Granice funkcji-pojęcie pochodnej

Podobne dokumenty
Granica funkcji wykład 4

Granica funkcji wykład 5

Granica funkcji wykład 4

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

Analiza matematyczna i algebra liniowa Pochodna funkcji

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

Pochodna funkcji: definicja, podstawowe własności wykład 6

1. Definicja granicy właściwej i niewłaściwej funkcji.

Wykład 5. Zagadnienia omawiane na wykładzie w dniu r

Pochodna funkcji: definicja, podstawowe własności wykład 5

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

Pochodna funkcji: zastosowania przyrodnicze wykłady 7 i 8

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

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

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

Rachunek Różniczkowy

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

11. Pochodna funkcji

PLAN WYNIKOWY Z MATEMATYKI DLA KLASY IV TECHNIKUM 5 - LETNIEGO

Ciągi. Granica ciągu i granica funkcji.

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

Ciągłość funkcji f : R R

Podstawy analizy matematycznej II

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

Rozdział 3. Granica i ciągłość funkcji jednej zmiennej

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

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

Pochodne funkcji wraz z zastosowaniami - teoria

Rachunek różniczkowy funkcji f : R R

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 Granice funkcji, asymptoty i ciągłość

Roksana Gałecka Okreslenie pochodnej funkcji, podstawowe własnosci funkcji różniczkowalnych

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

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

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

MATEMATYKA I SEMESTR WSPIZ (PwZ) 1. Ciągi liczbowe

6. Granica funkcji. Funkcje ciągłe.

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

Elementy rachunku różniczkowego i całkowego

Matematyka i Statystyka w Finansach. Rachunek Różniczkowy

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

II. FUNKCJE WIELU ZMIENNYCH

Ekstrema globalne funkcji

Wykłady z matematyki - Pochodna funkcji i jej zastosowania

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

Wymagania edukacyjne z matematyki klasa IV technikum

Granica funkcji. 8 listopada Wykład 4

Granica funkcji. 27 grudnia Granica funkcji

Funkcje wielu zmiennych

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

Poziom wymagań. Temat lekcji Zakres treści Osiągnięcia ucznia 1. WIELOMIANY 1. Stopień i współczynniki wielomianu

Jolanta Pająk Wymagania edukacyjne matematyka w zakresie rozszerzonym w klasie 2f 2018/2019r.

Notatki z Analizy Matematycznej 2. Jacek M. Jędrzejewski

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

22 Pochodna funkcji definicja

PRZEDMIOTOWY SYSTEM OCENIANIA Z MATEMATYKI DLA KLASY 3TI ROK SZKOLNY 2018/2019

1 Funkcje dwóch zmiennych podstawowe pojęcia

Liczba godzin. Uczeń: wykres ciągu. K P 1 wyraz ciągu. wyznacza kolejne wyrazy ciągu, gdy danych jest kilka jego. początkowych wyrazów K P

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

Wymagania edukacyjne, kontrola i ocena. w nauczaniu matematyki w zakresie. rozszerzonym. dla uczniów technikum. część III

Wykład 6, pochodne funkcji. Siedlce

FUNKCJE WIELU ZMIENNYCH

1 Równania nieliniowe

Kształcenie w zakresie rozszerzonym. Klasa IV

Pochodną funkcji w punkcie nazywamy granicę ilorazu różnicowego w punkcie gdy przyrost argumentu dąży do zera: lim

Pochodna funkcji. Zastosowania pochodnej. Badanie przebiegu zmienności

Granica funkcji. 16 grudnia Wykład 5

Pochodna i różniczka funkcji oraz jej zastosowanie do obliczania niepewności pomiarowych

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

4.3 Wypukłość, wklęsłość l punkty przegięcia wykresu funkcji

Analiza matematyczna - 1. Granice

WYMAGANIA EDUKACYJNE - matematyka - poziom rozszerzony Dariusz Drabczyk

1.. FUNKCJE TRYGONOMETRYCZNE Poziom (K) lub (P)

Asymptoty funkcji. Pochodna. Zastosowania pochodnej

ELEMENTY ANALIZY NUMERYCZNEJ ELEMENTY ANALIZY NUMERYCZNEJ. Egzamin pisemny zestaw 1 24 czerwca 2019 roku

MATEMATYKA KL II LO zakres podstawowy i rozszerzony

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

Analiza Matematyczna MAEW101

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

Lista zagadnień omawianych na wykładzie w dn r. :

Elementy logiki (4 godz.)

1.1. Rachunek zdań: alternatywa, koniunkcja, implikacja i równoważność zdań oraz ich zaprzeczenia.

Funkcja f jest ograniczona, jeśli jest ona ograniczona z

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

K wymagania konieczne; P wymagania podstawowe; R wymagania rozszerzające; D wymagania dopełniające; W wymagania wykraczające

Wykłady 11 i 12: Całka oznaczona

SYLABUS. Studia Kierunek studiów Poziom kształcenia Forma studiów. stopnia

zaznaczymy na osi liczbowej w ten sposób:

ELEMENTY ANALIZY NUMERYCZNEJ ELEMENTY ANALIZY NUMERYCZNEJ. Egzamin pisemny zestaw 1 26 czerwca 2017 roku

Agata Boratyńska ZADANIA Z MATEMATYKI, I ROK SGH GRANICA CIĄGU

1 Funkcja wykładnicza i logarytm

FUNKCJE. 1. Podstawowe definicje

PORÓWNANIE TREŚCI ZAWARTYCH W OBOWIĄZUJĄCYCH STANDARDACH EGZAMINACYJNYCH Z TREŚCIAMI NOWEJ PODSTAWY PROGRAMOWEJ

Pochodne wyższych rzędów definicja i przykłady

Ciągi liczbowe wykład 3

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

Notatki z Analizy Matematycznej 3. Jacek M. Jędrzejewski

Szczegółowe wymagania edukacyjne z matematyki w klasie 2c (poziom rozszerzony)

Transkrypt:

Granice funkcji-pojęcie pochodnej Oznaczenie S(x 0 ) = S(x 0, r) dla pewnego r > 0 Definicja 1 Niech x 0 R oraz niech funkcja f będzie funkcja określona przynajmniej na sasiedztwie S(x 0, r) dla pewnego r > 0. Liczba g jest granica właściwa funkcji f w punkcie x 0, co zapisujemy f(x) = g, wtedy i tylko wtedy, gdy dla dowolnego ciagu punktów (x n ) z sasiedztwa S(x 0, r) zbieżnego do x 0 mamy: f(x n) = g. n Uwaga Jeśli zamienimy S(x 0, r)" na sąsiedztwo prawostronne x 0 S + (x 0 ) = (x 0, x 0 + r) dla pewnego r > 0-otrzymamy definicję granicy prawostronnej w funkcji f w punkcie x 0 ; granica lewostronna- podobnie... 1

Obrazowo: funkcja f ma w punkcie x 0 granicę właściwą g, gdy jej wartości odpowiadają argumentom dążącym do punktu x 0 (i różnym od tego punktu) dążą do liczby g. Podana przez nas definicja granicy funkcji w punkcie została sformułowana przez E. Heinego (1821-1881). 2

Przykład Uzasadnic, że (2x 7) = 1. x 4 Rozwiazanie. Niech {x n } będzie dowolnym ciągiem spełniającym warunki: {x n } S(4, r) dla pewnego r > 0 oraz Wtedy x n = 4. n (2x n 7) = 2 ( x n) x n x n 7 = 2 4 7 = 1. x n 3

Granica właściwa w nieformalnie Obrazowo: funkcja f ma w granicę właściwą g, jeżeli jej wartości odpowiadające argumentom dążącym do dążą do granicy g. Zamiast równości x f(x) = g stosowany jest też zapis f(x) g, gdy x. Uwaga. Definicja Heinego granicy właściwej funkcji w jest podobna do poprzedniej. Przykład Można pokazać, że x 5 x + 3 = 0. 4

Twierdzenia o granicach właściwych funkcji Twierdzenie 1 (o arytmetyce granic funkcji) Jeżeli funkcje f i g maja granice właściwe w punkcie x 0, to (f(x) + g(x)) = f(x) + g(x), (1) (f(x) g(x)) = f(x) g(x), (2) (cf(x)) = c f(x), c R, (3) (f(x) g(x)) = f(x) g(x), (4) f(x) g(x) = f(x) x x0 g(x), o ile g(x) 0, (5) Uwaga. Powyższe twierdzenie jest prawdziwe także dla granic funkcji w i w. 5

Przykład. Korzystając z twierdzeń o arytmetyce granic funkcji można obliczyć: x 1 x 1 x 5 1 = 2 5. Dwie ważne granice Można pokazać, że oraz że x 0 x 0 sin x x = 1 (6) e x 1 x = 1. (7) 6

Asymptota pozioma Definicja 2 (asymptoty poziomej funkcji) Prosta y = b nazywamy asymptota pozioma funkcji f w wtedy i tylko wtedy, gdy: (f(x) b) = 0. x Analogicznie definiujemy asymptotę poziomą w. Przykład. Prosta y = 0 jest asymptotą poziomą funkcji wykładniczej f(x) = ( 1 x 2) w + bo: [ ( 1 ] x 2 )x 0 = 0. 7

Funkcje ciagłe Definicja 3 (funkcji ciagłej w punkcie) Niech x 0 R oraz niech funkcja f będzie określona przynajmniej na otoczeniu O(x 0, r) dla pewnego r > 0. Funkcja f jest ciagła w punkcie x 0 wtedy i tylko wtedy, gdy f(x) = f(x 0 ). (8) Obrazowo: funkcja jest ciągła w punkcie, gdy jej wykres nie przerywa się w tym punkcie. 8

Zadanie. Korzystając z definicji Heinego funkcji uzasadnić ciągłość w punkcie x 0 = 1 funkcji: f(x) = 2x 5. Rozwiazanie. Mamy pokazać, że jeżeli n x n = x 0 = 1 to (2x n 5) = 2x 0 5 = 3 n W tym celu należy skorzystać z twierdzenia granicy iloczynu oraz różnicy ciągów. 9

Definicja 4 Przedziałem nazywamy zbiór postaci: (a, b),(a, b], [a, b), [a, b], gdzie a < b, lub (, a), (, a], (a, ), [a, ), (, ), gdzie a R. Uwaga. Przedziałami otwartymi będziemy nazywać zbiory postaci (a, b), (, a), (a, ), (, ) a, b R. 10

Funkcje ciagłe na przedziale otwartym Definicja 5 Funkcja jest ciagła na przedziale otwartym I, jeżeli jest ciagła w każdym punkcie tego zbioru. Funkcje ciagłe na przedziale domkniętym co najmniej z jednej strony Mówimy, że funkcja f(x) jest ciągła na przedziale [a, ) jeśli jest ciągła na przedziale otwartym (a, ) i prawostronna granica funkcji f w punkcie a jest równa f(a). itd. 11

Obrazowo, funkcja jest ciągłą na przedziale, gdy jej wykres można narysować bez odrywania ręki. Ćwiczenie. Uzasadnić ciągłość podanych funkcji na wskazanych przedziałach: a) f(x) = 1 x 2, [ 1, 1]; b) f(x) = 1 x 1, (1, ). 12

Działania na funkcjach ciagłych Twierdzenie (o ciagłości sumy, róznicy, iloczynu i ilorazu funkcji) Jeżeli funkcje f i g są ciągłe w punkcie x 0, to: 1. funkcja f + g jest ciągła w punkcie x 0 ; 2. funkcja f g jest ciągła w punkcie x 0 ; 3. funkcja f g jest ciągła w punkcie x 0 ; 4. funkcja f g jest ciągła w punkcie x 0, o ile g(x 0 ) 0. 13

Twierdzenie 2 Jeżeli 1. funkcja f jest ciagła w punkcie x 0, 2. funkcja g jest ciagła w punkcie y 0 = f(x 0 ) to funkcja g f jest ciagła w punkcie x 0. Można pokazać, że funkcje wielomianowe, wykładnicze, trygonometryczne i ogólnie: wszystkie funkcje elementarne sa ciagłe. 14

Iloraz różnicowy Definicja 6 Niech x 0 R oraz niech funkcja f bedzie określona przynajmniej na otoczeniu O(x 0, r), gdzie r > 0. Ilorazem różnicowym funkcji f w punkcie x 0 odpowiadajacym przyrostowi x, gdzie r < x < r, zmiennej niezależnej nazywamy liczbę f x = f(x 0 + x) f(x 0 ). x 15

Interpretacja geometryczna ilorazu różnicowego Iloraz różnicowy jest tangensem kąta nachylenia siecznej przechodzącej przez punkty (x 0, f(x 0 )), (x 0 + x, f(x 0 + x)) do dodatniej części osi Ox. 16

Pochodna funkcji Definicja 7 Niech x 0 R oraz niech funkcja f będzie określona przynajmniej na otoczeniu O(x 0, r) dla pewnego r > 0. Pochodna właściwa funkcji f w punkcie x 0 nazywamy granicę właściwa f (x 0 ) = f(x) f(x 0 ) x x 0. Równoważna definicja pochodnej Pochodna funkcji f jest granicą ilorazu różnicowego f x gdy x 0: f (x 0 ) = x 0 f(x 0 + x) f(x 0 ). x 17

Oznaczenia Do oznaczania pochodnej funkcji f w punkcie x 0 stosowane są także symbole df dx (x 0) lub df(x 0) dx oraz Df(x 0 ). 18

Przykład Korzystając z definicji obliczyć pochodne podanych funkcji w puncie x 0 funkcji f Obliczamy f(x) = x 2, x 0 R. f (x 0 ) = f(x) f(x 0 ) x x 0 = (x + x 0 ) = 2x 0 19