Néhány érdekes függvényről és alkalmazásukról



Hasonló dokumentumok
Mechanika II. Szilárdságtan

SZILÁRDSÁGTAN A minimum teszt kérdései a gépészmérnöki szak egyetemi ágon tanuló hallgatói részére (2004/2005 tavaszi félév, szigorlat)

KÁOSZ EGY TÁLBAN Tóthné Juhász Tünde Karinthy Frigyes Gimnázium (Budapest) Gócz Éva Lónyai Utcai Református Gimnázium

VASBETON LEMEZEK. Oktatási segédlet v1.0. Összeállította: Dr. Bódi István - Dr. Farkas György. Budapest, május hó

5. ROBOTOK IRÁNYÍTÓ RENDSZERE Robotok belső adatfeldolgozásának struktúrája

18. előadás ÁLLANDÓ KÖLTSÉGEK ÉS A KÖLTSÉGGÖRBÉK

Analízis I. jegyzet. László István november 3.

A Magyar Lemezárugyár termékeinek csomagolásai a hatvanas, hetvenes években, egyéb játékdobozok tükrében

3. MÉRETEZÉS, ELLENŐRZÉS STATIKUS TERHELÉS ESETÉN

10.3. A MÁSODFOKÚ EGYENLET

Elméleti közgazdaságtan I.

Szilárdságtan. Miskolci Egyetem GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR

Az alkalmazott matematika tantárgy oktatásának sokszínűsége és módszertanának modernizálása az MSc képzésében

10. OPTIMÁLÁSI LEHETŐSÉGEK A MŰVELET-ELEMEK TERVEZÉSEKOR

Lepárlás. 8. Lepárlás

Vasbetonszerkezetek II. STNA252

13. Tárcsák számítása. 1. A felületszerkezetek. A felületszerkezetek típusai

Egy kétszeresen aszimmetrikus kontytető főbb geometriai adatainak meghatározásáról

Közgazdaságtan - 3. elıadás

Diplomamunka. Szabó Anett

Egyes alakváltozási diagramok matematikai függvény - alakjáról

A kardáncsukló tengelyei szögelfordulása közötti összefüggés ábrázolása. Az 1. ábrán mutatjuk be a végeredményt, egy körülfordulásra.

MATEMATIKA 5 8. ALAPELVEK, CÉLOK

Téma: A szerkezeti acélanyagok fajtái, jelölésük. Mechanikai tulajdonságok. Acélszerkezeti termékek. Keresztmetszeti jellemzők számítása

MEREVSZÁRNYÚ REPÜLŐGÉPEK VEZÉRSÍK-RENDSZEREINEK KIALAKÍTÁSA 3 REPÜLŐKÉPESSÉG

Tárgyszavak: öntöttvas; vasötvözet; örvényáram; roncsolásmentes anyagvizsgálat, roncsolásmentes vizsgálat.

Útmutató. a szakdolgozat elkészítéséhez. Szegedi Tudományegyetem Egészségtudományi és Szociális Képzési Kar. (ápoló szakirány számára)

Kalkulus II., harmadik házi feladat

Acélszerkezetek. 2. előadás

Topográfia 7. Topográfiai felmérési technológiák I. Mélykúti, Gábor

A.7. A képlékeny teherbírás-számítás alkalmazása acélszerkezetekre

A távmunka és a távdolgozók jellemzői

Oktatási mobilitás OKTATÁSSAL VALÓ ELÉGEDETTSÉG

GEOMETRIAI OPTIKA - ÓRAI JEGYZET

NÉHÁNY GONDOLAT AZ ÁRELFOGADÓ ÉS ÁRMEGHATÁROZÓ FOGALMAK JELENTÉSÉRİL

BMEEOHSAT17 segédlet a BME Építőmérnöki Kar hallgatói részére. Az építész- és az építőmérnök képzés szerkezeti és tartalmi fejlesztése

Tevékenység: Gyűjtse ki és tanulja meg a lemezkarosszéria alakítástechnológia tervezés-előkészítésének technológiai lépéseit!

MATEMATIKA C 8. évfolyam 10. modul ÁTLAGOS?

Matematika évfolyam. tantárgy 2013.

Előadó: Dr. Bukovics Ádám

Matematika OKTV I. kategória 2017/2018 második forduló szakgimnázium-szakközépiskola

III. FEJEZET FÜGGVÉNYEK ÉS TULAJDONSÁGAIK

MATEMATIKA. Tildy Zoltán Általános Iskola és Alapfokú Művészeti Iskola Helyi tanterv 1-4. évfolyam 2013.

Dr. Gyulai László* NÉHÁNY SIKERES TECHNIKA A NAGYVÁLLALATI PÉNZÜGYI TERVEZÉSBEN

KÖZPONTI STATISZTIKAI HIVATAL NÉPESSÉGTUDOMÁNYI KUTATÓ INTÉZET KUTATÁSI JELENTÉSEI 51.

12.6. ÉRETTSÉGI GYAKORLÓ FELADATSOROK

Vizuális tervgazdálkodás

Magyarajkú, nem-magyar állampolgárságú tanulók nevelésének, oktatásának helyzete a magyar közoktatásban. Készítette: Kováts András és Medjesi Anna

EGY KERESZTPOLARIZÁCIÓS JELENSÉG BEMUTATÁSA FIZIKAI HALLGATÓI LABORATÓRIUMBAN

hogy a megismert fogalmakat és tételeket változatos területeken használhatjuk Az adatok, táblázatok, grafikonok értelmezésének megismerése nagyban

Bevezetés. Párhuzamos vetítés és tulajdonságai

Községi Általános Iskola Püspökhatvan. Helyi tanterve 2004.

Tanulmányok alatti vizsgák részei és értékelése

Slovenská komisia Fyzikálnej olympiády 49. ročník Fyzikálnej olympiády v školskom roku 2007/2008

László István, Fizika A2 (Budapest, 2013) Előadás

Líneáris függvények. Definíció: Az f(x) = mx + b alakú függvényeket, ahol m 0, m, b R elsfokú függvényeknek nevezzük.

Biztosítási ügynökök teljesítményének modellezése

TÁJÉKOZTATÓ. A Nemzetgazdasági Minisztérium pályázatot hirdetett a mikro-, kis- és középvállalkozások munkahelyteremtő beruházásainak támogatására.

A KEREK VILÁG ÁLTALÁNOS ISKOLA KÜLÖNÖS KÖZZÉTÉTELI LISTÁJA 2015/16-os tanév

ITS Hungary Kiválósági Díj PÁLYÁZAT. Az M0 autóút üzemi hírközlő rendszer hiányzó elemeinek megvalósítása

1. El szó. Kecskemét, február 23. K házi-kis Ambrus

A Feldmann ~ Sapiro - elv igazolása

CPTu szondázási eljárás

Kidolgozott feladatok a gyökvonás témakörhöz (10.A osztály)

Kutatási beszámoló. Kompozithuzalok mechanikai és villamos tulajdonságainak vizsgálata

Bánhalmi Árpád * Bakos Viktor ** MIÉRT BUKNAK MEG STATISZTIKÁBÓL A JÓ MATEKOSOK?

TÁJÉKOZTATÓ ÉRETTSÉGI VIZSGAELNÖKÖK SZÁMÁRA

MAGYARÁZAT A MATEMATIKA NULLADIK ZÁRTHELYI MINTAFELADATSOR FELADATAIHOZ 2010.

SZENT ISTVÁN EGYETEM

KÜLÖNÖS KÖZZÉTÉTELI LISTA

Szubjektív feszültség és munkastressz a házasok életében Összehasonlítás Európa 24 országában

XII. MAGYAR MECHANIKAI KONFERENCIA MaMeK, 2015 Miskolc, augusztus

több időt ad a tanulónak: pl. egy hét. A tanár ezeket is minden esetben ellenőrzi.

103. számú melléklet: 104. számú Elıírás. Hatályba lépett az Egyezmény mellékleteként január 15-én

Državni izpitni center MAGYAR NYELV ÉS IRODALOM. 1. feladatlap május 28., csütörtök / 60 perc

5. évfolyam. Gondolkodási módszerek. Számelmélet, algebra 65. Függvények, analízis 12. Geometria 47. Statisztika, valószínűség 5

Esettanulmány Evezőlapát anyagválasztás a Cambridge Engineering Selector programmal. Név: Neptun kód:

Érettségi vizsgatárgyak elemzése tavaszi vizsgaidőszakok FÖLDRAJZ

T/4743/... Tisztelt Elnök Úr!

B/6 EGYÜTTMŰKÖDÉSI KÖTELEZETTSÉG A SZERZŐDÉSI JOGBAN (ADÁSVÉTEL, VÁLLALKOZÁS, MEGBÍZÁS, BIZTOSÍTÁS)

A 2011/2012. tanévi FIZIKA Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny első fordulójának feladatai és megoldásai fizikából. I.

Kapuvári szennyvíztelep intenzifikálása (példa egy rendszer minőségi és mennyiségi hatékonyságának növelésére kis ráfordítással)

Statika gyakorló teszt I.

XXVII. Erdélyi Magyar Matematikaverseny Nagyvárad, február I. forduló - 9. osztály

Szakdolgozat készítés, tartalmi és formai követelmények Alkalmazott közgazdaságtan alapszak BA

Matematika 9. nyelvi előkészítő évfolyam. 1 óra/hét (37 óra) Kiselőadások tartása, interjúk készítése (matematikatörténeti

HELYI TANTERV MATEMATIKA (emelt szintű csoportoknak) Alapelvek, célok

EMMI kerettanterv 51/2012. (XII. 21.) EMMI rendelet 2. sz. melléklet Matematika az általános iskolák 5 8.

9. A tanulók tanulmányi munkájának, magatartásának és szorgalmának ellenőrzése és értékelése

EMMI kerettanterv 51/2012. (XII. 21.) EMMI rendelet 1. sz. melléklet Matematika az általános iskolák 1 4. évfolyama számára

OKTATÁSI ÉS KULTURÁLIS MINISZTER /2006.

A MUNKAVÉDELEM IDŐSZERŰ KÉRDÉSEI

Matematika. Padányi Katolikus Gyakorlóiskola 1

0653. MODUL TÖRTEK. Szorzás törttel, osztás törttel KÉSZÍTETTE: BENCZÉDY LACZKA KRISZTINA, MALMOS KATALIN

1/8. Iskolai jelentés. 10.évfolyam matematika

Dr. Göndöcs Balázs, BME Közlekedésmérnöki Kar. Tárgyszavak: szerelés; javíthatóság; cserélhetőség; karbantartás.

Segédlet Egyfokozatú fogaskerék-áthajtómű méretezéséhez

alkalmas automatikus módszer kidolgozása a Hat Szigma módszerével

Speciális ingatlanok értékelése

SzEK.org évi költségvetés

Átírás:

Néhán érdekes függvénről és alkalmazásukról Bevezetés Meglehet, a középiskola óta nem kedveltük az abszolútérték - függvént; most itt az ideje, hog változtassunk ezen. Erre az adhat okot, hog belátjuk: egészen meglepő mutatvánokat vihetünk végbe a segítségével. Ez az írás éppen erről szól. Persze, feltehető a kérdés, hog miért pont most? A válasz az, hog az olan üges / ingenes rajzoló programok, mint amilen a Graph is, nagon megkönnítik az amúg eléggé bonodalmas munkát: ~ segítenek leellenőrizni a képleteket, függvénábrázolással; ~ gorsan és pontosan elkészítik a függvének grafikonját. Erre mondják, hog aranat ér. A feladat és megoldása keletkezési körülméneiről A műszaki életben gakran találkozunk anagok, szerkezetek, berendezések jelleggörbéjével, más néven karakterisztikájával. Ezt általában méréssel veszik fel. Ezek a grafikusan ( is ) adott függvének gakran bonolultak, képük sokszor nem egenes, ill. sík, hanem valamilen görbe vonal, ill. felület. Eg görbe vonal azonban sokszor egenes szakaszokkal közelíthető, ezáltal a jelleggörbe nemlineáris függvéne helettesíthető lineáris függvének sorával. Erre mutat példát az. ábra is [ ].. ábra Itt két különböző anag σ = f ( ε ) szakító - diagramja látható, feltüntetve az egenesekkel való közelítés megvalósítási módját is. Eg másik példát is megmutatunk a. ábrán [ ]. Ezen az szemlélhető, hog eg elektromos erősítő töröttvonal alakúnak vett I = f ( U ) karakterisztikáját hogan lehet részfüggvénekből összerakni. Ez az ábra már közvetlenül csatlakozik írásunk témájához.

. ábra A könvekben néha azt írják, hog az egenesekkel való közelítéssel a műszaki feladat kénelmesen megoldható. Ez nem egészen igaz minden esetben; uganis: ha a karakterisztika közelítő egenes szakaszainak különálló lineáris függvéneivel dolgozunk, akkor a szakaszhatárok kezdő és végpontjaival összefüggő többi menniségre vonatkozó kezdő és végpontokat a számítás során meg kell keresni, mert pl. azok valamel levezetett függvén számítási határai, akkor a megoldás komolabb nehézségekbe ütközhet. Ezzel szemben, ha a karakterisztikát egetlen akár sok részből összetett függvénnel írjuk le, akkor a leíró függvén a karakterisztika töréspontjait uganúg kezeli, mint bármel szakasz közbenső pontját. Ez komol könnebbséget jelenthet. Az már eg másik kérdés, hog a karakterisztika különböző egenes szakaszait egségesen kezelő közelítő függvén már nem lineáris, miközben a lineáris közelítéssel a megoldás során fellépő egenletek linearitását próbáltuk biztosítani. Szóval, amit megnertünk a réven, azt elvesztettük a vámon. Vag mégsem? Erre a választ annak a konkrét feladatnak a megoldása során kaphatjuk meg, amelben a karakterisztika szerepet kapott. A. ábra első sorában ábrázolt függvént az alatta lévő egségfüggvénekkel kétféleképpen is össze lehet állítani. Látható, hog mindegik összetevő függvén a teljes értelmezési tartománon értelmezve van, nem csak annak valamel szakaszán. Éppen ez az a címben is említett keletkezési körülmén, ami hosszas elmélkedés és a segítő technika megjelenése után a jelen írás eredméneihez is vezetett. Az összetett feladatok legenek azok bármik is megoldása ma már lénegesen támaszkodik a számítógépes segítségre, az azonban ma sem mindeg, hog a legőzendő nehézségek milen nagok.

3 A feladat Most tekintsük a 3. ábrát! 3. ábra Feladatul tűztük ki magunknak, hog felállítjuk a 3. ábra szerinti, darab egenes szakaszból álló töröttvonallal jellemezhető karakterisztikának a teljes értelmezési tartománon működő egetlen egenletét. Adott:, ; m,m, m,m. Keresett: A megoldás f,, m,m,m,m ;. Ahogan az a felvezetés alapján már várható, a megoldást a teljes értelmezési tartománon működő egségfüggvénekből rakjuk össze. Bár ezek már viszonlag régóta ismertek, a műszaki élet mindennapjaiban mégsem sűrűn találkozunk velük. Ennek bizonára az az egik oka, hog ha nem is olan elegáns, de megbízhatóan működő egéb megoldások is rendelkezésre állnak. Ez a helzet pl. a tartók igénbevételi függvéneinek leírása esetében is. Bevezető jellegű, matematikával foglalkozó könvekben is találkozhatunk a mondott speciális függvénekkel [ 3 ], [ ].

Megoldásunk lelke az ( egik ) egségfüggvén, melnek alapalakját és annak keletkezését a. ábrán szemlélhetjük.. ábra Ebből eg nújtás / zsugorítással, majd eltolással ld. az 5. ábrát is! : m (0) m (0) () () 0 0. 5. ábra A 3. ábra függvénének összetevő függvéneit egenként felírjuk, majd konkrét adatokkal ábrázoljuk. Az ábrázolás adatai, a 3. ábrának megfelelően: m 3; m ; m ; m ; 5 3 3 ; 3. Ha jól dolgoztunk, a Graph - os végeredmén a 3. ábra szerinti lesz.

5 A munkát három részre bontjuk: először a jobb oldali, másodszor a baloldali grafikon - résszel foglakozunk, harmadszor pedig egesítjük a két felet. A.) A jobb oldali grafikon - rész és függvénének előállítása m m..) Grafikonja a. ábrán látható. f()=/*(3*+abs(3*)) 3-5 - -3 - - 3 5 - - -3 -. ábra

m m..) Grafikonja a 7. ábrán látható. 3 f()=-/*(3*(-)+abs(3*(-))) - -3 - - 3 5 7 - - -3-7. ábra

7 3. ) Most érdekessége miatt képezzük az előző két függvénösszegét! m m m m. Grafikonja a 8. ábrán látható. + f()=/*(3*+abs(3*))-/*(3*(-)+abs(3*(-))) -8 - - - 8 0 - - - 8. ábra

8 m m..) 3 Grafikonja a 9. ábrán látható. 8 3 f()=/5*(-+abs(-)) 7 5 3 - -5 - -3 - - 3 5 7 8 9 0 - - -3 - -5 9. ábra

9 5.) ( jobb) 3 m m m m m m. Grafikonja a 0. ábrán látható. 0 (jobb ) = + + 3 f()=/5*(-+abs(-))+/*(3*+abs(3*))-/*(3*(-)+abs(3*(-))) 8 - - - 8 0 - - 0. ábra

0 B.) A bal oldali grafikon - rész és függvénének előállítása m m..) Grafikonja a. ábrán látható. 3 f()=/3*(-abs()).5.5 0.5-3.5-3 -.5 - -.5 - -0.5 0.5.5.5 3 3.5.5 5 5.5-0.5 - -.5 - -.5-3 -3.5. ábra

m m. 7.) 5 Grafikonja a. ábrán látható. 5.5 f()=/3*(-(+3)+abs(+3)) 3.5 3.5.5 0.5-5 -.5 - -3.5-3 -.5 - -.5 - -0.5 0.5.5.5 3 3.5-0.5 - -.5 -. ábra

m m m m. 8.) 5 Grafikonja a 3. ábrán látható. + 5 f()=/3*(-abs())+/3*(-(+3)+abs(+3)) 5 3-9 -8-7 - -5 - -3 - - 3 5 7 8 9 - - -3 - -5 - -7 3. ábra

3 m m. 9.) Grafikonja a. ábrán látható. f()=/*(+3-abs(+3)) 5 3-9 -8-7 - -5 - -3 - - 3 5 7 8 9 - - -3 - -5 - -7. ábra

0.) (bal) 5 m m m m m m. Grafikonja a 5. ábrán látható. ( bal ) = + 5 + f()=/*(+3-abs(+3))+/3*(-abs())+/3*(-(+3)+abs(+3)) 5 3-9 -8-7 - -5 - -3 - - 3 5 7 8 9 - - -3 - -5 - -7 5. ábra C. Az összegzett grafikonrészek függvénének előállítása

5.) ( jobb) (bal) m m m m m m m m m m m m. Grafikonja a. ábrán látható. = ( jobb ) + ( bal ) f()=/*(+3-abs(+3))+/3*(-abs())+/3*(-(+3)+abs(+3))+/5*(-+abs(-))+/*(3*+abs(3*))-/*(3*(-)+abs(3*(-))) 0 8 - -0-8 - - - 8 0 - - -. ábra

Megállapíthatjuk, hog a. ábra képe egezik a 3. ábráéval. Most nézzünk néhán fontos speciális esetet! m m m ; m m m ;. S.) Ekkor az függvén átalakítások után az alábbi alakot veszi fel: m m * m ; még más alakban is: m m * m. Az ábrázoláshoz az m 3; m ; adatokat vettük fel. 5 * grafikonja a 7. ábrán látható. 0 * f()=/5*+3/0**(abs(/+)-abs(/-)) 8 - -0-8 - - - 8 0 - - - -8-0 7. ábra

7 m m m. S.) Ekkor nilvánvalóan: ** m. m m, m 0. S3.) Ekkor * - ból: m ***., ahol m. Az ábrázolást az m 3; adatokkal elvégezve kaptuk a 8. ábrát. 0 f()=3*(abs(/+)-abs(/-)) 8 - - -0-8 - - - 8 0 - - - -8-0 8. ábra Ezt a különösen érdekes függvént mindjárt alkalmazzuk is.

8 Ez megfelel a tökéletesen rugalmas ideálisan képléken test anagmodelljének, íg az, ; ***, jelölésekkel *** - ból kapjuk, hog: F F F F F ( ).. ( A ) Most foglalkozzunk * - gal! Ez megfelel a tökéletesen rugalmas lineárisan felkeménedő test anagmodelljének, íg az m E, m E további jelölésekkel * - ból kapjuk, hog: k E E k ( ) Ek F. F F ( A ) Az eddigi jelölések megnevezése: ~ σ : a normálfeszültség ( előjeles nagsága ); ~ ε : a fajlagos núlás; ~ σ F : a foláshatár ~ ε F : a folási núlás ~ E : a rugalmassági modulus; ~ E k : a felkeménedési modulus. Az ( A ) és ( A ) diagramok középpontos szimmetriával bírnak, ahol a centrum: az origó. A szimmetrikus jelleggörbével bíró anag( - modell ) esetén az anag húzásra és nomásra egformán viselkedik. A.) pontbeli általánosabb eset aszimmetrikus diagramjára az Olvasó már önállóan is elvégezheti az átbetűzést. A töréspontok lekerekítéséről Látjuk, hog az abszolútértékes függvének töréspontot is tartalmaznak. Ez néha gondot okozhat, pl. a függvén differenciálhánadosának meghatározásánál. Ennek elkerülésére is szolgál az [ 5 ] - ből vett ötlet a töréspontok / sarkok lekerekítésére. Ezt a 9. ábrával szemléltetjük. Az ábrák függvénei: ; a. Látjuk, hog milen lekerekítő hatása van eg 0 < a < érték alkalmazásának.

9 f()=abs() f()=sqrt(sqr()+sqr(0.)) 5 3-5 - -3 - - 3 5 - - 9. ábra Akalmazzuk ezt az eljárást ( A ) - re! Ekkor azt kapjuk, hog F F ahol F ( ). k k, ( A 3 ) 0 k. A 0. ábra a 8. ábra adataival és k = 0, - vel készült.

0 0 f()=3*(abs(/+)-abs(/-)) f()=3*(sqrt(sqr(/+)+sqr(0.))-sqrt(sqr(/-)+sqr(0.))) 8 - - -0-8 - - - 8 0 - - - -8-0 Hasonlóan eljárva ( A ) - vel: 0. ábra E E k ( ) Ek F k k. F F ( A ) A már eddig is alkalmazott számértékekkel a függvén grafikonja a. ábrán látható.

0 f()=/5*+3/0**(abs(/+)-abs(/-)) f()=/5*+3/0**(sqrt(sqr(/+)+sqr(0.))-sqrt(sqr(/-)+sqr(0.))) 8 - -0-8 - - - 8 0 - - - -8-0. ábra Összefoglalás Ebben a dolgozatban letisztáztuk, rendezetten összefoglaltuk eg sok évvel ezelőtti elgondolásunk néhán eredménét. Minthog a szilárdságtani szakirodalomban ezzel íg még nem találkoztunk, ezért is érdekes lehet a nemlineáris anagmodellekkel foglakozó érdeklődő Olvasók számára. Eg önállóan megoldandó feladat Írja fel a. ábrán látható függvén általános, majd pedig az ábrára vonatkozó konkrét kifejezését! Végezze el uganezt a lekerekített változatra is!

0 8-0 -8 - - - 8 0 - - -. ábra Irodalom: [ ] V. I. Feodosev: Strength of Materials MIR, Moscow, 98. [ ] V. M. Ovszjanko: Szintez elektronnüh modelej deformírujemüh objektov Nauka i Tehnika, Minszk, 98. [ 3 ] J. M. Gelfand ~ E. G. Glagoljeva ~ A. A. Kirillov ~ E. E. Snol: A koordináta - módszer Műszaki Könvkiadó, Budapest, 975. [ ] Ja. B. Zeldovics ~ A. D. Miskisz: Az alkalmazott matematika elemei Gondolat, Budapest, 978. [ 5 ] Ja. B. Zeldovics: Ismerkedés a felsőbb matematikával és fizikai alkalmazásaival Gondolat Kiadó, Budapest, 98. Mir Kiadó, Moszkva, 98. Sződliget, 009. szeptember 7. Összeállította: Galgóczi Gula mérnöktanár