LOKÁLNÍ A GLOBÁLNÍ EXTRÉMY FUNKCÍ A JEJICH UŽITÍ

Podobné dokumenty
UŽITÍ GONIOMETRICKÝCH VZORCŮ

ANALYTICKÁ GEOMETRIE PARABOLY

PYTHAGOROVA VĚTA, EUKLIDOVY VĚTY

KRUŽNICE, KRUH, KULOVÁ PLOCHA, KOULE

FUNKCE NEPŘÍMÁ ÚMĚRNOST A LINEÁRNÍ LOMENÁ FUNKCE

Projekt ŠABLONY NA GVM Gymnázium Velké Meziříčí registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/

ÚLOHY DIFERENCIÁLNÍHO A INTEGRÁLNÍHO POČTU S FYZIKÁLNÍM NÁMĚTEM

GONIOMETRICKÉ FUNKCE

ANALYTICKÁ GEOMETRIE ELIPSY

UŽITÍ TRIGONOMETRIE V PRAXI

ANALYTICKÁ GEOMETRIE HYPERBOLY

Projekt ŠABLONY NA GVM Gymnázium Velké Meziříčí registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/

EXPONENCIÁLNÍ ROVNICE

OPERACE S KOMBINAČNÍMI ČÍSLY A S FAKTORIÁLY, KOMBINACE

SINOVÁ A KOSINOVÁ VĚTA VZORCE PRO OBSAH TROJÚHELNÍKU

GEOMETRICKÉ POSLOUPNOSTI

Vzdělávací materiál. vytvořený v projektu OP VK CZ.1.07/1.5.00/ Anotace. Diferenciální počet VY_32_INOVACE_M0216.

Zobrazení, funkce, vlastnosti funkcí

Projekt ŠABLONY NA GVM Gymnázium Velké Meziříčí registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/

INVERZNÍ FUNKCE A SLOŽENÉ FUNKCE

Diferenciální počet funkcí jedné proměnné

Projekt ŠABLONY NA GVM Gymnázium Velké Meziříčí registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/

SHODNÁ ZOBRAZENÍ V ROVINĚ

PODOBNÁ ZOBRAZENÍ V ROVINĚ (včetně stejnolehlosti)

MATEMATIKA II V PŘÍKLADECH

Zvyšování kvality výuky technických oborů

Rovnice v oboru komplexních čísel

Zvyšování kvality výuky technických oborů

Rovnice a nerovnice v podílovém tvaru

LOKÁLNÍ EXTRÉMY. LOKÁLNÍ EXTRÉMY (maximum a minimum funkce)

Projekt ŠABLONY NA GVM Gymnázium Velké Meziříčí registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/

Zvyšování kvality výuky technických oborů

Digitální učební materiál

Zvyšování kvality výuky technických oborů

Zvyšování kvality výuky technických oborů

Vzdělávací materiál. vytvořený v projektu OP VK. Název školy: Gymnázium, Zábřeh, náměstí Osvobození 20. Číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/34.

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

Vzdělávací materiál. vytvořený v projektu OP VK CZ.1.07/1.5.00/ Anotace. Integrální počet. Substituce v určitém integrálu VY_32_INOVACE_M0311

Zvyšování kvality výuky technických oborů

Digitální učební materiál

Digitální učební materiál

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

Zvyšování kvality výuky technických oborů

GE - Vyšší kvalita výuky CZ.1.07/1.5.00/

Zvyšování kvality výuky technických oborů

Zvyšování kvality výuky technických oborů

Zvyšování kvality výuky technických oborů

CZ.1.07/1.5.00/

Zlín, 23. října 2011

Globální extrémy. c ÚM FSI VUT v Brně. 10. ledna 2008

Zvyšování kvality výuky technických oborů

Funkce. Mocninné funkce. Mgr. Tomáš Pavlica, Ph.D. Digitální učební materiály, Gymnázium Uherské Hradiště.

Gymnázium, Brno, Elgartova 3

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

Digitální učební materiál

Extrémy funkce dvou proměnných

Zvyšování kvality výuky technických oborů

Zvyšování kvality výuky technických oborů

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

Přijímací zkouška na navazující magisterské studium 2014

Zvyšování kvality výuky technických oborů

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

Zvyšování kvality výuky technických oborů

Funkce. Lineární a kvadratické funkce s absolutní hodnotou. Mgr. Tomáš Pavlica, Ph.D. Digitální učební materiály, Gymnázium Uherské Hradiště

Funkce. Logaritmická funkce. Mgr. Tomáš Pavlica, Ph.D. Digitální učební materiály, Gymnázium Uherské Hradiště

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

Digitální učební materiál

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

Derivace a monotónnost funkce

Hledáme lokální extrémy funkce vzhledem k množině, která je popsána jednou či několika rovnicemi, vazebními podmínkami. Pokud jsou podmínky

Zvyšování kvality výuky technických oborů

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, )

Repetitorium matematiky (soubor testů) KMA/P113

Obsah. Metodický list Metodický list Metodický list Metodický list

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

Zvyšování kvality výuky technických oborů

Zvyšování kvality výuky technických oborů

Zvyšování kvality výuky technických oborů

7.1 Extrémy a monotonie

Repetitorium matematiky (pomocný učební text soubor testů s výsledky) KMA/P113, KMA/K113

Definiční obor funkce, obor hodnot funkce. Funkce. Mgr. Tomáš Pavlica, Ph.D. Gymnázium Uherské Hradiště. Digitální učební materiály,

Vzdělávací materiál. vytvořený v projektu OP VK CZ.1.07/1.5.00/ Anotace. Analytická geometrie. Hyperbola VY_32_INOVACE_M0119.

Digitální učební materiál

Zvyšování kvality výuky technických oborů

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

Digitální učební materiál

Digitální učební materiál

Stručný přehled učiva

Zvyšování kvality výuky technických oborů

( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) Užití derivací. x, x a, b : x x f x f x MATA P12. Funkce rostoucí a klesající: Definice rostoucí a klesající funkce

CZ.1.07/1.5.00/

IX. Vyšetřování průběhu funkce

Řešení 1b Máme najít body, v nichž má funkce (, ) vázané extrémy, případně vázané lokální extrémy s podmínkou (, )=0, je-li: (, )= +,

III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT

Projekt ŠABLONY NA GVM registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/ III-2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT

Zvyšování kvality výuky technických oborů

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

Zvyšování kvality výuky technických oborů

Zvyšování kvality výuky technických oborů

Kapitola 4: Průběh funkce 1/11

Transkript:

Projekt ŠABLONY NA GVM Gymnázium Velké Meziříčí registrační číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/3.098 IV- Inovace a zkvalitnění výuky směřující k rozvoji matematické gramotnosti žáků středních škol LOKÁLNÍ A GLOBÁLNÍ EXTRÉMY FUNKCÍ A JEJICH UŽITÍ Autor Iva Kašparová Jazyk čeština Datum vytvoření 18. 1. 01 Cílová skupina žáci 16 19 let Stupeň a typ vzdělávání gymnaziální vzdělávání Druh učebního materiálu vzorové příklady a příklady k procvičení Očekávaný výstup žák ovládá pojem lokální a globální extrémy funkce a jejich využití, počítá extrémy funkce a umí je aplikovat při řešení úloh Anotace materiál je vhodný nejen k výkladu a procvičování, ale i k samostatné práci žáků, k jejich domácí přípravě, velké uplatnění najde zejména při přípravě žáků k maturitní zkoušce

LOKÁLNÍ A GLOBÁLNÍ EXTRÉMY FUNKCÍ A JEJICH UŽITÍ Příklad 1 x 3 Vyšetřete monotónnost a lokální extrémy funkce: f : y x x 7. Nejprve určíme první derivaci funkce f: f x 3 3x. Hledáme stacionární body: x 3 3x = 0 3 x x x = 0 x ( x ) ( x )( x ) = 0 ( x )( x x ) = 0 ( x )( x )( x 1) = 0 Stacionární body tedy jsou: x 1 = 1, x = -. Dosazením z intervalu ( ; ),( ;1) a(1; ) dostaneme: 1. pro x ( ; ) platí: f (x) < 0 je zde funkce klesající.. pro x (;1 ) platí: f (x) < 0 je zde funkce klesající. 3. pro x ( 1; ) platí: f (x) > 0 je zde funkce rostoucí. To znamená, že funkce má v bodě 1 lokální minimum f (1) = 1 17 1 7. Také pomocí druhé derivace f 3x 6x platí: f (1) 9 > 0 je zde lokální minimum. V bodě - lokální extrém nemá. Také pomocí druhé derivace f 3x 6x platí: f ( ) 0 > 0 není zde lokální extrém.

Příklad 3 Najděte globální (absolutní ) extrémy funkce f : y x x 1. a) v intervalu 1 ;, b) v intervalu 1 ;, c) v množině R. a) Derivace funkce f : y x 6x 3 Zjistíme stacionární body: x 6x 0 3 je spojitá v každém bodě v R. x (x 3) 0 Stacionární body tedy jsou: x 1 = 0, x = 1,5. Z intervalu 1 ; je jen x = 1,5. Druhá derivace f : y 1x 1 1x( x 1) Platí tedy: f (1,5) = 9 > 0 je zde lokální minimum. Protože na intervalu 1 ; má funkce f spojitou derivaci a v bodě 1,5 je stacionární bod, je v bodě 1,5 také globální minimum. Globální maximum v intervalu 1 ; funkce nemá. b) V uzavřeném intervalu 1; může funkce nabývat globálního extrému v krajních bodech intervalu nebo ve stacionárních bodech. V bodě 1,5 je globální minimum. Dále platí f (1) = 0, f () = 1 funkce nabývá globálního maxima v bodě. c) V množině R zbývá vyšetřit stacionární bod 0. f (0) = 0 není zde extrém. Tedy funkce f má v množině R globální minimum v bodě 1,5 a globální maximum nemá. Příklad 3 Určete intervaly monotónnosti a lokální extrémy funkce f : y sin x, x ;.

Derivace funkce: f : y cos x. Stacionární body: cos x 0 cos x 0 x x1, V intervalu ; je f < 0 funkce f je zde klesající. f : y sin x f ( ) > 0 funkce f zde nabývá lokální minimum. V intervalu ; je f > 0 funkce f je zde rostoucí. f ( ) > 0 funkce f zde nabývá lokální maximum. V intervalu ; je f < 0 funkce f je zde klesající. Platí tedy, že funkce f : y sin x, x ; je rostoucí v intervalu ; a klesající v intervalech ; a ;. Dále má v bodě lokální minimum a v bodě lokální maximum. UŽITÍ LOKÁLNÍCH EXTRÉMŮ Příklad Na přímce p: y = 3x - 1 najděte bod, který má nejmenší vzdálenost od bodu A[1;-]. X ϵ p X [x; 3x-1] Pro vzdálenost X a A platí: AX ( x 1) (3x 1 ) 10x x Máme tedy funkci f: y 1 10x x (10x x ) a hledáme její minimum.

1 1 f : y = (10x x ).(0x ) (0x ) Stacionární bod: 0 10x x (0x ) 10x x V intervalu 1 ; 5 ( 0x ) 0 8 x 1 y 5 5 je f kladná funkce f je zde rostoucí, 1 v intervalu ; je f záporná funkce f je zde klesající. 5 1 1 8 V bodě x 1 = je tedy lokální minimum X 5 ; je bod ležící na přímce p a 5 5 má minimální vzdálenost od A. Příklad 5 Číslo 8 rozložte na dva sčítance tak, aby jejich součin byl maximální. Má platit: a + b = 8 (1) a.b je maximální () Z (1) dostaneme a = 8 - b a po dosazení do () dostaneme (8 - b).b je maximální. Máme tedy funkci f: y = (8 - b).b = 8b - b f : y = 8 - b Stacionární body: 8 - b = 0 b = 1 f : y = - < 0 (vždy) f má v bodě b = 1 maximum a platí: a = 1, b = 1.

Úlohy k procvičení: 1 1) Určete hodnotu konstanty a ϵ R tak, aby funkce y asin x sin 3x měla v bodě 3 1 x extrém. Určete druh extrému. 3 [a =, lokální maximum] ) Určete monotónnost funkce a lokální extrémy funkcí: a) y x. e x b) ln x y x c) y (x 3).( x x 1) d) y x x x 9 e) y x cos x, x0; [a) ( ;1) rostoucí,(1; ) klesající, v bodě 1 lokální maximum; b) (0; e ) rostoucí,( e ; ) klesající, v bodě extrémů; d) e lokální maximum; c) rostoucí v R bez ( 3;3) rostoucí,( ; 3),(3; ) klesající, v bodě -3 lokální minimum, v bodě 3 5 5 lokální maximum; e) (0; ),( ; ), rostoucí,( ; ) klesající 1 1 1 1 5 maximum, v bodě lokální minimum]. 1, v bodě lokální 1 3) Určete globální extrémy funkce a) v intervalu (-1;), b) v intervalu ;, f 3 : y x 1x 36x c) v množině R. [a) minimum v bodě 0,maximum v bodě 3, b) minimum v bodě 0, maximum v bodě -, c) minimum v bodech 0 a 6, maximum nemá] ) Určete hodnoty parametrů a,b ϵ R tak, aby funkce y ax bx 5 měla v bodě x minimum a jeho hodnota byla. [a = ¼, b = -1].

Použité zdroje a literatura: KOČANDRLE, Milan a Leo BOČEK. Matematika pro gymnázia: Diferenciální a integrální počet.. upravené vydání. Praha: Prometheus, 1999. ISBN 80-7196-163-9. PETÁKOVÁ, Jindra. Matematika: příprava k maturitě a přijímacím zkouškám na vysoké školy. 1. vydání. Praha: Prometheus, 1999. ISBN 80-7196-099-3. BUŠEK, Ivan. Řešené maturitní úlohy z matematiky. 1. vydání. Praha: SPN, 1985. ISBN 1-639-85.