Derivasjon ekstremverdier Forelesning i Matematikk 1 TMA4100



Like dokumenter
Ekstremverdier Mellomverdisatsen Forelesning i Matematikk 1 TMA4100

Derivasjon Forelesning i Matematikk 1 TMA4100. Hans Jakob Rivertz Institutt for matematiske fag 2. september 2011

Potensrekker Forelesning i Matematikk 1 TMA4100

Kontinuitet og derivasjon Forelesning i Matematikk 1 TMA4100

Første og andrederivasjons testen Anvendt optimering Forelesning i Matematikk 1 TMA4100

Potensrekker Forelesning i Matematikk 1 TMA4100

TMA4100 Matematikk 1 for MTDESIG, MTIØT-PP, MTMART og MTPROD høsten 2010

TMA4100 Matematikk 1, høst 2013

. Følgelig er csc 1 ( 2) = π 4. sin θ = 3

TMA4100 Matematikk 1, høst 2013

Potensrekker Forelesning i Matematikk 1 TMA4100

Derivasjon Forelesning i Matematikk 1 TMA4100. Hans Jakob Rivertz Institutt for matematiske fag 30. august 2011

Løsningsforslag til eksamen i MAT111 Vår 2013

. 2+cos(x) 0 og alle biter som inngår i uttrykket er kontinuerlige. Da blir g kontinuerlig i hele planet.

Newtons metode - Integrasjon Forelesning i Matematikk 1 TMA4100

Areal mellom kurver Volum Forelesning i Matematikk 1 TMA4100

TMA4100: Repetisjon før midtsemesterprøven

Løsningsforslag til underveisvurdering i MAT111 vår 2005

MA forelesning

TMA4100 Matematikk 1, høst 2013

Integrasjon Forelesning i Matematikk 1 TMA4100

TMA4100 Matematikk 1, høst 2013

Matematikk 1 (TMA4100)

TMA4120 Matematikk 4K Høst 2015

TMA4100 Matematikk 1 Høst 2014

= x lim n n 2 + 2n + 4

Flere anvendelser av derivasjon

NTNU MA0003. Ole Jacob Broch. Norwegian University of Science and Technology. MA0003 p.1/29

dg = ( g P0 u)ds = ( ) = 0

Vi regner først ut de nødvendige partiellderiverte for å se om vektorfeltet er konservativt. z = 2z, F 2 F 2 z = 2y, F 3. x = 2x, F 3.

Funksjoner Forelesning i Matematikk 1 TMA4100. Hans Jakob Rivertz Institutt for matematiske fag 19. august 2010

Matematikk 1 (TMA4100)

lny = (lnx) 2 y y = 2lnx x y = 2ylnx x = 2xlnx lnx

x 3 x x3 x 0 3! x2 + O(x 7 ) = lim 1 = lim Denne oppgaven kan også løses ved hjelp av l Hôpitals regel, men denne må da anvendes tre ganger.

Konvergenstester Forelesning i Matematikk 1 TMA4100

UNIVERSITETET I AGDER

Funksjoner Forelesning i Matematikk 1 TMA4100. Hans Jakob Rivertz Institutt for matematiske fag 18. august 2011

. Følgelig er csc 1 ( 2) = π 4. sinθ = 3

Løsningsforslag: Eksamen i Brukerkurs for informatikere MA 0003, onsdag 30. november 2005

Volum Lengde Areal Forelesning i Matematikk 1 TMA4100

LØSNINGSFORSLAG EKSAMEN I GRUNNKURS I ANALYSE I (MA1101/MA6101)

Den deriverte og derivasjonsregler

Institutt for Samfunnsøkonomi. Utlevering: Kl. 09:00 Innlevering: Kl. 14:00

Innlevering BYPE2000 Matematikk 2000 HIOA Obligatorisk innlevering 2 Innleveringsfrist Tirsdag 1. april 2014 kl. 12:45 Antall oppgaver: 8+2

Løsningsforslag. 3 x e. g(x) = 1 + x4 x 2

arbeid - massesenter - Delvis integrasjon Forelesning i Matematikk 1 TMA4100

Trasendentale funksjoner

Oppfriskningskurs Sommer 2019

Deleksamen i MAT111 - Grunnkurs i Matematikk I

UNIVERSITETET I BERGEN Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet. Eksamen i MAT111 Grunnkurs i matematikk I Løsningsforslag

MAT Grublegruppen Uke 36

TMA4100 Matematikk 1, høst 2013

TMA4100 Matematikk1 Høst 2008

Konvergenstester Forelesning i Matematikk 1 TMA4100

TMA4100 Matematikk 1 for MTDESIG, MTIØT-PP, MTMART og MTPROD høsten 2010

Oppgave 1. Oppgave 2

Anbefalte oppgaver - Løsningsforslag

Løsningsforslag til eksamen i MA0002, Brukerkurs i matematikk B

MAT jan jan jan MAT Våren 2010

Integrasjon Fundamentalteoremet Substitusjon Forelesning i Matematikk 1 TMA4100

Løsningsforslag, midtsemesterprøve MA1101, 5.oktober 2010

Løsningsforslag, eksamen MA1101/MA6101 Grunnkurs i analyse I, vår 2009

Fremdriftplan. I går. I dag. 2.5 Uendelige grenser og vertikale asymptoter 2.6 Kontinuitet

Notasjon i rettingen:

Eksamen i emnet MAT111/M100 - Grunnkurs i matematikk I Mandag 15. desember 2003, kl (15) LØYSINGSFORSLAG OPPGÅVE 2:

f =< 2x + z/x, 2y, 4z + ln(x) >.

y = x y, y 2 x 2 = c,

Løsningsforslag eksamen i TMA4100 Matematikk desember Side 1 av 7

Oppgave 2 Løs oppgavene I og II, og kryss av det alternativet (a, b eller c) som passer best. En funksjon er ikke deriverbar der:

Funksjonsdrøfting MAT111, høsten 2017

x n+1 = x n f(x n) f (x n ) = x n x2 n 3

NTNU. TMA4100 Matematikk 1 høsten Løsningsforslag - Øving 5. Avsnitt Vi vil finne dx ( cos t dt).

MA oppsummering så langt

Eksamensoppgavehefte 1. MAT1012 Matematikk 2: Mer funksjonsteori i en og flere variabler

Institutionen för Matematik, KTH

Taylor-polynom. Frå læreboka Kalkulus med én og ere variabler"av Lorentzen, Hole og Lindstrøm, Universitetsforlaget 2003

NTNU Institutt for matematiske fag. TMA4100 Matematikk 1 høsten Løsningsforslag - Øving 8. Oppgave 1. Oppgave 2

Forelesning Matematikk 4N

Formelsamling Kalkulus

En (reell) funksjon f fra en (reell) mengde D er en regel som til hvert element x D tilordner en unik verdi y = f (x).

Areal - difflikninger - arbeid Forelesning i Matematikk 1 TMA4100

MA1102 Grunnkurs i analyse II Vår 2019

Eksamensoppgave i MA1101/MA6101 Grunnkurs i analyse I. LØSNINGSFORSLAG

Løsningsforslag til underveiseksamen i MAT 1100, 6/

Funksjonsdrøfting MAT111, høsten 2016

x(x 1)(x 2) p(x) = 3,0 1( 1 1)( 1 2) Newtons interpolasjonsformel: Tabellen over dividerte differenser er gitt ved

Repetisjon i Matematikk 1: Derivasjon 2,

MAT 100a - LAB 3. Vi skal først illustrerere hvordan Newtons metode kan brukes til å approksimere n-te roten av et positivt tall.

Løsningsforslag Eksamen M100 Høsten 1998

MAT 1001, Høsten 2009 Oblig 2, Løsningsforslag

Løsningsforslag til Obligatorisk innlevering 7

Alle svar skal grunngis. Alle deloppgaver har lik vekt.

x 2 2 x 1 =±x 2 1=x 2 x 2 = y 3 x= y 3

EKSAMEN I EMNET Løsning: Mat Grunnkurs i Matematikk I Mandag 14. desember 2015 Tid: 09:00 14:00

OPPGAVESETT MAT111-H16 UKE 44. Oppgaver til seminaret 4/11

y (t) = cos t x (π) = 0 y (π) = 1. w (t) = w x (t)x (t) + w y (t)y (t)

ECON2200: Oppgaver til plenumsregninger

S1 Eksamen våren 2009 Løsning

TMA4100 Matematikk 1, 4. august 2014 Side 1 av 12. x 2 3x +2. x 2

Transkript:

Derivasjon ekstremverdier Forelesning i Matematikk TMA400 Hans Jakob Rivertz Institutt for matematiske fag 6. september 20

Kapittel 3.. Hyperbolske funksjoner

3 Hyperbolske funksjoner Definisjon (Grunndefinisjoner) (e x + e x ) Hyperbolsk cosinus: cosh x = 2 ) Hyperbolsk sinus: sinh x = 2 (e x e x Definisjon (Avledede definisjoner) tanh x = sinh x cosh x cosh x, coth x = sinh x, sech x =! cosh x og csch x = sinh x.

4 Grafene til hyperbolske funksjoner 2 y = sinh x y = cosh x

5 Identiteter for hyperbolske funksjoner sinh 2x cosh 2x = cosh 2 x sinh 2 x = 2 cosh x sinh x = cosh 2 x + sinh 2 x sinh 2 x = (cosh 2x ) 2 cosh 2 x = (cosh 2x + ) 2 tanh 2 x = sech 2 x coth 2 x = + csch 2 x Tabell: Identiteter

6 Deriverte av hyperbolske funksjoner d dx d dx d dx d dx d dx d dx ( ) cosh x ( ) sinh x ( ) tanh x ( ) coth x ( ) sech x ( ) csch x = sinh x = cosh x = sech 2 x = csch 2 x = sech x tanh x = sinh x coth x Tabell: Deriverte hyp. funksjoner.

7 Inverse hyperbolske funksjoner cosh x = ln(x + x 2 ), x sinh x = ln(x + x 2 + ), x R 2 2

8 Nyttige identiteter for hyp. funksjoner sech x csch x coth x = cosh x = sinh x = tanh x

9 Derivasjon av inverse hyperbolske funksjoner d dx (sinh x) = d dx (cosh x) = d dx (tanh x) = x 2 + x 2 x 2

Kapittel 3.0. Linearisering og differensialer

Linearisering Definisjon Lineariseringen til f(x) i punktet x = a er gitt ved funksjonen som har graf lik tangenten til y = f(x) i x = a. Formel for lineariseringen i x = a er gitt ved Definisjon L(x) = f(a) + f (a)(x a) L(x) kalles Standard lineær-tilnærmingen Anvendelser: Nummerisk tilnærming av funksjoner.

2 Et eksempel Eksempel Lineariseringen til f(x) = e x i punktet x = 0 er gitt ved L(x) = e 0 + e 0 (x 0) = + x

3 Grafiske eksempler 2 y = e x Lineariseringen til f(x) = e x i x = 0 er L(x) = x +.

3 Grafiske eksempler 2 y = x 2 2 y = e x Lineariseringen til f(x) = e x i x = 0 er L(x) = x +. Lineariseringen til f(x) = x 2 i x = er L(x) = 2x.

4 Differensialer Definisjon Vi innfører to nye variable størrelser dx og dy. Differensialet dy til en funksjon y = f(x) i punktet x = a er gitt ved dy = f (a)dx NB! dy er en funksjon av dx. Vi sier at dx er en uavhengig størrelse, mens dy avhenger av dx.

5 Differensialer figur 2 x dx = x y = f(x + x) f(x) dy = f ()dx y = x 2 y dy dx

6 Estimering Eksakt verdi f(a + dx) = f(a) + y Tilnærmet verdi f(a + dx) f(a) + dy

7 liten Hvor stor Funksjon f(x) er feilen i differensialet dy?

7 liten Hvor stor Funksjon f(x) La x endres fra a til a + x. er feilen i differensialet dy?

7 liten Hvor stor er feilen i differensialet dy? Funksjon f(x) La x endres fra a til a + x. y = f(a + x) f(a) (Eksakt verdi av endring av y = f(x))

7 liten Hvor stor er feilen i differensialet dy? Funksjon f(x) La x endres fra a til a + x. y = f(a + x) f(a) (Eksakt verdi av endring av y = f(x)) dy = f (a) x (Differensialet til y = f(x) i x = a)

7 liten Hvor stor er feilen i differensialet dy? Funksjon f(x) La x endres fra a til a + x. y = f(a + x) f(a) (Eksakt verdi av endring av y = f(x)) dy = f (a) x (Differensialet til y = f(x) i x = a) Feilen i dy er y dy

7 liten Hvor stor er feilen i differensialet dy? Funksjon f(x) La x endres fra a til a + x. y = f(a + x) f(a) (Eksakt verdi av endring av y = f(x)) dy = f (a) x (Differensialet til y = f(x) i x = a) Feilen i dy er y dy Teorem La f(x) være deriverbar i x = a. Feilen i dy er lik ǫ x der ǫ er en størrelse som er avhengig av x og som går mot null når x går mot null. y = f (a) x + ǫ x

Kapittel 4.. Funksjoners ekseremverdier

9 Global maksimum og minimum Definisjon Gitt en funksjon f med definisjonsmengde D. Globalt maksimum i x = c: f(x) f(c) for alle x i D Globalt minimum i x = c: f(x) f(c) for alle x i D y = x 2 y = x

20 Figur globale maksimum og minimum y = x 2 To globale minimum Funksjonen med blå graf har globalt minimum men ikke maksimum y = x

2 Ekstremverditeoremet Teorem Gitt lukket intervall I = [a, b]. Hvis f kontinuerlig på I = [a, b], da har f Globalt maksimum i [a, b] og 2 Globalt minimum i [a, b]

22 Eksempler: a) b) a c) x b a d) x b a x b a x b

23 Eksempel: Ingen global maksimum Hvilken betingelse mangler for at vi kan bruke ekstremverdi-teoremet? a b x

24 Lokale ekstrema Definisjon Gitt en funksjon f med definisjonsmengde D og et indre punkt c i D Lokalt maksimum i x = c: f(x) f(c) for alle x i et åpent intervall som inneholder c Lokalt minimum i x = c: f(x) f(c) for alle x i et åpent intervall som inneholder c

25 Førstederivertetesten for lokale ekstrema Teorem Hvis Da er f(x) har lokalt eksremverdi i indre punkt x = c og f (c) er definert. f (c) = 0

26 Kritisk punkt Gitt funksjon f med definisjonsmengde D Definisjon Et indre c punkt i D kalles et kritisk punkt for f hvis enten f (x) ikke er definert i x = c eller f (c) = 0 Eksempel Finn kritiske punkt for f(x) = 3 (9 x) x 2, 4 x 8.

27 Figur for eksempel f(x) = 3 (9 x) x 2, 4 x 8 6 2 3 26 2 3 0 4 2 8 6 4 2 2 4 6 Kritiske punkter

28 Analyse - å finne ekstrema Om å finne absolutte ekstrema av kontinuerlig funksjon på et lukket begrenset intervall. Finn f sin verdi i alle kritiske punkter og endepunktene 2 Plukk den minste og største verdien. Eksempel Finn den største og minste verdien av f(x) = 3 (9 x) x 2

Kapittel 4.2. Mellomverdisatsen

30 Rolles teorem Teorem (Rolles teorem) Hvis f(x) kontinuerlig på [a, b], y f (c) = 0 deriverbar på (a, b) og f(a) = f(b) Da finnes minst en c på (a, b) slik at f (c) = 0. a c b x Eksempel Vis at x 3 + 6x + = 0 har bare en løsning.

3 Mellomverdisatsen Teorem (Mellomverdisatsen) Hvis f(x) kontinuerlig på [a, b] og deriverbar på (a, b) Da finnes minst en c på (a, b) slik at f(b) f(a) b a = f (c). a c b x Eksempel y Stigning f (c) La f(x) = x 2 og [a, b] = [0, ]. Venstre side: f(b) f(a) b a = 2 0 2 0 =. Løser d dx x 2 = 2x =. Dvs c = 0,5.

32 Innlysende??? Korollar () Hvis f (x) = 0 for hvert punkt i det åpne området (a, b) så er f(x) konstant på (a, b). f(x) = C.

32 Innlysende??? Korollar () Hvis f (x) = 0 for hvert punkt i det åpne området (a, b) så er f(x) konstant på (a, b). f(x) = C. Korollar (2) f (x) = g (x) for hvert punkt i det åpne området (a, b) så finnes en konstant C slik at f(x) = g(x) + C for alle x (a, b). Det betyr f g er konstant på (a, b).

33 Logaritme-lovene Vi kan bruke korollar 2 av mellomverdisatsen for å vise Logaritme lovene. Bevis av at ln x a = ln x ln a. La f(x) = ln(x/a) med derivert f (x) = x/a (/a) = x. La g(x) = ln x ln a med derivert g = x. Fra korollaret har vi f(x) = g(x) + c. Bestemmer c ved å sette x = a: c = f(x) g(x) = f(a) g(a) = ln(x/a) (ln a ln a) = ln 0 = 0