Αρτιες και περιττές συναρτήσεις

Σχετικά έγγραφα
Αρτιες και περιττές συναρτήσεις

Γενικό Λύκειο Μαραθοκάμπου Σάμου. Άλγεβρα Β λυκείου. 13 Οκτώβρη 2016

Ας υποθέσουμε ότι ο παίκτης Ι διαλέγει πρώτος την τυχαιοποιημένη στρατηγική (x 1, x 2 ), x 1, x2 0,

Παραβολή ψ=αχ 2 +βχ+γ, α 0. Η παραβολή ψ = αχ 2. Γενικά : Κάθε συνάρτηση της μορφής ψ=αχ 2 + βχ +γ, α 0 λέγεται τετραγωνική συνάρτηση.

Το κράτος είναι φτιαγμένο για τον άνθρωπο και όχι ο άνθρωπος για το κράτος. A. Einstein Πηγή:

HY 280. θεμελιακές έννοιες της επιστήμης του υπολογισμού ΑΣΚΗΣΕΙΣ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ ΤΜΗΜΑ ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ. Γεώργιος Φρ.

Εισαγωγικά. 1.1 Η σ-αλγεβρα ως πληροφορία

Η ανισότητα α β α±β α + β με α, β C και η χρήση της στην εύρεση ακροτάτων.

Αποδεικτικές Διαδικασίες και Μαθηματική Επαγωγή.

5.1 Μετρήσιμες συναρτήσεις

Αναγνώριση Προτύπων. Σήμερα! Λόγος Πιθανοφάνειας Πιθανότητα Λάθους Κόστος Ρίσκο Bayes Ελάχιστη πιθανότητα λάθους για πολλές κλάσεις

Οι γέφυρες του ποταμού... Pregel (Konigsberg)

Εφαρμογές στην κίνηση Brown

ΣΧΟΛΙΚΟ ΕΤΟΣ ΕΥΘΥΓΡΑΜΜΗ ΟΜΑΛΗ ΚΙΝΗΣΗ ΤΡΙΩΡΗ ΓΡΑΠΤΗ ΕΞΕΤΑΣΗ ΣΤΗ ΦΥΣΙΚΗ A ΛΥΚΕΙΟΥ. Ονοματεπώνυμο Τμήμα

Επίλυση ειδικών μορφών ΣΔΕ

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΑΚΑ ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΑ ΚΟΛΛΙΝΤΖΑ ΜΑΘΗΜΑ: ΟΙΚΟΝΟΜΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΑΚΑ ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΑ ΚΟΛΛΙΝΤΖΑ ΜΑΘΗΜΑ: ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΟΙΚΟΝΟΜΙΚΗΣ ΘΕΩΡΙΑΣ

Αναλυτικές ιδιότητες

Εστω X σύνολο και A μια σ-άλγεβρα στο X. Ονομάζουμε το ζεύγος (X, A) μετρήσιμο χώρο.

Εκφωνήσεις και Λύσεις των Θεμάτων

{ i f i == 0 and p > 0

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΥΠΡΟΥ ΤΜΗΜΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ. Εαρινό Εξάμηνο

ΑΠΟΛΥΤΗΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΑΡΧΕΣ ΟΙΚΟΝΟΜΙΚΗΣ ΘΕΩΡΙΑΣ ΜΑΘΗΜΑ ΕΠΙΛΟΓΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙΔΑΣ Γ ΤΑΞΗ

Ανεξαρτησία Ανεξαρτησία για οικογένειες συνόλων και τυχαίες μεταβλητές

21/11/2005 Διακριτά Μαθηματικά. Γραφήματα ΒΑΣΙΚΗ ΟΡΟΛΟΓΙΑ : ΜΟΝΟΠΑΤΙΑ ΚΑΙ ΚΥΚΛΟΙ Δ Ι. Γεώργιος Βούρος Πανεπιστήμιο Αιγαίου

ΜΙΚΡΟΟΙΚΟΝΟΜΙΚΗ Η ΚΑΤΑΝΑΛΩΤΙΚΗ ΑΠΟΦΑΣΗ. Άσκηση με θέμα τη μεγιστοποίηση της χρησιμότητας του καταναλωτή

ΑΣΕΠ 2000 ΑΣΕΠ 2000 Εμπορική Τράπεζα 1983 Υπουργείο Κοιν. Υπηρ. 1983

Martingales. 3.1 Ορισμός και παραδείγματα

Ταξινόμηση των μοντέλων διασποράς ατμοσφαιρικών ρύπων βασισμένη σε μαθηματικά κριτήρια.

Σχέσεις και ιδιότητές τους

«ΔΙΑΚΡΙΤΑ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ»

Ανεξαρτησία Ανεξαρτησία για οικογένειες συνόλων και τυχαίες μεταβλητές

Εξαναγκασμένες ταλαντώσεις, Ιδιοτιμές με πολλαπλότητα, Εκθετικά πινάκων. 9 Απριλίου 2013, Βόλος

Ευρωπαϊκά παράγωγα Ευρωπαϊκά δικαιώματα

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΥΠΡΟΥ ΤΜΗΜΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ. Εαρινό Εξάμηνο

Μονάδες α. Να γράψετε στο τετράδιό σας τον παρακάτω πίνακα σωστά συµπληρωµένο.

Παντού σε αυτό το κεφάλαιο, αν δεν αναφέρεται κάτι διαφορετικό, δουλεύουμε σε ένα χώρο πιθανότητας (Ω, F, P) και η G F είναι μια σ-άλγεβρα.

Εκφωνήσεις και Λύσεις των Θεμάτων

Ανελίξεις σε συνεχή χρόνο

Κεφάλαιο Η εκθετική κατανομή. Η πυκνότητα πιθανότητας της εκθετικής κατανομής δίδεται από την σχέση (1.1) f(x) = 0 αν x < 0.

ΚΛΑΔΟΣ: ΠΕ11 ΦΥΣΙΚΗΣ ΑΓΩΓΗΣ

Επιχειρησιακή Ερευνα Ι

ΕΙΣΑΓΩΓΗ. H λογική ασχολείται με δύο έννοιες, την αλήθεια και την απόδειξη. Oι έννοιες αυτές έχουν γίνει

Η εξίσωση Black-Scholes

Εκφωνήσεις και Λύσεις των Θεμάτων

Φυσική Θετικής & Τεχνολογικής Κατεύθυνσης Β Λυκείου 3 ο Κεφάλαιο Ηλεκτρικό Πεδίο. Ηλεκτρικό πεδίο. Παρασύρης Κώστας Φυσικός Ηράκλειο Κρήτης

602. Συναρτησιακή Ανάλυση. Υποδείξεις για τις Ασκήσεις

α 0. α ν x ν +α ν 1 x ν α 1 x+α 0 α ν x ν,α ν 1 x ν 1,...,α 1 x,α 0, ...,α 1,α 0,

"Η απεραντοσύνη του σύμπαντος εξάπτει τη φαντασία μου. Υπάρχει ένα τεράστιο σχέδιο, μέρος του οποίου ήμουν κι εγώ".

Προτεινόμενα θέματα στο μάθημα. Αρχές Οικονομικής Θεωρίας ΟΜΑΔΑ Α. Στις προτάσεις από Α.1. μέχρι και Α10 να γράψετε στο τετράδιό σας τον αριθμό της

( ιμερείς) ΙΜΕΛΕΙΣ ΣΧΕΣΕΙΣ Α Β «απεικονίσεις»

ΑΡΧΗ 1ΗΣ ΣΕΛΙ ΑΣ Β ΤΑΞΗ. ΘΕΜΑ 1ο

Ο τύπος του Itô. f (s) ds (12.1) f (g(s)) dg(s). (12.2) t f (B s ) db s + 1 2

ΣΥΝΟΛΑ (προσέξτε τα κοινά χαρακτηριστικά των παρακάτω προτάσεων) Οι άνθρωποι που σπουδάζουν ΤΠ&ΕΣ και βρίσκονται στην αίθουσα

Δ Ι Α Κ Ρ Ι Τ Α Μ Α Θ Η Μ Α Τ Ι Κ Α. 1η σειρά ασκήσεων

Ανεξαρτησία Ανεξαρτησία για οικογένειες συνόλων και τυχαίες μεταβλητές

Αναγνώριση Προτύπων. Σημερινό Μάθημα

1. Εστω ότι A, B, C είναι γενικοί 2 2 πίνακες, δηλαδή, a 21 a, και ανάλογα για τους B, C. Υπολογίστε τους πίνακες (A B) C και A (B C) και

Κατασκευή της κίνησης Brown και απλές ιδιότητες

ΜΑΘΗΜΑ: ΕΜΠΟΡΙΚΟ ΔΙΚΑΙΟ

Συναρτήσεις. Σημερινό μάθημα

ΜΑΘΗΜΑ: ΟΙΚΟΝΟΜΙΚΗ ΘΕΩΡΙΑ

ΣΤΟ ΙΑΤΡΕΙΟ. Με την πιστοποίηση του αποκτά πρόσβαση στο περιβάλλον του ιατρού που παρέχει η εφαρμογή.

Αναγνώριση Προτύπων. Σημερινό Μάθημα

Eισηγητής: Μουσουλή Μαρία

Φροντιστήριο 2: Ανάλυση Αλγόριθμου. Νικόλας Νικολάου ΕΠΛ432: Κατανεμημένοι Αλγόριθμοι 1 / 10

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΥΠΡΟΥ ΤΜΗΜΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ. Εαρινό Εξάμηνο

Ο Ισχυρός Νόμος των Μεγάλων Αριθμών

Μεγάλες αποκλίσεις* 17.1 Η έννοια της μεγάλης απόκλισης

2. Κατάθεσε κάποιος στην Εθνική Τράπεζα 4800 με επιτόκιο 3%. Μετά από πόσο χρόνο θα πάρει τόκο 60 ; α) 90 ημέρες β) 1,5 έτη γ) 5 μήνες δ) 24 μήνες

Συντάκτης: Παναγιώτης Βεργούρος, Οικονομολόγος Συγγραφέας βιβλίων, Μικρο μακροοικονομίας διαγωνισμών ΑΣΕΠ

Φυσική Β Λυκείου Θετικής & Τεχνολογικής Κατεύθυνσης Παναγόπουλος Γιώργος Φυσικός

17 Μαρτίου 2013, Βόλος

Έννοια. Η αποδοχή της κληρονομίας αποτελεί δικαίωμα του κληρονόμου, άρα δεν

(7 ο ) ΔΙΑΙΡΕΙ & ΒΑΣΙΛΕΥΕ Ι: «ταξινόμηση» (8 ο ) ΔΙΑΙΡΕΙ & ΒΑΣΙΛΕΥΕ ΙΙ: «κυρτό περίβλημα»

Αναγνώριση Προτύπων. Σημερινό Μάθημα

Ημέρα 3 η. (α) Aπό την εργασιακή διαδικασία στη διαδικασία παραγωγής (β) Αξία του προϊόντος και αξία της εργασιακής δύναμης

Μεγάλες αποκλίσεις* 17.1 Η έννοια της μεγάλης απόκλισης

Εξέταση Ηλεκτρομαγνητισμού Ι 2 Φεβρουαρίου 2018

( ) Π. ΚΡΗΤΗΣ, ΤΜΗΜΑ ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΗΥ 380, «ΑΛΓΟΡΙΘΜΟΙ & ΠΟΛΥΠΛΟΚΟΤΗΤΑ» Φ 03: ΑΣΥΜΠΤΩΤΙΚΕΣ ΕΚΦΡΑΣΕΙΣ

ΠΡΟΑΓΩΓΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Β ΤΑΞΗΣ ΕΝΙΑΙΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΣΑΒΒΑΤΟ 27 ΜΑΪΟΥ 2000 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ: ΧΗΜΕΙΑ ΣΥΝΟΛΟ ΣΕΛΙ ΩΝ: ΕΞΙ (6)

(3 ο ) Εξαντλητική αναζήτηση I: μεταθέσεις & υποσύνολα (4 o ) Εξαντλητική αναζήτηση II: συνδυασμοί, διατάξεις & διαμερίσεις

ΤΑ ΜΙΚΡΑ ΒΗΜΑΤΑ ΤΗΣ ΘΕΡΑΠΕΥΤΙΚΗΣ ΔΙΑΔΙΚΑΣΙΑΣ: ΠΩΣ ΕΡΧΟΝΤΑΙ ΚΑΙ ΠΩΣ ΜΠΟΡΟΥΜΕ ΝΑ ΒΟΗΘΗΣΟΥΜΕ ΓΙΑ ΝΑ ΕΡΘΟΥΝ

Μεγάλες αποκλίσεις* 17.1 Η έννοια της μεγάλης απόκλισης

ιάσταση του Krull Α.Π.Θ. Θεσσαλονίκη Χ. Χαραλαμπους (ΑΠΘ) ιάσταση του Krull Ιανουάριος, / 27

Στοχαστικές διαφορικές εξισώσεις

Διανυσματικές Συναρτήσεις

ÅéêïóéäùäåêÜåäñïí. Ìáèçìáôéêü Äåëôßï. Ôåý ïò 13ï. Ïêôþâñéïò 2014 ISSN:

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ. Πρώτη Γραπτή Εργασία. Εισαγωγή στους υπολογιστές Μαθηματικά

Pointers. Σημερινό Μάθημα! Χρήση pointer Τελεστής * Τελεστής & Γενικοί δείκτες Ανάκληση Δέσμευση μνήμης new / delete Pointer σε αντικείμενο 2

Το υπόδειγμα IS-LM: Εισαγωγικά

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΟN ΣΤΟΧΑΣΤΙΚΟ ΛΟΓΙΣΜΟ

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΟN ΣΤΟΧΑΣΤΙΚΟ ΛΟΓΙΣΜΟ

Εισαγωγικές Διαλέξεις στην Θεωρία των Αλυσίδων Markov και των Στοχαστικών Ανελίξεων. Οικονομικό Πανεπιστήμιο Αθηνών

Αφιερώνεται στους Μαθητές μας Άγγελος Βουλδής Γιώργος Παναγόπουλος Λευτέρης Μεντζελόπουλος

Το εγχειρίδιο του καλού κηπουρού

Συναρτήσεις & Κλάσεις

Χαρακτηριστικές συναρτήσεις

Εισαγωγή στη Μιγαδική Ανάλυση. (Πρώτη Ολοκληρωμένη Γραφή)

Transcript:

Μελέτη Συναρτήσεων: άρτιες, περιττές συναρτήσεις - μονοτονία - ακρότατα Κώστας Ράπτης Άρτιες και περιττές συναρτήσεις Ὁι ψυχολόγοι κάνουν λόγο για δύο επίπεδα συλλογιστικής και μνήμης: το αρχαϊκό και το νέο επίπεδο. Το αρχαϊκό επίπεδο αντιστοιχεί στο βασικό και πρωτόγονο ζωϊκό εγκέφαλο και, απ ότι φαίνεται, πρόκειται για το τμήμα εκείνο του εγκεφάλου μας που έχει την τάση να ανιχνεύει παντού συμμετρία. Marcus du Sauto Υπάρχουν μαθηματικά εργαλεία που κάνουν τη μελέτη των συναρτήσεων πιο α- πλή; Ακούγεται σαν ερώτηση παγίδα και οι περισσότεροι ίσως απαντούσαν ότι οι λέξεις μαθηματικά και απλή δε ϑα έπρεπε ποτέ να συνυπάρχουν σε μια πρόταση, παρά μονάχα ίσως σε αυτήν: τα μαθηματικά δεν είναι απλή υπόθεση! Οτιδήποτε όμως ϑα μπορούσε να κάνει το σχεδιασμό μιας γραφικής παράστασης πιο εύκολο σίγουρα αξίζει να μελετηθεί. Στα πλαίσια της απλούστευσης του σχεδιασμού μίας γραφικής παράστασης ϑα εισάγουμε τις έννοιες της άρτιας και της περιττής συνάρτησης. Μια καλή ερώτηση όμως που ανακύπτει σε αυτό το στάδιο είναι η εξής: Με ποιο τρόπο άραγε μπορεί να απλοποιηθεί ο σχεδιασμός μιας γραφικής παράστασης; Επειδή είδαμε σε προηγούμενη παράγραφο ότι η γραφική παράσταση κάποιας συνάρτησης είναι ένα σύνολο σημείων - τα οποία μπορεί να σχηματίζουν μια γραμμή, αλλά μπορεί και όχι - αυτήν την ερώτηση μπορούμε να την επαναλάβουμε με γεωμετρικούς όρους: Πώς λοιπόν μπορούμε να απλοποιήσουμε το σχεδιασμό ενός συνόλου σημείων; Η απάντηση έρχεται από το χώρο της συμμετρίας. Αν γνωρίζαμε λοιπόν ότι μια γραφική παράσταση είναι συμμετρική ως προς έναν άξονα (ευθεία) ή ένα κέντρο (σημείο), τότε ϑα χρειαζόταν ουσιαστικά να μελετήσουμε και να σχεδιάσουμε μόνο τη μισή, αφού η συμμετρία ϑα καθόριζε τι ισχύει για το άλλο μισό της. Τα ονόματα «άρτια» και «περιττή» για να περιγράψουμε μια συνάρτηση φαίνονται να ξεπήδησαν από άλλη ενότητα, ό- μως στην πραγματικότητα δεν είναι τυχαία. Χρησιμοποιούμε αυτούς τους δύο όρους για να περιγράψουμε δύο ειδών συμμετρίες. Στο Σχήμα 1 παραθέτουμε αριστερά τις γραφικές παραστάσεις των συναρτήσεων f 1 ()= 2, f 2 ()= 4, f 3 ()= 6 (παρατηρήστε ότι όλοι οι εκθέτες των πολυωνυμικών συναρτήσεων είναι άρτιοι) και δεξιά των συναρτήσεων g 1 ()=, g 2 ()= 3, g 3 ()= 5 (εδώ είναι περιττοί). Αν εξετάσει κανείς τις γραφικές παραστάσεις των συναρτήσεων στα παραπάνω σχήματα, α- ντιλαμβάνεται ότι οι συμμετρίες που μας ενδιαφέρουν εδώ είναι ως προς των άξονα στις περιπτώσεις των συναρτήσεων f 1, f 2 και f 3, καθώς και ως προς την αρ-

Μελέτη συναρτήσεων 2 χή των αξόνων στις περιπτώσεις των συναρτήσεων g 1, g 2 και g 3. Κατά αντιστοιχία, ονομάζουμε άρτιες τις συναρτήσεις που οι γραφικές τους παραστάσεις είναι συμμετρικές ως προς τον άξονα και περιττές τις συναρτήσεις που οι γραφικές τους παραστάσεις είναι συμμετρικές ως προς την αρχή των αξόνων Ο. A B 8 7 6 5 4 3 2 1 3 2 1 1 2 C f1 C g1 Σχήμα 2: Γραφική παράσταση της συνάρτησης φ C f2 C f3 C g2 C g3 Σχήμα 1: Άρτιες και περιττές συναρτήσεις Σηκώστε όμως τώρα τα μανίκια σας για να ασχοληθούμε με τα μαθηματικά που κρύβονται πίσω από αυτές τις συμμετρίες. Αρχικά ϑα ϑεωρήσουμε τη συνάρτηση φ()= 2, [ 3, 2] [ 1,3] Η γραφική της παράσταση φαίνεται στο Σχήμα 2. Το κομμάτι της γραφικής παράστασης ανάμεσα στα σημεία Α και Β λείπει, αφού εκεί η συνάρτηση δεν ορίζεται. Είναι εμφανώς μάταιο εδώ να α- ναζητήσουμε οποιαδήποτε συμμετρία στη γραφική παράσταση. Η συνάρτηση φ δεν μπορεί να είναι ούτε άρτια, ούτε περιττή συνάρτηση. Βέβαια, δε χρειάζεται να λείπει ολόκληρο κομμάτι από τη μία μόνο μεριά της γραφικής παράστασης για να εξαφανίσει οποιαδήποτε υποψία συμμετρίας, αρκεί ένα και μόνο σημείο. Για να είμαστε σίγουροι ότι τα σημεία που λείπουν από τη μια μεριά ϑα λείπουν και από την άλλη (μεριά του άξονα ) απαιτούμε από όλες τις άρτιες ή τις περιττές συναρτήσεις να έχουν πεδίο ορισμού συμμετρικό στο 0. Με άλλα λόγια, για κάθε που ανήκει στο πεδίο ορισμού της συνάρτησης και το ϑα πρέπει επίσης να ανήκει στο πεδίο ο- ρισμού της. Για να εξετάσουμε επομένως αν μια συνάρτηση f A R είναι άρτια ή περιττή, το πρώτο μας βήμα είναι να σιγουρευτούμε ότι για κάθε A τότε και A. Ας ασχοληθούμε τώρα με την ίδια τη συμμετρία. Γνωρίζουμε ότι το συμμετρικό του σημείου (α,β) ως προς τον άξονα είναι το σημείο( α,β) δηλαδή αυτό που για την αντίθετη τετμημένη έχει την ί- δια τεταγμένη. Η άρτια συνάρτηση είπαμε

Μελέτη συναρτήσεων 3 προηγουμένως ότι έχει γραφική παράσταση συμμετρική ως προς τον άξονα, ο- πότε η παραπάνω πρόταση ισχύει για κά- ϑε σημείο της. Αυτήν την πρόταση τώρα, αν την εκφράσουμε με συμβολισμούς σχετικούς με τη συνάρτηση f, παίρνουμε: f( )=f() για κάθε A. Επομένως, μια συνάρτηση f είναι άρτια στο πεδίο ορισμού της A αν: 1. για κάθε που βρίσκεται στο A, το βρίσκεται επίσης στο A(δηλαδή, το πεδίο ορισμού της είναι συμμετρικό στο 0) 2. f( )=f(), A (οι τιμές της συνάρτησης είναι ίσες για αντίθετες τιμές του ) Από την άλλη, το συμμετρικό σημείο του (α,β) ως προς την αρχή των αξόνων Ο είναι το σημείο( α, β) δηλαδή αυτό που για την αντίθετη τετμημένη έχει αντίθετη τεταγμένη. Επειδή οι περιττές συναρτήσεις είναι αυτές που έχουν κέντρο συμμετρίας το σημείο Ο, γι αυτές ϑα πρέπει να ισχύει: f( )= f() για κάθε A. Άρα, μια συνάρτηση f είναι περιττή στο πεδίο ορισμού της Α αν: 1. για κάθε που βρίσκεται στο A, το βρίσκεται επίσης στο A (το πεδίο ορισμού της είναι συμμετρικό στο 0) 2. f( )= f(), A (οι τιμές της συνάρτησης είναι αντίθετες για αντίθετες τιμές του ) Βέβαια υπάρχουν συναρτήσεις που δεν είναι ούτε άρτιες, ούτε περιττές. Οι γραφικές παραστάσεις αυτών των συναρτήσεων δεν παρουσιάζουν τη συμμετρία που περιγράψαμε, χωρίς όμως αυτό να σημαίνει ότι δεν μπορεί να παρουσιάζουν συμμετρία ως προς άλλους άξονες ή κέντρα. Ασκήσεις 1. Συμπλήρωσε τη γραφική παράσταση της συνάρτησης που φαίνεται παρακάτω αν ξέρεις ότι η συνάρτηση έχει πεδίο ορισμού τοrκαι είναι (α) άρτια και (β) περιττή. 2. Μια περιττή συνάρτηση σε ποιο σημείο μπορεί να τέμνει τον άξονα ; Ισχύει το ίδιο και για μια άρτια συνάρτηση; 3. Εξέτασε αν καθεμιά από τις παρακάτω συναρτήσεις είναι άρτιες, περιττές ή τίποτα από τα δύο: f()= 2 4, g()=3 3 + h()= 6 4, k()= 2 4 2 4. Παρακάτω φαίνονται οι γραφικές παραστάσεις κάποιων συναρτήσεων. Ποιες από αυτές είναι άρτιες και ποιες είναι περιττές; (αʹ)

Μελέτη συναρτήσεων 4 4 (βʹ) 3 2 (γʹ) Μονοτονία συνάρτησης 1 1 2 3 4 Η μελέτη της μονοτονίας μιας συνάρτησης είναι μια αρκετά διαισθητική ιδέα. Αυτή ουσιαστικά μας ενημερώνει αν η συνάρτηση παίρνει τιμές που συνεχώς αυξάνουν ή μειώνουν. Μελετούμε λοιπόν τη μονοτονία κάποιας συνάρτησης όταν αποφαινόμαστε αν αυτή είναι γνησίως αύξουσα, γνησίως φθίνουσα ή σταθερή σε υποδιαστήματα (ϑα επανέλθουμε αργότερα σε αυτό) του πεδίου ορισμού της. Λέμε ότι μια συνάρτηση είναι γνησίως αύξουσα σε ένα διάστημα Δ αν οι τιμές της συνεχώς αυξάνουν σε αυτό το διάστημα, αντίστοιχα γνησίως φθίνουσα αν συνεχώς μειώνουν και σταθερή αν παραμένουν σταθερές. Ας μελετήσουμε τώρα τι αντίκτυπο έ- χουν όλα αυτά στη γραφική παράσταση μιας συνάρτησης με τη βοήθεια του παρακάτω παραδείγματος. Στο Σχήμα 3 φαίνεται η γραφική παράσταση της συνάρτησης +3, <2 f()= 1, 2 <3 2 8, 3 Εξετάστε τη μονοτονία της συνάρτησης. Σχήμα 3: Γραφική παράσταση της συνάρτησης f Βλέπουμε ότι η γραφική παράσταση της συνάρτησης f συνεχώς κατεβαίνει καθώς το παίρνει τιμές από το μέχρι το 2. Επομένως σ αυτό το διάστημα η f είναι γνησίως φθίνουσα και συμβολίζουμε: f (,2]. Οταν το [2,3] η f είναι σταθερή. Μετά το 3 η γραφική παράσταση της f ανεβαίνει, δηλαδή η f παίρνει όλο και μεγαλύτερες τιμές για 3, οπότε είναι γνησίως αύξουσα στο διάστημα αυτό και γράφουμε: f [3,+ ). Ô Από τα παραπάνω φαίνεται ότι μια συνάρτηση δεν είναι αναγκαίο να διατηρεί σταθερή τη μονοτονία της σε όλο το πεδίο ορισμού της, χωρίς βέβαια αυτό να σημαίνει ότι δεν υπάρχουν συναρτήσεις με στα- ϑερή μονοτονία 1. Τι γίνεται όμως όταν ϑέλουμε να μελετήσουμε τη μονοτονία μιας συνάρτησης χωρίς να έχουμε στα χέρια μας τη γραφική της παράσταση; Αυτό το ερώτημα απαιτεί να δουλέψουμε αλγεβρικά, ώστε να απαλλαγούμε από την ανάγκη της εποπτείας. Ας μιλήσουμε λοιπόν αυστηρά αλγεβρικά, δί- 1 αυτές τις ονομάζουμε γνησίως μονότονες συναρτήσεις

Μελέτη συναρτήσεων 5 f( 2 ) f( 1 ) 1 2 Σχήμα 4: Γνησίως αύξουσα συνάρτηση f( 1 ) f( 2 ) 1 2 Σχήμα 5: Γνησίως φθίνουσα συνάρτηση νοντας τους ορισμούς της γνησίως αύξουσας και φθίνουσας συνάρτησης. Είπαμε προηγουμένως ότι μια γνησίως αύξουσα συνάρτηση παίρνει όλο και μεγαλύτερες τιμές καθώς το αυξάνει, δηλαδή η γραφική της παράσταση ανεβαίνει προς τα πάνω καθώς τη διατρέχουμε από τα α- ριστερά προς τα δεξιά. Επομένως, μια συνάρτηση f είναι γνησίως αύξουσα (Σχήμα 4) στο διάστημα Δ αν για κάθε 1, 2 με 1 < 2 ισχύει f( 1 )<f( 2 ) (παρατηρείστε ότι η φορά στις δύο ανισώσεις είναι η ίδια). Αντίστοιχα είναι τα πράγματα στην περίπτωση της γνησίως φθίνουσας συνάρτησης (Σχήμα 5) σε διάστημα Δ. Η συνάρτηση f είναι γνησίως φθίνουσα στο διάστημα Δ αν για κάθε 1, 2 με 1 < 2 ισχύει f( 1 )>f( 2 ) (εδώ η φορά των δύο ανισώσεων αλλάζει). Μια εταιρεία στατιστικών ερευνών μετά α- πό σχετική έρευνα στη Μυτιλήνη, κατάφερε να δώσει προσεγγιστικά τις πωλήσεις των ηλεκτρονικών υπολογιστών που έγιναν την τελευταία δεκαετία, με τη συνάρτηση: S(t)=t 3 +300, t [0,10], όπου S οι πωλήσεις και t ο χρόνος σε έτη. Αυξάνονται ή μειώνονται οι πωλήσεις Η/Υ την τελευταία δεκαετία; Για να απαντήσουμε σε αυτήν την ερώτηση χρειάζεται να εξετάσουμε τη μονοτονία της συνάρτησης S. Γι αυτό ϑεωρούμε τα t 1, t 2 [0,10] τέτοια, ώστε t 1 < t 2. Προσπαθούμε τώρα να κατασκευάσουμε την παράσταση S(t 1 ) στο αριστερό μέλος της παραπάνω ανισότητας και την S(t 2 ) δεξιά: t 1 < t 2 t 3 1< t 3 2 t 3 1+300<t 3 2+300 S(t 1 )<S(t 2 ) Οπότε η συνάρτηση S είναι γνησίως αύξουσα στο [0, 10], επομένως οι πωλήσεις συνεχώς αυξάνουν την τελευταία δεκαετία. Ô Ο πολιτικός μηχανικός που είναι υπεύθυνος για το σχεδιασμό ενός roller-coaster υ- πολογίζει το ύψος της κατασκευής με τη βοήθεια της συνάρτησης h()=2( 1) 2 +3, [ 10,15] όπου η οριζόντια απόσταση της γραμμής από τη γεννήτρια. Ποια είναι η οριζόντια απόσταση από τη γεννήτρια ό- ταν το τρενάκι σταματάει την κάθοδο και ξεκινά να ανεβαίνει;

Μελέτη συναρτήσεων 6 Εδώ χρειάζεται να εξετάσουμε τη μονοτονία της συνάρτησης ώστε να εντοπίσουμε πότε παύει να είναι φθίνουσα και αρχίζει να γίνεται αύξουσα. Ο τύπος της συνάρτησης όμως είναι τέτοιος που μας απαγορεύει να μελετήσουμε τη μονοτονία της h σε όλο το πεδίο ορισμού της. Εστω 10 1, 2 1 τέτοια, ώστε 1 < 2 τότε: 1 1< 2 1. Αυτές οι ποσότητες είναι μη ϑετικές, οπότε καθώς υψώνουμε στο τετράγωνο τα δύο μέλη της ανισότητας, η φορά της ϑα αλλάξει κι έτσι παίρνουμε: ( 1 1) 2 >( 2 1) 2 2( 1 1) 2 > 2( 2 1) 2 2( 1 1) 2 +3>2( 2 1) 2 +3 h( 1 )>h( 2 ). Οπότε η h [ 10,1]. Εστω τώρα 1 3, 4 15 τέτοια, ώστε: 3 < 4 3 1< 4 1 ( 3 1) 2 <( 4 1) 2 2( 3 1) 2 < 2( 4 1) 2 2( 3 1) 2 +3<2( 4 1) 2 +3 h( 3 )<h( 4 ). Οπότε η h [1,15]. Δηλαδή η συνάρτηση αλλάζει τη μονοτονία της όταν =1 άρα το τρενάκι ξεκινά να ανεβαίνει όταν η οριζόντια απόστασή του από τη γεννήτρια είναι 1m. Ô Ασκήσεις 1. Αν η συνάρτηση f A B είναι γνησίως φθίνουσα, με μια γραμμή ένωσε κάθε A με την αντίστοιχη τιμή της συνάρτησης B. Α 0 5 7 2 2,2 32 Β -9,35 π ημ π 2 2. Να μελετήσεις ως προς τη μονοτονία τις συναρτήσεις f() = 4 1 και g() = 3+2. Τι συμπεράσματα βγάζεις για τη μονοτονία συναρτήσεων που οι γραφικές τους παραστάσεις είναι ευθείες με ϑετικό συντελεστή διεύ- ϑυνσης; Τι γίνεται με αυτές που έχουν αρνητικό συντελεστή διεύθυνσης; 3. Να μελετήσεις ως προς τη μονοτονία τις συναρτήσεις f()= 2 και g()= 3 αφού πρώτα εντοπίσεις τα πεδία ορισμού τους. 4. Να μελετήσεις ως προς τη μονοτονία τη συνάρτηση f()= 9 2. 5. Η συνάρτηση f()= 2 2011 +2012 είναι γνησίως φθίνουσα. Σωστό ή λάθος; Ακρότατα Συνάρτησης Σε πολλές περιπτώσεις είναι χρήσιμο να ξέρουμε ποια είναι η μεγαλύτερη ή η μικρότερη τιμή μιας συνάρτησης. Αν μια συνάρτηση για παράδειγμα μετράει τα έσοδα μιας εταιρείας, δίνει το κόστος κατασκευής μιας συσκευασίας, περιγράφει το εμβαδόν ενός χωραφιού ή μιας πολυκατοικίας υ- πάρχουν πολλά παραδείγματα συναρτήσεων που μας ενδιαφέρει να μελετήσουμε τη μέγιστη ή την ελάχιστη τιμή τους, για πρακτικούς λόγους. Σε αυτήν την περίπτωση

Μελέτη συναρτήσεων 7 λέμε ότι μελετούμε τα ακρότατα της εν λόγω συνάρτησης. Με τον όρο ακρότατα μιας συνάρτησης εννοούμε επομένως τις ακραίες τιμές της, δηλαδή τη μεγαλύτερη και τη μικρότερη, αν βέβαια αυτές υπάρχουν. Το ελάχιστο μιας συνάρτησης είναι η μικρότερη τιμή που μπορεί να πάρει. Λέμε λοιπόν η συνάρτηση f A R παρουσιάζει ελάχιστο στη ϑέση = 0 αν για κάθε A ισχύει f() f( 0 ). Το μέγιστο μιας συνάρτησης είναι η μεγαλύτερη τιμή που αυτή μπορεί να πάρει. Λέμε ότι η συνάρτηση f A R παρουσιάζει μέγιστο στη ϑέση = 0 αν για κάθε A ισχύει f() f( 0 ). Το μέγιστο ή το ελάχιστο μιας συνάρτησης, όταν αυτά υπάρχουν, δεν παρουσιάζονται κατ ανάγκη σε μία ϑέση, οπότε μια συνάρτηση μπορεί να παρουσιάζει μέγιστο ή ελάχιστο σε περισσότερες από μία ϑέσεις, δηλαδή για περισσότερα από ένα. Οταν μια συνάρτηση διατηρεί σταθερή τη μονοτονία της στο πεδίο ορισμού της, τότε η διαδικασία εντοπισμού των ακροτάτων της δεν παρουσιάζει εκπλήξεις. Ο Πίνακας 1 δίνει συγκεντρωτικά τις τιμές των ακροτάτων μιας συνάρτησης σταθερής μονοτονίας, όταν αυτή έχει πεδίο ορισμού της μορφής[α,β] ή [α,β) ή (α,β]. Παρατηρείστε ότι όταν μια τέτοια συνάρτηση (γνησίως μονότονη) ορίζεται σε διάστημα της μορφής(α,β) τότε δεν παρουσιάζει α- κρότατα, αφού δεν έχει ούτε ελάχιστη ούτε μέγιστη τιμή. Σημείωση. Από τα παραπάνω προκύπτει ότι μια συνάρτηση ενδέχεται να παίρνει μια μέγιστη και μια ελάχιστη τιμή, ή μόνο μέγιστη τιμή, ή μόνο ελάχιστη τιμή ή να μην παίρνει ούτε ελάχιστη ούτε μέγιστη τιμή. [α,β] [α,β) (α,β] ελαχ. μεγ. ελαχ. μεγ. ελαχ. μεγ. = α β α - - β = f(α) f(β) f(α) - - f(β) = β α - α β - = f(β) f(α) - f(α) f(β) - Πίνακας 1: Ακρότατα της γνησίως μονότονης συνάρτησης f A R Να μελετήσετε ως προς τη μονοτονία τη συνάρτηση f()= 3+3, [ 2,4] και να εντοπίσετε τα ακρότατά της. Για τη μονοτονία: Εστω 1, 2 [ 2,4] τέτοια, ώστε 1 < 2. Είναι: 1 < 2 3 1 > 3 2 3 1 +3> 3 2 +3 f( 1 )>f( 2 ). Επομένως η f [ 2,4] οπότε παρουσιάζει: μέγιστο για = 2 το οποίο είναι f( 2)=9 και ελάχιστο για =4 που είναι ίσο με f(4)= 9. Ô Τι γίνεται όμως στην περίπτωση που η μονοτονία της f δεν είναι σταθερή σε ολόκληρο το πεδίο ορισμού της; Τα πράγματα εδώ γίνονται ελαφρώς πιο πολύπλοκα. Θα μας απασχολήσει μόνο μια περίπτωση: ό- ταν η f αλλάζει μονοτονία μόνο μία φορά σε κάποιο σημείο του πεδίου ορισμού της, ενώ το πεδίο ορισμού της είναι ένα διάστημα (και όχι ένωση διαστημάτων). Δύο τέτοιες περιπτώσεις φαίνονται στο Σχήμα 6 και στο Σχήμα 7. Αντιλαμβάνεται κανείς ότι στην πρώτη περίπτωση (Σχήμα 6) η συνάρτηση παρου-

Μελέτη συναρτήσεων 8 f( 0 ) 0 Σχήμα 6: Ελάχιστο συνάρτησης σιάζει ελάχιστο στη ϑέση = 0 το οποίο είναι ίσο με f( 0 ), ενώ στη δεύτερη περίπτωση (Σχήμα 7) η συνάρτηση παρουσιάζει μέγιστο στη ϑέση = 0 το οποίο είναι ίσο με f( 0 ). Στο τελευταίο ματς ο Καραγκούνης έριξε μια μπαλιά της οποίας το ύψος ως συνάρτηση του χρόνου ήταν h(t)= (t 3) 2 +9, t [0,6] (το t σε sec το h σε m) Να βρεθεί σε πόσα δευτερόλεπτα αφού έφυγε από το πόδι του ποδοσφαιριστή η μπάλα έφτασε στο μέγιστο ύψος της και ποιο είναι αυτό. Παρατηρούμε ότι(t 3) 2 0 με το να ισχύει όταν t=3. Ξεκινώντας από την παραπάνω ανισοτική σχέση, προσπαθούμε να κατασκευάσουμε τη συνάρτηση h στο ένα μέλος της: (t 3) 2 0 (t 3) 2 0 (t 3) 2 +9 9 h(t) 9 Ενώ h(3)=9 οπότε: f( 0 ) 0 Σχήμα 7: Μέγιστο συνάρτησης h(t) h(3), t [0,6] Άρα η συνάρτηση h παρουσιάζει μέγιστο στη ϑέση t=3 το οποίο είναι ίσο με h(3) = 9. Επομένως η μπάλα φτάνει στο μέγιστο ύψος, το οποίο είναι 9m, μετά από 3 δευτερόλεπτα.ô Ασκήσεις 1. Να βρεθεί (αν υπάρχει) η μέγιστη και η ελάχιστη τιμή της συνάρτησης f() = 2 +8, [ 3,1). 5 ΦΡΟΝΤΙΣΤΗΡΙΟ Μ.Ε.

Μελέτη συναρτήσεων 9 2. Εντόπισε τη μέγιστη ή την ελάχιστη τιμή κάθε συνάρτησης που δίνεται και τη ϑέση στην οποία παίρνει την τιμή αυτή. f()=(2 1) 2 4, g()= 5 +3 h()= 2 +9 1 7