Matematika 2, vzorová písemka 1

Podobne dokumenty
5. a 12. prosince 2018

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.

Funkce zadané implicitně. 4. března 2019

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

Úvodní informace. 18. února 2019

Co nám prozradí derivace? 21. listopadu 2018

Kapitola 4: Soustavy diferenciálních rovnic 1. řádu

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

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

Diferenciální rovnice základní pojmy. Rovnice se

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

1 Soustava lineárních rovnic

Inverzní Z-transformace

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

(13) Fourierovy řady

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

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

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

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

Kristýna Kuncová. Matematika B2 18/19

Vybrané kapitoly z matematiky

Kristýna Kuncová. Matematika B2 18/19. Kristýna Kuncová (1) Vzorové otázky 1 / 36

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

Cauchyova úloha pro obyčejnou diferenciální rovnici

1 Předmluva Značení... 3

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

Kristýna Kuncová. Matematika B2

Numerické metody 8. května FJFI ČVUT v Praze

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

Geometrická nelinearita: úvod

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

Katedra aplikované matematiky FEI VŠB Technická univerzita Ostrava

kontaktní modely (Winklerův, Pasternakův)

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

1 Derivace funkce a monotonie

Matematika (KMI/PMATE)

Kapitola 2. Nelineární rovnice

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

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

Laplaceova transformace

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

Kristýna Kuncová. Matematika B3

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 ].

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

DFT. verze:

Petr Beremlijski, Marie Sadowská

Numerické metody a statistika

Matematická analýza 2. Kubr Milan

Lineární algebra - iterační metody

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

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

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)

Západočeská univerzita v Plzni Fakulta aplikovaných věd Katedra matematiky

Rovnice proudění Slapový model

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

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

Matematika III Stechiometrie stručný

Anna Kratochvílová Anna Kratochvílová (FJFI ČVUT) PDR ve zpracování obrazu / 17

Jednoduchá zobrazení. Podpořeno z projektu FRVŠ 584/2011.

GEM a soustavy lineárních rovnic, část 2

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

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

Matematický ústav UK Matematicko-fyzikální fakulta. Ukázky aplikací matematiky

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

Obsah. Zobrazení na osmistěn. 1 Zobrazení sféry po částech - obecné vlastnosti 2 Zobrazení na pravidelný konvexní mnohostěn

Matematická analýza pro učitele (text je v pracovní verzi)

Internetová matematická olympiáda 8. ročník, Baví se student Fakulty strojního inženýrství VUT v Brně (FSI) s kamarádem:

Funkce více proměnných: limita, spojitost, derivace

Příklad 1.2 Nalezněte obsah oblasti ohraničené křivkami y =lnx, y =ln 2 x.

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

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

Opracowanie: mgr Jerzy Pietraszko

7. Aplikace derivace

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

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

Linea rnı (ne)za vislost

podle přednášky doc. Eduarda Fuchse 16. prosince 2010

Speciální funkce, Fourierovy řady a Fourierova transformace

Wykład VI. Badanie przebiegu funkcji. 2. A - przedział otwarty, f D 2 (A) 3. Ekstrema lokalne: 4. Punkty przegięcia. Uwaga!

Jednoduchá zobrazení. Podpořeno z projektu FRVŠ 584/2011.

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

1 Równania różniczkowe drugiego rzędu

prof. RNDr. Roman Kotecký DrSc., Dr. Rudolf Blažek, PhD Pravděpodobnost a statistika Katedra teoretické informatiky Fakulta informačních technologií

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

Informacje pomocnicze:

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

Energetické principy a variační metody ve stavební mechanice

III. Dvojný a trojný integrál

Přijímací zkouška na navazující magisterské studium 2018

FAKULTA STAVEBNÍ. Stavební statika. Telefon: WWW:

Numerické metody minimalizace

Referenční plochy. Podpořeno z projektu FRVŠ 584/2011.

Stabilita proudění. Matematický ústav, Univerzita Karlova. 7. května 2015

Poznámky z matematiky

Mendelova univerzita v Brně user.mendelu.cz/marik

Fyzika laserů. Kvantová teorie laseru. 22. dubna Katedra fyzikální elektroniky.

Edita Pelantová, katedra matematiky / 16

Fakulta elektrotechnická. Algoritmy pro

Periodický pohyb obecného oscilátoru ve dvou dimenzích

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

Transkrypt:

Matematika 2, vzorová písemka Pavel Kreml 9.5.20 Přesun mezi obrazovkami Další snímek: nebo Enter. Zpět: nebo Shift + Enter

2 3 4 Doporučení Pokuste se vyřešit zadané úlohy samostatně. Pokud nebudete vědět jak dále, postupně si odkrývejte řešení.

- vždy 6 příkladů po 0 bodech: Neurčitý integrál, integrace racionální funkce. 2 Určitý integrál, substituční metoda, metoda per partes. 3 Aplikace určitého integrálu. 4 Funkce více proměnných, definiční obor, extrémy, tečná rovina. 5 Diferenciální rovnice. řádu. 6 Lineární diferenciální rovnice 2. (3.) řádu.. Hodnocení: Celkem lze získat 6 0 = 60 bodů.

vzorové písemky č. Vypočtěte integrál 2x+4 2 Vypočtěte integrál e (x+)(x 2 +2x+2) dx x +ln x dx. 3 Vypočtěte obsah rotační plochy, která vznikne rotací křivky 2 (ex + e x ) od x = 2 do x 2 = 2 kolem osy x.

vzorové písemky č. - pokračování 4 Určete a načrtněte definiční obor funkce f (x, y) = ln (x y) + 4 x 2 y 2. 5 Řešte diferenciální rovnici y + xy = x. 6 Řešte diferenciální rovnici 4y 8y + 3y = 4e x 2.

Příklad - výpočet Krok : Máme integrovat racionální funkci 2x+4 (x+)(x 2 +2x+2). Stupeň čitatele je m = a stupeň jmenovatele je n = 3. Funkce je ryze lomená. Krok 2: Zjistíme, zda kvadratický trojčlen nemá reálné kořeny.

Příklad - výpočet Krok : Máme integrovat racionální funkci 2x+4 (x+)(x 2 +2x+2). Stupeň čitatele je m = a stupeň jmenovatele je n = 3. Funkce je ryze lomená. Krok 2: Zjistíme, zda kvadratický trojčlen nemá reálné kořeny. D = 2 2 4 2 = 4 < 0 Nejsou reálné kořeny. Krok 3: Rozložíme racionální funkci na součet parciálních zlomků

Příklad - výpočet Krok : Máme integrovat racionální funkci 2x+4 (x+)(x 2 +2x+2). Stupeň čitatele je m = a stupeň jmenovatele je n = 3. Funkce je ryze lomená. Krok 2: Zjistíme, zda kvadratický trojčlen nemá reálné kořeny. D = 2 2 4 2 = 4 < 0 Nejsou reálné kořeny. Krok 3: Rozložíme racionální funkci na součet parciálních zlomků 2x + 4 (x + )(x 2 + 2x + 2) = A B(2x + 2) + x + (x 2 + 2x + 2) + C (x 2 + 2x + 2)

Příklad - výpočet Krok 4: Nalezneme konstanty A, B, C

Příklad - výpočet Krok 4: Nalezneme konstanty A, B, C 2x + 4 = A(x 2 + 2x + 2) + B(2x + 2)(x + ) + C(x + )

Příklad - výpočet Krok 4: Nalezneme konstanty A, B, C 2x + 4 = A(x 2 + 2x + 2) + B(2x + 2)(x + ) + C(x + ) Krok 5: Dosadíme kořen x = 2( ) + 4 = A( + 2( ) + 2) + B 0 + C 0 2 = A

Příklad - výpočet Krok 6: Polynom ve jmenovateli nemá další reálné kořeny. Principiálně lze dosadit za x nějaká vhodná čísla. Jinou možností je porovnat koeficienty u stejných mocnim polynomů na levé a pravé straně v rovnici z kroku 4.

Příklad - výpočet Krok 6: Polynom ve jmenovateli nemá další reálné kořeny. Principiálně lze dosadit za x nějaká vhodná čísla. Jinou možností je porovnat koeficienty u stejných mocnim polynomů na levé a pravé straně v rovnici z kroku 4. koef. u x 2 : 0 = A + 2B koef. u x 0 : 4 = 2A + 2B + C Krok 7: Jelikož A = 2, snadno vypočteme B a C:

Příklad - výpočet Krok 6: Polynom ve jmenovateli nemá další reálné kořeny. Principiálně lze dosadit za x nějaká vhodná čísla. Jinou možností je porovnat koeficienty u stejných mocnim polynomů na levé a pravé straně v rovnici z kroku 4. koef. u x 2 : 0 = A + 2B koef. u x 0 : 4 = 2A + 2B + C Krok 7: Jelikož A = 2, snadno vypočteme B a C: B = C = 2

Příklad - výpočet Krok 8: Daná racionální funce se rozloží na součet tří zlomků a tedy máme počítat 2x+4 (x+)(x 2 +2x+2) dx = ( 2 x+ + (2x+2) (x 2 +2x+2) + 2 (x 2 +2x+2) )dx První dva integrály jsou snadné, v čitateli je derivace jmenovatele.

Příklad - výpočet Krok 8: Daná racionální funce se rozloží na součet tří zlomků a tedy máme počítat 2x+4 (x+)(x 2 +2x+2) dx = ( 2 x+ + (2x+2) (x 2 +2x+2) + 2 (x 2 +2x+2) )dx První dva integrály jsou snadné, v čitateli je derivace jmenovatele. Krok 9: 2 x + dx = 2 ln x + + C

Příklad - výpočet Krok 8: Daná racionální funce se rozloží na součet tří zlomků a tedy máme počítat 2x+4 (x+)(x 2 +2x+2) dx = ( 2 x+ + (2x+2) (x 2 +2x+2) + 2 (x 2 +2x+2) )dx První dva integrály jsou snadné, v čitateli je derivace jmenovatele. Krok 9: 2 x + dx = 2 ln x + + C Krok 0: (2x + 2) (x 2 + 2x + 2) dx = ln(x 2 + 2x + 2) + C 2

Příklad - výpočet Krok : Zbývá vypočítat 2 x 2 +2x+2 dx

Příklad - výpočet Krok : Zbývá vypočítat 2 x 2 +2x+2 dx Krok 2: Jelikož je diskriminant kvadratického polynomu ve jmenovateli záporný (viz krok 2.), integrací dostaneme funkci arctg()

Příklad - výpočet Krok : Zbývá vypočítat 2 x 2 +2x+2 dx Krok 2: Jelikož je diskriminant kvadratického polynomu ve jmenovateli záporný (viz krok 2.), integrací dostaneme funkci arctg() 2 x 2 + 2x + 2 dx = 2 = 2 (x + ) 2 + 2 dx = (x + ) 2 + dx = 2arctg(x + ) + C 3

Příklad - výpočet Krok 3: Výsledek bude 2x + 4 (x + )(x 2 + 2x + 2) dx = = 2 ln x + ln(x 2 + 2x + 2) + 2arctg(x + ) + C

Příklad 2 - výpočet Krok : Určitý integrál e x dx budeme řešit substitucí. +ln x

Příklad 2 - výpočet Krok : Určitý integrál e e x + ln x dx = x dx budeme řešit substitucí. +ln x substituce + ln x = u x dx = du = e 2

Příklad 2 - výpočet Krok : Určitý integrál Krok 2: = 2 e e x + ln x dx = x dx budeme řešit substitucí. +ln x substituce + ln x = u x dx = du = e 2 [ ] u 2 2 du = = 2 ( 2 ) = 2 2 2 u 2

Příklad 3 - obsah rotační plochy Křivka y = 2 (ex + e x ) = cosh x je řetězovka. Vytvoří ji řetěz (lano), které je zavěšeno na svých koncích v gravitačním poli. Rotací řetězovky kolem osy x vzniká plocha nazývaná katenoid. Plochu vytvoří např. mýdlová blána natažená mezi dvě souosé kružnice.

Příklad 3 - výpočet Krok : rotační plochy vypočteme ze vztahu b S = 2π a y ( + y 2 )dx

Příklad 3 - výpočet Krok : rotační plochy vypočteme ze vztahu b S = 2π a y ( + y 2 )dx Krok 2: y = 2 (ex + e x ) = 2 (ex e x )

Příklad 3 - výpočet Krok 3: Vypočteme výraz ( + y 2 ) ( + y 2 ) = + 4 (ex e x ) 2 = 4 (4 + e2x 2e x e x + e 2x ) = = 4 (e2x + 2 + e 2x ) = 4 (ex + e x ) 2

Příklad 3 - výpočet Krok 3: Vypočteme výraz ( + y 2 ) ( + y 2 ) = + 4 (ex e x ) 2 = 4 (4 + e2x 2e x e x + e 2x ) = Krok 4: b S = 2π a = 4 (e2x + 2 + e 2x ) = 4 (ex + e x ) 2 2 y ( + y 2 )dx = 2π 2 2 (ex + e x ) 4 (ex + e x ) 2 =

Příklad 3 - výpočet Krok 5: 2 = 2π 2 4 (ex + e x ) 2 dx = π 2 2 2 (e x + e x ) 2 dx =

Příklad 3 - výpočet Krok 5: 2 = 2π 2 4 (ex + e x ) 2 dx = π 2 2 2 Krok 6: Integrovaná funkce je sudá, proto = 2 π 2 2 0 2 (e x + e x ) 2 dx = π 0 (e x + e x ) 2 dx = (e 2x + 2 + e 2x )dx =

Příklad 3 - výpočet Krok 7: [ e 2x = π 2 ] 2 [ e 2x e 4 + 2x = π 2 0 2 + 4 e 4 2 ( 2 + 0 ] 2 ) = = π 2 ( e 4 + 8 e 4)

Příklad 4 - definiční obor funkce dvou proměnných Krok : Určíme podmínky pro jednotlivé části funkce f (x, y) = ln (x y) + 4 x 2 y 2

Příklad 4 - definiční obor funkce dvou proměnných Krok : Určíme podmínky pro jednotlivé části funkce Krok 2: Podmínky ln(x y) 0 2 (x y) > 0 f (x, y) = 3 (4 x 2 y 2 ) 0 ln (x y) + 4 x 2 y 2

Příklad 4 -. podmínka Grafické vyjádření: Krok 3: ln(x y) 0 (x y) y x

Příklad 4-2. podmínka Grafické vyjádření: Krok 4: (x y) > 0 x > y

Příklad 4-3. podmínka Grafické vyjádření: Krok 5: (4 x 2 y 2 ) 0 x 2 + y 2 4

Příklad 4 - souhrn Krok 6: D f = { [x, y] R 2 : y x, x > y, x 2 + y 2 4 } Grafické vyjádření:

Řešte diferenciální rovnici. řádu y + xy = x Krok : Určíme typ rovnice

Řešte diferenciální rovnici. řádu y + xy = x Krok : Určíme typ rovnice Jedná se o lineární diferenciální rovnici. řádu Krok 2: Řešíme rovnici bez pravé strany y + xy = 0

Řešte diferenciální rovnici. řádu y + xy = x Krok : Určíme typ rovnice Jedná se o lineární diferenciální rovnici. řádu Krok 2: Řešíme rovnici bez pravé strany y + xy = 0 y = xy dy y y y = x = xdx ln y = x 2 2 + C

Příklad 5 - výpočet y 0 = e x2 2 +C = e x2 2 e C = Ce x2 2

Příklad 5 - výpočet y 0 = e x2 2 +C = e x2 2 e C = Ce x2 2 Krok 3: Použijeme metodu variace konstant y = C(x)e x2 2

Příklad 5 - výpočet y 0 = e x2 2 +C = e x2 2 e C = Ce x2 2 Krok 3: Použijeme metodu variace konstant y = C(x)e x2 2 y = C (x)e x2 2 + C(x)e x2 2 ( x) Krok 4: Dosadíme do zadané rovnice

Příklad 5 - výpočet C (x)e x2 2 + C(x)e x2 2 ( x) + xc(x)e x2 2 ( x) = x Krok 5: Integrujeme C (x)e x2 2 = x C (x) = xe x2 2

Příklad 5 - výpočet C(x) = = xe x2 2 dx substituce x 2 2 = t xdx = dt = e t dt = e t + K = e x2 2 + K Krok 6: Dosadíme za C(x) (v kroku 3):

Příklad 5 - výpočet C(x) = = xe x2 2 dx substituce x 2 2 = t xdx = dt = e t dt = e t + K = e x2 2 + K Krok 6: Dosadíme za C(x) (v kroku 3): ( ) y = C(x)e x2 2 = e x2 2 + K e x2 2 = + Ke x2 2

Příklad 6 - diferenciální rovnice 2. řádu Řešte diferenciální rovnici 2. řádu 4y 8y + 3y = 4e x 2 Krok : Řešíme rovnici bez pravé strany 4y 8y + 3y = 0

Příklad 6 - diferenciální rovnice 2. řádu Řešte diferenciální rovnici 2. řádu 4y 8y + 3y = 4e x 2 Krok : Řešíme rovnici bez pravé strany 4y 8y + 3y = 0 Krok 2: Řešíme charakteristickou rovnici 4r 2 8r + 3 = 0

Příklad 6 - výpočet r,2 = 8 ± 64 48 8 = { 3 2 2 Krok 3: rovnice bez pravé strany bude mít tvar

Příklad 6 - výpočet r,2 = 8 ± 64 48 8 = { 3 2 2 Krok 3: rovnice bez pravé strany bude mít tvar y 0 = C e 3 2 x + C 2 e 2 x

Příklad 6 - výpočet Krok 4: Partikulární řešení pro pravou stranu f (x) = 4e x 2 bude mít tvar

Příklad 6 - výpočet Krok 4: Partikulární řešení pro pravou stranu f (x) = 4e x 2 bude mít tvar Y = Axe x 2 Krok 5: Vypočteme Y, Y a dosadíme do zadané rovnice

Příklad 6 - výpočet Krok 4: Partikulární řešení pro pravou stranu f (x) = 4e x 2 bude mít tvar Y = Axe x 2 Krok 5: Vypočteme Y, Y a dosadíme do zadané rovnice Y = Ae x 2 + 2 Axe x 2 Y = 2 Ae x 2 + 2 Ae x 2 + 4 Axe x 2

Příklad 6 - výpočet ( 4 2 ) ( ) 2 Ae x 2 + 4 Axe x 2 8 Ae x 2 + 2 Axe x 2 + 3Axe x x 2 = 4e 2 Krok 7: Vypočteme konstantu A

Příklad 6 - výpočet ( 4 2 ) ( ) 2 Ae x 2 + 4 Axe x 2 8 Ae x 2 + 2 Axe x 2 + 3Axe x x 2 = 4e 2 Krok 7: Vypočteme konstantu A 4A + Ax 8A 4Ax + 3Ax = 4 4A = 4 A =

Příklad 6 - výpočet Krok 8: Prtikulární řešení má tedy tvar Y = xe x 2 Krok 9: celé rovnice bude

Příklad 6 - výpočet Krok 8: Prtikulární řešení má tedy tvar Y = xe x 2 Krok 9: celé rovnice bude y = y 0 + Y y = C e 3 2 x + C 2 e 2 x xe x 2

2 ln x + ln(x 2 + 2x + 2) + 2arctg(x + ) + C 2 2 2 2 ( e 4 + 8 e 4) 3 π 2 4 y x, x > y, x 2 + y 2 4 5 + Ke x2 2 6 C e 3 2 x + C 2 e 2 x xe x 2