Přednáška z MA. Michal Tuláček 16. prosince 2004. 1 IV.7 Průběhy funkce 3. 2 Vyšetřování průběhu funkce- KUCHAŘKA 4



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

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, )

7.1 Extrémy a monotonie

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

1 Množiny, výroky a číselné obory

Aplikace derivace a průběh funkce

Derivace a průběh funkce příklady z písemných prací

Kapitola 4: Průběh funkce 1/11

Kapitola 4: Průběh funkce 1/11

Diferenciální počet funkcí jedné proměnné

IX. Vyšetřování průběhu funkce

soubor FUNKCÍ příručka pro studenty

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

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

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

Zimní semestr akademického roku 2014/ prosince 2014

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

Příklad 1 ŘEŠENÉ PŘÍKLADY Z M1A ČÁST 6

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

Derivace a monotónnost funkce

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

Pavlína Matysová. 5. listopadu 2018

Matematika B 2. Úvodní informace

1. Písemka skupina A...

Zlín, 23. října 2011

Základy matematiky pro FEK

Bakalářská matematika I

Přijímací zkouška na navazující magisterské studium 2015

Derivace funkce. Přednáška MATEMATIKA č Jiří Neubauer

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.

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

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

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

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

1. POJMY 1.1. FORMULE VÝROKOVÉHO POČTU

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

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 =

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

Přijímací zkouška na navazující magisterské studium 2018

Definice derivace v bodě

1. POJMY 1.1. FORMULE VÝROKOVÉHO POČTU

PRŮBĚH FUNKCE JEDNÉ REÁLNÉ PROMĚNNÉ

Matematika I A ukázkový test 1 pro 2014/2015

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

30. listopadu Derivace. VŠB-TU Ostrava. Dostupné: s1a64/cd/index.htm.

Průběh funkce jedné proměnné

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

Význam a výpočet derivace funkce a její užití

Matematika 2 Průběh funkce

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

, f g jsou elementární funkce.

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

. 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.

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.

MATEMATIKA 1 pro obory Finance a řízení a Cestovní ruch

MATEMATIKA I - vybrané úlohy ze zkoušek v letech

10. cvičení - LS 2017

Derivace vyšších řádů, aplikace derivací

Aplikační úlohy z diferenciálního počtu jedné proměnné

Teorie. Hinty. kunck6am

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

Matematika 1. Matematika 1

MATEMATIKA II - vybrané úlohy ze zkoušek (2015)

2.6. Limita funkce. Nechť c R jevnitřnínebokrajníbodintervaludefiničníhooborufunkce

Přijímací zkouška na navazující magisterské studium 2014

Kapitola 1: Reálné funkce 1/20

Kapitola 1: Reálné funkce 1/13

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

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

Mocninná funkce: Příklad 1

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

1. Definiční obor funkce dvou proměnných

Funkce. Vlastnosti funkcí

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

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

Přijímací zkouška na navazující magisterské studium 2018

Nejčastějšími funkcemi, s kterými se setkáváme v matematice i v jejích aplikacích, jsou

Teorie. Hinty. kunck6am

Písemná zkouška z Matematiky II pro FSV vzor

Cyklometrické funkce

MATEMATIKA I. Požadavky ke zkoušce pro skupinu C 1. ročník 2014/15. I. Základy, lineární algebra a analytická geometrie

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

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

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.

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).

I. Diferenciální rovnice. 3. Rovnici y = x+y+1. převeďte vhodnou transformací na rovnici homogenní (vzniklou

Obsah. Derivace funkce. Petr Hasil. L Hospitalovo pravidlo. Konvexnost, konkávnost a inflexní body Asymptoty

5. Limita funkce a spojitost strana 1/5 2018/KMA/MA1/přednášky. Definice 5.1. Mějme funkci f : D R a bod x 0 R.

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

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

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

Katedra aplikované matematiky, VŠB TU Ostrava.

MATEMATIKA I Požadavky ke zkoušce pro 1. ročník, skupina A 2017/18

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

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

Cyklometrické funkce

DERIVACE FUNKCE, L HOSPITALOVO PRAVIDLO

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

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

Transkript:

Přednáška z MA Michal Tuláček 6. prosince 004 Obsah IV.7 Průběhy funkce 3 Vyšetřování průběhu funkce- KUCHAŘKA 4 3 Vzorový příklad na průběh funkce ze cvičení 4 4 Příkladynadobumezikapremahusou 7 Definice: Nechť f: M R R.Řekneme,žefjekonvexní(ryzekonvexní,konkávní, ryzekonkávní),jestližepro x, x, x 3 M, x < x < x 3 platí: f(x ) f(x ) x x f(x3) f(x) x 3 x konvexní < ryze konvexní > ryze konkávní konkávní x x x 3 Lemma(Jinádefinicekonvexity): fjenaintervalu Ikonvexní,právěkdyž x, x, x 3 I, x < x < x 3 platí: (analogicky pro další 3 případy) f(x ) f(x ) x x f(x 3) f(x ) x 3 x f(x 3) f(x ) x 3 x Důkaz: Plynezobrázku,přesnýdůkazcvičení. Věta IV.9(Konvexita a existence jednostranných derivací): Nechť f je konvexní naintervalui,nechť a IntI.Potomvaexistuje f +(a) Raf (a) R.

Poznámka: Nemusíplatit f (a)=f + (a). Důkaz: f + f(x) f(a) (a)= x a+ x a Def: F(x):= f(x) f(a) x a PakFjeneklesajícínanějakém P + (a, δ). Neboťpro x < x, x > a: f(x) f(a) x a f(x) f(a) x a. Tedy x a+ F(x) Jekonečná? Nechť y I, y < a,potom f(a) f(y) a y f(x) f(a) x a x P + (a, δ) tedyfjena P + (a, δ)zdolaomezenáčíslem f(a) f(y) a y. Věta IV.30(Vztah konvexity a spojitosti): Nechť f je konvexní na otevřeném intervalu (a,b).pak fjena(a,b)spojitá. Poznámka: Otevřenost intervalu je podstatná. Konvexní nespojitá: Důkaz: Nechť x I. Ijeotevřený x IntI. V9 ( f +(x) R & f (x) R ) (f(y) f(x)) fjespojitázprava&zlevavx y x+ (f(y) f(x))= y x+ y x (y x)=f (x) 0=0 fjespojitávx x I fjespojitána I. Věta IV.3(Vztah konvexity a druhé derivace): Nechť f má spojitou. derivaci na intervalu I =(a, b).pokud: f (x) > 0 x (a, b),pakfje ryzekonvexní na(a, b) konvexní konkávní < ryze konkávní Důkaz : Nechťnapř. f (x) 0 x (a, b).potom f jeneklesajícína(a, b).zvolíme x < x < x 3 x, x, x 3 (a, b). DleLagrangeovyvětyexistuje ξ (x, x ), ξ (x, x 3 )tak,že f (ξ )= f(x ) f(x ) x x, f (ξ )= f(x 3) f(x ) x 3 x.

fjeneklesající f (ξ ) f (ξ ) f(x ) f(x ) x x f(x 3) f(x ) x 3 x f(x )+ f(x ) f(x ) x 3 x (x 3 x ) f(x 3 ) [ (x3 x ) +f(x ) ] [ :(x3 x ) f(x ) ] Ostatní případy analogicky f(x ) f(x )+ f(x ) f(x ) x 3 x (x 3 x ) x 3 x f(x3) f(x) x 3 x cvičení f(x ) f(x ) x x f(x3) f(x) x 3 x IV.7 Průběhy funkce Definice: Řekneme,žefunkce fmáasymptotu ax+bv+ (v ),jestliže fjedefinovaná naokolí+ ( )a f(x) ax b=0. x + ( ) VětaIV.3(Oasymptotě): Funkce fmáv+ asymptotuax+b,právěkdyž f(x) x + x = a R & (f(x) ax)=b R. x + Důkaz: : Předpokládejme,že fmáv+ asymptotu ax+b.potom f(x) = f(x) ax b + ax+b = x x f(x) ax b } {{ x } 0 + a + b }{{} x 0 = a Dále: f(x) ax= f(x) ax b+b= x f(x) ax b } {{ } 0 + b =b : [ ] f(x) ax b= f(x) ax b=b b=0. Poznámka: Příklady: 3

. f(x)= +x f(x) = x +x x = a= f(x) ax= +x x= +x x = x x Asymptota: y= x(v+ ). Asymptoty mohou být konstantní: f(x)=arctg x fmáasymptotu π v+.(a=0, b= π ) f(x)=arctg x fmáasymptotu π v.(a=0, b= π ) 3. Asymptota nemusí existovat +x x +x + b=0 x=0 f(x)=e x e, x =+,takže fneníasymptotouv+,ale fmáasymptotu0v (a=0, b=0) Vyšetřování průběhu funkce- KUCHAŘKA. Určíme definiční obor a obor spojitosti.. Určímeprůsečíkysesouřadnýmiosami(f(0)-průsečíksosouy[0, f(0)],najít x: f(x)=0 -průsečíkysosoux). 3. Určíme symetrii funkce(sudost, lichost, periodicita) 4. Dopočítámeityvkrajníchbodechdef.oboru( x f(x), x π + tg x,...). 5. Spočítáme první derivaci, určíme intervaly monotonie, lokální a globální extrémy a obor hodnot. Vbodech,kdeneexistujederivacespočítáme f, f + (pokudexistují).(pokudpoužijuvětu o itě derivací, musím napsat, že funkce je na okolí spojitá) 6. Spočítáme druhou derivaci, určíme intervaly konvexity, určíme inflexní body. 7. Určímeasymptoty ± pokudtamje D(f)apokudexistují. 8. Načrtneme graf funkce. 3 Vzorový příklad na průběh funkce ze cvičení Vyšetřeteprůběhfunkce f(x)= x +arctg x. Definičníobor: D(f)=R,oborspojitosti S(f)=R.. Průsečík s osou: y: f(0)= 0 +arctg 0 =arctg= π 4 x:0= x +arctg x x =arctg x x? =0 0 arctg= π 4 sosouxprůsečíknení. 3. Periodicita:anisudá(f( )? = f() +arctg +arctg0 f( ) f()),anilichá (neprochází počátkem), ani periodická(nebyla utvořena z periodických funkcí) 4

4. Limityvkrajníchbodech D(f):v,+. 5. Derivace: x +arctg x = x +arctg x = x x = x x + arctg x } {{ } { x (,0) x (0,+ ) π x + arctg x } {{ } π R=(,0) (0,) (, ) {0} {} (, ): (x+arctg(x )) =+ (0,): (x+arctg( x)) = (,0): ( x+arctg( x)) = Máme f (x)pro x R \ {0,}. =+ =+ ) +(x ) =+(x +(x ) ( x) +( x) = +( x) ( x) +( x) = +( x) Existence f (0), f ():Funkcejespojitána R,takžejsmeoprávněnizdepoužítvětuoitě derivace f + (0)VOLD ( x) = +( x) = f (0)VOLD = f + ()VOLD = f ()VOLD = ( x) +( x) = 3 +(x ) +(x ) = ( x) +( x) =0 Derivace zprava a zleva se nerovnají derivace neexistují. 6. Monotonie: f 0na I fna Ineklesající. (, ):Vždy f (x) >0 rostoucí. (0,):Vždy f (x) >0 rostoucí. (,0):Vždy f (x) <0 klesající. 7. Extrémy: Globálníminimum:0 f(0)= π 4 [(,0),(0,) ] Kandidátinaextrém:0,(místakde f (x)),místakde f (x)=0. 0- globální minimum -neníextrém[(0,),(, ) ] f (x) 0 x R(vizmonotonie). 5

8. Oborhodnot:[ π 4,+ ) f jespojitána R, x 0 f(x)= π 4, x f(x)= funkce f jedarbouxovskána (,0]. 9. Druhá derivace: (, ): ( ) ( (+(x + +(x ) = ) ) ) =( ) ( +(x ) ) x (x )= (+(x ) ) Dalšíobdobně... 0. Intervaly konvexity: f <0na(,0) fjeryzekonkávní. f <0na(0,) fjeryzekonkávní. f <0na(, ) fjeryzekonkávní.. Inflexní body: f neexistujev0, nejsouinflexníbody.. Asymptoty: f(x) x x = x +arctg x x+arctg( x) x x) = = +arctg( = x x x x x x x Asymptotav :y=-x+ π. [f(x) ax]= [ x+arctg( x)+x]= π x x f(x) = x +arctg x x+arctg(x ) x ) = = +arctg(x = x Asymptotav+ :y=x+ π. [f(x) ax]= [x+arctg(x ) x]= π 3. Informace o funkci: (, 0) (0, ) (, ) 0 f x+arctg( x) x+arctg( x) x+arctg(x ) neexistuje f - + ( x) ( x) +(x ) +( x) +( x) +(x ) f x (+(x ) ) x (+(x ) ) x 3 neexistuje - + 0 (+(x ) ) (, 0) (0, ) (, ) f x+arctg( x) x+arctg( x) x+arctg(x ) monotonie konvexita 6

4. Graf: y π π 4 Globalni minimum 0 x 4 Příkladynadobumezikapremahusou Vyšetřete průběhy funkcí Určete ity funkcí a posloupností ( ) f(x) = arccos +x f(x) = x x () f(x) = x+0 + e x (3) f(x) = 3 x (4) f(x) = e sin x cosx (5) f(x) = ( x x+ ) e x (6) f(x) = x tg x (7) f(x) = 3cosx +cos 3 x (8) () 7

n x x π + sinx log x π x x π ( cosx)cotg [ x x log x (x ) x log(cos(π x )) (n n cotg ) n n ( n ) n + n n 3 n [ log ( ) n + ] 3 log n ( ) n 3 ( ) arctg cos 7 n ] (Past na L Hôpitalisty) (9) (0) () () (3) (4) (5) 8