6 Limita funkcie. 6.1 Myšlienka limity, interval bez bodu

Σχετικά έγγραφα
Cvičenie č. 4,5 Limita funkcie

1. Limita, spojitost a diferenciálny počet funkcie jednej premennej

Matematika Funkcia viac premenných, Parciálne derivácie

7. FUNKCIE POJEM FUNKCIE

7 Derivácia funkcie. 7.1 Motivácia k derivácii

Matematika prednáška 4 Postupnosti a rady 4.5 Funkcionálne rady - mocninové rady - Taylorov rad, MacLaurinov rad

Motivácia pojmu derivácia

Spojitosť a limity trochu inak

TECHNICKÁ UNIVERZITA V KOŠICIACH STROJNÍCKA FAKULTA MATEMATIKA 1. Funkcia jednej premennej a jej diferenciálny počet

4 Reálna funkcia reálnej premennej a jej vlastnosti

Funkcie - základné pojmy

Matematika 2. časť: Funkcia viac premenných Letný semester 2013/2014

Reálna funkcia reálnej premennej

Goniometrické substitúcie

FUNKCIE N REÁLNYCH PREMENNÝCH

Definícia parciálna derivácia funkcie podľa premennej x. Definícia parciálna derivácia funkcie podľa premennej y. Ak existuje limita.

Deliteľnosť a znaky deliteľnosti

Obvod a obsah štvoruholníka

Motivácia Denícia determinantu Výpo et determinantov Determinant sú inu matíc Vyuºitie determinantov. Determinanty. 14. decembra 2010.

Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť Projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ M A T E M A T I K A

Goniometrické rovnice a nerovnice. Základné goniometrické rovnice

Start. Vstup r. O = 2*π*r S = π*r*r. Vystup O, S. Stop. Start. Vstup P, C V = P*C*1,19. Vystup V. Stop

NUMERICKÁ MATEMATIKA. Moderné vzdelávanie pre vedomostnú spoločnosť/ Projekt je spolufinancovaný zo zdrojov EÚ. Fakulta elektrotechniky a informatiky

Komplexné čísla, Diskrétna Fourierova transformácia 1

Integrovanie racionálnych funkcií

3. prednáška. Komplexné čísla

Ekvačná a kvantifikačná logika

Tomáš Madaras Prvočísla

Príklady na precvičovanie Fourierove rady

Úvod do lineárnej algebry. Monika Molnárová Prednášky

ARMA modely čast 2: moving average modely (MA)

4. Výrokové funkcie (formy), ich definičný obor a obor pravdivosti

ARMA modely čast 2: moving average modely (MA)

Prednáška Fourierove rady. Matematická analýza pre fyzikov IV. Jozef Kise lák

FUNKCIE. Funkcia základné pojmy. Graf funkcie

Súčtové vzorce. cos (α + β) = cos α.cos β sin α.sin β cos (α β) = cos α.cos β + sin α.sin β. tg (α β) = cotg (α β) =.

Matematika 1. (prednáška pre 1. roč. iai) V. Balek

Numerické metódy Učebný text pre bakalárske štúdium

Lineárna algebra I - pole skalárov, lineárny priestor, lineárna závislosť, dimenzia, podpriestor, suma podpriestorov, izomorfizmus

MATEMATIKA II ZBIERKA ÚLOH

Matematika 2. časť: Analytická geometria

Prechod z 2D do 3D. Martin Florek 3. marca 2009

Ohraničenosť funkcie

Ján Buša Štefan Schrötter

3. Striedavé prúdy. Sínusoida

Prirodzené čísla. Kardinálne čísla

Matematika 1 Elementárny kalkulus

DAI01 GUNČAGA, J: Limitné procesy v školskej matematike. Dizertačná práca, FPV UKF Nitra, 2004

Technická univerzita v Košiciach Fakulta elektrotechniky a informatiky MATEMATIKA II. Zbierka riešených a neriešených úloh

Logaritmus operácie s logaritmami, dekadický a prirodzený logaritmus

MATEMATICKÁ ANALÝZA 1

Rovnosť funkcií. Periodická funkcia.

Výrazy a ich úpravy. -17x 6 : -17 koeficient; x premenná; 6 exponent premennej x. 23xy 3 z 5 = 23x 1 y 3 z 5 : 23 koeficient; x; y; z premenné;

Technická univerzita v Košiciach. Zbierka riešených a neriešených úloh. z matematiky. pre uchádzačov o štúdium na TU v Košiciach

Obyčajné diferenciálne rovnice

Obsah. 1.1 Reálne čísla a ich základné vlastnosti Komplexné čísla... 8

1. písomná práca z matematiky Skupina A

PREHĽAD ZÁKLADNÝCH VZORCOV A VZŤAHOV ZO STREDOŠKOLSKEJ MATEMATIKY. Pomôcka pre prípravný kurz

7. Dokážte, že z každej nekonečnej množiny môžeme vydeliť spočítateľnú podmnožinu.

Obsah. 1.1 Základné pojmy a vzťahy Základné neurčité integrály Cvičenia Výsledky... 11

Základné vzťahy medzi hodnotami goniometrických funkcií

ALGEBRA. Číselné množiny a operácie s nimi. Úprava algebrických výrazov

Goniometrické nerovnice

Riešenia. Základy matematiky. 1. a) A = { 4; 3; 2; 1; 0; 1; 2; 3}, b) B = {4; 9; 16}, c) C = {2; 3; 5},

KATEDRA DOPRAVNEJ A MANIPULAČNEJ TECHNIKY Strojnícka fakulta, Žilinská Univerzita

Grafy funkcií tangens a kotangens

MATEMATIKA I ZBIERKA ÚLOH

Jednotkový koreň (unit root), diferencovanie časového radu, unit root testy

VaFu18-T List 1. Mocninové funkcie. RNDr. Beáta Vavrinčíková

Spojité rozdelenia pravdepodobnosti. Pomôcka k predmetu PaŠ. RNDr. Aleš Kozubík, PhD. 26. marca Domovská stránka. Titulná strana.

(IP3) (f, g) = (g, f) (symetria), (IP4) (f, f) > 0 pre f 0 (kladná definitnosť). Z podmienok (IP1) (IP4) sa ľahko dokážu rovnosti:

BANACHOVE A HILBERTOVE PRIESTORY

x x x2 n

Derivácia funkcie. Pravidlá derivovania výrazov obsahujúcich operácie. Derivácie elementárnych funkcií

Goniometrické rovnice riešené substitúciou

primitívnoufunkcioukfukncii f(x)=xnamnožinereálnychčísel.avšakaj 2 +1 = x, tedaajfunkcia x2

MIDTERM (A) riešenia a bodovanie

Funkcie komplexnej premennej

Gramatická indukcia a jej využitie

1 Prevod miestneho stredného slnečného času LMT 1 na iný miestny stredný slnečný čas LMT 2

23. Zhodné zobrazenia

Osnovy pre slovensko-francúzske sekcie gymnázií Matematika

MATEMATICKÁ OLYMPIÁDA

Riešenie cvičení z 5. kapitoly

VLASTNÉ ČÍSLA A JORDANOV KANONICKÝ TVAR. Michal Zajac. 3 T b 1 = T b 2 = = = 2b

u R Pasívne prvky R, L, C v obvode striedavého prúdu Činný odpor R Napätie zdroja sa rovná úbytku napätia na činnom odpore.

Cieľom cvičenia je zvládnuť riešenie diferenciálnych rovníc pomocou Laplaceovej transformácie,

p(α 1 ) = u 1. p(α n ) = u n. Definícia (modulárna reprezentácia polynómu). Zobrazenie

M6: Model Hydraulický systém dvoch zásobníkov kvapaliny s interakciou

UNIVERZITA KOMENSKÉHO V BRATISLAVE FAKULTA MATEMATIKY, FYZIKY A INFORMATIKY RIGORÓZNA PRÁCA. Martin Samuelčík

Základy matematickej štatistiky

Fakulta riadenia a informatiky Žilinskej univerzity

2. prednáška. Teória množín I. množina operácie nad množinami množinová algebra mohutnosť a enumerácia karteziánsky súčin

Príklady k Matematike 1

Podnikateľ 90 Mobilný telefón Cena 95 % 50 % 25 %

Vektorový priestor V : Množina prvkov (vektory), na ktorej je definované ich sčítanie a ich

PRIEMER DROTU d = 0,4-6,3 mm

ZADANIE 1_ ÚLOHA 3_Všeobecná rovinná silová sústava ZADANIE 1 _ ÚLOHA 3

24. Základné spôsoby zobrazovania priestoru do roviny

Polynómy. Hornerova schéma. Algebrické rovnice

Transcript:

6 Limita funkcie 6 Myšlienka ity, interval bez bodu Intuitívna myšlienka ity je prirodzená, ale definovať presne pojem ity je značne obtiažne Nech f je funkcia a nech a je reálne číslo Čo znamená zápis f a = b? Tento zápis má v presných pojmoch vystihnúť myšlienku, že f ( ) sa blíži bodu b, ak sa blíži k bodu a (pričom je rôzne od a) Definičný obor musí obsahovať interval (,a), (a,) alebo aj oba, ale bod a nemusí obsahovať Hodnota funkcie v bode a, ak vôbec eistuje, nemusí mať so skúmanou otázkou nič spoločné, teda ita sa nemusí rovnať hodnote funkcie v danom bode Príklad 6 Dané sú funkcie f = +, g = +, a h Ich grafy sú postupne nakreslené na obrázku 6 ak = ak = Obr 6 Z obrázka intuitívne zistíme, že ak sa blíži k bodu a=, funkčné hodnoty pre každú z uvedených funkcií sa blížia k bodu Teda f = g( ) = h( ) =, pričom f()=, g() nie je definovaná a h()= a 6 Definícia ity Nech je funkcia f() definovaná pre všetky a z nejakého okolia bodu a Hovoríme, že ita funkcie f() pre idúce k a sa rovná b ( f a = b) práve vtedy, ak pre každú z definičného oboru funkcie f, a, má postupnosť postupnosť { n } a čísel n funkčných hodnôt { f ( n } itu b Poznámka: Ak a, b v predchádzajúcej definícii sú čísla, potom hovoríme o vlastnej ite vo vlastnom bode Symboly a, b môžu byť aj ± V takomto prípade budeme hovoriť o nevlastnej ite, resp o ite v nevlastnom bode Tieto prípady budeme skúmať neskôr a n a 96

Niekedy sa zaujímame iba o také postupnosti { n } a, pre ktoré platí, že všetky členy n sú väčšie ako a (teda n sa blíži k a sprava) alebo sú menšie ako a (teda n sa blíži k a zľava) V takýchto prípadoch hovoríme o jednostranných itách Pojem si vysvetlíme na príklade Príklad 6 a) Pomocou grafu funkcie f jednostranné ity f 0 = určte a f + 0 y = (Prvú itu nazývame ita funkcie f zľava v bode 0, druhú itu nazývame ita funkcie f sprava v bode 0) Z grafu funkcie vidíme, že: f = 0 f = + 0 f neeistuje Obr 6 0 b) Pomocou grafu funkcie f jednostranné ity f 0 = určte a f + 0 y = Z grafu funkcie vidíme, že: f = 0 f = + 0 f = Obr 6 0 Uvedieme teraz dve doležité vety o ite funkcie Veta 6 (veta o ohraničenosti) Ak eistuje vlastná ita funkcie f() v bode a, potom eistuje interval okolo bodu a (bez bodu a), na ktorom je funkcia f() ohraničená Veta 6 (veta o zovretí) Nech na nejakom intervale okolo bodu a bez bodu a platí: f() h() g() Nech f = g = b Potom aj h = b a a Vetu 6 si ilustrujeme na príklade Na intervale ( 0; ) zobrazte grafy funkcií f =, g = a h a Príklad 6 si, že sú splnené predpoklady vety 6 pre a = Určte h sin = Všimnite 97

Z obrázka 64 vidíme, že pre všetky >0 platí: sin < <, teda f < h < g Naviac f = 0, g = 0 Predpoklady vety 6 sú teda splnené Preto aj h = 0 6 Výpočet ít Obr 64 Nasledujúca veta je užitočná pre počítanie vlastných ít niektorých funkcií obsahujúcich konštanty,, -f(), prevrátené funkcie, súčet, rozdiel, súčin, podiel, polynómy a odmocniny z funkcie Veta 6 a Limita konštanty: c= c a b Limita funkcie f()=: = a a c Limita funkcie s opačným znamienkom: Ak ( f a ) = b d Limita súčtu a rozdielu: Ak =, ( ) f = b, potom a f b g a a = b, potom a f = b, g a = b, potom a ( f g ) = b b a f ± g = b ± b f = b, a f b = 0, potom = a a g b e Limita súčinu: Ak f Limita podielu Ak g Limita odmocniny z funkcie: Ak f 0 a f a = b, potom h Limita súčinu čísla a funkcie: c f = c f a a f = b a Príklad 64 Pomocou vety 6 vypočítajte: a) b) 4 + 4+ + c) 4+ + d) 4 98

= = a) = = 0 + 4 4+ 6 b) = = = 4 4+ 4 4 4+ + + 0 c) = = 4+ 4 + 0 Pretože po dosadení vyšla v menovateli nula, musíme postupovať inak: + ( )( ) ( ) = = = = = 4+ + + 4 + d) = = = = 4 4 64 Spojitosť funkcie Funkcia f() je spojitá v bode a, ak platí f = f a a Poznámka: Predchádzajúca definícia znamená, že funkcia f() je v bode a definovaná, má v bode a itu a naviac f ( a ) = f ( a) Teraz si uvedieme niekoľko príkladov na funkcie, ktoré nie sú spojité v bode a 4 Funkcia f =, ktorej graf je na obrázku 65, nie je spojitá v bode -, nakoľko nie je + v tomto bode definovaná + ak < 0 Funkcia g =, ktorej graf je na obrázku 66, nie je spojitá v bode 0, ak 0 nakoľko ita tejto funkcie neeistuje (pretože ity sprava a zľava sa nerovnajú) Obr 65 Obr 66 99

Nasledujúca veta charakterizuje základné vlastnosti spojitých funkcií Veta 64: a) Konštantná funkcia a funkcia f()= sú spojité funkcie b) Súčet, rozdiel a súčin spojitých funkcií je spojitá funkcia c) Podiel spojitých funkcií je spojitá funkcia na svojom definičnom obore d) Ak je funkcia g spojitá v bode a a funkcia f spojitá v bode g(a), potom aj zložená funkcia f(g()) je spojitá v bode a e) Ak je funkcia f() spojitá na nejakom otvorenom intervale obsahujúcom uzavretý interval ab ;, potom je na intervale ab ; ohraničená a dosahuje tu maimum aj minimum 65 Limita v nevlastnom bode a nevlastná ita funkcie V tejto časti si uvedieme jednotlivé prípady nevlastných ít Najprv sa budeme zaoberať prípadom b =±, tj f a =± Hovoríme, že ita funkcie f() pre idúce k a sa rovná ( ) práve vtedy, ak pre každú postupnosť { n } a čísel z definičného oboru funkcie f postupnosť funkčných hodnôt { f ( n )} má itu ( ) Na obrázku 67 je znázornený graf funkcie f = Všimnime si, že 8 f = a aj 4 f = Obr 67 Nasledujúca veta charakterizuje základné vlastnosti nevlastných ít Veta 65 a) Ak je funkcia f() v určitom okolí bodu a ohraničená a b) Ak g a ( f g a ) = c) Ak = > 0, 0 f ( f ( a ) + g ) = a = 0 a g a f b a g =, potom = a f() je kladná pre všetky a z nejakého okolia bodu a, potom a g g()>0, (resp g()<0), potom = a pre každé a z nejakého okolia bodu a platí f = ( resp ) a g 00

Poznámka: Veta nič nehovorí o prípadoch a Limity pre takéto prípady budeme vedieť riešiť neskôr Na záver uvedieme prípad a =±, tj ± f = b Hovoríme, že ita funkcie f() pre idúce k ( ) sa rovná b ( f = b) práve vtedy, ak pre každú postupnosť { n } ({ n } z definičného oboru funkcie f postupnosť funkčných hodnôt { f ( n )} b Na obrázku 68 je znázornený graf funkcie f f = = + f = b, resp Všimnime si, že f ) čísel = a aj Na obrázku 69 je znázornený graf funkcie f = e Všimnime si, že f a = f = 0 Obr 68 Obr 69 Vypočítajte nasledujúce ity, ak eistujú: 66 Úlohy + 7+ 6+ 9 + 7+ 4 = 6+ 9 0 0

6+ 9= 0 zistíme znamienko menovateľa v okolí bodu : + 7+ = 6+ 9 + 7+ 6+ 9 Použijeme metódu zanedbania minoritných členov Túto metódu je výhodné použiť p p v prípade ít typu a, pričom p ( ) a q( ) sú polynomy q q p a + a + + a+ a a Platí: n n n n n 0 n = = m m m q b m + bm b b + + + 0 bm Podobne postupujeme aj pre výpočet p q + 7+ = = 6+ 9 4 5+ 6 7+ 5+ 6 0 = 7+ 0 5+ 6 ( )( ) ( ) upravíme: = = = = = 7+ 4 4 4 Pomocné výpočty: 5+ 6= 0 D = 5 46 = 5 4 = D = 5 + = = ( 5) = = 5 + 6= 6 + 9 + 9 7 7 6 + 9 0 = 9 + 7 7 0 7+ = 0 D = 7 4 = 49 48 = D = 7 + = = 4 ( 7) = = 7 + = 4 0

6 + 9 6+ 9 upravíme: = = = 9 + 7 7 ( ) ( ) = 0 zistíme znamienko menovateľa v okolí bodu : pre =,99 je menovateľ záporný, lebo,99 = 0,0 pre =,0 je menovateľ kladný, lebo,0 = 0,0 pretože menovateľ mení znamienko, neeistuje, 6 + 9 a teda neeistuje ani 9 + 7 7 5 5 = = 5 5 6 = 0 zistíme znamienko menovateľa v okolí bodu : pre =,99 je menovateľ záporný, lebo,99 = 0,0 pre =,0 je menovateľ kladný, lebo,0 = 0,0 pretože menovateľ mení znamienko, neeistuje 7 8 + 7+ + upravíme zanedbaním minoritných členov : + 7+ + upravíme zanedbaním minoritných členov : + 7+ = = = 0 + + 7+ = = = + 0

9 + 7+ + upravíme zanedbaním minoritných členov : + 7+ = = = 0 + + 7+ 0 + Nakoľko funkcia nie je definovaná v okolí bodu (odmocninu počítame iba + 7+ z nezáporných čísel), uvažovať o nemá zmysel + sin 0 sin použijeme vzorec = 0 sin sin = = = 0 0 6 0 sin 4 k použijeme vzorec = 0 sin ( k ) 6 ( 4 6 ) 4 6 4 6 6 = = = = 0sin 4 0 sin 4 4 0sin 4 4 4 uvedomte si, že ak 0, potom aj 4 0 sin sin sin = = = cos 4 0 cos 0 = 0 0 zistíme znamienko menovateľa v okolí bodu 0: pre 0,0 0,0 = 0,0 = je menovateľ záporný, lebo 04

pre = 0,0 je menovateľ kladný, lebo 0,0 = 0,0 cos pretože menovateľ mení znamienko, neeistuje 0 5 cos cos cos 0 = = = 0 sin 6 0 sin použijeme vzorec = 0 sin sin sin = = = = 0 0 0 0 0 0 = 0 zistíme znamienko menovateľa v okolí bodu 0: pre = 0,0 je menovateľ záporný pre = 0,0 je menovateľ kladný sin pretože menovateľ mení znamienko, neeistuje, a teda ani 0 0 neeistuje sin 7 0 sin použijeme vzorec = 0 sin sin sin sin = = = = 0 0 0 0 0 0 = 0 = 0 + 8 + = = 05

9 + použijeme vzorec + = + = e + = e + 0 použijeme vzorec + = e + = + = + = e + + použijeme vzorec a b a b= a+ b za a dosadíme + + potom a je + + za b dosadíme potom b je ( + + ) ( ) + + + = = + + + + + + Upravíme zanedbaním minoritných členov podobne, ako v príkladoch, 7, 8, 9 + = = = = + + + + + 7 + 0 70 + = 0 0 0 zistíme znamienko menovateľa v okolí bodu 0: pre 0,0 0, 0 0, 0 = 0, 00000+ 0, 0 > 0 = je menovateľ kladný, lebo = je menovateľ záporný, lebo pre 0,0 0, 0 0, 0 = 0, 00000 0, 0 < 0 7 + pretože menovateľ mení znamienko, neeistuje 0 06

4 7 + 0 4 70 + = 0 0 0 zistíme znamienko menovateľa v okolí bodu 0: = je menovateľ kladný, lebo = je menovateľ záporný, lebo pre 0,0 pre 0,0 pretože menovateľ mení znamienko, 0 0, 0 0, 0 = 0, 00000+ 0, 0 > 0 0, 0 0, 0 = 0, 00000 0, 0 < 0 4 7 + neeistuje 07