Matematiikan johdantokurssi Johdatusta funktiosääntöihin ja piirtelyyn. Harjoitusta 9, tehtävien käsittelyä Maplella

Samankaltaiset tiedostot
Rautaisannos. Simo K. Kivelä

Kotilaskut 1 yms. Maple:lla Maple 2017 versio. Työarkkien yhteensopivuus taaksepäin ei ole taattu!

Funktio 1. a) Mikä on funktion f (x) = x lähtöjoukko eli määrittelyjoukko, kun 0 x 5?

Lineaarialgebra a, kevät 2019

plot(f(x), x=-5..5, y= )

Funktion määrittely (1/2)

Kaikkia alla olevia kohtia ei käsitellä luennoilla kokonaan, koska osa on ennestään lukiosta tuttua.

1.5. Trigonometriset perusyhtälöt

Matematiikan peruskurssi 2

Fysiikan matematiikka P

saadaan kvanttorien järjestystä vaihtamalla ehto Tarkoittaako tämä ehto mitään järkevää ja jos, niin mitä?

Olkoon funktion f määrittelyjoukkona reaalilukuväli (erityistapauksena R). Jos kaikilla määrittelyjoukon luvuilla x 1 ja x 2 on voimassa ehto:

8. Yhtälöiden ratkaisuja Newtonilla, animaatioita

Matematiikan tukikurssi

Matematiikan tukikurssi

mplperusteet 1. Tiedosto: mplp001.tex Ohjelmat: Maple, [Mathematica] Sievennä lauseke x 1 ( mplp002.tex (PA P1 s.2011)

0. Kertausta. Luvut, lukujoukot (tavalliset) Osajoukot: Yhtälöt ja niiden ratkaisu: N, luonnolliset luvut (1,2,3,... ) Z, kokonaisluvut

MS-A010{3,4} (ELEC*) Differentiaali- ja integraalilaskenta 1 Luento 6: Alkeisfunktioista

Funktioista. Esimerkki 1

MATP153 Approbatur 1B Ohjaus 2 Keskiviikko torstai

MS-A0102 Differentiaali- ja integraalilaskenta 1

MS-A010{3,4} (ELEC*) Differentiaali- ja integraalilaskenta 1 Luento 3: Jatkuvuus

Karteesinen tulo. Olkoot A = {1, 2, 3, 5} ja B = {a, b, c}. Näiden karteesista tuloa A B voidaan havainnollistaa kuvalla 1 / 21

* Trigonometriset funktiot suorakulmaisessa kolmiossa * Trigonometristen funktioiden kuvaajat

sin x cos x cos x = sin x arvoilla x ] π

Matemaattisen analyysin tukikurssi

Ratkaise tehtävä 1 ilman teknisiä apuvälineitä! 1. a) Yhdistä oikea funktio oikeaan kuvaajaan. (2p)

Sini- ja kosinifunktio

TRIGONOMETRISET JA HYPERBOLISET FUNKTIOT

Sekalaiset tehtävät, 11. syyskuuta 2005, sivu 1 / 13. Tehtäviä

Matematiikan tukikurssi, kurssikerta 1

Differentiaali- ja integraalilaskenta 2 Ratkaisut: loppuviikko 2

Trigonometriset funk4ot

JATKUVUUS. Funktio on jatkuva jos sen kuvaaja voidaan piirtää nostamatta kynää paperista.

Mat-C.1 harj2. Alustuksia f d 1 C sin x 1 C x 2 f := 1 C sin x

Opiskelijan pikaopas STACK-tehtäviin. Lassi Korhonen, Oulun yliopisto

MS-A0103 / Syksy 2015 Harjoitus 2 / viikko 38 / Ennakot

Matematiikan johdantokurssi, syksy 2016 Harjoitus 11, ratkaisuista

MATEMATIIKAN KOE, PITKÄ OPPIMÄÄRÄ HYVÄN VASTAUKSEN PIIRTEITÄ

Matematiikan peruskurssi 2

MS-A0003/A0005 Matriisilaskenta Laskuharjoitus 1 / vko 44

POHDIN - projekti. Funktio. Vektoriarvoinen funktio

1. Logiikan ja joukko-opin alkeet

3. Reaalifunktioiden määräämätön integraali

MS-A0003/A0005 Matriisilaskenta Laskuharjoitus 2 / vko 45

Integroimistekniikkaa Integraalifunktio

Trigonometriset funktiot

3.4 Käänteiskuvauslause ja implisiittifunktiolause

Funktiot. funktioita f : A R. Yleensä funktion määrittelyjoukko M f = A on jokin väli, muttei aina.

Funktion raja-arvo ja jatkuvuus Reaali- ja kompleksifunktiot

MATEMATIIKAN PERUSKURSSI II kevät 2018 Ratkaisut 1. välikokeen preppaustehtäviin. 1. a) Muodostetaan osasummien jono. S n =

Juuri 7 Tehtävien ratkaisut Kustannusosakeyhtiö Otava päivitetty c) sin 50 = sin ( ) = sin 130 = 0,77

Analyysi 1. Harjoituksia lukuihin 4 7 / Syksy Tutki funktion f(x) = x 2 + x 2 jatkuvuutta pisteissä x = 0 ja x = 1.

Differentiaali- ja integraalilaskenta 1 Ratkaisut 2. viikolle /

Johdatus matemaattiseen päättelyyn

Johdatus reaalifunktioihin P, 5op

z 1+i (a) f (z) = 3z 4 5z 3 + 2z (b) f (z) = z 4z + 1 f (z) = 12z 3 15z 2 + 2

MATP153 Approbatur 1B Harjoitus 6 Maanantai

Trigonometrian kaavat 1/6 Sisältö ESITIEDOT: trigonometriset funktiot

Äärettömät raja-arvot

1. Murtoluvut, murtolausekkeet, murtopotenssit ja itseisarvo

MATP153 Approbatur 1B Harjoitus 5 Maanantai

Differentiaali- ja integraalilaskenta 1. Tietokoneharjoitus: ratkaisut

MATEMATIIKAN KOE, PITKÄ OPPIMÄÄRÄ HYVÄN VASTAUKSEN PIIRTEITÄ

FUNKTION KUVAAJAN PIIRTÄMINEN

Mat-1.C Matemaattiset ohjelmistot

3 Derivoituvan funktion ominaisuuksia

Luvuilla laskeminen. Esim. 1 Laske

a) Mikä on integraalifunktio ja miten derivaatta liittyy siihen? Anna esimerkki = 16 3 =

Preliminäärikoe Tehtävät A-osio Pitkä matematiikka kevät 2016 Sivu 1 / 4

, c) x = 0 tai x = 2. = x 3. 9 = 2 3, = eli kun x = 5 tai x = 1. Näistä

Kompleksiluvut Kompleksitaso

MS-A010{3,4} (ELEC*) Differentiaali- ja integraalilaskenta 1 Luento 4: Derivaatta

13. Taylorin polynomi; funktioiden approksimoinnista. Muodosta viidennen asteen Taylorin polynomi kehityskeskuksena origo funktiolle

Trigonometriaa ja solve-komento GeoGebralla

Matriisilaskenta Laskuharjoitus 1 - Ratkaisut / vko 37

y = 3x2 y 2 + sin(2x). x = ex y + e y2 y = ex y + 2xye y2

Oletetaan, että funktio f on määritelty jollakin välillä ]x 0 δ, x 0 + δ[. Sen derivaatta pisteessä x 0 on

Täydellisyysaksiooman kertaus

(a) Kyllä. Jokainen lähtöjoukon alkio kuvautuu täsmälleen yhteen maalijoukon alkioon.

Kuvaus. Määritelmä. LM2, Kesä /160

Reaalifunktiot 1/5 Sisältö ESITIEDOT: funktiokäsite

cos x cos 2x dx a) symbolisesti, b) numeerisesti. Piirrä integroitavan funktion kuvaaja. Mikä itse asiassa on integraalin arvo?

Maksimit ja minimit 1/5 Sisältö ESITIEDOT: reaalifunktiot, derivaatta

Lineaarialgebra MATH.1040 / trigonometriaa

Reaaliluvuista. Yleistä funktio-oppia. Trigonometriset funktiot. Eksponentti- ja logaritmifunktiot. LaMa 1U syksyllä 2011

Osi+aisintegroin3. Palautetaan mieleen tulon derivoimissääntö:

Testaa taitosi Piirrä yksikköympyrään kaksi erisuurta kulmaa, joiden a) sini on 0,75 b) kosini on

Matematiikan taito 9, RATKAISUT. , jolloin. . Vast. ]0,2] arvot.

6 Funktioita ja yhtälöitä

Derivaatan sovellukset (ääriarvotehtävät ym.)

Johdatus diskreettiin matematiikkaan (syksy 2009) Harjoitus 3, ratkaisuja Janne Korhonen

l 1 2l + 1, c) 100 l=0

MS-A0102 Differentiaali- ja integraalilaskenta 1

saadaan kvanttorien järjestystä vaihtamalla ehto Tarkoittaako tämä ehto mitään järkevää ja jos, niin mitä?

Oletetaan ensin, että tangenttitaso on olemassa. Nyt pinnalla S on koordinaattiesitys ψ, jolle pätee että kaikilla x V U

Mapu I Laskuharjoitus 2, tehtävä 1. Derivoidaan molemmat puolet, aloitetaan vasemmasta puolesta. Muistetaan että:

Vastaa kaikkiin kysymyksiin (kokeessa ei saa käyttää laskinta)

Matematiikan tukikurssi

5.6 Yhdistetty kuvaus

Transkriptio:

Matematiikan johdantokurssi 2018 Harjoitusta 9, tehtävien käsittelyä Maplella Aikaisemmin tutustuimme alustavasti Mapleen, lausekkeiden käsittelyyn, jono- ja listarakenteisiin ja alkeisjoukko-oppiin. Nyt opimmme määrittelemään funktioita, tarkemmin sanottuna Maple-funktioita, joihin yleensä sisältyy vain itse sääntö, ei eksplisiittisesti lähtö- eikä maalijoukkoa. Nämä on käyttäjän itse pidettävä mielessä! restart; Johdatusta funktiosääntöihin ja piirtelyyn Maplessa (Maple-)funktioksi sanotaan jo liittämistä ilmaisevaa sääntöä, joka on muotoa nimi := muuttuja - lauseke f := x - x^2 - x + 1; f(6); f(2*x^3); f(a); f@f; # @ on funktioiden yhdistäminen fof f yhd := (f@f)(x); 31 (1.1) (1.2) (1.3) (1.4) (1.5) simplify(yhd); nelio := (f(x))^2; # neliöön korotus f(x)f(x) expand(nelio); nelio2 := (f^2)(x); (1.6) (1.7) (1.8) (1.9) f@@2; # relaation potenssi fof f f^2; # neliöön korotus ff (f@@2)(x) - (f^2)(x); (1.10) (1.11) (1.12) (1.13)

(f@@3)(x) - (f^3)(x); simplify(%); (1.14) (1.15) Mitä siis opimme funktion potensseista? f^2 on aritmeettinen neliö, f@@2 (tai f@f) yhdistäminen itsensä kanssa. Yhden muuttujan reaalifunktion kuvaajan piirto: plot(lauseke, muuttuja = väli) tai plot(maple-funktio, väli): f(x); # tämä on lauseke plot(f(x), x = -2..2); (1.16) f; # tämä on Maple-funktio f (1.17) plot(f, -2..2); Kuvattavan funktion lauseke voidaan antaa suoraankin: plot(x^3 + 2*x^2 - x + 1, x = 1..3); # lausekkeen avulla

Useampiakin kuvaajia voidaan piirtää samaan kuvioon: plot([1,x,x^2,x^3], x = -1..1); Myös kuvion pystysuuntaa voidaan säätää: plot([1,x,x^2,x^3], x = -1..1, y = -1..3);

ja pakottaa akseleilla sama skaalaus: plot([1, x, x^2, x^3], x = 0..2, scaling = constrained); Kotitehtävä 1. Funktioiden määrittely ja piirto Määritellään funktiot: f1 := x - x; # Shift-Enter jatkaa toiselle riville f2 := x - 1/(1-x); f3 := x - (x-1)/x;

f4 := x - x/(x-1); f5 := x - 1/x; f6 := x - 1-x; (2.1) Piirretään f2 plot(f2, -2..2); plot(f2, -2..2, -4..4);

Piirretään nämä kaikki samaan koordinaatistoon, alueeseen [-4, 4] x [-4, 4]. Laitetaan funktiot hakasulkujen sisään listaksi: plot([f1,f2,f3,f4,f5,f6], -4..4, -4..4);

Funktioiden f1 ja f6 määrittelyjoukko on R, funktioiden f2 ja f4 määrittelyjoukko on R \ {1}, funktioiden f3 ja f5 määrittelyjoukko on R \ {0}. Kaikkien yhteiseksi määrittelyjoukoksi käy kunkin määrittelyjoukon leikkaus eli R \ {0, 1} Toinen järkevä mahdollisuus on rajoittua jollekin välille, ehdota! Kotitehtävä 2. Funktioiden yhdistelyt ja taulukko Funktiot on jo edellä määritelty Mapleen. Kokeillaan yhdistelyä: (f3@f4)(x); (3.1) simplify(%); 1 Harjoitellaan listojen ja taulukoiden muodostamista: seq(2*a, a = 1..6); seq([seq(a*b, a = 1..6)], b = 1..4); [seq([seq(a*b, a = 1..6)], b = 1..4)]; matrix([seq([seq(a*b, a = 1..6)], b = 1..4)]); (3.2) (3.3) (3.4) (3.5) (3.6) Sama voidaan saada aikaan korvaamalla juoksevat indeksit a ja b listoilla: matrix([seq([seq(a*b, a = [1,2,3,4,5,6])], b = [1,2,3,4])]); (3.7) Käytetään tätä nyt funktioihin ja niiden yhdistelyihin, korvataan tulo a*b yhdistetyn funktion lausekkeella (f@g)(x) ja näiden f ja g arvoiksi funktiolistan jäsenet: Flista := [f1,f2,f3,f4,f5,f6]; Taulukko := matrix([seq([seq((f@g)(x), g = Flista)], f = Flista)]); (3.8) (3.9)

(3.9) simplify(taulukko); (3.10)

Tulkitsemalla nämä takaisinpäin saadaan taulukko (kirjoittamalla itse!) matrix([['f', f1, f2, f3, f4, f5, f6], [f1, f1, f2, f3, f4, f5, f6], [f2, f2, f3, f1, f6, f4, f5], [f3, f3, f1, f2, f5, f6, f4], [f4, f4, f5, f6, f1, f2, f3], [f5, f5, f6, f4, f3, f1, f2], [f6, f6, f4, f5, f2, f3, f1]]); (3.11) Kotitehtävä 3. Lisää yhdistelyjä Taulukosta saadaan (katsomalla toistuvasti) helposti pyydetyt laskut, mutta myös Maplella suoraan: Kohta a) (f3 @ f3 @ f3)(x); # tai seuraavasti: (4.1) (f3@@3)(x); (4.2) simplify(%); x Tulos on siis. Samoin seuraavassa: Kohta b) Yhdistetään perätysten alkeellisimmalla tavalla f1(f2(f3(f4(f6(x))))); 1 (4.3) (4.4)

Tehtävä: Tee edellinen myös käyttäen yhdistämisoperaattoria @ (f1@f2@f3@f4@f6)(x); # <-- tuohon kirjoita! 1 (4.5) simplify(%); Tulos on siis. Tämän näet varmaan sieventämällä! Kohta c) Mikä yhdistettynä funktioon antaa funktion? Taulukosta nähdään F =. Kohta d) Koska o =, eli o G =, on oltava G =. (4.6) Kotitehtävä 4. Yksikköympyrälle pisteitä with(plots): ympyrä := plot([sin(t), cos(t), t=0..2*pi], scaling = constrained): parametrilista := [-Pi/3, 11*Pi/4,-3*Pi/4, 5*Pi/6]; (5.1) pistelista := [seq([cos(x), sin(x)], x = parametrilista)]; (5.2) pisteet := plot(pistelista, style=point, symbol=circle, symbolsize=25, color=blue): display(ympyrä, pisteet); 'sin(-pi/3)' = sin(-pi/3), 'cos(-pi/3)' = cos(-pi/3); (5.3) 'sin(11*pi/4)' = sin(11*pi/4), 'cos(11*pi/4)' = cos(11*pi/4); (5.4)

(5.4) 'sin(-3*pi/4)' = sin(-3*pi/4), 'cos(-3*pi/4)' = cos(-3*pi/4); (5.5) 'sin(5*pi/6)' = sin(5*pi/6), 'cos(5*pi/6)' = cos(5*pi/6); `?` (5.6) Kotitehtävä 5. Muuttujan x arvot solve(sin(x) = 0.9093, x); 1.141598837 Pi - solve(sin(x) = 0.9093, x); 1.999993817 evalf(pi - solve(sin(x) = 0.9093, x)); 1.999993817 solve(cos(x) = -0.4161, x); 1.999948492 a) Ratkaisu: x = noin 2 solve(tan(x) = -0.3746, x); evalf(% + Pi); 2.783172715 solve(cot(x) = 2.670, x); 0.3583601613 evalf(% + Pi); 3.499952815 b) Ei ratkaisua, koska tan ja cot ovat aina samanmerkkiset! solve(sec(x) = 1.851, x); 1.000063924 solve(csc(x) = 1.188, x); 1.000518173 c) Ratkaisu: x = noin 1 (6.1) (6.2) (6.3) (6.4) (6.5) (6.6) (6.7) (6.8) (6.9) (6.10) Kotitehtävä 6. Muiden trigonometristen arvot a) x := arcsin(-5/13); (7.1) cos(x), tan(x), cot(x); (7.2)

Mutta näissä onkin vääriä etumerkkejä! Mitkä ovat oikeat? b) x := arccos(3/5); (7.3) sin(x), tan(x), cot(x); (7.4) Mutta näissä onkin vääriä etumerkkejä! Mitkä ovat oikeat? c) x := arctan(2*sqrt(2)); sin(x), cos(x), cot(x); (7.5) (7.6) Mutta näissäkin on vääriä etumerkkejä! Mitkä ovat oikeat? d) x := arccot(-1/2); (7.7) cot(x); tan(x); sin(x); cos(x); (7.8) (7.9) (7.10) (7.11) Nämä lienevät sattuneet oikein?