O fiksnim točkama osnovnih trigonometrijskih funkcija

O fiksnim točkama... O fiksnim točkama osnovnih trigonometrijskih funkcija Matea Jelčić, Kristina Ivankić, Mirela Katić Žlepalo 3 i Bojan Kovačić Sažetak U ovom članku razmatramo fiksne točke četiriju osnovnih trigonometrijskih funkcija: sinus, kosinus, tangens i kotangens. Za svaku pojedinu funkciju određujemo ukupan broj fiksnih točaka, te navodimo njihove točne vrijednosti (ako postoje), odnosno njihove približne vrijednosti izračunane metodom raspolavljanja. Komentirat ćemo i povezanost tih vrijednosti s arkus funkcijama.. Uvod U ovom ćemo članku razmatrati egzistenciju i jedinstvenost fiksnih točaka osnovnih trigonometrijskih funkcija: sin x, cos x, tg x i ctg x. Prvo podsjetimo na definiciju fiksne točke realne funkcije jedne realne varijable. Definicija. Neka su X i f : X. Fiksna točka funkcije f je svaki x X za koji vrijedi jednakost f(x) = x. Primjer. Neka je f : funkcija definirana pravilom f(x) = x. Fiksne točke funkcije f su realna rješenja jednadžbe x = x. Lako se dobije x = 0, x =. Dakle, fiksne točke funkcije f su 0 i. Doista, f(0) = 0 = 0 i f() = =. Primjer. Neka je g : funkcija definirana pravilom g(x) = x +. Fiksne točke funkcije g su realna rješenja jednadžbe x + = x. Međutim, iz x + = x slijedi 3 i x, = ±. Stoga funkcija g nema fiksnih točaka. Matea Jelčić, studentica stručnoga studija elektrotehnike na Tehničkom veleučilištu u Zagrebu Kristina Ivankić, studentica stručnoga studija elektrotehnike na Tehničkom veleučilištu u Zagrebu 3 Mirela Katić Žlepalo, Tehničko veleučilište u Zagrebu, Zagreb Bojan Kovačić, Tehničko veleučilište u Zagrebu, Zagreb 7 Poucak 6.indd 7 5..06. 0:8:3

Poučak 6 Napomena. Ponekad se pogrešno previđa zahtjev da fiksna točka nužno mora pripadati prirodnom području definicije (domeni) funkcije f. Ako bismo u Primjeru. uzeli X = 0, +, onda bi funkcija f : X definirana pravilom f(x) = x imala točno jednu fiksnu točku x 0 =. Dakle, skup svih fiksnih točaka funkcije f je podskup skupa svih realnih rješenja jednadžbe f(x) = x, a o domeni funkcije f ovisi je li riječ o pravom podskupu ili su ta dva skupa jednaka. Napomena. Ako dodatno pretpostavimo da je f : X bijekcija, onda se skup fiksnih točaka funkcije f podudara sa skupom fiksnih točaka njezina inverza f. Doista, ako je f bijekcija, onda je i f bijekcija, pa je u tom slučaju jednakost f(x) = x ekvivalentna jednakosti f (f (x)) = f (x), odnosno jednakosti f (x) = x. Odatle slijedi tvrdnja ove napomene. Iako nijedna od četiriju osnovnih trigonometrijskih funkcija nije bijekcija, njihove restrikcije na određene intervale jesu bijekcije, pa ćemo u tim slučajevima moći primijeniti Napomenu., odnosno odrediti fiksne točke funkcija arcsin x, arccos x, arctg x i arcctg x.. Pregled osnovnih svojstava osnovnih trigonometrijskih funkcija Radi jednostavnosti i preglednosti, u sljedećoj tablici navodimo osnovna svojstva svake od četiriju osnovnih trigonometrijskih funkcija koja ćemo koristiti u kasnijem izlaganju. Funkcija Domena Slika sin x [, ] cos x [, ] (Ne)parnost i periodičnost neparna i periodična parna i periodična Derivacija cos x sin x tg x p \ k : k p p k, k k neparna i periodična cos x ctg x \ k p : k k p, k p k neparna i periodična sin x Tablica. Osnovna svojstva četiriju osnovnih trigonometrijskih funkcija 8 Poucak 6.indd 8 5..06. 0:8:3

O fiksnim točkama... 3. Pregled korištenih poučaka Radi preglednosti, u ovoj točki navodimo pregled poučaka korištenih u daljnjem izlaganju. Svi oni odnose se na realne funkcije jedne realne varijable. Čitatelje zainteresirane za dokaze Poučaka. 5. upućujemo na literaturu [] i []. Poučak. Neka je f : [a, b] neprekidna funkcija. Pretpostavimo da je f (a) f (b) < 0. Tada f ima barem jednu nultočku u intervalu a, b. Poučak. Svaka od četiriju osnovnih trigonometrijskih funkcija neprekidna je na svojoj domeni. Poučak 3. Neka su f, g : X funkcije neprekidne na X. Tada su i funkcije f + g i f g neprekidne na X. Poučak. Svaka strogo monotona 5 realna funkcija je injekcija. Poučak 5. Neka je f realna funkcija definirana i derivabilna na otvorenom intervalu I = a, b. a) Ako za svaki x a, b vrijedi f'(x) < 0, onda je f strogo padajuća na I. b) Ako za svaki x a, b vrijedi f'(x) > 0, onda je f strogo rastuća na I. Poučak 6. Neka su f : X i x 0 X. Definirajmo funkciju g : X pravilom g(x) = f(x) x. Tada je x 0 fiksna točka funkcije f ako i samo ako je x 0 nultočka funkcije g. Dokaz: Izravno iz Definicije. Poučak 7. Neka je f : X neparna funkcija. Tada je x 0 X fiksna točka funkcije f ako i samo ako je x 0 fiksna točka te funkcije f. Dokaz: Budući da je f neparna funkcija, za svaki x X vrijedi jednakost f( x) = f(x). Posebno, za x = x 0 dobivamo: f( x 0 ) = f(x 0 ). () Prema pretpostavci, x 0 je fiksna točka funkcije f, pa prema Definiciji. vrijedi jednakost Iz () i () slijedi f(x 0 ) = x 0. () f( x 0 ) = x 0, pa zaključujemo da je x 0 fiksna točka funkcije f. Obrat se dokazuje analogno. 5 tj. strogo rastuća ili strogo padajuća 9 Poucak 6.indd 9 5..06. 0:8:3

Poučak 6. O fiksnim točkama funkcije sin(x) 30 U ovoj točki dokazujemo sljedeći poučak. Poučak 8. Funkcija f(x) = sin x ima jedinstvenu fiksnu točku x 0 = 0. Budući da vrijedi jednakost sin 0 = 0, iz Definicije. odmah slijedi da je x 0 = 0 fiksna točka funkcije f. Stoga treba dokazati jedino jedinstvenost fiksne točke. Radi preglednosti, to ćemo učiniti nizom pomoćnih tvrdnji (lema). Lema. Neka je x bilo koja fiksna točka funkcije f. Tada je nužno x,. Dokaz: Znamo da je slika funkcije f segment [, ], odnosno da za svaki x vrijedi nejednakost sin x. Posebno, vrijedi nejednakost: sin x. (3) Prema pretpostavci, x je fiksna točka funkcije f, pa vrijedi jednakost sin x = x. () Iz (3) i () zaključujemo da vrijedi nejednakost x, tj. x [, ]. Primijetimo da vrijede nejednakosti sin i sin( ). One se, osim korištenjem kalkulatora, mogu provjeriti i ovako: skup svih rješenja jednadžbe sin x = p je S ( k ) : k. Ako bi vrijedila relacija S, onda bi morao postojati k takav da je p. No, odatle bi slijedilo da je p, što proturječi k činjenici da je p iracionalan broj. Dakle, S. Analogno se može pokazati i da je sin( ). Dakle, zaključujemo da je x {, }. Zbog toga mora vrijediti relacija x, koju smo i željeli pokazati. Lema. Definirajmo funkciju f :, pravilom Funkcija f je strogo padajuća na svojoj domeni. f (x) = sin x x. (5) Dokaz: Dokaz je najjednostavnije provesti koristeći diferencijalni račun. Vrijedi: f '(x) = cos x. (6) Znamo da je slika funkcije cos x segment [, ]. To znači da vrijedi nejednakost cos x, pa odatle slijedi: Poucak 6.indd 30 5..06. 0:8:3

O fiksnim točkama... cos x 0, f ' (x) 0 Sva rješenja jednadžbe f ' (x) = 0 tvore skup S = { k p k } :. Jedini element toga skupa koji pripada intervalu, je x 0 = 0. To znači da za sve x,, takve da je x 0, vrijedi nejednakost f '(x) < 0. Iz Poučka 5. a) slijedi da je funkcija f strogo padajuća na otvorenim intervalima, 0 i 0,, odnosno na otvorenom intervalu,. Dokaz Poučka 8.: Primjenom Leme. i Poučka. zaključujemo da je funkcija f (x) = sin x x injekcija na intervalu,. Neka je x bilo koja fiksna točka funkcije f. Iz Leme. slijedi x,. Prema Poučku 6., x i 0 su nultočke funkcije f, pa vrijedi jednakost f (x ) = f (0) = 0. Prema definiciji injekcije mora vrijediti implikacija: f (x ) = f (0) x = 0 (7) Dakle, nužno mora biti x = 0, a odatle slijedi jedinstvenost fiksne točke funkcije f. Graf funkcije f prikazan je na Slici. Primjedba. Restrikcija Slika. Graf funkcije f ff := = f p p je bijekcija. Budući da je 0,, p p, zaključujemo da je x 0 = 0 jedinstvena fiksna točka funkcije f. Prema Napomeni., x 0 = 0 je jedinstvena fiksna točka inverza funkcije f, a to je funkcija f 3 (x) = arcsin x. Time je dokazan sljedeći poučak. Poučak 9. Funkcija f 3 (x) = arcsin x ima jedinstvenu fiksnu točku x 0 = 0. 3 Poucak 6.indd 3 5..06. 0:8:33

Poučak 6 5. O fiksnim točkama funkcije cos(x) U ovoj točki dokazujemo sljedeći poučak. Poučak 0. Funkcija g(x) = cos x ima jedinstvenu fiksnu točku r. Taj broj je iracionalan. Napomena 3. Fiksna točka iz Poučka 0 ponekad se naziva Dottien broj. Dottien broj r zapravo je transcendentan 6, a samim time i iracionalan. Dokaz te tvrdnje koristi Lindemann-Weierstrassov poučak i izlazi iz okvira ovoga članka. Stoga ćemo dokazati samo postojanje i jedinstvenost fiksne točke. Kao i u točki., dokaz provodimo nizom lema. Lema 3. Neka je x bilo koja fiksna točka funkcije g. Tada je nužno x,. Dokaz: Dokaz je potpuno analogan dokazu Leme. Prepuštamo ga čitatelju. Lema. Definirajmo funkciju g :, pravilom g (x) = cos x x. Funkcija g strogo je padajuća na svojoj domeni. Dokaz: Dokaz je potpuno analogan dokazu Leme. Prepuštamo ga čitatelju. Lema 5. Funkcija g definirana u Lemi. je injekcija na svojoj domeni. Dokaz: Izravno iz Leme. i Poučka 5 a). Lema 6. Funkcija g definirana u Lemi. ima barem jednu nultočku. Dokaz: Primijetimo da vrijede relacije p π 3 9 8 0,, i > = > = =. Stoga je: g (0) = cos 0 0 = > 0, p p p p = cos = <. p Dakle, funkcija g u krajevima segmenta 0,, ima različite predznake. To znači da vrijedi nejednakost g( 0) g p < 0. 6 Realan broj a je transcendentan ako ne postoji polinom P s cjelobrojnim koeficijentima takav da je P(a) = 0. Tipični primjeri transcendentnih brojeva su p i e. Svaki transcendentni broj je iracionalan, ali obrat ne vrijedi (npr. je iraci- P = 0). onalan broj, ali ne i transcendentan jer za polinom P(x) = x s cjelobrojnim koeficijentima očito vrijedi ( ) 3 Poucak 6.indd 3 5..06. 0:8:33

O fiksnim točkama... Budući da su funkcija g i identiteta i(x) = x neprekidne funkcije na skupu, one p su posebno neprekidne i na segmentu 0,. Primjenom Poučka 3. zaključujemo da je funkcija g također neprekidna na tom segmentu. Time smo provjerili da funkcija g zadovoljava sve pretpostavke Poučka. Primjenom toga poučka zaključujemo da funkcija g ima barem jednu nultočku u segmentu 0, p, a samim time i u intervalu,. Dokaz Poučka 0.: Postojanje fiksne točke izravno slijedi iz Poučka 6. i Leme 6. Jedinstvenost fiksne točke dokazuje se koristeći Lemu 5. analogno kao u dokazu Poučka 8. Detalje prepuštamo čitatelju. Graf funkcije g prikazan je na Slici. Slika. Graf funkcije g (x) = cos x x Primjedba. Iz dokaza Leme 6. i iskaza Poučka 0. zaključujemo da vrijednost p r iz iskaza Poučka 0. pripada segmentu 0,. Budući da je 0 0, p, p, posebno vrijedi i r [0, p]. Restrikcija g := g [0,p] je bijekcija i njezin je inverz funkcija g 3 (x) = arccos x. Iz Napomene. zaključujemo da je r ujedno i fiksna točka funkcije g 3. Time je dokazan sljedeći poučak. Poučak. Funkcija g 3 (x) = arccos x ima jedinstvenu fiksnu točku x 0 = r. Napomenuli smo da je točna vrijednost veličine r transcendentan, pa posebno i iracionalan broj, što znači da tu vrijednost možemo samo približno izračunati. Za približan izračun vrijednosti veličine r koristit ćemo metodu raspolavljanja. Ta se metoda zapravo zasniva na Poučku., a grubo govoreći ideja je određivati sve manje i manje intervale u kojima se nalazi nultočka neke funkcije. Čitatelja koji želi doznati više o metodi raspolavljanja upućujemo na literaturu [3]. 33 Poucak 6.indd 33 5..06. 0:8:33

Poučak 6 Pretpostavimo da primjenom metode raspolavljanja želimo izračunati približnu vrijednost veličine r s točnošću od 0 3. Prema dokazu Leme 6., ta vrijednost pripada p p intervalu 0,. Budući da je 0.78539863, za početni interval (segment) uzimamo [0, 0.8]. Najveći potreban broj iteracija određujemo kao najmanje prirodno rješenje nejednadžbe 3 ( ) log( 0. 8 0) log 0 log 08. + 3 n = 8.63856. log log Dakle, trebamo provesti najviše n = 9 iteracija. Dobivamo: Iteracija a b x g (x) 0 0 0.8 0. 0.506099 0. 0.8 0.6 0.533565 0.6 0.8 0.7 0.06887 3 0.7 0.8 0.75-0.0833 0.7 0.75 0.75 0.0399 5 0.75 0.75 0.7375 0.0065969 6 0.7375 0.75 0.7375-0.0078507 7 0.7375 0.7375 0.7065-0.0057805 8 0.7375 0.7065 0.739065 0.0000379 Tablica. Određivanje fiksne točke funkcije g(x) = cos x metodom raspolavljanja Prema tome, r 0.739. 6. O fiksnim točkama funkcije tg(x) U ovoj točki dokazujemo sljedeći poučak. Poučak. Funkcija h(x) = tg x ima beskonačno mnogo međusobno različitih fiksnih točaka. Za svaki k funkcija h ima točno jednu fiksnu točku u intervalu p p Ik : = ( k ), ( k+ ). Primjedba 3. Zbog neparnosti funkcije h i Poučka 7. dovoljno je razmatrati samo nenegativne fiksne točke. Naime, sve strogo negativne fiksne točke dobiju se promjenom predznaka odgovarajuće strogo pozitivne fiksne točke. 3 Poucak 6.indd 3 5..06. 0:8:3

O fiksnim točkama... Dokaz Poučka.: Primijetimo da za svaki k vrijede jednakosti: lim tg x = +, p x ( k+ ) lim tg x =. p x ( k+ ) + k Definirajmo funkciju h : Ik pravilom h (x) = tg x x. Iz gornjih jednakosti slijedi da za svaki k vrijede jednakosti: lim hx ( ) = +, p x ( k+ ) lim hx ( ) =. p x ( k+ ) + Odaberimo proizvoljan, ali fiksiran k 0. Iz činjenice da je identiteta neprekidna na cijelom skupu, pa posebno i na intervalu I k0, te Poučaka. i 3., zaključujemo da je funkcija h neprekidna na intervalu I k0. Iz jednakosti (8) slijedi da u intervalu I k0 postoji barem jedan a I k0 takav da je h (a) > 0 i barem jedan b I k0 takav da je h (b) < 0. Iz zaključka da je funkcija h neprekidna na intervalu I k0 slijedi da je h neprekidna i na segmentu [a, b]. Primjenom Poučka. zaključujemo da postoji barem jedna točka x k0 I k0 takva da je h (x k0 ) = 0. Iz Poučka 6. slijedi da je x k0 fiksna točka funkcije h. Nadalje, pokažimo da u intervalu I k0 funkcija h ima točno jednu fiksnu točku. Već smo zaključili da je funkcija h neprekidna na intervalu I k0. Njezina prva derivacija je: ' cos x sin x h ( x) = = = = tg x. cos x cos x cos x U intervalu I k0 jednadžba (x) = 0 ima jedinstveno rješenje (x hʹ s ) k0 = k. 0 p. Međutim, lako se vidi da za svaki x Ik \{( x ) } vrijedi nejednakost (x) > 0. Primjenom 0 s k0 hʹ Poučka 5.b) analogno kao u dokazu Leme. zaključujemo da je funkcija h strogo rastuća na I k0. Željenu jedinstvenost potom dalje dokazujemo analogno kao u dokazu Poučka 8. Detalje prepuštamo čitatelju. Tako smo dokazali da za svaki k 0 funkcija h ima jedinstvenu fiksnu točku u intervalu I k0. Odatle izravno slijede obje tvrdnje koje smo željeli dokazati. Primjedba. Funkcija h nije periodična funkcija pa sve strogo pozitivne fiksne točke funkcije h ne možemo izračunati dodavanjem nekoga perioda. Njezin je graf prikazan na Slici 3. (8) 35 Poucak 6.indd 35 5..06. 0:8:3

Poučak 6 Slika 3. Graf funkcije h (x) = tg x x Iz netom dokazanoga Poučka. posebno slijedi da funkcija h ima jedinstvenu fiksnu točku u intervalu I 0 = p, p. Lako je vidjeti da je ta fiksna točka x 0 = 0. Međutim, restrikcija h := : = h je bijekcija i njezin je inverz funkcija h p p 3 (x) = arctg x. h, Primjenom Napomene. dobivamo sljedeći poučak. Poučak 3. Funkcija h 3 (x) = arctg x ima jedinstvenu fiksnu točku x 0 = 0. Najmanju strogo pozitivnu fiksnu točku funkcije f odredit ćemo metodom raspolavljanja s točnošću od 0 3. Ta se fiksna točka nalazi u intervalu I = p, p. 3 p Budući da je. 57 i 3 p. 7, za početni segment uzmimo [a, b] = [.6,.7]. Najveći potreban broj iteracija je najmanje prirodno rješenje nejednadžbe 3 ( ) log( 7. 6. ) log 0 log 3. + 3 n = 0. 6, log log tj. n =. Dakle, trebamo provesti najviše n = iteracija. Dobivamo sljedeću tablicu: Iteracija a b x h (x) 0.6.7 3.5 3.5955 3.5.7 3.95.9897378 3.95.7.35.96559 3.35.7.5065 0.759376.35.5065.09375.0856 5.09375.5065.5785 0.69760 6.5785.5065.8035 0.80598 36 Poucak 6.indd 36 5..06. 0:8:3

O fiksnim točkama... 7.8035.5065.9065 0.08387 8.8035.9065.88085938 0.08533 9.88085938.9065.938 0.0586657 0.938.9065.966953 0.0576.966953.9065.93383789 0.00058 Tablica. Određivanje najmanje strogo pozitivne fiksne točke funkcije h(x) = tg x metodom raspolavljanja Dakle, približna vrijednost najmanje strogo pozitivne fiksne točke funkcije h je x.93. 7. O fiksnim točkama funkcije ctg(x) Za fiksne točke funkcije p(x) = ctg x vrijedi rezultat donekle sličan rezultatu za funkciju tangens. Preciznije, vrijedi sljedeći poučak. Poučak. Funkcija p(x) = ctg x ima beskonačno mnogo različitih fiksnih točaka. Za svaki k funkcija f ima točno jednu fiksnu točku u intervalu J : = k p, ( k+ ) p. k Iteracija a b x h (x) Primjedba. Zbog neparnosti funkcije p, činjenice da x = 0 ne pripada domeni funkcije p i Poučka 7., dovoljno je razmatrati samo strogo pozitivne fiksne točke. Naime, sve strogo negativne fiksne točke dobiju se promjenom predznaka odgovarajuće strogo pozitivne fiksne točke. Dokaz Poučka.: Primijetimo da za svaki l vrijede jednakosti: lim ctg x =, ( l p) x lim ctg x = +. ( l p) x + k Definirajmo funkciju p : Jk pravilom p (x) = ctg x x. Iz gornjih jednakosti slijedi da za svaki k vrijede jednakosti: lim p ( x) =, ( k p) x ( k p) lim p ( x) = +. x + (9) Odaberimo proizvoljan, ali fiksiran k 0. Iz činjenice da je identiteta i(x) = x neprekidna na skupu, pa posebno i na intervalu J k0, te Poučaka. i 3., zaključujemo da je funkcija p neprekidna na intervalu J k0. 37 Poucak 6.indd 37 5..06. 0:8:3

Poučak 6 Iz jednakosti (9) slijedi da u intervalu J k0 postoji barem jedan a J k0 takav da je p (a) > 0 i barem jedan b J k0 takav da je p (b) > 0. Iz zaključka da je funkcija p neprekidna na intervalu J k0 slijedi da je h neprekidna i na segmentu [a, b]. Primjenom Poučka. zaključujemo da postoji barem jedna točka x k0 J k0 takva da je p (x k0 ) = 0. Iz Poučka 6. slijedi da je x k0 fiksna točka funkcije p. Nadalje, pokažimo da u intervalu J k0 funkcija p ima točno jednu fiksnu točku. Već smo zaključili da je funkcija p neprekidna na intervalu J k0. Njezina prva derivacija je: p ' ( x) =. sin x Primijetimo da za svaki x J k0 vrijedi nejednakost sin x 0. Zbog toga za svaki x J k0 vrijedi nejednakost sin x > 0, a iz te nejednakosti slijedi odnosno p ' ( x) < = 0.. sin x < 0 = < 0, sin x Primjenom Poučka 5.a) analogno kao u dokazu Leme. zaključujemo da je funkcija p strogo padajuća na J k0. Željenu jedinstvenost potom dalje dokazujemo analogno kao u dokazu Poučka 8. Detalje prepuštamo čitatelju. Tako smo dokazali da za svaki k 0 funkcija p ima jedinstvenu fiksnu točku u intervalu J k0. Odatle izravno slijede obje tvrdnje koje smo željeli dokazati. Analogno kao i kod funkcije tg x, zbog neperiodičnosti funkcije p svaku fiksnu točku funkcije p potrebno je računati zasebno. Graf funkcije p prikazan je na Slici. 38 Slika. Graf funkcije p (x) = ctg x x Poucak 6.indd 38 5..06. 0:8:35

O fiksnim točkama... Preostaje odrediti najmanju strogo pozitivnu fiksnu točku funkcije p s točnošću od 0 3. Ta fiksna točka pripada intervalu I 0 = 0, p. Budući da je p 3., za početni segment uzmimo [a, b] = [0., 3.]. Najveći potreban broj iteracija je najmanje prirodno rješenje nejednadžbe 3 ( ) log( 3. 0. ) log 0 log 3+ 3 n = 0. 55, log log tj. n =. Dobiva se sljedeća tablica: Iteracija a b x p (x) 0 0. 3..6.69978 0..6 0.85 0.0877785 0.85.6.5 0.867803 3 0.85.5.0375 0.765 0.85.0375 0.9375 0.9933 5 0.85 0.9375 0.896875 0.098889 6 0.85 0.896875 0.873375 0.0356506 7 0.85 0.873375 0.867875 0.003797 8 0.85 0.867875 0.855859375 0.09063 9 0.855859375 0.867875 0.858789063 0.003585 0 0.858789063 0.867875 0.86053906 0.000835 Tablica 3. Određivanje najmanje strogo pozitivne fiksne točke funkcije p(x) = ctg x metodom raspolavljanja Dakle, približna vrijednost najmanje strogo pozitivne fiksne točke funkcije p iznosi x 0 0.860. Primjedba: Restrikcija p : = p je bijekcija i njezin inverz je p (x) = arcctg x. [ 0, p] 3 Primjenom Napomene. dobivamo sljedeći poučak. Poučak. Funkcija p 3 (x) = arcctg x ima jedinstvenu fiksnu točku x 0 0.860. 8. Zaključak U nastavi matematičkih predmeta na tehničkim stručnim studijima uobičajeno se obrađuju osnovne trigonometrijske funkcije i njihovi inverzi, te se u vezi s njima rješavaju različite vrste jednadžbi. U ovom smo članku promatrali relativno jednostavne nealgebarske jednadžbe. Koristeći standardne rezultate diferencijalnoga računa, riješili smo probleme postojanja i jedinstvenosti rješenja tih jednadžbi. Time smo 39 Poucak 6.indd 39 5..06. 0:8:35

Poučak 6 nastojali ukazati na važnost cjelovitoga razmatranja pojedinih vrsta nealgebarskih jednadžbi, a ne isključivo približnoga izračuna rješenja. Upravo cjelovito razmatranje i analizu pojedinih vrsta nealgebarskih jednadžbi studenti nerijetko doživljavaju kao nepotrebno teorijsko razmatranje koje se praktički može preskočiti (u smislu: bitan je način, a ne teorija ). Ovim člankom nastojali smo dati još nekoliko konkretnih primjera i valjanih argumenata u prilog tezi da takva preskakanja idu nauštrb razumijevanja temeljnih postavki problema, što smatramo lošim i neprihvatljivim. Drugim riječima, smatramo da i u matematičkim i u nematematičkim situacijama jedino cjelovita kvalitetna analiza nekoga problema može dovesti do nalaženja kvalitetnoga rješenja. Literatura. S. Kurepa: Matematička analiza Diferenciranje i integriranje, Školska knjiga, Zagreb, 997.. S. Kurepa: Matematička analiza Funkcije jedne varijable, Školska knjiga, Zagreb, 997. 3. V. Hari: Numerička analiza osnovni udžbenik, skripta, PMF Matematički odsjek Sveučilišta u Zagrebu, Zagreb, 00.. R. Scitovski: Numerička matematika, Odjel za matematiku Sveučilišta u Osijeku, Osijek, 00. 5. Eric W. Weisstein: Dottie Number, javno dostupno na: http://mathworld.wolfram. com/dottienumber.html (. 9. 05.) 6. Eric W. Weisstein: Fixed Point, javno dostupno na: http://mathworld.wolfram.com/ FixedPoint.html (. 9. 05.) 0 Poucak 6.indd 0 5..06. 0:8:35