d Todista: dx xn = nx n 1 kaikilla x R, n N Derivaatta Derivaatta ja differentiaali

Samankaltaiset tiedostot
Integroimistekniikkaa Integraalifunktio

2 Funktion derivaatta

l 1 2l + 1, c) 100 l=0 AB 3AC ja AB AC sekä vektoreiden AB ja

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

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

2 Funktion derivaatta

MATEMATIIKAN PERUSKURSSI I Harjoitustehtäviä syksy Millä reaaliluvun x arvoilla. 3 4 x 2,

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

Johdatus reaalifunktioihin P, 5op

Todista, että jokaisella parittoman asteen reaalikertoimisella polynomilla on ainakin yksi reaalinen nollakohta. VASTAUS: ...

Funktion raja-arvo ja jatkuvuus Reaali- ja kompleksifunktiot

MATP153 Approbatur 1B Harjoitus 6 Maanantai

x + 1 πx + 2y = 6 2y = 6 x 1 2 πx y = x 1 4 πx Ikkunan pinta-ala on suorakulmion ja puoliympyrän pinta-alojen summa, eli

Differentiaalilaskenta 1.

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

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

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

a) on lokaali käänteisfunktio, b) ei ole. Piirrä näiden pisteiden ympäristöön asetetun neliöruudukon kuva. VASTAUS:

KERTAUSHARJOITUKSIA. 1. Rationaalifunktio a) ( ) 2 ( ) Vastaus: a) = = 267. a) a b) a. Vastaus: a) a a a a 268.

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

Vektoriarvoiset funktiot Vektoriarvoisen funktion jatkuvuus ja derivoituvuus

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

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

Differentiaali- ja integraalilaskenta 1 Ratkaisut 2. viikolle /

Ratkaisuehdotus 2. kurssikoe

6 Eksponentti- ja logaritmifunktio

k-kantaisen eksponenttifunktion ominaisuuksia

Matematiikkaa kauppatieteilijöille

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

Ratkaisuehdotus 2. kurssikokeeseen

3 Derivoituvan funktion ominaisuuksia

VASTAA YHTEENSÄ KUUTEEN TEHTÄVÄÄN

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

Matematiikan tukikurssi

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

Luku 4. Derivoituvien funktioiden ominaisuuksia.

Tutki, onko seuraavilla kahden reaalimuuttujan reaaliarvoisilla funktioilla raja-arvoa origossa: x 2 + y 2, d) y 2. x + y, c) x 3

MS-A0102 Differentiaali- ja integraalilaskenta 1

MAT Laaja Matematiikka 1U. Hyviä tenttikysymyksiä T3 Matemaattinen induktio

1.1. YHDISTETTY FUNKTIO

Ratkaisuja, Tehtävät

Matematiikan tukikurssi

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

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

Matematiikan tukikurssi

x = π 3 + nπ, x + 1 f (x) = 2x (x + 1) x2 1 (x + 1) 2 = 2x2 + 2x x 2 = x2 + 2x f ( 3) = ( 3)2 + 2 ( 3) ( 3) = = 21 tosi

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

3.1 Väliarvolause. Funktion kasvaminen ja väheneminen

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

1. Määritä funktion f : [ 1, 3], f (x)= x 3 3x, suurin ja pienin arvo.

MAA7 7.2 Koe Jussi Tyni Valitse kuusi tehtävää! Tee vastauspaperiin pisteytysruudukko! Kaikkiin tehtäviin välivaiheet näkyviin! lim.

MAA7 7.1 Koe Jussi Tyni Valitse kuusi tehtävää! Tee vastauspaperiin pisteytysruudukko! Kaikkiin tehtäviin välivaiheet näkyviin!

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

MATP153 Approbatur 1B Harjoitus 4 Maanantai

Matematiikan tukikurssi

Juuri 6 Tehtävien ratkaisut Kustannusosakeyhtiö Otava päivitetty Vastaus: Määrittelyehto on x 1 ja nollakohta x = 1.

Matematiikan tukikurssi

Reaaliarvoisen yhden muuttujan funktion derivaatta LaMa 1U syksyllä 2011

MATEMATIIKAN KOE, PITKÄ OPPIMÄÄRÄ HYVÄN VASTAUKSEN PIIRTEITÄ

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

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

Tehtävä 1. Miksi seuraavat esimerkit eivät ole funktioita? 1. f : R Z, f(x) = x 2. 2 kun x on parillinen,

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

MAA7 Kurssikoe Jussi Tyni Tee B-osion konseptiin pisteytysruudukko! Kaikkiin tehtäviin välivaiheet näkyviin! Laske huolellisesti!

Matematiikan tukikurssi

Matematiikan perusteet taloustieteilij oille I

Matematiikan tukikurssi

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

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

Anna jokaisen kohdan vastaus kolmen merkitsevän numeron tarkkuudella muodossa

Differentiaali- ja integraalilaskenta 1 Ratkaisut 5. viikolle /

MS-A0102 Differentiaali- ja integraalilaskenta 1

f(x) f(y) x y f f(x) f(y) (x) = lim

Juuri 12 Tehtävien ratkaisut Kustannusosakeyhtiö Otava päivitetty

MAA7 HARJOITUSTEHTÄVIÄ

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

= 9 = 3 2 = 2( ) = = 2

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

(a) avoin, yhtenäinen, rajoitettu, alue.

Muista tutkia ihan aluksi määrittelyjoukot, kun törmäät seuraaviin funktioihin:

TRIGONOMETRISET JA HYPERBOLISET FUNKTIOT

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

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

Hyvä uusi opiskelija!

Matematiikan peruskurssi (MATY020) Harjoitus 7 to

Preliminäärikoe Pitkä Matematiikka

Muutoksen arviointi differentiaalin avulla

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

Funktion määrittely (1/2)

Luku 2. Jatkuvien funktioiden ominaisuuksia.

MATEMATIIKAN KOE, PITKÄ OPPIMÄÄRÄ HYVÄN VASTAUKSEN PIIRTEITÄ

13. Ratkaisu. Kirjoitetaan tehtävän DY hieman eri muodossa: = 1 + y x + ( y ) 2 (y )

Matematiikan peruskurssi 2

MATP153 Approbatur 1B Harjoitus 5 Maanantai

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

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

Transkriptio:

6. Derivaatta 6.. Derivaatta ja differentiaali 72. Olkoon f () = 4. Etsi derivaatan määritelmän avulla f ( 3). f ( 3) = 08. 73. Muodosta funktion f () = derivaatta suoraan määritelmän mukaan, so. tarkastelemalla erotusosamäärän rajaarvoa. 74. Todista: Jos f on derivoituva kohdassa a ja c on vakio, niin c f on derivoituva kohdassa a ja d f (c f ) = cd d d. 75. d Todista: d n = n n kaikilla R, n N. 76. Osoita esimerkillä, että f + g voi olla kaikkialla derivoituva, vaikka funktioilla f ja g ei ole millään muuttujan arvolla derivaattaa. 77. Funktio f on määritelty välillä ],[ ja derivaatta f on olemassa pisteessä = 0 (mutta ei välttämättä muualla). Määritä tarkasti perustellen f ( 2 ) f ( 2 ) lim 0 2. 2 f (0). 78. Funktio f toteuttakoon eräässä origon ympäristössä epäyhtälön f () 2. Todista, että f (0) on olemassa ja määritä sen arvo. Erotusosamäärälle saadaan seuraavaa: ( f (h) f (0))/h = f (h)/h h, mistä seuraa f (0) = 0. 79. Olkoon f () = 3. Määritä sups, kun { S = δ > 0 < δ = f f (a) < } 00

ja a) a = 0, b) a =, c) a = 3. Miten tehtävä liittyy derivaatan määritelmään? a) 0 ; b) 0 ( 226 5) 0.00333; c) 0 ( 90 30) 0.0067. 80. Olkoon f (0) = 0 ja f (0) = 2. Todista, että on olemassa δ > 0 siten, että 0 < < δ = < f ()/ < 3. 8. Oletetaan, että f (a) on olemassa. Määritä seuraavat raja-arvot: a) f (a), b) f (a) a f (a). f (a + h 2 ) f (a h) f (a) a f () a) lim, b) lim. h 0 h a a 82. Olkoon f (a) olemassa. Määritä (α β) f (a). lim t 0 f (a + αt) f (a + βt). t 83. Muodosta funktion f () = / 2 differentiaali ja korjaustermi pisteessä = 2. Totea, että korjaustermin ε-funktiolla on vaadittu raja-arvo-ominaisuus. 84. Muodosta funktion f lisäys f = f ( + h) f (), vastaava differentiaali d f (, h) ja korjaustermi hε(, h), kun a) f () = 3, b) f () = 3 2 5 + 2, c) f () = 2 5 +, d) f () = 2. Tarkista, onko ε-funktiolla derivoituvuudessa vaadittu raja-arvo-ominaisuus. a) d f (,h) = 3 2 h, ε(,h) = 3h + h 2 ; b) d f (,h) = (6 5)h, ε(,h) = 3h; c) d f (,h) = 0h 5 + 2, 0h 3h + 2h2 ε(,h) = (5 + ) 2 ; d) d f (,h) = 2h, ε(,h) = (5 + + h) 3 3 ( + h) 2. 85. Laske differentiaalin avulla likiarvo luvulle a) 27, b) 3 727, c) 6 730, d) 0.039. Määritä oikaisun itseisarvolle likimääräinen yläraja. Saadaanko ylä- vai alalikiarvo? a) 5 5 4 4.733, 6 < 5 0 3, ylälikiarvo; b) 9 2 5 3 243 8.9977, 8 < 2 0 5, ylälikiarvo; c) 3+ 9 6 458 3.0006859, 5 < 8 0 7, ylälikiarvo; d) 0.2 5 25 4 3 3 2 0.00 = 0,9750, 4 (0.00)2 < 4 0 5, ylälikiarvo. 86. Olkoon f () = 2 2 + 3.

Laske differentiaalin avulla likiarvo luvulle f (7.005). Montako oikeaa desimaalia on vastauksessa? 4.7046500, 6 oikeaa desimaalia. 87. Laske likiarvo luvulle 90 valitsemalla a) = 8 ja = 9, b) = 00 ja = 0. Vertaa tulosta oikeaan 4-desimaaliseen likiarvoon 9.4868. a) 9.5, b) 9.5. 88. Osoita differentiaalikehitelmää käyttäen, että funktio f () = 3 + 3 ( 2) 2 ei ole differentioituva kohdassa = 2. 6.2. Derivoimissääntöjä 89. Derivoi seuraavat funktiot: a) ( 2 + 2 + )( 2 2 + ), b) (4 + ) 2 ( 2 2) 3, c) d) ( a)( b), e) c +, f) 2 + 2, ( ) + 2 5. + a) 4( 2 ), b) 2(4 + )( 2 2) 2, c) f) 5( + 2 ) 4 ( 2 + 2 ) ( + ) 6. 90. Olkoon Määritä derivaatan f () nollakohdat. (2 ) ( + 2 ) 2, d) 2 2c + c(a + b) ab 4 ( c) 2, e) ( 2 ) 2, f () = (a2 + 2 ) 3 (b 3 ) 2. = 0, 2 = b a 2, jos a 0, b 0; = 0, jos a = 0, b 0; ei nollakohtia, jos a 0, b = 0; f () 0, jos a = b = 0. 9. Määritä f (n) (), kun f () on a) f () =, b) f () = +, c) f () = a (b + c) 2. a) n! ( ) n+, b) 2(n!) ( )n ( + ) n+, c) ( )n acn (n + )! (b + c) n+2.

92. Polynomilla p() = 3 + a 2 + b + c on nollakohta, joka on myös sen derivaattojen p ja p nollakohta. Osoita, että p on erään polynomin kuutio. p() = ( + a 3 )3. 93. Osoita, että jos ( c) 2 on polynomin p() tekijä, niin p (c) = 0. Etsi sellaiset luvut a, että polynomilla 3 +8 2 44 + a on kaksinkertainen nollakohta. a = 48 tai a = 9680/27. 94. Funktion 3 + a 2 + b + c derivaatta häviää, kun = ja funktion kuvaaja on symmetrinen origon suhteen. Määritä a, b ja c. a = 0, b = 3, c = 0. 95. Olkoot f ja g kolmesti derivoituvia ja w() = f ()g(). Laske w () ja w (). w () = f ()g() + 2 f ()g () + f ()g (), w () = f ()g() + 3 f ()g () + 3 f ()g () + f ()g (). 96. Piirrä funktion y = f () kuvaaja, etsi käänteiskuvauksen = g(y) lauseke ja piirrä kuvaaja seuraavien funktioiden tapauksissa; laske myös f ( 0 ) ja g (y 0 ) annetuissa pisteissä. Miten derivaattojen arvot sopivat yhteen käänteisfunktion derivaattaa koskevan lauseen kanssa? a) f () = 3, 0 = 2, y 0 = 5, b) f () =, 0 = 3, y 0 = 3 2, c) f () = +, 0 = 4, y 0 = 5 3 + 5, d) f () = 3 7, 0 = 8, y 0 = 29. a) 3 ( y), 3, 3, b) y, 4 9, 4 y 9, c) +y, 2 9, 9 7y+5 2, d) y 3, 26, 26. 97. Derivoi seuraavat funktiot: a) 2, b), c) + +, d) 4 (2 2 3 ) 3, e) a 2 2, f) +, g) a + b a b. a) 22 2, b) 7 8 /8, c) e) 4 + + 2 + 8 + + +, d) 3 4 a 2 (a 2 2 ) 3/2, f) ( ) 2, g) ab a 2 b 2 2 (a b). 4 3 2 4 2 2 3,

98. Määritä funktion y = 2 4 3 käänteiskuvauksen ylemmän haaran derivaatta arvolla y = 2 a) käänteisfunktion derivoimissäännön avulla, b) määrittämällä käänteiskuvauksen lauseke. 6. 99. Piirrä funktion y() = 4 2 2 kuvaaja. Millä reaaliakselin alueilla funktiolla on käänteisfunktio (y)? Piirrä käänteisfunktioiden kuvaajat ja etsi niiden lausekkeet. Laske derivaatat y (3) ja (62). Miten nämä suhtautuvat toisiinsa? Miksi? (y) = + 2 + y, y 2; 2 (y) = 2 + y, 2 y ; 3 (y) = 2 + y, 2 y ; 4 (y) = + 2 + y, y 2; y (3) = 96, 4 (62) = /96. 200. Olkoon s = s(t) derivoituva funktio siten, että t = f (s). Lausu s (t) muuttujan s avulla, kun a) f (s) = 3 2s + s 3, b) f (s) = s4 s+s 4. a) 20. 3s 2 2, b) (s s2 + s 3 ) 2 2s + 3s 2. Olkoon f () = f () kaikilla R. Todista, että jos g(y) on funktion f käänteisfunktio, niin g (y) = y. Älä käytä hyväksi tietoa, että f itse asiassa on muotoa f () = Ce, C vakio. g (y) = / f (g(y)) = / f (g(y)) = /y. 202. Funktio f olkoon funktion g käänteisfunktio, jolloin f () = y g(y) =. Olkoon g kahdesti derivoituva ja g (y) 0. Osoita: f () = g (y) g (y) 3. Johda vastaava kaava derivaatalle f () olettaen, että g on kolmesti derivoituva. f () = [ g (y)g (y) + 3g (y) 2 ]/g (y) 5. 203. Olkoon y = y() kahdesti derivoituva funktio siten, että a) 3 + y 3 =, b) y 2 2y + b 2 = 0, c) 4 + y 4 = 2 y 2, d) 4 y 4 = 4 + y 4. Lausu y () muuttujan ja funktion y avulla. a) 2y 5, b) b 2 ( y) 3, c) laskulla ei ole sisältöä, sillä välttämättä on = y = 0, d) 5y 9 6. 6.3. Alkeisfunktioiden derivaatat 204. Johda funktion arctan derivaatan lauseke lähtemällä tangentin derivaatasta.

205. Johda funktioiden arsinh ja arcosh derivaatat käänteisfunktion derivoimissääntöä käyttäen. 206. Derivoi funktiot a) e, b) (e + ). a) e 207. 2 ; b) ( + )e + 2 (e + ). Hermiten polynomit määritellään seuraavasti: 2 dn H n () = e d n e 2, n = 0,,2,.... Laske H 0 (), H (), H 2 () ja H 3 (). Osoita, että näillä on ominaisuudet a) H n+ () + 2H n () + 2nH n () = 0, b) H n () = H n () 2H n (). 208. Osoita, että funktio toteuttaa differentiaaliyhtälön ( ) y = e 2m αt k sin m α2 4m 2 t m d2 y dt 2 + αdy + ky = 0. dt 209. Derivoi seuraavat funktiot: a) ln a + a, b) ln(ln), c) ln( + + 2 ). a) 20. a a 2 2 ; b) ln ; c). + 2 Olkoon z() = lny(), missä y() on yhtälön = e y + y määrittelemä funktio. Laske z (e + ). /(e + ). 2. Olkoot f ja g kaksi kahdesti derivoituvaa funktiota, jotka toteuttavat identiteetin a f ()g() + b f () + cg() + d 0,

missä a, b, c ja d ovat vakioita. Olkoot lisäksi f, sen derivaatta f ja vakiot a ja c positiivisia. Osoita, että jos vakiot täyttävät sopivan ehdon, niin Dln f () g () = k f ()g (), missä k on vakio. Mikä on ehto ja mikä on vakio k? Ehto ad bc > 0, k = 2a/ ad bc. 22. Derivoi funktiot a) a /, b) a tan, c) log a, d) log 2 (log 3 (ln)). a) lna lna 2 a / ; b) cos 2 atan ; c) lna (ln) 2 ; d) (ln2)(ln)ln(ln). 23. Derivoi funktiot a), b) /, c) ln, d), e) ( ), f) a a. a) (ln + ); b) / 2 ( ln); c) 2 ln ln; d) [/ + ln + (ln) 2 ]; e) 2 + ( + 2ln); f) a a (lna + a). 24. Piirrä käyrä y = y. Laske y implisiittisellä derivoinnilla. y = y2 ylny 2 yln. 25. Derivoi seuraavat funktiot: ( a) cos n a ), b) sin, c) cot 3 + 2, d) cos 2 +. a) na 2 cosn ( a ) sin a ; d) ( ( + ) 2 sin 2 + ). cos / 2 b) 4 sin ; c) / 3 3 ( + 2 ) 2 sin 2 ( 3 + 2 ) ; 26. Derivoi funktio cose sin. e sin (cos 2 sin). 27. Derivoi funktiot a) lncos, b) [sin(ln) + cos(ln).

a) tan / 2 ; b) 2cos(ln). 28. Määritä funktion arvo sellaisissa välin ]0,π/2[ pisteissä, missä f () = 0. 25. 29. Millä muuttujan arvoilla funktio on derivoituva?. 220. f () = f () = 27 sin + 64 cos { 2 cos ( ), kun 0,, 0, kun = 0, = Lausu implisiittisen derivoinnin avulla y () muuttujien ja y funktiona, kun a) y + = sinycos, b) y = siny + cos. a) sinsiny + coscosy ; 22. sin + y b) cosy. Yhtälö y = sin( + ay), missä a, määrittelee funktion y = y() sen pisteen ympäristössä, missä yhtälön kuvaaja leikkaa positiivisen -akselin lähinnä origoa. Määritä funktion derivaatta tässä pisteessä. Piirrä kuvaaja. /(a + ). 222. Derivoi funktio f () = 2arctan + arcsin 2 + 2. Millä muuttujan arvoilla derivaatta on = 0? Piirrä funktion kuvaaja. 223. Derivoi funktiot a) arccos, b) arcsin 4, c) arccos b + acos a + bcos, ) d) 2 + arccos, e) ab arctan ( b a tan, f) ( 2 2)arcsin 2 + 2 4 2.

a) 2 a ; b) 2 ; c) 2 b 2 sgn(sin) ; 4 a + bcos 2 d) ( 2 ) ; e) 2 acos 2 + bsin 2 ; f) 2arcsin 2. 224. Määritellään funktio f : R R asettamalla f () = 2 sin, kun 0, ja f (0) = lim 0 f (). Onko funktio jatkuva? Laske funktion derivaatta origossa. Osoita, että derivaattafunktio f ei ole jatkuva origossa. 225. Osoita, että funktio ( π y() = C sin +C 2 cos + cosln tan 4 ) 2 toteuttaa differentiaaliyhtälön y + y = tan. Luvut C ja C 2 ovat vakioita. 226. Derivoi funktiot a) ln(cosh ), b) arctan(tanh ), c) tanh(ln ). a) tanh ; b) 227. Derivoi funktiot cosh2 ; c) 4 ( 2 + ) 2. a) arsinhe, b) arcosh, c) 2artanh(tan 2 ), d) arcoth + 4. a) e e 2 + ; b) 2 ; c) cos ; d) 2 + 4. 6.4. Derivaatan ominaisuuksia 228. Osoita derivoimalla, että funktioiden erotus on vakio. Mikä on vakion arvo? 5 9 + 3 Yhteinen derivaatta 24( + 3) 2, vakio = 7. 229. ja 2( + 5) + 3 Olkoon f derivoituva välillä I. Osoita, että derivaatan f kahden peräkkäisen nollakohdan välissä voi olla korkeintaan yksi funktion f nollakohta.

230. Olkoon p polynomi, jonka nollakohdat ovat reaaliset. Todista, että derivaattapolynomin p nollakohdat ovat myös reaaliset. 23. Määritä väliarvolauseessa esiintyvä ξ funktiolle a) välillä [36,49]; a) ξ = 69 4, b) ξ = 2 (a + b). b) A 2 + B +C välillä [a,b]. 232. Määritä väliarvolauseessa esiintyvä ξ funktiolle A + B C + D, välillä [a,b], joka ei sisällä epäjatkuvuuskohtaa = C D. Oletetaan AD BC 0, C 0. Jos C > 0, b < D/C tai C < 0, a > D/C, niin ξ = C [ D (Ca + D)(Cb + D)]; jos C > 0, a > D/C tai C < 0, b < D/C, niin ξ = C [ D + (Ca + D)(Cb + D)]. 233. Käyrän y = 4 pisteiden (,) ja (t,t 4 ) kautta asetetaan suora. Väliarvolauseen mukaan on käyrällä piste (c,c 4 ), jossa tangentti on mainitun suoran suuntainen. Tässä c = c(t). Määritä c(t) ja c (t), kun a) t = 0, b) t =. a) c(0) = 3 4, c (0) = 3 3 4 ; b) c() = 0, c () =. 234. Funktio f olkoon jatkuva välillä [a,b] ja derivoituva arvolla 0 ]a,b[. Näytä, että on olemassa luku M > 0 siten, että [a,b] = f () f ( 0 ) M 0. 235. Olkoon f jatkuva välillä [a,b] ja derivoituva samalla välillä paitsi mahdollisesti arvolla 0 [a,b]. Todista, että jos lim 0 f () on olemassa ja on = A, niin f ( 0 ) on olemassa ja on = A. 236. Olkoon f derivoituva suljetulla välillä [a,b] ja f (a) = A sekä f (b) = B. Todista, että jos C on lukujen A ja B välissä oleva arvo, niin on olemassa arvo c ]a,b[ siten, että f (c) = C. 237. Osoita: 0 < a < b = a b < ln b a < b a.

Väliarvolause. 238. Todista, että jos p > 0, niin yhtälöllä 3 + p + q = 0 on vain yksi reaalijuuri. 239. Olkoon f joukossa R + positiivinen, aidosti kasvava ja derivoituva. Näytä, että myös funktio g() = [ f (/)] on joukossa R + aidosti kasvava. g () = 2 f (/) f (/) 2. 240. Määritä { inf a > a = ln > }. +. 24. Osoita, että a) funktio 2ln + 2 4 + on kasvava, b) funktio + ln on vähenevä. 242. Olkoon a [0,[ vakio. Todista: [a,] = arcsin π 2 a 2. 243. Todista: arctan > 3 3 kaikilla > 0. 244. Määritä ne positiiviluvut a, joilla yhtälöllä + asin 2 = 0 on ratkaisu välillä [0,π/2]. a (4 π)/2. 245. Tutki seuraavien funktioiden ääriarvoja: a) y = 3 2a 2 + a 2, b) y = + a2, c) y = +, d) y = 2 2.

a) Jos a > 0, suht. maksimi y( a 3 ) = 4 27 a3, suht. minimi y(a) = 0; jos a < 0, suht. maksimi y(a) = 0, suht. minimi y( a 3 ) = 4 27 a3 ; b) suht. maksimi y( a) = 2a, suht. minimi y(a) = 2a (a > 0); c) abs. maksimi y( 3 4 ) = 5 4, suht. minimi y() = ; d) abs. maksimi y() =, abs. minimi y( ) =, suht. maksimi y( 2) = 0, suht. minimi y( 2) = 0. 246. Määritä seuraavien funktioiden ääriarvot ja piirrä kuvaajat: a) sin + cos, b) cos(sin), c) + sin cos, sin + cos d) sincos, e) sin 2 + cos 2. a) Maksimi y(± π 4 +n2π) = 2, minimit y(π+n2π) =, y(n2π) = ; b) maksimi y(nπ) =, minimi y( π 2 +nπ) = cos; c) minimi y( π 2 +n2π) = 0; d) maksimi y( 5π 4 +n2π) = 2 2, minimi y( π 4 +n2π) = 2 2; e) maksimi y( π 2 + nπ) =, minimi y(nπ) = 0. 247. Määritä seuraavien funktioiden ääriarvot ja piirrä kuvaajat: a) y = ln, b) y = e /, c) y = ( ). a) Maksimi y( e) = 4 e; b) minimi y() = e; c) minimi y( + e ) = e /e. 248. Määritä funktion y = 4 tanh + coth ääriarvot. Piirrä kuvaaja. Maksimi y( 2 ln3) = 4, minimi y( 2 ln3) = 4. 249. Tutki funktiota f () =, > 0. Määritä ääriarvot, piirrä kuvaaja. 250. Tutki, onko funktiolla f () = ( e ) 7 ( ) 3 suhteellista ääriarvoa origossa. Piirrä funktion kuvaaja. Ei. 25. Olkoot kaikkialla jatkuvan funktion ääriarvot oleellisia. Osoita, että maksimit ja minimit esiintyvät vuorotellen. 252. Olkoot käyrät y = f () ja y = g() alaspäin kuperia välillä [a,b]. Todista, että käyrä y = f () + g() on alaspäin kupera mainitulla välillä.

253. Määritä käyrän y = + 2 + ääriarvopisteet ja käännepisteet. Millä muuttujan arvoilla käyrä on alaspäin, millä ylöspäin kupera? Piirrä kuvaaja. 254. Tutki seuraavien käyrien kuperuutta ja määritä käännepisteet: a) y = + 36 2 2 3 4, b) y = ( 2 6) 5, c) y = + 2 +, d) 3 y = 2 + 3a 2, e) y = a 3 b. a) Alaspäin kupera välillä ] 3, 2[, käännepisteet ( 3, 294) ja (2, 4); b) alaspäin kupera väleillä ],0[, ]2,4[, ]6, [, käännepisteet (0,0), (2, 32768), (4, 32768), (6,0); c) alaspäin kupera väleillä ] 2 3, 2 + 3[, ], [, käännepisteet ( 2 3, 4 ( 3)), ( 2 + 3, 4 ( + 3)), (,); d) alaspäin kupera väleillä ], 3a[, ]0,3a[, käännepisteet ( 3a, 9a 4 ), (0,0), (3a, 9a 4 ) (A > 0); e) alaspäin kupera välillä ]b, [, käännepiste (b,a). 255. Määritä käyrän y = sin 4 ääriarvo ja käännepisteet. Maksimi y( π 2 + nπ) =, minimi y(nπ) = 0, käännepisteet (± π 3 + nπ, 9 6 ). 256. Määritä käyrien a) y = e, b) y = e 2 sin 2 ääriarvo- ja käännepisteet. Piirrä kuvaajat. a) Maksimi y() = /e, käännepiste (2,2e 2 ); b) maksimi y( 3π 4 + nπ) = 2 ep( 3π 2 + n2π), minimi y(nπ) = 0; käännepisteet ( 7π 2 + nπ, 4 (2 + 3)ep( 7π π 6 + n2π), ( 2 + nπ, 4 (2 3)ep( π 6 + n2π). 257. Määritä käyrältä y = e ( )2 pisteet, joiden etäisyydellä pisteestä (, a) on ääriarvo. Määritä ääriarvojen lukumäärä ja laatu parametrin a eri arvoilla. Jos a 3 2, niin piste (,) antaa minimin; jos a > 2 3, niin piste (,) antaa maksimin ja pisteet ( ) ± ln a+ a 2 2 2, a+ a 2 2 minimin. 258. 2 Millä vakioiden a ja b arvoilla piste (,3) on käyrän y = a 3 + b 2 käännepiste? a = 3 2, b = 9 2. 259. Olkoon kaikkialla kahdesti derivoituva funktio f kasvava ja alaspäin kupera. Osoita, että funktio g() = f ( 2 ) on alaspäin kupera.

260. Osoita, että käyrän y = 2 5 a4 5 6a 3 4 + 4a 2 3 käännepisteet ovat samalla suoralla. Määritä tämän suoran yksikkösuuntavektori. 26. Millä vakion a arvoilla käyrällä y = a ( + a) 2 on käännepisteitä? Määritä myös ääriarvopisteet ja asymptootit ja piirrä kuvaaja. Käännepiste (5a, 9a ), kun a 0; absoluuttinen maksimi y(3a) = 8a, kun a > 0; absoluuttinen minimi y(3a) = 8a, kun a < 0; suoraviivaiset asymptootit = a, y = 0.