Zestaw 5. Rozdział 1: Równania algebraiczne, układy równań

Podobne dokumenty
Analiza Matematyczna MAEW101 MAP1067

Równania różniczkowe zwyczajne. 1 Rozwiązywanie równań różniczkowych pierwszego rzędu

Funkcje dwóch zmiennych

Opracowanie: mgr Jerzy Pietraszko

Pojęcia, wymagania i przykładowe zadania na egzamin poprawkowy dla klas II w roku szkolnym 2016/2017 w Zespole Szkół Ekonomicznych w Zielonej Górze

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

Definicja i własności wartości bezwzględnej.

Lista zadań nr 2 z Matematyki II

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

Matematyka 2. Równania różniczkowe zwyczajne rzędu drugiego

Elementy Modelowania Matematycznego

ANALIZA MATEMATYCZNA Z ELEMENTAMI STATYSTYKI MATEMATYCZNEJ

RÓŻNICZKOWANIE FUNKCJI WIELU ZMIENNYCH: rachunek pochodnych dla funkcji wektorowych. Pochodne cząstkowe funkcji rzeczywistej wielu zmiennych

Zadania do samodzielnego rozwiązania zestaw 11

Analiza Matematyczna MAEW101 MAP1067

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

1 Funkcja wykładnicza i logarytm

1 Funkcja wykładnicza i logarytm

Analiza Matematyczna MAEW101

FUNKCJA LINIOWA, RÓWNANIA I UKŁADY RÓWNAŃ LINIOWYCH

Metody numeryczne rozwiązywania równań różniczkowych

Definicje i przykłady

KLASA II LO Poziom rozszerzony (wrzesień styczeń)

ANALIZA MATEMATYCZNA

Matematyka licea ogólnokształcące, technika

Układy równań i równania wyższych rzędów

Równania liniowe i nieliniowe

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

1 Pochodne wyższych rzędów

13. Równania różniczkowe - portrety fazowe

Kurs ZDAJ MATURĘ Z MATEMATYKI MODUŁ 5 Zadania funkcje cz.1

Propozycje sprawdzianów z matematyki w klasie I liceum i technikum poziom podstawowy

Zestaw 4. Rozdział 2: Analiza matematyczna

WYKŁADY Z MATEMATYKI DLA STUDENTÓW UCZELNI EKONOMICZNYCH

FUNKCJA KWADRATOWA. 1. Definicje i przydatne wzory. lub trójmianem kwadratowym nazywamy funkcję postaci: f(x) = ax 2 + bx + c

Funkcja jednej zmiennej - przykładowe rozwiązania 1. Badając przebieg zmienności funkcji postępujemy według poniższego schematu:

13. Funkcje wielu zmiennych pochodne, gradient, Jacobian, ekstrema lokalne.

Egzamin podstawowy (wersja przykładowa), 2014

ZAGADNIENIA NA EGZAMIN POPRAWKOWY Z MATEMATYKI W KLASIE II TECHNIKUM.

II. FUNKCJE WIELU ZMIENNYCH

Wykorzystanie programów komputerowych do obliczeń matematycznych, cz. 2/2

Równania nieliniowe, nieliniowe układy równań, optymalizacja

7 zaokr aglamy do liczby 3,6. Bład względny tego przybliżenia jest równy A) 0,8% B) 0,008% C) 8% D) 100

Rachunek różniczkowy i całkowy 2016/17

Funkcje liniowe i wieloliniowe w praktyce szkolnej. Opracowanie : mgr inż. Renata Rzepińska

Agata Boratyńska ZADANIA Z MATEMATYKI, I ROK SGH GRANICA CIĄGU

Analiza matematyczna i algebra liniowa

Temat wykładu: Równania różniczkowe. Anna Rajfura, Matematyka na kierunku Biologia w SGGW 1

MATURA Przygotowanie do matury z matematyki

Wykład 6. Matematyka 2, semestr letni 2010/2011 Brak fragmentu dotyczącego twierdzenia o odwzorowaniu odwrotnym

Równania nieliniowe, nieliniowe układy równań, optymalizacja

1. Równania i nierówności liniowe

Zestaw VI. Zadanie 1. (1 pkt) Wskaż nierówność, którą spełnia liczba π A. (x + 1) 2 > 18 B. (x 1) 2 < 5 C. (x + 4) 2 < 50 D.

Skrypt 7. Funkcje. Opracowanie: L1

ROZKŁAD MATERIAŁU DO II KLASY LICEUM (ZAKRES ROZSZERZONY) A WYMAGANIA PODSTAWY PROGRAMOWEJ.

Aby przygotować się do kolokwiów oraz do egzaminów należy ponownie przeanalizować zadania

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

ROZWIĄZYWANIE UKŁADÓW RÓWNAŃ NIELINIOWYCH PRZY POMOCY DODATKU SOLVER PROGRAMU MICROSOFT EXCEL. sin x2 (1)

Funkcje dwóch zmiennych

Programowanie nieliniowe. Badania operacyjne Wykład 3 Metoda Lagrange a

Funkcje dwóch zmiennych, pochodne cząstkowe

Analiza matematyczna Mathematical analysis. Transport I stopień (I stopień / II stopień) Ogólnoakademicki (ogólno akademicki / praktyczny)

Równania różniczkowe cząstkowe drugiego rzędu

W. Krysicki, L.Włodarski, Analiza matematyczna w zadaniach cz. 1 i cz. 2. Pomocnicze symbole. Spójniki logiczne: Symbole kwantyfikatorów:

PRÓBNY EGZAMIN MATURALNY

f (x)=mx 2 +(2m 2)x+m+1 ma co najmniej jedno

Pendolinem z równaniami, nierównościami i układami

Wykład I. Literatura. Oznaczenia. ot(x 0 ) zbiór wszystkich otoczeń punktu x 0

Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu. Egzamin wstępny z matematyki

KURS WSPOMAGAJĄCY PRZYGOTOWANIA DO MATURY Z MATEMATYKI ZDAJ MATMĘ NA MAKSA. przyjmuje wartości większe od funkcji dokładnie w przedziale

1 Funkcje dwóch zmiennych podstawowe pojęcia

Zestaw nr 7 Ekstremum funkcji jednej zmiennej. Punkty przegiȩcia wykresu. Asymptoty

Wymagania edukacyjne z matematyki dla zasadniczej szkoły zawodowej na poszczególne oceny

KURS FUNKCJE WIELU ZMIENNYCH

PRÓBNY EGZAMIN MATURALNY

2.1. Postać algebraiczna liczb zespolonych Postać trygonometryczna liczb zespolonych... 26

ELEKTROTECHNIKA Semestr 2 Rok akad / ZADANIA Z MATEMATYKI Zestaw Oblicz pochodne cząstkowe rzędu drugiego funkcji:

Funkcje - monotoniczność, różnowartościowość, funkcje parzyste, nieparzyste, okresowe. Funkcja liniowa.

RÓWNANIA RÓŻNICZKOWE WYKŁAD 1

Wykład 14 i 15. Równania różniczkowe. Równanie o zmiennych rozdzielonych. Definicja 1. Równaniem różniczkowym zwyczajnym rzędu n nazywamy równanie

Repetytorium z matematyki ćwiczenia

Matura 2011 maj. Zadanie 1. (1 pkt) Wskaż nierówność, którą spełnia liczba π A. x + 1 > 5 B. x 1 < 2 C. x D. x 1 3 3

RÓWNANIA RÓŻNICZKOWE WYKŁAD 2

Analiza matematyczna Mathematical analysis. Transport I stopień (I stopień / II stopień) Ogólnoakademicki (ogólno akademicki / praktyczny)

Wymagania na egzamin poprawkowy z matematyki w roku szkolnym 2018/2019 klasa 1 TŻiUG

PLAN WYNIKOWY Z MATEMATYKI DLA KLASY IV TECHNIKUM 5 - LETNIEGO

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

Część całkowita i ułamkowa, funkcje trygonometryczne, podstawowe własności funkcji

Na rysunku przedstawiony jest wykres funkcji f(x) określonej dla x [-7, 8].

Rachunek różniczkowy funkcji dwóch zmiennych

7. WYZNACZANIE SIŁ WEWNĘTRZNYCH W BELKACH

Wymagania na egzamin poprawkowy z matematyki w roku szkolnym 2018/2019 klasa 1 TLog

Zagadnienia do małej matury z matematyki klasa II Poziom podstawowy i rozszerzony

ZESTAW PRZYKŁADOWYCH ZADAŃ Z MATEMATYKI ZAKRES ROZSZERZONY

Równania i nierówności trygonometryczne

V Międzyszkolny Konkurs Matematyczny

KRYTERIA OCENIANIA ODPOWIEDZI Próbna Matura z OPERONEM. Matematyka Poziom rozszerzony

y f x 0 f x 0 x x 0 x 0 lim 0 h f x 0 lim x x0 - o ile ta granica właściwa istnieje. f x x2 Definicja pochodnych jednostronnych

EGZAMIN MATURALNY W ROKU SZKOLNYM 2014/2015

x y = 2z. + 2y, z 2y df

Transkrypt:

Zestaw 5. Rozdział 1: Równania algebraiczne, układy równań Solve - polecenie służące do rozwiązywania równań i układów równań, w tym z parametrem. Wynik zwracany przez polecenie Solve jest listą podstawień: {x->..., y->...} itp Solve[a x==3] Solve[a x==3,x] Solve[a x==3,a] Reduce - ogólne polecenie, które może służyć do rozwiązywania nierówności, układów nierówności i równań, w tym z parametrem ORAZ redukcji formuł logicznych. Wynik zwracany przez polecenie Reduce jest formułą logiczną. Reduce[a x==3] Reduce[a x==3,x] Reduce[a x==3,a] Przykład (rozwiązywanie równań algebraicznych): (* rozwiząnie ogólne*) Solve[3 x^3-2 x+1==0] (* ograniczone tylko do liczb rzeczywistych *) Solve[3 x^3-2 x+1==0,reals] (* równanie wielu zmiennych rozwikływanie równań *) Solve[x^2+2 y^2+x-2 y==0,x] Solve[x^2+2 y^2+x-2 y==0,y] Solve[x^2+2 y^2+x-2 y==0,{x,y}] (* równanie z parametrem *) Solve[ p x^2+ x+1==0,x] (* Reduce podaje również wartości parametrów *) Reduce[ p x^2+ x+1==0,x] Przykład (rozwiązywanie układów równań): (* układ równań liniowych *) Solve[x+2 y==3 && 3 x+y==10] (* z jednym rozwiązaniem *) Solve[x+2 y==3 && x+2 y==10] (* sprzeczny *) Solve[3 x+2 y==3 && 6 x+4 y==6] (* nieskończona liczba rozwiązań *) (* możliwość wyboru zmiennych niezależnych *) Solve[2 x+3 y+z+w==3 && x-y+z+w==3] Solve[2 x+3 y+z+w==3 && x-y+z+w==3,{x,y}]

Solve[2x+3y+z+w==3 && x-y+z+w==3,{x,w}] Solve[2x+3y+z+w==3 && x-y+z+w==3,{x,z}] Solve[2 x+3 y+z+w==3 && x-y+ z+w==3,{y,w}] Solve[2x+3y+z+w==3 && x-y+z+w==3,{y,z}] (* dlaczego brak rozwiązań?!??! *) Solve[2 x+3 y+z+w==3 && x-y+z+w==3,{z,w}] Przykład (rozwiązywanie równań trygonometrycznych): ConditionalExpression[sol,cond] informuje, że rozwiązanie sol jest prawidłowe jeżeli warunek cond jest prawdziwy. Ponieważ wiemy, że stała jest całkowita możemy uprościć wynik: Niestety nie każde równanie da się rozwiązać za pomocą Solve, czy Reduce Przykład Plot[{Sin[x],1/2x},{x,-π,π}] Solve[Sin[x]==1/2x,x] Reduce[Sin[x]==1/2x,x]

Rozdział 2: Jeszcze trochę analizy - ekstrema Ekstrema globalne (Minimize, Maximize, MinValue, MaxValue, ArgMin, ArgMax) Do każdej z powyższych funkcji możemy dodać ograniczenia na dziedzinę. UWAGA: Jeśli funkcja posiada więcej niż jedno minimum/maksimum globalne o tej samej wartości, to funkcja Minimize/Maximize znajdzie tylko jedno z nich. Przykład (Ekstrema): Minimize[{x-2y,x^2+y^2<=1},{x,y}] Maximize[{x+y,x+2y<3 && 1>x>=0 && 1>y>=0},{x,y}] f[x_] := x^4 - x^2 Minimize[f[x], x] (* jakieś minimum globalne *) Minimize[{f[x], x < 0}, x] (* jakieś minimum na osi ujemnej *) Minimize[{f[x], x > 0}, x] (* jakieś minimum na osi dodatniej *) Minimize[f[x],a<=x<=b,x] (*jakieś minimum na odcinku [a,b]*) Jeśli chcemy upewnić się, że znajdziemy wszystkie ekstrema lokalne, to możemy skorzystać z dobrze znanego z analizy sposobu na wyznaczanie ekstremów lokalnych. Pomocne bywa też narysowanie wykresu. Przykład : f[x_] := x^4 - x^2 (* zapis f'[x] jest równoważny zapisowi D[f[x],x] *) (* polecenie Solve służy do rozwiazywania równań *) f''[x] /.Solve[f'[x] ==0] (* test drugiej pochodnej pokazuje, że funkcja ma trzy ekstrema *) {x, f[x]} /. Solve[f'[x] == 0]; Grid[Prepend[%, {"x", "f(x)"}], Dividers -> {2 -> True, 2 -> True}] (* ekstrema i wartości funkcji w tych punktach *)

Rozdział 2: Równania różniczkowe DSolve -polecenie służące do rozwiązywania równań różniczkowych zwyczajnych, cząstkowych i układów tych równań Przykład (rozwiązywanie równań różniczkowych zwyczajnych): (* równanie bez warunku początkowego *) DSolve[f'[x]-3*x*f[x]==1,f[x],x] (* równanie z warunkiem początkowym *) Dsolve[f'[x]-3*x*f[x]==1 && f[0]==2,f[x],x] solex5=dsolve[f'[x]-3*x*f[x]\[equal]1&&f[0]\ [Equal]a,f[x],x] (*wizualizacja rozwiązania dla wybranych warunków początkowych *) Plot[Evaluate[f[x]/.solEx5/.{a->-3.2+0.2Range[30]}],{x,- 2,2},PlotRange->{-4,4}] (* z warunkami brzegowymi *) solex5=dsolve[x''[t]==x[t]+sin[t] && x[0]==a && x[1]==b,x[t],t]//fullsimplify

(*wizualizacja rozwiązania dla wybranych warunków brzegowych *) Plot[Evaluate[x[t]/.solEx5/.{a->{-2,-1,0,1,2},b->0}], {t,0,2}] Plot[Evaluate[x[t]/.solEx5/.{a->0,b->{-2,-1,0,1,2}}], {t,0,2}] Przykład (rozwiązywanie układów równań różniczkowych zwyczajnych): DSolve[x'[t]==y[t] && y'[t]==x[t]+sin[3t] (*układ*), {x[t],y[t]},t]//fullsimplify solex6=dsolve[x'[t]-y[t]&&y'[t]x[t]+sin[3 t] (*układ) && x[0]==a && y[0]==b,(* warunki początkowe *) {x[t],y[t]},t]//fullsimplify ParametricPlot[Table[{x[t],y[t]}/.solEx6/.{a->m,b->1}, {m,0,2,0.25}],{t,0,5},evaluated->true]

(* czy jeżeli linie rozwiązań się przecinają, to przeczy to twierdzeniu Pickarda?*) ParametricPlot3D[Table[{x[t],y[t],t}/.solEx6/.{am,b1}, {m,0,2,0.25}],{t,0,10},evaluated->true,aspectratio->1] Przykład (rozwiązywanie równań różniczkowych cząstkowych): solex7=dsolve[d[f[x,t],t,t]+d[f[x,t],t]==0 && f[x,- 1]==Sin[x]&&f[x,1]==Cos[x] (* warunki początkowe *),f[x,t],{x,t}](* to co widzimy na obrazku zależy od interpretacji równania -- podręczniki*) Plot3D[f[x,t]/.solEx7,{x,-2,2},{t,-1,1}] Zadania Zadanie 1. Rozwiązać równania a) a x^2 + b x + c==0, względem zmiennej x, a 0 b) x^3-2x+1==0 c) Cos[x]==Sin[2x] d) Cos[x]==Sin[2x], w przedziale [0,2] e) x^2+3y^2==10, gdy x,y Integers f) x^2+(y-2)^2==1, względem zmiennej y g) x^2+y==1 && x+y^2==1 Zadanie 2. Rozwiązać nierówności a) x^2+y^2<2 && x y >0

b) x^2-x<0 && 0<2 x && x>x^3 c) Sin[x]+Cos[x]<=½ Zadanie 3. Wyznaczyć ekstrema globalne funkcji a) f(x)=-x^3 + 15x^5 na przedziale [-0.25,0.25] b) f(x)=-x^3 + 15x^5 na przedziale [-1,1] c) f(x)=sin[x]+x Cos[x], na przedziale [0,2π] d) f(x,y)=x^2 y+x y^3, na prostej y=2x-1 e) f(x,y)=x^4-x^2 y+x y, na kwadracie [0,1]^2 Zadanie 4. Rozwiązać równanie różniczkowe, narysować rozwiązania a) x [t]==x[t] b) x [t]==x[t] z warunkiem początkowym x[0]=1 c) x [t]+x [t]+x[t]==0