Raja-arvo ja jatkuvuus, L5



Samankaltaiset tiedostot
1.4 Funktion jatkuvuus

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

5 Differentiaalilaskentaa

Matematiikan tukikurssi

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

Funktion raja-arvo ja jatkuvuus Reaali- ja kompleksifunktiot

Raja arvokäsitteen laajennuksia

Luku 2. Jatkuvien funktioiden ominaisuuksia.

2 Raja-arvo ja jatkuvuus

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

Mikäli funktio on koko ajan kasvava/vähenevä jollain välillä, on se tällä välillä monotoninen.

1. Olkoon f :, Ratkaisu. Funktion f kuvaaja välillä [ 1, 3]. (b) Olkoonε>0. Valitaanδ=ε. Kun x 1 <δ, niin. = x+3 2 = x+1, 1< x<1+δ

Juuri 6 Tehtävien ratkaisut Kustannusosakeyhtiö Otava päivitetty

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

Kertaus. x x x. K1. a) b) x 5 x 6 = x 5 6 = x 1 = 1 x, x 0. K2. a) a a a a, a > 0

5 Funktion jatkuvuus ANALYYSI A, HARJOITUSTEHTÄVIÄ, KEVÄT Määritelmä ja perustuloksia. 1. Tarkastellaan väitettä

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

3 Raja-arvo ja jatkuvuus

DIFFERENTIAALI- JA INTEGRAALILASKENTA I.1. Ritva Hurri-Syrjänen/Syksy 1999/Luennot 6. FUNKTION JATKUVUUS

Talousmatematiikan perusteet: Luento 5. Käänteisfunktio Yhdistetty funktio Raja-arvot ja jatkuvuus

5 Funktion jatkuvuus ANALYYSI A, HARJOITUSTEHTÄVIÄ, KEVÄT Määritelmä ja perustuloksia

Kertaus. x x x. K1. a) b) x 5 x 6 = x 5 6 = x 1 = 1 x, x 0. K2. a) a a a a, a > 0

MS-A0102 Differentiaali- ja integraalilaskenta 1

Positiivitermisten sarjojen suppeneminen

Toispuoleiset raja-arvot

Lisätehtäviä. Rationaalifunktio. x 2. a b ab. 6u x x x. kx x

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

Talousmatematiikan perusteet: Luento 5. Käänteisfunktio Yhdistetty funktio Raja-arvot ja jatkuvuus

Luku 4. Derivoituvien funktioiden ominaisuuksia.

Tekijä Pitkä matematiikka a) Ratkaistaan nimittäjien nollakohdat. ja x = 0. x 1= Funktion f määrittelyehto on x 1 ja x 0.

Ratkaisuehdotus 2. kurssikokeeseen

MAB3 - Harjoitustehtävien ratkaisut:

Sinin jatkuvuus. Lemma. Seuraus. Seuraus. Kaikilla x, y R, sin x sin y x y. Sini on jatkuva funktio.

Johdatus reaalifunktioihin P, 5op

VASTAA YHTEENSÄ KUUTEEN TEHTÄVÄÄN

1 Peruslaskuvalmiudet

Ratkaisuehdotus 2. kurssikoe

6 Eksponentti- ja logaritmifunktio

Reaalifunktioista 1 / 17. Reaalifunktioista

A = (a 2x) 2. f (x) = 12x 2 8ax + a 2 = 0 x = 8a ± 64a 2 48a x = a 6 tai x = a 2.

Vastausehdotukset analyysin sivuainekurssin syksyn välikokeeseen

r > y x z x = z y + y x z y + y x = r y x + y x = r

k-kantaisen eksponenttifunktion ominaisuuksia

1.5 Suljetulla välillä jatkuva funktio. Perusominaisuudet.

Funktiot, L4. Funktio ja funktion kuvaaja. Funktio ja kuvaus. Yhdistetty funktio. eksponenttifunktio. Logaritmi-funktio. Logaritmikaavat.

Luentoesimerkki: Riemannin integraali

PRELIMINÄÄRIKOE PITKÄ MATEMATIIKKA

Y ja

1.1. YHDISTETTY FUNKTIO

3.4 Rationaalifunktion kulku ja asymptootit

Analyysi 1. Harjoituksia lukuihin 1 3 / Syksy Osoita täsmällisesti perustellen, että joukko A = x 4 ei ole ylhäältä rajoitettu.

Differentiaalilaskenta 1.

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

Rationaalilauseke ja -funktio

MAB3 - Harjoitustehtävien ratkaisut:

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

Matematiikan tukikurssi, kurssikerta 3

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

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

3.3 Paraabeli toisen asteen polynomifunktion kuvaajana. Toisen asteen epäyhtälö

Matemaattisen analyysin tukikurssi

Matematiikan tukikurssi

Integroimistekniikkaa Integraalifunktio

Matematiikan tukikurssi, kurssikerta 1

Reaalilukuvälit, leikkaus ja unioni (1/2)

Vastaus: 10. Kertausharjoituksia. 1. Lukujonot lim = lim n + = = n n. Vastaus: suppenee raja-arvona Vastaus:

4.1 Kaksi pistettä määrää suoran

Injektio (1/3) Funktio f on injektio, joss. f (x 1 ) = f (x 2 ) x 1 = x 2 x 1, x 2 D(f )

Differentiaali- ja integraalilaskenta 1 Ratkaisut 2. viikolle /

Lue tehtävänannot huolella. Tee pisteytysruudukko 1. konseptin yläreunaan. ILMAN LASKINTA -OSIO! LASKE KAIKKI SEURAAVAT TEHTÄVÄT:

Matemaatiikan tukikurssi

MS-A0202 Differentiaali- ja integraalilaskenta 2 (SCI) Luento 2: Usean muuttujan funktiot

Funktion. Käänteisfunktio. Testi 3. Kauhava Aiheet. Funktio ja funktion kuvaaja. Funktion kasvaminen ja väheneminen.

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

Linkkejä kurssi2 / Etälukio (edu.) kurssi8 / Etälukio (edu.) (Suurinta osaa tämän linkin takana olevasta materiaalista pohdimme vasta huomenna!

Täydellisyysaksiooman kertaus

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

3 Suorat ja tasot. 3.1 Suora. Tässä luvussa käsitellään avaruuksien R 2 ja R 3 suoria ja tasoja vektoreiden näkökulmasta.

Analyysi I (sivuaineopiskelijoille)

MATP153 Approbatur 1B Harjoitus 4 Maanantai

Selvästi. F (a) F (y) < r x d aina, kun a y < δ. Kolmioepäyhtälön nojalla x F (y) x F (a) + F (a) F (y) < d + r x d = r x

MS-A0207 Differentiaali- ja integraalilaskenta 2 (CHEM) Luento 2: Usean muuttujan funktiot

0 kun x < 0, 1/3 kun 0 x < 1/4, 7/11 kun 1/4 x < 6/7, 1 kun x 1, 1 kun x 6/7,

MATP153 Approbatur 1B Ohjaus 2 Keskiviikko torstai

Yleisiä integroimissääntöjä

Kompleksianalyysi viikko 3

Matemaattisen analyysin tukikurssi

MATEMATIIKAN JA TILASTOTIETEEN LAITOS Analyysi I Harjoitus alkavalle viikolle Ratkaisuehdotuksia (7 sivua) (S.M)

Matemaattisen analyysin tukikurssi

Todista raja-arvon määritelmään perustuen seuraava lause: Jos lukujonolle a n pätee lima n = a ja lima n = b, niin a = b.

Funktion raja-arvo. lukumäärien tutkiminen. tutkiminen

jakokulmassa x 4 x 8 x 3x

Funktiojonot ja funktiotermiset sarjat Funktiojono ja funktioterminen sarja Pisteittäinen ja tasainen suppeneminen

Diskreetin matematiikan perusteet Laskuharjoitus 1 / vko 8

3.1 Väliarvolause. Funktion kasvaminen ja väheneminen

Funktion suurin ja pienin arvo DERIVAATTA,

Tekijä MAA2 Polynomifunktiot ja -yhtälöt = Vastaus a)

Tenttiin valmentavia harjoituksia

Transkriptio:

ja jatkuvuus, L5

1 Wikipedia: (http://fi.wikipedia.org/wiki/ )

2 Funktion f () = 2 4 2 a ei voi laskea kohdassa = 2. Jos eroaa kahdesta ( 2), niin funktion voidaan laskea ja seuraavasta taulukosta nähdään, että t ovat sitä lähempänä 4:ää mitä lähempänä on 2:ta f () 1.9 3.9l 1.99 3.99 1.999 3.999 2.000 2.001 4.001 2.01 4.01 2.1 4.1 Asia ilmaistaan merkinnällä 2 4 lim 2 2 = 4 Lue:, kun lähestyy a 2, lausekkeesta ( 2 4)/( 2) on 4.

3 Toinen paljon käytetty merkintätapa on f () 4, 2, tai f () 2 4. Lue: f () lähestyy 4:ää, kun lähestyy 2:ta

4 Määritelmä: Funktion f () raja- kohdassa a on b (eli lim a f () = b), jos jokaista e > 0 kohti on olemassa vastaava d > 0 siten, Että f () ( a < d) ( f () b < e). b + e b b e a d a a + d

Esimerkkejä raja-n laskemisesta 5 2 9 lim 3 3 ( + 3) ( 3) ( + 3) = lim = lim = 6 3 1 ( 3) 3 1 3 3 2 lim 3 3 2 1 lim 2 1 2 ( 3) = lim 3 1 ( 3) = lim 2 3 1 = 9 = 22 1 2 1 = 3

, harjoitus 6 Laske seuraavat raja-t ( 2 + (1) lim 0 2 + 5 ( 2 + 1 (2) lim 0 2 + 5 ) = ) = y Lisäpohdinta-aihe: Miltä esimerkin funktioiden f () = ( 2 + )/( 2 + 5) ja g() = ( 2 + 1)/( 2 + 5) kuvaajat näyttäisivät, jos kuvaajista piirrettäisiin isompi alue (esim 10 < 10)?

, harjoitus, jatkuu 7 Lisäpohdinnan tulos y f () = 2 + 2 +5 g() = 2 +1 2 +5 g() f ()

, olemassaola 8 a ei aina ole olemassa. Esimerkiksi funktiolla { f () = 1 f () = 2, kun 2 f (2) = 5 ei ole raja-a kohdassa = 2. y 10 5 0 0 1 2 3 4-5 -10

, olemassaola 9 Edellisen esimerkin perustelu. Perutelemme väitteen: Ei ole niin, että: on olemassa b siten, että kaikilla e > 0 on olemassa d > 0 niin, että ( 2 < d) ( f () b < e). perustelemalla vahvemman väitteen: Valitaan b, e > 0 ja d > 0 miten tahansa, niin aina löytyy sellainen :n, että 2 < d mutta f () b > e. Olkoon M = b + e. Valitaan = min(2 + d 2, 2 + 1 2M ). Silloin 2 d < < 2 + d ja f () b = 1 b 2M b = 2 b + 2e b > e 2

10 Määritelmä 1: Funktio f () on jatkuva kohdassa = 0, jos funktion kohdassa = 0, eli f ( 0 ), on hyvin määritelty (eli laskettavissa) funktion raja- kohdassa = 0, eli lim 0 f (), on olemassa ja raja- ovat samat, eli f ( 0 ) = lim 0 f (). Määritelmä 2: Funktio f () on jatkuva välillä (a,b), jos se on jatkuva jokaisessa välin (a,b) kohdassa (pisteessä).

11 Havainnollinen kuvailu: Funktio f () on jatkuva, jos sen kuvaaja voidaan piirtää nostamatta kynää paperista. y y jatkuva epäjatkuva y y epäjatkuva epäjatkuva

12 Jatkuvia funktioita: Polynomifunktio on jatkuva määrittelyjoukossaan. Eksponenttifunktio on jatkuva määrittelyjoukossaan. Logaritmifunktio on jatkuva määrittelyjoukossaan. Epäjatkuvia funktioita: f : 1 on epäjatkuva 0:ssa. Rationaalifunktio g : P() Q() nollakohdissa (Q() = 0). Paloittain määritelty funktio on epäjatkuva nimittäjän { f (), kun a h : g(), kun > a on epäjatkuva kohdassa = a, jos lim a f () lim a+ g().

13 Tämän kurssin osalta jatkuvuudesta riittää edellä annettu havainnollinen kuvailu: Funktio on jatkuva, jos siinä ei ole epäjatkuvuuskohtaa, jossa kuvaaja katkeaa. Myöhemmin, jos opinnoissasi tai työtehtävissäsi esimerkiksi optimoit tai käytät dynaamista mallinnusta, niin joudut paneutumaan jatkuvuuteen paljon tarkemmin. Nyt on hyvä saada konkreettinen, helppo ja luonnollinen esikäsitys asiasta. -käsite tulee toistumaan kurssin materiaalissa melko usein. Kiinnitä siihen huomioita. Jos -sanan jälkeiset adjektiivit ovat aina tärkeitä!

14 Lause: Jos funktio on keltainen ja kuohkea, niin se on pirtsakka. Lauseesta ei seuraa, että pirtsakka funktio olisi keltainen. Lause ei sano mitään sinisen funktion pirtsakkuudesta. Sekin voi olla pirtsakka. Lause ei sano että kaikki keltaiset funktiot ovat pirtsakoita. Funktiolta vaaditaan myös kuohkeus. Kaikki Jos -sanan jälkeiset adjektiivit ovat tärkeitä! Jatkossa adjektiivin keltainen paikalla on usein adjektiivi jatkuva.

15 Lause: Suljetulla välillä määritelty jatkuva funktio saa suurimman nsa jossakin määrittelyvälin pisteessä. Sama hieman toisin: Olkoon f : [a,b] R jatkuva. Silloin on olemassa luku [a,b] siten, että f ( ) f ( 0 ), 0 [a,b]. Vielä hieman toisin: Olkoon f : [a,b] R jatkuva. Silloin on olemassa luku [a,b] siten, että f ( ) on suurin luvuista {f (c) c [a,b]}

16 Emme todista lausetta täsmällisesti. Riittävä geometrinen ymmärrys syntyy seuraavasti: Edellinen lause sisälsi kaksi jos -sanan jälkeistä ehtoa (1) Funktio f on määritelty suljetulla välillä [a,b], (2) Funktio f on jatkuva välillä [a,b]. Ehdoista seuraa, että funktion on hyvin määritelty välin päätepisteissä. Piirretään koordinaatistoon ensin pisteet (a,f (a)) ja (b,f (b)). Sitten piirrämme kuvaajan näiden pisteiden väliin yhdellä jatkuvalla vedolla nostamatta kynää paperista. Kokemuksen mukaan on olemassa raja y = M, jonka yläpuolella kynä ei käy. Asetetaan viivotin vaakasuoraan korkeudelle M + 1. Vedetään viivotinta alaspäin, kunnes se koskettaa kuvaajaa. Kosketuskohdasta näemme funktion suurimman n f ( ) ja myös sen kohdan, jossa suurin saadaan.

17 Edellisen lauseen kumpikin ehto on tarpeen. esimerkki 1: Funktio f :]0,1[, 0,5 + 0,5 on jatkuva, mutta määrittelyväli on avoin. Tässä tapauksessa funktio ei saa suurinta a välillä ]0,1[. y f () = 0,5 + 0,5 0 1

18 esimerkki 2: Funktion { 0,1 + 2 kun 0 < 0,5 f : [0,1], 0,1 + 0,5 kun 0,5 1 määrittelyväli on suljettu, mutta funktio on epäjatkuva. Tässä tapauksessa funktio ei saa suurinta a välillä [0,1]. y { 0,1 + 2 kun 0 < 0,5 f () = 0,1 + 0,5 kun 0,5 1 0 1