6x. Funkce f je konvexní na intervalu (, ) a konkávní na intervalu (, ). Inflexní bod c =. 3 1 1 y = x 3 9x 3 4 4 Funkce = x 1+x. Derivace jsou f (x) = 1+x x = 1 x (1+x ) (1+x ) a f (x) = x(1+x ) (1 x )(1+x )4x (1+x ) 4 = = x(1+x )((1+x )+(1 x )) (1+x ) 4 = x(3 x ) (1+x ) 3. Funkce f je konvexní na intervalu ( 3, ) a na intervalu ( 3, ) a konkávní na intervalu (, 3) a na intervalu (, 3). Inflexní body jsou c 1 = 3, c = a c 3 = 3..6.4...4 y = x / (1+x ) 4 4 Funkce je definována: = x 3 pro x < a = x pro x. Pak f () =, ale f () neexistuje. Nicméně, f má inflexní bod x =. 5. přednáška (5.11.9) Matematika 1 1 / 6

Příklady na asymptoty. Asymptoty grafu funkce = 3x + x 5. V bodě c = 5 má funkce nevlastní jednostranné limity, tedy graf funkce f má svislou asymptotu x = 5. Pro c = : k = lim x x = lim x 3 + 1 x(x 5) = 3, q = lim x kx = lim x x 5 =, funkce má šikmou asymptotu y = 3x v okolí. Podobně pro c = : k = lim x x = lim x 3 + 1 x(x 5) = 3, q = lim x kx = lim x x 5 =, funkce má šikmou asymptotu y = 3x v okolí. 8 7 6 5 4 3 1 1 asymptota x = 5 y = 3x + 1/(x 5) asymptota y = 3x 4 6 8 1 1 5. přednáška (5.11.9) Matematika 1 / 6

Asymptoty grafu funkce = 7x + sin x. f je spojitá na R, proto nemá svislou asymptotu. Pro c = : k = lim x = lim x x 7 + sin x = 7, x q = lim x kx = lim x sin x neexistuje. V okolí c = graf funkce f nemá asymptotu. Podobně pro c =. 1 1 8 6 4 y = x/3 + sin(x) Asymptoty grafu funkce = x. asymptota neex.! f je spojitá na R, proto nemá svislou asymptotu. 4 5 5 1 15 Pro c = : k = lim x x = lim x x = / R, proto v okolí c = graf funkce f nemá asymptotu. Podobně pro c =. 5. přednáška (5.11.9) Matematika 1 3 / 6

Asymptoty grafu funkce = 7x + sin x. f je spojitá na R, proto nemá svislou asymptotu. Pro c = : k = lim x = lim x x 7 + sin x = 7, x q = lim x kx = lim x sin x neexistuje. V okolí c = graf funkce f nemá asymptotu. Podobně pro c =. 1 1 8 6 4 y = x/3 + sin(x) Asymptoty grafu funkce = x. asymptota neex.! f je spojitá na R, proto nemá svislou asymptotu. 4 5 5 1 15 Pro c = : k = lim x x = lim x x = / R, proto v okolí c = graf funkce f nemá asymptotu. Podobně pro c =. 5. přednáška (5.11.9) Matematika 1 3 / 6

Příklad - průběh funkce. Určete průběh funkce = ln (1 + cos x). Definiční obor je D(f ) = R \ {π + kπ, k Z}. Průsečíky s osami: {[ π + kπ, ], k Z}. Sudost, lichost, periodičnost - funkce f je sudá a periodická - nadále budeme zkoumat jen interval, π). Limity v krajních bodech definičního oboru: lim x π = lim x π ln (1 + cos x) =. Asymptoty: Svislá asymptota x = π, periodicky se opakuje, x = π + kπ, k Z. Funkce není definovaná na nějakém okolí nebo, tedy nemá šikmou asymptotu. První derivace je f (x) = sin x 1+cos x. Monotonie: f (x) < pro všechna x (, π), tedy f je klesající na intervalech (kπ, π + kπ) a rostoucí na intervalech (π + kπ, kπ), k Z. 1 Lokální maxima v bodech x = kπ, k Z. Globální neostrá maxima v bodech x = kπ, k Z. π π/ π/ Lokální ani globální minima nejsou. Druhá derivace je f (x) = cos x cos x sin x cos x 1 = (1+cos x) (1+cos x) < pro x D(f ). Konvexnost a konkávnost: funkce f je na D(f ) konkávní. 1 3 4 5 y = ln(1 + cos(x)) π 6 4 3 1 1 3 4 5. přednáška (5.11.9) Matematika 1 4 / 6

Příklad - průběh funkce. Určete průběh funkce = ln (1 + cos x). Definiční obor je D(f ) = R \ {π + kπ, k Z}. Průsečíky s osami: {[ π + kπ, ], k Z}. Sudost, lichost, periodičnost - funkce f je sudá a periodická - nadále budeme zkoumat jen interval, π). Limity v krajních bodech definičního oboru: lim x π = lim x π ln (1 + cos x) =. Asymptoty: Svislá asymptota x = π, periodicky se opakuje, x = π + kπ, k Z. Funkce není definovaná na nějakém okolí nebo, tedy nemá šikmou asymptotu. První derivace je f (x) = sin x 1+cos x. Monotonie: f (x) < pro všechna x (, π), tedy f je klesající na intervalech (kπ, π + kπ) a rostoucí na intervalech (π + kπ, kπ), k Z. 1 Lokální maxima v bodech x = kπ, k Z. Globální neostrá maxima v bodech x = kπ, k Z. π π/ π/ Lokální ani globální minima nejsou. Druhá derivace je f (x) = cos x cos x sin x cos x 1 = (1+cos x) (1+cos x) < pro x D(f ). Konvexnost a konkávnost: funkce f je na D(f ) konkávní. 1 3 4 5 y = ln(1 + cos(x)) π 6 4 3 1 1 3 4 5. přednáška (5.11.9) Matematika 1 4 / 6

Příklad - průběh funkce. Určete průběh funkce = ln (1 + cos x). Definiční obor je D(f ) = R \ {π + kπ, k Z}. Průsečíky s osami: {[ π + kπ, ], k Z}. Sudost, lichost, periodičnost - funkce f je sudá a periodická - nadále budeme zkoumat jen interval, π). Limity v krajních bodech definičního oboru: lim x π = lim x π ln (1 + cos x) =. Asymptoty: Svislá asymptota x = π, periodicky se opakuje, x = π + kπ, k Z. Funkce není definovaná na nějakém okolí nebo, tedy nemá šikmou asymptotu. První derivace je f (x) = sin x 1+cos x. Monotonie: f (x) < pro všechna x (, π), tedy f je klesající na intervalech (kπ, π + kπ) a rostoucí na intervalech (π + kπ, kπ), k Z. 1 Lokální maxima v bodech x = kπ, k Z. Globální neostrá maxima v bodech x = kπ, k Z. π π/ π/ Lokální ani globální minima nejsou. Druhá derivace je f (x) = cos x cos x sin x cos x 1 = (1+cos x) (1+cos x) < pro x D(f ). Konvexnost a konkávnost: funkce f je na D(f ) konkávní. 1 3 4 5 y = ln(1 + cos(x)) π 6 4 3 1 1 3 4 5. přednáška (5.11.9) Matematika 1 4 / 6

Příklady na globální extrémy. Najdeme globální extrémy funkce = x ln x na intervalu 1, e. Derivace je f (x) = x 3 ln x + x 1 x = x 3 (ln x 1 ). Derivace je nulová jen v bodě x 1 = e 1/. Spočteme hodnoty funkce f v krajních bodech intervalu 1 a e a v bodě x 1 : f (1) =, f (e 1/ ) = 1 e 1, f (e) = e. Porovnáme < e < 1 e 1. Funkce f má na intervalu 1, e globální minimum v bodě 1 a globální maximum 1 e 1 v bodě e 1/...15.1.5 [1,] [e 1/,e 1 /] [e,e ] y = x ln(x) na <1,e>.8 1 1. 1.4 1.6 1.8..4.6.8 5. přednáška (5.11.9) Matematika 1 5 / 6

Do kružnice o poloměru R vepište rovnoramenný trojúhelník největšího obsahu. Označme polovinu základny trojúhelníka a a výšku v. Jistě bude v > R. Obsah trojúhelníka je S = av. Základna a výška jsou svázány vztahem R = (v R) + a, tedy a = R (v R). Tedy pro obsah platí S = av = v R (v R). 1) Tím máme obsah S jako funkci výšky trojúhelníka S(v) = v R (v R). ) Definičním oborem funkce S je interval (R, R). 3) Najdeme maximum funkce S na intervalu (R, R). Derivace funkce S podle v je 1.8 S (v) = R (v R) + v (v R) = R (v R).6 = R (v R) v(v R) = v(3r v). R (v R) R (v R) Na intervalu (R, 3 R) je derivace S kladná, a tedy S rostoucí. Na intervalu ( 3 R, R) je derivace S záporná, a tedy S klesající. To znamená, že na intervalu (R, R) nabývá funkce S svého maxima pro v = 3 R. Obsah takového trojúhelníka je pak S( 3 R) = = 3 3 4 R..4...4.6.8 R a S 1.5.5 1 v 5. přednáška (5.11.9) Matematika 1 6 / 6