Απειροστικός Λογισμός Ι, χειμερινό εξάμηνο Λύσεις έκτου φυλλαδίου ασκήσεων.

Σχετικά έγγραφα
Απειροστικός Λογισμός Ι Ασκήσεις

Απειροστικός Λογισμός Ι, χειμερινό εξάμηνο Λύσεις τέταρτου φυλλαδίου ασκήσεων. ( n(n+1) e 1 (

Απειροστικός Λογισμός Ι, χειμερινό εξάμηνο Λύσεις δεύτερου φυλλαδίου ασκήσεων.

Απειροστικός Λογισμός Ι, χειμερινό εξάμηνο Λύσεις πρώτου φυλλαδίου ασκήσεων.

Απειροστικός Λογισμός Ι, χειμερινό εξάμηνο Λύσεις ενδέκατου φυλλαδίου ασκήσεων.

APEIROSTIKOS LOGISMOS I

sin(5x 2 ) sin(4x) e 5t 2 1 (ii) lim x 0 10x 3 (iii) lim (iv) lim. 10t sin(ax) = 1. = 1 1 a lim = sin(5x2 ) = 2. f (x) = sin x. = e5t 1 = 1 0 = 0.

Απειροστικός Λογισμός Ι, χειμερινό εξάμηνο Λύσεις έβδομου φυλλαδίου ασκήσεων.

ΑΝΑΛΥΣΗ 1 ΕΝΑΤΟ ΜΑΘΗΜΑ, Μ. Παπαδημητράκης.

ΑΝΑΛΥΣΗ 1 ΕΙΚΟΣΤΟ ΕΚΤΟ ΜΑΘΗΜΑ, Μ. Παπαδημητράκης.

ΑΣΚΗΣΕΙΣ: ΟΡΙΑ ΚΑΙ ΣΥΝΕΧΕΙΑ ΣΥΝΑΡΤΗΣΕΩΝ

ΑΝΑΛΥΣΗ 2. Μ. Παπαδημητράκης.

Διαφορικές Εξισώσεις.

ΑΝΑΛΥΣΗ 1 ΕΙΚΟΣΤΟ ΕΝΑΤΟ ΜΑΘΗΜΑ, Μ. Παπαδημητράκης.

APEIROSTIKOS LOGISMOS I

Απειροστικός Λογισμός Ι, χειμερινό εξάμηνο Λύσεις ένατου φυλλαδίου ασκήσεων.

Απειροστικός Λογισμός Ι, χειμερινό εξάμηνο Λύσεις δέκατου φυλλαδίου ασκήσεων. 2 x dx = 02 ( 2) 2

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ Θετικής & Τεχνολογικής Κατεύθυνσης Β ΜΕΡΟΣ (ΑΝΑΛΥΣΗ) ΚΕΦ 1 ο : Όριο Συνέχεια Συνάρτησης

APEIROSTIKOS LOGISMOS I

Διαφορικές Εξισώσεις.

ΑΝΑΛΥΣΗ 1 ΔΩΔΕΚΑΤΟ ΜΑΘΗΜΑ, Μ. Παπαδημητράκης.

όπου D(f ) = (, 0) (0, + ) = R {0}. Είναι Σχήµα 10: Η γραφική παράσταση της συνάρτησης f (x) = 1/x.

0x2 = 2. = = δηλαδή η f δεν. = 2. Άρα η συνάρτηση f δεν είναι συνεχής στο [0,3]. Συνεπώς δεν. x 2. lim f (x) = lim (2x 1) = 3 και x 2 x 2

Διαφορικές Εξισώσεις.

ΑΝΑΛΥΣΗ 1 ΕΙΚΟΣΤΟ ΕΒΔΟΜΟ ΜΑΘΗΜΑ, Μ. Παπαδημητράκης.

ProapaitoÔmenec gn seic.

f (x) = l R, τότε f (x 0 ) = l.

Όριο και συνέχεια πραγματικής συνάρτησης

Βρέντζου Τίνα Φυσικός Μεταπτυχιακός τίτλος ΜEd: «Σπουδές στην εκπαίδευση»

g(x) =α x +β x +γ με α= 1> 0 και

ΑΝΑΛΥΣΗ 2. Μ. Παπαδημητράκης.

ΗΥ 111, Απειροστικός Λογισμός ΙΙ Εαρινό Εξάμηνο Διδάσκων: Κώστας Παναγιωτάκης

Περιεχόμενα μεθόδευση του μαθήματος

Συναρτήσεις Θεωρία Ορισμοί - Παρατηρήσεις

ΑΝΑΛΥΣΗ 1 ΔΕΥΤΕΡΟ ΜΑΘΗΜΑ, Μ. Παπαδημητράκης.

ΕΠΑΝΑΛΗΨΗ ΒΑΣΙΚΩΝ ΕΝΝΟΙΩΝ

ΑΝΑΛΥΣΗ 1 ΠΕΜΠΤΟ ΜΑΘΗΜΑ, Μ. Παπαδημητράκης.

n 5 = 7 ε (π.χ. ορίζοντας n0 = 1+ ε συνεπώς (σύμϕωνα με τις παραπάνω ισοδυναμίες) an 5 < ε. Επομένως a n β n 23 + β n+1

OΡΙΟ - ΣΥΝΕΧΕΙΑ ΣΥΝΑΡΤΗΣΗΣ

n sin 1 n. 2 n n+1 6 n. = 1. = 1 2, = 13 4.

f(x) = lim f n (t) = d(t, x n ) d(t, x) = f(t)

Όριο συνάρτησης στο x. 2 με εξαίρεση το σημείο A(2,4) Από τον παρακάτω πίνακα τιμών και τη γραφική παράσταση του παραπάνω σχήματος παρατηρούμε ότι:

Γιώργος Καριπίδης-Ανθούλα Σοφιανοπούλου ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ ΣΤΑ ΟΡΙΑ ΣΥΝΑΡΤΗΣΗΣ

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 ο ΣΥΝΑΡΤΗΣΕΙΣ, ΤΡΙΓΩΝΟΜΕΤΡΙΑ( FUNCTIONS,TRIGONOMETRY)

Διαφορικές Εξισώσεις.

Mαθηματικά Θετικής - Τεχνολογικής Κατεύθυνσης Γ. Λυκείου Ανάλυση Κεφ. 1 ο ΣΥΝΑΡΤΗΣΕΙΣ

4 Συνέχεια συνάρτησης

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ

Για να εκφράσουμε τη διαδικασία αυτή, γράφουμε: :


= f(x) για κάθε x R.

4.3 Παραδείγµατα στην συνέχεια συναρτήσεων

Μαθηματικά. Ενότητα 2: Διαφορικός Λογισμός. Σαριαννίδης Νικόλαος Τμήμα Διοίκησης Επιχειρήσεων (Κοζάνη)

Μονοτονία - Ακρότατα Αντίστροφη Συνάρτηση

Μ Α Θ Η Μ Α Τ Α Γ Λ Υ Κ Ε Ι Ο Υ

ΑΝΑΛΥΣΗ 2. Μ. Παπαδημητράκης.

Μαθηματικά Θετικής και Τεχνολογικής Κατεύθυνσης Γ Λυκείου ΚΥΡΤΟΤΗΤΑ - ΣΗΜΕΙΑ ΚΑΜΠΗΣ ΣΥΝΑΡΤΗΣΗΣ

4 Συνέχεια συνάρτησης

Βασικές ασκήσεις Βασική θεωρία. του πεδίου ορισμού της; β) Έστω η συνάρτηση: ένα σημείο του πεδίου ορισμού της. Θα λέμε ότι η f είναι συνεχής στο x

ΑΝΑΛΥΣΗ 1 ΤΡΙΑΚΟΣΤΟ ΕΚΤΟ ΜΑΘΗΜΑ, Μ. Παπαδημητράκης.

- ΟΡΙΟ - ΣΥΝΕΧΕΙΑ ΣΥΝΑΡΤΗΣΗΣ ΕΝΟΤΗΤΑ 7: ΣΥΝΕΧΕΙΑ ΣΥΝΑΡΤΗΣΗΣ - ΠΡΑΞΕΙΣ ΜΕ ΣΥΝΕΧΕΙΣ ΣΥΝΑΡΤΗΣΕΙΣ - ΣΥΝΕΧΕΙΑ ΣΥΝΑΡΤΗΣΗΣ ΣΕ ΔΙΑΣΤΗΜΑΤΑ

ΑΝΑΛΥΣΗ 1 ΤΡΙΑΚΟΣΤΟ ΕΒΔΟΜΟ ΜΑΘΗΜΑ, Μ. Παπαδημητράκης.

dy df(x) y= f(x) y = f (x), = dx dx θ x m= 1

Για την τοπική μελέτη μιας συνάρτησης f ενδιαφέρον έχει η συμπεριφορά της συνάρτησης γύρω απο κάποια θέση x 0

4.1 ΑΝΙΣΩΣΕΙΣ 1 ΟΥ ΒΑΘΜΟΥ

ΑΝΑΛΥΣΗ 2 ΣΕ 37 ΜΑΘΗΜΑΤΑ

- ΟΡΙΟ - ΣΥΝΕΧΕΙΑ ΣΥΝΑΡΤΗΣΗΣ ΕΝΟΤΗΤΑ 2: ΜΟΝΟΤΟΝΙΑ ΣΥΝΑΡΤΗΣΗΣ ΑΚΡΟΤΑΤΑ ΣΥΝΑΡΤΗΣΗΣ

n = r J n,r J n,s = J

ΛΥΜΕΝΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΣΤΙΣ ΣΥΝΑΡΤΗΣΕΙΣ

lnx ln x ln l x 1. = (0,1) (1,7].

G n. n=1. n=1. n=1 G n) = m (E). n=1 G n = k=1

ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑΤΟΣ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗΣ ΤΗΣ 2/11/2018

Λύσεις των ϑεµάτων, ΑΠΕΙΡΟΣΤΙΚΟΣ ΛΟΓΙΣΜΟΣ Ι, 3/2/2010

8. Πολλαπλές μερικές παράγωγοι

f(x) f(c) x 1 c x 2 c

f (x) = l R, τότε f (x 0 ) = l. = lim (0) = lim f(x) = f(x) f(0) = xf (ξ x ). = l. Εστω ε > 0. Αφού lim f (x) = l R, υπάρχει δ > 0

Απειροστικός Λογισμός ΙΙΙ Υποδείξεις - Συχνά Λάθη

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 Ο «ΟΡΙΟ ΣΥΝΕΧΕΙΑ ΣΥΝΑΡΤΗΣΗΣ»

Μερικές Διαφορικές Εξισώσεις

τα βιβλία των επιτυχιών

ΑΝΑΛΥΣΗ 1 ΔΕΚΑΤΟ ΜΑΘΗΜΑ, Μ. Παπαδημητράκης.

f(x) = και στην συνέχεια

Π Κ Τ Μ Ε Μ Λύσεις των ασκήσεων

5o Επαναληπτικό Διαγώνισμα 2016

ΑΝΑΛΥΣΗ 2. Μ. Παπαδημητράκης.

- ΟΡΙΟ - ΣΥΝΕΧΕΙΑ ΣΥΝΑΡΤΗΣΗΣ ΕΝΟΤΗΤΑ 2: ΜΟΝΟΤΟΝΙΑ ΣΥΝΑΡΤΗΣΗΣ ΑΚΡΟΤΑΤΑ ΣΥΝΑΡΤΗΣΗΣ

IV. Συνέχεια Συνάρτησης. math-gr

ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ ΘΕΜΑ Β. 2x 1. είναι Τότε έχουμε: » τον χρησιμοποιούμε κυρίως σε θεωρητικές ασκήσεις.

Τάσσος Δήμου. Μεθοδολογίες και λυμένες ασκήσεις. Λυμένα θέματα συναρτήσεων-μέρος Α. Εύρεση μονοτονίας σε απλές συναρτήσεις

ΜΕΓΙΣΤΙΚΟΣ ΤΕΛΕΣΤΗΣ 18 Σεπτεμβρίου 2014

lim x)) = lim f( x) lim (f( x)) x)) x 2 y x 2 + y 2 = 0 r 3 cos 2 θsinθ r 2 (cos 2 θ + sin 2 θ) = lim

Κεφάλαιο 2 ο ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΣΥΝΑΡΤΗΣΕΩΝ

1 Σύντομη επανάληψη βασικών εννοιών

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3ο: ΔΙΑΦΟΡΙΚΟΣ ΛΟΓΙΣΜΟΣ ΕΝΟΤΗΤΑ 1: ΕΝΝΟΙΑ ΠΑΡΑΓΩΓΟΥ - ΠΑΡΑΓΩΓΟΣ ΚΑΙ ΣΥΝΕΧΕΙΑ [Κεφ. 2.1: Έννοια της Παραγώγου του σχολικού βιβλίου].

ΑΝΑΛΥΣΗ 1 ΣΕ 39 ΜΑΘΗΜΑΤΑ

Για την κατανόηση της ύλης αυτής θα συμβουλευθείτε επίσης το: βοηθητικό υλικό που υπάρχει στη

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ. 1 ο ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΘΕΜΑ 1 ο. ΘΕΜΑ 2 ο. 0, αν x

ΑΝΑΛΥΣΗ 2. Μ. Παπαδημητράκης.

lim (f(x + 1) f(x)) = 0.

Transcript:

Απειροστικός Λογισμός Ι, χειμερινό εξάμηνο 208-9. Λύσεις έκτου φυλλαδίου ασκήσεων.. Παρατηρήστε ότι ο πρώτος κανόνας αλλαγής μεταβλητής εφαρμόζεται μόνο στα εφτά πρώτα όρια ενώ ο δεύτερος κανόνας εφαρμόζεται μόνο στα τέσσερα τελευταία: (( 2) 2 ( + 2)) /3 3 = +, log e 3 ± e 3 +e + =, 3 2 log log =, 2+(log ) 2 π +π =, + e/2 =, sin = 0, sin ± =, sin = 0, e sin(/) =. Λύση: (i) Γράφουμε f() = 3 2 και g(y) = (y 2 + y) /3. Τότε f() = και φυσικά είναι f() για < 0 κοντά στο 0. Από τον πρώτο κανόνα (( 2) 2 ( + 2)) /3 3 = g(f()) = g(y) = +. 3 y Ο δεύτερος κανόνας δεν εφαρμόζεται διότι δεν έχει νόημα το να είναι η g συνεχής στο. e (ii) Γράφουμε f() = και g(y) = log y. e 3 +e + Τότε ± f() = 0 και είναι f() > 0 για κοντά στο και κοντά στο +. Από τον πρώτο κανόνα log ± e e 3 +e + = g(f()) = g(y) =. ± y 0+ 3 2 log (iii) Γράφουμε f() = και g(y) = log y. 2+(log ) 2 Τότε f() = 0 και είναι f() > 0 για > 0 κοντά στο 0. Από τον πρώτο κανόνα 3 2 log log = g(f()) = g(y) =. 2+(log ) 2 y 0+ (iv) Γράφουμε f() = + π και g(y) = sin y y. Τότε π f() = 0 και είναι f() 0 για κοντά στο π. Από τον πρώτο κανόνα π +π = g(f()) = g(y) =. π y 0 (v) Γράφουμε f() = sin y και g(y) = y. Τότε ± f() = 0 και είναι f() 0 για κοντά στο και κοντά στο +. Από τον πρώτο κανόνα sin ± = g(f()) = g(y) =. ± y 0 (vi) Γράφουμε f() = και g(y) = e y. 2 Τότε + f() = 0 και είναι f() 0 για κοντά στο +. Από τον πρώτο κανόνα + e/2 = g(f()) = g(y) =. + y 0

Εναλλακτικά, επειδή + f() = 0 και επειδή η g είναι συνεχής στο 0 (χωρίς να χρειάζεται να πούμε ότι f() 0 για κοντά στο + ), από τον δεύτερο κανόνα έχουμε + e/2 = g(f()) = g(0) =. + (vii) Γράφουμε f() = και g(y) = sin y. Τότε + f() = 0 και είναι f() 0 για κοντά στο +. Από τον πρώτο κανόνα sin = g(f()) = g(y) = 0. + y 0 Εναλλακτικά, επειδή + f() = 0 και επειδή η g είναι συνεχής στο 0 (χωρίς να χρειάζεται να πούμε ότι f() 0 για κοντά στο + ), από τον δεύτερο κανόνα έχουμε sin = g(f()) = g(0) = 0. + (viii) Γράφουμε f() = και g(y) = sin y. Τότε + f() = 0 αλλά υπάρχουν τα οποία προσεγγίζουν απεριόριστα το + για τα οποία ισχύει f() = 0: τα = kπ για k Z. Άρα δεν εφαρμόζεται ο πρώτος κανόνας. Όμως επειδή + f() = 0 και επειδή η g είναι συνεχής στο 0 (χωρίς να χρειάζεται να πούμε ότι f() 0 για κοντά στο + ), από τον δεύτερο κανόνα έχουμε sin = g(f()) = g(0) = 0. + (i) Γράφουμε f() = sin και g(y) = ey. Τότε f() = 0 αλλά υπάρχουν τα οποία προσεγγίζουν απεριόριστα το 0 για τα οποία ισχύει f() = 0: τα = kπ για k Z, k 0. Άρα δεν εφαρμόζεται ο πρώτος κανόνας. Όμως επειδή f() = 0 και επειδή η g είναι συνεχής στο 0 (χωρίς να χρειάζεται να πούμε ότι f() 0 για κοντά στο 0), από τον δεύτερο κανόνα έχουμε e sin(/) = g(f()) = g(0) =. 2. Παρατηρήστε ότι τα παρακάτω όρια δεν έχουν νόημα: 3, 4 ( 2 2 + )( 2 2 ), ( /2. + +) Λύση: (i) Η συνάρτηση 3 δεν ορίζεται για < 0 οπότε το δεν μπορεί να προσεγγίσει απεριόριστα το 0 από τα αριστερά του και να είναι μέσα στο πεδίο ορισμού της συνάρτησης. (ii) Επειδή ( 2 2 ) =, ισχύει ( 2 2+)( 2 2 ) = ( ) 2 ( 2 2 ) < 0 για κοντά στο. Άρα το δεν μπορεί να προσεγγίσει απεριόριστα το και να είναι μέσα στο πεδίο ορισμού της συνάρτησης 4 ( 2 2 + )( 2 2 ). (iii) Επειδή + < 0 για >, το δεν μπορεί να προσεγγίσει απεριόριστα το από τα δεξιά του και να είναι μέσα στο πεδίο ορισμού της συνάρτησης ( + )/2. 3. Έστω f( ) = 2(f()) 2 για κάθε >. Αποδείξτε ότι αν το + f() είναι αριθμός τότε οι μόνες πιθανές τιμές του είναι /2 και. Αποδείξτε ότι δεν μπορεί να είναι + f() = +. Λύση: (i) Έστω + f() = a R. Επειδή + = και επειδή ισχύει > για >, από τον πρώτο κανόνα αλλαγής μεταβλητής συνεπάγεται f( ) = f(y) = a. + y + 2

Τώρα παίρνοντας όριο στην σχέση f( ) = 2(f()) 2 όταν + βρίσκουμε a = 2a 2. Αυτή η εξίσωση έχει λύσεις a = και a = 2. Μάλιστα η σταθερή συνάρτηση f() = και ικανοποιεί την σχέση f( ) = 2(f()) 2 για κάθε > και έχει όριο + f() =. Ομοίως η σταθερή συνάρτηση f() = 2 και ικανοποιεί την σχέση f( ) = 2(f()) 2 για κάθε > και έχει όριο + f() =. (ii) Έστω + f() = +. Όπως στο (i), από τον πρώτο κανόνα αλλαγής μεταβλητής συνεπάγεται f( ) = f(y) = +. + y + Παίρνοντας όριο στην σχέση f( ) = 2(f()) 2 όταν + βρίσκουμε + = και καταλήγουμε σε άτοπο. 4. Αποδείξτε ότι ± 3 2 + 5 3 4 +6 3 0 2 +9 3 = ±, [ ± ] =, tan(3) tan(5) = 3 5, cos sin 2 = 2, cos(3) cos(4) = 7 2 2. Λύση: (i) Το πρώτο όριο δίνει απροσδιόριστη μορφή 0 0 οπότε παραγοντοποιούμε το από τους όρους του λόγου και ± 3 2 + 5 3 4 +6 3 0 2 +9 3 = ± (ii) Επειδή ± ( ) 2 (+) ( ) 3 ( 2 +3) = ± + ( )( 2 +3) = ±. = ±, θα χρησιμοποιήσουμε την ανισότητα a < [a] a: < [ ] οπότε < [ ] για > 0 και > [ ] για < 0. Από τον κανόνα παρεμβολής συνεπάγεται (iii) Επειδή (iv) Είναι (v) Επειδή [ ± ] =. tan(a) tan(a) tan y = a a = a y 0 y = a, tan(3) tan(5) = (tan(3))/ (tan(5))/ = 3 5. cos sin 2 = ( cos )/ 2 = (/) 2 2. cos(a) = a 2 cos(a) = a 2 cos y 2 (a) 2 y 0 y 2 = a2 2, cos(3) cos(4) cos(4) cos(3) = = 6 2 2 2 2 9 2 = 7 2. 3

5. (i) Έστω ξ f() = + και ότι η g είναι κάτω φραγμένη κοντά στο ξ. Αποδείξτε ότι ξ (f() + g()) = +. (ii) Έστω ξ f() = + ή και ότι η g έχει θετικό κάτω φράγμα κοντά στο ξ. Αποδείξτε ότι ξ (f()g()) = + ή, αντιστοίχως. Λύση: (i) Έστω ότι ισχύει g() l για κοντά στο ξ και ξ f() = +. Επομένως ισχύει f() + g() f() + l για κοντά στο ξ και από το ξ f() = + συνεπάγεται ξ (f() + l) = +. Άρα ξ (f() + g()) = +. (ii) Έστω ότι ισχύει g() l > 0 για κοντά στο ξ και ξ f() = +. Από το ξ f() = + ισχύει f() > 0 για κοντά στο ξ και άρα ισχύει f()g() f()l για κοντά στο ξ. Από το ξ f() = + και από l > 0 συνεπάγεται ξ f()l = + και άρα ξ f()g() = +. Η περίπτωση με το είναι παρόμοια. 6. (i) Αποδείξτε ότι ισχύει 4 < 37 3 4 +2 < 3 4 κοντά στο. (ii) Αποδείξτε ότι ισχύει 0 5 < 4 +26 3 +5 2 + 4 < + 0 5 κοντά στο. Λύση: (i) Επειδή 4 < 37 3 4 +2 < 3 4 4 2 2 + 3 7 3 4 +2 = 2 και επειδή 4 < 2 < 3 4 κοντά στο. συνεπάγεται ότι ισχύει (ii) Επειδή 4 +26 3 +5 2 + 4 = και επειδή 0 5 < < + 0 5 συνεπάγεται ότι ισχύει 0 5 < 4 +26 3 +5 2 + 4 4 2 2 + < + 0 5 κοντά στο. 4 2 2 + 7. Αποδείξτε με χρήση κατάλληλων ακολουθιών ότι δεν υπάρχουν τα ± sin. Λύση: Για την ακολουθία n = (π/2)+2nπ ισχύει n > 0 για κάθε n N και n 0. Επίσης για την ακολουθία n = ( π/2)+2nπ ισχύει n > 0 για κάθε n N και n 0. Όμως sin = sin( π n 2 + 2nπ) = και sin = sin( π n 2 + 2nπ) =. Άρα δεν υπάρχει το + sin. Με τις αντίθετες ακολουθίες προκύπτει ότι δεν υπάρχει το sin. 8. Αποδείξτε τα παρακάτω όρια ακολουθιών: n sin π n π, n2( cos π n ) π 2 2, n tan π 2n π 2. Λύση: (i) Θεωρούμε την συνάρτηση f() = και την ακολουθία n = π n για n N. Ισχύει n 0 και n 0 για κάθε n N και άρα n sin π n = π sin( n) n = πf( n ) π. (ii) Θεωρούμε την συνάρτηση f() = cos και την ακολουθία 2 n = π n για n N. Ισχύει n 0 και n 0 για κάθε n N και άρα n 2( cos π n ) = π 2 cos( n) 2 n = π 2 f( n ) π2 2. (iii) Θεωρούμε την συνάρτηση f() = tan και την ακολουθία n = π 2n για n N. Ισχύει n 0 και n 0 για κάθε n N και άρα n tan π 2n = π 2 tan( n) n = π 2 f( n) π 2. 9. Αποδείξτε ότι η y = + είναι συνεχής στο με τον ορισμό της συνέχειας (με ϵ και δ). 4

Λύση: Παίρνουμε τυχαίο ϵ > 0 και θα βρούμε δ > 0 ώστε: Λύνουμε την ανισότητα + 2 < ϵ: < δ + 2 < ϵ. + 2 < ϵ 2 ϵ < + < 2 + ϵ. Υποθέτουμε 0 < ϵ 2 και συνεχίζουμε: + 2 < ϵ 2 ϵ < + < 2 + ϵ 2 2 2ϵ + ϵ 2 < + < 2 + 2 2ϵ + ϵ 2 (2 2ϵ ϵ 2 ) < < + (2 2ϵ + ϵ 2 ). Ο αριθμός είναι προφανώς ανάμεσα στους αριθμούς (2 2ϵ ϵ 2 ) και +(2 2ϵ+ϵ 2 ): (2 2ϵ ϵ 2 ) < < + (2 2ϵ + ϵ 2 ). Παρατηρούμε ότι 0 < 2 2ϵ ϵ 2 < 2 2ϵ + ϵ 2, δηλαδή ότι από τους δύο αριθμούς ο πιο κοντινός στο είναι ο πρώτος (ο αριστερός). Άρα αν επιλέξουμε οποιοδήποτε δ έτσι ώστε 0 < δ 2 2ϵ ϵ 2, τότε < δ δ < < + δ (2 2ϵ ϵ 2 ) < < + (2 2ϵ + ϵ 2 ) + 2 < ϵ. Αν ϵ > 2, τότε επιλέγουμε το δ, όπως το βρήκαμε προηγουμένως, το οποίο αντιστοιχεί στο ϵ = 2. Δηλαδή οποιοδήποτε δ έτσι ώστε 0 < δ 2. Τότε, όπως είδαμε προηγουμένως, < δ + 2 < 2 + 2 < ϵ. Θα δούμε τώρα την λύση με την βοήθεια του γραφήματος της συνάρτησης. Σημειώνουμε το διάστημα ( 2 ϵ, 2 + ϵ) στον y-άξονα μέσα στο οποίο πρέπει να βρίσκεται το y = +. Κατ αρχάς θεωρούμε ότι 0 < ϵ 2 και βλέπουμε ότι αν το βρίσκεται στο διάστημα ( 2 2ϵ + ϵ 2, + 2 2ϵ + ϵ 2 ) τότε συνεπάγεται ότι το y = + βρίσκεται στο ( 2 ϵ, 2 + ϵ). Το ( 2 2ϵ + ϵ 2, + 2 2ϵ + ϵ 2 ) δεν είναι συμμετρικό ως προς το. 5

Το κοντινότερο προς το άκρο του διαστήματος είναι το 2 2ϵ + ϵ 2. Άρα, αν πάρουμε οποιοδήποτε δ με 0 < δ ( 2 2ϵ + ϵ 2 ) = 2 2ϵ ϵ 2, τότε το ( δ, + δ) περιέχεται στο ( 2 2ϵ + ϵ 2, + 2 2ϵ + ϵ 2 ) οπότε αν το βρίσκεται στο ( δ, + δ) τότε συνεπάγεται ότι το y = + βρίσκεται στο ( 2 ϵ, 2 + ϵ). Στην περίπτωση που είναι ϵ > 2 θεωρούμε οποιοδήποτε δ > 0 το οποίο είναι κατάλληλο για το ϵ = 2, δηλαδή 0 < δ 2. Τότε, όπως είδαμε προηγουμένως, αν το βρίσκεται στο ( δ, + δ) τότε συνεπάγεται ότι το y = + βρίσκεται στο ( 2 2, 2 + 2) = (0, 2 2) και άρα βρίσκεται και στο μεγαλύτερο διάστημα ( 2 ϵ, 2 + ϵ). { ()/ αν 0 0. Αποδείξτε ότι η συνάρτηση y = είναι συνεχής στο 0. αν = 0 Λύση: Είναι =.. Σχεδιάστε το γράφημα της y = [] και αποδείξτε ότι είναι συνεχής στο R \ Z. Στα σημεία του Z η συνάρτηση είναι δεξιά συνεχής αλλά όχι αριστερά συνεχής. Λύση: Έστω k Z και [k, k + ). Τότε k < k + και άρα [] = k οπότε Άρα το γράφημα της συνάρτησης είναι: y = [] = k για [k, k + ). Τα αποτελέσματα για την συνέχεια της συνάρτησης διακρίνονται καθαρά στο γράφημα. Αλλά ας τα δούμε και αυστηρά. Σε κάθε ανοικτό διάστημα (k, k + ) με k Z η συνάρτηση είναι συνεχής ως διαφορά συνεχών συναρτήσεων: y = k (όπου k είναι σταθερή συνάρτηση). Σε κάθε k Z η συνάρτηση είναι αριστερά ασυνεχής και δεξιά συνεχής. Πράγματι στο [k, k) είναι y = (k ) ενώ στο (k, k + ) είναι y = k και η τιμή στο k είναι y = k k = 0. Άρα y = ( (k )) = 0, k k y = ( k) = 0. k+ k+ 2. Αποδείξτε ότι οι παρακάτω συναρτήσεις είναι συνεχείς στα αντίστοιχα σύνολα: y = sin( 2 + ) στο R. y = log() στην ένωση των (2kπ, π + 2kπ) για k Z. y = e στο (, 0). y = sin(log ) στο (0, + ). y = cos στο R. y = ( 2 5 + 6) 2 στο (, 2] [3, + ). y = log(log ) στο (, + ). y = log( cos ) στο R \ {2kπ k Z}. y = 00 2 log sin 2 2 + στο (0, π 2 ) ( π 2, 5π 2 ) ( 5π 2, 0]. 6

Λύση: Όλες οι συναρτήσεις έχουν την μορφή σύνθεσης συνεχών συναρτήσεων. Άρα το μόνο που μένει να κάνουμε είναι να πιστοποιήσουμε ότι τα αναφερόμενα σύνολα είναι τα αντίστοιχα πεδία ορισμού (ή υποσύνολα των αντίστοιχων πεδίων ορισμού). Για παράδειγμα, αφού ελέγξουμε ότι το πεδίο ορισμού της y = log() είναι η ένωση των διαστημάτων (2kπ, π + 2kπ) για k Z, παίρνουμε ένα τυχαίο 0 σε κάποιο από αυτά τα διαστήματα και λέμε ότι: η συνάρτηση z = είναι συνεχής στο 0 και η συνάρτηση y = log z είναι συνεχής στο z 0 = 0 (αφού z 0 > 0) και επομένως η σύνθεση y = log είναι συνεχής στο 0. 3. Χρησιμοποιήστε την ταυτότητα a b = e b log a για a > 0 για να αποδείξετε ότι οι παρακάτω συναρτήσεις είναι συνεχείς στα αντίστοιχα σύνολα: y = στο (0, + ). y = ( 2 ) 2 +2 στο (, 2) ( 2, ) (, + ). y = ( 2 ) log στο (0, ). Λύση: (i) Το πεδίο ορισμού της y = είναι το (0, + ) και για κάθε > 0 ισχύει y = = e log. Άρα η συνάρτηση είναι συνεχής ως σύνθεση συνεχών. (ii) Το πεδίο ορισμού της y = ( 2 ) 2 +2 αποτελείται από τα για τα οποία 2 > 0 και 2 καθώς και από τα για τα οποία 2 = 0 και 2 +2 > 0. Ο δεύτερος συνδυασμός είναι αδύνατος, οπότε το πεδίο ορισμού προκύπτει από τον πρώτο συνδυασμό, δηλαδή είναι το (, 2) ( 2, ) (, + ). Για αυτά τα έχουμε y = ( 2 ) 2 2 +2 = e +2 log(2 ) οπότε η συνάρτηση είναι συνεχής ως σύνθεση συνεχών. (iii) Το πεδίο ορισμού της y = ( 2 ) log αποτελείται από τα για τα οποία 2 > 0 και > 0 καθώς και από τα για τα οποία 2 = 0 και log > 0. Ο δεύτερος συνδυασμός είναι αδύνατος, οπότε το πεδίο ορισμού προκύπτει από τον πρώτο συνδυασμό, δηλαδή είναι το (0, ). Για αυτά τα έχουμε y = ( 2 ) log = e log log( 2) οπότε η συνάρτηση είναι συνεχής ως σύνθεση συνεχών. 4. Έστω ότι η f είναι αύξουσα στο διάστημα (0, 2) και ότι ισχύει f( n ) = + n για κάθε n N. Αποδείξτε ότι + f() =. Λύση: Επειδή η f είναι αύξουσα, το a = + f() υπάρχει και είναι αριθμός ή. Για την ακολουθία n = n n 0 και n > 0 για κάθε n N. Άρα f( n ) = f( n) a. Τώρα από την σχέση f( n ) = + n για κάθε n N, παίρνοντας όριο όταν n +, βρίσκουμε a = + 0 και άρα a =. 7