Wykład 11. Informatyka Stosowana. Magdalena Alama-Bućko. 18 grudnia Magdalena Alama-Bućko Wykład grudnia / 22

Podobne dokumenty
I. Pochodna i różniczka funkcji jednej zmiennej. 1. Definicja pochodnej funkcji i jej interpretacja fizyczna. Istnienie pochodnej funkcji.

Wykład 5. Zagadnienia omawiane na wykładzie w dniu r

Wykład 13. Informatyka Stosowana. 14 stycznia 2019 Magdalena Alama-Bućko. Informatyka Stosowana Wykład , M.A-B 1 / 34

Analiza matematyczna i algebra liniowa Pochodna funkcji

Pochodna funkcji. Pochodna funkcji w punkcie. Różniczka funkcji i obliczenia przybliżone. Zastosowania pochodnych. Badanie funkcji.

Pochodna funkcji c.d.-wykład 5 ( ) Funkcja logistyczna

Granice funkcji-pojęcie pochodnej

Ciągłość funkcji f : R R

Analiza Matematyczna MAEW101

Wykład 11 i 12. Informatyka Stosowana. 9 stycznia Informatyka Stosowana Wykład 11 i 12 9 stycznia / 39

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

Granica funkcji wykład 4

22 Pochodna funkcji definicja

Ciągłość funkcji jednej zmiennej rzeczywistej. Autorzy: Anna Barbaszewska-Wiśniowska

Pochodna funkcji: zastosowania przyrodnicze wykłady 7 i 8

Zadania z analizy matematycznej - sem. I Pochodne funkcji, przebieg zmienności funkcji

1. Definicja granicy właściwej i niewłaściwej funkcji.

f(x + x) f(x) . x Pochodne ważniejszych funkcji elementarnych (c) = 0 (x α ) = αx α 1, gdzie α R \ Z (sin x) = cos x (cos x) = sin x

WYDZIAŁ INFORMATYKI I ZARZĄDZANIA, studia niestacjonarne ANALIZA MATEMATYCZNA1, lista zadań 1

Matematyka i Statystyka w Finansach. Rachunek Różniczkowy

Wykład 5. Informatyka Stosowana. 7 listopada Informatyka Stosowana Wykład 5 7 listopada / 28

Wykład z Podstaw matematyki dla studentów Inżynierii Środowiska. Wykład 3. ANALIZA FUNKCJI JEDNEJ ZMIENNEJ

Roksana Gałecka Okreslenie pochodnej funkcji, podstawowe własnosci funkcji różniczkowalnych

Pochodna funkcji jednej zmiennej

Rachunek Różniczkowy

Pochodną funkcji w punkcie (ozn. ) nazywamy granicę ilorazu różnicowego:

Elementy matematyki, wykład 5. Pochodna funkcji. Daniel Wójcik Szymon Łęski.

Rachunek różniczkowy funkcji f : R R

1. Pochodna funkcji. 1.1 Pierwsza pochodna - definicja i własności Definicja pochodnej

Podstawy analizy matematycznej II

Wykłady z matematyki - Pochodna funkcji i jej zastosowania

DEFINICJA. E-podręcznik pod redakcją: Vsevolod Vladimirov Autor: Tomasz Zabawa

II. Funkcje. Pojęcia podstawowe. 1. Podstawowe definicje i fakty.

Pochodne funkcji wraz z zastosowaniami - teoria

2. ZASTOSOWANIA POCHODNYCH. (a) f(x) = ln 3 x ln x, (b) f(x) = e2x x 2 2.

11. Pochodna funkcji

1 Pochodne wyższych rzędów

Szeregi funkcyjne. Szeregi potęgowe i trygonometryczne. Katedra Matematyki Wydział Informatyki Politechnika Białostocka

Analiza Matematyczna I Wydział Nauk Ekonomicznych. wykład XI

Zadania do samodzielnego rozwiązania zestaw 11

Elementy metod numerycznych

Opracowanie: mgr Jerzy Pietraszko

III. Funkcje rzeczywiste

Funkcja f jest ograniczona, jeśli jest ona ograniczona z

Pochodna funkcji a styczna do wykresu funkcji. Autorzy: Tomasz Zabawa

III. Wstęp: Elementarne równania i nierówności

Ekstrema globalne funkcji

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

MATEMATYKA I SEMESTR WSPIZ (PwZ) 1. Ciągi liczbowe

Blok V: Ciągi. Różniczkowanie i całkowanie. c) c n = 1 ( 1)n n. d) a n = 1 3, a n+1 = 3 n a n. e) a 1 = 1, a n+1 = a n + ( 1) n

Wykład 2 Zmienne losowe i ich rozkłady

WYKŁAD Z ANALIZY MATEMATYCZNEJ I. dr. Elżbieta Kotlicka. Centrum Nauczania Matematyki i Fizyki

Granice funkcji. XX LO (wrzesień 2016) Matematyka elementarna Temat #8 1 / 21

SIMR 2013/14, Analiza 1, wykład 5, Pochodna funkcji

FUNKCJE LICZBOWE. Na zbiorze X określona jest funkcja f : X Y gdy dowolnemu punktowi x X przyporządkowany jest punkt f(x) Y.

Rachunek różniczkowy funkcji jednej zmiennej. 1 Obliczanie pochodnej i jej interpretacja geometryczna

Zadanie 1. Z definicji wyprowadź wzory na pochodne funkcji. Przypominam definicję pochodnej f (x)

Wykład 6, pochodne funkcji. Siedlce

1 Funkcja wykładnicza i logarytm

Analiza Matematyczna MAEW101

Równania poziom podstawowy (opracowanie: Mirosława Gałdyś na bazie = Rozwiąż układ równań: (( + 1 ( + 2 = = 1

1 Funkcja wykładnicza i logarytm

6. FUNKCJE. f: X Y, y = f(x).

Funkcja kwadratowa. f(x) = ax 2 + bx + c = a

Wykład 8. Informatyka Stosowana. 26 listopada 2018 Magdalena Alama-Bućko. Informatyka Stosowana Wykład , M.A-B 1 / 31

Zadania z analizy matematycznej - sem. II Całki nieoznaczone

Analiza Matematyczna F1 dla Fizyków na WPPT Lista zadań 3, 2018/19z (zadania na ćwiczenia)

Pochodna funkcji: definicja, podstawowe własności wykład 6

< > Sprawdzić prawdziwość poniższych zdań logicznych (odpowiedź uzasadnić) oraz podać ich zaprzeczenia:

1 + x 1 x 1 + x + 1 x. dla x 0.. Korzystając z otrzymanego wykresu wyznaczyć funkcję g(m) wyrażającą liczbę pierwiastków równania.

1 Szeregi potęgowe. 1.1 Promień zbieżności szeregu potęgowego. Wydział Informatyki, KONWERSATORIUM Z MATEMATYKI, 2008/2009.

Zestaw nr 6 Pochodna funkcji jednej zmiennej. Styczna do krzywej. Elastyczność funkcji. Regu la de l Hospitala

Sprawy organizacyjne. dr Barbara Przebieracz Bankowa 14, p.568

Analiza Matematyczna Ćwiczenia

Granica i ciągłość funkcji. 1 Granica funkcji rzeczywistej jednej zmiennej rzeczywsitej

Wykłady z matematyki inżynierskiej EKSTREMA FUNKCJI. JJ, IMiF UTP

10 zadań związanych z granicą i pochodną funkcji.

4.3 Wypukłość, wklęsłość l punkty przegięcia wykresu funkcji

Funkcja kwadratowa. f(x) = ax 2 + bx + c,

Tekst na niebiesko jest komentarzem lub treścią zadania b; stąd b = (6 π 3)/12. 3 Wzór stycznej: 2 x + 6 π

IX. Rachunek różniczkowy funkcji wielu zmiennych. 1. Funkcja dwóch i trzech zmiennych - pojęcia podstawowe. - funkcja dwóch zmiennych,

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

(5) f(x) = ln x + x 3, (6) f(x) = 1 x. (19) f(x) = x3 +2x

Zajęcia nr 1 (1h) Dwumian Newtona. Indukcja. Zajęcia nr 2 i 3 (4h) Trygonometria

3a. Wstęp: Elementarne równania i nierówności

Ciągi. Granica ciągu i granica funkcji.

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

Funkcje wielu zmiennych

Zadania z analizy matematycznej - sem. I Granice funkcji, asymptoty i ciągłość

RACHUNEK RÓŻNICZKOWY- sprawdziany i kartkówki. klasa II 2018/19. Adam Stachura

RACHUNEK RÓŻNICZKOWY FUNKCJI JEDNEJ ZMIENNEJ. Wykorzystano: M A T E M A T Y K A Wykład dla studentów Część 1 Krzysztof KOŁOWROCKI

Pochodna i jej zastosowania

Pochodna funkcji. Zastosowania

Granica i ciągłość funkcji. 1 Granica funkcji rzeczywistej jednej zmiennej rzeczywistej

Rachunek różniczkowy i całkowy 2016/17

Pochodna funkcji. Niech f : A R, a A i załóżmy, że istnieje α > 0 taka, że

1 Funkcje dwóch zmiennych podstawowe pojęcia

Analiza Matematyczna MAEW101 MAP1067

Wykresy i własności funkcji

Pochodne. Zbigniew Koza. Wydział Fizyki i Astronomii

Transkrypt:

Wykład 11 Informatyka Stosowana Magdalena Alama-Bućko 18 grudnia 2017 Magdalena Alama-Bućko Wykład 11 18 grudnia 2017 1 / 22

Twierdzenie Granica lim f (x) x x 0 istnieje i wynosi a wtedy i tylko wtedy, gdy istnieja granice lewostronna lim f (x) i prawostronna lim f (x) i sa sobie równe, x x x x + 0 0 czyli lim f (x) = a lim x x 0 x x 0 f (x) = lim x x + 0 f (x) = a. Magdalena Alama-Bućko Wykład 11 18 grudnia 2017 2 / 22

Przykład bo Przykład 1 lim x 0 x nie istnieje, 1 lim x 0 x = [ 1 ] = oraz lim 0 x 0 + 1 x = [ 1 0 ] =. + bo 2 lim x 0 x 2 =, 2 lim x 0 x = [ 2 ] = oraz lim 2 0 + x 0 + 2 x = [ 2 2 0 ] =. + Uwaga Przy liczeniu granic prawo i lewostronnych w ustaleniu znaku "zera" wykorzystuje się wykres funkcji z mianownika. Magdalena Alama-Bućko Wykład 11 18 grudnia 2017 3 / 22

Definicja: Otoczenie punktu Otoczeniem punktu x 0 R o promieniu r > 0 nazywamy zbiór O(x 0, r) = (x 0 r, x 0 + r), O(x 0, r) = (x 0 r, x 0 ] otoczenie lewostronne, O(x + 0, r) = [x 0, x 0 + r) otoczenie prawostronne. Niech x 0 R oraz niech funkcja f będzie określona przynajmniej na otoczeniu O(x 0 ). Magdalena Alama-Bućko Wykład 11 18 grudnia 2017 4 / 22

Ciagłość w punkcie Funkcja f jest ciagła w punkcie x 0 wtedy i tylko wtedy, gdy f (x 0 ) = lim x x 0 f (x) = lim x x + 0 f (x). Funkcja f (x) jest ciagła lewostronnie wtedy i tylko wtedy, gdy f (x 0 ) = lim f (x). x x 0 Funkcja f (x) jest ciagła prawostronnie wtedy i tylko wtedy, gdy f (x 0 ) = lim f (x). x x + 0 Funkcja f (x) jest ciagła na zbiorze wtedy i tylko wtedy, gdy jest ciagła w każdym punkcie tego zbioru. Magdalena Alama-Bućko Wykład 11 18 grudnia 2017 5 / 22

Przykład Zbadać ciagłość f (x) w punkcie x 0 = 0, gdy f (x) = x 2 cos 1 x, x < 0 0, x = 0 e 1 x, x > 0. Przykład Dobrać parametry a i b tak, aby funkcja f (x) była ciagła w punktach x 1 = 1 i x 2 = 1 : { f (x) = x, x 1 x 2 + ax + b, x > 1. Magdalena Alama-Bućko Wykład 11 18 grudnia 2017 6 / 22

Nieciagłość funkcji - typu skok i typu luka Nieciagłość typu "skok", gdy lim x x 0 f (x) lim x x + 0 f (x). źródło: http://www.moskat.pl/szkola/matematyka/b_ciaglosc.php, autorzy: uczniowie i pracownicy MOSu KAT, licencja: CC BY-SA 4.0 http://creativecommons.org/licenses/by-sa Magdalena Alama-Bućko Wykład 11 18 grudnia 2017 7 / 22

Nieciagłość typu "luka", gdy lim x x 0 f (x) = lim x x + 0 f (x) f (x 0 ). źródło: http://www.moskat.pl/szkola/matematyka/b_ciaglosc.php, autorzy: uczniowie i pracownicy MOSu KAT, licencja: CC BY-SA 4.0 http://creativecommons.org/licenses/by-sa Magdalena Alama-Bućko Wykład 11 18 grudnia 2017 8 / 22

Działania na funkcjach ciagłych Jeżeli f i g sa ciagłe w punkcie x 0, to ciagłe sa funkcje f ± g, f g, f g ( o ile g(x 0) 0). Jeżeli f jest ciagła w punkcie x 0, a g jest ciagła w punkcie f (x 0 ), to funkcja g f jest ciagła w x 0. Funkcje elementarne sa ciagłe na swoich dziedzinach. Przykład Następujace funkcje sa ciagłe na swoich dziedzinach: a) f (x) = cos 3 x, x R, b) f (x) = 5 x 2 + x, x R, c) f (x) = ln(x 4 + 1), x R. Magdalena Alama-Bućko Wykład 11 18 grudnia 2017 9 / 22

Twierdzenie Darboux (czyt. "darbu") Jeżeli oraz f (x) jest ciagła na [a, b] f (a) < f (b), to dla każdego u [f (a), f (b)] istnieje c [a, b] takie, że f (c) = u. Zatem jeżeli funkcja przyjmuje na końcach przedziału wartości f (a) i f (b), to przyjmuje każda wartość pośrednia ("gdzieś" wewnatrz przedziału (a, b)). Powyższe twierdzenie jest prawdziwe również wtedy, gdy f (a) > f (b). Magdalena Alama-Bućko Wykład 11 18 grudnia 2017 10 / 22

źródło: Wikipedia, https://en.wikipedia.org/wiki/intermediate_value_theorem, autorzy: Kpengboy (talk), licencja: CC-BY-SA 3.0, http://creativecommons.org/licenses/by-sa Magdalena Alama-Bućko Wykład 11 18 grudnia 2017 11 / 22

Wniosek Jeżeli funkcja f spełnia warunki: 1 jest ciagła na [a, b] 2 f (a) f (b) < 0 (czyli " +" albo "+ ") to istnieje c (a, b) taki, że f (c) = 0. Jeżeli f jest ściśle monotoniczna, to punkt c jest dokładnie jeden. Magdalena Alama-Bućko Wykład 11 18 grudnia 2017 12 / 22

Zadanie Pokazać, że każdy wielomian stopnia nieparzystego ma co najmniej jeden pierwiastek rzeczywisty. Wskazówka Skorzystać z faktu, że dowolny wielomian w ± zachowuje się tak, jak składnik z najwyższa potęga. Magdalena Alama-Bućko Wykład 11 18 grudnia 2017 13 / 22

Zadanie Pokazać, że każdy wielomian stopnia nieparzystego ma co najmniej jeden pierwiastek rzeczywisty. Rozwiazanie Niech n będzie liczba nieparzysta oraz Zauważmy, że f (x) = a n x n + a n 1 x n 1 +... + a 1 x + a 0. lim f (x) = lim a nx n = sgn(a n ) x x lim f (x) = lim a nx n = sgn(a n ) ( ), x x gdzie sgn(a n ) jest znakiem współczynnika a n. Ponieważ lim f (x) i x x 0 taki, że f (x 0 ) = 0. lim x f (x) maja różne znaki, zatem istnieje Magdalena Alama-Bućko Wykład 11 18 grudnia 2017 14 / 22

Pochodna funkcji Magdalena Alama-Bućko Wykład 11 18 grudnia 2017 15 / 22

Niech x 0 R oraz f będzie określona przynajmniej na otoczeniu O(x 0, r), r > 0. Definicja: Pochodna funkcji w punkcie Jeżeli istnieje granica f (x 0 + x) f (x 0 ) lim x 0 x i jest liczba, to nazywamy ja pochodna funkcji f (x) w punkcie x 0 i oznaczamy f (x 0 ). Stosujemy oznaczenie: f (x 0 ) = df dx (x 0) = Df (x 0 ). Magdalena Alama-Bućko Wykład 11 18 grudnia 2017 16 / 22

Definicja Wyrażenie f (x 0 + x) f (x 0 ) x nazywamy ilorazem różnicowym f w punkcie x 0. Iloraz różnicowy jest współczynnikiem kierunkowym (czyli również tangensem kata nachylenia do osi OX) siecznej przechodzacej przez punkty (x 0, f (x 0 )), (x 0 + x, f (x 0 + x)). źródło: http://www.math.edu.pl/pochodna-funkcji Magdalena Alama-Bućko Wykład 11 18 grudnia 2017 17 / 22

Wniosek Gdy x 0, to sieczne przechodzace przez Równanie Magdalena Alama-Bućko stycznej do wykresu Wykład funkcji 11 f w punkcie (x 18 grudnia, f (x 2017)): 18 / 22 (x 0, f (x 0 )) i (x 0 + x, f (x 0 + x)) zmierzaja do stycznej do f w punkcie (x 0, f (x 0 )), której współczynnik kierunkowy wynosi f (x 0 ). źródło: http://joannaroga.pl/rachunek-rozniczkowy Równanie stycznej do f w punkcie (x 0, f (x 0 )): y = f (x 0 )(x x 0 ) + f (x 0 ).

Pochodne z funkcji elementarnych c = 0 (x n ) = nx n 1 (a x ) = a x ln a, (e x ) = e x (log a x) = 1 x ln a, (tg x) = 1 cos 2 x (ctg x) = 1 sin 2 x (arc sin x) = 1 1 x 2 (arc cos x) 1 = 1 x 2 (ln x) = 1 x (sin x) = cos x (cos x) = sin x (arc tg x) = 1 1 + x 2 (arc ctg x) = 1 1 + x 2 Magdalena Alama-Bućko Wykład 11 18 grudnia 2017 19 / 22

Pochodne z działań na funkcjach (cf (x)) = c f (x) (f (x) ± g(x)) = f (x) ± g (x) (f (x) g(x)) = f (x) g(x) + f (x) g (x) ( ) f (x) = f (x) g(x) f (x) g (x) g(x) g 2 (x) (f (g(x))) = f (g(x)) g (x) Magdalena Alama-Bućko Wykład 11 18 grudnia 2017 20 / 22

Przykład Obliczyć f (x), jeśli: f (x) = x, f (x) = x 3, f (x) = x, f (x) = 2x 3, f (x) = 3e x f (x) = 3x 2 + 4x 5 f (x) = 3x x 3 x f (x) = 5x 3 x + x + 2 f (x) = x 3 e x f (x) = 3x 5 2e x sin x f (x) = sin(x 2 + 3) f (x) = cos 5 x f (x) = cos(x 5 ) f (x) = (3x 5 4 ln x + 1) 10 3 sin x e x Magdalena Alama-Bućko Wykład 11 18 grudnia 2017 21 / 22

Dziękuję za uwagę! Magdalena Alama-Bućko Wykład 11 18 grudnia 2017 22 / 22