2. Függvények. I. Feladatok

Hasonló dokumentumok
MATEMATIKA ÉRETTSÉGI TÍPUSFELADATOK MEGOLDÁSAI KÖZÉPSZINT Függvények

Függvények Megoldások

6. Függvények. Legyen függvény és nem üreshalmaz. A függvényt az f K-ra való kiterjesztésének

MATEMATIKA ÉRETTSÉGI TÍPUSFELADATOK MEGOLDÁSAI KÖZÉPSZINT Függvények

6. Függvények. 1. Az alábbi függvények közül melyik szigorúan monoton növekvő a 0;1 intervallumban?

1. Ábrázolja az f(x)= x-4 függvényt a [ 2;10 ] intervallumon! (2 pont) 2. Írja fel az alábbi lineáris függvény grafikonjának egyenletét!

2) Írja fel az alábbi lineáris függvény grafikonjának egyenletét! (3pont)

MATEMATIKA ÉRETTSÉGI TÍPUSFELADATOK KÖZÉPSZINT Függvények

MATEMATIKA ÉRETTSÉGI TÍPUSFELADATOK KÖZÉP SZINT Függvények

Abszolútértékes és gyökös kifejezések Megoldások

MATEMATIKA ÉRETTSÉGI TÍPUSFELADATOK MEGOLDÁSAI KÖZÉP SZINT Függvények

MATEMATIKA ÉRETTSÉGI TÍPUSFELADATOK KÖZÉP SZINT Függvények

MATEMATIKA ÉRETTSÉGI TÍPUSFELADATOK MEGOLDÁSAI EMELT SZINT Paraméter

a) A logaritmus értelmezése alapján: x 8 0 ( x 2 2 vagy x 2 2) (1 pont) Egy szorzat értéke pontosan akkor 0, ha valamelyik szorzótényező 0.

MATEMATIKA ÉRETTSÉGI TÍPUSFELADATOK MEGOLDÁSAI EMELT SZINT Abszolútértékes és Gyökös kifejezések

függvény grafikonja milyen transzformációkkal származtatható az f0 : R R, f0(

b) Ábrázolja ugyanabban a koordinátarendszerben a g függvényt! (2 pont) c) Oldja meg az ( x ) 2

Descartes-féle, derékszögű koordináta-rendszer

Egyenletek, egyenletrendszerek, egyenlőtlenségek Megoldások

Az egyenlőtlenség mindkét oldalát szorozzuk meg 4 16-al:

8. Egyenletek, egyenlőtlenségek, egyenletrendszerek II.

Függvények július 13. f(x) = 1 x+x 2 f() = 1 ()+() 2 f(f(x)) = 1 (1 x+x 2 )+(1 x+x 2 ) 2 Rendezés után kapjuk, hogy:

E-tananyag Matematika 9. évfolyam Függvények

Exponenciális és logaritmikus kifejezések Megoldások

MATEMATIKA ÉRETTSÉGI TÍPUSFELADATOK MEGOLDÁSAI EMELT SZINT Exponenciális és Logaritmikus kifejezések

Nagy András. Feladatok a logaritmus témaköréhez 11. osztály 2010.

Brósch Zoltán (Debreceni Egyetem Kossuth Lajos Gyakorló Gimnáziuma) Megoldások. 1. Az alábbi hozzárendelések közül melyik függvény? Válaszod indokold!

MATEMATIKA ÉRETTSÉGI TÍPUSFELADATOK MEGOLDÁSAI EMELT SZINT Exponenciális és Logaritmikus kifejezések

MATEMATIKA ÉRETTSÉGI TÍPUSFELADATOK MEGOLDÁSAI KÖZÉPSZINT Abszolútértékes és gyökös kifejezések

Feladatok a logaritmus témaköréhez 11. osztály, középszint

egyenlőtlenségnek kell teljesülnie.

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

9. Trigonometria. I. Nulladik ZH-ban láttuk: 1. Tegye nagyság szerint növekvő sorrendbe az alábbi értékeket! Megoldás:

Trigonometria Megoldások. 1) Igazolja, hogy ha egy háromszög szögeire érvényes az alábbi összefüggés: sin : sin = cos + : cos +, ( ) ( )

FÜGGVÉNYEK. A derékszögű koordináta-rendszer

MATEMATIKA ÉRETTSÉGI TÍPUSFELADATOK MEGOLDÁSAI EMELT SZINT Trigonometria

10. Koordinátageometria

Másodfokú egyenletek, egyenlőtlenségek

Függvények vizsgálata

8. feladatsor. Kisérettségi feladatsorok matematikából. 8. feladatsor. I. rész

3. Egyenletek, egyenletrendszerek, egyenlőtlenségek

MATE-INFO UBB verseny, március 25. MATEMATIKA írásbeli vizsga

Érettségi feladatok: Függvények 1/9

Irracionális egyenletek, egyenlôtlenségek

Matematika 11. osztály

Egészrészes feladatok

Másodfokú egyenletek, egyenlőtlenségek

Függvények csoportosítása, függvénytranszformációk

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

Trigonometria Megoldások. 1) Oldja meg a következő egyenletet a valós számok halmazán! (12 pont) Megoldás:

KOVÁCS BÉLA, MATEMATIKA I.

Abszolútértékes egyenlôtlenségek

Függvények ábrázolása, jellemzése I.

Arany Dániel Matematikai Tanulóverseny 2010/2011-es tanév 1. forduló haladók III. kategória

MATEMATIKA ÉRETTSÉGI TÍPUSFELADATOK MEGOLDÁSAI KÖZÉPSZINT Trigonometria

Kisérettségi feladatgyűjtemény

FELVÉTELI VIZSGA, szeptember 12.

Matematika A2 vizsga mgeoldása június 4.

NULLADIK MATEMATIKA ZÁRTHELYI

Az egyenes egyenlete: 2 pont. Az összevont alak: 1 pont. Melyik ábrán látható e függvény grafikonjának egy részlete?

Figyelem, próbálja önállóan megoldani, csak ellenőrzésre használja a következő oldalak megoldásait!

Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny 2011/2012 Matematika I. kategória (SZAKKÖZÉPISKOLA) 2. forduló - megoldások. 1 pont Ekkor

Az Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny tanévi második fordulójának feladatmegoldásai. x 2 sin x cos (2x) < 1 x.

Arany Dániel Matematikai Tanulóverseny 2012/2013-as tanév kezdők III. kategória I. forduló

FÜGGVÉNYEK TULAJDONSÁGAI, JELLEMZÉSI SZEMPONTJAI

A L Hospital-szabály, elaszticitás, monotonitás, konvexitás

Egyenletek, egyenlőtlenségek VII.

Arany Dániel Matematikai Tanulóverseny 2014/2015-ös tanév első (iskolai) forduló Haladók II. kategória

2012. október 2 és 4. Dr. Vincze Szilvia

Matematika 8. osztály

Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny 2009/2010 Matematika I. kategória (SZAKKÖZÉPISKOLA) 2. forduló feladatainak megoldása

Emelt szintű érettségi feladatsorok és megoldásaik Összeállította: Pataki János; dátum: november. I. rész

Függvények 1. oldal Készítette: Ernyei Kitti. Függvények

A 2013/2014. tanévi Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny MATEMATIKA II. KATEGÓRIA (GIMNÁZIUM)

Oktatási Hivatal. 1 pont. A feltételek alapján felírhatók az. összevonás után az. 1 pont

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

Matematika 10 Másodfokú egyenletek. matematika és fizika szakos középiskolai tanár. > o < szeptember 27.

13. Trigonometria II.

Arany Dániel Matematikai Tanulóverseny 2008/2009-es tanév első (iskolai) forduló haladók II. kategória

Koordináta-geometria feladatok (emelt szint)

Elemi algebrai eszközökkel megoldható versenyfeladatok Ábrahám Gábor, Szeged

FELVÉTELI VIZSGA, július 17.

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

Exponenciális, logaritmikus függvények

3 függvény. Számítsd ki az f 4 f 3 f 3 f 4. egyenlet valós megoldásait! 3 1, 3 és 5 3 1

Teljes függvényvizsgálat

Brósch Zoltán (Debreceni Egyetem Kossuth Lajos Gyakorló Gimnáziuma) Megoldások. alapfüggvény (ábrán: fekete)

Függvények határértéke, folytonossága FÜGGVÉNYEK TULAJDONSÁGAI, SZÉLSŐÉRTÉK FELADATOK MEGOLDÁSA

Hódmezővásárhelyi Városi Matematikaverseny április 14. A osztályosok feladatainak javítókulcsa

Az Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny tanévi első fordulójának feladatmegoldásai

egyenletrendszert. Az egyenlő együtthatók módszerét alkalmazhatjuk. sin 2 x = 1 és cosy = 0.

MATEMATIKA 2. dolgozat megoldása (A csoport)

Egyenletek, egyenlőtlenségek V.

Komplex számok. A komplex számok algebrai alakja

} számtani sorozat első tagja és differenciája is 4. Adja meg a sorozat 26. tagját! A = { } 1 pont. B = { } 1 pont. x =

VIK A1 Matematika BOSCH, Hatvan, 5. Gyakorlati anyag

1. Tekintsük a következő két halmazt: G = {1; 2; 3; 4; 6; 12} és H = {1; 2; 4; 8; 16}. Elemeik felsorolásával adja meg a G H és a H \ G halmazokat!

2012. október 9 és 11. Dr. Vincze Szilvia

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

First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit

Átírás:

. Függvények I. Feladatok 1. Az y = x 1 + x + 1 függvény grafikonja és az y = c egyenletű egyenes által közrezárt síkidom területe 30. Mekkora a c állandó értéke?. Hány zérushelye van az a paramétertől függően az hozzárendeléssel megadott függvénynek? 3. Adott az f(x) = f(x) = x + 4x + 4 a, ha x 0, x 4x + a, ha x > 0 (x + a) (a b)(a c) + (x + b) (b a)(b c) + (x + c) (c a)(c b) KöMaL 001. május; C. 631. KöMaL 013. március; C. 1106. hozzárendelésű függvény, ahol a, b és c különböző valós számok. Határozzuk meg a függvény értékkészletét. KöMaL 010. szeptember; C.1043. 4. Az f: R R függvényről tudjuk, hogy f(1) = 0, másrészt bármely két valós (x, y) számra f(x) f(y) = x y. Határozzuk meg az f függvényt! KöMaL 1983. február; Gy. 103. 5. Legyen a valós számok halmazán értelmezett lac(x) függvény hozzárendelési szabálya a következő: x, ha x ε [n; n + 1], ahol n ε Z, lac(x) = x + 4n + 3, ha x ε ]n + 1; n + [, ahol n ε Z. Oldjuk meg a lac(x + x + 4) = lac(x + 7x 1) egyenletet a valós számok halmazán. KöMaL 010. május; C.1038. 6. Legyen f(x) = x 6x + 5. Ábrázoljuk a derékszögű koordináta-rendszerben azokat a P(x; y) pontokat, amelyek (x; y) koordinátáira f(x) f(y) 0. KöMaL 1988. február; Gy. 43. 7. Az f(x) = ax + bx + c másodfokú függvénynek (x R) egy zérushelye van. Az f(x) függvény minimumhelye x = c. Mekkora lehet az ac szorzat értéke? Arany Dániel Matematikai Tanulóverseny 011/01; haladók, I. kategória, 1. forduló 1

8. Mi a legkisebb értéke a következő kifejezésnek: f(x) = (x 1)(x + )(x + 3)(x + 6)? Arany Dániel Matematikai Tanulóverseny 1971; haladók, 1. forduló 9. Határozzuk meg azokat a lineáris f(x), g(x), h(x) (x R) függvényeket, amelyekre 1, ha x < 1. F(x) = f(x) g(x) + h(x) = 3x +, ha 1 x < 0, x +, ha 0 x. Arany Dániel Matematikai Tanulóverseny 01/013; kezdők, I-II. kategória,. forduló III. kategória, 1. forduló 10. Jelölje P a prímszámok halmazát! Legyen f: P R, x, ahol {z} a z szám törtrészét jelöli, (azaz {z} = z [z] és [z] a z egészrésze, vagyis az a legnagyobb egész szám, amely z-nél nem nagyobb)! Mi az f függvény értékkészlete? Arany Dániel Matematikai Tanulóverseny 010/011; kezdők, I-II. kategória,. forduló III. kategória, 1. forduló 11. A valós számok halmazán értelmezett másodfokú f(x) függvény minden x számra eleget tesz a 3 f(x) + f( x) = x egyenlőségnek. Hány olyan, 005-nél nem nagyobb természetes szám van, amelyre igaz, hogy f(x) > 13 4? OKTV 005/006; I. kategória, 1. forduló 1. A minden valós számra értelmezett f(x) függvényre f(x + 1) + 3f( x) = x teljesül. Adjuk meg az f zérushelyeit! Arany Dániel Matematikai Tanulóverseny 008/009; haladók, III. kategória,. forduló 13. Legyen f az x = 1 hely kivételével minden valós számra értelmezett olyan függvény, amely bármely x 0 esetén eleget tesz az f(x) + 3f 1 x = cx x 1 egyenletnek. Számítsuk ki a c valós paraméter értékét, ha tudjuk, hogy: lim f(x) = 5. OKTV 1978;. forduló

14. Adjuk meg a valós számoknak azt a legbővebb részhalmazát, amelyen az alábbi f függvény értelmezhető, és határozzuk meg a függvény értékkészletét ezen az értelmezési tartományon. f(x) = 1 x x. 15. Mutassuk meg, hogy a valós számokon értelmezett f(x) = sin x + sinx függvény sohasem veszi fel a + illetve értékeket! OKTV 008/009; II. kategória,. forduló OKTV 1984; speciális matematika tantervű osztályok versenye; 3. fordulós feladat részlete 16. Az f függvény értelmezési tartománya a pozitív egész számok halmaza, és a függvény értékei is pozitív egészek. Határozzuk meg az összes olyan f függvényt, amelyre teljesül, hogy minden pozitív egész n esetén f (i) = f (1) + f () + + f (n) = (f(1) + f() + + f(n)) = f(i) 17. Határozzuk meg azt az f függvényt, amely OKTV 01/013; II. kategória, 3. forduló a) minden nemnegatív egészhez nemnegatív egész számot rendel hozzá, különböző egészekhez különböző egészeket; b) minden nemnegatív egész n-re kielégíti az f (0) + f (1) + + f n(n + 1)(n + 1) (n) 6 egyenlőtlenséget. Nemzetközi Magyar Matematika Verseny 1995. 18. A természetes számok halmazán értelmezett f függvényre teljesül a következő egyenlőség: f(1) + f() + 3 f(3) + + n f(n) = n f(n) tetszőleges n 1 esetén. Határozzuk meg f(008) értékét, ha f(1) = 008! Nemzetközi Magyar Matematika Verseny 008. 19. Egy minden valós számra értelmezett f függvény minden (x; y) valós számpárra kielégíti a következő egyenlőtlenségeket: f(x) x f(x + y) f(x) + f(y). Bizonyítsuk be, hogy minden valós x-re f(x) = x. A Kürschák József Matematikai Tanulóverseny 1979. évi. feladata 3

0. A g(x) = + függvény értelmezési tartománya: R\{0; 9}, értékkészlete: (A) {0} (B) {} (C) {0; } (D) { ; } (E) { ; 0; } Gordiusz Matematika Tesztverseny 000; 9. osztály, megyei forduló 1. Az ábrán az f(x) függvény grafikonja látható. Hány megoldása van az f(x) 1 = egyenletnek a [ ; ] intervallumon? (A) (B) 4 (C) 5 (D) 6 (E) 8 Gordiusz Matematika Tesztverseny 011; 10. osztály, megyei forduló. Melyik az a legnagyobb valós szám, amelyre az f(g(x)) g(f(x)) egyenlőtlenség igaz, ha f(x) = 3 1 és g(x) = 3x +? (A) (B) 0,5 (C) 0 (D) 0,5 (E) Nincs ilyen szám. Gordiusz Matematika Tesztverseny 007; 11. osztály, megyei forduló 3. A valós számokon értelmezett f(x) függvényre bármely x 0 esetén igaz, hogy f(x) + f = 5x + 4. Jelölje S azon valós x-ek összegét, amelyekre f(x) = 007. Melyik az S-hez legközelebbi egész szám? (A) 1 (B) 0 (C) 60 (D) 5014 (E) 601 Gordiusz Matematika Tesztverseny 007; 1. osztály, döntő 4. Legyen f(x) = 16 + (3 x) + 64 + (9 x). Határozzuk meg a függvény minimumhelyét és a minimum értékét! 5. Határozzuk meg azt az f: R R; f(x) = x + bx + c (b és c valós állandók) alakú másodfokú függvényt, amelyhez van olyan p számérték, amelyre egyidejűleg teljesül! Mennyi a p értéke? f(p) = p, f(p) = 3p + 1, f(3p) = 4p + 4 Írásbeli felvételi feladat a műszaki főiskolák nulladik évfolyamai számára 1998 4

6. a) Határozza meg a valós számoknak azt a legbővebb H halmazát, amelyen a log(sin x + cos x) kifejezés értelmezhető! b) Mi a fenti H halmazon az f(x) = log(sin x + cos x) képlettel definiált f függvény értékkészlete? c) Hol monoton növekedő ez az f függvény? 7. Határozza meg a következő függvény értelmezési tartományát: Írásbeli érettségi-felvételi feladat; 001 f(x) = 4x 13x + 3 x + 3x + 10. Nemzetközi Előkészítő Intézet vizsgadolgozatának feladata; 1981 8. Állapítsa meg a valós számok halmazának azt a legbővebb részhalmazát, amelyen a következő kifejezések értelmezhetőek! Adja meg a kifejezések legnagyobb és legkisebb értékét! a) log 0,5 ; b) 1 sin x; c) log 0,5 1 sin x. Közgazdaságtudományi egyetemekre és főiskolákra felvételizők írásbeli érettségi-felvételi feladata; 199 9. Adja meg a valós számoknak azt a legbővebb részhalmazát, amelyen az alábbi függvények értelmezhetőek: a) x b) x tg x c) x tg x. Írásbeli érettségi-felvételi feladatok; 1998 30. Legyen p valós paraméter. Tekintsük a valós számok halmazán értelmezett f függvényt, amelynek hozzárendelési szabálya f(x) = 3x + (p 3)x + p x 6. a) Számítsa ki a f(x) dx határozott integrál értékét, ha p = 3! b) Határozza meg a p értékét úgy, hogy az x = 1 zérushelye legyen az f függvénynek! c) Határozza meg a p értékét úgy, hogy az f függvény deriváltja az x = 1 helyen pozitív legyen! Emelt szintű érettségi vizsga; 01. május 8. 5

31. Legyen f(x) = + + a) Igazolja, hogy f(x) dx = a + a. a, ahol a pozitív valós szám és x R. b) Mely pozitív a számokra teljesül, hogy f(x) dx 0? c) Az x mely pozitív valós értéke esetén lesz a g(x) = x + x függvénynek lokális (helyi) maximuma? Emelt szintű érettségi vizsga; 010. május 4. 3. a) Ábrázolja függvény-transzformációk segítségével a [ 3; 4] intervallumon az x x x 3 hozzárendelési szabállyal megadott függvényt! b) Legyen az f, g és h függvények értelmezési tartománya a valós számok halmaza, hozzárendelési szabályuk: f(x) = x x 3; g(x) = x 3; h(x) = x. Képezzünk egyszeresen összetett függvényeket a szokásos módon. Például (g f)(x) = gf(x) = (x x 3) 3 = x x 6. Készítse el a fenti példának megfelelően az f, g és h függvényekből pontosan két különböző felhasználásával képezhető egyszeresen összetett függvényeket! Sorolja fel valamennyit! (A (g f)(x) függvényt nem szükséges újra felírni.) c) Keressen példát olyan p és t, a valós számok halmazán értelmezett függvényre, amelyre (p t)(x) = (t p)(x)! Adja meg a p és t függvény hozzárendelési szabályát! 33. a) Határozza meg a valós számoknak azt a legbővebb részhalmazát, amelyen a x 6x + 9 kifejezés értelmezhető! Emelt szintű érettségi vizsga; 006. május 9. b) Ábrázolja a [ 5; 8] intervallumon értelmezett f: x x 6x + 9 függvényt! c) Melyik állítás igaz és melyik hamis a fenti f függvényre vonatkozóan? A: Az f értékkészlete: [0; 5]. B: Az f függvény minimumát az x = 3 helyen veszi fel. C: Az f függvény szigorúan monoton nő a [4; 8] intervallumon. d) Határozza meg az (x 6x + 9) dx értékét! Emelt szintű érettségi vizsga; 007. május 8. 6

34. Az f(x) = 3x + b függvény grafikonjának az x = helyhez tartozó érintője áthalad az origón. a) Hol metszi ez az érintő a parabola vezéregyenesét? b) Számítsuk ki a függvénygörbe, az érintő és az y tengely által közbezárt terület nagyságát. 35. Adott a valós számokon értelmezett KöMaL 010. december; emelt szintű gyakorló feladatsor 7. feladat I(x) = f(t) dt függvény, és tudjuk, hogy f(t) = 3t + 4t 1. Határozzuk meg az I(x) zérushelyeit, és azokat az intervallumokat, melyeken konvex, illetve konkáv a függvény. KöMaL 01. november; emelt szintű gyakorló feladatsor 3. feladat 7

II. Megoldások 1. Az y = x 1 + x + 1 függvény grafikonja és az y = c egyenletű egyenes által közrezárt síkidom területe 30. Mekkora a c állandó értéke? KöMaL 001. május; C. 631. Ezért x 1, ha x 1 x 1 = 1 x, ha x < 1 x + 1, x + 1 = x 1, x, ha x 1 y =, ha 1 x < 1 x, ha x 1 ha x 1 ha x < 1 Az y = c egyenes a függvény grafikonjával csak akkor fog közre területet, ha c >, ekkor szimmetrikus trapéz keletkezik. A trapéz csúcsai ( c ; c); (c ; c); (1; ) és ( 1; ), tehát a trapéz két alapja és c; magassága pedig c. A trapéz területe: (c + )(c ) T = = 30 c 4 = 60 c = 8.. Hány zérushelye van az a paramétertől függően az hozzárendeléssel megadott függvénynek? f(x) = x + 4x + 4 a, ha x 0, x 4x + a, ha x > 0 KöMaL 013. március; C. 1106. 8

x + 4x + 4 a = (x + ) a = x + a; x 4x + a = (x ) 4 + a. Az f függvényt külön vizsgáljuk az x 0 és az x > 0 esetre. Az alábbi ábrán látható az x + és az (x ) 4 függvény. Az x x + a függvény zérushelyeinek a száma, ha x 0: a értéke zérushelyek száma a < 0 0 a = 0 1 0 < a < a 1 Az x (x ) 4 + a függvény zérushelyeinek a száma, ha x > 0: a értéke zérushelyek száma a 0 1 0 < a < 4 a = 4 1 4 < a 0 Összefoglalva: a értéke zérushelyek száma a < 0 1 a = 0 0 < a 4 < a < 4 3 a = 4 4 < a 1 9

3. Adott az f(x) = (x + a) (a b)(a c) + (x + b) (b a)(b c) + (x + c) (c a)(c b) hozzárendelésű függvény, ahol a, b és c különböző valós számok. Határozzuk meg a függvény értékkészletét. I. KöMaL 010. szeptember; C.1043. Közös nevezőre hozzuk a törteket, összevonunk, a nevezőben is elvégezzük a szorzást: (x + a) f(x) = (a b)(a c) + (x + b) (b a)(b c) + (x + c) (c a)(c b) = = (x + ax + a )(b c) (x + bx + b )(a c) + (x + cx + c )(a b) (a b)(a c)(b c) = x (b c a + c + a b) + x(ab ac ab + bc + ac bc) (a b)(a c)(b c) = + a b a c b a + b c + c a c b (a ab ac + bc)(b c) a b a c b a + b c + c a c b a b a c ab + abc abc + ac + b c bc = 1 Az értékkészlet az {1} egyelemű halmaz. Ezért érdemes volt kitartani, de nincs-e egyszerűbb: II. Az f függvény mindhárom tagja egy másodfokú kifejezés, ezért ezek összege legfeljebb másodfokú függvény. f( a) = ( a + a) (a b)(a c) + = 0 + ( a + b) (b a)(b c) + b a c a b a c + a + = = 1. b c c b b c = ( a + c) (c a)(c b) = Hasonlóan: f( b) = f( c) = 1. Egy másodfokú függvény egy értéket legfeljebb kétszer, egy elsőfokú függvény egyszer vehet fel. Ezért az f függvény konstans, értéke minden valós szám esetén 1-gyel egyenlő. 4. Az f: R R függvényről tudjuk, hogy f(1) = 0, másrészt bármely két valós (x, y) számra f(x) f(y) = x y. Határozzuk meg az f függvényt! Válasszuk az y = 1 értéket és használjuk fel, hogy f(1) = 0. Ekkor tehát f(x) = x 1 vagy f(x) = 1 x. f(x) f(1) = f(x) 0 = f(x) = x 1, + = KöMaL 1983. február; Gy. 103. 10

Ha minden x-re f(x) = x 1, akkor ez megoldás, hiszen ekkor minden x, y ε R esetén teljesül a feltétel: f(x) f(y) = x 1 y + 1 = x y. Hasonlóan lehetséges, hogy f(x) = 1 x, mert minden x, y ε R esetén: f(x) f(y) = 1 x 1 + y = y x = x y. Ha x = 1, akkor a két képlet ugyanazt az értéket adja. Még meg kell vizsgálnunk, hogy van-e olyan x, y ε R; x; y 1, amelyre f(x) = x 1 és f(y) = 1 y teljesül. Ekkor igaz lenne, hogy: f(x) f(y) = x 1 1 + y = x + y = x y. Ez csak akkor lehet igaz, ha x + y = x y vagy x + y = y x. Az első esetben y = 1, a második esetben x = 1, de ezt nem engedtük meg. Tehát nincs olyan függvény, amelyre a hozzárendelési szabály bizonyos változóértékekre x 1, másokra pedig 1 x lenne. 5. Legyen a valós számok halmazán értelmezett lac(x) függvény hozzárendelési szabálya a következő: x, ha x ε [n; n + 1], ahol n ε Z, lac(x) = x + 4n + 3, ha x ε ]n + 1; n + [, ahol n ε Z. Oldjuk meg a lac(x + x + 4) = lac(x + 7x 1) egyenletet a valós számok halmazán. A hozzárendelési szabályt nézzük meg néhány konkrét n természetes számra: lac(x) = x, ha xε[0; 1] vagy xε[; 3] vagy xε[4; 5] lac(x) = x + 3, ha xε]1; [ KöMaL 010. május; C.1038. Megrajzoljuk a függvény grafikonját: lac(x) = x + 7, ha xε]3; 4[ Látható (és belátható), hogy a függvény kölcsönösen egyértelmű függvény, minden pontosan egyszer vesz fel, az R halmazt az R halmazra képezi le. értéket 11

Így a lac(x + x + 4) = lac(x + 7x 1) egyenlőség csak akkor teljesülhet, ha Tehát az egyenlet megoldásai: x + x + 4 = x + 7x 1 x 6x + 5 = 0 x = 1; x = 5. Ellenőrzéssel megmutathatjuk, hogy ezek valóban megoldások. 6. Legyen f(x) = x 6x + 5. Ábrázoljuk a derékszögű koordináta-rendszerben azokat a P(x; y) pontokat, amelyek (x; y) koordinátáira f(x) f(y) 0. KöMaL 1988. február; Gy. 43. f(x) f(y) = x 6x + 5 y + 6y 5 = x y 6x + 6y = egyenlőtlenség megoldását keressük. = (x y)(x + y) 6(x y) = (x y)(x + y 6) 0 Egy szorzat akkor nulla, ha valamelyik tényezője 0, akkor pozitív, ha a két tényező azonos előjelű. Ezek alapján a fenti egyenlőtlenség akkor teljesül, ha x y 0 és x + y 6 0 vagy x y 0 és x + y 6 0 Az első esetben y x és y 6 x. Ábrázoljuk az y = x és y = 6 x egyeneseket a koordinátarendszerben. Azok az (x; y) pontok, amelyekre ez teljesül, az első egyenes felett és a második egyenes alatt, illetve a két egyenesen vannak. Ez az ábra satírozott területe. A második esetben y x és y 6 x, ezt a lehetőséget a pontozott területen lévő pontok adják. A ponthalmazhoz a határoló egyenesek is hozzátartoznak. A feladat megoldása a két terület együtt. 1

7. Az f(x) = ax + bx + c másodfokú függvénynek (x R) egy zérushelye van. Az f(x) függvény minimumhelye x = c. Mekkora lehet az ac szorzat értéke? Arany Dániel Matematikai Tanulóverseny 011/01; haladók, I. kategória, 1. forduló Az f függvénynek egy zérushelye van, ezért a diszkrimináns értéke 0: D = b 4ac = 0. A függvénynek minimuma van, tehát a > 0. A függvény a c helyen veszi fel a minimumát. f(x) = a x + + c, amiből látható, hogy a minimumhely c =, átrendezve b = ac. Ezt a diszkriminánsra kapott értékbe helyettesítve azt kapjuk, hogy 4a c 4ac = 4ac(ac 1) = 0. Ez csak akkor teljesülhet, ha ac = 0 vagy ac = 1. Mindkét eset valóban megvalósulhat: Ha ac = 0, akkor a > 0 valós szám; c = 0; b = 0 f(x) = ax. Ha ac = 1, akkor a > 0 valós szám; c = és b = f(x) = ax x +. 8. Mi a legkisebb értéke a következő kifejezésnek: I. f(x) = (x 1)(x + )(x + 3)(x + 6)? Az első és utolsó, illetve a két középső tényezőt szorozzuk össze: Arany Dániel Matematikai Tanulóverseny 1971; haladók, 1. forduló f(x) = (x + 5x 6)(x + 5x + 6). Az (a + b)(a b) = a b azonosságot alkalmazva: f(x) = (x + 5x) 36. Egy szám négyzete sohasem lehet negatív, ezért ennek a függvénynek a legkisebb értéke 36. Ezt az értéket akkor veszi fel, amikor x + 5x = 0, tehát x = 0 vagy x = 5. II. Nézzük meg, hogy ha nem jut eszünkbe az előbbi ötlet, hogyan juthatunk el a megoldáshoz. Végezzünk el minden szorzást: f(x) = (x 1)(x + )(x + 3)(x + 6) = (x + x )(x + 3)(x + 6) = = (x + x x + 3x + 3x 6)(x + 6) = (x + 4x + x 6)(x + 6) = = x + 4x + x 6x + 6x + 4x + 6x 36 = = x + 10x + 5x 36 = x (x + 5) 36. Így is eljuthattunk a függvénynek ahhoz az alakjához, amelyből le tudjuk olvasni, hogy a minimum értéke 36, és ezt az x = 0 és x = 5 értékeknél veszi fel a függvény. 13

9. Határozzuk meg azokat a lineáris f(x), g(x), h(x) (x R) függvényeket, amelyekre 1, ha x < 1, F(x) = f(x) g(x) + h(x) = 3x +, ha 1 x < 0, x +, ha 0 x. Arany Dániel Matematikai Tanulóverseny 01/013; kezdők, I-II. kategória,. forduló III. kategória, 1. forduló Az F függvény megadásából következik, hogy az abszolútértékes kifejezések előjelváltása a 1 és a 0 helyeken van. Ezért az illetve F(x) = a(x + 1) bx + cx + d (1) F(x) = ax b(x + 1) + cx + d () alakban kereshetjük a függvényt, ahol a, b, c, d valós számok. Először az (1) esetet vizsgáljuk: a (x + 1), ha x < 1, a(x + 1) = a (x + 1), ha x 1. Alkalmazva az F függvényre: b x, ha x < 0, bx = b x, ha x 0. a x a + b x + cx + d ha x < 1, F(x) = a(x + 1) bx + cx + d = a x + a + b x + cx + d ha 1 x < 0, a x + a b x + cx + d ha 0 x. A feladatban megadott hozzárendelési szabály csak akkor egyezhet meg minden valós számra ezzel az összefüggéssel, ha a megfelelő együtthatók azonosak: a + b + c = 0 a + d = 1 a + b + c = 3 a + d = a b + c = a + d = Először határozzuk meg a -t és d-t: a = és d =. Ekkor b + c = 3 innen b = ; c = 1. b + c = 3 = 7, Tehát a keresett függvények ebben az esetben (f-ben és g-ben egymástól függetlenül választható a + vagy előjel): f(x) = ± 3 (x + 1); g(x) = ± 5 x; h(x) = x + 1. 14

A () esetben hasonlóan gondolkodva: a x + b x + b + cx + d ha x < 1, F(x) = ax b(x + 1) + cx + d = a x b x b + cx + d ha 1 x < 0, a x b x b + cx + d ha 0 x. A hozzárendelési szabállyal összehasonlítva: a + b + c = 0 b + d = 1 a b + c = 3 b + d = a b + c = b + d = A második oszlop egyenleteiből d =, b = adódik, de egy szám abszolútértéke nem lehet negatív, így ebből az esetből nem kapunk újabb megoldást. 10. Jelölje P a prímszámok halmazát! Legyen f: P R, x, ahol {z} a z szám törtrészét jelöli, (azaz {z} = z [z] és [z] a z egészrésze, vagyis az a legnagyobb egész szám, amely z-nél nem nagyobb)! Mi az f függvény értékkészlete? Arany Dániel Matematikai Tanulóverseny 010/011; kezdők, I-II. kategória,. forduló III. kategória, 1. forduló f() = 1 8 ; f(3) = 1 3 (x 1)(x + 1) f(x) = 4 Legyen x 3-nál nagyobb prímszám. Ekkor x nem osztható -vel, tehát (x 1) és (x + 1) két szomszédos páros szám, így az egyik 4-gyel is osztható, szorzatuk pedig 8-cal. A 3-nál nagyobb x 3-mal sem osztható, tehát (x 1) vagy (x + 1) osztható 3-mal. Ebből következik, hogy ilyen esetben egész, így a törtrésze 0, f(x) = 0. Tehát a függvény értékkészlete a 0; ; halmaz. 11. A valós számok halmazán értelmezett másodfokú f(x) függvény minden x számra eleget tesz a 3 f(x) + f( x) = x egyenlőségnek. Hány olyan, 005-nél nem nagyobb természetes szám van, amelyre igaz, hogy f(x) > 13 4? OKTV 005/006; I. kategória, 1. forduló Legyen f(x) = ax + bx + c, ahol a 0; b; c valós számok. Ekkor 3 (ax + bx + c) + a( x) + b( x) + c = x 3 (ax + bx + c) + a(x 4x + 4) + b( x) + c = x 15

4a x + (b 4a) x + 4a + b + 4c = x. Ez csak akkor teljesülhet minden x-re, ha a megfelelő együtthatók a két oldalon egyelőek: 4a = 1 b 4a = 0; 4a + b + 4c = 0 ; Ennek az egyenletrendszernek a megoldása: a = 1 4 ; b = 1 ; c = 1. Az alábbi egyenlőtlenséget oldjuk meg: f(x) = 1 4 x + 1 x 1 > 13 4 / 4 x + x > 13 x + x 15 > 0 Az x + x 15 = 0 egyenlet megoldásai: x = 3 ; x = 5, ezért az egyenlőtlenség megoldása: x < 5 vagy x > 3. A feltételeknek megfelelő természetes számok: 4; 5; 6; ; 003; 004; 005. Ilyen szám 005 3 = 00 darab van. Megjegyzés: A megfelelő f függvényt az alábbi ötlettel is megkaphatjuk: Az eredeti összefüggés mellé írjuk fel azt is, amit úgy kapunk, hogy helyettesítünk. 3 f(x) + f( x) = x 3 f( x) + f(x) = ( x) x helyébe ( x)-et Az első sor háromszorosából vonjuk ki a második sort: 8 f(x) = 3 x ( x) f(x) = 3x 4 + 4x x 8 = x + x. 4 1. A minden valós számra értelmezett f(x) függvényre f(x + 1) + 3f( x) = x teljesül. Adjuk meg az f zérushelyeit! Arany Dániel Matematikai Tanulóverseny 008/009; haladók, III. kategória,. forduló Alkalmazzuk először az u = x + 1 helyettesítést, majd az u = x helyettesítést f(u) + 3f(1 u) = u 1 f(1 u) + 3f(u) = u = u A második egyenlet 3-szorosából az elsőt kivonva: 16

8f(u) = 3 u u 1 f(u) = 1 (3 u u 1 ). 8 Most az u = x helyettesítést használva megkapjuk az f függvényt: Az f függvény zérushelyeit a egyenlet megoldásai adják: f(x) = 1 (3 x x 1 ). 8 3 x x 1 = 0 3 x = x 1 Ha x < 0, akkor x 1 = 1 x; x = x: 3x = 1 x x = 0,5, ami megfelel az x < 0 feltételnek. Ha 0 x < 1, akkor x 1 = 1 x; x = x: 3x = 1 x x = 0,5, ami megfelel a 0 x < 1 feltételnek. Ha x 1, akkor x 1 = x 1; x = x: 3x = x 1 x = 0,5, ami nem felel meg az x 1 feltételnek. Az f függvény zérushelyei: x = 0,5 és x = 0,5. 13. Legyen f az x = 1 hely kivételével minden valós számra értelmezett olyan függvény, amely bármely x 0 esetén eleget tesz az f(x) + 3f 1 x = cx x 1 egyenletnek. Számítsuk ki a c valós paraméter értékét, ha tudjuk, hogy: lim f(x) = 5. OKTV Ha x 0 és x 1, akkor x helyébe írhatunk -et: 1978;. forduló f 1 + 3f(x) = c x 17 1 x 1 x 1 = c 1 x Ennek az egyenletnek a háromszorosából kivonjuk az eredeti egyenlőséget: Ekkor: 8f(x) = 1 lim 8 A feladat feltétele miatt 3c 1 x cx 3c + cx = x 1 1 x f(x) = 1 c(x + 3) 8 1 x. c(x + 3) 1 x = 1 c 1 + 3 8 lim x 1 c(1 + 0) = 1 x 1 8 0 1 = c 8. c = 5 c = 40. 8

Ha x 0; 1, akkor f(x) = (), aminek a határértéke a végtelenben valóban 5. A függvény az x = 1 helyen nincs értelmezve, az x = 0 és helyen pedig a feladat szempontjából tetszőleges értéket felvehet. 14. Adjuk meg a valós számoknak azt a legbővebb részhalmazát, amelyen az alábbi f függvény értelmezhető, és határozzuk meg a függvény értékkészletét ezen az értelmezési tartományon. f(x) = 1 x x. OKTV 008/009; II. kategória,. forduló Csak nemnegatív szám négyzetgyökét értelmezzük a valós számok körében, ezért x akkor van értelmezve, ha x. x x miatt x x. A négyzetgyök értéke mindig nagyobb vagy egyenlő mint nulla, ezért az x 0 feltételnek is teljesülnie kell. Ekkor az egyenlőtlenséget négyzetre emelve az eredetivel ekvivalens egyenlőtlenséget kapunk: x x x + x = (x 1)(x + ) 0. A másodfokú kifejezés két zérushelye x = 1 és x =, a másodfokú tag együtthatója pozitív, ezért az egyenlőtlenség megoldása: x vagy x 1. Az eddigi feltételek együttesen 1 x esetén teljesülnek. (1) 1 x x értelmezéséhez még meg kell vizsgálni az 1 x x 0 feltételt. Ekkor 1 x x. Mindkét oldal nemnegatív, ezért négyzetre emelhetünk: 1 x x x x 1 Az 1 x feltétel mellett mindkét oldal nemnegatív, ezért újra négyzetre emelhetünk: Az x x 1 = 0 egyenlet gyökei: x x x + 1 0 x x 1. 1 5 és, ezért az egyenlőtlenség megoldása: x 1 + 5. Figyelembe véve az (1) feltételt a függvény értelmezési tartománya az 1; intervallum. Felhasználva, hogy a x függvény szigorúan monoton nő megmutatjuk, hogy az f függvény szigorúan monoton csökken: 18

Ha x < x, akkor x > x. Így x x < x x. Ebből következik, hogy 1 x x > 1 x x. Az f függvény folytonos, mert a négyzetgyökfüggvény az értelmezési tartomány pontjaiban folytonos, ezért az ilyen összetétellel kapott függvény is az. A monotonitásból és a folytonosságból következik, hogy az értekkészlet az f ; f(1) intervallum. f 1 + 5 = 1 1 + 5 1 + 5 = 1 1 + 5 3 5 = = 1 1 + 5 5 6 = + 1 1 5 5 1 = 1 1 = 0, 4 ezért az értékkészlet a [0; 1] intervallum. f(1) = 1 1 1 = 1, 15. Mutassuk meg, hogy a valós számokon értelmezett f(x) = sin x + sinx függvény sohasem veszi fel a + illetve értékeket! OKTV 1984; speciális matematika tantervű osztályok versenye; 3. fordulós feladat részlete sin x 1 ; sinx 1 sin x + sinx. A értéket csak akkor érhetné el, ha a két tag ugyanarra az x értékre venné fel a +1 értéket, tehát lenne olyan k és l egész szám és x valós szám, amelyre Ekkor x = π + kπ és x = π + lπ. π + kπ = π + lπ π(4k + 1) 19 = = 4l + 1 4k + 1 π(4l + 1)

teljesülne valamilyen k, l egész számokra. Tudjuk, hogy irracionális, tehát ilyen k, l nem létezik. Ezzel beláttuk, hogy sin x + sinx < minden valós x-re. Hasonlóan belátható, hogy sin x + sinx > minden valós x-re. Megjegyzés: Elkészítettük a függvény grafikonját GeoGebra programmal. Az ábra alapján az a sejtésünk, hogy a függvényértékek tetszőlegesen közel lehetnek a +-höz, illetve a -höz, de azt sohasem érik el. Ez valóban igaz, de a bizonyítást csak a bátraknak ajánljuk. 16. Az f függvény értelmezési tartománya a pozitív egész számok halmaza, és a függvény értékei is pozitív egészek. Határozzuk meg az összes olyan f függvényt, amelyre teljesül, hogy minden pozitív egész n esetén f (i) = f (1) + f () + + f (n) = (f(1) + f() + + f(n)) = f(i) Ismert, hogy 1 + + 3 + + n n(n + 1) = OKTV 01/013; II. kategória, 3. forduló = (1 + + 3 + + n). Ezért a pozitív egész számokra értelmezett f(n) = n függvény megoldása a feladatnak. Teljes indukcióval belátjuk, hogy más függvény nem lehet megoldás. Bizonyítunk n = 1-re: f (1) = (f(1)). (f(1)) pozitív egész, ezért oszthatunk vele, tehát f(1) = 1. Feltételezzük, hogy k n-re igaz az állítás: Bizonyítunk (n + 1)-re: f(k) = k. 1 + + 3 + + n + f (n + 1) = (1 + + 3 + + n + f(n + 1)) 0

n(n + 1) n(n + 1) + f n(n + 1) (n + 1) = + f(n + 1) + f n(n + 1) (n + 1) = f(n + 1) > 0, ezért oszthatunk vele: A másodfokú egyenlet megoldásai: f(n + 1) = n(n + 1) + f(n + 1) + f (n + 1) f (n + 1) = n(n + 1) f(n + 1) + f (n + 1) f (n + 1) = n(n + 1) + f(n + 1) f (n + 1) f(n + 1) n(n + 1) = 0. 1 ± 1 + 4n(n + 1) tehát f(n + 1) = n + 1 vagy f(n + 1) = n. = 1 ± 4n + 4n + 1 A függvény csak pozitív értékeket vehet fel, ezért csak az első eset lehetséges. = 1 ± (n + 1), Így teljes indukcióval beláttuk, hogy az egyetlen függvény az f(n) = n függvény. 17. Határozzuk meg azt az f függvényt, amely a) minden nemnegatív egészhez nemnegatív egész számot rendel hozzá, különböző egészekhez különböző egészeket; b) minden nemnegatív egész n-re kielégíti az f (0) + f (1) + + f n(n + 1)(n + 1) (n) 6 egyenlőtlenséget. Nemzetközi Magyar Matematika Verseny 1995. Az első n pozitív egész szám négyzetének az összege ()(). Ez alapján az a sejtésünk, hogy a feladat feltételének az f(n) = n függvény felel meg. Bizonyítunk n = 0-ra: A feladat feltétele szerint f(0) nemnegatív egész és Így f(0) csak 0 lehet. f (0) Feltételezzük, hogy k n-re igaz az állítás: Bizonyítunk (n + 1)-re: 0 (0 + 1)( 0 + 1) 6 f(k) = k. = 0, f (0) + f (1) + + f (n) + f (n + 1) = 1

= n(n + 1)(n + 1) 6 Tehát f(n + 1) nemnegatív egész és: (n f + 1)(n + )(n + 3) (n + 1) 6 = (n + 1)(n + 7n + 6 n n) 6 (n + f + 1)(n + )(n + 3) (n + 1) 6 f(n + 1) n + 1. n(n + 1)(n + 1) = 6 = (n + 1). f(n + 1) már nem lehet 0; 1; ; ; n, hiszen ezeket a k n esetekre elhasználtuk, így f(n + 1) = n + 1. Teljes indukcióval beláttuk, hogy egyetlen függvény lehet, amely teljesíti a feladat feltételeit, az f(n) = n függvény. Ez a függvény valóban megfelel a feltételeknek. 18. A természetes számok halmazán értelmezett f függvényre teljesül a következő egyenlőség: f(1) + f() + 3 f(3) + + n f(n) = n f(n) tetszőleges n 1 esetén. Határozzuk meg f(008) értékét, ha f(1) = 008! Alkalmazzuk az összefüggést n-re és (n 1)-re (n ): Nemzetközi Magyar Matematika Verseny 008. f(1) + f() + 3 f(3) + + (n 1) f(n 1) + n f(n) = n f(n). f(1) + f() + 3 f(3) + + (n 1) f(n 1) = (n 1) f(n 1) Az első egyenletből vonjuk ki a másodikat: Átrendezve: n, ezért oszthatunk (n 1)-gyel: n f(n) = n f(n) (n 1) f(n 1). (n 1) f(n 1) = (n n )f(n) (n 1) f(n 1) = n (n 1)f(n) (n 1) f(n 1) = n f(n) f(n) = Alkalmazzuk ezt a rekurzív összefüggést: f(n) = Ez alapján (n 1) n f(n 1). (n 1) (n 1) (n ) (n 3) n f(n 1) = n (n 1) (n ) 1 f(1) = 1 008 f(1) = n n. f(008) = 008 008 = 1 008.

19. Egy minden valós számra értelmezett f függvény minden (x; y) valós számpárra kielégíti a következő egyenlőtlenségeket: f(x) x f(x + y) f(x) + f(y). Bizonyítsuk be, hogy minden valós x-re f(x) = x. A Kürschák József Matematikai Tanulóverseny 1979. évi. feladata Válasszuk először az x = 0 értéket, ekkor az első egyenlőtlenség alapján f(0) 0. Ha a második egyenlőtlenségben y = 0-t veszünk, akkor f(x) f(x) + f(0), tehát 0 f(0). Ez a két feltétel csak f(0) = 0 esetén teljesül. Az első egyenlőtlenség alapján: f(x) x és f( x) x, tehát f(x) + f( x) 0. Alkalmazzuk a második egyenlőtlenséget y = x-re: 0 = f(0) = f(x x) f(x) + f( x) E két összefüggésből f(x) + f( x) = 0, azaz f( x) = f(x) adódik. Az első egyenlőtlenséget x-re felírva: f(x) = f( x) x, Az egyenlőtlenséget ( 1)-gyel szorozva: f(x) x. Az f(x) x feltételnek is teljesülnie kell, ez csak akkor lehetséges, ha f(x) = x. Erre a függvényre a feladat feltételei teljesülnek. 0. A g(x) = + függvény értelmezési tartománya: R\{0; 9}, értékkészlete: (A) {0} (B) {} (C) {0; } (D) { ; } (E) { ; 0; } Ha x < 0, akkor x = x, x 9 = 9 x, tehát Gordiusz Matematika Tesztverseny 000; 9. osztály, megyei forduló g(x) = x x + x 9 x 9 = x x + x 9 9 x =. Ha 0 < x < 9, akkor x = x, x 9 = 9 x, tehát Ha 9 < x, akkor x = x, x 9 = x 9, tehát g(x) = x x + x 9 x 9 = x x + x 9 9 x = 0. g(x) = x x + x 9 x 9 = x x + x 9 x 9 =. A g függvény értékkészlete ez alapján { ; 0; }. Így a helyes válasz E. 3

1. Az ábrán az f(x) függvény grafikonja látható. Hány megoldása van az f(x) 1 = egyenletnek a [ ; ] intervallumon? (A) (B) 4 (C) 5 (D) 6 (E) 8 Gordiusz Matematika Tesztverseny 011; 10. osztály, megyei forduló Függvénytranszformációk segítségével lépésenként ábrázolunk az alábbi ábrákon látható módon: Az alábbi ábráról pedig leolvasható, hogy az f(x) 1 = egyenletnek az ábrázolt intervallumon 6 megoldása van, de ezek közül csak 4 esik a [ ; ] intervallumba, ezért a B a helyes válasz.. Melyik az a legnagyobb valós szám, amelyre az f(g(x)) g(f(x)) egyenlőtlenség igaz, ha f(x) = 3 1 és g(x) = 3x +? (A) (B) 0,5 (C) 0 (D) 0,5 (E) Nincs ilyen szám. Gordiusz Matematika Tesztverseny 007; 11. osztály, megyei forduló 4

fg(x) = 3 1 és gf(x) = 3 (3 1) +, ezért az alábbi egyenlőtlenséget kell megoldanunk: 3 1 3 (3 1) + 3 1 3 1 3 3 A 3-as alapú exponenciális függvény szigorúan monoton nő, ezért: 3x + x + 1 x 0,5 x = 0,5 a legnagyobb valós szám, amelyre az egyenlőtlenség teljesül. tehát a B a jó válasz. 3. A valós számokon értelmezett f(x) függvényre bármely x 0 esetén igaz, hogy f(x) + f = 5x + 4. Jelölje S azon valós x-ek összegét, amelyekre f(x) = 007. Melyik az S-hez legközelebbi egész szám? (A) 1 (B) 0 (C) 60 (D) 5014 (E) 601 Írjuk fel az összefüggést x re és -re is: Gordiusz Matematika Tesztverseny 007; 1. osztály, döntő f(x) + f 1 = 5x + 4 x f 1 x + f(x) = 5 1 x + 4 Az első egyenlet kétszereséből kivonjuk a második egyenletet: 3 f(x) = 10x + 8 5 1 x 4 = 10x 5 x + 4 Ebből megkapjuk az f függvény hozzárendelési szabályát: Azokat az x-eket keressük, amelyre: azaz f(x) = 10x + 4x 5. 3x f(x) = 10x + 4x 5 3x = 007, 10x + 4x 5 = 601x 10x 6017x 5 = 0 5

Ennek a másodfokú egyenletnek a diszkriminánsa pozitív (6017 + 00), ezért két valós megoldása van az egyenletnek. Ekkor a gyökök és együtthatók közötti összefüggés alapján a két gyök összege S = 601,7. Az S-hez legközelebbi egész szám a 60, tehát a jó válasz C. 4. Legyen f(x) = 16 + (3 x) + 64 + (9 x). Határozzuk meg a függvény minimumhelyét és a minimum értékét! A négyzetgyökös kifejezésekhez hasonló kifejezéssel számoljuk ki két pont távolságát koordinátageometriai feladatokban. Megpróbálunk ennek ismeretében szemléletes jelentést adni az f(x) függvénynek. Vegyük az A(3; 4) és B(9; 8) pontokat. Az x-tengely mely P(x; 0) pontjára lesz a PA + PB távolság a legkisebb? Ekkor a PA + PB = 16 + (3 x) + 64 + (9 x) kifejezés minimumát keressük. Ha az A pontot tükrözzük az x-tengelyre, akkor az A pontot kapjuk és A P = AP. A feladatunk most az, hogy A és B között a legrövidebb utat megadjuk. Ha A B és az x-tengely metszéspontja P, akkor egy tetszőleges P(x; 0) pont esetében a háromszög-egyenlőtlenség alapján: AP + PB = A P + PB A B = AP + P B. Így a P pont esetében lesz a legkisebb a keresett távolság. Az A és B pontokon átmenő egyenes egyenlete y = x 10, ezért az x-tengelyt a P (5; 0) pontban metszi. Ezzel beláttuk, hogy a kifejezés a minimumát az x = 5 értékre veszi fel, ekkor a minimum értéke 16 + 4 + 64 + 16 = 6 5. 6

5. Határozzuk meg azt az f: R R; f(x) = x + bx + c (b és c valós állandók) alakú másodfokú függvényt, amelyhez van olyan p számérték, amelyre egyidejűleg teljesül! Mennyi a p értéke? Behelyettesítjük a megfelelő értékeket: f(p) = p, f(p) = 3p + 1, f(3p) = 4p + 4 Írásbeli felvételi feladat a műszaki főiskolák nulladik évfolyamai számára; 1998 p + bp + c = p (1) 4p + bp + c = 3p + 1 () 9p + 3bp + c = 4p + 4 (3) Vonjuk ki a második egyenletből az elsőt, a harmadikból a másodikat: (5) (4) alapján: 3p + bp = p + 1 (4) 5p + bp = p + 3 (5) p = p = ±1. Még meg kell néznünk, hogy ezekhez a p értékekhez van-e megfelelő b, c. Ha p = 1, akkor az (1) és () egyenlet: b + c = 1 b + c = 0 Ennek az egyenletrendszernek a megoldása (amelyre (3) is teljesül): Ha p = 1, akkor az (1) és () egyenlet: b = 1; c =, ekkor f(x) = x x +. b + c = 1 b + c = 0 Ennek az egyenletrendszernek a megoldása (amelyre (3) is teljesül): Tehát p lehet +1 és 1 is. b = 1; c =, ekkor f(x) = x + x +. 6. a) Határozza meg a valós számoknak azt a legbővebb H halmazát, amelyen a log(sin x + cos x) kifejezés értelmezhető! b) Mi a fenti H halmazon az f(x) = log(sin x + cos x) képlettel definiált f függvény értékkészlete? c) Hol monoton növekedő ez az f függvény? Írásbeli érettségi-felvételi feladat; 001 7

a) A logaritmusfüggvény csak pozitív számokra van értelmezve, (sin x + cos x) 0. Így azokat az értékeket kell kizárnunk, amelyekre sin x + cos x = 0. Ekkor sin x = cos x, azaz x = + kπ, ahol k Z. Tehát H = x R x + kπ; k Z. b) (sin x + cos x) = sin x + cos x + sin x cos x = 1 + sin x. Egy szög szinusza 1 és +1 közötti értékeket vehet fel, ezért 0 1 + sin x, de az értelmezési tartományból a 0 értéket kizártuk, így 0 < 1 + sin x. A két határ között a kifejezés minden valós értéket felvesz, ha x H. Az alapú logaritmusfüggvény szigorúan monoton csökken, ezért 1 = log log(sin x + cos x). A (sin x + cos x) tetszőlegesen megközelítheti a 0-t, így log(sin x + cos x) tetszőlegesen nagy valós értéket felvehet. A függvény értékkészlete [ 1; [. c) Az alapú logaritmusfüggvény szigorúan monoton csökken, ezért az log (sin x + cos x) függvény ott lesz monoton növekedő, ahol az 1 + sin x függvény, azaz a sin x függvény monoton csökkenő. Ez pedig esetén teljesül. π + kπ x 3π + kπ π 4 + kπ x 3π 4 Az értelmezési tartományt figyelembe véve a függvény monoton nő, ha: π 4 + kπ x < 3π 4 + kπ, k Z. + kπ, k Z A függvény grafikonját GeoGebra programmal elkészítve az alábbi ábrát kapjuk. 8

7. Határozza meg a következő függvény értelmezési tartományát: A tört nevezője nem lehet 0, ezért f(x) = 4x 13x + 3 x + 3x + 10. Nemzetközi Előkészítő Intézet vizsgadolgozatának feladata; 1981 x + 3x + 10 0 x ; 5. A négyzetgyök alatt csak nemnegatív szám állhat, ezért: 4x 13x + 3 = 0, ha x = 3 vagy x = 0,5. 4x 13x + 3 x + 3x + 10 0. A másodfokú függvény zérushelyei alapján eldönthetjük, hogy mely tartományokban vesz fel pozitív, illetve negatív értéket. Az alábbi számegyenesen látható a számláló és a nevező előjele az egyes tartományokban. Egy tört akkor nulla, ha a számláló nulla, és akkor pozitív, ha a számláló és a nevező azonos előjelű. Így az f függvény akkor értelmezhető, ha < x 0,5 vagy 3 x < 5 x R. 8. Állapítsa meg a valós számok halmazának azt a legbővebb részhalmazát, amelyen a következő kifejezések értelmezhetőek! Adja meg a kifejezések legnagyobb és legkisebb értékét! a) log 0,5 ; b) 1 sin x; c) log 0,5 1 sin x. Közgazdaságtudományi egyetemekre és főiskolákra felvételizők írásbeli érettségi-felvételi feladata; 199 a) 0,5 > 0 mindig teljesül, ezért log 0,5 mindig értelmezhető. 9

log 0,5 = log = log = sin x, ezért a kifejezés legnagyobb értéke +1, a legkisebb értéke 1. A maximumot x = + kπ, a minimumot x = + kπ esetén veszi fel, ahol k Z. b) 1 sin x = cos x 0, ezért a négyzetgyökös kifejezés mindig értelmezhető. 1 sin x = cos x = cos x, így a kifejezés 0 és 1 közötti értékeket vesz fel. A minimumot, 0-t x = + kπ esetén, a maximumot, 1-et x = kπ esetén (k Z). c) az a) és b) pont szerint log 0,5 1 sin x = sin x cos x mindig értelmezhető. sin x cos x = 1 sin x, ha cos x 0, sin x cos x = sin x cos x = 1 sin x, ha cos x < 0. sin x, ezért a kifejezés értékkészlete a ; intervallum. A függvény grafikonja segít a minimum- és maximumhelyek megadásában: minimumhelyek: x = + kπ ; x = + kπ k Z, maximumhelyek: x = + kπ ; x = + kπ k Z. 9. Adja meg a valós számoknak azt a legbővebb részhalmazát, amelyen az alábbi függvények értelmezhetőek: a) x b) x tg x c) x tg x. Írásbeli érettségi-felvételi feladatok; 1998 a) A tört nevezője nem lehet 0, ezért tg x 0, a függvény értelmezési tartománya: x R x π + kπ ; k Z b) Négyzetgyök alatt nem lehet negatív szám, ezért tg x 0, a függvény értelmezési tartománya: x R kπ x < π + kπ ; k Z 30

c) A négyzetgyök miatt x 0, a tangens értelmezése miatt x π + kπ x π + kπ ; k N. Ezek alapján a függvény értelmezési tartománya R \ π + kπ ; k N. 30. Legyen p valós paraméter. Tekintsük a valós számok halmazán értelmezett f függvényt, amelynek hozzárendelési szabálya f(x) = 3x + (p 3)x + p x 6. a) Számítsa ki a f(x) dx határozott integrál értékét, ha p = 3! b) Határozza meg a p értékét úgy, hogy az x = 1 zérushelye legyen az f függvénynek! c) Határozza meg a p értékét úgy, hogy az f függvény deriváltja az x = 1 helyen pozitív legyen! a) p = 3 esetén a függvény f(x) = 3x + 9x 6. Ekkor ( 3x + 9x 6) Emelt szintű érettségi vizsga; 01. május 8. dx = [ 0,75x + 4,5x 6x] = 1 + 18 1 = 6. b) Ha x = 1 -et helyettesítünk a függvénybe, nulla értéket kell kapnunk: 3 + p 3 + p 6 = 0 p + p 1 = 0. A másodfokú egyenlet megoldásával kapjuk: p = 3 vagy p = 4. c) f (x) = 9x + (p 3)x + p, f (1) = 9 + (p 3) + p = p + p 15. A p + p 15 > 0 egyenlőtlenséget kell megoldanunk. A p + p 15 = 0 egyenlet megoldásai p = 3; p = 5. Az egyenlőtlenség megoldása így p < 5 vagy p > 3. 31. Legyen f(x) = a) + + a) Igazolja, hogy f(x) dx = a + a. a, ahol a pozitív valós szám és x R. b) Mely pozitív a számokra teljesül, hogy f(x) dx 0? c) Az x mely pozitív valós értéke esetén lesz a g(x) = x + x függvénynek lokális (helyi) maximuma? + + a Emelt szintű érettségi vizsga; 010. május 4. dx = + + ax = + + a = a + a. 31

b) A a + a 0 egyenlőtlenséget kell megoldanunk. A feladat feltétele szerint a > 0, így az egyenlőtlenséget oszthatjuk a-val: a + 1 0 (a + 1)(a 1) 0. a + 1 pozitív, ezért az egyenlőtlenség a 1 0, azaz a 1 esetén teljesül. Tehát az integrál akkor lesz nemnegatív, ha 0 < a 1. c) A g függvénynek ott lehet szélsőértéke, ahol a deriváltja 0. Pozitív valós számok között ez csak x = g (x) = 3x + 1 = 0. ra teljesül. Ebben a pontban g (x) = 6x = 6 3 < 0, ezért ebben a pontban a függvénynek lokális maximumhelye van. 3. a) Ábrázolja függvény-transzformációk segítségével a [ 3; 4] intervallumon az x x x 3 hozzárendelési szabállyal megadott függvényt! b) Legyen az f, g és h függvények értelmezési tartománya a valós számok halmaza, hozzárendelési szabályuk: f(x) = x x 3; g(x) = x 3; h(x) = x. Képezzünk egyszeresen összetett függvényeket a szokásos módon. Például (g f)(x) = gf(x) = (x x 3) 3 = x x 6. Készítse el a fenti példának megfelelően az f, g és h függvényekből pontosan két különböző felhasználásával képezhető egyszeresen összetett függvényeket! Sorolja fel valamennyit! (A (g f)(x) függvényt nem szükséges újra felírni.) c) Keressen példát olyan p és t, a valós számok halmazán értelmezett függvényre, amelyre (p t)(x) = (t p)(x)! Adja meg a p és t függvény hozzárendelési szabályát! a) x x 3 = x x 3 = (x 1) 4, ha x 0 x + x 3 = (x + 1) 4, ha x < 0. Emelt szintű érettségi vizsga; 006. május 9. 3

A függvény grafikonját az x x függvény transzformációjával kapjuk meg. b) (f g)(x) = fg(x) = (x 3) (x 3) 3 = x 8x + 1; (f h)(x) = fh(x) = x x 3 = x x 3; (g f)(x) = gf(x) = (x x 3) 3 = x x 6; (g h)(x) = gh(x) = x 3; (h f)(x) = hf(x) = x x 3 ; (h g)(x) = hg(x) = x 3. c) Például: p(x) = x ; t(x) = x. Ekkor (p t)(x) = pt(x) = (x ) = x. (t p)(x) = tp(x) = (x ) = x. 33. a) Határozza meg a valós számoknak azt a legbővebb részhalmazát, amelyen a x 6x + 9 kifejezés értelmezhető! b) Ábrázolja a [ 5; 8] intervallumon értelmezett f: x x 6x + 9 függvényt! c) Melyik állítás igaz és melyik hamis a fenti f függvényre vonatkozóan? A: Az f értékkészlete: [0; 5]. B: Az f függvény minimumát az x = 3 helyen veszi fel. C: Az f függvény szigorúan monoton nő a [4; 8] intervallumon. d) Határozza meg az (x 6x + 9) dx értékét! Emelt szintű érettségi vizsga; 007. május 8. a) x 6x + 9 = (x 3) 0, ezért a függvény a valós számok halmazán értelmezhető. b) x 6x + 9 = (x 3) = x 3. 33

Az f függvény grafikonja: c) A grafikonról leolvasható, hogy az értékkészlet a [0; 8] intervallum, a függvény a minimumát az x = 3 helyen veszi fel, és szigorúan monoton nő a [3; 8] intervallumon. Így az A és B állítás hamis, a C igaz. d) (x 6x + 9) dx = 3x + 9x = (9 7 + 7) ( 9 7 7) = 7. 34. Az f(x) = 3x + b függvény grafikonjának az x = helyhez tartozó érintője áthalad az origón. a) Hol metszi ez az érintő a parabola vezéregyenesét? b) Számítsuk ki a függvénygörbe, az érintő és az y tengely által közbezárt terület nagyságát. KöMaL 010. december; emelt szintű gyakorló feladatsor 7. feladat Az érintő meredekségét a függvény deriváltja határozza meg: f (x) = 6x. Az x = pontban a derivált f () = 1. f() = 1 + b, ezért az érintési pont E; f() = (; b + 1), az érintő egyenlete: y b 1 = 1(x ) y = 1x + b 1. Ez az egyenes akkor megy át az origón, ha b = 1, f(x) = 3x + 1, az érintő egyenlete y = 1x. a) Ha a parabola paramétere p, akkor 3 = egyenlete y = 1 = 1 =. Meghatározzuk az érintő és a vezéregyenes metszéspontját: A metszéspont ;. 1x = 143 1 p =, ekkor a parabola vezéregyenesének x = 143 144. 34

b) A függvénygörbe, az érintő és az y tengely által közbezárt területet a megfelelő határozott integrál kiszámításával adjuk meg: = 3 x 3 T = (3x + 1) dx 1x dx = = (3x 1x + 1) dx = x 1 + 1 x = 8 4 + 4 0 = 8. 35. Adott a valós számokon értelmezett I(x) = f(t) dt függvény, és tudjuk, hogy f(t) = 3t + 4t 1. Határozzuk meg az I(x) zérushelyeit, és azokat az intervallumokat, melyeken konvex, illetve konkáv a függvény. KöMaL 01. november; emelt szintű gyakorló feladatsor 3. feladat I(x) = f(t) dt = (3t + 4t 1) dt = [t + t t] = = x + x x ( 8 + 8 + ) = x + x x = = x (x + ) (x + ) = (x + )(x 1) = (x + )(x + 1)(x 1). Ennek a függvénynek a zérushelyei: x = ; 1; +1. A függvény konvexitását a második derivált vizsgálatával határozzuk meg: I (x) = 3x + 4x 1; I (x) = 6x + 4. A második derivált x = esetén 0. Ha x <, akkor a második derivált negatív, az I(x) függvény konkáv a ; intervallumon. Ha x >, akkor a második derivált pozitív, az I(x) függvény konvex a ; + intervallumon. Az x = pontja van. pontban a függvénynek inflexiós 35