Ciągłość funkcji i podstawowe własności funkcji ciągłych.

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

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

Ciągłość funkcji f : R R

Rozdział 6. Ciągłość. 6.1 Granica funkcji

Analiza matematyczna. 1. Ciągi

Pochodna funkcji odwrotnej

Ciągłość funkcji. Seminarium dyplomowe powtórzenie wiadomości. Jan Kowalski. 22 maja Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu

Funkcje rzeczywiste jednej. Matematyka Studium doktoranckie KAE SGH Semestr letni 2008/2009 R. Łochowski

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

Notatki z Analizy Matematycznej 2. Jacek M. Jędrzejewski

Matematyka ZLic - 2. Granica ciągu, granica funkcji. Ciągłość funkcji, własności funkcji ciągłych.

granicą ciągu funkcyjnego (f n ) n N W symbolicznym zapicie fakt, że f jest granicą ciągu funkcyjnego (f n ) n N możemy wyrazić następująco: ε>0 N N

Zbiory, funkcje i ich własności. XX LO (wrzesień 2016) Matematyka elementarna Temat #1 1 / 16

1 Funkcje i ich granice

Zdzisław Dzedzej. Politechnika Gdańska. Gdańsk, 2013

Ekstrema globalne funkcji

22 Pochodna funkcji definicja

Analiza matematyczna 1 - test egzaminacyjny wersja do ćwiczeń

Wykład 4 Przebieg zmienności funkcji. Badanie dziedziny oraz wyznaczanie granic funkcji poznaliśmy na poprzednich wykładach.

Definicja odwzorowania ciągłego i niektóre przykłady

9. BADANIE PRZEBIEGU ZMIENNOŚCI FUNKCJI

VIII. Zastosowanie rachunku różniczkowego do badania funkcji. 1. Twierdzenia o wartości średniej. Monotoniczność funkcji.

Analiza matematyczna i algebra liniowa Wprowadzenie Ciągi liczbowe

Egzamin z Analizy Matematycznej I dla Informatyków, 28 I 2017 Część I

Matematyka i Statystyka w Finansach. Rachunek Różniczkowy

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

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

Iteracyjne rozwiązywanie równań

1 Metody rozwiązywania równań nieliniowych. Postawienie problemu

Ci agło s c funkcji 2 grudnia 2014 Ci agło s c funkcji

Modelowanie wybranych pojęć matematycznych. semestr letni, 2016/2017 Wykład 10 Własności funkcji cd.

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

Temat: Ciągi i szeregi funkcyjne

Rozdział 4. Ciągi nieskończone. 4.1 Ciągi nieskończone

Korzystając z własności metryki łatwo wykazać, że dla dowolnych x, y, z X zachodzi

1. Pochodna funkcji. Twierdzenie Rolle a i twierdzenie Lagrange a.

6. Granica funkcji. Funkcje ciągłe.

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

Twierdzenia Rolle'a i Lagrange'a

Logarytmy. Funkcje logarytmiczna i wykładnicza. Równania i nierówności wykładnicze i logarytmiczne.

FUNKCJE. 1. Podstawowe definicje

Kierunek i poziom studiów: Matematyka, studia I stopnia, rok I Sylabus modułu: Wstęp do analizy matematycznej (03-MO1S-12-WAMa)

II. FUNKCJE WIELU ZMIENNYCH

11. Pochodna funkcji

Wzór Maclaurina. Jeśli we wzorze Taylora przyjmiemy x 0 = 0 oraz h = x, to otrzymujemy tzw. wzór Maclaurina: f (x) = x k + f (n) (θx) x n.

Metody numeryczne I Równania nieliniowe

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

10 zadań związanych z granicą i pochodną funkcji.

Zaawansowane metody numeryczne

Wykład 10. Stwierdzenie 1. X spełnia warunek Borela wtedy i tylko wtedy, gdy każda scentrowana rodzina zbiorów domkniętych ma niepusty przekrój.

Kryteria oceniania z matematyki dla klasy M+ (zakres rozszerzony) Klasa II

Granice funkcji-pojęcie pochodnej

Analiza Matematyczna. Właściwości funkcji ciagłych

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

Matematyka. rok akademicki 2008/2009, semestr zimowy. Konwersatorium 1. Własności funkcji

Roksana Gałecka Okreslenie pochodnej funkcji, podstawowe własnosci funkcji różniczkowalnych

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

Rachunek Różniczkowy

PLAN WYNIKOWY Z MATEMATYKI DLA KLASY IV TECHNIKUM 5 - LETNIEGO

Rozdział 7. Różniczkowalność. 7.1 Pochodna funkcji w punkcie

2 Rodziny zbiorów. 2.1 Algebry i σ - algebry zbiorów. M. Beśka, Wstęp do teorii miary, rozdz. 2 11

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

TO SĄ ZAGADNIENIA O CHARAKTERZE RACZEJ TEORETYCZNYM PRZYKŁADOWE ZADANIA MACIE PAŃSTWO W MATERIAŁACH ĆWICZENIOWYCH. CIĄGI

Ważną rolę odgrywają tzw. funkcje harmoniczne. Przyjmujemy następującą definicję. u = 0, (6.1) jest operatorem Laplace a. (x,y)

Funkcje. Część druga. Zbigniew Koza. Wydział Fizyki i Astronomii

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

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

Lokalna odwracalność odwzorowań, odwzorowania uwikłane

F t+ := s>t. F s = F t.

Znaleźć wzór ogólny i zbadać istnienie granicy ciągu określonego rekurencyjnie:

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

WKLĘSŁOŚĆ I WYPUKŁOŚĆ KRZYWEJ. PUNKT PRZEGIĘCIA.

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

Zadania optymalizacyjne w szkole ponadgimnazjalnej. Materiały do przedmiotu Metodyka Nauczania Matematyki 2 (G-PG). Prowadzący dr Andrzej Rychlewicz

x 2 5x + 6 x 2 x 6 = 1 3, x 0sin 2x = 2, 9 + 2x 5 lim = 24 5, = e 4, (i) lim x 1 x 1 ( ), (f) lim (nie), (c) h(x) =

Analiza Matematyczna MAEW101 MAP1067

n=0 Dla zbioru Cantora prawdziwe są wersje lematu 3.6 oraz lematu 3.8 przy założeniu α = :

Pochodna funkcji jednej zmiennej

Matematyka z el. statystyki, # 4 /Geodezja i kartografia I/

Wykład 5. Zagadnienia omawiane na wykładzie w dniu r

AM1.2 zadania 14. Zadania z numerami opatrzonymi gwiazdka

1 Relacje i odwzorowania

Wykład 6, pochodne funkcji. Siedlce

Agata Boratyńska ZADANIA Z MATEMATYKI, I ROK SGH GRANICA CIĄGU

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

WYMAGANIA EDUKACYJNE Z MATEMATYKI KLASA III ZAKRES ROZSZERZONY (90 godz.) , x

Funkcje ciagłe. Matematyka. Aleksander Denisiuk. Elblaska Uczelnia Humanistyczno-Ekonomiczna ul. Lotnicza Elblag.

ANALIZA MATEMATYCZNA Z ELEMENTAMI STATYSTYKI MATEMATYCZNEJ

Rozdział 3. Granica i ciągłość funkcji jednej zmiennej

Zadania z analizy matematycznej - sem. II Funkcje, ich granice i ciągłość

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

Łatwy dowód poniższej własności pozostawiamy czytelnikowi.

Pochodna funkcji: definicja, podstawowe własności wykład 5

Ciągi. Granica ciągu i granica funkcji.

Pochodne funkcji wraz z zastosowaniami - teoria

1. Definicja granicy właściwej i niewłaściwej funkcji.

jest ciągiem elementów z przestrzeni B(R, R)

Funkcje dwóch zmiennych, pochodne cząstkowe

W. Guzicki Zadanie IV z Informatora Maturalnego poziom rozszerzony 1

Transkrypt:

Ciągłość funkcji i podstawowe własności funkcji ciągłych. Definicja (otoczenie punktu) Otoczeniem punktu x 0 R, o promieniu nazywamy zbiór x R taki, że: inaczej x x 0 x x 0, x 0 Definicja (ciągłość w punkcie) Funkcja f : X R jest ciągła w punkcie, x 0 X wtedy i tylko wtedy, gdy: lim x x 0 f x = f x 0

Obrazowo: funkcja jest ciągła w punkcie, jeśli nie przerywa się w tym punkcie Funkcja ciągła w punkcie Funkcja nieciągła w punkcie Niech f x = 3 x 2 oraz f 2 =1. Sprawdźmy czy funkcja jest ciągłą w x 0 = 2 3 lim x 2 x 2 = Więc nasza funkcja nie jest ciągła w x 0 = 2 lim 3 x 2 x 2 = zaś + f 2 =1

Definicja (warunek Heinego) Funkcja f : X R jest ciągła w punkcie, x 0 X jeśli: {x n } n=1 X lim n x n =x 0 lim n f x n = f x 0

Definicja (warunek Cauchy'ego) Funkcja f : X R jest ciągła w punkcie, x 0 X jeśli: x X x x 0 f x f x 0

Przykład Korzystając z definicji Heinego uzasadnić ciągłość podanej funkcji na R. f x =2x 3 3x 5 x 0 R {x n } n=1 X lim n x n =x 0 3 3 lim 2 x n 3 x n 5 =2 x 0 3 x 0 5 n Niech x 0 będzie dowolną liczbą rzeczywistą oraz niech {x n } będzie dowolnym ciągiem zbieżnym do x 0 wówczas: 3 lim 2 x n 3 x n 5 =2 lim n n x n 3 3 lim n 3 x n lim 5 =2 x 0 3 x 0 5 n

Przykład Korzystając z definicji Couchy'ego uzasadnić ciągłość podanej funkcji w x 0 =1. f x ={ 5x 2 5,dla x 1 x 1 10,dla x=1 x X x 1 5x2 5 10 x 1 Weźmy, szukamy takiego żeby: 5 x2 1 5x2 5 10 10 x 1 x 1 5 x 1 x 1 10 x 1 5 x 1 10 5 x 1 x 1 5 Weźmy = 5, więc nasza funkcja jest ciągła w x 0 =1

Twierdzenie Funkcja f : X R jest ciągła w punkcie x 0 X spełnia warunek Heinego w punkcie x 0 X Definicja Funkcja f : X R jest lewostronnie/prawostronnie ciągła w punkcie x 0 X jeśli: lim x x 0 f x = f x 0, lim x x 0 + f x = f x 0

Definicja Funkcja f : X R jest ciągła, jeśli funkcja f jest ciągła w każdym punkcie x 0 X. W przypadku funkcji wielu zmiennych mamy: Definicja Niech X, d X, Y, d Y będą przestrzeniami metrycznymi. Odwzorowanie ciągłe w punkcie x 0 X, jeśli: f : X Y jest x X d X x, x 0 d Y f x, f x 0

Definicja Funkcja f : X R jest ciągła jednostajnie, jeśli: x 1, x 2 X x 1 x 2 f x 1 f x 2

Funkcje niejednostajnie ciągłe

Twierdzenie Jeżeli funkcja jest ciągła jednostajnie, to jest ciągła. Przykład Funkcja f : X R, gdzie X =R {0 }, f x = 1 x jest ciągła, ale nie jest jednostajnie ciągła. Twierdzenie Jeśli funkcje f : X R, g : X R są ciągłe wówczas: f : X R, gdzie R f g : X R, f ±g : X R, f / g : X R, gdzie g x 0 dla każdego x są ciągłe Twierdzenie Jeśli f :[a,b] R jest ciągła, to jest ciągła jednostajnie na [a,b].

Twierdzenie Złożenie funkcji ciągłych f : X R, g :Y R, jest funkcją ciągłą: h x =g f x = g f x Twierdzenie (Weierstrassa) Jeśli funkcja f :[a,b] R jest ciągła na przedziale domkniętym, to jest ograniczona. Ponadto osiąga w przedziale [a,b] kres dolny m i kres górny M. Kres górny najmniejsze z ograniczeń górnych M =sup A a A A M, a A M a Kres dolny największe z ograniczeń dolnych m=inf A a A a m, a A m a

Ograniczoność funkcji ciągłej Osiąganie kresów przez funkcję ciągłą

Twierdzenie (własność Darboux) Jeśli funkcja f :[a,b] R jest ciągła oraz f a y f b lub f b y f a, to istnieje c [a,b] takie, że f c = y (f ma własność Darboux gdy osiąga wszystkie pośrednie punkty przedziału f a, f b )

Twierdzenie Jeśli funkcja f :[a,b] R jest ciągła i f a f b, to istnieje x 0 [a,b] takie, że f x 0 =0

Przykład Uzasadnić z tw. Darboux że równanie ln x 2x=1 ma w przedziale [ 1 2 jedno rozwiązanie., 1] dokładnie Rozważmy funkcje: f x =ln x 2x 1 Dalej : f 1 2 =ln 1 2 1 2 2 1 =ln 2 1 = ln 2 i f 1 =ln 1 2 1 1 =0 1 =1 Na mocy własności Darboux istnieje miejsce zerowe c funkcji f x takie ze c [ 1 2, 1] Dalej wykażemy ze funkcja f x jest ściśle monotoniczna na przedziale [0, ] W tym celu zbadamy znak pochodnej: f ' x = 1 x 2 1 Dla każdego x [0, ] zachodzi 2 0 2 Zatem funkcja f x jest rosnąca na przedziale [0, ] Stad na mocy własności Darboux oraz ścisłej monotoniczności funkcji f x wykazaliśmy ze istnieje dokładnie jedno rozwiązanie równania ln x 2x 1

Twierdzenie Jeśli funkcja f :[a,b] R jest ciągła i różnowartościowa, to jest ściśle monotoniczna. Twierdzenie Jeśli funkcja f :[a,b] R jest ciągła i różnowartościowa, to funkcja odwrotna f 1 f : [a,b] [a,b] też jest ciągła. f x = y f 1 y =x Definicja Funkcja f : X R spełnia warunek Lipschitza (ze stałą L), jeśli: L 0 x 1, x 2 X f x 1 f x 2 L x 1 x 2 X, d X, Y, d Y - przestrzenie metryczne L 0 x 1, x 2 X d Y f x 1, f x 2 L d X x 1, x 2

Twierdzenie Jeśli funkcja f : X R spełnia warunek Lipschitza, to f jest ciągła(jednostajnie ciągła)