Matematika A1a Analízis

Hasonló dokumentumok
Dierenciálhatóság. Wettl Ferenc el adása alapján és

Matematika A1a Analízis

2014. november Dr. Vincze Szilvia

6. Folytonosság. pontbeli folytonosság, intervallumon való folytonosság, folytonos függvények

Matematika A1a Analízis

Határozatlan integrál

Differenciálszámítás. 8. előadás. Farkas István. DE ATC Gazdaságelemzési és Statisztikai Tanszék. Differenciálszámítás p. 1/1

Függvény differenciálás összefoglalás

Elemi függvények. Matematika 1. előadás. ELTE TTK Földtudomány BSc, Környezettan BSc, Környezettan tanár 3. előadás. Csomós Petra

Elemi függvények. Matematika 1. előadás. ELTE TTK Földtudomány BSc, Környezettan BSc, Környezettan tanár október 4.

Matematika A1a Analízis

Inverz függvények Inverz függvények / 26

A fontosabb definíciók

6. ELŐADÁS DIFFERENCIÁLSZÁMÍTÁS II. DIFFERENCIÁLÁSI SZABÁLYOK. BSc Matematika I. BGRMA1HNND, BGRMA1HNNC

I. feladatsor i i i i 5i i i 0 6 6i. 3 5i i

VIK A1 Matematika BOSCH, Hatvan, 5. Gyakorlati anyag

Dierenciálhányados, derivált

f(x) vagy f(x) a (x x 0 )-t használjuk. lim melyekre Mivel itt ɛ > 0 tetszőlegesen kicsi, így a a = 0, a = a, ami ellentmondás, bizonyítva

= x2. 3x + 4 ln x + C. 2. dx = x x2 + 25x. dx = x ln 1 + x. 3 a2 x +a 3 arctg x. 3)101 + C (2 + 3x 2 ) + C. 2. 8x C.

4.1. A differenciálszámítás alapfogalmai

Boros Zoltán február

x a x, ha a > 1 x a x, ha 0 < a < 1

Alapfogalmak, valós számok Sorozatok, határérték Függvények határértéke, folytonosság A differenciálszámítás Függvénydiszkusszió Otthoni munka

Egyváltozós függvények 1.

MATEMATIKA 2. dolgozat megoldása (A csoport)

Határozatlan integrál

Matematika A1a Analízis

Régebbi Matek B1 és A1 zh-k. deriválás alapjaival kapcsolatos feladatai. n )

f(x) a (x x 0 )-t használjuk.

Ellenőrző kérdések a Matematika I. tantárgy elméleti részéhez, 2. rész

Matematika III előadás

Kalkulus I. NÉV: Határozzuk meg a következő határértékeket: 8pt

0, különben. 9. Függvények

[f(x) = x] (d) B f(x) = x 2 ; g(x) =?; g(f(x)) = x 1 + x 4 [

1/1. Házi feladat. 1. Legyen p és q igaz vagy hamis matematikai kifejezés. Mutassuk meg, hogy

1. Folytonosság. 1. (A) Igaz-e, hogy ha D(f) = R, f folytonos és periodikus, akkor f korlátos és van maximuma és minimuma?

A L Hospital-szabály, elaszticitás, monotonitás, konvexitás

First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit. (Derivált)

Kétváltozós függvények differenciálszámítása

n 2 2n), (ii) lim Értelmezési tartomány, tengelymetszetek, paritás. (ii) Határérték. (iii) Első derivált, monotonitás, (ii) 3 t 2 2t dt,

A gyakorlatok anyaga

Integrálszámítás. a Matematika A1a-Analízis nevű tárgyhoz november

A Matematika I. előadás részletes tematikája

Komplex számok. A komplex számok algebrai alakja

Határozatlan integral, primitívkeresés (Antiderivált). HATÁROZATLAN INTEGRÁL, PRIMITÍVKERESÉS (PRIMITÍV FÜGGVÉNY, ANTIDERIVÁLT FOGALMA)

Matematika I. NÉV:... FELADATOK:

Vizsgatematika. = kötelez bizonyítás Minden tételnél fontosak az el adáson elhangzott példák/ellenpéldák! Vizsgatematika 1 / 42

GAZDASÁGMATEMATIKA KÖZÉPHALADÓ SZINTEN

Az egyenlőtlenség mindkét oldalát szorozzuk meg 4 16-al:

ANALÍZIS TANÁROKNAK I.

1. Bevezetés Differenciálegyenletek és azok megoldásai

Függvény deriváltja FÜGGVÉNY DERIVÁLTJA - DIFFERENCIÁLHÁNYADOS. lim határértékkel egyenlő, amennyiben az létezik ( lásd Fig. 16).

Feladatok megoldásokkal az első gyakorlathoz (differencia- és differenciálhányados fogalma, geometriai és fizikai jelentése) (x 1)(x + 1) x 1

4. fejezet. Egyváltozós valós függvények deriválása Differenciálás a definícióval

Analízis. Ha f(x) monoton nő [a;b]-n, és difható egy (a;b)-beli c helyen, akkor f'(c) 0

lim 2 2 lim 2 lim 1 lim 3 4 lim 4 FOLYTONOSSÁG 1 x helyen? ( 2 a matek világos oldala Mosóczi András 4.1.? 4.5.? 4.2.? 4.6.? 4.3.? ? 4.8.?

Kalkulus I. gyakorlat Fizika BSc I/1.

Matematika I. NÉV:... FELADATOK: 2. Határozzuk meg az f(x) = 2x 3 + 2x 2 2x + 1 függvény szélsőértékeit a [ 2, 2] halmazon.

2 (j) f(x) dx = 1 arcsin(3x 2) + C. (d) A x + Bx + C 5x (2x 2 + 7) + Hx + I. 2 2x F x + G. x

1. Bevezetés. 2. Felületek megadása térben. A fenti kúp egy z tengellyel rendelkező. ismerhető fel, hogy. 1. definíció. Legyen D R n.

minden x D esetén, akkor x 0 -at a függvény maximumhelyének mondjuk, f(x 0 )-at pedig az (abszolút) maximumértékének.

1. Fuggveny ertekek. a) f (x) = 3x 3 2x 2 + x 15 x = 5, 10, 5 B I. x = arcsin(x) ha 1 x 0 x = 1, arctg(x) ha 0 < x < + a) f (x) = 4 x 2 x+log

EGYVÁLTOZÓS FÜGGVÉNYEK DIFFERENCIÁLSZÁMíTÁSA

Analízis II. Analízis II. Beugrók. Készítette: Szánthó József. kiezafiu kukac gmail.com. 2009/ félév

Értelmezési tartomány, tengelymetszetek, paritás. (ii) Határérték. (iii) Első derivált, monotonitás, x x 2 dx = arctg x + C = arcctgx + C,

DIFFERENCIÁLSZÁMÍTÁS Matematika BSc szakosok részére

A legjobb közeĺıtés itt most azt jelentette, hogy a lineáris

Analízis házi feladatok

First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit

Példatár Lineáris algebra és többváltozós függvények

Többváltozós, valós értékű függvények

Feladatok megoldásokkal a második gyakorlathoz (függvények deriváltja)

1. Számsorok, hatványsorok, Taylor-sor, Fourier-sor

8n 5 n, Értelmezési tartomány, tengelymetszetek, paritás. (ii) Határérték. (iii) Első derivált, monotonitás,

Megoldott feladatok november 30. n+3 szigorúan monoton csökken, 5. n+3. lim a n = lim. n+3 = 2n+3 n+4 2n+1

Gyakorló feladatok I.

Többváltozós, valós értékű függvények

A képzetes számok az isteni szellem e gyönyörű és csodálatos hordozói már majdnem a lét és nemlét megtestesítői. (Carl Friedrich Gauss)

HÁZI FELADATOK. 1. félév. 1. konferencia A lineáris algebra alapjai

Többváltozós függvények Feladatok

5. fejezet. Differenciálegyenletek

Kalkulus 2., Matematika BSc 1. Házi feladat

PTE PMMFK Levelező-távoktatás, villamosmérnök szak

Haladó lineáris algebra

valós számot tartalmaz, mert az ilyen részhalmazon nem azonosság.

3. Lineáris differenciálegyenletek

Relációk Függvények. A diákon megjelenő szövegek és képek csak a szerző (Kocsis Imre, DE MFK) engedélyével használhatók fel!

I. feladatsor. (t) z 1 z 3

Függvények vizsgálata

First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit

I. A PRIMITÍV FÜGGVÉNY ÉS A HATÁROZATLAN INTEGRÁL

9. TÖBBVÁLTOZÓS FÜGGVÉNYEK DIFFERENCIÁLSZÁMITÁSA. 9.1 Metrika és topológia R k -ban

Analízis példatár. Országh Tamás. v0.2. A példatár folyamatosan bővül, keresd a frissebb verziót a honlapon a

Hatványsorok, elemi függvények

KERESZTFALVI TIBOR ANAL IZIS IV. Differenci al as

9. feladatsor: Többváltozós függvények deriválása (megoldás)

Lineáris leképezések. Wettl Ferenc március 9. Wettl Ferenc Lineáris leképezések március 9. 1 / 31

Függvények határértéke és folytonosság

Átírás:

B U D A P E S T I M Ű S Z A K I M A T E M A T I K A É S G A Z D A S Á G T U D O M Á N Y I I N T É Z E T E G Y E T E M Matematika A1a Analízis BMETE90AX00 Differenciálhatóság H607, EIC 2019-03-14 Wettl Ferenc ALGEBRA TANSZÉK 1

Tartalom

A differenciálhatóság fogalma Pontbeli differenciálhatóság Jobb és bal oldali differenciálhatóság Folytonosság és differenciálhatóság Deriváltfüggvény Differenciálási szabályok Összeg, szorzat, hányados Összetett függvény differenciálása Implicit függvény deriváltja Inverz függvény deriváltja Darboux-tétel Összefoglalás 2

A differenciálhatóság fogalma

A differenciálhatóság fogalma Pontbeli differenciálhatóság

Pontbeli differenciálhatóság D Differenciálhatóság A valós f függvény a c D f pontban differenciálható, ha létezik az f(x) f(c) m = lim x c x c véges határérték. Ekvivalens alak x = c + h helyettesítéssel: f(x) f(c) f(c + h) f(c) m = lim = lim x c x c h 0 h Az m számot az f függvény c-beli differenciálhányadosának vagy c-beli deriváltjának nevezzük és f (c)-vel jelöljük (így kifejezve, hogy m függ f-től és a c helytől is). 3

Az előző határérték épp az f grafikonjához húzott (c, f(c))-pontbeli érintő meredeksége. c x x x x 4

f y f (c) + ε m = f (c) f (c) ε f(x) f(c) ε > 0 δ > 0 c δ c x c + δ [ 0 < x c < δ x f(x) f(c) x c ] f (c) < ε 5

P Az f(x) = e x függvény grafikonjához c = 0-ban húzott érintő meredeksége az e definíciója szerint 1,vagyis f itt differenciálható és a derivált értéke 1. e h e 0 lim h 0 h e h 1 = lim = 1. h 0 h K Az e x függvény tetsz. c R-ben differenciálható, és a derivált értéke e c. e c+h e c lim h 0 h e c (e h 1) = lim = e c e h 1 lim = e c h 0 h h 0 h 6

y y 3 x 3 x e x 2 x 2 x x x 7

Á Állítás Ha az f függvény differenciálható a c pontban és differenciálhányadosa itt m, akkor érintőjének egyenlete y = f(c) + m(x c). P Írjuk fel az f(x) = x 2 függvény (1, 1) pontbeli érintőjének egyenletét! M Az érintő meredeksége (iránytangense) a differenciálhányados c = 1-ben: f(x) f(1) x 2 1 m = lim = lim x 1 x 1 x 1 x 1 = lim (x + 1) = 2. x 1 Így az érintő egyenlete: y = 1 + 2(x 1), azaz y = 2x 1. 8

A differenciálhatóság fogalma Jobb és bal oldali differenciálhatóság

Jobb és bal oldali differenciálhatóság D Értelemszerűen módosítva a definíciót: Definíció A valós f függvény a c D f pontban differenciálható jobbról (balról), ha létezik az f(x) f(c) f(c + h) f(c) m = lim = lim x c + x c h 0 + h f(x) f(c) f(c + h) f(c) (m = lim = lim ) x c x c h 0 h véges határérték. Az m számot az f c-beli jobb (bal) oldali differenciálhányadosának vagy c-beli jobb (bal) oldali deriváltjának nevezzük. 9

P M P M f(x) = x bal és jobb oldali deriváltja? h 0 h lim = lim = 1 = jobb oldali derivált 1 h 0 + h h 0 + h h 0 h lim = lim = 1 = bal oldali derivált 1 h 0 h h 0 h Mivel a két egyoldali derivált a 0-ban különböző, f nem deriválható a 0-ban. f(x) = x jobb oldali határértéke a c = 0 helyen: h 0 1 lim = lim =, h 0 + h h 0 + h nincs véges határérték, a függvény nem differenciálható jobbról a 0-ban. 10

A differenciálhatóság fogalma Folytonosság és differenciálhatóság

Folytonosság és differenciálhatóság T Differenciálható függvény folytonos Ha f differenciálható c-ben, akkor ott folytonos is. B lim x c ( f(x) f(c) (f(x) f(c)) = lim x c x c ) (x c) = m 0 = 0, ha m az f differenciálhányadosa c-ben. Így lim f(x) = f(c). x c m Az állítás megfordítása nem igaz: pl. f(x) = x a c = 0 pontban folytonos, de nem diffható. 11

A differenciálhatóság fogalma Deriváltfüggvény

Deriváltfüggvény D Definíció Az f deriváltfüggvénye az f : x lim h 0 f(x + h) f(x) h függvény, mely f differenciálhatósági helyein van értelmezve. D A deriváltfüggvényre egy másik szokásos jelölés: Magasabbrendű deriváltak f = (f ), f = (f ), f (n) = (f (n 1) ) df dx. 12

P (e x ) = e x P (a) = 0 (konstansfüggvény deriváltja 0) P (x n ) = nx n 1, ha n pozitív egész szám, ugyanis c R esetén: x n c n lim x c x c = lim (x c)(x n 1 + x n 2 c +... + xc n 2 + c n 1 ) = x c x c = lim x c (x n 1 + x n 2 c +... + xc n 2 + c n 1 ) = nc n 1 13

P sin x = cos x, ugyanis c R esetén sin(c + h) sin(c) sin c cos h + cos c sin h sin(c) lim = lim = h 0 h h 0 h cos c sin h sin c(1 cos h) = lim = h 0 h = lim(cos c) sin h cos h (sin c)1 = (cos c) 1 (sin c) 0 = cos c, h 0 h h ugyanis 1 cos h (1 cos h)(1 + cos h) 1 cos 2 h lim = lim = lim h 0 h h 0 h(1 + cos h) h 0 h(1 + cos h) = lim h 0 sin 2 h h(1 + cos h) = lim sin h h 0 h (sin h) 1 1 + cos h = 1 0 1 2 = 0 14

Differenciálási szabályok

Differenciálási szabályok Összeg, szorzat, hányados

Differenciálási szabályok T Tétel Legyenek f és g c-ben differenciálható függvények, a R konstans. 1. (af) (c) = af (c) 2. (f + g) (c) = f (c) + g (c) 3. (fg) (c) = f (c)g(c) + f(c)g (c) ( ) f 4. (c) = f (c)g(c) f(c)g (c) g g 2, speciálisan (c) ( ) 1 (c) = g (c) g g 2, ha g(c) 0 (c) 15

B B P 2. (f + g) (f(x) + g(x)) (f(c) + g(c)) (c) = lim x c x c ( ) f(x) f(c) g(x) g(c) = lim + = f (c) + g (c) x c x c x c 3. (fg) f(x)g(x) f(c)g(c) (c) = lim x c x c f(x)g(x) f(c)g(x) + f(c)g(x) f(c)g(c) = lim x c x c ( ) f(x) f(c) g(x) g(c) = lim g(x) + f(c) x c x c x c = f (c)g(c) + f(c)g (c) (x n ) = nx n 1, akkor is ha n negatív egész szám, ugyanis legyen n = m N ( ) 1 (x n ) = x m = (xm ) mxm 1 (x m ) 2 = x 2m = mx m 1 = nx n 1 16

Differenciálási szabályok Összetett függvény differenciálása

T Láncszabály Ha g differenciálható c-ben, és f differenciálható g(c)-ben, akkor f g differenciálható c-ben, és (f g) (c) = f (g(c))g (c) B (f g) f(g(x)) f(g(c)) (c) = lim x c x c ( f(g(x)) f(g(c)) = lim x c g(x) g(c) g(x) g(c) x c f(g(x)) f(g(c)) g(x) g(c) = lim lim x c g(x) g(c) x c x c f(y) f(g(c)) g(x) g(c) = lim lim = f (g(c))g (c) y g(c) y g(c) x c x c ) 17

m A tételbeli képlet a függvényekre a (f g) = (f g) g alakot ölti (minden olyan helyen, ahol a jobb oldal értelmezve van, ott a bal is). m Három függvény kompozíciója esetén: (f g h) = (f g h) (g h) h (f(g(h(x)))) = f (g(h(x))) g (h(x)) h (x) m Régies jelölések a differenciálhányados mint differenciálok hányadosa stílusában: dy y = f(u), u = g(x), jelölésekkel: dx = dy du du dx dy y = f(u), u = g(w), w = h(x) jelölésekkel: dx = dy du du dw dw dx 18

A fő kérdés mindig: melyik a külső függvény? P (sin 2 x) =? Külső függvény: f(x) = x 2 f (x) = 2x Belső függvény g(x) = sin x g (x) = cos x (sin 2 x) = 2(sin x) cos x P (sin x 2 ) =? Külső függvény f(x) = sin x f (x) = cos x Belső függvény: g(x) = x 2 g (x) = 2x (sin x 2 ) = cos x 2 2x 19

P (sin 2 x 3 ) =? M Külső függvény f(x) = x 2 f (x) = 2x Belső függvény: g(x) = sin x 3 (sin 2 x 3 ) = 2 sin x 3 (sin x 3 ) P (sin x 3 ) =? Külső függvény f(x) = sin x f (x) = cos x Belső függvény: g(x) = x 3 g (x) = 3x 2 (sin x 3 ) = cos x 3 3x 2 Tehát: (sin 2 x 3 ) = 2 sin x 3 cos x 3 3x 2 20

( ( π ) ) P cos x = sin x, hiszen cos x = sin 2 x = = cos( π 2 x) ( π 2 x) = cos( π 2 x) = sin x P tg x = 1 ( ) sin x cos 2 x, hiszen = sin x cos x sin x cos x cos x cos 2 = x cos x cos x + sin x sin x = cos 2 = 1 x cos 2 x P ctg x = 1 ( ) cos x sin 2 x, hiszen = cos x sin x cos x sin x sin x sin 2 = x sin x sin x cos x cos x = sin 2 = 1 x sin 2 x 21

P (a x ) = a x ln a, ahol a > 0, hiszen (a x ) = (e x ln a ) = e x ln a (x ln a) = e x ln a ln a = a x ln a ( e P (sh x) x e x ) ( e x e x ( 1)) = = = ex + e x 2 2 2 ( e P (ch x) x + e x ) e x e x = = = sh x 2 2 ( sh x ) ( ch P (th x) 2 x sh 2 x) = = ch x ch 2 = 1 x ch 2 x ( ch x ) ( sh P (cth x) 2 x ch 2 x) = = sh x sh 2 = 1 x sh 2 x = ch x 22

Differenciálási szabályok Implicit függvény deriváltja

D Implicit függvény F(x, y) = 0, melyről föltesszük, hogy F(x 0, y 0 ) = 0, és az (x 0, y 0 ) pont egy kis környezetében y kifejezhető x függvényeként, azaz van olyan f függvény és ε > 0, hogy x (x 0 ε, x 0 + ε) esetén F(x, y) = 0 y = f(x). Tekintsük a h(x) = F(x, f(x)) függvényt. x (x 0 ε, x 0 + ε) esetén h(x) = F(x, f(x)) = 0 = vagyis x 0 -ban a deriváltja is 0 lesz. = Ebből az összefüggésből pedig ki lehet fejezni f (x 0 )-t. f(x)-re szokás ilyenkor az y(x) jelölést is használni. 23

P Mennyi az y 2 = x 3 x görbe érintőjének meredeksége a (2, 6) pontban? F(x, y) = y 2 x 3 + x y = y(x) és tekintsük a deriváltat x 0 = 2-ben: 0 = d dx x=2 F(x, y(x)) = d dx (y(x)2 x 3 + x) x=2 = 2y(x)y (x) 3x 2 + 1 x=2 0 = 2y(2)y (2) 3 2 2 + 1 y (2) = 3 22 1 2y(2) = 11 2 6 m Mivel a differenciálás lineáris művelet, ezért az egyenletet nem szükséges a deriválás előtt átrendezni. 24

Differenciálási szabályok Inverz függvény deriváltja

T Inverz függvény deriváltja Ha f differenciálható az I intervallumon, és a derivált sehol sem 0, akkor az f függvény g inverze is differenciálható, és g = 1 f g. m x = f(g(x)) implicit deriváltja 1 = f (g(x))g (x) g 1 (x) = f (g(x)) m Ha a I, és b = f(a), akkor g 1 (b) = f (g(b)) = 1 f (a). 25

m Az f inverz függvényére általánosan elterjedt jelölés az f 1. Ez más, mint az f reciproka! Vigyázzunk e két dologra is használt jelöléssel! m A hasonlóság a két fogalom között: f 1 mint reciprok: f f 1 = 1, ahol 1 az szorzás egységeleme, melyet c-vel szorozva c-t kapunk! f 1 mint inverz: f f 1 = id, ahol id : x x a kompozíció egyégeleme, melyre bármely g függvény esetén g id = id g = g. m E jelöléssel exp 1 = ln, ahol exp : x e x. m A zsebszámológépeken használt sin 1 jelölés helyett mi az arcsin jelölést használjuk. 26

y e x = exp x ln x x 27

P (ln x) = 1 x, x > 0 g(x) = ln x az f(x) = e x függvény inverze, és f (x) = e x, így (ln x) = g (x) = 1 f (g(x)) = 1 e ln x = 1 x ( ln x ) P (log a x) 1 = = ln a x ln a P Ha a R, akkor az x a 1 függvény értelmezési tartományának minden pontjában (x a ) = ax a 1, hiszen (x a ) = (e a ln x ) = e a ln x (a ln x) = x a a 1 x = axa 1. 28

P (arcsin x) 1 =, x ( 1, 1) 1 x 2 g(x) = arcsin x az f(x) = sin x [ π 2, π 2 ] függvény inverze, és f (x) = cos x, így (arcsin x) = g (x) = 1 = 1 sin 2 (arcsin x) 1 f (g(x)) = 1 cos(arcsin x) = 1 1 x 2, mert cos(arcsin x) > 0 a ( π 2, π 2 )-n. P (arccos x) 1 =, x ( 1, 1), ugyanis 1 x 2 arccos x = π 2 arcsin x 29

P (arctg x) = 1 1 + x 2, x R g(x) = arctg x az f(x) = tg x ( π 2, π 2 ) függvény inverze, és f (x) = (tg x) = 1 cos 2 x = cos2 x + sin 2 x cos 2 = 1 + tg 2 x, így x (arctg x) = g (x) = 1 f (g(x)) = 1 1 cos 2 (arctg x) 1 1 + tg 2 (arctg x) = 1 1 + x 2 P (arcctg x) = 1 1 + x 2, x R, ugyanis arcctg x = π 2 arctg x Á arcsin x + arccos x = π 2, arctg x + arcctg x = π 2 arccos x = arcctg x 1 x x arcsin x arctg x 1 30

Hasonlóan kiszámítható az area függvények deriváltja: P (arsh x) = 1 1 + x 2, x R P (arch x) 1 =, x (1, + ) x 2 1 P (arth x) = 1, x ( 1, 1) 1 x2 P (arcth x) = 1, x (, 1) (1, + ) 1 x2 31

y y arth x arcth x x 1 1 x 2 x 32

f(x) f (x) a a R 0 x a a R ax a 1 sin x cos x cos x sin x tg x x π 2 + kπ, k Z 1 cos 2 x ctg x x kπ, k Z 1 sin 2 x e x e x a x a > 0 a x ln a sh x ch x ch x sh x 1 th x ch 2 x cth x x 0 1 sh 2 x 33

f(x) ln x x > 0 log a x x > 0 arcsin x x ( 1, 1) f (x) 1 x 1 x ln a 1 1 x 2 arccos x x ( 1, 1) 1 1 x 2 arctg x 1 1 + x 2 arcctg x 1 1 + x 2 arsh x arch x x (1, ) arth x x ( 1, 1) arcth x x (, 1) (1, ) 1 x 2 + 1 1 x 2 1 1 1 x 2 1 1 x 2 34

Darboux-tétel

D Definíció f differenciálható (deriválható) egy (a, b) nyílt intervallumon, ha annak minden pontjában differenciálható. f differenciálható az [a, b] zárt intervallumon, ha (a, b)-n differenciálható, továbbá a-ban jobbról, b-ben balról differenciálható. T Darboux-tétel Ha a és b olyan intervallum pontjai, melyen f differenciálható, akkor f az f (a) és f (b) között minden értéket fölvesz, azaz f Darboux-tulajdonságú. m A Bolzano Darboux-tételben bizonyítottuk, hogy a folytonos függvények Darboux-tulajdonságúak. Bár az előbbi tétel szerint intervallumon differenciálható függvények deriváltfüggvénye is Darboux-tulajdonságú, a következő példa mutatja, hogy f nem feltétlenül folytonos. 35

x 2 sin( 1 x P f(x) = ) ha x 0 0 ha x = 0 M x 0 : f (x) = (x 2 sin(x 1 )) x = 0 : = 2x sin(x 1 ) + x 2 cos(x 1 )( x 2 ) = 2x sin( 1 x ) cos( 1 x ) f h 2 sin( 1 h (0) = lim ) 0 h 0 h 0 = lim h 0 h sin( 1 h ) = 0 y x 2 x 2 sin( 1 x ) x x 2 f nem folytonos a 0-ban, mert nem létezik ott határértéke 36

Összefoglalás

Összefoglalás Differenciálhatóság fogalma, deriváltfüggvény Differenciálhatóság és folytonosság kapcsolata Differenciálási szabályok (összeg, különbség, szorzat, hányados, összetett, implicit, inverz függvény) Elemi függvények és inverzeik deriváltjai Darboux-tétel 37