Elementární funkce. Polynomy

Podobné dokumenty
Funkce základní pojmy a vlastnosti

Funkce základní pojmy a vlastnosti

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

Polynomy a racionální lomené funkce

Funkce základní pojmy a vlastnosti

FUNKCE, ZÁKLADNÍ POJMY

Základní elementární funkce

FUNKCE, ZÁKLADNÍ POJMY

Matematická analýza ve Vesmíru. Jiří Bouchala

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

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

FUNKCE A JEJICH VLASTNOSTI

Matematika vzorce. Ing. Petr Šídlo. verze

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

P ˇ REDNÁŠKA 3 FUNKCE

y = 1/(x 3) - 1 x D(f) = R D(f) = R\{3} D(f) = R H(f) = ( ; 2 H(f) = R\{ 1} H(f) = R +

Funkce. Vlastnosti funkcí

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.

4. Funkce Funkce. S pojmem funkce jsme se setkali již v Kapitole 1F Zobrazení. Připomeňme základní pojmy.

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

Proseminář z matematiky pro fyziky

h = 0, obr. 7. Definice Funkce f je ohraničená shora, jestliže x Df Funkce f je ohraničená zdola, jestliže x Df d R

Opakovací kurs středoškolské matematiky podzim

VZOROVÉ PŘÍKLADY Z MATEMATIKY A DOPORUČENÁ LITERATURA pro přípravu k přijímací zkoušce studijnímu oboru Nanotechnologie na VŠB TU Ostrava

Přehled funkcí. Funkce na množině D R je předpis, který každému číslu z množiny D přiřazuje právě jedno reálné číslo. přehled fcí.

Úvod, základní pojmy, funkce

Kapitola 7: Integrál. 1/17

Obecnou definici vynecháme. Jednoduše řečeno: složenou funkci dostaneme, když dosadíme za argument funkci g. Potom y f g

Matematika 1 pro PEF PaE

Kapitola 7: Neurčitý integrál. 1/14

Mezi elementární komplexní funkce se obvykle počítají tyto funkce: f(z) = az + b,

Matematika I (KMI/PMATE)

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

Matematika (KMI/PMATE)

4. Funkce Funkce. S pojmem funkce jsme se setkali již v Kapitole 1F Zobrazení. Připomeňme základní pojmy.

0.1 Funkce a její vlastnosti

Příklady k přednášce 3

Petr Hasil. c Petr Hasil (MUNI) Množiny, číselné obory, funkce MA I (M1101) 1 / 125

MATEMATIKA 1B ÚSTAV MATEMATIKY

Definiční obor funkce

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.

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

Bakalářská matematika I

Funkce arcsin. Některé dosud probírané funkce můžeme spojit do dvojic: 4 - je číslo, které když dám na druhou tak vyjde 4.

Funkce Arcsin. Předpoklady: Některé dosud probírané funkce můžeme spojit do dvojic: 4 je číslo, jehož druhá mocnina se rovná 4.

Praha & EU: investujeme do vaší budoucnosti. Daniel Turzík, Miroslava Dubcová,

II. 3. Speciální integrační metody

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

0.1 Úvod do matematické analýzy

Funkce. b) D =N a H je množina všech kladných celých čísel,

Důkazy tvrzení uvedených v této kapitole lze nalézt např. v[23].

Kapitola 7: Integrál.

x (D(f) D(g)) : (f + g)(x) = f(x) + g(x), (2) rozdíl funkcí f g znamená: x (D(f) D(g)) : (f g)(x) = f(x) g(x), (3) součin funkcí f.

1 Mnohočleny a algebraické rovnice

. 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.

Matematika 1 sbírka příkladů

7. Funkce jedné reálné proměnné, základní pojmy

1. Několik základních pojmů ze středoškolské matematiky. Na začátku si připomeneme následující pojmy:

9. Je-li cos 2x = 0,5, x 0, π, pak tgx = a) 3. b) 1. c) neexistuje d) a) x ( 4, 4) b) x = 4 c) x R d) x < 4. e) 3 3 b

Gymnázium Jiřího Ortena, Kutná Hora

INTERNETOVÉ ZKOUŠKY NANEČISTO - VŠE: UKÁZKOVÁ PRÁCE

1 Polynomiální interpolace

Definice (Racionální mocnina). Buď,. Nechť, kde a a čísla jsou nesoudělná. Pak: 1. je-li a sudé, (nebo) 2. je-li liché, klademe

SPECIÁLNÍCH PRIMITIVNÍCH FUNKCÍ INTEGRACE RACIONÁLNÍCH FUNKCÍ

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

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

Maturitní témata z matematiky

4C. Polynomy a racionální lomené funkce. Patří mezi tzv. algebraické funkce, ke kterým patří také funkce s odmocninami. Polynomy

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

7.1 Úvod. Definice: [MA1-18:P7.1a]

Integrální počet - II. část (další integrační postupy pro některé typy funkcí)

Zadání. Goniometrie a trigonometrie

Úvod, základní pojmy, funkce

Matematika 1. Matematika 1

POŽADAVKY pro přijímací zkoušky z MATEMATIKY

Cyklometrické funkce

MATURITNÍ TÉMATA Z MATEMATIKY

Metody výpočtu limit funkcí a posloupností

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;

ELEMENTÁRNÍ KOMPLEXNÍ FUNKCE SPECIÁLNÍ ELEMENTÁRNÍ FUNKCE

Planimetrie 2. část, Funkce, Goniometrie. PC a dataprojektor, učebnice. Gymnázium Jiřího Ortena, Kutná Hora. Průřezová témata Poznámky

Tematický plán Obor: Informační technologie. Vyučující: Ing. Joanna Paździorová

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

Goniometrické a hyperbolické funkce

1. Písemka skupina A...

ÚSTAV MATEMATIKY A DESKRIPTIVNÍ GEOMETRIE. Matematika BA01. Cvičení, zimní semestr DOMÁCÍ ÚLOHY. Jan Šafařík

Gymnázium Česká a Olympijských nadějí, České Budějovice, Česká 64, 37021

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

Kapitola1. Lineární lomená funkce Kvadratická funkce Mocninná funkce s obecným reálným exponentem Funkce n-tá odmocnina...

Úvodní informace. 17. února 2018

Požadavky ke zkoušce. Ukázková písemka

Maturitní okruhy z matematiky - školní rok 2007/2008

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

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

soubor FUNKCÍ příručka pro studenty

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

Diferenciální počet funkcí jedné proměnné

MATEMATICKÁ ANALÝZA STUDIJNÍ OPORA PRO KOMBINOVANÉ

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

Výsledky úloh. 1. Úpravy výrazů + x 0, 2x 1 2 2, x Funkce. = f) a 2.8. ( ) ( ) 1.6. , klesající pro a ( 0, ) ), rostoucí pro s (, 1)

Transkript:

Elementární funkce 1 Elementární funkce Elementární funkce jsou níže uvedené funkce a jejich složenin : 1. Polnom.. Racionální funkce. 3. Mocninné funkce. 4. Eponenciální funkce. 5. Logaritmické funkce. 6. Goniometrické funkce. 7. Cklometrické funkce. 8. Hperbolické funkce. 9. Hperbolometrické funkce. Polnom 1. Definice f() = a n n + a n 1 n 1 +... + a 1 + a 0 ; a 0, a 1,..., a n R; a n 0; Dom f = R.. Příklad Určete stupeň následujících polnomů: f() = 3 + 1 polnom stupně 3. f() = polnom stupně 0. f() = 0 polnom nedefinovaného stupně. 3. Definice Kořen polnomu f() je takové číslo r, pro které platí f(r) = 0. Polnom stupně n má n kompleních kořenů počítaje v to i jejich násobnost. Má-li polnom komplení kořen (a + b i ) má i (a b i ) kompleně sdružená čísla. Proto polnom lichého stupně mají alespoň 1 reálný kořen. Polnom 1. stupně lineární polnom (viz Obr. 1): f() = a + b; a 0. Vzorec pro výpočet kořenů: 1 = b a, křivka: přímka. f() Obrázek 1: Lineární polnom

Elementární funkce f() = + f() = 4 + 4 Obrázek : reálné kořen Obrázek 3: 1 dvojnásobný reálný kořen Obrázek 4: kompleně sdružené kořen Polnom. stupně kvadratický polnom (viz Obr. 13, 3 a 4): f() = a + b + c; a 0. Vzorec pro výpočet kořenů: 1, = b ± b 4ac, křivka: parabola. a kořen: reálné 1 dvojnásobný (reálný) žádný reálný a komplení (kompleně sdružená čísla) Polnom 3. stupně kubický polnom (viz Obr. 5, 6 a 7): f() = a 3 + b + c + d; a 0. Vzorec pro výpočet kořenů: Cardanov vzorce, křivka: kubická parabola. kořen: 3 reálné 1 reálný + komplení Polnom 4. stupně (viz Obr. 8, 9 a 10): f() = a 4 + b 3 + c + d + e; a 0.

Elementární funkce 3 f() = 3 + 1 f() = 3 + 1.50 3.5 Obrázek 5: 3 reálné kořen Obrázek 6: 3 reálné kořen f() = 3 + + + Obrázek 7: 1 reálný a kompleně sdružené kořen f() = 4 + 1.5 3 + 1.5 1 Obrázek 8: 4 komplení kořen 4. Poznámka Nelze najít vzorec pro výpořet kořenů polnomu 5. stupně. Rozklad polnomu na kořenové činitele: Rozklad je možný v komplením oboru. V reálném oboru lze každý polnom stupně alespoň 1 rozložit na součin lineárních polnomů (což jsou kořenoví součinitelé) a ireducibilních (nerozložitelných)

Elementární funkce 4 f() = 4 1.5 3 + 1.5 + 3 f() = 4 Obrázek 9: 4 reálné kořen Obrázek 10: 1 reálný (čtřnásobný) kvadratických polnomů. 5. Poznámka Podmínkou rozložitelnosti kvadratického polnomu ve tvaru + p + q = 0 (normovaný tvar) je p 4q > 0. 6. Příklad Rozložte polnom 6 + 5 4 4 + 3 na součin lineárních nebo kvadratických polnomů. Řešení: Je na první pohled zřejmé, že můžeme vtknout 3, čímž získáme trojnásobný kořen 1,,3 = 0. Dále zkoušíme jednoduché kořen (např. 1, 1,,, 3, 3,...): 6 + 5 4 4 + 3 = }{{} 3 ( 0)( 0)( 0) ( 3 + 4 + 1) ( 3 + 4 + 1) : ( 1) = + 3 1 ( 3 ) 3 4 +1 (3 3) +1 ( +1) 0 3 + 3 1 = ( 3+ 13 )( 3 13 ) 6 + 5 4 4 + 3 = 3 ( 1)( 3+ 13 )( 3 13 ) 7. Příklad Rozložte v R polnom f() = 4 + 1. Řešení: f() = 4 + 1 = 4 + + 1 }{{} = ( + 1) = ( + + 1)( + 1) doplnění na čtverec 8. Definice Racionální funkce f() = P () ; P, Q... polnom, Q 0; Dom f = R { kořen Q()} Q() Každý polnom je racionální funkcí.racionální funkce se nazývá rzí, jestliže deg P < deg Q. Je-li tomu jinak (ted deg P deg Q), pak je racionální funkce nerzí a dá se vjádřit jako součet polnomů a rzí racionální funkce.

Elementární funkce 5 9. Příklad Převeďte nerze lomenou funkci f() = 7 + 1 5 na součet polnomu a rze lomené + 4 funkce. Řešení: ( 7 + 1) : ( 5 + 4) = ( 7 +4 ) 5 +1 Výsledkem ted je f() = 7 + 1 5 + 4 = + 5 + 1 5 + 4. 10. Poznámka Rzí racionální funkce se dá vjádřit jako součet parciálních zlomků. 11. Definice Parciální zlomk mají tvar a) b) c) d) A r ; A ( r) K ; A + B + p + q, p 4q < 0; A + B ( + p + q) K, p 4q < 0. 1. Jak získat rzí racionální funkci: i) Rozložíme polnom Q(). ii) Jestliže je v tomto rozkladu ( r) K A 1 budeme mít parciální zlomk: ( r), A ( r),..., A K ( r) K ( +p+q) K B 1 + C 1 budeme mít parciální zlomk: ( + p + q), B + C ( + p + q),..., B K + C K ( + p + q) K iii) Zapíšeme skupink parciálních zlomků a porovnáváme polnom. 13. Příklad Rozložte f() = 4 7 3 + 1 8 + 16 5 3 4 + 4 3 8 + 16 Řešení: Např. pomocí Hornerova schématu rozložíme na parciální zlomk. Q() = 4 7 3 + 1 8 + 16 = ( + 1)( ) ( + 4). Najdeme skupink parciálních zlomků: A ( + 1) : + 1 ( ) B : + C ( ) ( D + E + 4) : + 4 4 7 3 + 1 8 + 16 5 3 4 = A 8 + 16 + 1 + B + C ( ) + D + E + 4 A( ) ( + 4) + B( + 1)( )( + 4) + C( + 1)( + 4) + (D + E)( + 1)( ) = = A( 4 4 3 +8 16+16)+B( 4 3 + 4 8)+C( 3 + +4+4)+(D+E)( 3 3 +4) =

Elementární funkce 6 = A 4 4A 3 + 8A 16A + 16A + B 4 B 3 + B 4B 8B + C 3 + C + 4C + 4C + D 4 3D 3 + 4D + E 3 3E + 4E 4 : = A + B + D 3 : 7 = 4A + B + C 3D + E : 1 = 8A + B + C 3E 1 : 8 = 16A 4B + 4C + 4D 0 : 16 = 16A 8B + 4C + 4E Řešením této soustav lineárních rovnic (např. pomocí matic) získáme hodnotu jednotlivých koeficientů. a ted A = 1, B = 0, C = 1, D = 1, E = 1 4 7 3 + 1 8 + 16 5 3 4 8 + 16 = 1 + 1 + 1 ( ) + 1 + 4. 14. Definice f() = a, viz Obr. 11. Mocninná funkce 3 a > 1 a = 1 1 0 < a < 1 a = 0 a < 0 0 1 3 Obrázek 11: Obecná mocninná funkce f() = a a N; f() = a = }. {{.. } ; Dom f = R (jde o polnom) a krát a Z a > 0, Dom f = R a = 0, Dom f = R {0} (0 0 nedefinováno ) 0 = 1 a < 0, Dom f = R {0} a = 1 a a = 1 n, n N; f() = a = 1 a ; Dom f = { R, pro a liché 0, + ), pro a sudé

Elementární funkce 7 15. Definice n-tá odmocnina n je definovaná jako číslo p R takové, že p... p = ; jsou-li taková }{{} n krát čísle dvě, pak pouze to kladné z nich. 16. Příklad n = : 4 p : = 4 ( ) ( ) = 4 p = n = 3 : 3 7 p : ( 3) ( 3) ( 3) = 7 p = 3 = 4 : p neeistuje. a Q; f() = a = p q = ( p ) 1 q = q p ; Dom f = { R, pro q liché 0, + ), pro qsudé 17. Příklad ( 1) = ( 1) 1 = ( 1) 4 = 4 ( 1) = 4 1 = 1!!!!! Náš postup je ovšem špatný, neboť definice racionálního čísla říká, že p a q jsou nesoudělná, tudíž krok ( 1) 1 = ( 1) 4 bl chbný a výsledek není správný. a R; Dom f = 0, + ) a = lim a n {a n } n=1 (posloupnost racionálních čísel.) a = lim an = lim an. Eponenciální funkce 18. Definice f() = a ; a > 0; Dom f = R. Viz Obr. 1. 4 3 f() = a, a > 1 1 f() = a, 0 < a < 1 1 0 1 Obrázek 1: Eponenciální funkce f() = a 19. Poznámka Je-li a = e, pak jde o přirozenou eponenciální funkci f() = e (e. =, 718 81...). Logaritmické funkce 0. Definice Inverzní funkce k eponenciálním jsou logaritmické (viz Obr. 13) f() = log a ; a > 0, a 1; Dom f = (0, ).

Elementární funkce 8 1 f() = log a, a > 1 0 1 1 f() = log a, 0 < a < 1 Obrázek 13: Logaritmická funkce f() = log a 1. Poznámka Je-li a = e, jde přirozený logaritmus, který zapisujeme jako log e = ln. Je-li a = 10 pak značíme log 10 = log. Goniometrické funkce. Jednotková kružnice Viz Obr. 14. Obrázek 14: Jednotková kružnice sin α = a c Dom f = R Im f = 1; 1 perioda: π, lichá funkce cos α = b c Dom f = R

Elementární funkce 9 Im f = 1; 1 perioda: π, sudá funkce tg α = a b Dom f = R { π + kπ; k Z} Im f = R perioda: π cotg α = b a = tg 1 α Dom f = R {kπ; k Z} Im f = R perioda: π sec α = 1 cos α = c b Dom f = R { π + kπ; k Z} Im f = ( ; 1 1; ) cosec α = 1 sin α = c a Dom f = R {kπ; k Z} Im f = ( ; 1 1; ) Cklometrické funkce Cklometrické funkce jsou inverzní ke goniometrickým funkcím: arc sin Dom f = 1; 1 Im f = π ; π arc cos Dom f = 1; 1 Im f = 0; π arc tg Dom f = R Im f = π ; π arc cotg Dom f = R Im f = 0; π arc sec Dom f = R ( 1; 1) Im f = 0; π { π } arc cosec Dom f = R ( 1; 1) Im f = π ; π {0} sinh = e e cosh = e + e Hperbolické funkce

Elementární funkce 10 tgh = sinh cosh cotgh = 1 tgh sech = 1 cosh cosech = 1 sinh Hperbolometrické funkce Hperbolometrické funkce jsou inverzní k hperbolickým funkcím: arg sinh 1 arg cosh arg tgh arg cotgh 3. Operace: f ± g = h f() ± g() = h() f g = h f() g() = h() f g = h f() g() = h() f g = h f() g() = h() f(g()) = h(); R g R f R; skládání značíme f g a čteme f po g Každá funkce je definována nejen funkčním předpisem, ale také svým definičním oborem. 4. Příklad Určete definiční obor funkce f() = ln( ) 1 + arcsin. Řešení: 1. > 0 ( 1) > 0 ( ; 0) (1; + ) 1 čteme argument hperbolického sinu

Elementární funkce 11. 1 + arcsin 0 1 + arcsin 0 }{{} 1 + arcsin > 0 arcsin > 1 > sin( 1) > sin 1 platí vžd R 3. 1 platí vžd R 4. 1 1; 1 průnikem je interval Dom f = 1; 0). 5. Poznámka Nejznámější neelementární funkce jsou e, erf(), Γ().