Upload
-
View
331
Download
9
Embed Size (px)
Citation preview
Функции Функции и анализа на графичка информација
Својства на функциите Деф.1. Ако променливата y зависи од променливата x, така што за секоја вредност на x е определена точно една вредност на y, тогаш велиме дека y е функција од x.
1. Нека е дадена функцијата y=1+ x .
а) Да се определи за кои вредности на x, y=4.
4=1+ x ‹3= x ‹ x=9
б) Да се определи за кои вредности на x, y=0.
0=1+ x ‹‐1= x следува не постои реален број x, за кој е точно барањето.
в) Да се определи за кои вредности на x, y¥4.
1+ x ¥4‹ x ¥3 ‹ x¥9
г) Дали дадената функција има најмала и најголема вредност? Ако има такви вредности, најди ги.
Најмала вредност е 1, а најголема вредност нема.
2. Ако имаме на располагање апарат кој може да ја измери бројноста на светската популација во секоја секунда од времето, дали може да очекуваме графикот на популацијата во зависност од времето да биде континуирана крива? Објасни.
Не, бидејќи со секое раѓање или умирање на жител на планетата, бројот на жители се зголемува или намалува за 1, па популацијата може да прима само целобројни вредности.
3. Еден пациент добива инјекција од одреден антибиотик на секои 8 часа. Помеѓу инјекциите концентрацијата C на антибиотик во крвта се намалува, како што антибиотикот се апсорбира од ткивата. Како би можел да изгледа графикот на C во однос на изминатото време?
Решение:
5 10 15 20
1
2
3
4
5
Дефиниција 1.
Ако y=f(x) , тогаш множеството од сите можни влезови (вредности на x) се нарекува домен на f, а множеството од излези (вредности на y) кои се добиваат кога x се менува во доменот се нарекува ранг на f.
Пример:
y= x ; x¥3; Df=[3,∞); Rf=[ 3 ,∞)
Дефиниција 2.
Ако една реална функција е дефинирана над реална променлива и ако доменот не е даден експлицитно, тогаш се подразбира дека доменот се состои од сите реални броеви за кои со формулата се добива реална вредност. Овој домен се нарекува природен домен на функцијата.
1.Да се определи природниот домен на функциите:
a) g(w)=6
12 −−
−ww
w; b) f(x)= 291 x−−
Решение:
a) w 062 =−−w
w =2/1 22411 +±
=2
51±
w1=‐2;
w2=3;
Df=R\{‐2,3}
b) Df’=? 9‐x ‹x 9‹|x|§3‹‐302≥ ≤2 ≤ x≤3‹ Df’=[‐3,3] Df"=?
091 2 ≥−− x ‹ 19 2 ≤− x fl 29 x− 1≤ ‹ ‹( 82 ≥x 22−≤x или 22≥x )
Df"= ] ]∝+∪−∝− ,22(22,(
Df = Df’I Df"= ]3,22[]22,3( ∪−−
2. Да се определи рангот на функциите:
a) y= 211x+
; b) y=22
2
2
+−++
xxxx
;
Решение:
a) = 1 2yxy +2x =
yy−1
0 2x ≥
01≥
−y
y
‹( или ) ‹( или ) ⎩⎨⎧
>≥−
001
yy
⎩⎨⎧
<≤−
001
yy
⎩⎨⎧
>≥
01y
y
⎩⎨⎧
<≤
01y
y‹
((0<y§1) или (ye«)) ‹(0<y§1) flRf=(0,1];
б) 22 22 ++=+− xxyxyyx
0)1(2)1()1( 2 =−++−− yxyxy
За да има оваа равенка решение по x ,потребно и доволно e:
1. Кога треба т.е. 1≠y 0≥D
[ ]21
2
2
22
22
,07187
07187
0816812
0)1(2*4)1(
yyyyy
yy
yyyy
yy
∈⇔≤+−
⇔≥−+−
⇔≥−+−++
⇔≥−−+
⇒±
=±
=−±
=7
24914
281814
196324182/1y
Rf = ⎥⎦
⎤⎢⎣
⎡ +−7
249,7
249
2. Кога y=1, тогаш ‐2x=0‹x=0, но y=1 веќе припаѓа во рангот добиен во Случај 1.
3. За секоја од фигурите одреди дали графикот дефинира функција од x
4. Имате чаша со врело кафе, додавате ладно млеко, и го оставате да стои 1 час. Скицирајте график на температурата на кафето во зависност од времето .
T –температура на кафето
t‐ време
t
T
5. Дефинирајте ја функцијата по делови без користење на апсолутна вредност.
a) 13)( ++= xxxf б) 123)( +−−= xxxg ‐ за дома
⎩⎨⎧
<++−≥++
=0,13
0,13)(
xxxxxx
xf ‹ ⎩⎨⎧
<+≥+
=0,120,14
)(xxxx
xf
6. Тргнувајќи од пладне авионот А лета 2400 милји од Њујорк до Сан Франциско со брзина од 400 милји на час. Авионот В го започнува истото патување во 14:00 часот со брзина 800милји на час. Изрази го растојанието меѓу А и В во било кој момент помеѓу 12:00 и 17:00ч преку бројот на часови кои поминале од пладне.
Решение:
A патува 2400:400=6 часа, B патува 2400:800=3 часа, па A ќе биде во Сан Франциско во 18ч, а B во 17 часот. Ако t е помеѓу 0 и 2, јасно е дека растојанието меѓу двата авиона е патот кој го поминал првиот т.е 400t. Ако t е помеѓу 2 и 5 растојанието е асполутна вредност од разликата на патиштата што ги изминале двата авиони т.е |400t‐800(t‐2)|. Со средување се добива:
[ ]( ]⎩
⎨⎧
∈−∈
=5,2,44002,0,440
)(tttt
tf
7. Објаснете зошто f има една или повеќе “дупки” во својот график и најдете ги вредностите на x за кои се појавуваат тие “дупки”. Најдете ф‐ја g чиј график е идентичен со графикот на f, но е без ”дупки”.
a) )1)(2()1)(2()(
2
−+−+
=xx
xxxf б) x
xxxf +=)(
Решение:
a) f(x) не е дефинирана за x = -2 и x = 1 1)1)(2(
)1)(1)(2(+=
−++−+ x
xxxxx
, т.е. 1)( += xxg
б) f(x) не е дефинирана за x = 0
за : 0≠xx
xx + xx
xxxxx
+=+
=⋅ 1 т.е. xxg += 1)( .
Нови функции од стари ( комбинирање на функции )
1. Да се скицира графикот на функцијата:
а) 1
12+
−=x
y користејќи го графикот на x
y 1=
б) 112 +−= xy користејќи xy =
в) xy 3−= користејќи xy =
a) x
y 1=
-4 -2 2 4
-2
-1
1
2
11+
=x
y
-4 -2 2 4
-2
-1
1
2
11+
−=x
y
-20 -10 10 20
-0.4
-0.2
0.2
0.4
21
1+
+−=
xy
-20 -10 10 20
1.8
2.0
2.2
2.4
б) xy =
-4 -2 2 4
1
2
3
4
xy 2=
-4 -2 2 4
2
4
6
8
⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ −=
212 xy
-4 -2 2 4
2
4
6
8
112 +−= xy
-4 -2 2 4
2
4
6
8
10
в) xy =
-4 -2 2 4
0.5
1.0
1.5
2.0
xy 3=
-4 -2 2 4
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
xy 3−=
-4 -2 2 4
-3.5
-3.0
-2.5
-2.0
-1.5
-1.0
-0.5
Деф: ( композиција од f и g) ))(())(( xgfxgf =o
Деф: Доменот на се состои од сите х во доменот на f, за кои f(x) е во доменот на g. gf o
1. Да се определи доменот и правилото за и ако: gf o fg o
a) xxf =)( , 65)( 2 +−= xxxg
b) 29)( xxf −= , [ ]xxg =)( ( најмалиот цел број x≥ )
Решение:
a) 65))(( 2 +−= xxxgf o , Dg= R, Df=[0,∂)
0652 =+− xx
x1=5+è!!!!!!!!!!!!!25−24
2=3
x2=5−è!!!!!!!!!!!!!25−24
2=2
D( )gf o =(‐ ∂,2]U[3, ∂)
6565)())(())(( 2 +−=+−== xxxxxfgxfg o
D( )fg o =[0,∂)
б) [ ]29))(( xxgf −=o , [ ]29))(( xxfg −=o
Df=? 9-x2¥0‹x2§9‹|x|§3‹-3§x§3flDf=[-3,3], Dg=Rfl
D( )gf o =[-3,4), D( )fg o =[-3,3].
2. Да се изрази функцијата F како композиција од три функции:
a) F(x) = ( 1+ sin(x2))3
b) F(x) = 31 x−
Решение:
а) f1(x) = x2 f2(x)= sin(x) f3(x)= (1+x) 3 и F(x)=(f3 o f2 o f1) (x)
б) 31 )( xxf = , xxfxxf =−= )(,1)( 32 и F(x)=(f3 o f2 o f1) (x)
3. Да се одреди парноста/ непарноста на функциите
Деф: Функцијата е парна ако f(‐x) = f(x), за секој x од доменот,
a непарна ако f(‐x)= ‐f(x), за секој x од доменот.
а) б)
парна непарна
в) г)
непарна ниту парна ниту непарна
4. Да се испита парноста на функциите: a) 2
5
1)(
xxxxf
+−
= b) 2)( =xf ;
a) )(11)(1
)()()( 2
5
2
5
2
5xf
xxx
xxx
xxxxf −=
+−
−=++−
=−+
−−−=− непарна
b) парна )(2)( xfxf ==−
Прави
1. Да се определи правата која е паралелна со 3х+2у=5 и минува низ точката (3, ‐4)
Решение: y=k1x+b1 и y=k2x+b2 се паралелни кога k1=k2
2y = 5-3x 25
23
+−= xy ; k= ;
I начин: II начин: T=(x1,y1)=(3,‐4)
b+−=− 3*234 )( 11 xxkyy −=−
21
=b )3(234 −−=+ xy
21
23
+−= xy 21
23
+−= xy
2. Една честичка која се движи по х‐оската со константна брзина, во точката х=1 е кога t=2, а во точката х=5 кога t=4.
a) Најди ја брзината на честичката, ако х е во метри, а t е во секунди b) Најди р‐ка која го изразува х како ф‐ја од t
в) Која е координатата на честичката кога t=0
Решение:
a) sm /22415=
−−
=υ
б) Права низ две точки )( 112
121 xx
xxyyyy −
−−
=−
)2(21 −=− tx32142421 −=+−=−=− txtxtx
в) 30 −=⇒= xt
-1 1 2 3 4 5
-4
-2
2
4
6
3. Еден автомобил од состојба на мирување, почнувајќи од време t=0 се забрзува со константно забрзување од 2 m/s2 во следните 10s. Потоа патува со константа брзина од 20 m/s во следните 90s. Тогаш започнува да ја намалува брзината со 1 m/s2 во следните 20s на чиј истек застанува пред семафор.
a) Скицирај го графикот на брзината во однос на времето b) Изрази ја брзината како ф‐ја од времето t Решение:
a)
20 40 60 80 100 120
-10
10
20
30
40
b) ⎪⎩
⎪⎨
⎧
∈−∈∈
=]120,100[,120
)100,10[,20)10,0[,2
)(tt
ttt
tv
4. Еден студент треба да се одлучи помеѓу купување на еден од два автомобили: А за 4000$ или
B за 5500$. А поминува 20 km со еден галон гориво, а B 30 km со еден галон гориво. Студентот оценил дека цената на горивото е 1,25$/галон. И двата автомобила се во одлична возна состојба. Колку km ќе мора да извози студентот пред да му се исплати купувањето на B?
Решение:
A поминува 1 km за $2025.1
, B поминува 1 km за $3025.1
3025.15500
2025.14000 ∗+≥∗+ xx
1500020833.0 ≥∗ x
720000208.0
1500≈≥x км
Фамилии од функции
1. Да се определи равенка за:
а) фамилијата прави кои се паралелни со правата 142 =+ yx .
б) фамилијата прави кои минуваат низ пресекот на правите 0792 и01135 =+−=+− yxyx .
в) фамилијата прави кои се тангенти на кружницата со центар во (0,0) и радиус 3.
Решение:
а) xyyx21
41142 −=⇒=+ равенката на фамилијата прави паралелни со оваа права е
bxy +−=21
.
б) ⎪⎩
⎪⎨⎧
=
−=⇒
⎩⎨⎧
=+−=+−
312
079201135
yx
yxyx
бараната фамилија прави е )2(31
+=− xmy
в) тангентата во точката е нормална на правата која минува низ точката и
центарот (0, 0), бидејќи коефициентот на оваа права е
),( 00 yx ),( 00 yx
0
0
xy
следува дека коефициентот на
-10 -5 5 10
-2.5
-2
-1.5
-1
-0.5
тангентата е 0
0
0
0
1yx
xy
k −=−= . Оттука равенката на тангентата во точката е ),( 00 yx
0
020
20
00
00 )(
yxxyx
yxxyx
yy−+
−=⇒−−=− . Бидејќи точката ( лежи на кружницата
т.ш. равенката на бараната фамилија прави е
), 00 yx
920
20 =+ yx
20
0
9
9
x
xxy
−
−±= .
2. За секој график да се најде соодветната равенка од следните
а) 5 xy = б) в) 52xy = 81x
y −= г) 12 −= xy д) 4 2−= xy ѓ) 5 2xy −=
I) ‐ > д) II) ‐> ѓ)
2 4 6 8 10
0.25
0.5
0.75
1
1.25
1.5
III) ‐>в) IV) ‐>б)
-0.01 -0.005 0.005 0.01
-1.4 ×1027
-1.2 ×1027
-1×1027
-8×1026
-6×1026
-4×1026
-2×1026
-4 -2 2 4
-4
-2
2
4
V) ‐> г) VI) ‐> а)
-4 -2 2 4
1
2
3
-4 -2 2 4
-1
-0.5
0.5
1
3. Да се скицира графикот на: а) 3 1+= xy б) x
xy 1+= в) xxy 22 +=
Решение:
а) б) xx
xy 111+=
+=
-4 -2 2 4
-1.5
-1
-0.5
0.5
1
1.5
-2 -1 1 2
-10
-7.5
-5
-2.5
2.5
5
7.5
10
в) 1)1(1122 222 −+=−++=+= xxxxxy
-4 -2 2
-10
-7.5
-5
-2.5
2.5
5
7.5
10
4. Од Њутновиот закон за гравитација следи дека тежината W на даден објект (релативно во однос на Земјата) е обратно пропорционална на квадратот од растојанието x помеѓу објектот и центарот
на земјата т.е. 2xcW = .
а) Ако сателит тежи 2000 фунти на површината на Земјата и радиусот на Земјата е 4000 милји да се определи . c
б) Колку тежи сателитот кога е 1000 милји над земјата?
в) Дали постои одалеченост од центарот на Земјата на која сателитот тежи 0?
Решение:
а) 92 1032
400020002000,4000 ⋅=⇒=⇒== ccWx
б) 12805000
1032,500010004000 2
9=
⋅==+= Wx
в) ⇒⋅
=⇒== 2
9103200?,x
Wx не постои одалеченост x .
5. За секој график да се одреди една од равенките:
а) 22
2
−−=
xxxy б)
61
2 −−−
=xx
xy в) 1
24
4
+=
xxy г) 2)2(
4+
=x
y
I) II)
-4 -2 2 4
-15
-10
-5
5
10
15
-4 -2 2 4
-15
-10
-5
5
10
15
100
-3 -2 -1 1
20
40
60
80
III) IV)
3
2.5
2
1.5
1
0.5
-6 -4 -2 2 4 6-0.5
-1
Решение:
а) 22
2
−=
−xxxy , )1)(2(22 +−=−− xxxx
, во 2 и ‐1 има асимптоти => II 1,2 −== xx
б) , 062 =−− xx 3,2 21 =−= xx , има асимптоти во ‐2 и 3 => I
в) Нема вертикална асимптота => IV
г) x= ‐2 е вертикална асимптота => III
6. Најди равенка за графикот која има облик y=y0+Asin(Bx-C)
a) б)
π 2π 3π 9π2
6π 7π 9π
1
2
3
6
в)
Решение: а) Амплитудата А=1, периодот Т=2π ï|В|=2π/2π=1ïВ=1, вертикалното поместување нема ïy0=0, хоризонталното поместување е за π/2 во левоïC/B= ‐π/2ïC= (‐π/2)*B= ‐π/2, ïy =sin(x+π/2). б) Амплитудата А=6/2=3 ï А=3, периодот Т=9πï|В|=2π/9π=2/9ïВ=2/9, вертикалното поместување е 3ïy0=3, хоризонталното поместување нема ïC=0, ïy =3+3sin(2x/9). в) Амплитудата А=4/2=2ïА=2, периодот Т=πïВ=2π/π=2ïВ=2, вертикалното поместување е 1ïy0=1, хоризонталното поместување е за π/4 во десно C/B= π/4ïC= π/2, ïy =1+2sin(2x-π/2)
π2
π 3π2
2π
-1
-0.5
0.5
1 4
5
π4
π2
3π4
π
-1
1
2
3
7. Најди ја амплитудата, периодот и фазното поместување и скицирај барем два периода на графикот на y= -4sin(x/3+2π). Решение: А=4, В=1/3 Т=2π/В=2π/(1/3)=6π C/B= -2π/(1/3)= - 6π y=Asin[B(x-C/B)] y= -4sin(1/3(x+6π))
−2 π π2
π 2 π 4π
-4
-2
2
4
− 4 π − 2 π 2 π 6 π 9 π 12 π
-4
-2
2
4
Параметарски равенки
Деф: Да претпоставиме дека една честичка се движи по кривата C во xy рамнината така што x и y координатите како ф‐ја од времето се x = f(t) и y = g(t). Тие се нарекуваат параметарски равенки на движењето на честичката, а C траекторија на честичката или график на равенките. Променливата t се нарекува параметар на равенките. 1. a) Со елиминирање на параметарот, скицирај ја патеката на интервалот 0 ≤ t ≤ 5 на
честичката чии равенки на движење се x = t-1, y = t+1. b) Најди го правецот на движење. c) Направи табела на x и y ‐ координатите на честичката во времињата t=0, 1, 2, 3, 4, 5. d) Обележи ги позициите на честичката во времињата од b) и означи ги со вредноста на t.
Решение:
a) 0≤t≤5,x=t‐1
t=x+1 => y=t+1 = x+1+1 = x+2, y= x+2
t=0 => x=‐1, t=5 => x=4 => графикот на кривата е отсечка меѓу точките (‐1,1) и (4,6)
b) Правецот во кој графикот на пар параметарски равенки се развива како што параметарот се зголемува се нарекува правец на зголемување на параметарот или ориентација на кривата зададена со равенките.
-1 1 2 3 4
1
2
3
4
5
6
c)
x y 0 ‐1 1 1 0 2 2 1 3 3 2 4 4 3 5 5 4 6
д)
-1 1 2 3 4
1
2
3
4
5
6
2.
a) Со елиминирање на параметарот, скицирај ја патеката на интервалот 0 ≤ t ≤ 1 на честичката чии равенки на движење се x=cos(pt), y= sin(pt).
b) Најди го правецот на движење. c) Направи табела на x и y ‐ координатите на честичката во времињата t=0, 1/4, 1/2,
3/4, 1. d) Обележи ги позициите на честичката во времињата од c) и означи ги со вредности
на t.
3. Со елиминација на параметарот скицирај ја кривата и прикажи го правецот на движење:
а)
323
1cossin32
cos3;sin2
],0[
22
22
+−=
=+=+
==
∈
xy
ttyxtytx
t π
нема дефинирана ориентација
б)
2222 21sin21sincos2cos
sin,2cos],2/,2/[
yttttx
tytxt
−=−=−==
==−∈ ππ,
-1 -0.5 0.5 1
-1
-0.5
0.5
1
в) ]2,0[,sin5,cos2 π∈== ttytx
елипса, ориентација‐ обратна од стрелките на часовникот
г) ,42, +== tytx тогаш за , се добива десна гранка од
параболата, со почеток во (0,4)
42,0 2 +=≥ xyt
4. За секој пар параметарски равенки одреди кој график одговара:
а) )3sin(; tytx == б) tytx sin3;cos2 ==
в) г) ttyttx sin;cos == 3
2
3 13;
13
tty
ttx
+=
+=
д) 2
2
2
3
12;
1 tty
ttx
+=
+= ѓ) tytx 2sin;cos2 ==
I ‐> ѓ) x и y се ограничени II ‐> б) познати равенки на елипса
III ‐> д) y>=0
IV ‐> а) x>=0
V ‐> в) за секоја фиксна вредност на t се добива кружница со радиус t. Со зголемување на t се зголемува радиусот на кружниците.
-20 -10 10 20
-20
-10
10
20
VI ‐> г) не постојат точки во трет квадрант
-1 1 2 3
-2
-1
1
2
3
5.
a) Со елиминирање на параметарот, покажи дека равенките x = x0 +(x1-x0)t , y = y0+(y1-y0)t ја претставуваат правата која минува низ точките (x0,y0) и (x1,y1)
b) Покажи дека ако 0 ≤ t ≤ 1 тогаш равенките од а) ја претставуваат отсечката меѓу (x0,y0) и (x1,y1) ориентирана во насока од (x0,y0) до (x1,y1)
c) Користејќи го резултатот од б) најди параметарски равенки за отсечката од (1,‐2) до (2,4) со насока од (1,‐2) до (2,4)
d) Најди параметарски равенки за отсечката од ц) но со обратна насока од (2,4) до (1,‐2) Решение:
a)
01
0
010
010
)()(
xxxx
t
txxxxtxxxx
−−
=
−=−−+=
)(
)(
)(
001
010
01
0010
010
xxxxyy
yy
xxxx
yyyy
tyyyy
−−−
=−
−−
−=−
−+=
x0 x1
y0
y1
t=0
t= 12
t=1
b) t = 0 t = t=1
x = x0 x = x0+(x1-x0) x = x0+x1-x0 = x1
y = y0 y = y0+(y1-y0) y = y0+y1-y0 = y1
в) (x0,y0) = (1,‐2), x=1+1t=1+t , (x1,y1) = (2,4) , y = ‐2+(4‐(‐2))t = ‐2+6t г) x = x1 +(x0-x1)t , x = 2-1t y = y1+(y0-y1)t , y = 4-6t 6. Најди параметарски равенки за квадратот на сликата претпоставувајќи дека квадратот се формира обратно од стрелките на часовникот кога t се менува од 0 до 1, почнувајќи во
(21 ,
21) кога t=0.
Решение:
0 ≤ t ≤ 41 A1 (1/2,1/2), A2(‐7/2,1/2) , x=1/2‐4t, y=1/2
41 ≤ t ≤
21 B1 (‐1/2,3/2), B2(‐1/2,‐5/2) , x=‐1/2, y=3/2‐4t
… 7. Опиши ја фамилијата криви дадени со параметарски равенки x = a cos t + h и y = b sin t + k , (0 ≤ t ≤ 2 p ). а) h и k се фиксни, но a и b може да се менуваат. б) a и b се фиксни, но h и k може да се менуваат. в) a=1 и b=1, но h и k се менуваат т.ш. h=k+1.
Решение:
а) елипси со фиксен центар и променливи оска на симетрија
б) елипси со променлив центар и фиксни оски на симетрија
в) кругови со радиус 1 и центри на правата y = x-1.
Лимеси ( гранични вредности ), интуитивен пристап
Во задачите од 1‐4, да претпоставиме дека сите значајни обележја на функцијата можат да се видат од дадениот график.
1. За функцијата од графикот да се определи :
а) = 2 )(xlim2
fx −→
lim2
fx +→
(lim2
fx→
)2(flim f
x ∝−→
lim fx ∝+→
lim0
fx −→
lim0
fx +→
(lim0
fx→
)0(flim f
x ∝−→
б) = 0 )(x
в) не постои )x
г) = 2
д) = 0 )(x
ѓ) = 2 )(x
2. За функцијата од графикот да се определи :
а) = 3 )(x
б) = 3 )(x
в) =3 )x
г) = 3
д) = +)(x ∝
ѓ) = +)(xlim fx ∝+→
∝
3. За функцијата од графикот да се определи :
а) = 1 )(xlim0
fx −→
lim0
fx +→
б) = -)(x ∝
в) непостои )x(lim0
fx→
)0(flim f
x ∝−→
г) = -2
д) = +)(x ∝
ѓ) = +)(xlim fx ∝+→
∝
4.
а) = 3 )(lim0
xfx −→
б) = 3 )(xlim0
fx +→
(lim0
fx→
)0(flim f
x ∝−→
в) = 3 )x
г) = 3
д) не постои )(x
ѓ) = 0 )(lim xfx ∝+→
5.За кои вредности на x0 постои ?
‐6 ‐3 3
Решение:
За сите x0 ≠ 3 и x0 ≠ ‐6
6. Да се скицира (можниот) график за функцијата f која ги задоволува својствата (можни се различни графови).
(i) =1 ако x е позитивен цел број и ≠1 ако x>0 и не е цел број )(xf )(xf
(ii) =‐1 ако x е негативен цел број и ≠‐1 ако x<0 и не е негативен цел број )(xf )(xf
(iii) 1)(lim =∝+→
xfx
и 1)(lim =∝−→
xfx
Решение
Понатаму се намалува големината на овие триаголници за да се приближи функцијата до ‐1
7. Да претпоставиме дека една честичка се забрзува со константна сила. Двете криви v=n(t) и v=e(t) ја претставуваат брзината во зависност од времето. Според класичната физика и според специјалната теорија на релативност соодветно параметарот c ја претставува брзината на светлината. Кои се разликите во двете теории (користејќи го јазикот на лимеси)?
Решение:
cte
tn
t
t
=
∝+=
∝+→
∝+→
)(lim
)(lim
Пресметување на Лимеси
1. Ако 0)(lim,4)(lim,2)(lim =−==→→→
xhxgxfaxaxax
, да се определат лимесите кои
постојат, а ако не постојат да се објасни зошто.
а) 131)4(301lim)(lim3)(lim)1)(3)((lim =+−−=+−=+−→→→→ axaxaxax
xgxhxgxh
б) 16))(lim())((lim 22 ==→→
xgxgaxax
в) 28)(lim6))(6(lim)(6lim 3333 ==+=+=+→→→
xfxfxfaxaxax
г) 21
42
)(lim
2lim
)(2lim =
−==
→
→
→ xgxgax
axax
д) )(
)(8)(3limxh
xgxfax
−→
не постои лимесот бидејќи 0)(lim =→
xhax
, а 0))(8)(3(lim ≠−→
xgxfax
2. Да се определат лимесите
а) 43
1369
1limlim
lim2lim
12lim
33
3
2
32
3=
+−
=+
−=
+−
→→
→→
→xx
xxx x
xx
xxx
б) 44
164lim
16)lim(
416lim
0
2
02
0=
−−
=−
−=
−−
→
→
→ x
x
xx
x
xx
в)
( )( ) ( )( )( ) ( )( )( ) ( ) 42*21lim1lim
11lim1
111lim1
11lim11lim
11lim
2
11
2
1
2
1
22
1
4
1
00
4
1
==++
++=−
++−−
+−=
−−−−
++
++++
+
→→
→→→→
→→
→
xx
xxx
xxxx
xxx
xx
x
xx
xxxx
x
г) 00
3
23
1 2335lim→→
→ +−+−+
ttttt
t
( ) ( ) ( )( ) ( )
( )( ) ( )( )( )( ) ( ) ( ) ( )( )
( )( )( )( )( )( )( ) 3
423lim
121311lim
2335lim
3,12
422
1242,032
32113121323235
12121
1,22
811,02
)2)(1(12111212223
113
23
1
2,12
2222323
2
2,12
2233
=++
=−+−+−−
=+−
+−+
−=±−
=+±−
==−+
−+−=−−−+−=+−−−+=+−+
−+−=−+−
−=+±−
==−+
−+−=−−+−=−−−=+−−=+−
→→→ tt
tttttt
ttttt
ttt
tttttttttttttttt
tttttt
ttt
ttttttttttttttt
ttt
д) ∝−=−
∝+=−− −+ →→→
→
→ 4lim
4lim
4lim 22220
222 x
xx
xx
xxxx
bidej}i postoi, ne
ѓ) ∝+=−−→ 31lim
3 xx
е) ( ) ( ) 6333limlimlim93
3)(3
939
9=+=+==
>−−+−
>−−−
>−x
xxxx
xxx
x
3.Нека ⎩⎨⎧
<−≥
=0,20,)(
2
tttttg
Да се определи: а) , б) , в) )(lim0
tgt −→
)(lim0
tgt +→
)(lim0
tgt→
Решение:
а) 2)2(lim)(lim00
−=−=−− →→
ttgtt
б) 0lim)(lim 2
00==
−+ →→ttg
tt
в) ‐ не постои )(lim0
tgt→
4. а) Објасни зошто не е точно следново пресметување.
Решение:
∝−=⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ −
=⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ −
++ →→ 2020
1lim11limx
xxx xx
5. Да се определи x
xx
24lim0
−+→
Решение:
)24(44
242424
++−+
=++++
⋅−+
xxx
xx
xx
41
241lim24lim
00=
++=
−+→→ xx
xxx
Пресметување лимеси: гранично однесување
1. Да се определи : a) 1lim||
lim ==∝+→∝+→ x
xxx
xx
б) 1lim
||lim −=
−=
∝−→∝−→ xx
xx
xx
2. Да се определат лимесите :
a)
∝−→xlim ∝+=−=−=−
∝−→∝−→)5(lim)5(lim5 xxx
xx
б)
35
03075
)13(
)75(lim
1375lim
22
22
2
2
=−⋅−
=−
−=
−+
→∝→∝
xx
xx
xx
xx
в) 515
31
25lim
)()3(
25
lim
||)3(
||25
lim3
25lim22
22
2
−=−
=−−
−=
−+
−
=+
−
=+−
∝−→∝−→∝−→∝−→
x
x
xx
xx
xx
xx
xx
xxxx
г) ∝+=−=+
−=
⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ +
⎟⎠⎞
⎜⎝⎛ −
=+
−∝−→
∝−→
∝−→∝−→t
t
tt
tt
t
tt
t
t
ttlim2
01
lim20
11
25
lim1
25lim
22
22
2
3
д)
( ) ( ) ( )( )
23
113
131
3lim131
3lim3
3lim
3
)3(lim3
33lim3lim
2
2
22
2
222
−=
+−
=+−
−=
⎟⎟⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛+−
−=
+−
−=
=+−
−−=
⎟⎟
⎠
⎞
⎜⎜
⎝
⎛
+−
+−−−=−−
→∝→∝→∝
→∝→∝→∝
xxx
x
xxx
xxxx
xxx
xxx
xxxxxxxxx
xxx
xxx
3. Во секој дел најди примери на полиноми и кои го задоволуваат дадениот
услов, и
)(xp )(xg∝+→)(xp и ∝+→)(xg кога ∝+→x
a) →∝xlim 1
)()(=
xgxp
б) →∝xlim 0
)()(=
xgxp
в) →∝xlim ∝+=
)()(
xgxp
г)
→∝xlim [ ] 3)()( =− xgxp
Решение:
а) →∝x
lim 1)()(=
xgxp
)(xp =3 ‐5x+2
)(xg = 3 +8
→∝xlim =
+ 832+5x-3x
2
2
x →∝xlim
) x8+(3 x
) x2+
x5-(3
22
22x
= 133=
б) →∝x
lim 0)()(=
xgxp
)(xp =5 ‐x+2
)(xg = +
→∝xlim =
+ 23
2 2+x-5xxx →∝x
lim 010
)11(
)215(
3
323
==+
+−
xx
xxxx
в) →∝x
lim ∝+=)()(
xgxp
)(xp =
23 xx +
)(xg = 25 2 +− xx
→∝xlim =∝
+=
+−
+=
+−+
→∝→∝ 51lim
)215(
)1(lim25
22
2
2
23 x
xxx
xxxxxx
xx
г) →∝x
lim [ ] 3)()( =− xgxp
5)( 2 ++= xxxp
2)( 2 ++= xxxg
4. Ако m и n се позитивни цели броеви, најди:
m
n
x xx
−+
∝−→ 132lim
Решение:
Ако m<n m
n
x xx
−+
∝−→ 132lim =
⎩⎨⎧
→−∝−→−∝+
=−=−
=−
+−
∝−→
−
∝−→
−
∝−→ паренmnнепаренmn
xx
xx
xx
xmn
x
mn
x
mm
mnm
m
x ,,
3lim1
3lim)11(
)32(lim
Ако m>n 01
0
)11(
)32(lim
132lim =
−=
−
+=
−+ −
∝−→∝−→
mm
nmmm
xm
n
x
xx
xxx
xx
Ако m=n 31
3
)11(
)32(lim
132lim −=
−=
−
+=
−+
∝−→∝−→
nn
nn
xn
n
x
xx
xx
xx
Лимеси ( дефиниција)
1. Да се определи најголемиот отворен интервал,центриран во 0=x ,т.ш за секое x во интервалот вредноста на ( ) 32 += xxf се разликува за најмногу единици од
бројот
0012.0( ) 30 =f
Решение:
0006.00006.00006.0
0012.020012.00012.03320012.03
<
<<<<−
+<+<−
xx
xx
Отворениот интервал е (‐0.0006, 0.0006).
2. Да се определи број δ т.ш ( ) ε<− Lxf ако δ<−< ax0 за
( )( )
05.0
05.024242
22
05.0424
2,4
05.0,424
2
2
2
=
<−=−+=−−
+−
<−−−
==
==−−
→
δ
ε
xxx
xx
xx
aLxxLim
x
3. Да се докаже дека лимесот е точен со користење на Деф.2.4.1 за 31
3lim
2
0=
+→ x
xxx
.
Доказ: Треба да докажеме дека за секој позитивен број ε може да најдеме δ >0 т.ш
( ) ε<− Lxf ако δ<− ax , т.е. ако δ<< x0 .
Нека е 0>ε произволен реален број.
( ) ( )εδεεεε
ε
333
1131
31
31
3
|)(|2
=⇒<⇒<−+
⇒<−+
⇔<−+
⇔<−
xxx
xxx
xx
Lxf
Од произволноста на 0>ε следува дека за секој 0>ε постои 03 >= εδ , така што
( ) ε<− Lxf ако δ<− ax .
4. Да се определи негативен број N така што :
5.575.575.112.05.02.0111.0)52(11
1.0)52(
11
1.052
10414
1.025214
:
1.0 ,25214lim, x ,)(
−=⇒−<=⇒−<⇒+>−⇒⋅+−<
<+−
<+
−−−
<−+−
==+−
=<<−−∞→
Nxxxx
x
xxx
xx
РешениеxxзаNакоLxf
xεε
5.Да се докаже дека лимесот е точен според Деф. 2.4.2: 25214lim =
+−
+∞→ xx
x.
Доказ: Треба да докажеме дека за секој позитивен број ε може да најдеме M>0 т.ш
( ) ε<− Lxf ако x>M.
Нека е 0>ε произволен реален број.
Mxx
xx
xxxx
xx
=−⋅
=⋅−
>⇒−>⋅⋅⇒
⇒⋅+⋅⋅<⇒<+
⇒
⇒<+
−⇔<
+−−−
⇔<−+−
25
211
25115112
521152
11
5211
5210414
25214
εεεεε
εεε
εε
ε
Од произволноста на 0>ε следува дека за секој 0>ε постои 25
211
−⋅
=ε
M , така
што ( ) ε<− Lxf ако x>M.
6.Да се докаже дека лимесот е точен според дефиниција: =∝−→ 23 )3(1lim
xx.
Доказ: Треба да докажеме дека за секој позитивен број М>0 може да најдеме δ >0 т.ш
f(x)> М, ако δ<− ax , т.е. ако δ<−< 30 x .
Нека М>0 e произволен реален број.
MMx
MxM
x1131)3(
)3(1 2
2 =⇒<−⇔<−⇔>−
δ .
Од произволноста на следува дека за секој М>0 постои 0>MM1
=δ , така што
f(x)>М ако δ<− ax .
7.Да се докаже дека лимесот е точен според дефиниција: ∝−=−−
→ 23 )3(1lim
xx.
Доказ: Треба да докажеме дека за секој негативен број N<0 може да најдеме δ >0 т.ш
f(x)<N ако δ<− ax , т.е. ако δ<−< 30 x .
Нека е N<0 e произволен реален број.
NNx
NxN
xN
x −=⇒
−<−⇔
−<−⇔−>
−⇔<
−− 1131)3(
)3(1
)3(1 2
22 δ .
Од произволноста на следува дека за секој N<0 постои 0<NN−
=1δ , така што
f(x)<N ако δ<− ax .
8.Да се докаже дека лимесот е точен според дефиниција =∝−+→ 32lim
3 xx.
Доказ: Треба да докажеме дека за секој реален број M>0 постои δ >0 т.ш f(x)>M ако
δ<−< 30 x .
Нека е M>0 e произволен реален број.
MMx
MxM
x2231
23
32
=⇒<−⇔<−
⇔>−
δ .
Од произволноста на следува дека за секој постои 0>M 0>MM2
=δ , така што
f(x)>M ако δ<−< 30 x .
9. Да се докаже дека лимесот е точен според дефиниција ∝−=−−→ 23
2 xLimx
.
Доказ: Треба да докажеме дека за секој реален број N<0 постои δ >0 т.ш f(x)<N ако
δ−>−> 20 x , т.е. ако δ<− x2
Нека е N<0 e произволен реален број.
NNx
NxN
xN
x −=⇒
−<−⇔
−<
−⇔−>
−−⇔<
−3321
32
)2(3
23 δ .
Од произволноста на N<0, следува дека за секој N<0 постои N−
=3δ , така што f(x)<N
ако δ−>−> 20 x , т.е. ако δ<− x2 .
Непрекинатост
1. Нека f е функција претставена со графикот. Во кој од дадените интервали, ако има такви, f е непрекината?
а) [1,3]; б) (1,3); в) [1,2]; г) (1,2); д) [2,3]; ѓ) (2,3).
1.5 2 2.5 3
1
2
3
4
5
0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5
10
20
30
40
50
Непрекината е во интервалите: (1,2), (2,3) Непрекината е во: (1,3), (1,2), (2,3).
2. Да се скицира графикот на функција која ги задоволува условите:
а) функцијата е непрекината секаде освен во точката x=3, во која е непрекината од десно
б) функцијата има двостран лимес во x=3, но не е непрекината во x=3
в) функцијата не е непрекината во x=3, но ако нејзината вредност во x=3 се смени од f(3)=1 во f (3)=0 станува непрекината во x=3
г) f е непрекината на интервал [0,3) и е дефинирана на [0,3] но f не е непрекината на [0,3]
а)
б)
1 2 3
в)
1 2 3
г)
1 2 3
3. Да се определат вредностите на x, во кои f (x) не е непрекината.
3)(
−=
xxxf
|x|‐ 3 = 0
|x|= 3
Функцијата не е непрекината во x = ‐3 и x = 3 (т.е. функцијата е непрекината за сите реални броеви, освен за x =3 и x =‐3).
4. Да се определат вредностите за константата к (ако е можно), кои ќе ја направат
функцијата f (x) непрекината секаде: . ⎩⎨⎧
>⋅
≤−=
1,1,27
)(2 xxk
xxxf
Треба да се одреди к, т.ш. 5)1()(lim)(lim11
===+− →→
fxfxfxx
5)27(lim)(lim11
=−=−− →→
xxfxx
kkxxfxx
==++ →→
)(lim)(lim 2
11
k = 5.
5. Да се докаже (чекор по чекор) дека 17
1)(24 ++
=xx
xf e непрекината насекаде.
Чекор 1.
Домен на f(x)=?
17
017
017
24
24
24
−=+
=++
>++
xx
xx
xx
не е можно за ниту еден реален број x.
Не постои x т.ш. 017 24 =++ xx
За секоj реален број x, , следува дека 017 24 >++ xx ),( ∝+∝−=fD .
Чекор 2.
Нека с е произволен реален број. Дали фунцијата е непрекината во с?
)(lim xfcx→
=?, )(17
1
17
1lim)(lim2424
cfccxx
xfcxcx
=++
=++
=→→
.
Лимесот постои и е еднаков на вредноста на функцијата во точката с, следува дека фунцијата е непрекината во с.
Чекор 3.
Од произволноста на реалниот број с, следува дека фунцијата е непрекината во секоја точка од нејзиниот домен, т.е. за секој реален број.
Лимеси и непрекинатост на тригонометриски функции
1. Со замена да се решат следните лимеси:
а) .1sinsinlim)3sin(lim 27
272 −===−
→−→π
π
ππ
yxyx
б) .22cos16lim 38
3
6
==→−→
yLimtyt π
2. Да се реши следниот лимес: xx
x sinlim −
→
ππ
.
xtt
tttt
ttt
txx
x−=====
→→−→
−
→ππ
ππ
,1limlimlimlim sin1
0)sin(0)sin(0sin
3. Да се реши следниот лимес: 1
)sin(lim1 −→ x
xx
π.
πππ
ππππππ−=⋅−=−=−=
+=
− →→→→1sinlimsinlim)sin(lim
1)sin(lim
0001 tt
tt
tt
xx
tttx
4. Да се пресметаат следните лимеси:
а) x
xx 5
3sinlim0→
.53
531.
53lim
33sinlim
53
33sinlim
33
53sinlim
53sinlim
00000=⋅=⋅=⋅=⋅=
→→→→→ xxxxx xx
xx
xx
xx
б)xx
x
14coslim0
−→
.04014lim
414coslim
14
414coslim
4414coslim14coslim
00000=⋅=⋅⋅
−=⋅
−=⋅
−=
−→→→→→ xxxxx x
xxx
xx
xx
в) tt
t
1coslim2
0
−→
.0011
limsinlimsinlimsinlim)cos1(lim1coslim02
2
0
2
0
2
0
2
0
2
0=⋅−=⋅
−=⋅
−=
−=
−−=
−→→→→→→
tt
ttt
tt
tt
tt
tt
tttttt
г) y
ytgy 5
2lim0→
.5211
52
2cos1lim
22sinlim
52
2cos52sinlim
52lim
0000=⋅⋅===
→→→→ yyy
yyy
yytg
yyyy
д) y
tgyyy
−→
sinlim0
.0111cos
1limsinlim1cos
sinlim1limsinlimsinlim000000
=⋅−=−=−=−=−
→→→→→→ yyy
yyy
ytgy
yy
ytgyy
yyyyyy
ѓ) x
xx cos1
sinlim2
0 −→
21
)cos1(limcos1
)cos1)(cos1(limcos1
cos1limcos1
sinlim00
2
0
2
0=
+=
−+−
=−−
=− →→→→
xx
xxxx
xx
xxxx.
е) x
xx 3sin
3cos1lim0
−→
0103sin
3lim3
3cos1lim33
3sin3cos1lim
3sin3cos1lim
0000=⋅=⋅
−=⋅
−=
−→→→→ x
xx
xxx
xx
xx
xxxx.
5. Со примена на “ Сендвич Теорема” да се докаже .01sinlim0
=→ x
xx
.1sin:1sin:)0(1sin:)0(11sin1 xx
xxxx
xxxxx
xxxx
≤⋅≤−⇒⎭⎬⎫
⎩⎨⎧ −≤⋅≤<≤⋅≤−>⇒≤≤− i
0lim0
=→
xx
и 0lim0
=−→
xx
, па од “ Сендвич Теоремата” следува дека и .01sinlim0
=→ x
xx
6. а) Користејќи ја Теоремата за меѓувредност да се покаже дека равенката x=cosx има барем едно решение на интервалот [0,p/2].
б) Да се покаже графички дека постои точно едно решение на интервалот [0,p/2].
в) Да се определи приближното решение со точност од 3 децимали.
а) f(x)=x‐cosx, f(x) е непрекината функција. f(0)=‐1<0, f(Pi/2)=Pi/2>0, k=0, па од Теоремата за меѓувредност следува дека равенката x‐cosx =0, која е еквивалентна со равенката x=cosx, има барем едно решение на интервалот [0,p/2].
б) 0.25 0.5 0.75 1 1.25 1.5
0.25
0.5
0.75
1
1.25
1.5
Од графикот следува дека постои точно едно решение на интервалот [0,p/2].
в) f(x)= x‐cosx=0, интервал [0,π/2], точност: |x‐x0|≤0.001
f(x)=x‐cosx, f(0)=‐1<0, f(Pi/2)=Pi/2>0
‐Метода на десетично делење
Користиме итеративна метода за приближно решавање на равенки Метода на десетично делење, чија цел е да се најде интервал со должина не поголема 0.001 кој го содржи решението, тогаш било која точка на тој интервал ќе биде приближно решение на бараното решение, со грешка најмногу 0.001.
Интервалот [0,π/2] го делиме на 10 подинтервали со должина Pi/20, а потоа за секој од подинтервалите проверуваме дали важи условот f(a)f(b)<0. Само на еден од десетте подинтервали ќе биде исполнет претходниот услов, т.е. само на еден подинтервал се наоѓа точното решение, го избираме тој подинтервал и истиот го делиме на 10 нови подинтервали со должина Pi/200.
Оваа постапка ја повторуваме се додека не добиеме интервал со должина не поголема 0.001 кој го содржи решението.
x 0 π/20 2π/20 3π/20 4π/20 5π/20 6π/20 7π/20 8π/20 9π/20 10π/20
f(x) ‐1 ‐0.83 ‐0.64 ‐0.42 ‐0.18 0.078 0.355 0.646 0.948 1.257 π/2
flX0 є [4π/20,5π/20]
x 4π/200 41π/200 42π/200 43π/200 44π/200 45π/200 46π/200 47π/200 48π/200
f(x) ‐0.18 ‐0.156 ‐0.13 ‐0.105 ‐0.079 ‐0.054 ‐0.028 ‐0.001 0.025 flX0 є [47π/200, 48π/200]
...
X0=0.739085..º0.739.