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

Podobné dokumenty
Matematika 1. Matematika 1

Bakalářská matematika I

0.1 Funkce a její vlastnosti

Funkce základní pojmy a vlastnosti

Kapitola 1: Reálné funkce 1/13

FUNKCE A JEJICH VLASTNOSTI

Funkce základní pojmy a vlastnosti

Matematika (KMI/PMATE)

Matematika I (KMI/PMATE)

Kapitola 1: Reálné funkce 1/20

0.1 Úvod do matematické analýzy

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.

P ˇ REDNÁŠKA 3 FUNKCE

Funkce, elementární funkce.

Funkce základní pojmy a vlastnosti

Matematika 1 pro PEF PaE

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

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

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

1 Množiny, výroky a číselné obory

Matematická analýza ve Vesmíru. Jiří Bouchala

Derivace funkce. Přednáška MATEMATIKA č Jiří Neubauer

soubor FUNKCÍ příručka pro studenty

Matematická analýza pro informatiky I.

Úvod, základní pojmy, funkce

FUNKCE, ZÁKLADNÍ POJMY

FUNKCE, ZÁKLADNÍ POJMY

Kapitola 1: Reálné funkce 1/13

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

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.

Exponenciální a logaritmická funkce

funkce konstantní (y = c); funkce mocninné (y = x r pro libovolné r R, patří sem tedy i

4.2. CYKLOMETRICKÉ FUNKCE

Elementární funkce. Polynomy

Funkce. Limita a spojitost

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

Funkce. Vlastnosti funkcí

2. FUNKCE JEDNÉ PROMĚNNÉ

VII. Limita a spojitost funkce

Kapitola 7: Neurčitý integrál. 1/14

1. POJMY 1.1. FORMULE VÝROKOVÉHO POČTU

. 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 vzorce. Ing. Petr Šídlo. verze

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

6. Bez použití funkcí min a max zapište formulí predikátového počtu tvrzení, že každá množina

Funkce s absolutní hodnotou, funkce exponenciální a funkce logaritmická

Úvod, základní pojmy, funkce

Matematika a 2. března 2011

Teorie. Hinty. kunck6am

Omezenost funkce. Definice. (shora, zdola) omezená na množině M D(f ) tuto vlastnost. nazývá se (shora, zdola) omezená tuto vlastnost má množina

Kapitola 7: Integrál. 1/17

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

SBÍRKA ÚLOH I. Základní poznatky Teorie množin. Kniha Kapitola Podkapitola Opakování ze ZŠ Co se hodí si zapamatovat. Přírozená čísla.

MATEMATIKA 1 pro obory Finance a řízení a Cestovní ruch

Základní elementární funkce

REÁLNÁ FUNKCE JEDNÉ PROMĚNNÉ

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

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.

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

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

1. POJMY 1.1. FORMULE VÝROKOVÉHO POČTU

Cyklometrické funkce

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

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

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

FUNKCE POJEM, VLASTNOSTI, GRAF

Maturitní okruhy z matematiky - školní rok 2007/2008

Matematika 1 pro PEF PaE

Teorie. Hinty. kunck6am

Diferenciální počet funkcí jedné proměnné

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

MATEMATIKA I. prof. RNDr. Gejza Dohnal, CSc. II. Základy matematické analýzy

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

Definiční obor funkce

Texty k přednáškám z MMAN3: 4. Funkce a zobrazení v euklidovských prostorech

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

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

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

Základy matematiky pracovní listy

Funkce a lineární funkce pro studijní obory

i=1 Přímka a úsečka. Body, které leží na přímce procházející body a a b můžeme zapsat pomocí parametrické rovnice

Pracovní materiál pro

1. Písemka skupina A...

Matematická analýza ve Vesmíru. Jiří Bouchala

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

Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT

Úvodní informace. 17. února 2018

Derivace funkce. prof. RNDr. Čestmír Burdík DrCs. prof. Ing. Edita Pelantová CSc. Katedra matematiky BI-ZMA ZS 2009/2010

2 Reálné funkce jedné reálné proměnné

1 Báze a dimenze vektorového prostoru 1

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;

Matematická analýza 1

Maturitní témata z matematiky

1 ÚVOD. 1.1 Kontaktní informace. 1.2 Předpokládané znalosti ze střední školy. Mgr. Iveta Cholevová, Ph. D. A829,

analytické geometrie v prostoru s počátkem 18. stol.

Matematika I Reálná funkce jedné promìnné

Funkce jedné reálné proměnné. lineární kvadratická racionální exponenciální logaritmická s absolutní hodnotou

Dodatek 2: Funkce dvou proměnných 1/9

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

MATURITNÍ TÉMATA Z MATEMATIKY

Transkript:

1. Reálná funkce reálné proměnné, derivování (FAPPZ) Petr Gurka aktualizováno 12. října 2011 Obsah 1 Přehled některých elementárních funkcí 1 1.1 Polynomické funkce.......................... 1 1.2 Racionální lomené funkce...................... 2 1.3 Exponenciální funkce......................... 2 1.4 Goniometrické funkce........................ 3 2 Funkce z obecného pohledu a další elementární funkce 4 2.1 Funkce složená............................ 4 2.2 Definice reálné funkce reálné proměnné............... 4 2.3 Inverzní funkce............................ 5 2.4 Odmocniny.............................. 5 2.5 Logaritmické funkce......................... 6 2.6 Cyklometrické funkce......................... 7 1 Přehled některých elementárních funkcí 1.1 Polynomické funkce stupně n je funkce zadaná předpisem P n : y = a n x n + a n 1 x n 1 + + a 1 x + a 0, kde a 1,..., a n jsou reálná čísla, a n 0. Jednoduchými příklady polynomických funkcí (stupně 0 a 1) jsou: Konstantní funkce K c : y = c (x R, y {c}), kde c R je konstanta. (Na obrázku je graf funkce K 3 : y = 3.) Identita Id : y = x (x R,y R). 1

Obecnou polynomickou funkci lze z těchto dvou základních funkcí vytvořit pomocí operací součtu, rozdílu a násobení. Definice 1. Nechť f, g jsou dvě funkce takové, že D = D(f) D(g), kde symboly D(f), D(g) značí definiční obory funkcí f, g. Pak definujeme: 1. součet funkcí: (f + g) : y = f(x) + g(x), x D; 2. rozdíl funkcí: (f g) : y = f(x) g(x), x D; 3. součin funkcí: (f g) : y = f(x) g(x), x D; speciálně: (c f) : y = c f(x), x D(f) (c R konstanta); 4. podíl funkcí: ( f/g ) : y = f(x)/g(x), x D {x ; g(x) 0}. Příklady 2. Lineární funkce P 1 : y = 2x 3 je P 1 = K 2 Id K 3. Kvadratická funkce P 2 : y = x 2 + 1 je P 2 = Id Id + K 1. 1.2 Racionální lomené funkce Racionální lomená funkce R je funkce, která je podílem dvou polynomických funkcí, tj. R : y = P(x) Q(x), kde P, Q jsou polynomické funkce. Příklad 3. Na obrázku je graf funkce y = 2x x 2 + 1. 2

1.3 Exponenciální funkce Exponenciální funkce y = 10 x a y = e x (e = 2, 718... je Eulerovo číslo) exp 10 : y = 10 x, x R, y (0, ) exp : y = e x, x R, y (0, ) 1.4 Goniometrické funkce sin : y = sin x, x R, y 1, 1 cos : y = cos x, x R, y 1, 1 tg : y = tg x := sin x cos x, x (2k+1)π 2, k Z, y R 3

cotg : y = cotg x := cos x sin x, x kπ, k Z, y R 2 Funkce z obecného pohledu a další elementární funkce 2.1 Funkce složená Definice 4. Pro dvě funkce f, g definujeme složenou funkci (g f), nebo přesněji funkci f složenou s funkcí g, takto: (g f) : y = g(f(x)), x D(g f) = {x D(f) ; f(x) D(g)}. Příklad 5. Dány funkce f : y = x 2, g : y = sin x. Pak D(f) = (, ), D(g) = (, ) a 1. (g f)(x) = sin(x 2 ) = sin x 2, D(g f) = (, ), 2. (f g)(x) = (sin x) 2 = sin 2 x, D(f g) = (, ). 2.2 Definice reálné funkce reálné proměnné Definice 6. Za reálnou funkci f reálné proměnné považujeme neprázdnou množinu uspořádaných dvojic [x, y], kde x R, y R, splňující podmínku: ke každému x existuje nejvýše jedno y, že [x, y] f. Skutečnost [x, y] f zapisujeme následujícími způsoby: f : x y nebo y = f(x). Množina všech přípustných x se nazývá definiční obor funkce f, značí se D(f). Množina příslušných y se nazývá obor hodnot funkce f, značí se H(f). Není-li řečeno jinak, považujeme za definiční obor funkce f množinu všech x, pro která má pravá strana rovnice y = f(x) smysl. Definice 7. Dána funkce f : x y. Graf funkce f je množina všech uspořádaných dvojic bodů { [x, f(x)] ; x D(f)} zobrazených v rovině R 2 = R R s kartézskou soustavou souřadnic. (Pod pojmem kartézská soustava souřadnic rozumíme soustavu souřadnic v rovině R 2 s osami souřadnic na sebe kolmými a se stejnými jednotkami na obou osách.) 4

Funkční předpis funkce f je pravidlo, pomocí něhož každému x D(f) přiřazujeme y H(f). Funkční hodnota funkce f v bodě x je číslo f(x), které vyjde dosazením daného čísla x D(f) do funkčního předpisu. Definice 8. Rovnost dvou funkcí f a g znamená rovnost jejich grafů, tj. f g (čteme: funkce f je rovna funkci g), právě když D(f) = D(g) = D a pro všechny body x D je f(x) = g(x). Příklad 9. 1. Funkce f a g jsou dány funkčními předpisy f : y = x2 +2x x, g : y = x + 2. Pak f g, protože D(f) = (, 0) (0, ) (, ) = D(g), přestože pro každé x D(f), tj. každé x 0, platí f(x) = x2 +2x x(x+2) x = x + 2 = g(x). x = 2. Pro funkce f : y = 2x + 1 x+1 x, g : y = 2x+1+ x je f g, vzhledem k tomu, že D(f) = D(g) = 0, ) (ověřte!) a pro každé x 0, ) platí f(x) = 2x + 1 x = ( 2x + 1 x) 2x+1+ x 2x+1+ x = (2x+1) x 2x+1+ x = x+1 2x+1+ x = g(x). 2.3 Inverzní funkce Definice 10 (Prostá funkce). Funkce f je prostá funkce (na svém definičním oboru D(f)), jestliže pro všechny x 1, x 2 D(f) platí je-li x 1 x 2 pak f(x 1 ) f(x 2 )). Definice 11 (Inverzní funkce). Nechť f je prostá funkce na svém definičním oboru D(f) s oborem hodnot H(f). Pak ke každému y H(f) existuje právě jedno x D(f), že f(x) = y. Funkci f 1 : y x, y H(f), nazýváme inverzní funkcí k funkci f. Poznámky 12. Pro nalezení inverzní funkce k dané elementární funkci je dobré si uvědomit následující fakta. Je-li f elementární funkce a I interval, potom množina f(i) (obraz intervalu I, f(i) = {f(x); x I}) je také interval nebo jednobodová množina. Je-li navíc f prostá na I, potom oba intervaly jsou stejného typu a krajní body intervalu I se zobrazí na krajní body f(i). D(f 1 ) = H(f). H(f 1 ) = D(f). y = f(x) x = f 1 (y) pro x D(f), y H(f). Graf funkce f je souměrný s grafem funkce f 1 (po záměně proměnných x a y) podle přímky y = x. 5

2.4 Odmocniny Pro x 0, ), y 0, ) : y = x 2 x = y Na levém obrázku je tučně graf funkce, jejíž inverzní funkce má graf (po záměně Pro x R, y R : y = x 3 x = 3 y 2.5 Logaritmické funkce Pro x R, y (0, ) : y = e x x = ln y 6

2.6 Cyklometrické funkce Pro x π 2, π 2, y 1, 1 : y = sin x x = arcsin y Na levém obrázku je tučně graf funkce, jejíž inverzní funkce má graf (po záměně Pro x 0, π, y 1, 1 : y = cos x x = arccos y Na levém obrázku je tučně graf funkce, jejíž inverzní funkce má graf (po záměně Pro x ( π 2, π 2 ), y R : y = tg x x = arctg y 7

Na levém obrázku je tučně graf funkce, jejíž inverzní funkce má graf (po záměně Pro x (0, π), y R : y = cotg x x = arccotg y Na levém obrázku je tučně graf funkce, jejíž inverzní funkce má graf (po záměně Definice 13. 1. Základní elementární funkce: konstantní, identita, odmocnina řádu n N, exponenciála, logaritmus, sinus, arkussinus, tangens, arkustangens. 2. Elementární funkce jsou všechny funkce, které jsou vytvořeny ze základních elementárních funkcí pomocí algebraických operací a operace skládání. Příklad 14 (Funkce absolutní hodnota). Abs : y = x := x 2, x R, y 0, ) 8