(1) Derivace. Kristýna Kuncová. Matematika B2 17/18. Kristýna Kuncová (1) Derivace 1 / 35

Podobne dokumenty
Kristýna Kuncová. Matematika B2 18/19

Kristýna Kuncová. Matematika B2

x2 + 2x 15 x 2 + 4x ) f(x) = x 2 + 2x 15 x2 + x 12 3) f(x) = x 3 + 3x 2 10x. x 3 + 3x 2 10x x 2 + x 12 10) f(x) = log 2.

Co nám prozradí derivace? 21. listopadu 2018

Necht je funkce f spojitá v intervalu a, b a má derivaci v (a, b). Pak existuje bod ξ (a, b) tak, že f(b) f(a) b a. Geometricky

Funkce zadané implicitně. 4. března 2019

Matematická analýza II pro kombinované studium. Konzultace první a druhá. RNDr. Libuše Samková, Ph.D. pf.jcu.cz

MATEMATIKA 3. Katedra matematiky a didaktiky matematiky Technická univerzita v Liberci

(2) Funkce. Kristýna Kuncová. Matematika B2. Kristýna Kuncová (2) Funkce 1 / 25

Komplexní analýza. Martin Bohata. Katedra matematiky FEL ČVUT v Praze Martin Bohata Komplexní analýza Mocninné řady 1 / 18

Matematika (KMI/PMATE)

Průvodce studiem V této kapitole se budeme zabývat diferenciálním počtem pro funkce více

Teorie. kuncova/ Definice 1. Necht f je reálná funkce a a R. Jestliže existuje.

Vybrané kapitoly z matematiky

5. a 12. prosince 2018

Komplexní analýza. Martin Bohata. Katedra matematiky FEL ČVUT v Praze Martin Bohata Komplexní analýza Úvod 1 / 32

Aproximace funkcí 1,00 0,841 1,10 0,864 1,20 0,885. Body proložíme lomenou čarou.

1 Definice. A B A B vlastní podmnožina. 4. Relace R mezi množinami A a B libovolná R A B. Je-li A = B relace na A

Funkce více proměnných: limita, spojitost, derivace

Úvodní informace. 18. února 2019

Numerické metody minimalizace

Matematika 2, vzorová písemka 1

7. Aplikace derivace

Elementární funkce. Edita Pelantová. únor FJFI, ČVUT v Praze. katedra matematiky, FJFI, ČVUT v Praze

MATEMATIKA 1 ALEŠ NEKVINDA. + + pokud x < 0; x. Supremum a infimum množiny.

Obsah. Limita posloupnosti a funkce. Petr Hasil. Limita posloupnosti. Pro a R definujeme: Je-li a < 0, pak a =, a ( ) =. vlastní body.

Funkce více proměnných: limita, spojitost, parciální a směrové derivace, diferenciál

Určitý (Riemannův) integrál a aplikace. Nevlastní integrál. 19. prosince 2018

1 Soustava lineárních rovnic

Petr Hasil. c Petr Hasil (MUNI) Nekonečné řady MA III (M3100) 1 / 187

(a). Pak f. (a) pro i j a 2 f

Matematická analýza pro učitele (text je v pracovní verzi)

Matematická analýza 2. Kubr Milan

Inverzní Z-transformace

Linea rnı (ne)za vislost

podle přednášky doc. Eduarda Fuchse 16. prosince 2010

Diferenciální rovnice základní pojmy. Rovnice se

Edita Pelantová, katedra matematiky / 16

x y (A)dy. a) Určete a načrtněte oblasti, ve kterých je funkce diferencovatelná. b) Napište diferenciál funkce v bodě A = [x 0, y 0 ].

Euklidovský prostor. Funkce dvou proměnných: základní pojmy, limita a spojitost.

Sb ırka pˇr ıklad u z matematick e anal yzy II Petr Tomiczek

Stochastické modelování v ekonomii a financích Konzistence odhadu LWS. konzistence OLS odhadu. Předpoklady pro konzistenci LWS

Numerické metody 8. května FJFI ČVUT v Praze

Matematika 1 Jiˇr ı Fiˇser 24. z aˇr ı 2013 Jiˇr ı Fiˇser (KMA, PˇrF UP Olomouc) KMA MAT1 24. z aˇr ı / 52

fakulty MENDELU v Brně (LDF) s ohledem na disciplíny společného základu (reg. č. CZ.1.07/2.2.00/28.

Obsah. Petr Hasil. (konjunkce) (disjunkce) A B (implikace) A je dostačující podmínka pro B; B je nutná podmínka pro A A B: (A B) (B A) A (negace)

Metody, s nimiž se seznámíme v této kapitole, lze použít pro libovolnou

Mendelova univerzita v Brně user.mendelu.cz/marik

Logika V. RNDr. Kateřina Trlifajová PhD. Katedra teoretické informatiky Fakulta informačních technologíı BI-MLO, ZS 2011/12

Kapitola 4: Soustavy diferenciálních rovnic 1. řádu

Cauchyova úloha pro obyčejnou diferenciální rovnici

Kapitola 2. Nelineární rovnice

Stavový popis Stabilita spojitých systémů (K611MSAP) Katedra aplikované matematiky Fakulta dopravní ČVUT. čtvrtek 20. dubna 2006

Statistika (KMI/PSTAT)

Petr Beremlijski, Marie Sadowská

DFT. verze:

1 Derivace funkce a monotonie

Geometrická nelinearita: úvod

Obsah. 1.2 Integrály typu ( ) R x, s αx+β

kontaktní modely (Winklerův, Pasternakův)

Obsah. Aplikovaná matematika I. Vlivem meze Vlivem funkce Bernhard Riemann. Mendelu Brno. 3 Vlastnosti určitého integrálu

Matematika I (KMI/PMATE) Co se naučíme? x = a a x = b. rozumět pojmu střední hodnota funkce na daném intervalu. Obrázek 1.

Matematika III Stechiometrie stručný

Operace s funkcemi [MA1-18:P2.1] funkční hodnota... y = f(x) (x argument)

Speciální funkce, Fourierovy řady a Fourierova transformace

Škola matematického modelování 2017

Laplaceova transformace

Katedra aplikované matematiky FEI VŠB Technická univerzita Ostrava

Analiza Matematyczna MAEW101 MAP1067

Obsah. 1 Konstrukce (definice) Riemannova integrálu Výpočet Newtonova Leibnizova věta Aplikace výpočet objemů a obsahů 30

Rovnice proudění Slapový model

Kombinatorika a grafy I

Informacje pomocnicze:

GEM a soustavy lineárních rovnic, část 2

Matematika prˇedna sˇka Lenka Prˇibylova 7. u nora 2007 c Lenka Prˇibylova, 200 7

Opracowanie: mgr Jerzy Pietraszko

Univerzita Karlova v Praze Matematicko-fyzikální fakulta

Analiza Matematyczna MAEW101

Komplexní analýza. Příklad Body. Nepište obyčejnou tužkou ani červeně, jinak písemka nebude přijata. Soupis vybraných vzorců. 4a.

Energetické principy a variační metody ve stavební mechanice

(4) (b) m. (c) (d) sin α cos α = sin 2 k = sin k sin k. cos 2 m = cos m cos m. (g) (e)(f) sin 2 x + cos 2 x = 1. (h) (f) (i)

1 Funkcja wykładnicza i logarytm

Okrajový problém podmínky nejsou zadány v jednom bodu nejčastěji jsou podmínky zadány ve 2 bodech na okrajích, ale mohou být

Západočeská univerzita v Plzni Fakulta aplikovaných věd Katedra matematiky

Zadání: Vypočítejte hlavní momenty setrvačnosti a vykreslete elipsu setrvačnosti na zadaných

Funkcje Andrzej Musielak 1. Funkcje

Lista 1. (e) z działaniem dodawania ciągów i mnożeniem ciągu przez liczbę. (f) z działaniem dodawania ciągów i mnożeniem ciągu przez liczbę

Definice Řekneme, že PDA M = (Q,Σ,Γ,δ,q 0,Z 0,F) je. 1. pro všechna q Q a Z Γ platí: kdykoliv δ(q,ε,z), pak δ(q,a,z) = pro všechna a Σ;

1. Definicja granicy właściwej i niewłaściwej funkcji.

Projekt Era inżyniera pewna lokata na przyszłość jest współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

Úvod do TEXu. Brno, L A TEX dokumenty a matematika.

Projekt Era inżyniera pewna lokata na przyszłość jest współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

Wykład 5. Informatyka Stosowana. 6 listopada Informatyka Stosowana Wykład 5 6 listopada / 28

Numerické metody KI/NME. Doc. RNDr. Jiří Felcman, CSc. RNDr. Petr Kubera, Ph.D.

Karel Vostruha. evolučních rovnic hyperbolického typu

TGH01 - Algoritmizace

Matematické modelování elmg. polí 2. kap.: Magnetostatika

Powyższe reguły to tylko jedna z wersji gry. Istnieje wiele innych wariantów, można też ustalać własne zasady. Miłej zabawy!

VŠB-Technická univerzita Ostrava

Równania i nierówności trygonometryczne

Transkrypt:

(1) Derivace Kristýna Kuncová Matematika B2 17/18 Kristýna Kuncová (1) Derivace 1 / 35

Růst populací Zdroj : https://www.tes.com/lessons/ yjzt-cmnwtvsq/noah-s-ark Kristýna Kuncová (1) Derivace 2 / 35

Růst populací o 200 let později... Zdroj : https://en.wikipedia.org/wiki/tower of Babel byl na světě 1 milion lidí. Kristýna Kuncová (1) Derivace 3 / 35

Růst populací Je to možné? Počet lidí na začátku: Počet lidí za rok: p 0 = 8 p 1 = p 0 + rp 0 = (1 + r)p 0, kde r značí růstovou rychlost Počet lidí za dva roky: Počet lidí za n let: p 2 = p 1 + rp 1 = (1 + r) 2 p 0 p n = (1 + r) n p 0 Takže za 200 let... 1 000 000 = (1 + r) 200 8 r = 0.06, což je zhruba roční populační růstová rychlost Libanonu. Kristýna Kuncová (1) Derivace 4 / 35

Derivace Zdroj : https://ginsyblog.wordpress.com/2017/02/04/how-to-solve-the-problems-of-differential-calculus/ Kristýna Kuncová (1) Derivace 5 / 35

Def: Derivace Definice Necht f je reálná funkce a a R. Jestliže existuje lim h 0 f (a + h) f (a), h pak tuto limitu nazýváme derivací funkce f v bodě a. Značíme ji f (a). Zdroj : https://cs.wikipedia.org/wiki/derivace Poznámka Geometrický význam: směrnice tečny v bodě. Kristýna Kuncová (1) Derivace 6 / 35

Pozn.: Derivace Poznámka 1 Alternativně lze psát 2 Derivaci lze počítat zprava a zleva f +(a) = lim x a+ f (a) = lim x a f (x) f (a) x a f (x) f (a), f f (x) f (a) x a (a) = lim x a x a 3 Mohou nastat různé možnosti (i) derivace (tedy ta limita) existuje a je R číslo (ii) derivace (tedy ta limita) existuje a je ± (iii) derivace neexistuje Kristýna Kuncová (1) Derivace 7 / 35

Čas na Techambition: Kristýna Kuncová (1) Derivace 8 / 35

Derivace: příklady V tabulce jsou hodnoty funkce f na okolí bodu dva. Odhadněte f (2): x 1,998 1,999 2,000 2,001 2,002 f (x) 7,976 7,988 8,000 8,012 8,024 A 4 B 12 B C 1/4 D -12 E -4 Načrtněte graf funkce sinx a určete, zda derivace v bodě x = 3π je A kladná B záporná C nulová B Zdroj: https://www.cusd80.com/cms/lib/az01001175/centricity/domain/6373/the%20book.pdf Kristýna Kuncová (1) Derivace 9 / 35

Derivace: příklady Načrtněte graf funkce e x a seřad te následující hodnoty dle velikosti A f ( 2) B f (2) C f (0) D f ( 1) E f (4) A, D, C, B, E Zdroj: https://www.cusd80.com/cms/lib/az01001175/centricity/domain/6373/the%20book.pdf Kristýna Kuncová (1) Derivace 10 / 35

Derivace: příklady výpočtů f f (a + h) f (a) (a) = lim, h 0 h f = k f = x f = x 2 k k k 0 (a) = lim = lim h 0 h h 0 h = 0. x a + h a h (a) = lim = lim h 0 h h 0 h = 1. (x 2 ) (a + h) 2 a 2 a 2 + 2ah + h 2 a 2 (a) = lim = lim h 0 h h 0 h 2ah = lim h 0 h + h2 h = 2a. Kristýna Kuncová (1) Derivace 11 / 35

Derivace: příklady Kolik je cos(x + h) cos x lim h 0 h A 0 B cos x C sin x D Limita neexistuje, protože výraz 0/0 není definován. C Kristýna Kuncová (1) Derivace 12 / 35

Derivace: Varovné příklady f = x v 0+ f = x v 0 ( x 0 x) +(0) = lim h 0+ x 0 = lim 1 =. h 0+ x ( x ) x 0 +(0) = lim h 0+ x 0 = lim x h 0+ x = 1 ( x ) x 0 (0) = lim h 0+ x 0 = lim x h 0 x = 1 Zdroj : https://math.stackexchange.com/questions/991475/why-is-the-absolute-value-function-notdifferentiable-at-x-0/991559 Kristýna Kuncová (1) Derivace 13 / 35

Aritmetika derivací Věta (Aritmetika derivací) Necht a R a necht f a g jsou funkce definované na nějakém okolí bodu a. Necht existují f (a) R a g (a) R. (a) Platí (f ± g) (a) = f (a) ± g (a), (b) Je-li alespoň jedna z funkcí f, g spojitá v bodě a, pak (fg) (a) = f (a)g(a) + f (a)g (a), (c) Je-li funkce g spojitá v bodě a a navíc g(a) 0, pak ( ) f (a) = f (a)g(a) f (a)g (a) g g(a) 2, vždy je-li výraz na pravé straně definován. Kristýna Kuncová (1) Derivace 14 / 35

Aritmetika derivací: příklady (x 2 + x 3 ) = 2x + 3x 2 (kf ) = k f + kf = 0f + kf = kf (xe x ) = x e x + x(e x ) = e x + xe x (tanx) = = ( ) sin x = (sin x) cos x sin x(cos x) cos x cos 2 x cos x cos x sin x( sin x) cos 2 x = 1 cos 2 x, x π 2 + kπ, k Z Kristýna Kuncová (1) Derivace 15 / 35

Aritmetika derivací: důkaz Důkaz (f + g) (f + g)(a + h) (f + g)(a) (a) = lim h 0 h (f )(a + h) (f )(a) = lim + h 0 h (g)(a + h) (g)(a) h (f )(a + h) (f )(a) (g)(a + h) (g)(a) = lim + lim h 0 h h 0 h = f (a) + g (a). Kristýna Kuncová (1) Derivace 16 / 35

Aritmetika derivací: příklady f = e 7. Kolik je f? A 7e 6 B e 7 C 0 Zdroj: http://www.math.cornell.edu/ GoodQuestions/GQbysection pdfversion.pdf C f = cos x sin x. Kolik je f? A cos 2 x B sin 2 x C cos 2 x sin 2 x D sin x cos x C Kristýna Kuncová (1) Derivace 17 / 35

Aritmetika derivací: příklady f = ex x 2 Kolik je f? A ex 2x B ex (x 2) x 3 C ex x 2 2xe x x 4 D ex 2x + x 2 e x x 4 B, C Kristýna Kuncová (1) Derivace 18 / 35

Aritmetika derivací: příklady 1 Jestliže f (x) = g (x), pak f = g. Je to pravda? Ne 2 Jestliže f (a) g (a), pak f (a) g(a). Je to pravda? Ne Kristýna Kuncová (1) Derivace 19 / 35

Derivace složené funkce Věta (O derivaci složené funkce) Necht f má derivaci v bodě y 0 R, g má derivaci v bodě x 0 R, y 0 = g(x 0 ) a g je v bodě x 0 spojitá. Potom (f g) (x 0 ) = f (y 0 )g (x 0 ) = f (g(x 0 )) g (x 0 ), je-li výraz na pravé straně definován. Kristýna Kuncová (1) Derivace 20 / 35

Derivace složené funkce: příklady (e x ) = e x ( x) = e x ( 1) ((4x 2 3) 4 ) = 4(4x 2 3) 3 (4x 2 3) = 4(4x 2 3) 3 8x (ln x 2 ) = 1 x 2 2x = 2 x, x > 0 Kristýna Kuncová (1) Derivace 21 / 35

Derivace složené funkce: příklady f = sin x + e sin x Kolik je f? A cos x + e cos x B cos x + e sin x C cos x + sin xe cos x D cos x + cos xe sin x D Zdroj: http://www.math.cornell.edu/ GoodQuestions/GQbysection pdfversion.pdf Kristýna Kuncová (1) Derivace 22 / 35

Derivace a spojitost Věta Má-li funkce f vlastní derivaci v bodě a, pak je v a spojitá. Poznámka Platí i verze zprava a zleva. Má-li funkce f vlastní derivaci zprava (zleva) v bodě a, pak je v a zprava (zleva) spojitá. Kristýna Kuncová (1) Derivace 23 / 35

Derivace a spojitost: příklady (x 3 + 2x 2 3) = 3x 2 + 4x Kristýna Kuncová (1) Derivace 24 / 35

Derivace a spojitost: Varovné příklady ( 3 x) = 1 3 3 x 2 Kristýna Kuncová (1) Derivace 25 / 35

Derivace a spojitost: Varovné příklady (sgnx) (0) = Kristýna Kuncová (1) Derivace 26 / 35

Derivace a spojitost: Varovné příklady x v 0 neexistuje Kristýna Kuncová (1) Derivace 27 / 35

l Hospitalovo pravidlo Věta (l Hospitalovo pravidlo) Necht a R {± }, f, g jsou reálné funkce a existuje lim x a f (x) g (x). Jestliže navíc platí (a) lim x a f (x) = lim x a+ g(x) = 0, nebo (b) lim x a g(x) =, potom f (x) lim x a g(x) = lim f (x) x a g (x). Pravidlo funguje i pro limity zleva a zprava. Kristýna Kuncová (1) Derivace 28 / 35

l Hospitalovo pravidlo: příklady 2x 2 x + 6 lim x 5x 2 + 7 ln x lim x 0+ 1 x L H = něco/ L H = něco/ lim 4x 1 x 10x lim x 0+ 1 x 1 x 2 L H = něco/ lim x = lim x 0+ x = 0 x 2 + 2x 3 L lim H = x 1 x 2 1 lim 2x + 2 = 2 + 2 = 2 0/0 x 1 2x 2 4 10 = 2 5 Kristýna Kuncová (1) Derivace 29 / 35

l Hospitalovo pravidlo: Varovné příklady 2x + 1 lim x 0 3x + 4 2 3 e 1 x lim x 0+ x L H = lim e 1 x 0/0 x 0+ x 2 Kristýna Kuncová (1) Derivace 30 / 35

l Hospitalovo pravidlo: příklady A B 0 C 1 B ln x lim x x = Kristýna Kuncová (1) Derivace 31 / 35

l Hospitalovo pravidlo: Varovné příklady Najděte chybu: 5x + cos x lim x x L H = něco/ lim 5 sin x = 5 x 1 Kristýna Kuncová (1) Derivace 32 / 35

l Hospitalovo pravidlo: příklady Určete A 4 B 1 C 0 D -1 f (x) lim x 4 g(x). E -2 Zdroj : TheBook.pdf Kristýna Kuncová (1) Derivace 33 / 35

Rovnice tečny Poznámka (Jak najít tečnu a normálu) Tečna k funkci f v bodě a má rovnici Normála pak má rovnici Pokud výrazy dávají smysl. y = f (a) + f (a)(x a). y = f (a) 1 f (x a). (a) Najděte rovnici tečny a normály funkce f (x) = x 2 v bodě a = 3. Kristýna Kuncová (1) Derivace 34 / 35

Rovnice tečny Najděte rovnici tečny a normály funkce f (x) = x 2 v bodě a = 3. Kristýna Kuncová (1) Derivace 35 / 35