Valós függvények tulajdonságai és határérték-számítása

Hasonló dokumentumok
FÜGGVÉNYEK TULAJDONSÁGAI, JELLEMZÉSI SZEMPONTJAI

Hatványsorok, elemi függvények

2012. október 2 és 4. Dr. Vincze Szilvia

A fontosabb definíciók

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

A L Hospital-szabály, elaszticitás, monotonitás, konvexitás

MATEMATIKA 2. dolgozat megoldása (A csoport)

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

Sorozatok. 5. előadás. Farkas István. DE ATC Gazdaságelemzési és Statisztikai Tanszék. Sorozatok p. 1/2

Függvények határértéke, folytonossága FÜGGVÉNYEK TULAJDONSÁGAI, SZÉLSŐÉRTÉK FELADATOK MEGOLDÁSA

f(x) a (x x 0 )-t használjuk.

Függvények csoportosítása, függvénytranszformációk

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

A valós számok halmaza

2010. október 12. Dr. Vincze Szilvia

VIK A1 Matematika BOSCH, Hatvan, 5. Gyakorlati anyag

A Matematika I. előadás részletes tematikája

Exponenciális, logaritmikus függvények

A függvényekről tanultak összefoglalása /9. évfolyam/

Komplex számok. A komplex számok algebrai alakja

Sorozatok határértéke SOROZAT FOGALMA, MEGADÁSA, ÁBRÁZOLÁSA; KORLÁTOS ÉS MONOTON SOROZATOK

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

Függvény határérték összefoglalás

E-tananyag Matematika 9. évfolyam Függvények

Függvények határértéke és folytonossága

10. tétel Függvények lokális és globális tulajdonságai. A differenciálszámítás alkalmazása

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

Sorozatok, sorok, függvények határértéke és folytonossága Leindler Schipp - Analízis I. könyve + jegyzetek, kidolgozások alapján

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

Függvények ábrázolása, jellemzése I.

2014. november 5-7. Dr. Vincze Szilvia

Descartes-féle, derékszögű koordináta-rendszer

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

Egyváltozós függvények 1.

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

Kalkulus MIA. Galambos Gábor JGYPK

Kalkulus MIA. Galambos Gábor JGYPK

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

Analízis I. beugró vizsgakérdések

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

Matematika A1a Analízis

BIOMATEMATIKA ELŐADÁS

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

Függvények ábrázolása, jellemzése II. Alapfüggvények jellemzői

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

Matematika A1a - Analízis elméleti kérdései

Elemi függvények, függvénytranszformációk

1. Sorozatok

Analízis előadás és gyakorlat vázlat

Losonczi László. Debreceni Egyetem, Közgazdaság- és Gazdaságtudományi Kar

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

KOVÁCS BÉLA, MATEMATIKA I.

Sorozatok I. Brósch Zoltán (Debreceni Egyetem Kossuth Lajos Gyakorló Gimnáziuma)

1. Sorozatok. A sorozat megadható. Képlettel: Rekurziós formulával: Felsorolással: Gazdasági Matematika

First Prev Next Last Go Back Full Screen Close Quit

Matematika I. NÉV:... FELADATOK:

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

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

1. Monotonitas, konvexitas

Metrikus terek, többváltozós függvények

A derivált alkalmazásai

Kalkulus I. gyakorlat Fizika BSc I/1.

Analízis házi feladatok

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

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

Nagy Krisztián Analízis 2

Függvény differenciálás összefoglalás

MATEMATIKA ÉRETTSÉGI TÍPUSFELADATOK KÖZÉPSZINT Függvények

Matematika I. 9. előadás

Analízis I. zárthelyi dolgozat javítókulcs, Informatika I okt. 19. A csoport

Minden x > 0 és y 0 valós számpárhoz létezik olyan n természetes szám, hogy y nx.

Függvények 1. oldal Készítette: Ernyei Kitti. Függvények

EGYVÁLTOZÓS FÜGGVÉNYEK DERIVÁLÁSÁNAK ALKALMAZÁSAI

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

SZÉLSŐÉRTÉKKEL KAPCSOLATOS TÉTELEK, PÉLDÁK, SZAKDOLGOZAT ELLENPÉLDÁK. TÉMAVEZETŐ: Gémes Margit. Matematika Bsc, tanári szakirány

Függvények folytonosságával kapcsolatos tételek és ellenpéldák

Sorozatok, határérték fogalma. Függvények határértéke, folytonossága

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

A sorozat fogalma. függvényeket sorozatoknak nevezzük. Amennyiben az értékkészlet. az értékkészlet a komplex számok halmaza, akkor komplex

Feladatok a logaritmus témaköréhez 11. osztály, középszint

Sorozatok és Sorozatok és / 18

1. Házi feladat. Határidő: I. Legyen f : R R, f(x) = x 2, valamint. d : R + 0 R+ 0

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

A gyakorlatok anyaga

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

Hozzárendelések. A és B halmaz között hozzárendelést létesítünk, ha megadjuk, hogy az A halmaz egyes elemeihez melyik B-ben lévő elemet rendeltük.

Matematika III előadás

Függvényhatárérték és folytonosság

MATEMATIKA ÉRETTSÉGI TÍPUSFELADATOK MEGOLDÁSAI KÖZÉPSZINT Függvények

FÜGGVÉNYEK. A derékszögű koordináta-rendszer

1.1 A függvény fogalma

Függvények vizsgálata

Matematika A1a Analízis

Programtervező informatikus I. évfolyam Analízis 1

Kétváltozós függvények differenciálszámítása

Többváltozós, valós értékű függvények

Gazdasági matematika I.

Második zárthelyi dolgozat megoldásai biomatematikából * A verzió

4. fejezet. Egyváltozós valós függvények deriválása Differenciálás a definícióval

Matematika A1a Analízis

Átírás:

EL 1 Valós függvények tulajdonságai és határérték-számítása Az ebben a részben szereplő függvények értelmezési tartománya legyen R egy részhalmaza.

EL 2 Definíció: zérushely Az f:d R függvénynek zérushelye van az x o D helyen, ha f(x o ) = 0. Megjegyzés: A matematikai problémák jelentős része visszavezethető függvények zérushelyeinek megkeresésére.

EL 3 Definíció: korlátosság Az f:d R függvény felülről [alulról] korlátos, ha az értékkészlete (mint R részhalmaza) felülről [alulról] korlátos. Értelemszerűen definiálható a pontos felső korlát (sup) és a pontos alsó korlát (inf) fogalma is.

EL 4 Definíció: monotonitás Az f:d R függvény ha a x 1,x 2 D, x 1 <x 2 monoton növekvő monoton csökkenő szigorúan monoton növekvő szigorúan monoton csökkenő f(x 1 ) < f(x 2 ). >

EL 5 Példák: Sebességfüggvény Fogyasztási függvény

EL 6 Definíció: szélsőérték Az f:d R függvénynek maximuma [minimuma] van az x 0 D helyen, ha f(x 0 ) az f értékkészletének legnagyobb [legkisebb] eleme.

EL 7 Definíció: helyi (lokális) szélsőérték Az f:d R függvénynek helyi maximuma [minimuma] van az x 0 D helyen, ha x 0 -nak van olyan U környezete, melyben az f függvénynek maximuma [minimuma] van az x 0 helyen.

EL 8 Példa: Sebességfüggvény Megjegyzés: A helyi szélsőérték-helyek a függvény különböző monotonitású szakaszait választják el egymástól

EL 9 Definíció: konvexitás Az f:i R függvény konvex [konkáv], ha az I intervallum bármely két u<v eleme esetén az (u,f(u)) és a (v,f(v)) pontokat összekötő szakasz (húr) az f függvény felett [alatt] halad.

EL 10 Definíció: inflexió Az f:d R függvénynek az x D helyen az inflexiós pontja van, ha van az x-nek olyan ]x-ε,x+ε[ környezete, hogy az f függvénynek az ]x-ε,x] intervallumon konvex [konkáv], míg az [x,x+ε[ intervallumon konkáv [konvex].

EL 11 Példa: Fogyasztási függvény A fogyasztási függvény konkáv. Ez azt fejezi ki, hogy a jövedelem növekedése esetén a fogyasztási kiadások egyre kisebb mértékben növekednek, azaz a növekedés üteme csökken.

Definíció: paritás EL 12 Legyen a D R halmaz szimmetrikus az origóra. Az f:d R függvény páros [páratlan], ha bármely x D esetén f(-x) = f(x) [ f(-x) = -f(x) ]. Megjegyzés: A páros függvények grafikonja tengelyesen szimmetrikus a függőleges tengelyre, a páratlan függvények grafikonja középpontosan szimmetrikus az origóra.

Definíció: periódus EL 13 Az f:r R függvényt periodikusnak nevezzük, ha van olyan pozitív p szám, melyre teljesül, hogy bármely x R esetén f(x+p)=f(x). Ha az f függvény periodikus, és a definícióban meghatározott tulajdonságú p értékek halmazának van legkisebb eleme, akkor ezt a számot az f függvény periódusának nevezzük.

(Pontonkénti) műveletek R R függvényekkel Definíció: összeadás EL 14 Az f:d R és a g:d R függvények összege az az (f+g):d R függvény, melyre: ( f + g )( x ) = f ( x ) + g ( x )

EL 15 Definíciók: kivonás, szorzás, osztás ( f g )( x ) = f ( x ) g ( x ) ( f g )( x ) = f ( x ) g ( x ) ( f / g )( x ) = f ( x ) / g ( x ) (ha 0 R g )

EL 16 Definíció: folytonosság Az f:[a,b] R f függvény folytonos az x 0 [a,b] helyen, ha bármely (x n ):N D f, x n x 0 sorozat esetén az f(x n ):N R f sorozatra fennáll, hogy Megjegyzés: f ( x n ) f ( x 0 ). A folytonosság pontbeli tulajdonság.

EL 17 Példa: Az f(x)=x 2 függvény folytonos az x 0 =3 helyen, mert ha akkor x n 3, f(x n ) = (x n ) 2 9 = f(3)

EL 18 Definíció: jobb oldali folytonosság Az f:]a,b[ R függvény jobbról folytonos az x 0 ]a,b[ helyen, ha az f függvény [x 0,b[ intervallumra való leszűkítése folytonos az x 0 helyen.

EL 19 Definíció: bal oldali folytonosság Az f:]a,b[ R függvény balról folytonos az x 0 ]a,b[ helyen, ha az f függvény ]a,x 0 ] intervallumra való leszűkítése folytonos az x 0 helyen.

EL 20 Példa: Ez a függvény mindenhol folytonos balról. Tétel: Az f:]a,b[ R függvény folytonos az x 0 ]a,b[ helyen f balról és jobbról is folytonos az x 0 helyen.

EL 21 Definíció: Az f:i R függvény folytonos az I intervallumon, ha folytonos az I minden pontjában.

EL 22 Folytonos függvények néhány tulajdonsága Tétel: Ha az f:[a,b] R függvény folytonos az [a,b] zárt intervallumon, akkor az [a,b] intervallumon van maximuma és van minimuma

EL 23 Megjegyzés: Nyílt intervallumon folytonos függvény nem feltétlenül korlátos, illetve ha korlátos, akkor sincs feltétlenül maximuma, illetve minimuma.

EL 24 Tétel: Ha az f:[a,b] R függvény folytonos [a,b]-n, akkor az értékkészlet bármely c,d R f, c<d elemei esetén a [c,d] R f. Vagyis: zárt intervallumon folytonos függvény bármely két értéke közötti értékek mindegyikét felveszi.

EL 25 Következmény: Ha az f:[a,b] R függvény folytonos az [a,b] intervallumon, továbbá az f(a) és az f(b) függvényértékek előjele különböző, akkor az f függvénynek van zérushelye az ]a,b[ intervallumban.

Függvények határértéke EL 26 Megjegyzés: MENNYI A R - + a R??? HOL -??? +??? Míg a számsorozatok esetén a határérték csak egyféleképpen érthető (n ), addig egy függvény határértéke az értelmezési tartomány bármely torlódási pontjában megkérdezhető.

EL 27 Definíció: határérték valós helyen ( végesben ) Legyen W R {-, + }. Az f:d R függvény D f értelmezési tartományának a torlódási pontjában az f függvény határértéke W, ha bármely (x n ) D f,x n a sorozat esetén, melyre fennáll, hogy x n a f(x n ) W Jelölés: limf (x) = x a W

EL 28 Példa: lim x 0 1 x 2 = +

EL 29 Példa: limx 2 x 3 = 9

Példa: lim x 3 x 3x x 3 3 2 = lim x 3 x 2 (x 3) x 3 = lim x x 3 2 EL 30 = 9 hézagpont

EL 31 Definíció: bal oldali határérték Legyen W R {-, + }. Az f:d R függvény D f értelmezési tartományának a torlódási pontjában az f függvény bal oldali határértéke W, ha bármely (x n ) D f, x n <a (n N) sorozat esetén, melyre fennáll, hogy x n a f(x n ) W Jelölés: lim f (x) = x a 0 W

EL 32 Példa: lim x 2 x 3 0 = 9

EL 33 Definíció: jobb oldali határérték Legyen W R {-, + }. Az f:d R függvény D f értelmezési tartományának a torlódási pontjában az f függvény jobb oldali határértéke W, ha bármely (x n ) D f, x n >a (n N) sorozat esetén, melyre fennáll, hogy x n a f(x n ) W Jelölés: lim f (x) = x a + 0 W

EL 34 Példa: lim x 2 x 3+ 0 = 9

EL 35 Példák: 1 1 lim = lim = + x 0 0 x x 0+ 0 x lim x 0 0 1 x 2 = + lim x 0+ 0 1 x 2 = + lim x 0 1 x 2 = +

EL 36 Példák: lim f (x) = 0 lim f (x) = x 0 0 x 2 0 4 /8 lim f (x) = x 0 + 0 2 lim f (x) = x 2 + 0 7 / 8

EL 37 Definíció: határérték + -ben Legyen W R {-, + }. Az f:]a,+ [ R függvénynek a + -beli határértéke W, ha bármely (x n ) ]a,+ [ sorozat esetén, melyre x n + fennáll, hogy f(x n ) W Jelölés: lim f (x) x + = W

EL 38 Példa: lim arctg x x + = π 2

EL 39 Példa: lim x x + 2 = +

EL 40 Definíció: határérték - -ben Legyen W R {-, + }. Az f:]-,b[ R függvény + -beli határértéke W, ha bármely (x n ) ]-,b[ sorozat esetén, melyre x n - fennáll, hogy f(x n ) W Jelölés: lim f (x) x = W

EL 41 Példa: lim e = 0 x x

EL 42 Tétel: határérték és a műveletek kapcsolata Ha a R az f és a g függvények értelmezési tartományának egyaránt torlódási pontja, továbbá limf (x) x a A,B,c R, akkor = lim(f x a A + limg(x) x b g)(x) = A + = B B lim(f x a g)(x) = A B limc f (x) x a = c A

EL 43 Ha még g(x) 0 (x D g ), és B 0 is fennáll, akkor lim a f (x) g x = A B

EL 44 Megjegyzés: Ha két (véges, vagy végtelen) határértékkel rendelkező függvény között műveletet végzünk, de nem teljesülnek az előző tétel feltételei, például azért, mert legalább az egyik függvény határértéke végtelen, vagy két 0 határértékű függvényt osztottunk el, akkor előfordulhat az is, hogy pusztán a határértékek alapján meg lehet állapítani az új függvény határértékét, de az is, hogy ez nem lehetséges (ha van egyáltalán határérték). Az utóbbi eseteket szokás határozatlan alakú határérték-feladatnak nevezni. A következő táblázatban? jelöli a határozatlan eseteket. A! jel arra utal, hogy előjelvizsgálattal a határérték megállapítható. A többi esetben a határérték szerepel.

lim f lim g lim f+g lim f-g lim g-f lim f g lim f/g lim g/f A>0 + + - + + 0 + A<0 + + - + - 0 - A>0 - - + - - 0 - A<0 - - + - + 0 + 0 + + - +? 0! 0 - - + -? 0! + + +?? +?? + -? + - -?? - - -?? +??

EL 46 További határozatlan formák limf (x) x a = 0 limg(x) Ha és akkor x a = 0 a lim x a f (x) g(x) határérték-feladat határozatlan.

Ha limf (x) x a = 0 és limg(x) x a = 0 EL 47 vagy limf (x) x a = 1 és limg(x) x a = + vagy limf (x) x a = + és limg(x) x a = 0 akkor a x a [ ] g(x) lim f (x) határérték-feladat határozatlan.

EL 48 Tétel: határérték és a folytonosság kapcsolata Az f:[a,b] R függvény pontosan akkor folytonos az x 0 [a,b] helyen, ha f-nek létezik határértéke az x 0 helyen, és az egyenlő az f(x 0 ) függvényértékkel: lim f (x) = f (x 0 x x0 )

EL 49 Példa: lim x 2 x 3 = 9 = f (3)

Definíció: megszüntethető szakadás EL 50 Az f:]a,x 0 [ ]x 0,b[ R függvénynek megszüntethető szakadása van az x 0 ]a,b[ helyen, ha létezik a lim f (x) x x 0 = A határérték és a g(x) = f (x),ha x A,ha x = x x 0 0 függvény folytonos x 0 -ban.

EL 51 Példa: Az alábbi függvényeknek megszüntethető szakadása van.

EL 52 Példa: Az alábbi függvények szakadásai nem megszüntethető szakadások.