Funkcje jednej zmiennej. Granica, ci gªo±. (szkic wykªadu)

Podobne dokumenty
Funkcja rzeczywista zmiennej rzeczywistej. Pochodna (szkic wykªadu)

Oba zbiory s uporz dkowane liniowo. Badamy funkcj w pobli»u kresów dziedziny. Pewne punkty szczególne (np. zmiana denicji funkcji).

f(x) f(x 0 ) i f +(x 0 ) := lim = f(x 0 + x) f(x 0 ) wynika ci gªo± funkcji w punkcie x 0. W ka»dym przypadku zachodzi:

1 Poj cia pomocnicze. Przykªad 1. A A d

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

I Rok LOGISTYKI: wykªad 2 Pochodna funkcji. iloraz ró»nicowy x y x

Matematyka 1. Šukasz Dawidowski. Instytut Matematyki, Uniwersytet l ski

Ciągłość funkcji f : R R

Zadania z analizy matematycznej - sem. II Ekstrema funkcji wielu zmiennych, twierdzenia o funkcji odwrotnej i funkcji uwikªanej

Wykªad 7. Ekstrema lokalne funkcji dwóch zmiennych.

Zbiory ograniczone i kresy zbiorów

Zadania z analizy matematycznej - sem. II Rachunek ró»niczkowy funkcji wielu zmiennych

Pochodna funkcji jednej zmiennej

Materiaªy do Repetytorium z matematyki

1 Przypomnienie wiadomo±ci ze szkoªy ±redniej. Rozwi zywanie prostych równa«i nierówno±ci

Analiza Matematyczna MAT1317

ANALIZA MATEMATYCZNA 1

Funkcje wielu zmiennych

Zagadnienia na wej±ciówki z matematyki Technologia Chemiczna

Zdzisªaw Dzedzej, Katedra Analizy Nieliniowej pok. 611 Kontakt:

ANALIZA MATEMATYCZNA. semestr zimowy dr Damian Wi±niewski, KAiRR

Wykªad 4. Funkcje wielu zmiennych.

Funkcje wielu zmiennych

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

Informacje pomocnicze:

punkcie. Jej granica lewostronna i prawostronna w punkcie x = 2 wynosz odpowiednio:

Rachunek ró»niczkowy funkcji jednej zmiennej

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

1. Definicja granicy właściwej i niewłaściwej funkcji.

Rozwi zanie równania ró»niczkowego metod operatorow (zastosowanie transformaty Laplace'a).

Matematyka. Justyna Winnicka. rok akademicki 2016/2017. Szkoªa Gªówna Handlowa

Zbiory i odwzorowania

1 Funkcje i ich granice

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

6. Granica funkcji. Funkcje ciągłe.

AM II /2019 (gr. 2 i 3) zadania przygotowawcze do I kolokwium

Zadania. 4 grudnia k=1

CAŠKA NIEOZNACZONA. Politechnika Lubelska. Z.Šagodowski. 18 lutego 2016

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

Liczby zespolone Pochodna Caªka nieoznaczona i oznaczona Podstawowe wielko±ci zyczne. Repetytorium z matematyki

Analiza matematyczna i algebra liniowa Wprowadzenie Ciągi liczbowe

2 Liczby rzeczywiste - cz. 2

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

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

Informacje pomocnicze

III. Funkcje rzeczywiste

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

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

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

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

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

Czy funkcja zadana wzorem f(x) = ex e x. 1 + e. = lim. e x + e x lim. lim. 2 dla x = 1 f(x) dla x (0, 1) e e 1 dla x = 1

Funkcje, wielomiany. Informacje pomocnicze

Liczby zespolone. dr Krzysztof yjewski Mechatronika; S-I 0.in». 6 pa¹dziernika Oznaczenia. B dziemy u»ywali nast puj cych oznacze«:

Literatura podstawowa

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

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

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

1. Przedstaw w postaci algebraicznej liczby zespolone: 2. Narysuj zbiory punktów na pªaszczy¹nie:

Funkcje wielu zmiennych

FAQ ANALIZA R c ZADANIA

1 Wyrażenia potęgowe i logarytmiczne.

Granice funkcji-pojęcie pochodnej

Ciągi. Granica ciągu i granica funkcji.

Wykªad 12. Transformata Laplace'a i metoda operatorowa

Rozdział 3. Granica i ciągłość funkcji jednej zmiennej

Funkcje elementarne. Matematyka 1

Szkice rozwi za«zada«z egzaminu 1

Pochodna funkcji jednej zmiennej

Roksana Gałecka Okreslenie pochodnej funkcji, podstawowe własnosci funkcji różniczkowalnych

Przekroje Dedekinda 1

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

Granica funkcji. 8 listopada Wykład 4

1 Funkcje i ich granice

Granica funkcji. 16 grudnia Wykład 5

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

Lista zagadnień omawianych na wykładzie w dn r. :

Równania ró»niczkowe I rz du (RRIR) Twierdzenie Picarda. Anna D browska. WFTiMS. 23 marca 2010

Indeksowane rodziny zbiorów

Matematyka I. BJiOR Semestr zimowy 2018/2019 Wykład 2

10. arccos 3 + 4x, 11. tg sin cos x, 12. arcctg x ctg 2x, arcsin(2x 1) arcsin 2x 1, 21. sin2 x 2 1,

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

sin x 1+cos 2x. 3. Znajd¹ okres podstawowy funkcji: 6) f(x) = cos(4πx + 2), 8) f(x) = cos 2 x, 9) f(x) = tg πx 4) f 1 ([1, 9]), 5) f ([ 1, 1]),

Lista 1 - Kilka bardzo prostych funkcji. Logarytm i funkcja wykªadnicza

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

WBiA Architektura i Urbanistyka. 1. Wykonaj dziaªania na macierzach: Które z iloczynów: A 2 B, AB 2, BA 2, B 2 3, B = 1 2 0

Lista 1 - Funkcje elementarne

Granica funkcji. 27 grudnia Granica funkcji

A = n. 2. Ka»dy podzbiór zbioru sko«czonego jest zbiorem sko«czonym. Dowody tych twierdze«(elementarne, lecz nieco nu» ce) pominiemy.

4. Granica i ciągłość funkcji

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

1 Granice funkcji wielu zmiennych.

Matematyka dla studentów kierunku Projetowanie Architektury Wn trz i Otoczenia. Jolanta Rosiak

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

ELEMENTARNA TEORIA LICZB. 1. Podzielno±

Wektory w przestrzeni

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

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

Estymacja parametru gªadko±ci przy u»yciu falek splajnowych

Transkrypt:

Funkcje jednej zmiennej Granica, ci gªo± (szkic wykªadu) opracowaªa Gra»yna Ciecierska 1 Granica funkcji Denicja Niech 0 R, r > 0 Otoczeniem punktu 0 o promieniu r nazywamy przedziaª ( 0 r, 0 +r) Otoczeniem prawostronnym punktu 0 o promieniu r nazywamy przedziaª [ 0, 0 + r) Otoczeniem lewostronnym punktu 0 o promieniu r nazywamy przedziaª ( 0 r, 0 ] U( 0, r) otoczenie punktu 0 o promieniu r, U + ( 0, r) otoczenie prawostronne punktu 0 o promieniu r, U ( 0, r) otoczenie lewostronne punktu 0 o promieniu r Denicja Niech 0 R, r > 0 S siedztwem punktu 0 o promieniu r nazywamy zbiór ( 0 r, 0 ) ( 0, 0 +r) S siedztwem prawostronnym punktu 0 o promieniu r nazywamy przedziaª ( 0, 0 + r) S siedztwem lewostronnym punktu 0 o promieniu r nazywamy przedziaª ( 0 r, 0 ) S( 0, r) s siedztwo punktu 0 o promieniu r, S + ( 0, r) s siedztwo prawostronne punktu 0 o promieniu r, S ( 0, r) s siedztwo lewostronne punktu 0 o promieniu r U(, r) = (, r), U(+, r) = (r, + ), r R Denicja Niech X R Punkt 0 nazywamy punktem skupienia zbioru X, je±li w dowolnym s siedztwie punktu 0 znajduje si przynajmniej jeden punkt zbioru X Twierdzenie Punkt 0 jest punktem skupienia zbioru X R, je±li istnieje ci g ( n ) n N taki,»e n X, n 0, n N, oraz n = 0 n Przykªad Punkt 2 jest punktem skupienia zbioru X = {(1 + ( 1) n ) n+1 n punktem skupienia zbioru X = (0, 1) : n N}; punkt 0 jest Denicja (Heine) Liczb g R nazywamy granic funkcji f : X R, X R, w punkcie 0, je±li 0 jest punktem skupienia zbioru X oraz ( n ) n N, n X, n 0, [( n n = 0 ) ( n f( n) = g)] f() = g g jest granic funkcji f w punkcie 0 Przykªad Wyznaczy 2 2 4 2 Denicja (Cauchy) Liczb g R nazywamy granic funkcji f : X R, X R, w punkcie 0, je±li 0 jest punktem skupienia zbioru X oraz ɛ > 0 δ > 0 X, [(0 < 0 < δ) ( f() g < ɛ)], ɛ > 0 δ > 0 X, [( S( 0, δ)) (f() U(g, ɛ)] Przykªad Wykaza,»e 5 (3 7) = 8 1

oprac Gra»yna Ciecierska 1 GRANICA FUNKCJI Twierdzenie Je±li ( n ) n N, n 0, n n = 0, n f( n) = g, ( n) n N, n 0, n n = 0, n f( n) = g, g g, to nie istnieje f() Przykªad sgn, gdzie sgn = 1 dla < 0 0 dla = 0 1 dla > 0, nie istnieje Denicja (Heine) Liczb g R nazywamy granic lewostronn funkcji f : X R, X R, w punkcie 0, je±li S ( 0, r) X dla pewnego r > 0 oraz ( n ) n N, n X, n < 0, [( n n = 0 ) ( n f( n) = g)] f() = g g jest granic lewostronn funkcji f w punkcie 0 0 Denicja (Cauchy) Liczb g R nazywamy granic lewostronn funkcji f : X R, X R, w punkcie 0, je±li S ( 0, r) X dla pewnego r > 0 oraz ɛ > 0 δ > 0 X, [( 0 δ < < 0 ) ( f() g < ɛ)], ɛ > 0 δ > 0 X, [( S ( 0, δ)) (f() U(g, ɛ)] Denicja (Heine) Liczb g R nazywamy granic prawostronn funkcji f : X R, X R, w punkcie 0, je±li S + ( 0, r) X dla pewnego r > 0 oraz ( n ) n N, n X, n > 0, [( n n = 0 ) ( n f( n) = g)] f() = g g jest granic prawostronn funkcji f w punkcie 0 + 0 Denicja (Cauchy) Liczb g R nazywamy granic prawostronn funkcji f : X R, X R, w punkcie 0, je±li S + ( 0, r) X dla pewnego r > 0 oraz ɛ > 0 δ > 0 X, [( 0 < < 0 + δ) ( f() g < ɛ)], ɛ > 0 δ > 0 X, [( S + ( 0, δ)) (f() U(g, ɛ)] Przykªad 5 (3 7) = 8 Denicja (Heine) Funkcja f : X R, X R ma w punkcie 0 granic niewªa±ciw + je±li dla ka»dego ci gu ( n ) n N zbie»nego do 0 o wyrazach nale» cych do pewnego s siedztwa S( 0, r) X, ci g (f( n )) n N jest rozbie»ny do +, tzn ( n ) n N, n X, n 0, [( n n = 0 ) ( n f( n) = + )] f() = + + jest granic niewªa±ciw funkcji f w punkcie 0 Przykªad 3 1 ( 3) 2 = + 2

oprac Gra»yna Ciecierska 1 GRANICA FUNKCJI Denicja (Cauchy) Funkcja f : X R, X R ma w punkcie 0 granic niewªa±ciw + je±li dla ka»dej liczby ɛ R istnieje liczba δ > 0 taka,»e dla ka»dego argumentu speªniaj cego warunek 0 < 0 < δ zachodzi nierówno± f() > ɛ, tzn ɛ R δ > 0 X, [(0 < 0 < δ) (f() > ɛ)], ɛ R δ > 0 X, [( S( 0, δ)) (f() U(+, ɛ))] Przykªad 1 3 (+1) = + 6 Denicja (Heine) Funkcja f : X R, X R ma w punkcie 0 granic niewªa±ciw je±li dla ka»dego ci gu ( n ) n N zbie»nego do 0 o wyrazach nale» cych do pewnego s siedztwa S( 0, r) X, ci g (f( n )) n N jest rozbie»ny do, tzn ( n ) n N, n X, n 0, [( n n = 0 ) ( n f( n) = )] f() = jest granic niewªa±ciw funkcji f w punkcie 0 Przykªad (1 2 1 n ) = Denicja (Cauchy) Funkcja f : X R, X R ma w punkcie 0 granic niewªa±ciw je±li dla ka»dej liczby ɛ R istnieje liczba δ > 0 taka,»e dla ka»dego argumentu speªniaj cego warunek 0 < 0 < δ zachodzi nierówno± f() < ɛ, tzn ɛ R δ > 0 X, [(0 < 0 < δ) (f() < ɛ)], ɛ R δ > 0 X, [( S( 0, δ)) (f() U(, ɛ))] Denicja (Heine) Funkcja f : X R, X R ma w + granic wªa±ciw g je±li dla ka»dego ci gu ( n ) n N rozbie»nego do + o wyrazach nale» cych do U(+, r) X, ci g (f( n )) n N jest zbie»ny do g, tzn Przykªad ( n ) n N, n X, n U(+, r), [( n n = + ) ( n f( n) = g)] f() = g g jest granic funkcji f w + + 7 6 5 2 + 10 2 +3 = 1 2 Denicja (Cauchy) Funkcja f : X R, X R ma w + granic wªa±ciw g je±li dla ka»dej liczby ɛ > 0 istnieje liczba δ > 0 taka,»e dla ka»dego argumentu speªniaj cego warunek > δ zachodzi nierówno± f() g < ɛ, tzn ɛ > 0 δ > 0 X, [( > δ) ( f() g < ɛ)], ɛ > 0 δ > 0 X, [( U(+, δ)) (f() U(g, ɛ))] Denicja (Heine) Funkcja f : X R, X R ma w + granic niewªa±ciw + je±li dla ka»dego ci gu ( n ) n N rozbie»nego do + o wyrazach nale» cych do U(+, r) X, ci g (f( n )) n N jest rozbie»ny do +, tzn ( n ) n N, n X, n U(+, r), [( n n = + ) ( n f( n) = + )] f() = + + jest granic niewªa±ciw funkcji f w + + 3

oprac Gra»yna Ciecierska 1 GRANICA FUNKCJI Denicja (Cauchy) Funkcja f : X R, X R ma w + granic niewªa±ciw + je±li dla ka»dej liczby ɛ > 0 istnieje liczba δ > 0 taka,»e dla ka»dego argumentu speªniaj cego warunek > δ zachodzi nierówno± f() > ɛ, tzn ɛ > 0 δ > 0 X, [( > δ) (f() > ɛ)], ɛ > 0 δ > 0 X, [( U(+, δ)) (f() U(+, ɛ))] Twierdzenie Je±li 0 jest punktem skupienia zbioru X, to funkcja f : X R posiada w punkcie 0 co najwy»ej jedn granic Twierdzenie Je±li f 1 : X 1 R, f 2 : X 2 R, gdzie X 1 R, f 1 (X 1 ) X 2 R, s funkcjami speªniaj cymi warunki: 0 jest punktem skupienia zbioru X 1, f 1 () = g, g f 1 (X 1 \ { 0 }), g jest punktem skupienia zbioru f 1 (X 1 ), oraz f 2 (y) = h, to y g (f 2 f 1 )() = h Przykªad ln(1 + ) 1 + Twierdzenie Je±li f 1, f 2 : X 1 R, X 1 R, speªniaj warunki: 0 jest punktem skupienia zbioru X 1, f 1 () = g 1 R, f 2 () = g 2 R, to [f 1 () + f 2 ()] = g 1 + g 2 oraz [f 1 () f 2 ()] = g 1 g 2 Je±li g 2 0, to Przykªad Obliczy 64 3 4 6 f 1() f = g1 0 2() g Je±li 2 a R, to [af 1 ()] = ag 1 Twierdzenie Je±li f 1, f 2, f 3 : X 1 R, X 1 R, speªniaj warunki: X 1, [f 1 () f 2 () f 3 ()] oraz f 1 () = f 3 () = g, to f 2 () = g Przykªad ( 4) sin 1 4 + 4 = 0 sin a 1 = ln a a > 0 log a (1+) arcsin = log a e, a > 0, a 1 tg e 1 ln(1+) arctg sinh tgh (1 + ) 1 = e (1 + a ) = e a, a R a k k +a k 1 k 1 ++a 1+a 0 + b l l +b l 1 l 1 ++b 1+b 0 = a k 0, b l 0 (1+) a 1 = a, a R (1 + 1 ) = e a k bl gdy k = l 0 gdy k < l + gdy k > l, a k bl > 0 gdy k > l, a k bl < 0 Denicja Prost = a nazywamy asymptot pionow lewostronn funkcji f : X R, X R, je±li f() = + lub f() = a a Denicja Prost = a nazywamy asymptot pionow prawostronn funkcji f : X R, X R, je±li f() = + lub f() = a + a + Przykªad (a) f() = ln( 2), = 2, (b) f() = e 1, = 0 4

oprac Gra»yna Ciecierska 2 CI GŠO FUNKCJI Denicja Prost y = a+b nazywamy asymptot uko±n funkcji f w +, je±li + (f() a b) = 0 a = f() +, b = (f() a) + Denicja Prost y = a+b nazywamy asymptot uko±n funkcji f w, je±li (f() a b) = 0 Przykªad f() = 2 1 2 Ci gªo± funkcji Denicja (Heine) Funkcj f : X R, X R nazywamy ci gª w punkcie 0 je±li dla ka»dego ci gu ( n ) n N zbie»nego do 0 o wyrazach nale» cych do pewnego otoczenia U( 0, r) X, ci g (f( n )) n N jest zbie»ny do f( 0 ), tzn [( ) ( )] ( n ) n N, n X, n = 0 f( n) = f( 0 ) n n Wniosek Je±li 0 jest punktem skupienia zbioru X R, to funkcja f : X R jest ci gªa w punkcie 0 wtedy i tylko wtedy, gdy f() = f( 0 ) Wniosek Je±li 0 nie jest punktem skupienia zbioru X R, to funkcja f : X R jest ci gªa w punkcie 0 Denicja (Cauchy) Funkcj f : X R, X R nazywamy ci gª w punkcie 0 je±li dla ka»dej liczby ɛ > 0 istnieje liczba δ > 0 taka,»e dla ka»dego argumentu speªniaj cego warunek 0 < δ zachodzi nierówno± f() f( 0 ) < ɛ, tzn ɛ > 0 δ > 0 X, [( 0 < δ) ( f() f( 0 ) < ɛ)], ɛ > 0 δ > 0 X, [( U( 0, δ)) (f() U(f( 0 ), ɛ))] Przykªad [] = ma{z Z : z }, funkcja E : R R okre±lona wzorem E() = [], tzn E() = 2 dla 2 < 1 1 dla 1 < 0 0 dla 0 < 1 1 dla 1 < 2 2 dla 2 < 3 3 dla 3 < 4 Je±li k Z oraz k < k + 1, to E() = k Je±li 0 Z, to f() = f( 0 ), tzn funkcja E jest ci gªa w 0 ; je±li 0 Z, to f() nie istnieje, funkcja E nie jest ci gªa w 0, { 1 Przykªad a) f() = sgn, b) f() = dla R \ {0} 1 dla = 0 { dla R \ {0} c) f() =, d) f() = 3 dla = 0, Denicja Funkcj f : X R, X R nazywamy lewostronnie ci gª w punkcie 0, je±li U ( 0, r) X dla pewnego r > 0, istnieje wªa±ciwa granica f() oraz f() = f( 0 ) 0 0 5

oprac Gra»yna Ciecierska 2 CI GŠO FUNKCJI Denicja Funkcj f : X R, X R nazywamy prawostronnie ci gª w punkcie 0, je±li U + ( 0, r) X dla pewnego r > 0, istnieje wªa±ciwa granica f() oraz f() = f( 0 ) + 0 + 0 Przykªad Funkcja cz ± caªkowita E jest prawostronnie ci gªa w punkcie 0 Twierdzenie Funkcja f : X R, X R, jest ci gªa w punkcie 0 b d cym punktem skupienia zbioru X, wtedy i tylko wtedy, gdy jest lewostronnie ci gªa i prawostronnie ci gªa w tym punkcie Denicja Funkcj f : X R, X R nazywamy ci gª, je±li jest ci gªa w ka»dym punkcie 0 X Denicja Funkcj f : X R, X R nazywamy ci gª w zbiorze A X, je±li jest ci gªa w ka»dym punkcie 0 A { 1 dla Q Przykªad a) f() = 2 6 + 11, b) f() = 0 dla R \ Q Wniosek Funkcja f : [a, b] R jest ci gªa, je±li jest ci gªa w ka»dym punkcie 0 (a, b), prawostronnie ci gªa w punkcie a oraz lewostronnie ci gªa w punkcie b Wniosek Funkcja f : [a, + ) R jest ci gªa, je±li jest ci gªa w kazdym punkcie 0 (a, + ) i prawostronnie ci gªa w punkcie a Wniosek Funkcja f : (, b] R jest ci gªa, je±li jest ci gªa w kazdym punkcie 0 (, b) i lewostronnie ci gªa w punkcie b Przykªad a) f() = { sin a dla < 0, b) f() = + b dla 0 a + b dla < 1 c) f() = log a dla 1 4 dla > 4 π arctg 1 4 { 3 8+ 2 dla R \ {0} a dla = 0, Twierdzenie Je±li funkcja f : X R, X R, jest ci gªa w punkcie 0 X oraz f( 0 ) > 0, to istnieje U( 0, r) X, r > 0 takie,»e dla ka»dego punktu tego otoczenia funkcja f przyjmuje warto± dodatni, tzn r > 0 U( 0, r) (f() > 0) Twierdzenie Je±li funkcja f : X R, X R, jest ci gªa w punkcie 0 X oraz f( 0 ) < 0, to istnieje U( 0, r) X, r > 0 takie,»e dla ka»dego punktu tego otoczenia funkcja f przyjmuje warto± ujemn, tzn r > 0 U( 0, r) (f() < 0) Twierdzenie Je±li funkcje f 1, f 2 : X R, X R, s ci gªe w punkcie 0 X, to funkcje f 1 + f 2, f 1 f 2, f 1 f 2 okre±lone wzorami: (f 1 + f 2 )() = f 1 () + f 2 (), (f 1 f 2 )() = f 1 () f 2 (), (f 1 f 2 )() = f 1 () f 2 (), dla X s ci gªe w punkcie 0 Ponadto funkcja f1 f, okre±lona wzorem f1 2 f 2 () = f1() f 2() dla X \ { X : f 2 () = 0}, jest ci gªa w 0 Twierdzenie Je±li f 1 : X 1 R, f 2 : X 2 R, X 1 R, f 1 (X 1 ) X 2 R s funkcjami speªniaj cymi warunki: f 1 jest ci gªa w punkcie 0, f 2 jest ci gªa w punkcie f 1 ( 0 ), to funkcja f 2 f 1 : X 1 R jest ci gªa w punkcie 0 Twierdzenie Je±li X jest przedziaªem i funkcja f : X R, jest ci gªa i rosn ca (malej ca), to f(x) jest przedziaªem oraz funkcja odwrotna f 1 : f(x) R jest ci gªa i rosn ca (malej ca) Denicja Funkcjami elementarnymi nazywamy funkcje nale» ce do nast puj cych klas: wielomiany; funkcje trygonometryczne; funkcje wykªadnicze; funkcje odwrotne do wymienionych: funkcje pierwiastkowe, funkcje cyklometryczne, funkcje logarytmiczne; sumy, ró»nice, iloczyny, ilorazy i zªo»enia funkcji wymienionych 6

oprac Gra»yna Ciecierska 2 CI GŠO FUNKCJI Twierdzenie Funkcje elementarne s ci gªe Denicja Punkt 0 X nazywamy punktem nieci gªo±ci pierwszego rodzaju funkcji f : X R, X R, je±li istniej granice wªa±ciwe f(), f() oraz f() f( 0 ) lub f() f( 0 ) + 0 0 + 0 0 Denicja Punkt 0 X nazywamy nieusuwalnym punktem nieci gªo±ci pierwszego rodzaju funkcji f : X R, X R, je±li jest punktem nieci gªo±ci pierwszego rodzaju oraz 0 f() + 0 f() Denicja Punkt 0 X nazywamy usuwalnym punktem nieci gªo±ci pierwszego rodzaju funkcji f : X R, X R, je±li jest punktem nieci gªo±ci pierwszego rodzaju oraz istnieje f(), tzn f() = f() 0 + 0 Denicja Punkt 0 X nazywamy punktem nieci gªo±ci drugiego rodzaju funkcji f : X R, X R, je±li przynajmniej jedna z granic f(), f() nie istnieje lub jest niewªa±ciwa Przykªad a) f() = { 1 1+e 1 dla R \ {0} 0 dla = 0 0 + 0, b) f() = 1 cos 1 dla < 0 0 dla = 0 sin 1 dla > 0 Twierdzenie (Weierstrass) Je±li funkcja f : [a, b] R, jest ci gªa, to jest( ograniczona i osi ga ) swoje kresy, tzn m, M R [a, b], (m f() M); c [a, b], f(c) = inf f() ; [a,b] ( ) d [a, b], f(d) = sup f() [a,b] Przykªad a) f() = a, a > 0, [0, 1], b) f() = a, a > 0, (0, a), c) f() = a, a > 1, [0, + ) Twierdzenie Je±li funkcja f : [a, b] R, jest ci gªa i f(a) f(b) < 0, to istnieje pierwiastek równania f() = 0 w przedziale (a, b), tzn c (a, b), (f(c) = 0) Przykªad a) f() = sin + 1, [0, 3π 2 ], b) f() = { 2 + 2 dla 2 < 0 2 2 dla 0 2 Twierdzenie (Darbou) Je±li funkcja f : [a, b] R, jest ci gªa i speªnia warunek f(a) < f(b), to przyjmuje warto±ci po±rednie, tzn y R, ((f(a) < y < f(b)) ( c (a, b), (y = f(c))) Przykªad f() 4 3 sin π + 3, [ 2, 2], 2 1 3 Literatura 1 Gewert M, Skoczylas Z, 2012, Analiza matematyczna 1 Denicje, twierdzenia, wzory, Ocyna Wydawnicza GiS 2 Kaczor W J, Nowak M T, 2015, Zadania z analizy matematycznej Cz 2 Funkcje jednej zmiennejrachunek ró»niczkowy, Wydawnictwo Naukowe PWN 3 Kuratowski K, 2013, Rachunek ró»niczkowy i caªkowy Funkcje jednej zmiennej, Wydawnictwo Naukowe PWN 4 Musielakowie H i J, 2011, Analiza matematyczna T1, cz 1, 2, Wydawnictwo Naukowe UAM 5 Rudnicki W, 2012, Wykªady z analizy matematycznej, Wydawnictwo Naukowe PWN 7