Βιομαθηματικά BIO-156

Σχετικά έγγραφα
Βιομαθηματικά BIO-156. Παραγώγιση. Ντίνα Λύκα. Εαρινό Εξάμηνο, 2017

Βιομαθηματικά BIO-156

Βιομαθηματικά BIO-156. Όρια και συνέχεια συναρτήσεων. Ντίνα Λύκα. Εαρινό Εξάμηνο, 2019

Βιομαθηματικά BIO-156. Όρια και συνέχεια συναρτήσεων. Ντίνα Λύκα. Εαρινό Εξάμηνο, 2016

Κεφάλαιο 2ο: ΙΑΦΟΡΙΚΟΣ ΛΟΓΙΣΜΟΣ 2ο ΜΕΡΟΣ

Βιομαθηματικά BIO-156

Βιομαθηματικά BIO-156. Συνεχή στο χρόνο δυναμικά συστήματα. Ντίνα Λύκα. Εαρινό Εξάμηνο, 2017

Συνεχή στο χρόνο δυναμικά συστήματα Διαφορικές εξισώσεις

20 ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ - ΟΡΙΣΜΟΙ

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΣΩΣΤΟΥ-ΛΑΘΟΥΣ

Η Θεωρία στα Μαθηματικά κατεύθυνσης της Γ Λυκείου

Μαθηµατικά Θετικής και Τεχνολογικής Κατεύθυνσης ΚΕΦΑΛΑΙΟ. 1 ο :Μιγαδικοί Αριθµοί

ΤΟ ΘΕΜΑ Α ΤΩΝ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ

Πες το με μία γραφική παράσταση

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ - ΟΙΚΟΝΟΜΙΑΣ & ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΩΡΙΑ & ΑΠΟΔΕΙΞΕΙΣ

5ο Επαναληπτικό διαγώνισμα στα Μαθηματικά κατεύθυνσης της Γ Λυκείου Θέμα A

3ο Διαγώνισμα στις παραγώγους

ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ. f (x) =, x 0, (1), x. lim f (x) = lim = +. x

Βιομαθηματικά BIO-156

Γ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ. Ημερομηνία: Τρίτη 10 Απριλίου 2018 Διάρκεια Εξέτασης: 3 ώρες ΕΚΦΩΝΗΣΕΙΣ

ΟΡΙΣΜΟΣ ΠΑΡΑΓΩΓΟΥ ΟΡΙΣΜΟΣ ΕΦΑΠΤΟΜΕΝΗΣ

ΜΙΓΑ ΙΚΟΙ. 3. Για κάθε z 1, z 2 C ισχύει z1 + z2 = z1 + z2. 4. Για κάθε z C ισχύει z z 2 z. 5. Για κάθε µιγαδικό z ισχύει: 6.

ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ ΘΕΜΑ Β. Να βρείτε τις ασύμπτωτες της γραφικής παράστασης της συνάρτησης f με τύπο

Λύσεις του διαγωνίσματος στις παραγώγους

Ερωτήσεις πολλαπλής επιλογής

Μεθοδική Επανα λήψή. Επιμέλεια Κων/νος Παπασταματίου. Θεωρία - Λεξιλόγιο Βασικές Μεθοδολογίες. Φροντιστήριο Μ.Ε. «ΑΙΧΜΗ» Κ.

Για να εκφράσουμε τη διαδικασία αυτή, γράφουμε: :

ΔΙΑΦΟΡΙΚΟΣ ΛΟΓΙΣΜΟΣ ΣΥΝΟΠΤΙΚΗ ΘΕΩΡΕΙΑ ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ ΛΥΜΕΝΑ ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ

ΜΕΛΕΤΗ ΚΑΙ ΧΑΡΑΞΗ ΓΡΑΦΙΚΗΣ ΠΑΡΑΣΤΑΣΗΣ ΣΥΝΑΡΤΗΣΗΣ

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΥΛΗ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑΤΟΣ:ΠΑΡΑΓΩΓΟΙ

Λύσεις των θεμάτων των Πανελλαδικών Εξετάσεων στα Μαθηματικά Προσανατολισμού 2016

9 εύτερη παράγωγος κι εφαρµογές

ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ. η τιμή της συνάρτησης είναι μεγαλύτερη από την τιμή της σε κάθε γειτονικό σημείο του x. . Γενικά έχουμε τον ακόλουθο ορισμό:

Τεστ Θεωρίας Στα Μαθηματικά Προσανατολισμού Γ Λυκείου

Κεφάλαιο 3ο: ΙΑΦΟΡΙΚΟΣ ΛΟΓΙΣΜΟΣ 2ο ΜΕΡΟΣ

V. Διαφορικός Λογισμός. math-gr

ΠΑΝΕΛΛΗΝΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ ΗΜΕΡΗΣΙΩΝ ΓΕΝΙΚΩΝ ΛΥΚΕΙΩΝ. f ( x) 0 0 2x 0 x 0

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΣΩΣΤΟ ΛΑΘΟΣ ΣΤΑ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ., τότε η f είναι πάντοτε συνεχής στο x., τότε η f είναι συνεχής στο x.

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ. 1 ο ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΘΕΜΑ 1 ο. ΘΕΜΑ 2 ο. 0, αν x

ΑΡΧΗ 1ης ΣΕΛΙΔΑΣ ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ : ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΤΑΞΗ / ΤΜΗΜΑ : ΘΕΤΙΚΩΝ & ΟΙΚΟΝΟΜΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΠΕΡΙΟΔΟΥ : ΤΕΛΙΚΟ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΟ 2018

Συναρτήσεις Θεωρία Ορισμοί - Παρατηρήσεις

f(x) = και στην συνέχεια

lim lim ΔΙΑΦΟΡΙΚΟΣ ΛΟΓΙΣΜΟΣ 1. Tι ορίζουμε ως εφαπτομένης της C f στο σημείο της A x, f ( )); Έστω f μια συνάρτηση και A x, f ( )) ένα σημείο της C

Λύσεις των θεμάτων προσομοίωσης -2- Σχολικό Έτος

Η θεωρία στα Μαθηματικά Προσανατολισμού: Θετικών Σπουδών και Σπουδών Οικονομίας -Πληροφορικής. Ορισμοί Ιδιότητες - Προτάσεις Θεωρήματα Αποδείξεις

2. Έστω η συνάρτηση f :[0, 6] με την παρακάτω γραφική παράσταση.

3o Επαναληπτικό Διαγώνισμα 2016

3. ΑΣΚΗΣΕΙΣ - ΠΑΡΑΓΩΓΙΣΗ

ΤΟΠΙΚΑ ΑΚΡΟΤΑΤΑ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΑ ΑΚΡΟΤΑΤΩΝ

Διαγώνισμα Προσομοίωσης Εξετάσεων 2017

Λύσεις των θεμάτων των Πανελλαδικών Εξετάσεων στα Μαθηματικά Προσανατολισμού 2016

Ο μαθητής που έχει μελετήσει το κεφάλαιο αυτό θα πρέπει να είναι σε θέση:

ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4ο: ΟΛΟΚΛΗΡΩΤΙΚΟΣ ΛΟΓΙΣΜΟΣ ΘΕΜΑ Α

Κεφάλαιο 3 ΠΑΡΑΓΩΓΟΣ. 3.1 Η έννοια της παραγώγου. y = f(x) f(x 0 ), = f(x 0 + x) f(x 0 )

( ) ( ) ( 3 ) ( ) = ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( 1) ( ) (( ) ( )) ( ) + = = και και και και. ζ να ταυτισθούν, δηλαδή θα πρέπει: f x ημ x. 6 x x x.

1 ο Τεστ προετοιμασίας Θέμα 1 ο

Λύσεις των θεμάτων προσομοίωσης -2- Σχολικό Έτος

13 Μονοτονία Ακρότατα συνάρτησης

ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΕΣ ΛΥΣΕΙΣ ΣΤΑ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ 2017

5o Επαναληπτικό Διαγώνισμα 2016

Διαγώνισμα (Μονάδες 2) β. Μια συνάρτηση f μπορεί να μην είναι συνεχής στα άκρα ακαι β αλλά να είναι συνεχής στο [ α, β ].

ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ Σ-Λ ΠΑΝΕΛΛΑΔΙΚΩΝ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΩΝ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ ΕΣΠΕΡΙΝΟY. 0, τότε είναι και παραγωγίσιμη στο σημείο αυτό.

dy df(x) y= f(x) y = f (x), = dx dx θ x m= 1

, να αποδείξετε ότι και η συνάρτηση f+g είναι παραγωγίσιμη στο x. και ισχύει. Μονάδες 9 Α2. Έστω μια συνάρτηση f με πεδίο ορισμού το Α και [, ]

2ο Επαναληπτικό διαγώνισμα στα Μαθηματικά κατεύθυνσης της Γ Λυκείου Θέμα A

ΛΥΣΕΙΣ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗ ΘΕΜΑΤΩΝ 5 05/05/2016 ΣΤΑ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ ΚΑΙ ΣΠΟΥΔΩΝ ΟΙΚΟΝΟΜΙΑΣ ΚΑΙ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ

ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ Α ΜΕΡΟΣ

Επαναληπτικά θέματα στα Μαθηματικά προσανατολισμού-ψηφιακό σχολείο ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΣΤΑ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ

- ΟΡΙΟ - ΣΥΝΕΧΕΙΑ ΣΥΝΑΡΤΗΣΗΣ ΕΝΟΤΗΤΑ 2: ΜΟΝΟΤΟΝΙΑ ΣΥΝΑΡΤΗΣΗΣ ΑΚΡΟΤΑΤΑ ΣΥΝΑΡΤΗΣΗΣ

x R, να δείξετε ότι: i)

Μελέτη και γραφική παράσταση συνάρτησης

2o Επαναληπτικό Διαγώνισμα 2016

ΠΡΟΤΕΙΝΟΜΕΝΑ ΘΕΜΑΤΑ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΩΝ ΘΕΤΙΚΗΣ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ ΓΕΝΙΚΑ ΘΕΜΑ Α. , έχει κατακόρυφη ασύμπτωτη την x 0.

- ΟΡΙΟ - ΣΥΝΕΧΕΙΑ ΣΥΝΑΡΤΗΣΗΣ ΕΝΟΤΗΤΑ 2: ΜΟΝΟΤΟΝΙΑ ΣΥΝΑΡΤΗΣΗΣ ΑΚΡΟΤΑΤΑ ΣΥΝΑΡΤΗΣΗΣ

ΑΣΥΜΠΤΩΤΕΣ ΓΡΑΦΙΚΗΣ ΠΑΡΑΣΤΑΣΗΣ ΣΥΝΑΡΤΗΣΗΣ

ΠΑΝΕΛΛΑΔΙΚΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ Γ ΤΑΞΗΣ ΗΜΕΡΗΣΙΟΥ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ Δευτέρα 11 Ιουνίου 2018 ΕΞΕΤΑΖΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑ: ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ

(, ) ( x0, ), τότε να αποδείξετε ότι το. x, στο οποίο όμως η f είναι συνεχής. Αν f ( x) 0 στο

ΛΥΣΕΙΣ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗ ΘΕΜΑΤΩΝ 5 05/05/2016 ΣΤΑ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ ΚΑΙ ΣΠΟΥΔΩΝ ΟΙΚΟΝΟΜΙΑΣ ΚΑΙ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ

ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ. Β κύκλος

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ - ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ

Πανελλήνιες Εξετάσεις Ημερήσιων Γενικών Λυκείων. Εξεταζόμενο Μάθημα: Μαθηματικά Προσανατολισμού, Θετικών & Οικονομικών Σπουδών

Τίτλος Μαθήματος: Μαθηματική Ανάλυση Ενότητα Β. Διαφορικός Λογισμός

ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΑ ΘΕΜΑΤΑ 2017 Β ΦΑΣΗ Γ ΓΕΝΙΚΟΥ ΛΥΚΕΙΟΥ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΣ: ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥ ΩΝ / ΣΠΟΥ ΩΝ ΟΙΚΟΝΟΜΙΑΣ & ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ

Ασκήσεις Επανάληψης Γ Λυκείου

( x ), x είναι ίσες. x,x είναι ίσες. x 5, x δεν είναι ίσες

Βιομαθηματικά BIO-156. Ολοκλήρωση. Ντίνα Λύκα. Εαρινό Εξάμηνο, 2017

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΘΕΤΙΚΗΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ ΚΑΙ ΣΠΟΥΔΩΝ ΟΙΚΟΝΟΜΙΑΣ ΚΑΙ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ. Παύλος Βασιλείου

και γνησίως αύξουσα στο 0,

Γ ε ν ι κ έ ς εξ ε τ ά σ ε ι ς Μαθηματικά Γ λυκείου Θ ε τ ι κ ών και οικονομικών σπουδών

ΟΙΚΟΝΟΜΙΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ

Σημειώσεις Μαθηματικών 2

4ο Επαναληπτικό διαγώνισμα στα Μαθηματικά προσανατολισμού της Γ Λυκείου

Οι ασκήσεις βασίζονται στο αξιόλογο φυλλάδιο του Μαθηματικού Μιλτ. Παπαγρηγοράκη, από τις σημειώσεις του για το 4ο Γενικό Λύκειο Χανίων [ <

Μαθηματικά. Ενότητα 12: Ακρότατα Συνάρτησης Σαριαννίδης Νικόλαος Τμήμα Λογιστικής και Χρηματοοικονομικής

ΘΕΜΑΤΑ ΠΑΝΕΛΛΗΝΙΩΝ 2014 ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΘΕΤΙΚΗΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ

Θέματα. Α1. Έστω μια συνάρτηση f παραγωγίσιμη σ ένα διάστημα (, ), με εξαίρεση ίσως ένα σημείο του x

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ ΘΕΤΙΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ ΟΙΚΟΝΟΜΙΑΣ ΚΑΙ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ. Το 1ο Θέμα στις πανελλαδικές εξετάσεις

ΓΕΝΙΚΕΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ 4. [ ] z, w. 3 f x, x 1,3 όπου 3 μιγαδικοί των οποίων οι εικόνες

Transcript:

Βιομαθηματικά BIO-156 Παραγώγιση Ντίνα Λύκα Εαρινό Εξάμηνο, 213 lika@biology.uoc.gr

Μια συνάρτηση είναι παραγωγίσιμη στο αν και μόνο αν το όριο lim h + h h υπάρχει. Αν το όριο υπάρχει θα το ονομάζουμε παράγωγο της στο και θα το d συμβολίζουμε με η Αν η συνάρτηση είναι παραγωγίσιμη στο θα γράφουμε h lim + h h d Φυσική ερμηνεία της παραγώγου. Η παράγωγος ερμηνεύεται ως στιγμιαίος ρυθμός μεταβολής μιας ποσότητας.

Γεωμετρική ερμηνεία της παραγώγου Η παράγωγος είναι η κλίση της εφαπτομένης του γραφήματος της στο σημείο,. Q+h,+h ε ε P, Έστω h ένας μικρός αριθμός. Πάνω στο γράφημα της βρίσκουμε τα σημεία P, και Q+h,+h στο σχήμα h >. Χαράσσουμε την τέμνουσα ευθεία ε που περνά από τα σημεία P και Q. Καθώς το h +, το Q P και η ευθεία ε τείνει σε μια οριακή θέση ευθεία ε. Παρόμοια, για h <, η τέμνουσα θα τείνει προς την ίδια οριακή θέση ευθεία ε. Την ευθεία ε την ονομάζουμε εφαπτομένη του γραφήματος της στο σημείο,. +h

Παραγώγιση και συνέχεια Μια συνάρτηση μπορεί να είναι συνεχής αλλά όχι παραγωγίσιμη σε κάποιο σημείο. Για παράδειγμα, η συνάρτηση,, < είναι παντού συνεχής αλλά δεν είναι παραγωγίσιμη στο. Πράγματι, + h h h h 1, 1, h h > < lim h + + h h + h h 1 1 h + h h h lim lim δεν υπάρχει

Θεώρημα: Αν η συνάρτηση είναι παραγωγίσιμη στο δηλαδή υπάρχει τότε η είναι και συνεχής στο δηλαδή. Απόδειξη Γράφουμε lim ' ' ή ' lim lim h h h h + +, + lim lim lim + υπάρχει

Θεωρήματα Έστω και g συναρτήσεις παραγωγίσιμες στο και. Τότε 1. +g είναι παραγωγίσιμη στο και ισχύει 2. α είναι παραγωγίσιμη στο και ισχύει 3..g είναι παραγωγίσιμη στο και ισχύει 4. Αν, τότε και είναι παραγωγίσιμες στο και a R g g + + a a g g g g + g g 1 [ ] [ ] 2 2 1 g g g g g g g

Θεωρήματα Έστω και g συναρτήσεις παραγωγίσιμες στο και a R. Τότε 5. Αν η συνάρτηση g είναι παραγωγίσιμη στο και η είναι παραγωγίσιμη στο g, τότε η σύνθεση o g είναι παραγωγίσιμη στο και ισχύει o g g g 6. Αν η συνάρτηση είναι παραγωγίσιμη, τότε και η αντίστροφή της 1, αν υπάρχει, είναι παραγωγίσιμη. Ισχύει ότι αν 1 τότε 1 1 1

Παράγωγοι βασικών συναρτήσεων

Παράγωγοι ανώτερης τάξης Αν μια συνάρτηση είναι παραγωγίσιμη σε κάποιο διάστημα, τότε ορίζεται η πρώτη παράγωγος της,. Αν η είναι παραγωγίσιμη, τότε μπορούμε να ορίσουμε την παράγωγό της που ονομάζεται δεύτερη παράγωγος της, και συμβολίζεται. Εφόσον οι συναρτήσεις που προκύπτουν παραγωγίζοντας είναι παραγωγίσιμες μπορούμε να συνεχίσουμε την διαδικασία της παραγώγισης. Γενικά, τη n-οστή παράγωγος της τη συμβολίζουμε: n ή d n d n Κάθε πολυώνυμο P έχει μια παράγωγο P ηοποίαείναι επίσης πολυώνυμο, και κάθε ρητή συνάρτηση Q έχει παράγωγο που είναι επίσης ρητή συνάρτηση. Τα πολυώνυμα και οι ρητές συναρτήσεις έχουν παραγώγους όλων των τάξεων. Για ένα πολυώνυμο n-οστού βαθμού, οι παράγωγοι ανώτερης της n-οστής τάξης είναι μηδέν.

Μονοτονία συνάρτησης Θεώρημα. Έστω μια συνάρτηση συνεχής στο διάστημα [α,β] και παραγωγίσιμη στο α,β. Αν Αν Αν > a, β, τότε η είναι γνησίως αύξουσα στο [α,β] < a, β, τότε η είναι γνησίως φθίνουσα στο [α,β] a, β, τότε η είναι σταθερά στο [α,β] Το θεώρημα ισχύει και για διαστήματα της μορφής [α,β, α,β], α,β, a,

Τοπικά ακρότατα Ορισμός. Μια συνάρτηση με πεδίο ορισμού ένα διάστημα Δ, λέμε ότι έχει στο c Δ τοπικό μέγιστο αν και μόνο αν c c δ, c + δ Δ τοπικό ελάχιστο αν και μόνο αν c c δ, c + δ Δ Όταν μια συνάρτηση έχει στο c τοπικό μέγιστο ή ελάχιστο τότε λέμε ότι η έχει στο σημείο c τοπικό ακρότατο.

Εύρεση τοπικών ακρότατων 1 Θεώρημα. Έστω : Δ R, και c ένα εσωτερικό σημείο του διαστήματος Δ. Αν η έχει τοπικό ακρότατο στο c, τότε είτε είτε δεν υπάρχει. Το αντίστροφο δεν ισχύει. Π.χ. 2 3, 3 και, αλλά αυτή η συνάρτηση δεν παρουσιάζει τοπικό ακρότατο. Για μια συνεχή συνάρτηση τα εσωτερικά σημεία του διαστήματος Δ για τα οποία ισχύει, ονομάζονται στάσιμα σημεία της. Τα στάσιμα σημεία καθώς και τα σημεία στα οποία η δεν είναι παραγωγίσιμη ονομάζονται κρίσιμα σημεία.

Εύρεση τοπικών ακροτάτων 2 Όταν η συνάρτηση είναι ορισμένη σε διαστήματα της μορφής [α,β],[ a,,, β ] τα άκρα του διαστήματος είναι τοπικά ακρότατα. Οι θέσεις των πιθανών τοπικών ακρότατων μιας συνεχούς συνάρτησης με πεδίο ορισμού ένα κλειστό διάστημα [α,β] είναι τα κρίσιμα σημεία και τα άκρα του διαστήματος

Κριτήριο της πρώτης παραγώγου Υποθέτουμε ότι c είναι ένα κρίσιμο σημείο της συνάρτησης και ότι η είναι συνεχής στο c. Αν υπάρχει ένα διάστημα c-δ,c+δ τέτοιο ώστε Αν > c δ, c και τότε το c είναι ένα τοπικό μέγιστο. < c, c + δ Αν < c δ, c και > c, c + δ τότε το c είναι ένα τοπικό ελάχιστο.

Κριτήριο της δεύτερης παραγώγου Έστω ότι η συνάρτηση είναι δύο φορές παραγωγίσιμη στο σημείο c και c. Αν c> τότε c είναι τοπικό ελάχιστο. Αν c< τότε c είναι τοπικό μέγιστο. Ολικό μέγιστο και ελάχιστο Έστω d ένας σημείο του πεδίου ορισμού της. Η d είναι ολικό μέγιστο αν και μόνο αν d στο πεδίο ορισμού της. Η d είναι ολικό ελάχιστο αν και μόνο αν d στο πεδίο ορισμού της.

Καμπυλότητα μιας συνάρτησης Ορισμός. Έστω μια συνάρτηση συνεχής στο διάστημα [α,β] και παραγωγίσιμη στο α,β. Το γράφημα της λέγεται κυρτό αν και μόνο αν η είναι γνησίως αύξουσα και κοίλο αν και μόνο αν η είναι γνησίως φθίνουσα. Έστω ότι η συνάρτηση είναι δύο φορές παραγωγίσιμη στο α,β. Αν > a, β, τότε το γράφημα της είναι κυρτό. Αν < a, β, τότε το γράφημα της είναι κοίλο.

Σημεία καμπής μιας συνάρτησης Ορισμός. Ένα σημείο c, c ονομάζεται σημείο καμπής της αν και μόνο αν υπάρχει δ > τέτοιο ώστε το γράφημα της έχει αντίθετη καμπυλότητα στο διάστημα c-δ,c από την καμπυλότητα στο διάστημα c,c+δ. Πρόταση. Αν c, c είναι σημείο καμπής, τότε είτε είτε δεν υπάρχει. Τα σημεία καμπής αναζητούνται μεταξύ των ριζών της εξίσωσης και τα σημεία του πεδίου ορισμού της στα οποία η δεν υπάρχει.

Ασύμπτωτες Η ευθεία yβ είναι οριζόντια ασύμπτωτη της γραφικής παράστασης της, όταν lim + β η lim β Ηευθείαα είναι κατακόρυφη ασύμπτωτη της γραφικής παράστασης της, όταν ένα τουλάχιστον από τα όρια lim, lim είναι ± α + α Ηευθείαyα+β είναι πλάγια ασύμπτωτη της γραφικής παράστασης της, όταν και μόνο όταν lim ± a R και lim ± a β R

Μελέτη μιας συνάρτησης Προσδιορίζουμε το πεδίο ορισμού της. Αναζητούμε συμμετρίες άρτια, περιττή, περιοδική. Εξετάζουμε τη συνέχειά της στο πεδίο ορισμού. Βρίσκουμε τα κρίσιμα σημεία. Προσδιορίζουμε τη μονοτονία. Βρίσκουμε τα τοπικά ακρότατα. Προσδιορίζουμε την καμπυλότητα και τα σημεία καμπής αν υπάρχουν της γραφικής παράστασης της. Βρίσκουμε τις ασύμπτωτες αν υπάρχουν. Εντοπίζουμε, αν υπάρχουν, τα σημεία τομής της γραφικής παράστασης με τους άξονες.

Παράδειγμα 5 3 5-5 3 +1 4 3 2 1 y -1-2 -3-4 -5-2 -1.5-1 -.5.5 1 1.5-1 -.5.5 1 + - - - - + - - + - + +

Μέθοδος της διχοτόμησης Ο πιο απλός αλγόριθμος να βρίσκεις ρίζες. Χρησιμοποιεί το θεώρημα του Bolzano. Ξεκινάμε με ένα διάστημα [α,β] όπου η συνάρτηση σταάκραπαίρνειαντίθετεςτιμέςαb<. Μειώνουμε διαδοχικά το μήκος παίρνοντας μια τιμή στο μέσο του διαστήματος. Συνεχίζουμε μέχρι να απομονωθείηλύσημεόσηακρίβειαείναιεπιθυμητή. -13, -2-55 -1-2<. Υπάρχει ρίζα στο -2,-1-3/2< -3/2-1< Υπάρχει ρίζα στο -3/2,-1-5/2> -3/2-5/2< Υπάρχει ρίζα στο -3/2,-5/2 1/2> και 1< 1/2 1< Υπάρχει ρίζα στο 1/2,1 3/4< 1/2 3/4< Υπάρχει ρίζα στο 1/2,3/4 1< και 2> 1 2< Υπάρχει ρίζα στο 1,2 3/2> 1 3/2< Υπάρχει ρίζα στο 1,3/2

Παράδειγμα Ένας πληθυσμός βακτηρίων περιγράφεται απότησυνάρτηση 1 1+ 3e N t 2t Νt : αριθμός βακτηρίων τηη χρονική στιγμή t. α Ποιος είναι ο ρυθμός αύξησης; β Ποιος είναι ο μέγιστος ρυθμός αύξησης και σε ποια χρονική στιγμή συμβαίνει;

Οι κανόνες του L' Hoˆ pital Έστω και g δύο παραγωγίσιμες συναρτήσεις και Πρόταση 1 Αν και a, γ R { +, } lim g a lim, lim g a γ τότε a g g lim lim a a γ Πρόταση 2 Αν lim a ±, lim a g ± και lim g a γ τότε g g lim lim a a γ

Θεώρημα του Rolle Αν η είναι παραγωγίσιμη συνάρτηση στο α,β, συνεχής στο [α,β], και αβ, τότε υπάρχει τουλάχιστον ένας αριθμός ξ μεταξύ α και β τέτοιος ώστε ξ. Θεώρημα Μέσης Τιμής Αν η είναι παραγωγίσιμη συνάρτηση στο α,β και συνεχής στο [α,β], τότε υπάρχει τουλάχιστον ένας αριθμός ξ μεταξύ α και β τέτοιος ώστε β a ξ β a

Συνέπειες του θεωρήματος μέσης τιμής 1. Αν η συνάρτηση είναι συνεχής σ ένα διάστημα Δ και για κάθε εσωτερικό σημείο Δ είναι, τότε η είναι σταθερή στο Δ. 2. Αν οι συναρτήσεις και g είναι συνεχείς στο Δ και για κάθε εσωτερικό σημείο ισχύει g, τότε υπάρχει σταθερά c τέτοια ώστε g +c Δ

Παράδειγμα- διαφυγή του zebra danio Σχέση μεταξύ της γωνίας που σχηματίζεται από το μάτι του Zebra danio και το μέγεθος S του θηρευτή που βρίσκεται σε απόσταση και πλησιάζει τη λεία με ταχύτητα v.

a tan 2 a 2 S / 2, S arctan 2 Αν t είναι η απόσταση του θηρευτή από τη λεία τη χρονική στιγμή t καιτηνπλησιάζειμεσταθερή ταχύτητα v, τότε η μεταβολή στη θέση του θηρευτή ανά μονάδα χρόνου δίνεται από την d dt v Αφού η απόσταση αλλάζει με το χρόνο το ίδιο θα ισχύει και για τη γωνία S a t 2arctan 2 t Και ο ρυθμός μεταβολής της γωνίας με da dt 2 Sv + S 2 / 4

Παρατήρηση: Ο ρυθμός μεταβολής της οπτικής γωνίας εξαρτάται από το μέγεθος του θηρευτή S, την ταχύτητα v και την απόσταση μεταξύ θηράματος και θηρευτή Όταν, δηλαδή ο θηρευτής έφτασε το θήραμα, τότε da 4v dt S Όταν, δηλαδή ο θηρευτής είναι πολύ μακριά, τότε da dt 7 4v/S da/dt K crit da dt 2 Sv + S 2 / 4 react 5

Αντίδραση του zebra danio Υπόθεση το ψάρι αντιδρά όταν ο θηρευτής πλησιάζει τόσο γρήγορα που ο ρυθμός μεταβολήςτηςοπτικήςγωνίαςείναι μεγαλύτερος από μια κρίσιμη τιμής Κcrit da dt 2 + S K 2 crit / 4 K crit Sv K crit 2 + react Sv S 2 / 4 S v K crit S, 4 K crit < 4v S react react K crit S/4 v S 4v/K crit

Παραδείγματα Μια εξίσωση που χρησιμοποιείται για τον πυκνοεξαρτόμενο ρυθμό αύξησης ενός πληθυσμού είναι η λογιστική αύξηση G N K N rn K r> : ενδογενήςρυθμόςαύξησηςintrinsic growth rate K> : φέρουσα ικανότητα carrying capacity Na βρεθεί ο πληθυσμός που οδηγεί σε μέγιστο ρυθμό αύξησης Ποιοςείναιομέγιστοςρυθμόςαύξησης; Για ποιοα πληθυσμιακό μέγεθος ο ρυθμός αύξησης μηδενίζεται; Να γίνει η γραφική παράσταση.

Μέγεθος και σχήμα κυττάρου Θεωρείστε ένα σφαιρικό κύτταρο που απορροφά θρεπτικά με ρυθμό ανάλογο της επιφάνειας και τα καταναλώνει με ρυθμό ανάλογο του όγκου. Να βρεθεί το μέγεθος π.χ. η ακτίνα του κυττάρου για το οποίο ο ρυθμός μεταβολής των θρεπτικών στο κύτταρο είναι μέγιστος.

Προτεινόμενη Βιβλιογραφία C. Neuhauser Calculus or biology and medicine Pearson/Prentice Hall, 24 Chapter 4: Dierentiation Chapter 5: Applications o dierentiation όχι 5.6, 5.7, και 5.8 F. R. Adler. Modeling the dynamics o lie: calculus and probability or lie scientists. Brooks/Cole, 1998. Chapter 2: Limits and derivatives Chapter 3: Applications o derivatives and Dynamical systems 3.3, 3.5 και 3.6 M. R. Cullen Mathematics or the biosciences. Techbooks, 1983 Sections: 8-14,16