Matematika. Funkcije in enačbe

Σχετικά έγγραφα
Funkcije. Matematika 1. Gregor Dolinar. Fakulteta za elektrotehniko Univerza v Ljubljani. 12. november Gregor Dolinar Matematika 1

Funkcije. Matematika 1. Gregor Dolinar. Fakulteta za elektrotehniko Univerza v Ljubljani. 14. november Gregor Dolinar Matematika 1

D f, Z f. Lastnosti. Linearna funkcija. Definicija Linearna funkcija f : je definirana s predpisom f(x) = kx+n; k,

Tretja vaja iz matematike 1

Odvod. Matematika 1. Gregor Dolinar. Fakulteta za elektrotehniko Univerza v Ljubljani. 5. december Gregor Dolinar Matematika 1

1. Definicijsko območje, zaloga vrednosti. 2. Naraščanje in padanje, ekstremi. 3. Ukrivljenost. 4. Trend na robu definicijskega območja

Diferencialna enačba, v kateri nastopata neznana funkcija in njen odvod v prvi potenci

Matematika I (VS) Univerza v Ljubljani, FE. Melita Hajdinjak 2013/14. Pregled elementarnih funkcij. Potenčna funkcija. Korenska funkcija.

Funkcije. Matematika 1. Gregor Dolinar. Fakulteta za elektrotehniko Univerza v Ljubljani. 21. november Gregor Dolinar Matematika 1

Odvod. Matematika 1. Gregor Dolinar. Fakulteta za elektrotehniko Univerza v Ljubljani. 10. december Gregor Dolinar Matematika 1

Funkcijske vrste. Matematika 2. Gregor Dolinar. Fakulteta za elektrotehniko Univerza v Ljubljani. 2. april Gregor Dolinar Matematika 2

Vaje iz MATEMATIKE 8. Odvod funkcije., pravimo, da je funkcija f odvedljiva v točki x 0 z odvodom. f (x f(x 0 + h) f(x 0 ) 0 ) := lim

cot x ni def. 3 1 KOTNE FUNKCIJE POLJUBNO VELIKEGA KOTA (A) Merske enote stopinja [ ] radian [rad] 1. Izrazi kot v radianih.

Kotne in krožne funkcije

Zaporedja. Matematika 1. Gregor Dolinar. Fakulteta za elektrotehniko Univerza v Ljubljani. 22. oktober Gregor Dolinar Matematika 1

Matematika 2. Diferencialne enačbe drugega reda

LJUDSKA UNIVERZA NOVA GORICA. MATEMATIKA 1 2. del. EKONOMSKI TEHNIK PTI gradivo za interno uporabo. Pripravila: Mateja Strnad Šolsko leto 2011/12

*M * Osnovna in višja raven MATEMATIKA NAVODILA ZA OCENJEVANJE. Sobota, 4. junij 2011 SPOMLADANSKI IZPITNI ROK. Državni izpitni center

Na pregledni skici napišite/označite ustrezne točke in paraboli. A) 12 B) 8 C) 4 D) 4 E) 8 F) 12

Funkcija je predpis, ki vsakemu elementu x iz definicijskega območja D R priredi neko število f (x) R.

Zaporedja. Matematika 1. Gregor Dolinar. Fakulteta za elektrotehniko Univerza v Ljubljani. 15. oktober Gregor Dolinar Matematika 1

1. UREJENE OBLIKE KVADRATNE FUNKCIJE

IZPIT IZ ANALIZE II Maribor,

Množico vseh funkcijskih vrednosti, ki jih pri tem dobimo, imenujemo zaloga vrednosti funkcije f. Oznaka: Z f

matrike A = [a ij ] m,n αa 11 αa 12 αa 1n αa 21 αa 22 αa 2n αa m1 αa m2 αa mn se števanje po komponentah (matriki morata biti enakih dimenzij):

Osnove matematične analize 2016/17

Analiza 2 Rešitve 14. sklopa nalog

Integralni račun. Nedoločeni integral in integracijske metrode. 1. Izračunaj naslednje nedoločene integrale: (a) dx. (b) x 3 +3+x 2 dx, (c) (d)

Navadne diferencialne enačbe

PRIMER UPORABE FUNKCIJ 2. FUNKCIJE ENE SPREMENLJIVKE DEFINICIJA IN LASTNOSTI FUNKCIJE. Upogibni moment. M(X )=F A x qx2 2

SEMINARSKA NALOGA Funkciji sin(x) in cos(x)

Kotni funkciji sinus in kosinus

vezani ekstremi funkcij

diferencialne enačbe - nadaljevanje

Booleova algebra. Izjave in Booleove spremenljivke

INTEGRALI RACIONALNIH FUNKCIJ

Reševanje sistema linearnih

INŽENIRSKA MATEMATIKA I

Definicija 1. Naj bo f : D odp R funkcija. Funkcija F : D odp R je primitivna funkcija funkcije f, če je odvedljiva in če velja F = f.

Funkcije več spremenljivk

FAKULTETA ZA STROJNIŠTVO Matematika 4 Pisni izpit 22. junij Navodila

Enačba, v kateri poleg neznane funkcije neodvisnih spremenljivk ter konstant nastopajo tudi njeni odvodi, se imenuje diferencialna enačba.

ZBIRKA REŠENIH NALOG IZ MATEMATIKE I

KODE ZA ODKRIVANJE IN ODPRAVLJANJE NAPAK

Numerično reševanje. diferencialnih enačb II

Matematika vaja. Matematika FE, Ljubljana, Slovenija Fakulteta za Elektrotehniko 1000 Ljubljana, Tržaška 25, Slovenija

Definicija. definiramo skalarni produkt. x i y i. in razdaljo. d(x, y) = x y = < x y, x y > = n (x i y i ) 2. i=1. i=1

Matematika 1. Gabrijel Tomšič Bojan Orel Neža Mramor Kosta

V tem poglavju bomo vpeljali pojem determinante matrike, spoznali bomo njene lastnosti in nekaj metod za računanje determinant.

Osnovne lastnosti odvoda

Izpeljava Jensenove in Hölderjeve neenakosti ter neenakosti Minkowskega

Računalniško vodeni procesi I

Univerza v Ljubljani Fakulteta za računalništvo in informatiko MATEMATIKA. Polona Oblak

Matematika. BF Lesarstvo. Zapiski ob predavanjih v šolskem letu 2010/2011

Kvadratne forme. Poglavje XI. 1 Definicija in osnovne lastnosti

Splošno o interpolaciji

Spoznajmo sedaj definicijo in nekaj osnovnih primerov zaporedij števil.

DISKRETNA FOURIERJEVA TRANSFORMACIJA

Veleučilište u Rijeci Stručni studij sigurnosti na radu Akad. god. 2011/2012. Matematika. Monotonost i ekstremi. Katica Jurasić. Rijeka, 2011.

Ispitivanje toka i skiciranje grafika funkcija

Podobnost matrik. Matematika II (FKKT Kemijsko inženirstvo) Diagonalizacija matrik

Matematika 1. Gregor Dolinar. 2. januar Fakulteta za elektrotehniko Univerza v Ljubljani. Gregor Dolinar Matematika 1

Matematika 1. Jaka Cimprič

Afina in projektivna geometrija

II. LIMITA IN ZVEZNOST FUNKCIJ

Uporabna matematika za naravoslovce

1 MNOŽICE ŠTEVIL. NARAVNA, CELA, RACIONALNA, REALNA ŠTEVILA

Računski del izpita pri predmetu MATEMATIKA I

Dragi polinom, kje so tvoje ničle?

2 tg x ctg x 1 = =, cos 2x Zbog četvrtog kvadranta rješenje je: 2 ctg x

Odvode odvisnih spremenljivk po neodvisni spremenljivki bomo označevali s piko: Sistem navadnih diferencialnih enačb prvega reda ima obliko:

Matematika. BF Lesarstvo. Zapiski ob predavanjih v šolskem letu 2009/2010

( , 2. kolokvij)

6. Kako razstavimo razliko kvadratov a2 - b2? Ali se vsota kvadratov a2 + b2 da razstaviti v množici realnih števil?

18. listopada listopada / 13

Univerza v Mariboru. Fakulteta za logistiko MATEMATIKA. Univerzitetni učbenik

1 Fibonaccijeva stevila

Inverzni problem lastnih vrednosti evklidsko razdaljnih matrik

Matematika 1. Gabrijel Tomšič Bojan Orel Neža Mramor Kosta

SKUPNE PORAZDELITVE VEČ SLUČAJNIH SPREMENLJIVK

Matematka 1 Zadaci za drugi kolokvijum

radni nerecenzirani materijal za predavanja

PETRA GROŠELJ MATEMATIČNE METODE ZA ŠTUDENTE BIOTEHNIŠKE FAKULTETE

Domače naloge za 2. kolokvij iz ANALIZE 2b VEKTORSKA ANALIZA

Kombinatorika. rekurzivnih enačb in rodovne funkcije. FMF Matematika Finančna matematika. Vladimir Batagelj. Ljubljana, april

Delovna točka in napajalna vezja bipolarnih tranzistorjev

IZVODI ZADACI ( IV deo) Rešenje: Najpre ćemo logaritmovati ovu jednakost sa ln ( to beše prirodni logaritam za osnovu e) a zatim ćemo

1. Trikotniki hitrosti

Matrike. Poglavje II. Matrika je pravokotna tabela realnih števil. Na primer: , , , 0 1

= Števila 264, 252, 504 zapiši kot produkt praštevil in poišči njihov skupni največji delitelj in

Tema 1 Osnove navadnih diferencialnih enačb (NDE)

Kontrolne karte uporabljamo za sprotno spremljanje kakovosti izdelka, ki ga izdelujemo v proizvodnem procesu.

Gimnazija Krˇsko. vektorji - naloge

Funkcije dveh in več spremenljivk

Interpolacija in aproksimacija funkcij

Frekvenčna analiza neperiodičnih signalov. Analiza signalov prof. France Mihelič

radni nerecenzirani materijal za predavanja R(f) = {f(x) x D}

IZVODI ZADACI (I deo)

Algebraične strukture

UNIVERZA V MARIBORU FAKULTETA ZA KEMIJO IN KEMIJSKO TEHNOLOGIJO MATEMATIKA II

Transcript:

Matematika Funkcije in enačbe (1) Nariši grafe naslednjih funkcij: (a) f() = 1, (b) f() = 3, (c) f() = 3. Rešitev: (a) Linearna funkcija f() = 1 ima začetno vrednost f(0) = 1 in ničlo = 1/. Definirana je povsod in zavzame vse vrednosti. Je naraščajoča in neomejena. Lokalnih ekstremov in prevojev nima. (b) Kvadratna funkcija f() = 3 je definirana za vsako realno število. Iz razcepa 3 = ( 3)( + 1) lahko preberemo, da ima ničli 1 = 3 in = 1. Kvadratna funkcija f() = a + b + c ima teme v točki ( T = b ) a, ac b. a Naša funkcija ima tako teme v točki T (1, ). teme

Zaloga vrednosti funkcije f je interval Z f = [, ), kar pomeni, da je f neomejena funkcija. Levo od temena pada, desno od temena pa narašča. V temenu ima lokalni minimum. Je konveksna funkcija. (c) Polinom f() = 3 je definiran za vsako realno število, zato je D f = R. Ker je lihe stopnje, je surjektiven, kar pomeni, da je Z f = R. Iz razcepa 3 = ( 1) = ( 1)( + 1) lahko preberemo, da ima f tri realne ničle, in sicer 1 = 1, = 0 in 3 = 1. Pri bo vrednost funkcije f rasla čez vse meje, pri pa bo šla proti minus neskončno. lokalni maksimum prevoj lokalni minimum Najprej funkcija nekaj časa narašča, nato pada, nazadnje pa spet narašča. Ima en lokalni minimum in en lokalni maksimum. Levo od izhodišča je funkcija konkavna, desno od izhodišča pa konveksna. V točki = 0 ima prevoj. Ker je vsota samih lihih potenc, je f liha funkcija. () Nariši grafa naslednjih funkcij: (a) f() = 1 + 1, (b) f() =. Rešitev: (a) Racionalna funkcija f() = 1 ima pol pri = 1 in ničlo = 1. Od tod +1 takoj sledi, da je D f = R \ { 1}. Iz enakosti f() = 1 + 1 = 1 + 1 sledi, da je premica = 1 vodoravna asimptota funkcije f pri ± ter da je zaloga vrednosti funkcije f enaka Z f = R \ {1}.

Funkcija f ves čas narašča. Levo od pola je konveksna, desno od pola pa konkavna. Funkcija f je bijekcija iz množice R \ { 1} na množico R \ {1}. (b) Racionalna funkcija f() = ima dva pola = ± in ničlo = 0. Torej je D f = R \ {, }. Premica = 0 je vodoravna asimptota funkcije f pri ±. Zaloga vrednosti funkcije f so vsa realna števila. (3) Nariši grafa naslednjih funkcij: (a) f() = sin( π), (b) f() = cos 1. Rešitev: (a) Funkcija f je definirana na celi realni osi in je periodična s periodo π. Zavzame vrednosti med 1 in 1. Njen graf dobimo tako, da graf sinusne funkcije prestavimo za π v desno. f 6 6 (b) Funkcija f je definirana na celi realni osi in je periodična s periodo π. Zavzame vrednosti med 3 in 1. Njen graf dobimo tako, da graf kosinusne funkcije dvakrat raztegnemo v smeri ordinatne osi nato pa prestavimo za 1 navzdol. 6 6 f

() Dana je funkcija f() = e 1 +. (a) Določi definicijsko območje in zalogo vrednosti dane funkcije. (b) Izračunaj definicijsko območje in predpis za inverzno funkcijo. (c) Skiciraj grafa funkcije in inverzne funkcije. Rešitev: a) Eksponentna funkcija je definirana povsod, v njeni zalogi vrednosti pa so pozitivna realna števila. V našem primeru imamo opravka z eksponentno funkcijo, ki je premaknjena za dve enoti navzgor in eno enoto v desno. Zato je D f = R, Z f = (, ). b) Predpis za inverzno funkcijo izračunamo tako, da v izrazu = f() zamenjamo vlogi in in nato poskusimo izraziti. Tako dobimo predpis za inverzno funkcijo = e 1 +, = e 1, ln( ) = 1, = ln( ) + 1. f 1 () = ln( ) + 1. Inverzna funkcija je definirana na D f 1 = (, ). c) Poglejmo si še grafa funkcije in inverzne funkcije. f f 1 6 Graf inverzne funkcije dobimo tako, da prezrcalimo graf originalne funkcije preko simetrale lihih kvadrantov. (5) Dana je funkcija f() = 5 3. (a) Določi definicijsko območje in zalogo vrednosti dane funkcije. (b) Izračunaj definicijsko območje in predpis za inverzno funkcijo. (c) Skiciraj grafa funkcije in inverzne funkcije.

Rešitev: a) Najprej predpis za funkcijo f preoblikujmo v f() = 5 3 = 6 + 1 3 = + 1 3. Drugi sumand v zgornji vsoti je racionalna funkcija, ki zavzame vse vrednosti razen 0. Zato zavzame funkcija f vse vrednosti razen, definirana pa je povsod razen v točki = 3. D f = R \ {3}, Z f = R \ {}. b) Inverzna funkcija funkcije f ima definicijsko območje D f 1 = R \ {}, njen predpis pa dobimo iz naslednjih enakosti = + 1 3, = 1 3, 1 = 3, = 3 + 1. Če damo desno stran na skupni imenovalec, dobimo predpis za inverzno funkcijo c) Poglejmo še grafa. f 1 () = 3 5. f 1 f (6) Grafično reši naslednje enačbe oziroma neenačbe: (a) 5 + 6 = 0, (b) 5 + 6 > 0, (c) 5 + 6 < 0.

Rešitev: Najprej skicirajmo graf kvadratne funkcije f() = 5 + 6. Iz razcepa sledi, da sta ničli funkcije f števili 5 + 6 = ( )( 3) 1 =, = 3. Kvadratna funkcija g() = a + b + c ima teme v točki T ( b, b ac). V našem a a primeru to pomeni, da je teme funkcije f v točki ( ) 5 T, 1. Graf funkcije f ima obliko parabole. f 1 f 0 1 1 3 5 1 f 0 f 0 Rešitve enačbe f() = 0 so točke, v katerih graf funkcije f seka abscisno os. Rešitvam neenačb f() > 0 in f() < 0 pa ustrezajo množice točk, kjer leži graf funkcije f nad oziroma pod abscisno osjo. V našem primeru to pomeni: a) R = = {, 3}, b) R > = (, ) (3, ), c) R < = (, 3). (7) Reši enačbi: (a) 3 + 3 + 3 + 1 = 0, (b) 3 6 + 6 1 = 0. Rešitev: Polinomska enačba a n n + a n 1 n 1 + + a 1 + a 0 = 0 ima po osnovnem izreku algebre n kompleksnih ničel (ne nujno različnih). V splošnem ne poznamo nobenega algoritma za natančno iskanje ničel. Če pa je stopnja dovolj majhna, pa lahko kakšno ničlo najdemo z ugibanjem, nato pa s pomočjo Hornerjevega algoritma zmanjšamo red enačbe za ena. Če so koeficienti enačbe cela števila, potem so možne racionalne ničle enačbe oblike p, kjer število p deli prosti koeficient a q 0, q pa deli vodilni koeficient a n. Če nam uspe enačbo poenostaviti do kvadratne enačbe a + b + c = 0, imamo formulo za njeni rešitvi 1, = b ± b ac. a

a) V tem primeru lahko enačbo poenostavimo v od koder sledi, da so vse tri ničle enake 3 + 3 + 3 + 1 = ( + 1) 3 = 0, 1 = = 3 = 1. b) S poskušanjem lahko ugotovimo, da ima enačba 3 6 + 6 1 = 0 rešitev 1 = 1. Sedaj bomo s pomočjo Hornerjevega algoritma zreducirali dano enačbo do kvadratne enačbe. 1 6 6 1 1 5 1 1 1 5 1 0 S Hornerjem algoritmom smo preverili, da je = 1 res rešitev naše enačbe, hkrati pa lahko iz spodnje vrstice preberemo, da je 3 6 + 6 1 = ( 1)( 5 + 1). Preostane nam še, da rešimo kvadratno enačbo 5 + 1 = 0. Tako dobimo oziroma,3 = 5 ± 5 = 5 + 1, 3 = 5 1. (8) Reši neenačbe: (a) 3 10 > 0, (b) 3 > 0, 1 (c) + > 0. Rešitev: Racionalne neenačbe rešujemo tako, da najprej števec in imenovalec razcepimo na produkt linearnih in nerazcepnih kvadratnih faktorjev. Z ničlami števca in imenovalca realna števila razdelimo na nekaj intervalov, nato pa na vsakem dobljenem intervalu posebej preverimo, ali je na njem izpolnjena neenačba. To naredimo tako, da izberemo poljubno število na danem intervalu in pogledamo predznak dobljenega izraza. a) Neenačbo 3 10 > 0 lahko prepišemo v ( 5)( + ) > 0.

0 0 6 10 6 10 Od tod sklepamo, da je rešitev neenačbe množica R = (, ) (5, ). b) Najprej razcepimo polinom na levi 3 = ( 1) = ( 1)( + 1). Od tod dobimo rešitev R = (, 1) (0, 1). 3 1 0 1 1 1 1 1 c) V tem primeru imamo racionalno neenačbo 1 > 0. Kvadratni faktor v imenovalcu je + nerazcepen in povsod pozitiven. Od tod sledi, da je rešitev neenačbe množica R = (1, ). 3 1 1 0. 3 1 0 1 0. 0.6 (9) Reši enačbe: (a) 5 + 5 +1 = 30, (b) 9 + 7 = 3 +1, (c) log 10 ( + 1) log 10 3 = log 10 log 10 ( + 3). Rešitev: a) Računajmo: 5 + 5 +1 = 30, 5 (1 + 5) = 30, 5 = 5, = 1. b) Najprej enačbo 9 + 7 = 3 +1 preoblikujmo v enačbo (3 ) 1 3 + 7 = 0.

Z uvedbo nove spremenljivke t = 3 pridemo do kvadratne enačbe t 1t + 7 = 0, (t 3)(t 9) = 0, ki ima rešitvi t 1 = 3 in t = 9. Od tod pa potem dobimo 1 = 1, =. c) Najprej z uporabo osnovnih lastnosti logaritma enačbo preoblikujemo v log 10 ( + 1) log 10 3 = log 10 log 10 ( + 3), + 1 log 10 = log 3 10 + 3. Ker je logaritemska funkcija injektivna, od tod sledi Rešitvi te enačbe sta + 1 = 3 + 3, ( + 1)( + 3) = 1, + 7 9 = 0. 1, = 7 ± 9 + 7 = 7 ± 11. Rešitev = 18 ni ustrezna, saj logaritma v enačbi pri tej vrednosti neznanke nista definirana. Zato je edina rešitev enačbe = 1. (10) Reši enačbe: (a) cos 3 + 1 = 0, (b) sin sin = 0, (c) sin = sin. Rešitev: a) Enačbo najprej preoblikujmo v cos 3 = 1. Funkcija cos zasede vrednost 1 v točkah oblike = π + kπ, za vsako celo število k. Od tod sklepamo, da mora biti 3 = π + kπ oziroma, da so rešitve enačbe oblike za poljuben k Z. k = π 3 + kπ 3,

.0 1.5 1.0 0.5 6 3 1 0 1 6 b) Računajmo sin sin = 0, sin ( sin 1) = 0. Rešitve enačbe torej bodisi zadoščajo sin = 0 ali pa sin = 1. Iz lastnosti funkcije sin od tod sklepamo, da so rešitve enačbe za poljuben k Z. 1,k = kπ,,k = π 6 + kπ, 3,k = 5π 6 + kπ, 3 1 5 5 1,0,0 3,0 c) Sedaj bomo uporabili formulo sin = sin cos za sinus dvojnega kota. Tako dobimo sin = sin, sin sin cos = 0, sin (1 cos ) = 0. Rešitve enačbe sedaj ustrezajo ali sin = 0 ali pa cos = 1. Zato so torej oblike 1,k = kπ, za poljuben k Z.,k = π 3 + kπ, 3,k = π 3 + kπ, 0.5,0 1,0 0.5 3,0 1.0