SEMINAR 14. Funcţii de mai multe variabile (continuare) ( = 1 z(x,y) x = 0. x = f. x + f. y = f. = x. = 1 y. y = x ( y = = 0

Σχετικά έγγραφα
5. FUNCŢII IMPLICITE. EXTREME CONDIŢIONATE.

Curs 14 Funcţii implicite. Facultatea de Hidrotehnică Universitatea Tehnică "Gh. Asachi"

Curs 10 Funcţii reale de mai multe variabile reale. Limite şi continuitate.

(a) se numeşte derivata parţială a funcţiei f în raport cu variabila x i în punctul a.

Seminariile Capitolul X. Integrale Curbilinii: Serii Laurent şi Teorema Reziduurilor

V.7. Condiţii necesare de optimalitate cazul funcţiilor diferenţiabile

SEMINARUL 3. Cap. II Serii de numere reale. asociat seriei. (3n 5)(3n 2) + 1. (3n 2)(3n+1) (3n 2) (3n + 1) = a

Sisteme diferenţiale liniare de ordinul 1

Curs 4 Serii de numere reale

DISTANŢA DINTRE DOUĂ DREPTE NECOPLANARE

Functii definitie, proprietati, grafic, functii elementare A. Definitii, proprietatile functiilor X) functia f 1

Definiţia generală Cazul 1. Elipsa şi hiperbola Cercul Cazul 2. Parabola Reprezentari parametrice ale conicelor Tangente la conice

Metode iterative pentru probleme neliniare - contractii

a n (ζ z 0 ) n. n=1 se numeste partea principala iar seria a n (z z 0 ) n se numeste partea

Functii definitie, proprietati, grafic, functii elementare A. Definitii, proprietatile functiilor

Capitolul 4. Integrale improprii Integrale cu limite de integrare infinite

Seminar 5 Analiza stabilității sistemelor liniare

Integrala nedefinită (primitive)

III. Serii absolut convergente. Serii semiconvergente. ii) semiconvergentă dacă este convergentă iar seria modulelor divergentă.

Analiza în curent continuu a schemelor electronice Eugenie Posdărăscu - DCE SEM 1 electronica.geniu.ro

Curs 1 Şiruri de numere reale

Concurs MATE-INFO UBB, 1 aprilie 2017 Proba scrisă la MATEMATICĂ

APLICAŢII ALE CALCULULUI DIFERENŢIAL. Material pentru uzul studenţilor de la FACULTATEA DE

Functii Breviar teoretic 8 ianuarie ianuarie 2011

CURS VII-IX. Capitolul IV: Funcţii derivabile. Derivate şi diferenţiale. 1 Derivata unei funcţii. Interpretarea geometrică.

SEMINAR TRANSFORMAREA FOURIER. 1. Probleme

TEMA 9: FUNCȚII DE MAI MULTE VARIABILE. Obiective:

Aplicaţii ale principiului I al termodinamicii la gazul ideal

CONCURS DE ADMITERE, 17 iulie 2017 Proba scrisă la MATEMATICĂ

Metode de interpolare bazate pe diferenţe divizate

Planul determinat de normală şi un punct Ecuaţia generală Plane paralele Unghi diedru Planul determinat de 3 puncte necoliniare

( ) ( ) ( ) Funcţii diferenţiabile. cos x cos x 2. Fie D R o mulţime deschisă f : D R şi x0 D. Funcţia f este

Asupra unei inegalităţi date la barajul OBMJ 2006

Laborator 11. Mulţimi Julia. Temă

Conice. Lect. dr. Constantin-Cosmin Todea. U.T. Cluj-Napoca

Ecuatii trigonometrice

J F (ρ, ϕ, θ) = cos ϕ ρ sin ϕ 0. Teoremă (a diferenţiabilităţii compuse) (legea lanţului) Fie F : D deschis

5.5. REZOLVAREA CIRCUITELOR CU TRANZISTOARE BIPOLARE

Sisteme de ecuaţii diferenţiale

Puncte de extrem pentru funcţii reale de mai multe variabile reale.

avem V ç,, unde D = b 4ac este discriminantul ecuaţiei de gradul al doilea ax 2 + bx +

EDITURA PARALELA 45 MATEMATICĂ DE EXCELENŢĂ. Clasa a X-a Ediţia a II-a, revizuită. pentru concursuri, olimpiade şi centre de excelenţă

COLEGIUL NATIONAL CONSTANTIN CARABELLA TARGOVISTE. CONCURSUL JUDETEAN DE MATEMATICA CEZAR IVANESCU Editia a VI-a 26 februarie 2005.

z a + c 0 + c 1 (z a)

Ecuatii exponentiale. Ecuatia ce contine variabila necunoscuta la exponentul puterii se numeste ecuatie exponentiala. a x = b, (1)

Tranzistoare bipolare şi cu efect de câmp

riptografie şi Securitate

Subiecte Clasa a VII-a

R R, f ( x) = x 7x+ 6. Determinați distanța dintre punctele de. B=, unde x și y sunt numere reale.

Fie I R un interval deschis, G R n, n 1, un domeniu şi f : I G R n. Forma generala a unei ecuaţii diferenţiale de ordinul întâi este: = f(x, y).

Seminar Algebra. det(a λi 3 ) = 0

1Ecuaţii diferenţiale

Lucian Maticiuc SEMINAR Conf. dr. Lucian Maticiuc. Capitolul VI. Integrala triplă. Teoria:

Esalonul Redus pe Linii (ERL). Subspatii.

Cursul Măsuri reale. D.Rusu, Teoria măsurii şi integrala Lebesgue 15

TEMA 7: INTEGRALE NEDEFINITE. Obiective:

6 n=1. cos 2n. 6 n=1. n=1. este CONV (fiind seria armonică pentru α = 6 > 1), rezultă

T R A I A N ( ) Trigonometrie. \ kπ; k. este periodică (perioada principală T * =π ), impară, nemărginită.

Ecuaţia generală Probleme de tangenţă Sfera prin 4 puncte necoplanare. Elipsoidul Hiperboloizi Paraboloizi Conul Cilindrul. 1 Sfera.

SERII NUMERICE. Definiţia 3.1. Fie (a n ) n n0 (n 0 IN) un şir de numere reale şi (s n ) n n0

Lucian Maticiuc CURS I II. 1 Matrice şi determinanţi. Sisteme de ecuaţii liniare. 1.1 Matrice şi determinanţi

Toate subiectele sunt obligatorii. Timpul de lucru efectiv este de 3 ore. Se acordă din oficiu 10 puncte. SUBIECTUL I.

a) (3p) Sa se calculeze XY A. b) (4p) Sa se calculeze determinantul si rangul matricei A. c) (3p) Sa se calculeze A.

Subiecte Clasa a VIII-a

Curs 2 Şiruri de numere reale

BARAJ DE JUNIORI,,Euclid Cipru, 28 mai 2012 (barajul 3)

CURS XI XII SINTEZĂ. 1 Algebra vectorială a vectorilor liberi

Lucrare. Varianta aprilie I 1 Definiţi noţiunile de număr prim şi număr ireductibil. Soluţie. Vezi Curs 6 Definiţiile 1 şi 2. sau p b.

Conice - Câteva proprietǎţi elementare

Capitolul 3. Serii Fourier. a unei funcţii periodice de perioadă Dezvoltarea în serie Fourier

2 Transformări liniare între spaţii finit dimensionale

Seminariile 1 2 Capitolul I. Integrale improprii

ILE FUNCłIILOR DERIVABILE PE UN INTERVAL

Orice izometrie f : (X, d 1 ) (Y, d 2 ) este un homeomorfism. (Y = f(x)).

1. Sisteme de ecuaţii liniare Definiţia 1.1. Fie K un corp comutativ. 1) Prin sistem de m ecuaţii liniare cu n necunoscute X 1,...

Curs 2 DIODE. CIRCUITE DR

Fişier template preliminar

Siruri de numere reale

Concurs MATE-INFO UBB, 25 martie 2018 Proba scrisă la MATEMATICĂ

Laborator 6. Integrarea ecuaţiilor diferenţiale

SEMINAR TRANSFORMAREA LAPLACE. 1. Probleme. ω2 s s 2, Re s > 0; (4) sin ωt σ(t) ω. (s λ) 2, Re s > Re λ. (6)

a. Caracteristicile mecanice a motorului de c.c. cu excitaţie independentă (sau derivaţie)

Analiza matematică, clasa a XI-a probleme rezolvate Rolul derivatei întâi

Profesor Blaga Mirela-Gabriela DREAPTA

8 Intervale de încredere


Ovidiu Gabriel Avădănei, Florin Mihai Tufescu,

MARCAREA REZISTOARELOR

Ion CRĂCIUN CAPITOLE DE MATEMATICI SPECIALE EDITURA PIM

CAPITOLUL 4 FUNCŢIONALE LINIARE, BILINIARE ŞI PĂTRATICE

Funcţii Ciudate. Beniamin Bogoşel

7 Distribuţia normală

Criptosisteme cu cheie publică III

Lectia VI Structura de spatiu an E 3. Dreapta si planul ca subspatii ane

Seminariile Capitolul IX. Integrale curbilinii

2.3 Geometria analitică liniarăînspaţiu

ELEMENTE DE GEOMETRIA COMPUTAŢIONALĂ A CURBELOR Interpolare cu ajutorul funcţiilor polinomiale

f(x) = l 0. Atunci f are local semnul lui l, adică, U 0 V(x 0 ) astfel încât sgnf(x) = sgnl, x U 0 D\{x 0 }. < f(x) < l +

CAPITOLUL 8 CURBE ÎN PLAN ŞI ÎN SPAŢIU Curbe în plan

Activitatea A5. Introducerea unor module specifice de pregătire a studenţilor în vederea asigurării de şanse egale

Transcript:

Facultatea de Hidrotehnică, Geodezie şi Ingineria Mediului Matematici Superioare, Semestrul I, Lector dr. Lucian MATICIUC SEMINAR 4 Funcţii de mai multe variabile continuare). Să se arate că funcţia z, ) definită implicit de ecuaţia f, z ) 0 verifică relaţia z + z z + Ecuaţia dată defineşte în mod implicit pe z ca funcţie de şi deoarece este de tipul F,, z) 0 vezi Seminarul, eerciţiul 5). În acest caz ecuaţia devine ) f, z,) 0 Epresia care apare depinde doar de şi. Să o derivăm parţial în raport cu şi. Pentru aceasta vom deriva f ca pe o funcţie compusă. Să notăm mai întâi Avem ecuaţia α, ) z,), β, ) f α, ), β, )) 0 Au loc următoarele reguli de derivare a funcţiilor compuse: În cazul nostru avem şi z,) z,) + + 0 z,) z, ) z, ) z, ) z, ) z,) z, ) z dacă derivăm parţial ecuaţia f α, ), β, )) 0 obţinem { 0 0 + z, ) z, ) 0 ) + z, ) 0,)

z,) z,) z,) Atunci epresia de calculat este z, ) z, ) + ) z, ) z, ) + z, ) z, ) + z, ) + + z, ) + ) +. Să se determine punctele de etrem ale funcţiei ) definită implicit de ecuaţia: a) + 4 3 0, b) + 5 + 4 + 0 temă) a) Ecuaţia dată este de tipul F, ) 0 care defineşte pe ca funcţie de. Deci dacă privim ) atunci ecuaţia devine ) + ) 4 3 0 Epresia care apare este funcţie doar de. Să derivăm în raport cu : ) + ) 4 3 0 ) ) + 4 ) + ) 4 0 )) ) + ) Deci am calculat derivata funcţiei ), iar acum vom aplica teoria de la etreme de funcţii de o singură variabilă teorie făcută în liceu). Amintim că în Seminarul 3 am studiat etreme de funcţii de două şi trei variabile. Deci determinăm punctele staţionare, date ca soluţia ecuaţiei )) ) 0 0 ) ) / + ) Acum dacă introducem acest în ecuaţia iniţială obţinem /) + / 4 3 0 + 4 3 0 3 + 3 0 ) Eventualele soluţii întregi ale ecuaţiei de mai sus se găsesc printre divizorii termenului liber. Facem proba şi găsim că este soluţie. Deci polinomul se împarte la + ), avem 3 + 3 + ) + ) Acum 4 ) 9, şi rădăcinile sunt şi /,, folosind obţinem a + b + c a ) ) 3 + 3 + ) + ) + ) + ) /) + ) )

Deci soluţiile ecuaţiei ) sunt / şi. Dar în punctul cu ) observăm că nu eistă ) ) )) 0 ) + ) 0!. Deci singurul punct staţionar rămâne /. Acum studiem dacă acest punct este sau nu de etrem. Vom calcula derivata secundă în acest punct )) +) ) +)) )) +)) +)) 0 ) )) +)) )) + ) ) ), folosind că /) 0 /) +)) /) / ) /) /4+/)) / /)) + ) /) /)/4+/)) / /)) /4+/)) /4+/)) Acum dacă punem / în ecuaţia iniţială obţinem /) + /) /) 4 /) 3 0 /) + / /) 5 0 /) /)/4+/)) / /)) /) 4 /) + /) /4+/)) /4+/)) /)+ /) 4 /4+/)) Acum dacă se introduc soluţiile de mai sus /) ± 4 4 ), vom onţine că /) < 0 ceea ce înseamnă că punctul / este punct de maim. b) Avem ) + 5 ) + 4 ) + 0 ) ) + 0 ) ) + 4 ) 0 ) 5) Acum pct. staţionare date de ) 5 ) ) 0 ) ) /5 ) pe care îl introduc în ecuaţia iniţială şi voi determina soluţiile... 3. Să se determine punctele de etrem ale funcţiei z, ) definită implicit de ecuaţia: a) + + z z z + + + z + 0, b) 4 + 4 + z 4 a + + z ) temă) a) Ecuaţia este de tipul F,, z) 0 şi defineşte pe z ca funcţie de şi. Deci dacă privim z z, ) atunci ecuaţia devine + + z, ) z, ) z, ) + + + z, ) + 0 3

Epresia care apare este funcţie de şi. Să derivăm parţial în raport cu. + + z, ) z, ) z, ) + + + z, ) + 0 + 0 + z, ) z, ) z, ) z, ) z, ) + + 0 + z, ) + 0 0 z, ) + ) + z, ) + ) z, ) 0 z, ) z, ) z, ) + Să derivăm parţial în raport cu. + + z, ) z, ) z, ) + + + z, ) + 0 0 + + z, ) z, ) z, ) z, ) z, ) + 0 + + z, ) + 0 0 z, ) + ) + z, ) + ) z, ) 0 z, ) z, ) z, ) + { z, ) z, ) 0 Deci punctele staţioanare sunt date de z, ) 0 z, ) + 0 z, ) z, ) + 0 { z, ) + z, ) + z, ) + + z, ) + şi Introducem în ecuaţia iniţială şi obţinem + + + ) + ) + ) + + + + ) + 0 + + ) + ) + 4 + + ) + 0 + 4 + 8 + 4 4 4 + 4 + 4 + 4 + 0 + 6 + 5 ) 0 care are soluţiile şi 5. Deci punctele staţionare sunt perechile în care 5 z, ) 0 z, ) 8 Studiem dacă punctele sunt sau nu de etrem. Aplicăm Seminarul 3, eerciţiul. Se vor calcula z, ) z,) z,) + z,) 0 ) z,) +) z,) ) z,) z,) +) z,) )z,) + z,) +) z ),) 0+0 z,) +) 4

z, ) z,) z,) + z ),) 0 0 z,) +) z,) ) z,) z,) +) z,) )z,) + z,) +) z,) 0 +0 ) z,) +) z, ) z,) z,) + z,) z,) +) z,) )z,) + z,) +) z ),) 0 z,) +) z,) ) z ),) 0 +0 z,) +) Studiem dacă, ) este de etrem sau nu. Se calculează A z, ) B z, ), C z, ) şi se va studia semnul lui B AC Analog acelaşi calcul pentru punctul staţionar 5, 5)... 4. Să se determine punctele de etrem ale funcţiei f, ) + condiţionate de ecuaţia + a Vom aplica metoda multiplicatorilor Lagrange Observaţia 35, pag. 0). Astfel Pasul I: asociem funcţia lui Lagrange L,, λ) f, ) + λf, ) unde f, ) este funcţia care este studiată şi F, ) 0 este ecuaţia de legătură care este impusă, în cazul nostru F, ) + a L,, λ) + ) + λ + ) a Pasul II: Se rezolvă acum sistemul, în necunoscutele,, λ) 0 0 λ 0 + 0 + λ ) + 0 0 0 + λ ) 3 0 3 λ adică 0 + + λ 0 + ) 0 0 + λ ) 3 0 3 λ 0 + + ) a 0 + a 0 + a avem 3 3 λ adică şi atunci + a a a, ±a Avem soluţiile a, λ a ) 3 / a 3 5

şi a, λ a ) 3 / a 3 Pasul III: Se ia mai întâi λ a 3. În acest caz funcţia lui Lagrange devine L, ) + ) + a 3 + ) a Se calculează diferenţiala de ordinul al doilea în punctul, ) a, a ) Avem d L, ) L, ) d + L, ) dd + L, ) d L + a 3 ) 3 a3 3) 4 6a 3 4 L + a 3 ) 3 0 L + a 3 ) 3 a3 3) 4 6a 3 4 d L, ) 6a 3 a 4 ) d + 0 dd + 6a 3 a ) 4 d 3 d + d ) > 0 a adică forma pătratică d L, ) este pozitiv definită punctul a, a ) este punct de minim Analog se ia λ a 3. În acest caz funcţia lui Lagrange devine L, ) + ) a 3 + ) a Se calculează diferenţiala de ordinul al doilea în punctul, ) a, a ). Avem d L, ) L, ) d + L, ) dd + L, ) d L a 3 ) 3 a3 3) 4 6a 3 4 L a 3 ) 3 0 L a 3 ) 3 a3 3) 4 6a 3 4 Avem ca mai sus că d L, ) 6a 3 a 4 ) d + 0 dd 6a 3 a ) 4 d 3 d + d ) < 0 a adică forma pătratică d L, ) este negativ definită punctul a, a ) este punct de maim. 6

5. Să se determine punctele de etrem ale funcţiei f condiţionate de ecuaţia respectivă: a) f,, z) + + z, cu legătura + + z 3, b) f,, z) z, cu legătura + + z temă) Vom aplica metoda multiplicatorilor Lagrange Notăm L,, z, λ) f,, z) + λf,, z) unde F,, z) 0 este ecuaţia de legătură adică F,, z) + + z 3. L,, z, λ) + + z ) + λ + + z 3) Se rezolvă acum sistemul, în necunoscutele,, z, λ) 0 0 z 0 λ 0 + 0 + 0 + λ + 0 + 0 0) 0 + λ 0 0 + + 0 + λ 0 + + 0 0) 0 + λ 0 0 + 0 + z + λ 0 + 0 + 0) 0 z + λ 0 0 + + + z 3) 0 + + z 3 0 λ z z şi din ultima obţinem că 3 0 Deci soluţia este z, λ Pentru λ funcţia lui Lagrange devine şi acum se va calcula iar L,, z) + + z ) + + z 3) d L,, z ) L,, z ) d + L,, z ) d + L zz,, z ) dz + +L,, z ) dd + L z,, z ) ddz + L z,, z ) ddz L ), L ), L zz z ) z L ) 0, L z ) z 0, L z ) z 0 d L,, ) d + d + dz + 0dd + 0ddz + 0ddz d + d + dz ) > 0 7

adică forma pătratică d L,, ) este pozitiv definită punctul,, ) este punct de minim Observaţie: uneori pentru studia semnul lui d L este utilă şi diferenţierea legăturii. De eemplu în cazul acesta avem legătura + + z 3 pe care o diferenţiem şi obţinem d + d + dz 0 care reprezintă o legătură între diferenţiale, dz d d 6. Să se arate că funcţiile următoare sunt în dependenţă funcţională: a) f,, z) 4 3 + 5z, g,, z) 3 + 4z, h,, z) 6 5 + 7z b) f,, z) ln + + z + z, g,, z), h,, z) + z + + z Aplicăm Teorema 86, pag. 3 a) A studia dependenţa funcţională înseamnă a calcula derivatele parţiale şi a calcula determinantul z g g g 4 3 5 z 3 4 h h h 6 5 7 4 4 5 7 3) 3 4 6 7 + 5 3 6 5 z 4 4 0))+3 4)+5 5 )) 4 4 + 0)+3 4)+5 5 + ) 4 6 + 3 3) + 5 3) 4 9 5 0 Dacă determinantul este 0 atunci inseamnă că cele trei funcţii sunt dependente funcţional. 4 3 5 Rangul matricii A 3 4 este deoarece 4 3 3 0 două funcţii sunt 6 5 7 independente şi a treia se eprimă în funcţie de primele două. b) Trebuie calculate derivatele parţiale ln + + z ln + + z z ln + + z z + + +z +z +z) +) z + +z) +)+z) +z + + +z +z + +z + + +z + + +z +z + + ) +z + z) z z +z) +z +z 8

g + z + g + z + g + z z + h + z + z z +z + +z +, +z + + + +z + z) +z + z) +) + +z + + +) +z) +z + z +) +z +) h + z + z, h + z z + z z şi se va calcula deteminantul şi se va obţine că 0 cele trei funcţii sunt dependente funcţional. 9