na egzaminach z matematyki

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

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

1 Funkcje elementarne

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

ELEKTROTECHNIKA Semestr 1 Rok akad / ZADANIA Z MATEMATYKI Zestaw Przedstaw w postaci algebraicznej liczby zespolone: (3 + 2j)(5 2j),

WSTĘP DO ANALIZY I ALGEBRY, MAT1460

Treści programowe. Matematyka 1. Efekty kształcenia. Literatura. Warunki zaliczenia. Ogólne własności funkcji. Definicja 1. Funkcje elementarne.

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

Wykład 5. Zagadnienia omawiane na wykładzie w dniu r

Funkcje trygonometryczne. XX LO (wrzesień 2016) Matematyka elementarna Temat #5 1 / 14

1 Pochodne wyższych rzędów

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

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

Kurs Start plus poziom zaawansowany, materiały dla prowadzących, Marcin Kościelecki. Zajęcia 1.

Elementy logiki (4 godz.)

Pochodna funkcji jednej zmiennej

postaci kanonicznej i iloczynowej trójmiany: y = 0,5x 2. Podaj określenie ciągu arytmetycznego. Dany jest ciąg a n

1 Wyrażenia potęgowe i logarytmiczne.

Treści programowe. Matematyka. Literatura. Warunki zaliczenia. Funkcje elementarne. Katarzyna Trąbka-Więcław

22 Pochodna funkcji definicja

EGZAMIN MATURALNY Z MATEMATYKI

Treści programowe. Matematyka. Efekty kształcenia. Warunki zaliczenia. Literatura. Funkcje elementarne. Katarzyna Trąbka-Więcław

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

Zadania z analizy matematycznej - sem. I Liczby i funkcje

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

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

Zadania z analizy matematycznej - sem. I Liczby i funkcje

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

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

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

Literatura podstawowa

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

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

7. Funkcje elementarne i ich własności.

KLUCZ PUNKTOWANIA ODPOWIEDZI

Matematyka ETId I.Gorgol. Funkcja złożona i odwrotna. Funkcje

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

Analiza Matematyczna MAEW101

Funkcje elementarne. Matematyka 1

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

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

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

KLUCZ PUNKTOWANIA ODPOWIEDZI

LISTY ZADAŃ DO KURSU ANALIZA MATEMATYCZNA 1 (MAT 1637, 1644)

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

Matematyka i Statystyka w Finansach. Rachunek Różniczkowy

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

Wykład 7. Informatyka Stosowana. 21 listopada Informatyka Stosowana Wykład 7 21 listopada / 27

Projekt Informatyka przepustką do kariery współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

1 Funkcja wykładnicza i logarytm

Przykładowy zestaw zadań nr 1 z matematyki Odpowiedzi i schemat punktowania poziom podstawowy ODPOWIEDZI I SCHEMAT PUNKTOWANIA ZESTAW NR 1

ODPOWIEDZI I SCHEMAT PUNKTOWANIA ZESTAW NR 1 POZIOM PODSTAWOWY

Matematyka dyskretna. Andrzej Łachwa, UJ, /15

Szkice rozwiązań zadań z arkuszy maturalnych zamieszczonych w 47. numerze Świata Matematyki, który można nabyć w sklepie na

Analiza matematyczna - 1. Granice

Matematyka I. Bezpieczeństwo jądrowe i ochrona radiologiczna Semestr zimowy 2018/2019 Wykład 12

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

Funkcja pierwotna. Całka nieoznaczona. Podstawowe wzory. Autorzy: Konrad Nosek

Całki nieoznaczone. 1 Własności. 2 Wzory podstawowe. Adam Gregosiewicz 27 maja a) Jeżeli F (x) = f(x), to f(x)dx = F (x) + C,

1. Równania i nierówności liniowe

1 Wiadomości wst ¾epne

Indukcja matematyczna

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

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

ZASTOSOWANIA POCHODNEJ FUNKCJI

Pochodne funkcji wraz z zastosowaniami - teoria

Elementy logiki. Zdania proste i złożone

Definicja i własności wartości bezwzględnej.

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

EGZAMIN MATURALNY Z MATEMATYKI

LISTA 0 (materiał do samodzielnego powtórzenia). Działania w zbiorze liczb rzeczywistych

Podstawy analizy matematycznej II

ZADANIA DO SAMODZIELNEGO ROZWIĄZNIA. oprac. I. Gorgol

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

Otrzymali Państwo od Pani dr Cichockiej przykładowe zadania na egzamin. Na ostatnich zajęciach możemy je porozwiązywać, ale ze względu na

Zadania do samodzielnego rozwiązania zestaw 11

( ) Arkusz I Zadanie 1. Wartość bezwzględna Rozwiąż równanie. Naszkicujmy wykresy funkcji f ( x) = x + 3 oraz g ( x) 2x

Matematyka I. Bezpieczeństwo jądrowe i ochrona radiologiczna Semestr zimowy 2018/2019 Wykład 9

Lista 1 - Funkcje elementarne

RACHUNEK RÓŻNICZKOWY FUNKCJI JEDNEJ ZMIENNEJ

Granice funkcji-pojęcie pochodnej

1 Funkcja wykładnicza i logarytm

Tożsamości cyklometryczne. Zadania z zastosowaniem funkcji cyklometrycznych. Autorzy: Anna Barbaszewska-Wiśniowska

Agata Boratyńska ZADANIA Z MATEMATYKI, I ROK SGH GRANICA CIĄGU

Funkcje analityczne. Wykład 2. Płaszczyzna zespolona. Paweł Mleczko. Funkcje analityczne (rok akademicki 2017/2018)

Zasada indukcji matematycznej

1 Funkcje dwóch zmiennych podstawowe pojęcia

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) =

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

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

Obliczanie pochodnej funkcji. Podstawowe wzory i twierdzenia. Autorzy: Tomasz Zabawa

LUBELSKA PRÓBA PRZED MATURĄ poziom podstawowy MATEMATYKA LUTY Instrukcja dla zdającego. Czas pracy: 170 minut

Funkcją sinus kąta α nazywamy stosunek przyprostokątnej leżącej naprzeciw kąta α do przeciwprostokątnej w trójkącie prostokątnym, i opisujemy jako:

III. Funkcje rzeczywiste

Zadania z analizy matematycznej - sem. II Całki nieoznaczone

lim Np. lim jest wyrażeniem typu /, a

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

LUBELSKA PRÓBA PRZED MATURĄ 2018 poziom podstawowy

EGZAMIN MATURALNY Z MATEMATYKI

Transkrypt:

Błędy studentów na egzaminach z matematyki W opracowaniu omówiłem typowe błędy popełniane przez studentów na kolokwiach i egzaminach z algebry oraz analizy. Ponadto podaję błędy rzadziej spotykane, które zaskoczyły mnie pomysłowości a zdajacych. Mam nadzieję, że dzięki opracowaniu studenci nie popełni a już tego rodzaju błędów. I. Fałszywe wzory algebraiczne, trygonometryczne i inne Studenci błędnie przyjmuja, że funkcje elementarne sa liniowe i dlatego stosuja wzory a, b. a a + b 2 = a 2 + b 2 1, x + y = x + y, x + y = 1 x + 1 y ; b sin 2α = 2 sin α, tg x + y = tg x + tg y; c x 2 ln a = x, ln b = ln a b, an a m = a n m ; d a x + b y = a + b x + y, a + b = a x x + b. II. Błędne metody obliczania granic ciagów i funkcji Jednym z najczęściej popełnianych błędów przy wyznaczaniu granic ciagów i funkcji jest obliczenie granicy w dwóch etapach. Studenci najpierw przechodza do granicy z częścia zmiennych i dopiero po uproszczeniu wyrażenia, przechodza do granicy z pozostałymi zmiennymi. a lim n lim 1 + 1 2n n n 1 + 0n [! ] n 1 = 1. Prawidłowy wynik e. 1 b lim n n2 + 1 + 1 n2 + 2 +... + 1 n2 + n 0 + 0 +... + 0 [! ] 0 = 0. Prawidłowy wynik 1. n n c lim x2 + 5x x 2 + 2x x 1 + 5x x 1 + 2 x x 1 + 0 x 1 + 0 Prawidłowy wynik 3 2. [! ] x 1 x 1 0 = 0.

3x + sin x 0 + sin x sin x d lim [! ] x 0 x x 0 x x 0 x = 1. Prawidłowy wynik 4. 1 + 8x e lim 1 + 3x 1 + 0 x 0+ x sin x x 0+ x 1 + 0 [! ] = sin x 1 lim x 0+ x x sin x 1 1 x x 0+ x 1 x 1 [! ] 0 = 0. x 0+ Prawidłowy wynik 5. e x 1 1 f lim x 0 sin 2x x 0 sin 2 ex 1 [! ] = 1 x sin 2 1 = 1 sin 2. Prawidłowy wynik 1 2. g Po podniesieniu wyrażenia za limesem do czwartej potęgi otrzymam: 4 16x4 + 1 lim x2 + 3 16x 4 + 1 x 2 + 3 2 [! ] 16 + 1 x 4 1 + 3 2 = 16. x 2 Prawidłowy wynik 2. h Dla wielu studentów wyrażenia,, 0, 1 sa tylko pozornie nieoznaczone, gdyż ich zdaniem zachodz a wzory: = 0, = 1, 0 = 0, 1 = 1. Z poniższych równości wynika, że stwierdzenia te sa fałszywe: lim x 2 x e x =, lim =, lim sin x 2 = 2, lim 1 + 1 x = e. x x 0+ x x i Studenci stosuja regułę de L Hospitala bez sprawdzenia założeń: x H 1 lim x e x x e [! ] = 1 =, prawidłowy wynik, x 0+ 2 x H 2 x ln 2 lim [! ] = 1 ln 2 = ln 2, prawidłowy wynik, x 0+ x x 0+ 1 1 x 2 + sin x 2 lim H 2x + 2x cos x 2 1 + cos x 2, a ponieważ x 2 2x ostatnia granica nie istnieje, więc nie istnieje także granica poczatkowa[! ]. Prawidłowy wynik 1. Ponadto stosuj a fałszyw a "regułę de L Hospitala" do obliczania wartości wyrażenia nieoznaczonego 0 : lim [p x q x] = x x0 lim [p x q 1 x], np. lim x ctg x 1 x x 0 x 0+ x 0+ sin 2 [! ] = 1 1 x 0+ =

- poprawna wartość 1 oraz do wyrażenia : lim [p x q x] = [ x x0 lim [p x q x], np. lim x ln x 1 1 ] [! ] = 1 0 = 1 - x x 0 x poprawna wartość. sin x j Dla studentów granica lim zawsze równa się 1, niezależnie od x x symbolu wpisanego w ramkę. W rzeczywistości ta granica w punktach różnych od 0 ma inne wartości, np. sin x lim x π x = 0, lim x π 2 sin x x = 2 π, lim sin x x 1 x III. Błędne wzory do obliczania pochodnych a [p x q x] = p x q x, sin x = sin 1, lim x = 0. np. [ x 3 sin x ] = 3x 2 cos x [! ], poprawny wynik 3x 2 sin x + x 3 cos x; [ ] p x b = p x q x q x, [ cos x ] sin x sin x + cos x np. = [! ], poprawny wynik, e x e x e [ ] x 1 c = 1 q x q x, [ ] 1 1 np. = x 4 x 4x 3 1 [! ], poprawny wynik 4x3 1 x 4 x 2, d {f [g x]} = f [g x], 1 np. [sin ln x] = cos [! ], poprawny wynik 1 cos ln x ; x x e 9 x = x 9 x 1, arcsin x = arccos x, tg x = ctg x; f x x = x x ln x, e 7 = e 7, ln 44 = 1 44, π 5 = 5π 4 ; g arc tg x = 1 1 + x tg 2 x = 1 1 + x 1 [ 2 cos 2 x, x 3] = 3 x 2. h Studenci potrafia różniczkować nie istniej ace funkcje, np. : [ cos x 3 ] = sin x 2 cos x 3 [! ] ;

[ arcsin 2 + x 2 ] = 2x 1 2 + x 2 2 [! ] ; [ ln 1 e x2] 1 = 1 e e x2 2x [! ]. x2 i Zadanie: dla f x, y = x 4 + y 4 zbadać, czy istnieje f 0, 0. Rozwiazanie studenta: 0, 0 = [ ] x f 4x 3 x 2 = 0. Otrzymałem wyra- x 4 + y 4 0 żenie nieoznaczone, więc f f 0, 0 nie istnieje [! ]. Odp. 0, 0 = 0. x x IV. Błędne sposoby obliczania całek nieoznaczonych a [f x g x] = f x g x, np. x cos x = x2 sin x + C, poprawny wynik cos x + x sin x + C; 2 f x f x b g x =, g x x 1 np. e x = 2 x2 + 1 + C [! ], poprawny wynik x + C; ex e x c p n x = pn+1 x + C n N, n + 1 np. cos 3 x = cos4 x + C [! ], poprawny wynik x sin3 x + C; 4 3 d = ln p x + C, p x np. e x + 1 = ln ex + 1 + C [! ], poprawny wynik x ln e x + 1 + C; e e px = e px + C, np. e x = e x + C [! ], poprawny wynik 2 x 1 e x + C; f = arctg p x + C, 1 + p 2 x 0,0

np. 1 + tg 2 x = arctg tg x+c [! ], poprawny wynik x 2 1 sin 2x+C. 4 V. Jeżeli student może utrudnić sobie życie, to tak zrobi a Rozwi azać równanie x 1 x 2 x 3 x 4 = 0. Metoda studenta: po wymnożeniu czynników po lewej stronie równania otrzymam x 4 10x 3 + 35x 2 50x + 24 = 0 [! ]. x 2 x + 4 b Rozwi azać nierówność < 0. Rozwi azanie studenta: po x + 1 x 3 wyznaczeniu iloczynów w liczniku i mianowniku otrzymam nierówność x 2 + 2x 8 x 2 2x 3 < 0 [! ]. c Obliczyć [ x 2 + 3 ] 4. Rozwi azanie studenta: po obliczeniu potęgi [ x otrzymam 2 + 3 ] 4 = x 8 + 12x 6 + 54x 4 + 108x 2 + 81 [! ]. d Obliczyć x 2 3. Rozwi azanie studenta: po podniesieniu mianownika do sześcianu dostanę x 2 3 = x 3 6x 2 + 12x 8 [! ]. e Wyznaczyć 3 4 2i 4. Rozwi azanie studenta: po obliczeniu czwartej potęgi otrzymam 3 4 2i 4 = 4 119 120i [! ]. 1 1 2 3 f Obliczyć det 2 5 4. Rozwiazanie studenta: po wyznaczeniu macierzy odwrotnej 1 3 2 otrzymam det g Obliczyć det 1 2 3 2 5 4 1 3 2 [ 2 3 1 2 1 = det ] 5 2 5 7 0 1 2 1 1 1 [! ] = 1.. Rozwi azanie studenta: po obliczeniu piatej

potęgi macierzy otrzymam [ ] 5 2 3 det 1 2 = det [ ] 362 627 209 362 [! ] = 1. h Znaleźć wszystkie rozwi azania równania z + 2i 6 + z 1 6 = 0. Rozwiazanie studenta: po wykonaniu działań otrzymam równanie równoważne 2z 6 6 12i z 5 45z 4 20 + 160i z 3 +255z 2 6 192i z 63 = 0 [! ]. i Student napisał: po obliczeniu silni otrzymam: 8! 10! = 40 320 3628 800 [! ] = 1 90. VI. Błędne definicje, fałszywe twierdzenia, ciekawe sformułowania, dziwne rozumowania oraz zaskakujace wnioski a Fragment rozwiazania zadania z rachunku prawdopodobieństwa o występowaniu daltonizmu wśród mężczyzn i kobiet: wyznaczę liczbę mężczyzn, którzy nie rozróżniaja kobiet. b Ponieważ cały okrag ma równanie x 2 +y 2 = r 2, więc jego dolna połowa jest opisana wzorem 1 x 2 + y 2 = r 2, a górna wzorem 1 x 2 + y 2 = r 2. 2 2 c Jeżeli twierdzenie T n określone dla n liczb naturalnych jest prawdziwe dla n + 1 liczb i zachodzi implikacja T n = T n+1, to mamy do czynienia z zasada indukcji matematycznej. d Granica lim fx nie istnieje. Zatem w punkcie x = 0 funkcja f nie x 0 może być już nigdy ciagła i dobrze jej tak! e Ciag 1 n raz daży do +, a raz do, wobec tego zachodzi stosunek +. f Mógłbym policzyć pochodn a, ale nie każa. g Funkcja f jest monotoniczna w przedziale a, b, gdy wszystkie punkty z tego przedziału daja się poł aczyć prosta lub krzywa. h Bez linijki i gumki nie potrafię narysować wykresu tej funkcji. i Monotoniczność funkcji f określę na podstawie znaku różnicy f x + 1 f x. j Z powodu braku czasu dalsza część rozwi azania przeprowadzę w formie kontemplacji. k Granica ciagu jest to ostatnia liczba ze zbioru liczb należacych do tego ciagu.

l Zachodzi wzór lim a n b n a n + lim b n, bo logarytm iloczynu n n n równa się sumie logarytmów. m Po pomnożeniu obu stron równania przez x otrzymam: 1 sin x + 1 cos x = 1 1 sin + 1 cos = x. n Prawdziwa jest równoważność tg x < 1 x < π + kπ k Z. 4 o Nierówność wykładnicza jest różniczkowalna, więc możemy opuścić podstawy. p Po podzieleniu obu stron równania ctg x = 3 tg x przez tg x otrzymamy, że stała c równa się 3. q Dla każdego x > 0 funkcje f, g, h spełniaj a nierówności f x g x h x, ale lim f x lim h x. Zatem granica lim g x nie istnieje. r Zakładam, że tożsamość jest prawdziwa dla każdego n = 1. s Zadanie rozwi ażę metoda spekulacji. t Wyobraźmy sobie sześcian, który ma sześć tysięcy ścian. u Granic a ciagu nazywamy wartość, jaka osiaga funkcja przy dażeniu do końca przedziału. v Z niemożliwości matematycznego rozwi azania posłużyłam się logika. w Niech zdarzenie A oznacza, że czerwony tramwaj jedzie z prawej strony. Wtedy zdarzenie przeciwne do A oznacza, że niebieski tramwaj jedzie z przeciwnej strony. x Prawie wszystkie oznacza wszystkie, oprócz tych co nie należa. y W ten sposób pokazałem rodzicom, że nie nadaję się na studia. z Zachodzi tutaj zjawisko indukcji matematycznej. A Sam się dziwię, jak zdałem maturę. B Istnieje twierdzenie, niepotrzebne w zadaniu, które brzmi.... C Prawdopodobieństwo zdarzenia wynosi 1000! 999! 998!... 1!. D Rozumowania w rozwi azaniach zadania dotyczacego wieku trzech braci. W celu skorzystania z ostatniej informacji w zadaniu dodatkowo wprowadzam czwartego brata. Inny zadajacy otrzymałujemny wiek braci, jednak nie straciłgłowy i napisał: Najstarszy brat urodzi się za 6 lat, średni za 9 lat, a najmłodszy za 12 lat. E Układ równań jest nie do rozwi azania. F Pochodn a nazywamy granicę okresów ilorazowych.

G W trójkacie jeden kat ma 135 0, drugi ma także 135 0, a trzeci - 90 0. Ponieważ suma katów w tym trójkacie równa się 360 0, więc taki trójkat nie istnieje. H Gołym okiem widać, że funkcja f x = 2x 1 jest ściśle rosnaca. I Zadanie jest tak proste, że nie ma co rozwi azywać. J Oczywiście w praktyce wybiera się dużo mniejsze ε niż na rysunku. K Zakładamy, że nierówność jest prawdziwa dla dowolnej liczby naturalnej n. Pokażemy, że jest ona prawdziwa także dla liczby n + 1. L Proste l 1 i l 2 sa prostopadłe, gdy sa w stosunku. Z prac egzaminacyjnych wybrał: Zbigniew Skoczylas