III. FEJEZET FÜGGVÉNYEK ÉS TULAJDONSÁGAIK



Hasonló dokumentumok
18. Differenciálszámítás

Példa: 5 = = negatív egész kitevő esete: x =, ha x 0

Debreceni Egyetem, Közgazdaság- és Gazdaságtudományi Kar. Feladatok a Gazdasági matematika I. tárgy gyakorlataihoz. Halmazelmélet

FELADATOK A KALKULUS C. TÁRGYHOZ

GEOMETRIAI OPTIKA - ÓRAI JEGYZET

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

10.3. A MÁSODFOKÚ EGYENLET

(arcsin x) (arccos x) ( x

1.1 Példa. Polinomok és egyenletek. Jaroslav Zhouf. Első rész. Lineáris egyenletek. 1 A lineáris egyenlet definíciója

GAZDASÁGI MATEMATIKA 1. ANALÍZIS

Hipotézis-ellenırzés (Statisztikai próbák)

5. Trigonometria. 2 cos 40 cos 20 sin 20. BC kifejezés pontos értéke?

2 x. Ez pedig nem lehetséges, mert ilyen x racionális szám nincs. Tehát f +g nem veszi fel a 0-t.

A primitív függvény létezése. Kitűzött feladatok. határérték, és F az f egy olyan primitívje, amelyre F(0) = 0. Bizonyítsd be,

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

V. Deriválható függvények

2. Hatványozás, gyökvonás

18. előadás ÁLLANDÓ KÖLTSÉGEK ÉS A KÖLTSÉGGÖRBÉK

Pályázat címe: Pályázati azonosító: Kedvezményezett: Szegedi Tudományegyetem Cím: 6720 Szeged, Dugonics tér

Analízis előadás és gyakorlat vázlat

(anyagmérnök nappali BSc + felsőf. szakk.) Oktatók: Dr. Varga Péter ETF (előtan. feltétel): ---

képzetes t. z = a + bj valós t. a = Rez 5.2. Műveletek algebrai alakban megadott komplex számokkal

1. Lineáris leképezések

A hatványozás első inverz művelete, az n-edik gyökvonás.

Többváltozós függvények Riemann integrálja

Kevei Péter november 22.

V. GYAKORLATOK ÉS FELADATOK ALGEBRÁBÓL

A gyakorlatok HF-inak megoldása Az 1. gyakorlat HF-inak megoldása. 1. Tagadások:

823. A helyesen kitöltött keresztrejtvény: 823. ábra A prímek összege: = 9; 824. a) 2 1, 2 4, 5 3, 3 5, 2$ 825.

VII. A határozatlan esetek kiküszöbölése

Inverz függvények Inverz függvények / 26

MATEMATIKA ÍRÁSBELI ÉRETTSÉGI-FELVÉTELI FELADATOK május 19. du. JAVÍTÁSI ÚTMUTATÓ

10.M ALGEBRA < <

5. Kombinatorika. 8. Legfeljebb hány pozitív egész számot adhatunk meg úgy, hogy semelyik kettő összege és különbsége se legyen osztható 2015-tel?

ARITMETIKA ÉS ALGEBRA I. TERMÉSZETES SZÁMOK

ADDITÍV KONVOLÚCIÓS ÖSSZEGEK SPEKTRÁLIS FELBONTÁSA

ALGEBRA. egyenlet megoldásait, ha tudjuk, hogy egész számok, továbbá p + q = 198.

MATEMATIKA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

Tartalomjegyzék. Pemutáció 5 Ismétléses permutáció 8 Variáció 9 Ismétléses variáció 11 Kombináció 12 Ismétléses kombináció 13

Készségszint-mérés és - fejlesztés a matematika kompetencia területén

VALÓSZÍNŰSÉGSZÁMÍTÁS KÉPLETTÁR

Villamos gépek tantárgy tételei

12.6. ÉRETTSÉGI GYAKORLÓ FELADATSOROK

NÉMETH LÁSZLÓ VÁROSI MATEMATIKA VERSENY 2013 HÓDMEZŐVÁSÁRHELY OSZTÁLY ÁPRILIS 8.

I. feladatsor. (t) z 1 z 3

A matematikai logika alapjai

1. Adatok közelítése. Bevezetés. 1-1 A közelítő függvény

MATEMATIKA FELZÁRKÓZTATÓ TANFOLYAM

Analízisfeladat-gyűjtemény IV.

Tranziens káosz nyitott biliárdasztalokon

2. témakör: Számhalmazok

A G miatt (3tagra) Az egyenlőtlenségek két végét továbbvizsgálva, ha mindkét oldalt hatványozzuk:

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

MATEMATIKA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

FELADATOK A. A feladatsorban használt jelölések: R + = {r R r>0}, R = {r R r < 0}, [a; b] = {r R a r b}, ahol a, b R és a b.

KAOTIKUS VAGY CSAK ÖSSZETETT? Labdák pattogása lépcsôn

Miskolci Egyetem GÉPÉSZMÉRNÖKI ÉS INFORMATIKAI KAR. Analízis I. példatár. (kidolgozott megoldásokkal) elektronikus feladatgyűjtemény

86 MAM112M előadásjegyzet, 2008/2009

( a b)( c d) 2 ab2 cd 2 abcd 2 Egyenlőség akkor és csak akkor áll fenn

Lepárlás. 8. Lepárlás

Ingatlanfinanszírozás és befektetés

Első sorozat (2000. május 22. du.) 1. Oldjamegavalós számok halmazán a. cos x + sin2 x cos x. +sinx +sin2x =

10. OPTIMÁLÁSI LEHETŐSÉGEK A MŰVELET-ELEMEK TERVEZÉSEKOR

A statisztika részei. Példa:

A HŐMÉRSÉKLETI SUGÁRZÁS

3. Sztereó kamera. Kató Zoltán. Képfeldolgozás és Számítógépes Grafika tanszék SZTE (

Rudas Tamás: A hibahatár a becsült mennyiség függvényében a mért pártpreferenciák téves értelmezésének egyik forrása

Analízis I. jegyzet. László István november 3.

Egyetemi matematika az iskolában

Megoldások. Brósch Zoltán (Debreceni Egyetem Kossuth Lajos Gyakorló Gimnáziuma) 1. Határozd meg a következő kifejezésekben a c értékét!

3. SOROZATOK. ( n N) a n+1 < a n. Egy sorozatot (szigorúan) monotonnak mondunk, ha (szigorúan) monoton növekvő vagy csökkenő.

A digitális számítás elmélete

DIFFERENCIAEGYENLETEK

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

Elektronika 2. TFBE1302

INTERFERENCIA - ÓRAI JEGYZET

n akkor az n elem összes ismétléses ... k l k 3 k 1! k 2!... k l!

GAZDASÁGMATEMATIKA KÖZÉPHALADÓ SZINTEN

MATEMATIKA PRÓBAÉRETTSÉGI MEGOLDÓKULCS EMELT SZINT

(2) A R. 3. (2) bekezdése helyébe a következő rendelkezés lép: (2) A képviselő-testület az önkormányzat összes kiadását

Egy emelt szintű érettségi feladat kapcsán Ábrahám Gábor, Szeged

Kétváltozós függvények

19. Függvények rekurzív megadása, a mester módszer

forgási hiperboloid (két köpenyű) Határérték: Definíció (1): Az f ( x, y) függvénynek az ( x, y ) pontban a határértéke, ha minden

Hosszmérés finomtapintóval 2.

II. Lineáris egyenletrendszerek megoldása

VI.Kombinatorika. Permutációk, variációk, kombinációk

2. feladat Legyenek 1 k n rögzített egészek. Mennyi az. x 1 x 2...x k +x 2 x 3...x k x n k+1 x n k+2...x n

Kosztolányi József Kovács István Pintér Klára Urbán János Vincze István. tankönyv. Mozaik Kiadó Szeged, 2013

5. ROBOTOK IRÁNYÍTÓ RENDSZERE Robotok belső adatfeldolgozásának struktúrája

7. el adás Becslések és minta elemszámok fejezet Áttekintés

Néhány érdekes függvényről és alkalmazásukról

Mikrohullámok vizsgálata. x o

Arany Dániel Matematikai Tanulóverseny 2010/2011-es tanév első (iskolai) forduló haladók II. kategória

Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny 2012/2013 Matematika I. kategória (SZAKKÖZÉPISKOLA) Döntő Megoldások

9. modul Szinusz- és koszinusztétel. Készítette: Csákvári Ágnes

Komputer statisztika gyakorlatok

Matematika emelt szintû érettségi témakörök Összeállította: Kovácsné Németh Sarolta (gimnáziumi tanár)

Vektorszámítás Fizika tanárszak I. évfolyam

Átírás:

Függvéek és tulajdoságaik 69 III FEJEZET FÜGGVÉNYEK ÉS TULAJDONSÁGAIK 6 Gakorlatok és feladatok ( oldal) Írd egszerűbb alakba: a) tg( arctg ) ; c) b) cos( arccos ) ; d) Megoldás a) Bármel f : A B cos ar ctg ; + cos + si ar csi bijektív függvé eseté létezik f : B A függvé úg, hog B f f és A f f Az előbbi tétel alapjá a π π tg:, és ar ctg: π, π függvéekre érvées a tg( arctg ), összefüggés B R Megjegzés π π arctg ( tg ),,, de ar ctg( tg ), eseté b) Bármel t valós szám eseté co s t cos( t + t) cos t cost si t si t cos t si t cost cost si t cos t cost cos( arccos ) ( cos( arccos ) ) ( cos( arccos ) ), Megjegzés Általába a T :[,], T cos arccos függvé eg -ed fokú poliom függvé, amelek főegütthatója, és amelek egütthatóit a következő táblázat segítségével geerálhatjuk T T ( T () 8 8 T ( 8 Az előbbi táblázatba az -edik sor elemeit úg kapjuk, hog az ( )-edik sor megfelelő eleméhez hozzáadjuk az ( )-edik sorba levő jobboldali szomszédjáak kétszeresét

7 Függvéek és tulajdoságaik si + cos cos si c) cos si cos + cos, ahoa cos tg + cos cos Ha ismét a tg függvé bijektív leszűkítésével dolgozuk, figelembe véve, hog a tg függvé páratla, kapjuk, hog π tg, ha, [, ) π tg, π tg, ha, ( π, ),ha ( π, ) tehát a megoldás a ( π, π) itervallumo arctg tg, ha, π) kπ,ha ( ( k ) π,kπ cos ) Ebből következik, hog arctg + cos kπ, ha kπ, ( k + ) π) cos + si d) eseté, ahoa si + cos + si és cos si si + si + si π si + cos, R, vagis si + π si π π +, ha +, π π π A, itervallumo si +, π π si π, ha +, π π π, ha, π ahoa arcsi si +, tehát π π π,ha, π π π, ha kπ,kπ + + si arcsi π π π kπ, ha kπ,kπ

Függvéek és tulajdoságaik 7 Bizoítsd be, hog: a) arccos + arccos arccos 7 ; b) ar ctg + arctg + arctg arctg ; 9 π π c) a rccos + arcsi ; d) ar ctg + arctg + arctg 8 8 Megoldás a) Mivel cos( + ) cos cos si si,, következik, hog cos(arccos a + arccos b) ab a b, ab,,, tehát 7 9 cos arccos arccos + 7 Másrészt arccos π,, és rccos π, a 7, tehát az a rccos + arccos 7 összeg a (, π) itervallumba va Az előbbi két tulajdoság alapjá állíthatjuk, hog arccos + ar ccos arccos 7 tg + tg + tg z tg( + ) + tg z tg tg b) tg( + + z) tg( + ) tgz tg + tg tgz tg tg tg + tg + tg z tg tg tg z π, ha,, z ( k+ ) és tg tg tg tgz tg tgz + + z ( k + ) π, k,,,z a + b + c abc Ebből következik, hog tg(arctga + arctgb + arctg c), ha ab ac bc + + ab ac bc, abc,, Viszot 9, és az 9 6 arctg + arctg + arct g összeg a (, π) itervallumba va, tehát b) igaz c) < π 9, tehát arcsi < Másrészt >, tehát 8 9 π 9 π arccos < Íg ar ccos + arcsi, 8 8, tehát elégséges igazoli,

7 Függvéek és tulajdoságaik 9 hog arccos arcsi cos + 8 Ez a következőképpe alakítható: 9 9 8 8 9 8 8 A égzetgökök előjeléek meghatározásakor figelembe vettük, hog 9 π π arccos, és arcsi, 8 d) A b) pothoz hasolóa, igazoli kell, hog: + + 8 8 π tg + 6 +, 8 8 6 π π ami teljesül Az ekvivalecia felírásakor haszáltuk, hog arctg <, ar ctg < π és ar ctg < 8 Számítsd ki az a) S arcctg( + k + k ); b) S arctg k k k összegeket + Megoldás a) módszer -re S () arcctg arcctg - 7 + re S () arcctg + arcctg 7 ar cctg arcctg arcctg (a + 7 ctg ctg ctg ( + ) egelőségből következik, hog a rcctga + arcctgb ctg + ctg cctg ab ar, ha arcctg a + arcctgb (, π) ) A továbbiakba a matematikai a + b idukció módszerét haszáljuk Feltételezzük, hog arcctg + S, eg + rögzített értékre, és bebizoítjuk, hog S arcctg + π arcctg < π és arcctg( + + ) <, tehát a következő átalakításokat végezhetjük: + S S( ) + arcctg( + + ) arcctg + arcctg( + + )

Függvéek és tulajdoságaik 7 ( ) ( ) arcctg + ( + + ) ( ) + + + arcctg + + + + + + + + + + + + + + + + arcctg arcctg + A matematikai idukció elve alapjá arcctg + S, eseté módszer Az arcctg k + arcctg k arcctg + k +k vag arcctg arcctg arcctg( + k + k ) k k + egelőséget k, -re összegezve ugaahhoz az egelőséghez jutuk b) módszer Ismét matematikai idukcióval próbálkozuk -re S () arctg ; eseté + () arctg arctg arctg 8 S + arctg 8 ; 6 -ra S () arctg + arctg arctg 8 Feltételezzük, hog S ( ) rctg a, ha rögzített, és bizoítjuk, hog S arctg + + S S( ) + arctg arctg + arctg arctg + ( + ) arctg arctg arctg + + + + k k módszer Az ar ctg arctg arctg, vag k + k k arctg( k + ) arctg( k ) arctg k egelőségek összegezéséből ugaahhoz az egelőséghez jutuk

7 Függvéek és tulajdoságaik a b Megjegzés Az a rctga arctgb arctg összefüggés érvéességéhez + ab a b π π elleőrizi kell, hog arctgb + arctg, + ab Ez a felhaszált egelőségek esetébe midig megtehető Hasolóa kell eljári az arcctg esetébe is III Gakorlatok és feladatok ( oldal) III Függvéek és valós számok ( oldal) Dötsd el, hog az alábbi állítások közül melek igazak és melek hamisak (A hamis állításokál adj ellepéldát, az igaz állításokat bizoítsd is be) a) < < b), (,) (,) c) Ha és (,,, > ), akkor d) Ha az a + b + c valós egütthatójú egelet gökei és, az + < feltétel szükséges és elégséges ahhoz, hog, e) Ha f, g : bijektívek f g : f g f g is bijektív f) f, g : ijektív függvéek f g : f g f g is ijektív g) f g ijektív f ijektív h) f, g : i) f, g : szürjektív függvéek f g is szürjektív ijektív függvéek f + g is ijektív j) f : mooto ijektív k) f : ijektív mooto l) f, g : kove f g kove m) f kokáv f kokáv ) f : o) f, g : kove és övekvő f f kove kove f g kove p) f g : övekvő f vag g övekvő q) f, g : + kove g h :, h f is kove r) Ha f és g aszimptotikusa közeledik és f és h is aszimptotikusa közeledik egmáshoz, akkor g és h is aszimptotikusa közeledik s) f kove és ijektív f mooto

Függvéek és tulajdoságaik 7 Megoldás a) Az állítás igaz Ha, akkor < < Ha, akkor > Ebbe az esetbe < <, és < <, ahoa következik, hog < < Ha, akkor az állítás igaz Ha, akkor < > ( ) ( + ) > Most két eset lehetséges: > és < + > + < > Ha, akkor >, vagis < < < + > < < Ha, akkor >, vagis < <, tehát < + < < b) Az állítás igaz, ( ) Viszot, ( ), + > és + >, ahoa ( + )( + ) > + + + > (), < és <, tehát ( )( ) > + > () ()+() > > (*) Hasolóa az előző godolatmeethez,,, ( + ) ( ) < + <, ( )( + ) < + <, összegezve a két egelőtleséget < < (**) (*) és (**) (, ) Megjegzés A feladat a következőképpe is megoldható: <, < < < < c) Az állítás em igaz, például és, eseté igaz és hamis igaz d) Ha és, akkor +, tehát az + < feltétel elégséges ahhoz, hog (mert valós egütthatók eseté a gökök azoos,

76 Függvéek és tulajdoságaik természetűek) Másrészt az + egelet gökeire + + 6 6> és 6 <, tehát a gökök em valósak és a égzetösszegük mégis pozitív Az előbbi példa mutatja, hog a feltétel em szükséges, tehát az állítás hamis e) Az állítás hamis Lege például f, g : f g, Nilvá f és g bijektívek, ( f g) : ( f g) (), és f g em ijektív, mert ( f g) ( ) ( f g) (), tehát f g em bijektív f) Az előbbi pot alapjá az állítás hamis, g) Hamis Eg ellepélda a következő: az f :, f, > függvé em ijektív, mivel f() f() Ha g :,, g (), g () g (), akkor ( f g) f ( g ) +, > g (),() g >, f ( g ), tehát ( f g), f g ijektív (g +, > jobboldali iverze f-ek, mivel f g R ), de f em ijektív h) Hamis Például az f, g : R R, f g függvéek szürjekívek, de az ( f g) f g függvé em szürjektív, mert az f egeletek icse megoldása R-be i) Hamis Lege f, g :, f a+ b, g a b, ahol a és ab, f és g elsőfokú és em kostas függvéek, tehát bijektívek, íg ijektívek is Viszot az ( f + g) f + g, ijektív függvé em j) Hamis Ellepélda: az f : f [ ] függvé mooto, mivel, R, [ ] [ ], viszot em ijektív: f() f Megjegzés Ha f szigorúa mooto, akkor következik, hog f ijektív k) Hamis Az f :, f, < <,

Függvéek és tulajdoságaik 77 függvé ijektív, de em mooto mert < <, de sem az sem az f() f f egelőtleség em teljesül f() f f, III ábra l) Hamis Az f, g : az ( f g) () függvé kokáv m) Hamis f ( ) ) Az állítás igaz, f és g() függvéek koveek, de kokáv függvé, f kove függvé Bizoítás f : kove, és t, eseté f (( t ) + t) ( tf ) ( ) + tf ( ) () Ha, és t, tetszőleges, az ( f f)( ( t) + t ) f f (( t) + t ) egelőség, f mootoitása és () alapjá f f (( t) + t ) f ( t) f( ) + tf( ) () Továbbá f, f, tehát felírhatjuk f koveitását az f és f potokra is f (( tf ) ( ) + tf ( ) ) ( tf ) ( f ( ) ) + tf( f ( ) ) () () és () alapjá f ( f (( t) + t )) ( t) f ( f( )) + tf ( f( )) Végül és, t, eseté ( f f)( ( t) + t ) ( t) ( f f) ( ) + t( f f) ( ), vagis f f kove o) Hamis Az f, g : ( f g) kokáv függvé f és g( ) függvéek koveek, de

78 Függvéek és tulajdoságaik, p) Hamis Az f, g : f és g( ) függvéekre si, < f g :, ( f g) övekvő, viszot sem f, sem g em övekvő q) Hamis állítás Például az f, g :, f () és g () kove és pozitív függvéekre a h () függvé em kove r) Igaz Bizoítás f és g aszimptotikusa közeledek, tehát ε > ε úg, hog ε f g <, ε f és h aszimptotikusa közeledek, tehát ε > ε ε R úg, hog f () h () <, ε Ebből következik, hog g h g f + f h g f + h f < ε, ma { ε, ε } Vagis ε > { ε ma ε, ε } úg, hog g () h () < ε, Ez azt jeleti, hog g és h aszimptotikusa közeledik ε egmáshoz s) Az állítás igaz A bizoítása meghaladja a X osztálos taaag kereteit f kove -e, tehát I itervallumo foltoos Viszot eg foltoos és ijektív függvé szigorúa mooto Bizoítsd be, hog ha f, g : + kove függvéek, akkor a következő két állítás igaz! a) Ha f és g azoos mootoitásúak, akkor f g kove b) Ha f és g elletétes mootoitásúak, akkor f g kokáv Megoldás a) f, g kove,, t, f ( t + ( t) ) tf + ( t) f( ) ( f g)( t + ( t) ) g( t + ( t) ) tg + ( t) g t ( fg) + t( t)( f g + f g ) + ( t) ( fg) Kimutatjuk, hog az egelőtleség jobb oldala kisebb vag egelő, mit a t ( fg) ( ) + ( t)( fg) ( ) kifejezés Ez ekvivales a következő egelőtleséggel: t ( fg) + t( t)( f ( ) g ( ) + f ( ) g ( ) ) + ( t) ( fg) ( t( fg) + ( t)( fg) ) t( t)( fg) + t( t)( fg) t( t)( f g + g f ) t ( t)

Függvéek és tulajdoságaik 79 f ( ) g ( ) + f ( ) g ( ) f ( ) g ( ) g ( ) f ( ) f ( )( g( ) g( )) + f( )( g( ) g( )) [ f f ] [ g g ],, R, t, f és g azoos mootoitásúak b) Az előbbiekhez hasolóa igazolható, hog ha f és g elletétes mootoitásúak, akkor f g kokáv Ha az ( f f f)( ) egeletek egetle megoldása va, akkor az f ( ) egeletek is potosa eg megoldása va Megoldás Lege az a valós szám, amelre ( f f f ) ( ) Kimutatjuk, hog f ( ) f ( ) ( f f f) ( f f f) ( f f f) f De az ( f f f) egeletek csak eg megoldása va, és ez, tehát Ebből következik, hog f ( ) Még igazoljuk, hog több megoldás ics Lege úg, hog f ( ) ( f f), és ( f f f) (Kaster tétele) Bizoítsd be, hog ha f :[ a, b] [ a, b] övekvő függvé, akkor az f ( ) egeletek va legalább eg göke Értelmezd grafikusa az eredmét! Igaz-e az állítás csökkeő függvéekre? Megoldás Lege A { a, b f } A, mivel a A (() fa a), tehát sup A s (A korlátos) A szuprémum értelmezése alapjá s, A Viszot f övekvő függvé, tehát fs () f, A fs () supa s, tehát azt kaptuk, hog fs () s () (a szuprémum bee va a halmazba) Ismét kihaszálva azt, hog f övekvő, következik, hog f(( f s)) f() s fs () A fs () supa fs () s () Az előbbi két összefüggés alapjá fs () s, tehát s fipot Az előbbi tulajdoság grafikusa azt jeleti, hog a függvé grafikoja metszi az első szögfelezőt Csökkeő függvére a tulajdoság em igaz Például az f :,,,, f függvé csökkeő és ics fipotja,,

8 Függvéek és tulajdoságaik Megjegzés Nago sok kövbe azt állítják, hog csökkeő függvéekre is b fs () igaz a tulajdoság Az előbbi példa mutatja, hog ez ics íg Bizoítsd be, hog ha az f : függvé szigorúa övekvő és szigorúa a kove, akkor az ( f f) ( ) egeletek legtöbb két megoldása va, és ezekre a s b f Megoldás Az Feladat ) alpotja III ábra szerit f f kove, sőt szigorúa kove Ha az f(() f ) egeletek létezik legalább három megoldása,, és úg, hog < <, akkor a következő összefüggésekhez juták: ff () f f( λ + ( λ) < λff () + ( λ)(( ff)) Mivel ez elletmodás, a vizsgált egeletek em lehet kettőél több megoldása Ha az f(()) f egeletek csak eg megoldása va, akkor az megoldása az f egeletek is (lásd a feladat megoldását), tehát csak azt kell megvizsgáli, amikor az f(()) f egeletek két megoldása va Ha ez a két megoldás és, és ezek em megoldásai az f egeletek, akkor f és f Ez viszot em lehetséges, mert f szigorúa övekvő 6 Bizoítsd be, hog az f : I függvé potosa akkor kove, ha az E {(, ) f( ) } halmaz kove f Megoldás Értelmezés szerit E kove,, ( ) E és f ( ), f λ, ( λ + ( λ), λ + ( λ) ) Ef Az E f halmaz értelmezése alapjá I eseté (, f()) Ef Feltételezzük, hog E f kove halmaz és bizoítjuk, hog f kove függvé Lege, I és λ [, ] tetszőleges A feltételből következik, hog ( λ ( λ), λ f ( ) + ( λ f ) + ) Ef (mivel (, f( )),(, f( )) E f és E f kove halmaz) λf ( ) + ( λ) f ( ) f( λ + ( λ) ), tehát f kove függvé Ha f kove függvé és ( ) ( ),,, Ef, akkor f ( ) és f ( ) Ha az első egelőtleséget λ -val, a másodikat ( λ) -val szorozzuk, és összeadjuk a két egelőtleséget, a λ + ( λ ) λ f + ( λ)f egelőtleséghez

Függvéek és tulajdoságaik 8 jutuk De f kove, tehát λf + ( λ ) f f ( λ + ( λ) ) Az előbbi két egelőtleségből következik, hog ( λ ( λ), λ ( λ) ) f + + E, tehát E f kove halmaz 7 Bizoítsd be, hog ha az f : I függvére teljesül az + f + f f ( ) egelőtleség bármel, I eseté, akkor f + f ( ) + + f ( ) + + + f,,,, I és Megoldás A matematikai idukció módszerét haszáljuk A matematikai idukció módszerével köe igazolható, hog k és,, k I eseté + + k f ( ) + f ( ) + + f ( k) f k k (*) k k+ < Lege N, k úg, hog Ha,,, I tetszőlegesek, (*)-ból következik, hog k + + + + + + + ( )( ) + + f f k + k+ + + f ( ) + + f ( ) + ( f ) ( ) k + k+ + + k+ + + f ( ) f f + f( ) + f ( ) + f ( ) f Megjegzés A feti bizoítás P( ) P P ( + ) alakú idukciókét is leírható Az általuk választott leírás az első ile jellegű idukciós bizoítás vázlatát követi, amel Cauch-tól származik J L W V Jese 9-be (jauár 7-é) mutatta be ezt az egelőtleséget a dá matematikai társaságak 8 Bizoítsd be, hog ha M eg véges halmaz és f : M M, akkor a következő állítások egeértékűek! a) f ijektív; b) f szürjektív; c) f bijektív Megoldás Elégséges igazoli, hog a) b), a többi ekvivalecia ebből következik a) b) Lege M f Feltételezzük, hog M úg, hog M M eseté f M\ { } az elemek az M-ből

8 Függvéek és tulajdoságaik megfeleltetük elemet az M-ből A skatulaelvből következik, hog, M, úg, hog f ( ) f ( ) Ez elletmodás, tehát f szürjektív b) a) f szürjektív f ( M ) Ha az M-ből úg, hog f ( ) f ( ) f ( M) Ebből következik, hog, és ez elletmodás, tehát f ijektív 9 Határozd meg azo f :{,,,, } {,,,, } bijektív függvéek számát, amelekre az f ( ) egeletek létezik legalább eg megoldása M Megoldás Ha a bijektivitást em vesszük figelembe, az A { f M f() i i} jelöléssel i A i -t kell meghatározuk A szitaformula szerit + Ai Ai Ai A i + + i i i i i i Ha az előbbi halmazokba csak bijektív függvéeket számoluk, akkor Ai A (! i k k), tehát i A M De { } k Ai A,, i A i f M f i k j ij j k k + i A C ( ) C ( ) + + ( ) C i i + i A C (! ) C (! ) + + ( ) C ( )! +! + +!!! Ha M eg véges halmaz és f : M M teljesíti az f f egelőtleséget, M eseté, akkor az f ( f ( )) egeletek létezik legalább eg megoldása Megoldás Lege M és {,,, } M, < < < Ha va f- f > ek fipotja, akkor késze vaguk Ha f-ek ics fipotja, akkor f < f ( k) > k k f ( ) > {,, } úg, hog f ( + ) < + f ( ) + < + f ( ) + () f ( ) f( + ) + > f ( + )

Függvéek és tulajdoságaik 8 f ( ) f( ) (*) + + A feltételből és (*)-ból következik, hog f ( ) f( + ) + és ()-ből f ( ) o + f (( f ) fipotja f f -ek f ( + ) Megjegzés Ha f-ek ics fipotja, akkor f f -ek kettő is va és o + III Függvéek taulmáozása (6 oldal) Taulmáozd az alábbi függvéek mootoitását: ) f :[ π, π], f si ) f :, f + ; f :, f, rögzített ) f :, f ; ) * + ) f :, f 6) f :, f + Megoldás ) Ugaaz, mit a g : ππ, R, g si taulmáozása π π, - szigorúa csökke π π g :, - szigorúa övekszik, π, π - szigorúa csökke tehát [ π, π] - szigorúa mooto csökke f : ( ππ, ]- szigorúa mooto övekszik ( π,π] - szigorúa mooto csökke ),, > > és + > +, tehát f szigorúa övekvő - e ) Ha páros:, (, ], < > > a (,] itervallumo szigorúa csökkeő, (, + ), < < a (, + ) itervallumo szigorúa övekvő Ha páratla:,, < < f szigorúa övekvő

8 Függvéek és tulajdoságaik ) Vegük észre, hog a függvé páratla, tehát elégséges csak a [, + ) itervallumo vizsgáli Lege, > Az f függvé mootoitási, + szakaszait az > egelőtleség megoldásai adják > ( ) + + > (mert ) + + > > Mivel + >, a + > egelőtleség megoldásai az előzőek is megoldásai leszek, + > >, ami teljesül, > eseté Ha <,, akkor + + < + + f a, itervallumo csökkeő a, - is csökkeő Hasoló godolatmeet alapjá f az, + itervallumo övekvő, tehát a, - is övekvő és a mootoitás mideütt szigorú * * ) Az f függvé viselkedése azoos a g :, g függvéével * Viszot, +, > g szigorúa csökkeő a (, ) és a (, ) < itervallumoko Eek elleére g em csökkeő az értelmezési tartomáá, mert g( ), g( ) és g () Hasolóa f sem mooto az értelmezési tartomáá, mert f ( ), f ( ) és f () 6) f páratla, tehát csak a [, + ) itervallumo vizsgáljuk, [, + ), < eseté < + > ( )( + ) > + + Viszot <, tehát ( + ) > < Tehát ha,, akkor f < f és ha, <, akkor ( )( + ) > A fetiek alapjá f a következő tulajdoságú (, ] itervallumo szigorúa csökke a (,) itervallumo szigorúa övekszik [, + ) itervallumo szigorúa csökke Vizsgáld meg az alábbi függvéek koveitását! ) f :[ ππ, ], f si ; ) f : π, π, f cos ;

Függvéek és tulajdoságaik 8 ) f :, f ; ) f :, f + ) f :, f ; ; 6) f : \{ }, f + Megoldás ) f a [ π, ] itervallumo kove és a (, π] itervallumo kokáv ) f kokáv III ábra III ábra -π π - ) f kove π π III ábra ) Lege f és f, ahol f, f : Az f függvé kove is és kokáv is, tehát az f függvé koveitását csak az f függvé határozza meg, tehát f kokáv a (, ] itervallumo, és kove a (, + ) itervallumo Ebből következik, hog f se em kove, se em kokáv az értelmezési tartomáá

86 Függvéek és tulajdoságaik ) f f + f, ahol f, kove is és kokáv is, tehát f kokáv a (,) itervallumo és f kove a (, + ) itervallumo Ebből következik, hog f se em kove, se em kokáv az értelmezési tartomáá (lásd a III 7 ábrát) - - - III 6 ábra III 7 ábra 6) f, tehát az f függvé ugaola koveitású, mit a + g : \{ }, g + függvé Ebből következik, hog f kove a (, ) itervallumo és kokáv a (, ) itervallumo Grafikus meggodolások alapjá vizsgáld meg az alábbi függvéek mootoitását, koveitását, ijektivitását és szürjektivitását! Ha a vizsgált függvé bijektív, számítsd ki az iverzét!, < ) f :, f ; ) f :, f ;,, < ) f :, f +, ; ) f :, f ;,, > + 7, +, ) f :, f ; 6) f :, f ; 7, >, > + 7) f : f < ;

Függvéek és tulajdoságaik 87, [, ] 8) f :[,] [,], f +, (, ] ; +, páros 9) f :, f, páratla, teljes égzet ) f :, f +, em teljes égzet Megoldás ) f szigorúa csökkeő a (, ] itervallumo, szigorúa övekvő a (, + ) III 8 ábra - - itervallumo, kove, em ijektív és em szürjektív: ) f szigorúa övekvő és kove Továbbá f ijektív is és szürjektív is, tehát f, < bijektív függvé, és f, 6 III 9 ábra - -

88 Függvéek és tulajdoságaik ) f szigorúa mooto övekvő a valós számok halmazá és f kokáv a (,) itervallumo, valamit f kove is és kokáv is a [, + ) itervallumo Az értelmezési tartomáá f se em kove, se em kokáv, < A függvé ijektív és szürjektív, tehát bijektív is és f, III ábra - - - - ) f szigorúa mooto övekvő a (, ] itervallumo, és szigorúa övekvő az (, + ) itervallumo, de f em mooto -e Továbbá f em ijektív, mert az III ábra -

Függvéek és tulajdoságaik 89 -e, viszot a (, ] és (, ) itervallumoko midkét tulajdosággal redelkezik f értéket két valós -re is felveszi f szürjektív és se em kove, se em kokáv ) f szigorúa csökkeő a (,] itervallumo és szigorúa övekvő az (, + ) itervallumo f em kove és em kokáv (az potba szakadása va, viszot a részitervallumoko, akárcsak az előző alpotba, kove is és kokáv is), f em ijektív (az 7 értéket többször is felveszi) és em szürjektív, mert például az egeletek ics megoldása (lásd III ábrát) III ábra 7 III ábra - 6-6) f szigorúa mooto csökkeő és se em kove, se em kokáv (em tárgalhatuk koveitásról az pot körül, de a (,) itervallumo kove is és kokáv is, valamit az (, ) itervallumo kokáv) f ijektív, de em szürjektív (az és közti értékeket em veszi fel, ahog ez a III ábrá látszik) 7) f szigorúa csökkeő a (, ) itervallumo és szigorúa övekvő a [, + ) itervallumo f kove és kokáv a (, ) - - III ábra o III ábra

9 Függvéek és tulajdoságaik itervallumo, valamit kokáv a [, + ) itervallumo A valós számok halmazá az f függvé se em kove, se em kokáv f em ijektív, mert az értéket többször is felveszi, és em szürjektív, mert f, 8) f szigorúa mooto övekvő az [, ] itervallumo Kokáv az [, ] itervallumo, valamit kove a [, ] itervallumo f bijektív és +, [, ] f (a III ábrá az f iverzéek grafikus képe +, (,] látható) 9) f em mooto, és mivel a természetes számok halmaza em itervallum, koveitásról em tárgalhatuk A függvé ijektív, mert az f : f + és : f függvéek ijektívek és a képhalmazuk diszjukt f em szürjektív, mert az f ( ) egeletek ics megoldása III ábra III 6 ábra 8 8 ) f em mooto és em ijektív, mert f () f ( 6) 8 f szürjektív, mert az : { } f k k, f ( ) függvé szürjektív Koveitásról ismét em beszélhetük a) Az előbbi feladat -es alpotjába szereplő f függvére szerkesszél ola g : függvét, amelre f g R! Igaz-e, hog g f R? b) Az előbbi feladat 6-os alpotjába szereplő függvére szerkesszél ola g : függvét, amelre g f R! Igaz-e, hog f g R? c) Ugaaz a feladat a 9-es és -es alpotokba szereplő függvéekre Megoldás a)

Függvéek és tulajdoságaik 9 szürjektív, akkor létezik g B ijektív úg, hog f :, +, g +, g f ( f g),, > (), g g () > és ( f g)( ), ha eg ile g függvé a g, ha > - f szürjektív és em ijektív, g ijektív és em szürjektív; - több g függvé szerkeszthető; - ha f : A B : A f g B f, ha f +, ( g f) f ( g f),, ha f >, > +, b) f : R R, f Im f R\, ), > f, <, < g(), < g (), < f, +, - ismét f ijektív és em szürjektív, g szürjektív és em ijektív; - több g függvé létezik; - ha f : A B szürjektív, akkor g : B A ijektív úg, hog g f A () g +, g (), ( f g) ( f g) (), +, < g, g >, < vagis, (, ) [, + ) ( f g) () +, [, ) +, páros c) A 9-es alpotba szereplő f :, f, páratla függvé ijektív és em szürjektív, tehát baloldali iverz függvét keresük eki

9 Függvéek és tulajdoságaik, ha páratla g fb, ha páros és k vag k + alakú, g(()) f, +, ha páros és k alakú g +, g páros fg (()) g, g páratla +, páratla +, párosésk vagk + alakú +, páros és k alakú, teljes égzet A feladatba az f :, f függvé +, em teljes égzet szürjektív, de em ijektív jobboldali iverz függvét keresük eki g( ), eseté megfelelő: fg) ((),, teljes égzet gf (()) ( + ), em teljes égzet Megjegzés Nem létezik h :, h f N, mivel fg (()), hf (()), hfg ( ( )) g, h ( fg (())) g (), h g,, tehát f ivertálható, és iverze a h g függvé f ijektív, ami elletmodás Az f :[, ) + f + függvére létezik-e ola másodfokú függvé, amelhez f aszimptotikusa közeledik? + 6 Megoldás f + 7 + + Kimutatjuk, hog f aszimptotikusa közeledik a g + 7 függvéhez: Lege ε > 6 tetszőleges f () g() < ε + < ε 6 < ε (mert pozitív valós + 6 6 szám) + > > A feti ekvivaleciák alapjá belátjuk, hog ha ε ε

Függvéek és tulajdoságaik 9 6 > ε, akkor f () g() < ε Mivel ε > eseté létezik az > ma {, 6 ε ε } szám, és > ε -ra f () g() < ε, az f aszimptotikusa közeledik g-hez 6 Bizoítsd be, hog két külöböző másodfokú függvé em közeledhet aszimptotikusa egmáshoz Megoldás A reductio ad absurdum módszert alkalmazzuk Feltételezzük, hog ε > ε > úg, hog > -ra f () g() < ε, ahol ε f a + b + c, és g( ) a + b + c f g ( a ) a + ( b b) + c c a +b + c Mivel f és g em azoosak három esetet külöböztetük meg I eset a b c, f () g() c < ε ε >, em teljesül, mivel ε c -re c < c em igaz II eset a, b : f () g() b + c ε c Ha b >, akkor mide eseté b + c ε, tehát f () g() ε, ha b ε c, ami azt jeleti, hog f és g em közeledek egmáshoz b ε + c Ha b <, akkor mide eseté, b c ε, tehát b + c ε, vagis, b mivel ε pozitív, f () g() ε Ezzel kimutattuk, hog ebbe az esetbe sem közeledhet f és g egmáshoz aszimptotikusa III eset a, a + b + c < ε Mivel az a + b + c < ε egelőtleség megoldáshalmaza korlátos bármel ε > eseté, az f és a g em közeledhet aszimptotikusa egmáshoz 7 Bizoítsd be, hog: + + + a) ha,,, >, akkor ; b) ha,,, [, π], akkor si + si + +si + + + si ; + + + + + + c) ha,,, R, akkor π d) Ha,,,,, akkor ;

9 Függvéek és tulajdoságaik + + + + + + tg + tg + + tg tg Megoldás + a), > eseté, mivel ( ) (( ) + ( ) ) + + * * Matematikai idukcióval igazolható, hog,,, k R + és k eseté + + + k k k k () * k k+ Ha tetszőleges, akkor k úg, hog < Az,,, tetszőleges pozitív számokat kipótoljuk k + számra az j {,, k + },, +, k számokra + j egelőségek szerit, majd alkalmazzuk az () eredmét az k + + + k + + k + ( k+ ) ( k+ ) k + + + + + + k+ k+ ( ) ( ) k + k+ k+ ( + + ) ( ) + + b) A si függvé a, π itervallumo kokáv, tehát t -et helettesítve, + si, -re + si si A III fejezet 7 feladata alapjá + si + si si Megjegzés Általába, ha f kove (kokáv) függvé, és,,, az f értelmezési tartomáába (itervallum) va, akkor teljesül az + f ( ) + f f ( ) Jese-féle egelőtleség c) Az f : függvé kove, tehát a III fejezet 7 feladata alapjá az egelőtleség igaz Megjegzés A feti egelőtleség eg sajátos esete a Cauch-Bujakovszkij egelőtleségek ai, bi, i, eseté ai bi ab i i i i i

Függvéek és tulajdoságaik 9 Az ai i, i, és b i, i, helettesítésekkel az előbbi egelőtleséghez jutuk π d) Mivel az f, g :,, f és g tg függvéek övekvők π és koveek, az f g :, függvé is kove, és íg alkalmazható a Jese egelőtleség + + fg + + fg fg π, i,, i,, vagis + + + + tg + + tg tg, ahoa következik a bizoítadó egelőtleség * f f 8 Bizoítsd be, hog ha az f : + függvére f, f + f,, akkor f ( ),,, + + + f ( ) f ( ) f ( ) Megoldás A III fejezet 7 feladatához hasolóa járuk el A feltételből követezik, hog f és f ( zt) f ( zt ) + f f + + + + + f f( zt ) f f f( z) f( t) + + f f f( z) f( t) Ahog az egelőséget bizoítottuk -re, ugaúg bizoítható a matematikai idukció módszerével k -ra Ha tetszőleges (és em kettőhatvá), akkor k k létezik ola k természetes szám, hog > > Az,,, tetszőleges és { } + j,k j számokra alkalmazzuk az adott egelőséget k k ( ( ) ) f f ( ) k k + + + ( ) f f f k k + + + f f f ( ) ( ), ahoa

96 Függvéek és tulajdoságaik és f ( ) k k f ( ) + + + f ( ) f ( ) * i >, i,, + + f ( ) f( ) 9 Bizoítsd be, hog ha az f, f,, f : I + függvéek kokávak, akkor az f f f f függvé is kokáv Megoldás Előbb igazoljuk a Huges-féle egelőtleséget Ha a és b pozitív valós számok k {,,, } -re, akkor ( a b)( a b) ( a ) ( b aa a bb b ) + + + + Az egelőtleséget ai bb b -el elosztva és az i jelölést haszálva az b i ( + )( + ) ( + ) ( + ) egelőtleséget kell igazoluk Az + egelőtleség alakba is írható Másrészt ( + )( + )( + ) + + + + + + + + + + + + + + + + + + k` k, és, tehát + + + + ( )( )( ) + + + + + + + + + Megjegzések ) Az egelőtleség sajátos esete az általáos Cauch féle egelőtleségek m m m m a ij aij, ahol a ij >, ha i, és j, m i j j i ) Az f : f ( ) l( +e ) függvé koveitásából is ugaehhez az egelőtleséghez jutuk ) A baloldalo elvégezve a műveleteket és az azoos számú tagokat csoportosítva, majd az eges csoportokra a számtai-mértai közepek közti egelőtleséget alkalmazva ugaehhez az egelőtleséghez jutuk A feladat megoldása Az ai tfi() és bi ( t ) fi( ) i, számokra alkalmazzuk az egelőtleséget

Függvéek és tulajdoságaik 97 fi ( t + ( t) ) ( tfi + ( t) fi ) t fi + ( t) fi i i i i, tehát f ( t + ( t) ) tf + ( t) f Bizoítsd be, hog ha létezik ola ω >, hog az f : \ { } f függvére teljesüljö az f ( + ω) f,, akkor f periodikus (Titu Adreescu) Megoldás Kimutatjuk, hog f ( + ω) f, f () f ( + ω) f f + f f ( + ω), f ( + ω) f () f + f f () f ( f+ ω) f () f () f ( + ω) f( ), f ( + ω) () f f () ahoa következik, hog ω periódusa az f függvéek Bizoítsd be, hog ha az f : függvé teljesíti az f ( + a) + f f egelőséget, eseté (a + rögzített), akkor f periodikus Megoldás f ( + a) + f ( + a) f( + a) f f + + + f f + f f + f + f + f De f ( + a),, tehát f (), Íg f ( + a) f,, tehát a periódusa f-ek Megjegzés Felhaszáltuk, hog a gök alatti kifejezés pozitív, vagis f f f,

98 Függvéek és tulajdoságaik III Epoeciális és logaritmikus kifejezések (8 oldal) Számítsd ki: a) log 9 log ; b) log log + log log ; c) 9 log log log + log ; d) log6 log8 Megoldás a) log 9 log és log log, tehát log log log 9 log log ( log )( log ) log log log log log log b) és Az előbbiek alapjá log log log log + c) log log log log 9 log és log log, tehát log 9 log + log log d) log6, log + log és log 6 log 9 + log log8, ahoa log7 + log log log ( + log )( + log ) log ( + log ) log6 log8 Melik agobb? a) log vag log 6 ; b) log 68 vag log7 9 ; log log c) vag ; d) 6lg 6 vag lg lg ; e) log π + log π vag ; f) log + log vag log 6 Megoldás a) log 6 és log > log, ahoa log log log > log > log6 log b) 68 > -ból következik, hog log 68 > + log, 9 < 7 alapjá lo g7 9 < + log7 és log7 < log, tehát log 68 > log7 9 c) Lege log log M és M log M log M M log, M log log d) 6 lg 6 6( lg + lg ) 6 lg + 6 lg + lg lg log M M Viszot

Függvéek és tulajdoságaik 99 6 lg 6 lg lg 6 lg lg lg lg lg lg 6lg lg lg + 9 7 lg lg lg lg lg lg lg lg >, 8 mivel 9 > és 7 8 >, ahoa 6lg 6> lg lg e) + logπ + logπ logπ, > π logπ > log π log π log π + log π > f) log, log log > log log + > log log log log + > log Megjegzés Felhaszáltuk, hog log log, mivel az log ( + ) sorozat szigorúa csökkeő Bizoítsd be, hog: a) lg 9 + lg > lg 98 ; b) lg 9 < lg 8 ; c) lg 9 < lg 6 Megoldás a) A következő ekvivales átalakításokat végezzük: lg 9 + lg > lg 98 lg ( ) + lg ( + ) > lg( ) lg lg + + + + > + lg lg lg lg lg lg + + + + + > () De lg lg lg lg lg + + + >, tehát () is igaz b) Kimutatjuk, hog lg 9 <, 9 < lg 8 I lg 8 >, 9 9 lg 8 > 7 > 8 >, ami igaz 9 8 9 9 9 > 8 > > 9 >,96 II, 96, 88, lg 9 <, 96 lg 9 <, 96 9 < 9< < < 9 6 8 Viszot <, tehát elégséges kimutati, hog < < 8

Függvéek és tulajdoságaik 8 9 8 8 < > (, 9) 9 Másrészt (, 9), 8, (, 8), 66 és (, 66), <, tehát lg 9 < lg 8 c) lg 9 < lg ( + lg ) és lg 6 ( lg ) 6 lg, tehát elégséges igazoli, hog 6 lg lg lg > Az f 6 függvé övekvő a, itervallumo és f >, valamit lg < < (mert > ) Ebből következik a kívát egelőtleség Határozzuk meg a következő kifejezések értelmezési tartomáát: a) log ( + ) ; b) log ( ) ; c) log ; + d) ( log ) ; e) log 9 ; f) log ; log g) log ( log log + ) ; h) log Megoldás a) log ( + ) értelmezett, ha + >, tehát (, + ) b) > ( ) ( + ) > (, ) (, + ) c), mert a tört értelmezett kell lege Másrészt az > egelőtleség is kell teljesüljö + X + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + Tehát (, ) (, + ) d) > > >, tehát (, + ) e) 9 log 9 log log + Tehát (,) ( log, + ) + + + + + + + + + + + + 9 + + + + + + + 9 + + + + + + + + + + + + +

Függvéek és tulajdoságaik f) Mivel log értelmezett kell lege, következik, hog > Másrészt log( log ) is értelmezett kell lege, tehát log > > Az előbbiek alapjá (, + ) g) log értelmezett > () Lege log log log, tehát az + > egelőtleség kell teljesüljö, ami ekvivales az ( ) > egelőtleséggel \{± } () () és () alapjá * + \{ ± } * h) log értelmezett > () log értelmezett R\ (,) () () és () alapjá \(,) log Az alábbiakba a tault összefüggéseket alkalmaztuk kifejezésekre Melek helesek az íg kapott egelőségek közül és melek em? (A hamis egelőségek esetébe adj meg eg-eg maimális itervallumot, amele érvéesek leszek) a) log log b) log log ; c) log log, ha ; ( ( ) + ( + ) ( ) d) log ab log a + log b ; e) log log + log + ) ; f) l og log log ; + g) log log( + ) log( + ) ; + h) log log ( ) log ( + ) ; i) log ( + ) ; log j) log a ; k) log ( ) loga Megoldás * a) Hamis, mivel log értelmezett eseté, míg log csak akkor, ha > Ebből következik, hog az állítás érvées, ha > * b) Csak akkor érvées, ha c) Az állítás heles d) Hamis, mert a < és b < eseté a jobb oldal em értelmezett, míg a bal ige Igaz a kijeletés, ha a > és b > e) Hamis Érvées, ha > és + >, vagis (, + ) f) Heles g) Heles h) Heles, mivel >, tehát értelmezett i) Hamis Mivel log ( + ) értelmezett >, és + > R * + \ {} () A jobb oldalo log értelmezett kell lege és em lehet, tehát, > és (, + ) \ {} () Mivel log ( + ) Midig az egelőség bal oldalá megjeleő kifejezést alakítjuk át

Függvéek és tulajdoságaik midig értelmezett, ha log értelmezett, () és () alapjá a maimális érvéességi tartomá (, + ) \ { } j) Hamis Teljesül, ha a (Mivel log a értelmezett kell lege ics több feltétel) k) Hamis Teljesül, ha >, vagis (, + ) 6 Határozd meg a következő kifejezések -es alapú logaritmusát: a) 7 ; b) ( ) ; c) d) a b c ; e) a a b g) b b a z Megoldás a) 7 b), tehát lg( ) lg + lg + lg 7 6 9 z z 9 6 lg lg lg z lg + lg lg z, ha z 6 z z> 8 6 7 9 z ; f) a b a b b a b a lg 7 lg + lg 7 7 c) 9, tehát lg lg + lg + 9 9 + lg 9 lg lg d) lga bc lg a + lg b + l g c, ha b és c azoos előjelűek és a számok közül egik sem ulla e),, a b a b ab ab 6 6 f) l g lg lga b lga lgb, ha a, b > b a b a 6 6 8 6 ba ba 9 9 a a b a a b g) 7 7 lg lg lg ab lga lgb b b a, ha a, b > bba ; ;

Függvéek és tulajdoságaik 7 Számítsátok ki ( és -t! Mi a külöbség a és ( kifejezések közt? ) ) 6 9 Megoldás 6;, mivel, R\{,} 8 a) Ha lg 7,, számítsd ki az első hét tizedes jegét! b) Bizoítsd be, hog ha, akkor [ lg ] + az szám számjegeiek számát jeleti (a tízes számredszerbe) Fogalmazz meg más számredszerbe is hasoló tulajdoságot! Megoldás a) lg 7, 7, 7 <, de 7,, tehát -ek az első 7 tizedes jege * b) Lege N úg, hog -ek számjege va Ez alapjá <, tehát lg < lg lg < [ lg], ahoa [ lg ] + Tehát az állítás igaz k alapú számredszerbe az számjegeiek száma [ log k ] + 9 Bizoítsd be, hog lg em racioális! Vizsgáld meg a log, log, log számokat is! Megoldás Feltételezzük, hog lg racioális, q, úg, p pq, pq, p hog lg q p q p q p Viszot p, q p q és p em teljesülhet, tehát elletmodáshoz jutottuk, vagis lg \ q p Hasolóa log, log (,, prímek) log log ( ) + log, log + l og (Kroecker tétele) Jelöljük H α -val az α irracioális szám természetes többszöröseiek törtrészéből álló halmazt: Hα {{ kα} k } Bizoítsd be, hog ha [,], akkor bármel N -re létezik ola θ H α, hog θ < Megoldás Kimutatjuk, hog a halmazak végtele sok eleme va H α { α} { mα} α mα m,, m N ( m) α m és ha m m, akkor α Q Ez elletmodás, tehát m Az előbbiek m alapjá, mivel végtele, következik, hog is végtele Viszot H korlátos is ) (mert { }, ) l H α torlódási pot, vagis -re km, úg, hog { kα }, { mα}, l + l H α α

Függvéek és tulajdoságaik Ebből következik, hog { kα} { mα} < Viszot { kα} { mα} {( k m) α } (mert [ ] [ ] [ ] ), tehát {( k m) α} <, vagis -re θ H, amelre α θ < Képezzük a ( k θ) sorozatot Az Arkhimédész aiómából következik, hog t, tθ < ( t + ) θ tθ < θ tθ < és t θ H α, mivel tθ, (ha, akkor úg, hog tθ < ) θ, stb) t ( t + Ebből következik, hog és, eseté θ úg, hog t H α θ t < Kezdődhet-e kettőek valamile hatváa -al? Hát 9-cel? Megoldás 8, tehát -al kezdődhet Ha 9A alakú, akkor v A 9 + A, ahol A < v Ebből következik, hog 9 + 9, v v ), tehát 9 < < Ez akkor teljesül, ha v + lg9 < lg < v + lg, azaz lg v törtrésze {lg9} és {lg } közt va Mivel lg, az előbbi feladat alapjá létezik ola, amelre {l g9} < { lg } < {lg }, tehát létezik ola hatváa - ek, amel 9-cel kezdődik 8 Megjegzés 98866799886, és ez az első kettőhatvá, amel 9-cel kezdődik Bizoítsd be, hog ha em hatváa -ek, és m N tetszőleges szám, akkor létezik ola természetes kitevőjű hatváa -ek, amel első éhá számjege az m számjegeivel megegezik (Például, ha és m, akkor létezik ola természetes hatváa kettőek, amel -el kezdődik) * Megoldás Azt kell bizoítauk, hog m eseté kl, úg, hog k l k l m < ( m + ) m < m + lg m k lg l < lg( m + ) l p lg irracioális A Kroecker-tétel alapjá az ( { α lg } ) α sorozat sűrű N, -e ({ αlg }) + β sűrű αβ, -o, tehát úg, hog N + αβ, { αlg } + β ( lg m, lg( m + ) ) lg m < αlg [ αlg] + β < lg( m + ) lg m < α lg l < lg( m + ), ahol l β + [ αlg ], l Tehát a fetiek α alapjá első éhá számjege pot az m számot adja

Függvéek és tulajdoságaik III Epoeciális és logaritmikus egeletek, egelőtleségek és redszerek ( oldal) Oldd meg az alábbi egeleteket! a) 6 ; b) 8 ; c),; d),, ; e) 8 + + ; h) 7 g) ; f) 7+ Megoldás Az epoeciális függvé ijektivitását haszáljuk a) 6 7 b) 8 7 8 + 7 ; + c) + ( ) ( ) és d) (, ), e) 8, tehát az egeletek icse valós megoldása 7 6 f) ( 7) 7 és 6 lg(7 + ) g) ( + ) 7+ lg( + ) lg(7 + ) lg( + ) Viszot ( + ) 99+ 7 ( 7+ ), tehát h), tehát az előző feladat alapjá + ( ) ( 7+ ), vagis Oldd meg az alábbi egeleteket! a) 7 9 ; b) + ; c) 6 ; 8 666 + d) + ; e) ; f) Megoldás Az epoeciális függvé ijektivitását haszáljuk a) 7 9 8 b) + c) 6 6 6 6 + 6 és 666

6 Függvéek és tulajdoságaik d) + + + és + + e) + ( + ) f) + em teljesülhet egetle értékre sem, mivel + > és < Oldd meg az alábbi egeleteket: a) + + ; b) ; c) + 7 + + ; d) 7 Megoldás a) + ( ) lg + ( + ) lg lg lg+ lg lg ( lg + lg ) lg + lg lg lg+ lg + b) ( )lg ( + )lg (lg lg ) lg + lg lg + lg <, tehát ics valós megoldás lg lg c) + 7 + ( )lg + ( + )lg ( + )lg 7 + lg (lg+ lg lg7 lg) lg7 lg+ lg lg 7 lg + lg lg+ lg lg7 lg + d) 7 lg + lg 7 ( + ) lg 7 lg ± lg + lg lg ( lg ) + (lg 7 lg ) lg 7, lg 9 Oldd meg az alábbi egeleteket! a) + + + + + 9 ; b) 7 + 7 7; + c) 6, ; d) 8 Megoldás a) Az egelet (+ + ) alakba írható, tehát b) Az egelet 7 7 + 7 alakba írható, 7 + 7, tehát 7 és íg c) Az első gökkifejezés értelmezett mide eseté, a második pedig csak akkor, ha, tehát a megoldásokat az, + ) itervallumba keressük 8+ + Az egelet a következő alakba is írható: 8 + + +, vagis + 6 + 8 és

Függvéek és tulajdoságaik 7 Mid a kettő em megoldás, mivel a + egelőség em teljesül ( idege gök) Tehát az egetle megoldás 9 d) 8 Oldd meg az alábbi egeleteket! + a) + 8; b) 6 ; c) 6 ; d) e) + ; ; f) + (,) ; + 6 + 6 g) + Megoldás a) + 8 + 8 A helettesítéssel az + 8 egelethez jutuk Eek a gökei 8 és em ad megoldást, mivel a egeletek ics valós göke A 8 egeletből az eredeti egelet egedüli megoldása b) Lege, íg az 6 egelethez jutuk Eek gökei és Visszahelettesítve -t -el, kapjuk, hog, és idege gök c) 6 +, ahoa és, log d) Az egelet a következő alakra hozható: Az helettesítéssel az egelethez jutuk, amelek gökei és idege gök, míg -ből kapjuk, hog 7 e), < ahoa és, tehát icse göke az f) + (,) +, + 9 6 < ics valós megoldás egeletek +, ahoa

8 Függvéek és tulajdoságaik 6 g) 6 a ( + 6 helettesítést + 6 alkalmazzuk, amellel az + egelethez jutuk Ebből következik, hog +, tehát + 6 és Visszahelettesítve az + 6 és értékeket, kapjuk, hog az egelet megoldásai és + + 6 a) + 6 + ; b) ( + ); c) + + ; d) 99 ( + 9 ) ( + ) 7 + + Megoldás a) Az egelet ekvivales az + 6 + 6 egelettel Ebből ( 6 ) 6( 6 ) ( 6 )( 6) 6 log6 6 log 6 b), tehát az helettesítést alkalmazzuk Ebből + + és, valamit Az egeletek egetle göke a, míg az egeletek az, tehát M {, } c) Az egelet ekvivales az ( )( ) és és ( em megfelelő, mert értelmetle) A fetiek alapjá M {,, } ) egelettel d) és az egeletet osztjuk -mal + + + t + t, és az egelet a következőképpe alakul: ( t ) t t t t és t I + és, ahoa és II + + +, <, tehát ezek a gökök em adak megoldást Összegezve, M {, }

Függvéek és tulajdoságaik 9 7 a) 9 + 6 + + + + + + 9 ; b) + + ; c) 6 + 8 6 ; d) + + 9 Megoldás a) Az egelet ekvivales a + 7 9 9 egelettel Ha ez utóbbi midkét oldalát elosztjuk 9 -el, a következő egeletet kapjuk: 9 lg lg 9 lg lg 9 b) Elosztjuk az egelet midkét oldalát -el + 8 c) Az egelet ekvivales a + 9 9 egelettel Ha midkét oldalt elosztjuk 9 -el, kapjuk, hog 9 + 9 Lege 9 +, ahoa + és 9 9 + d) Midkét oldalt osztjuk -el és az helettesítést haszáljuk és < + + idege gök, megoldás, tehát M { } + 8 a) 7 ; b) c) + 9 + 6 ; d) 9 + 9 8; + + ; e) ( a + a ) + ; f) + + + ; g) + 6 ; h) + log Megoldás a) Az adott egelet ekvivales a + 7 7 egelettel Az f :, f () + 7 függvé szigorúa csökkeő, a g :, 7 g () függvé pedig kostas, tehát az f () g () egeletek csak eg megoldása lehet (a függvéek grafikus képei csak eg potba metszhetik egmást) Mivel megoldás, következik, hog M {}

Függvéek és tulajdoságaik + b) megoldása az egeletek Az egelet + alakba írható Az előző alpothoz hasolóa, a bal oldalo szereplő függvé szigorúa csökkeő (két szigorúa csökkeő függvé összege szigorúa csökkeő), míg a jobb oldalo levő kostas, tehát icse több megoldás 9 6 c) megoldás Az egelet + + alakba írható, ahol az egelőség bal oldalá eg szigorúa csökkeő függvé áll, a jobb oldalo pedig eg kostas függvé, tehát em lehet több megoldás d) Ha egatív, akkor + + 9 9 9, vagis 9 + 9 < 8, tehát ics megoldás Ha pozitv, akkor 9 9 9 + 9 8 Egelőség akkor és csakis akkor teljesül, ha (felhaszáltuk a számtai-mértai egelőtleséget és az +, > egelőtleséget) e) Az egelet ekvivales az a + ( ) a + egelettel Viszot a > a + Ezekívül +, tehát a + ( ) a a + Egelőség potosa akkor teljesül, ha f) megoldás Több megoldás em lehet, mert az egelet + + + alakba írható és az f :, f + + függvé szigorúa csökkeő, míg a g :, g + függvé szigorúa övekvő h) + + 6 + Egelőség csak akkor állhat fe, ha, vagis ha, vag * i) log értelmezett, ha > Az f :, + f () csökkeő, a g : *, g + log függvé övekvő, tehát az egeletek csak eg + megoldás lehet megoldás, tehát M { } 9 Oldd meg az alábbi egeleteket!

Függvéek és tulajdoságaik a) c) 9 + 9 8; b) 9 + 9 ; + 7 ; d) + + 6 Megoldás a) módszer Az f :, () 9 f + 9 függvé kove, tehát legtöbb két megoldása lehet az egeletek Észrevehető, hog és megoldások módszer Ha, akkor >, akkor az f :, szigorúa csökke, az lehet és < 9 + 9 +, tehát ics megoldás Ha f () 9 + 9 függvé a (, itervallumo (, + ) itervallumo szigorúa ő, tehát csak két megoldás megoldások, tehát M {,/ } b) Az előbbi feladathoz hasolóa, most is két megoldás lehet, és c) Az f : +, f ( ) + 7 függvé szigorúa kove, tehát az egeletek legtöbb két megoldása lehet (a (,) itervallumba em lehet megoldás) és log megoldások, tehát M,log d), -re + + 6, és, [, ] -re + + 6,9 és [, ] A fetiek alapjá a, itervallumba ics megoldás De -re, és { } íg pozitív megoldás em létezik Az f :,, f + + 6 függvé szigorúa övekvő, míg a g :,, g függvé szigorúa csökkeő, tehát legtöbb eg egatív megoldás létezhet Ez az, tehát M { } Oldd meg az alábbi egeleteket: + a) 8 ; b) + 6 9; ( c) + )( + ) + +

Függvéek és tulajdoságaik Megoldás a) megoldás Az egelet + +, akkor, tehát az egik megoldás Az egelet megoldása log + megoldás 8 lg + lg / ( + ) + alakba írható Ha + lg + lg + ( lg ) + ( lg ), lg± lg + lg+ 8lg lg ( lg ) tehát és log + b) eseté + 6 9<, mivel 6 < ics megoldás c) Elosztjuk az egelet midkét oldalát -el Íg a következő egelethez jutuk: 8 + + + + /: + + ( + + ) Lege ( + ) ( + ) ( + ) /, ahoa + és idege gök, az értéket behelettesítve az ( + ) egeletbe kapjuk, hog + ) lg( + lg( + ) lg( + + + ±, tehát lg( + ) A valós számok halmazába oldd meg az alábbi egeleteket! + + a) ( + 7) ( + 7) ; b) ( + ) ( + ) Megoldás a) eset Ha + 7, akkor megoldás, mivel ab, ± a b, tehát, gökei az egeletek eset Ha + 7 > és + 7, akkor + +, ahoa és

Függvéek és tulajdoságaik Megézzük, hog ezekre a megoldásokra az alap mile előjelű lesz + 7 < és + 7 <, tehát és az esethez tartozak eset Ha + 7, akkor a kitevők em lehetek -val egelők ± 9, 6 megoldások eset Ha + 7, akkor a kitevők egész számok és azoos paritásúak 7 8 és 8 7 Csak az 8 teljesíti az egeletet eset Ha + 7 < és + 7, akkor és +, valamit + Ebből kapjuk az megoldást Összegezve, az egeletek hat megoldása va és 9 M ± ±,,,7 b) eset + megoldás ± eset + > és + +, ahoa, megoldás, mert teljesítik az + > és + feltételeket eset + 9 eset + em megoldás, mert ( ) ( ) Midkettő eset + < és + +, és + Mivel az egelet gökei em egészek, ez az eset em ad újabb megoldást M ±,, Határozd meg az alábbi egeletek összes megoldását! + a) ; b) c os + ; si c) + + 6 6 ; d) c os Megoldás a) Mivel a bal oldal pozitív, következik, hog + >, ahoa > Továbbá + +, mivel pozitív Kimutatjuk, hog, vagis, ha > + ( ) + ( )( + ) ( ) ( + ) ( )( ) ( + )( ),

Függvéek és tulajdoságaik ami igaz bármel > eseté, tehát + Egelőség potosa akkor teljesül, ha +, vagis ha os b) Az egelet ekvivales a c + egelettel De +, és c os, Tehát megoldás csak akkor lehet, ha +, vagis Ez valóba megoldás, tehát M { } A számtai-mértai közepek közti egelőtleséget haszáljuk egmás utá kétszer + + 9 + + 6, mert + + 6 Egelőség potosa akkor teljesül, ha midkét egelőtleségbe egelőség va, azaz ha Az előbbiek alapjá M { } c) si ha si si Viszot cos, tehát egelőség csak akkor lehet, { kπ } { } π k k Ugaekkor a cos egelőségek is teljesüli kell, Ebből pedig az { kπ k } eredméhez jutuk Ebből következik, hog { } { } k π k kπ k { }, mert k π lπ k π l, lk,, π \ k l, tehát M {} A természetes számok halmazába oldd meg a következő egeleteket! a) + + + 7 ; b)! +! +! + +! ; c) + ; d) ( + )( + 8) Megoldás a) Az em megoldás, tehát feltételezhetjük, hog Ebbe az esetbe + páros szám, tehát + + +, páros N Viszot 7 páratla, tehát ics megoldás b) Ha, akkor! k, k az S! +! + +! összeg utolsó számjegét em befolásolják az! utá következő tagok Viszot! (mod) (! -zel osztva -et ad maradékul) S (mod ) ;! (mod) S! +! (mod) ;! 6(mod) S 9(mod ) ;! (mod) S ( mod ) ; S k (mod ), k () Eg teljes égzet végződései a következők lehetek:,,,, 6, 9 () () és () alapjá csak vag lehet megoldás Ha!, tehát (,) megoldás Ha! +! +!, tehát (, ) is megoldás M {(, ), (, ) }

Függvéek és tulajdoságaik c) em megoldás és + * páratla, páratla szám 8l +, l alakú Továbbá sem megoldás, és > -re 8, tehát + 8-cal osztva ugaait ad maradékul, mit Megvizsgáljuk -ek a 8- cal való osztási maradékait k (mod8) + (mod8), k () k (mod8) (mod8) Mivel 8l + alakú és + (mod8), () alapjá k, tehát páros Ez azt jeleti, hog k, k és pithagorászi számhármast alkot, ebbe a sorredbe + m + k ( ) k l m k k m, N, ( m, ) és m (,), tehát az előző összefüggések alapjá k k, ahoa l, és, ahol l m l, ahoa következik, hog k m Mivel m és relatív prímek, következik, hog m vag páratla, és íg k m és k m > csak akkor teljesülhet, ha Ezek szerit k m, ahoa m k k k k Behelettesítve m-et a m összefüggésbe, kapjuk, hog, ahoa k Tehát egetle számpár elégíti ki az egeletet, és ez a (, ) számpár d) em megoldás Ha, akkor, tehát az (, ) pár megoldás Ha >, akkor, ( + ) és ( + 8) is osztható kell lege -mal, ami lehetetle, tehát ics több megoldás Tárgald a következő egeletek megoldását az a valós paraméter értékei szerit: a) ( a + ) + a ; b) ( a ) + a + Megoldás a) ( a + ) + a ( a)( ) a a ha a >, akkor loga, ha a, akkor ics megoldás ebbe az esetbe Összegezve, ha a >, akkor loga és, ha a, akkor b) ( a ) + a + (*) I eset Ha a, akkor + és log II eset Ha a a + <, akkor icse valós megoldás a a + < a + a 6> a (, ) (, + ) III eset Ha a, ± ( a + )( a) \ {} Ekkor és, a

6 Függvéek és tulajdoságaik Az és egeletekek csak akkor va valós megoldása, ha >, ± ( a + )( a) vag >, tehát kell vizsgáljuk a kifejezések előjelét, ha a a a, itervallumba va Ha a + ( a + )( a),), akkor <, tehát a em ad megoldást Ha a (, + a + a, akkor >, tehát a + ( a + )( a ) log Ezzel letárgaltuk az gököt a a + ( a + )( a ) Vizsgáljuk a > egelőtleséget Ha a a,, akkor a evező pozitív vag, a számláló egatív, tehát, vagis (, ) em megoldás Ha a, akkor >, tehát megoldás Ha a (, ], akkor >, tehát megoldás Ezzel mide esetet letárgaltuk Eredméeiket a következő táblázatba foglaltuk össze a A gökök (, ] Nics megoldás (,) (, ) log log log, (, ) Nics megoldás ( a + )( a) a ± ( a + )( a) a Megjegzés Ugaehhez az eredméhez jutuk, ha a (*) egelet gökeiek előjelét tárgaljuk a gökök kiszámítása élkül Oldd meg a következő egelőtleségeket! a) < 8 ; b) + ; + c) ; d) 6 6 + + ( + ) ( ) + ; e) + ; f) < + ; g) 9 + 6 ; h) 7 + 7 6 ; + 6 > + i) + + ; j) ; + + <

Függvéek és tulajdoságaik 7 k) 7 > ; l) + ; m) ; ) + 7 < + + + 6 Megoldás a) < 8 < () < Az () (, ) átalakításál a függvé mootoitását haszáltuk b) Az egelőtleség ekvivales a következővel: (9 ) + (,) + c) + + ( ) + 8+ 7 d) 6 6 + 6 6 ( + + ) ( + ) + + 6 + 6 ( )( ) + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + ( )( ) + + + + + + + + + + + + + + + + + + ( )( ) + + + + + + + + + + + A feti előjeltáblázat alapjá,, + e) + ( ) (mert >, R ), f) < + < + > ( + )( ) < + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + ( + )( ) + + + + + + + + + + + ( + )( ) + + + + + + + + + + + Következik, hog (, ), ahoa (,log )

8 Függvéek és tulajdoságaik g) 9 + 6 Lege + + + Az előbbi egelőtleséget beszorozhatjuk -al, mert >, tehát + +,, + + >, tehát, + + + log Az egelőtleség jobb oldalá álló kifejezés egatív, mert + < Ez alapjá + log, (, ) + + log h) Elosztjuk az egelőtleség midkét oldalát ( > ) -el, majd az jelölést haszáljuk A 7 6 + következik, hog ahoa 7 egelőtleséghez jutuk Mivel >, 78 9 6 7,, tehát, + 6, 9 7 6 lg 9 lg 6 lg 9 lg 6, tehát, + lg lg 7 lg lg 7 + + i) + 6 > + + + 6 + > + 6 + 6 6 6 > ( 6 ) 6( 6 ) > ( 6 )( 6) > log 6 log6 + 6 + + + + + + + + + + + + 6 + + + + + + + + + + + ( 6 6) + + + + +

Függvéek és tulajdoságaik 9 A táblázat alapjá log 6, log 6 j) + + >, tehát az egelőtleség bal oldalá levő kifejezés midig értelmezett Ha + + < + < (, ) Ebbe az esetbe az ( ) + + < egelőtleség csak akkor teljesülhet, ha a kitevő pozitív, vagis >, tehát ics megoldás Ha + +, akkor ( + +, tehát az egelőtleség em teljesül Ha + + > (, ) (, + ), akkor ( ) + + < < Ez alapjá (, ) (, + ),), tehát (, ) k), em megoldás (, ) 7 (, ), Ebbe az esetbe > 7 7 < < 7 7,, tehát ics megoldás ebbe az esetbe Ha >, vagis, (,+ ), akkor 7 7,, + ) { } ( 7 > 7 >, tehát, 7 (,+ ) l) + + A bal oldalo szereplő függvé szigorúa csökkeő, tehát elégséges megkeresi azt az (, ) potot, ahol a grafikus képe metszi az függvé grafikus képét Ha >, akkor + <, míg ha, akkor + (,] 7 m) + 7 < 7 + < Az f :, f + függvé szigorúa kove, tehát az f egeletek csak két göke lehet: (,) és A koveitásból következik, hog ha, akkor f ( ) <, vagis (,) eseté teljesül az egelőtleség Másrészt < és > eseté f >, tehát a megoldáshalmaz M (,) ) f :, f + szigorúa övekvő, g :, g + szigorúa övekvő, tehát f + g : is szigorúa övekvő Íg az

Függvéek és tulajdoságaik f + g 6 egeletek csak eg göke lehet Ez a gök, és mide eseté f () + g () 6, tehát a megoldáshalmaz az [, ) itervallum 6 Oldd meg az alábbi egeletredszereket! + 8 a) ; b) 9 68 9 + ; c) ; 7 d) lg ; e) ; f) + ; 6 + g) ; h) >, ; 9 + + + i) ; j) ; k) ; + 6 9 + + z l),, z > ; m) + z >, z Megoldás a) Az egeletredszer a következőképpe alakítható: + 8 a + b 8, 7 a b 7 ahol a és b Ebből következik, hog a és b az 8 + 7 a egelet gökei, tehát 7 vag a Íg vag, tehát b b 7 M { (, )},, b) Az egeletredszer a következő alakba is írható: lg + lg 9 lg 68 lg lg + lg + lg, lg + lg lg lg + lg lg + lg ez eg lieáris egeletredszer, amelek megoldásai 9 9 c) 9 8

Függvéek és tulajdoságaik d) 6 6 ± Ha, akkor 6 6, tehát ± em gök, mert ( ) em értelmezett Ha, akkor 6 ± em megoldás, mert em értelmezett Összegezve,, M,, Megjegzés < eseté, Z, tehát { ± } Mivel ez em megoldás feltételezhetjük, hog > Ebbe az esetbe az egelőségből következik az egelőség, tehát az előbbi megoldás heles Hasoló vizsgálat szükséges a c) pot teljes megoldásához is, mert az átalakításál a két oldal létezési tartomáa em azoos lg lg lg lg e) A létezési feltétel alapjá > és > lg ( lg lg ) lg lg lg lg + lg ( lg lg )( lg és, ) + ( + ) 6 f) ( + )( + ) 6 Ha, + + tehát megoldás Ha ±, em lehet, mert ( ), tehát ± eseté ( + ) 6 + ±6 6 Ha és ( 6 ) + 6 6 6 + 6 6 ( 6 ) ( + ) ( ), tehát A megoldások 9 és

Függvéek és tulajdoságaik 6 ( 6 ) + 6 eseté 6,, tehát + + 6 és íg 6 ( 6 ) { } ics több megoldás, és M,,9,,,,, g) Ha, tehát (, ) megoldás Ha k, k és m, m Másrészt k em megoldás em megoldás mert értelmetle Ha { ±, }, akkor és íg ± A fetiek alapjá {(, ), } M,,, h) Az egeletredszerből következik, hog 9 Ha, akkor Ha 9, akkor 9 ( 9) lg( 9) 9lg Mivel >, oszthatuk -al, és íg az lg( 9 ) 9 lg egelethez jutuk Ebből következik, 9 9 hog 8l g lg9 és 9 8 8 9 9, tehát M (, ),, t t t t t t i) t 9 + + + t t t t ± t (az egeletek va eg egatív göke is de abból az eredeti egeletre em kapuk megoldást) + Ezt visszahelettesítve az első egeletbe, kapjuk, hog + + és 8 8, tehát M, j) A második egeletből log ( + ) Az f : R R, f () log( + ) ( függvé szigorúa övekvő g () f ) is szigorúa övekvő A h() függvé is szigorúa övekvő, tehát g + h szigorúa övekvő, és íg a g () + h (), tehát egeletek csak eg megoldása lehet megoldás, Ebből M {(,) } k) Ha, akkor 6 Ha, akkor Ha ±, akkor +6 {(, 6 ), (, ) } M,, 8,, 7 8,, tehát 7 8 7