Μαθηματική Ανάλυση ΙI

Σχετικά έγγραφα
Μαθηματική Ανάλυση ΙI

Μαθηματική Ανάλυση ΙI

Μαθηματική Ανάλυση Ι

Μαθηματική Ανάλυση Ι

Μαθηματική Ανάλυση ΙI

Μαθηματική Ανάλυση Ι

Μαθηματική Ανάλυση ΙI

Εισαγωγή στους Αλγορίθμους

Μαθηματική Ανάλυση Ι

Λογιστική Κόστους Ενότητα 12: Λογισμός Κόστους (2)

Τίτλος Μαθήματος: Μαθηματική Ανάλυση Ενότητα Β. Διαφορικός Λογισμός

Μαθηματική Ανάλυση Ι

Εισαγωγή στους Αλγορίθμους

Μαθηματική Ανάλυση ΙI

Νέες Τεχνολογίες και Καλλιτεχνική Δημιουργία

Μαθηματική Ανάλυση Ι

Μαθηματική Ανάλυση Ι

Μαθηματική Ανάλυση Ι

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΙIΙ

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΙIΙ

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΙIΙ

Τίτλος Μαθήματος: Μαθηματική Ανάλυση Ενότητα Γ. Ολοκληρωτικός Λογισμός

Εισαγωγή στην Διοίκηση Επιχειρήσεων

Εκκλησιαστικό Δίκαιο. Ενότητα 10η: Ιερά Σύνοδος της Ιεραρχίας και Διαρκής Ιερά Σύνοδος Κυριάκος Κυριαζόπουλος Τμήμα Νομικής Α.Π.Θ.

Λογιστική Κόστους Ενότητα 8: Κοστολογική διάρθρωση Κύρια / Βοηθητικά Κέντρα Κόστους.

Εισαγωγή στους Αλγορίθμους

Θερμοδυναμική. Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα. Πίνακες Νερού σε κατάσταση Κορεσμού. Γεώργιος Κ. Χατζηκωνσταντής Επίκουρος Καθηγητής

Τεχνολογία & Καινοτομία - Αρχές Βιομηχανικής Επιστήμης

Μαθηματική Ανάλυση Ι

Διοικητική Λογιστική

Τεχνοοικονομική Μελέτη

Μηχανολογικό Σχέδιο Ι

Μεθοδολογία Έρευνας Κοινωνικών Επιστημών Ενότητα 2: ΣΥΓΚΕΝΤΡΩΣΗ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ ΜΑΡΚΕΤΙΝΓΚ Λοίζου Ευστράτιος Τμήμα Τεχνολόγων Γεωπόνων-Kατεύθυνση

Εισαγωγή στην Διοίκηση Επιχειρήσεων

Ιστορία της μετάφρασης

Διεθνείς Οικονομικές Σχέσεις και Ανάπτυξη

Εισαγωγή στην πληροφορική

Εισαγωγή στους Αλγορίθμους Ενότητα 10η Άσκηση Αλγόριθμος Dijkstra

Γραμμική Άλγεβρα και Μαθηματικός Λογισμός για Οικονομικά και Επιχειρησιακά Προβλήματα

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΗ ΙIΙ Ενότητα 6

Τίτλος Μαθήματος: Μαθηματική Ανάλυση Ενότητα Γ. Ολοκληρωτικός Λογισμός

Εισαγωγή στην Διοίκηση Επιχειρήσεων

Εισαγωγή στην Διοίκηση Επιχειρήσεων

Νέες Τεχνολογίες και Καλλιτεχνική Δημιουργία

Κοινωνιολογία της Εκπαίδευσης

Βέλτιστος Έλεγχος Συστημάτων

Εκκλησιαστικό Δίκαιο

Εισαγωγή στην Διοίκηση Επιχειρήσεων

Λογιστική Κόστους Ενότητα 11: Λογισμός Κόστους (1)

Διοίκηση Εξωτερικής Εμπορικής Δραστηριότητας

Γραμμική Άλγεβρα και Μαθηματικός Λογισμός για Οικονομικά και Επιχειρησιακά Προβλήματα

Εισαγωγή στον δομημένο προγραμματισμό

Συστήματα Παράλληλης & Κατανεμημένης Επεξεργασίας

Λογιστική Κόστους Ενότητα 10: Ασκήσεις Προτύπου Κόστους Αποκλίσεων.

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 12: Κριτήρια Σύγκλισης Σειρών. Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Αθήνας. Βιοστατιστική (Ε) Ενότητα 3: Έλεγχοι στατιστικών υποθέσεων

Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Αθήνας. Βιοστατιστική (Ε) Ενότητα 1: Καταχώρηση δεδομένων

Θεσμοί Ευρωπαϊκών Λαών Ι 19 ος -20 ος αιώνας

Εκκλησιαστικό Δίκαιο

Λογιστική Κόστους Ενότητα 11: Λογισμός Κόστους

ΟΙΚΟΝΟΜΕΤΡΙΑ. Ενότητα 1: Εκτιμητές και Ιδιότητες. Αναπλ. Καθηγητής Νικόλαος Σαριαννίδης Τμήμα Διοίκησης Επιχειρήσεων (Γρεβενά)

Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Αθήνας. Βιοστατιστική (Ε) Ενότητα 2: Περιγραφική στατιστική

Εισαγωγή στην Διοίκηση Επιχειρήσεων

Εισαγωγή στους Αλγορίθμους Ενότητα 9η Άσκηση - Αλγόριθμος Prim

Μαθηματική Ανάλυση Ι

Θεσμοί Ευρωπαϊκών Λαών Ι 19 ος -20 ος αιώνας

Εισαγωγή στην πληροφορική

Εισαγωγή στους Αλγορίθμους Φροντιστήριο 1

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 15: Ολοκληρώματα Με Ρητές Και Τριγωνομετρικές Συναρτήσεις Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής

Θερμοδυναμική. Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα. Πίνακες Νερού Υπέρθερμου Ατμού. Γεώργιος Κ. Χατζηκωνσταντής Επίκουρος Καθηγητής

ΑΝΑΛΥΣΗ ΧΡΗΜΑΤΟΟΙΚΟΝΟΜΙΚΩΝ ΚΑΤΑΣΤΑΣΕΩΝ

Εισαγωγικές έννοιες θεωρίας Συστημάτων Αυτομάτου Ελέγχου Ενότητα 2 η : ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΜΕ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΜΟΝΤΕΛΑ

Πανεπιστήμιο Δυτικής Μακεδονίας. Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών. Χημεία. Ενότητα 9: Υβριδισμός. Τόλης Ευάγγελος

Ψηφιακή Επεξεργασία Εικόνων

Τίτλος Μαθήματος: Μαθηματική Ανάλυση Ενότητα Γ. Ολοκληρωτικός Λογισμός

Μαθηματικά Διοικητικών & Οικονομικών Επιστημών

Εισαγωγή στους Αλγορίθμους Ενότητα 9η Άσκηση - Αλγόριθμος Kruskal

Γραμμική Άλγεβρα και Μαθηματικός Λογισμός για Οικονομικά και Επιχειρησιακά Προβλήματα

Βέλτιστος Έλεγχος Συστημάτων

Τεχνολογία και Καινοτομία - Οικονομική Επιστήμη και Επιχειρηματικότητα

Βάσεις Περιβαλλοντικών Δεδομένων

Κοινωνιολογία της Εκπαίδευσης

Έννοιες φυσικών επιστημών Ι και αναπαραστάσεις

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ

Διοικητική Λογιστική

Έννοιες φυσικών επιστημών Ι και αναπαραστάσεις

Εφαρμογές πληροφορικής σε θέματα πολιτικού μηχανικού

Οικονομετρία Ι. Ενότητα 3: Θεώρημα των Gauss Markov. Δρ. Χαϊδώ Δριτσάκη Τμήμα Λογιστικής & Χρηματοοικονομικής

Θέματα Εφαρμοσμένης. Ενότητα 14.2: Η ψήφος στα πρόσωπα. Θεόδωρος Χατζηπαντελής Τμήμα Πολιτικών Επιστημών ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

Διεθνείς Οικονομικές Σχέσεις και Ανάπτυξη

Βάσεις Δεδομένων. Ενότητα 1: Εισαγωγή στις Βάσεις δεδομένων. Πασχαλίδης Δημοσθένης Τμήμα Ιερατικών σπουδών

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 17: Αριθμητική Ολοκλήρωση, Υπολογισμός Μήκους Καμπύλης Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ

Διδακτική της Πληροφορικής

Δομές Δεδομένων Ενότητα 1

Λογιστική Κόστους. Ενότητα 4: ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑ - ΦΥΣΗ ΚΟΣΤΟΥΣ. Μαυρίδης Δημήτριος Τμήμα Λογιστικής και Χρηματοοικονομικής

Εισαγωγή στην Διοίκηση Επιχειρήσεων

Μάρκετινγκ Αγροτικών Προϊόντων

Κβαντική Επεξεργασία Πληροφορίας

Οικονομετρία Ι. Ενότητα 5: Ανάλυση της Διακύμανσης. Δρ. Χαϊδώ Δριτσάκη Τμήμα Λογιστικής & Χρηματοοικονομικής

Τίτλος Μαθήματος: Μαθηματική Ανάλυση Ενότητα Γ. Ολοκληρωτικός Λογισμός

Transcript:

Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής & Τηλεπικοινωνιών Μαθηματική Ανάλυση ΙI Ενότητα 5: Αλυσιδωτή παραγώγιση, διαφορίσιμες συναρτήσεις, διαφορικό Επίκουρος Καθηγητής Θ. Ζυγκιρίδης e-mail: tzygiridis@uowm.gr Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών

Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άλλου τύπου άδειας χρήσης, η άδεια χρήσης αναφέρεται ρητώς. 2

Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ψηφιακά Μαθήματα στο Πανεπιστήμιο Δυτικής Μακεδονίας» έχει χρηματοδοτήσει μόνο τη αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους. 3

Περιεχόμενα Αλυσιδωτή παραγώγιση. Διαφορίσιμες συναρτήσεις. Διαφορικό συνάρτησης πολλών μεταβλητών. Γραμμική προσέγγιση συνάρτησης. 4

Στόχοι Μετά την ολοκλήρωση της ενότητα, οι φοιτητές: θα είναι σε θέση να εφαρμόσουν αλυσιδωτή παραγώγιση για ένα μεγάλο εύρος περιπτώσεων, θα έχουν κατανοήσει την έννοια και τη γεωμετρική ερμηνεία του διαφορικού, θα μπορούν να προσδιορίσουν γραμμικές προσεγγίσεις συναρτήσεων. 5

z = ƒ(x,y), x = x(t), y = y(t) (1/2) Αν μια συνάρτηση z = f (x,y) έχει συνεχείς μερικές παραγώγους f x, f y στο ανοιχτό σύνολο A R 2 και οι συναρτήσεις x(t), y(t) είναι συνεχείς στο διάστημα [t 1, t 2 ], τότε η f (x(t), y(t)) είναι παραγωγίσιμη ως προς t στο [t 1, t 2 ] και ισχύει df f dx f dy dt x dt y dt z f( x, y) x f x x t f y y y dz dt f x f y x y 6

z = ƒ(x,y), x = x(t), y = y(t) (2/2) Εφαρμογή: Αν οι συναρτήσεις f (x,y), x(t), y(t) είναι δύο φορές συνεχώς παραγωγίσιμες, να βρεθεί η δεύτερη παράγωγος της f ως προς t. 2 2 2 2 2 d f dx dx dy dy d x d y f 2 2 xx fxy fyy fx f 2 y 2 dt dt dt dt dt dt dt (2) 2 2 dx dy d x d y fx fy fx f 2 y 2 dt dt dt dt 7

w = ƒ(x,y,z), x = x(t), y = y(t), z = z(t) w f( x, y, z) f x f y x y z dx dt dy dt t dz dt f y dw f dx f dy f dz dt x dt y dt z dt 2 d w dx dy dz f 2 x fy fz dt dt dt dt 2 d x 2 d y 2 d z x 2 y 2 z 2 f f f dt dt dt (2) 8

z = ƒ (x,y), x = x(u,v), y = y(u,v) (1/2) Αν η συνάρτηση f (x,y) έχει συνεχείς παραγώγους f x, f y και οι συναρτήσεις x(u,v), y(u,v) έχουν συνεχείς παραγώγους x u, x v, y u,y v, τότε είναι: z f x f y u x u y u z f( x, y) z f x f y v x v y v z f( x, y) fx fy z f x f y u x u y u fx fy x y x y x u y u z f x f y v x v y v x v y v u v 9

z = ƒ (x,y), x = x(u,v), y = y(u,v) (2/2) Εφαρμογή: Αν οι συναρτήσεις z = f (x,y), x(u,v), y(u,v) είναι δύο φορές συνεχώς παραγωγίσιμες, να βρεθούν οι δεύτερες παράγωγοι της z. 2 (2) 2 2 z x y x y f 2 x fy fx f 2 y 2 u u u u u 2 (2) 2 2 z x y x y f 2 x fy fx f 2 y 2 v v v v v 2 z uv f x x f y y f x y x y f x f y xx u v yy u v xy u v v u x uv y uv 10

w =ƒ(x,y,z), x = x(u,v), y = y(u,v), z = z(u,v) w f( x, y, z) f f x f z y x y z y x u z u u w f x f y f z u x u y u z u w f x f y f z v x v y v z v u 11

Διαφορίσιμες συναρτήσεις (1/2) Μια συνάρτηση f : A R 2 R 2 καλείται διαφορίσιμη στο σημείο (x 0, y 0 ) Α, αν ισχύει Δf = AΔx + ΒΔy + ε 1 Δx + ε 2 Δy με το (x 0 + Δx, y 0 + Δy) να ανήκει σε περιοχή του (x 0, y 0 ), όπου τα A, B δεν εξαρτώνται από τα Δx, Δy, ενώ τα ε 1, ε 2 εξαρτώνται από τα Δx, Δy με ε 1, ε 2 0 όταν Δx, Δy 0. Αποδεικνύεται ότι: A f ( x, y ) x 0 0 B f ( x, y ) y 0 0 12

Διαφορίσιμες συναρτήσεις (2/2) Αν μια συνάρτηση έχει συνεχείς μερικές παραγώγους σε μια περιοχή ενός σημείου P(x 0,y 0 ), τότε είναι διαφορίσιμη στο P. Αν μια συνάρτηση είναι διαφορίσιμη σε ένα σημείο, τότε είναι συνεχής στο σημείο αυτό. 13

Ολικό διαφορικό Ολικό διαφορικό μιας διαφορίσιμης συνάρτησης f στο σημείο P(x 0, y 0 ) ονομάζεται η παράσταση df( x, y ) f ( x, y )Δ x f ( x, y )Δy 0 0 x 0 0 y 0 0 f( x, y) x dx Δx df fxdx fydy f( x, y) y dy Δy Αφού η συνάρτηση f είναι διαφορίσιμη, θα ισχύει Δf f Δx f Δy ε Δx ε Δy x y 1 2 Δf df ε Δx ε Δy 1 2 14

Ιδιότητες διαφορικού Αν οι συναρτήσεις f, g είναι διαφορίσιμες, τότε είναι:,, d λf μg λdf μdg λ μ d( fg) gdf fdg f gdf fdg d, g 0 2 g g Μια παράσταση της μορφής P(x,y)dx + Q(x,y)dy αποτελεί ολικό διαφορικό μιας συνάρτησης, αν είναι P y = Q x 15

Γεωμετρική ερμηνεία διαφορικού f x (a,b)δx Επιφάνεια Επίπεδο f y (a,b)δy 16

Γραμμική προσέγγιση συνάρτησης (1/3) Για μικρές τιμές των Δx, Δy, ισχύει Δf ; df δηλ. το διαφορικό αποτελεί προσέγγιση της μεταβολής της f. f( x ; 1444444444442 0 Δ x, y0 Δ y) f ( x 444444444443 0, y0) fx( x0, y0)δ x fy( x0, y0)δy 14444444442 44444444443 Δf x x Δx f( x, y) f( x, y ) f ( x, y ) x x f ( x, y ) y y ; 0 0 x 0 0 0 y 0 0 0 0 y y Δy 0 df 17

Γραμμική προσέγγιση συνάρτησης (2/3) Παράδειγμα: Να βρεθεί η γραμμική προσέγγιση της συνάρτησης f (x,y) = 1 x 2 y 2 στο σημείο Ρ(0.2,0.2) f f x 0.2,0.2 y 0.2,0.2 x y 0.2,0.2 2 0.4 0.2,0.2 2 0.4 2 2 f 0.2,0.2 1 0.2 0.2 0.92 144444444444442 44444444444443 f( x, y) ; 0.92 0.4 x 0.2 0.4 y 0.2 18

Γραμμική προσέγγιση συνάρτησης (3/3) f( x, y) 1 x y 2 2 g( x, y) 0.92 0.4 x 0.2 0.4y 0.2 19

Σφάλματα Έστω η διαφορίσιμη συνάρτηση f : A R n R και τα σημεία P(x 1, x 2,, x n ) και P (x 1 + Δx 1, x 2 + Δx 2,, x n + Δx n ) του Α. Η μεταβολή Δf (P) = f (P ) f (P) ονομάζεται απόλυτο σφάλμα (προσεγγίζεται με το df ). Τα ο πηλίκο Δ f (P) f(p) ονομάζεται σχετικό σφάλμα (προσεγγίζεται df(p) f(p) με το ) 20

Τέλος Ενότητας 21

Σημείωμα Αναφοράς Copyright, Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών, Ζυγκιρίδης Θεόδωρος. «Μαθηματική Ανάλυση ΙΙ». Έκδοση: 1.0. Κοζάνη 2015. Διαθέσιμο από τη δικτυακή διεύθυνση: https: //eclass.uowm.gr/courses/icte260/ 22

Σημείωμα Αδειοδότησης Το παρόν υλικό διατίθεται με τους όρους της άδειας χρήσης Creative Commons Αναφορά, Όχι Παράγωγα Έργα Μη Εμπορική Χρήση 4.0 [1] ή μεταγενέστερη, Διεθνής Έκδοση. Εξαιρούνται τα αυτοτελή έργα τρίτων π.χ. φωτογραφίες, διαγράμματα κ.λ.π., τα οποία εμπεριέχονται σε αυτό και τα οποία αναφέρονται μαζί με τους όρους χρήσης τους στο «Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων». [1] h t t p ://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ Ως Μη Εμπορική ορίζεται η χρήση: που δεν περιλαμβάνει άμεσο ή έμμεσο οικονομικό όφελος από την χρήση του έργου για το διανομέα του έργου και αδειοδόχο που δεν περιλαμβάνει οικονομική συναλλαγή ως προϋπόθεση για τη χρήση ή πρόσβαση στο έργο που δεν προσπορίζει στο διανομέα του έργου και αδειοδόχο έμμεσο οικονομικό 23

Διατήρηση Σημειωμάτων Οποιαδήποτε αναπαραγωγή ή διασκευή του υλικού θα πρέπει να συμπεριλαμβάνει: το Σημείωμα Αναφοράς το Σημείωμα Αδειοδότησης τη δήλωση Διατήρησης Σημειωμάτων το Σημείωμα Χρήσης Έργων Τρίτων (εφόσον υπάρχει) μαζί με τους συνοδευόμενους υπερσυνδέσμους. 24