SF1625 Envariabelanalys



Relevanta dokument
SF1625 Envariabelanalys

Flervariabelanalys E2, Vecka 2 Ht08

MA2001 Envariabelanalys

Institutionen för matematik Envariabelanalys 1. Jan Gelfgren Datum: Fredag 9/12, 2011 Tid: 9-15 Hjälpmedel: Inga (ej miniräknare)

konstanterna a och b så att ekvationssystemet x 2y = 1 2x + ay = b 2 a b

Modul 2 Mål och Sammanfattning

Kapitel 6. f(x) = sin x. Figur 6.1: Funktionen sin x. 1 Oinas-Kukkonen m.fl. Kurs 6 kapitel 1

Envariabelanalys: Vera Koponen. Envariabelanalys, vt Uppsala Universitet. Vera Koponen Föreläsning 5-6

ENDIMENSIONELL ANALYS B1 FÖRELÄSNING XV. Föreläsning XV. Mikael P. Sundqvist

Frågorna 1 till 6 ska svaras med sant eller falskt och ger vardera 1

Matematik 5 Kap 3 Derivator och Integraler

3.1 Linjens ekvation med riktningskoefficient. y = kx + l.

Läsanvisningar till kapitel 6 i Naturlig matematik. Avsnitt 6.6 ingår inte.

SF1625 Envariabelanalys

Modul 6: Integraler och tillämpningar

Lektion 3. Partiella derivator, differentierbarhet och tangentplan till en yta, normalen i en punkt till en yta, kedjeregeln

Volymer av n dimensionella klot

Lathund, procent med bråk, åk 8

Algebra, polynom & andragradsekvationer en pampig rubrik på ett annars relativt obetydligt dokument

DERIVATA. = lim. x n 2 h h n. 2

SF1620 Matematik och modeller

Mälardalens högskola Akademin för utbildning, kultur och kommunikation

Möbiustransformationer.

MAA7 Derivatan. 2. Funktionens egenskaper. 2.1 Repetition av grundbegerepp

Tavelpresentation. Gustav Hallberg Jesper Strömberg Anthon Odengard Nils Tornberg Fredrik Blomgren Alexander Engblom. Januari 2018

Ekvationssystem, Matriser och Eliminationsmetoden

Allmän teori, linjära system

Förberedelser inför lektion 1 (första övningen läsvecka 1) Lektion 1 (första övningen läsvecka 1)

MA2001 Envariabelanalys

LMA515 Matematik, del B Sammanställning av lärmål

Observera att alla funktioner kan ritas, men endast linjära funktioner blir räta linjer.

5B1816 Tillämpad mat. prog. ickelinjära problem. Optimalitetsvillkor för problem med ickelinjära bivillkor

Linjära system av differentialekvationer

MATEMATIK Datum: Tid: förmiddag Hjälpmedel: inga. Mobiltelefoner är förbjudna. A.Heintz Telefonvakt: Christo er Standar, Tel.

Kryssproblem (redovisningsuppgifter).

M0038M Differentialkalkyl, Lekt 17, H15

SEPARABLA DIFFERENTIALEKVATIONER

Vi skall skriva uppsats

UPPGIFTER KAPITEL 2 ÄNDRINGSKVOT OCH DERIVATA KAPITEL 3 DERIVERINGSREGLER

Översikt. Rapport från skolverket. Förändring av matematikprestationerna Grundtankar bakom Pixel

Några viktiga satser om deriverbara funktioner.

Kap Implicit givna funktioner

a n = A2 n + B4 n. { 2 = A + B 6 = 2A + 4B, S(5, 2) = S(4, 1) + 2S(4, 2) = 1 + 2(S(3, 1) + 2S(3, 2)) = 3 + 4(S(2, 1) + 2S(2, 2)) = = 15.

Repetition av cosinus och sinus

Erfarenheter från ett pilotprojekt med barn i åldrarna 1 5 år och deras lärare

Lennart Carleson. KTH och Uppsala universitet

Mälardalens högskola Akademin för utbildning, kultur och kommunikation

LMA222a. Fredrik Lindgren. 17 februari 2014

SF1625 Envariabelanalys

G VG MVG Programspecifika mål och kriterier

x 2 + px = ( x + p 2 x 2 2x = ( x + 2

SF1625 Envariabelanalys

Lösningar och kommentarer till uppgifter i 3.2

SF1625 Envariabelanalys Lösningsförslag till tentamen

Matematik 4 Kap 3 Derivator och integraler

R AKNE OVNING VECKA 1 David Heintz, 31 oktober 2002

David Wessman, Lund, 30 oktober 2014 Statistisk Termodynamik - Kapitel 5. Sammanfattning av Gunnar Ohléns bok Statistisk Termodynamik.

Envariabelanalys 5B1147 MATLAB-laboration Derivator

SF1626 Flervariabelanalys

Maclaurins och Taylors formler. Standardutvecklingar (fortsättning), entydighet, numerisk beräkning av vissa uttryck, beräkning

Lösningar till tentamen TEN1 i Envariabelanalys I (TNIU 22)

Statistik 1 för biologer, logopeder och psykologer

SF1625 Envariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

Linjära system av differentialekvationer

i de fall de existerar. Om gränsvärdet ifråga inte skulle existera, ange i så fall detta med motivering.

SF1625 Envariabelanalys Tentamen Måndagen den 11 januari 2016

FÖRELÄSNING 1 ANALYS MN1 DISTANS HT06

Träning i bevisföring

Moment 8.51 Viktiga exempel , 8.34 Övningsuppgifter 8.72, 8.73

SF1625 Envariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

Chalmers tekniska högskola Datum: kl Telefonvakt: Carl Lundholm MVE475 Inledande Matematisk Analys

M0038M Differentialkalkyl, Lekt 16, H15

Tentamen i Linjär algebra (TATA31/TEN1) ,

3.1 Derivator och deriveringsregler

Läroplanen i Gy Ett arbete för att öka förståelsen av det som står i läroplanen och hur det ska tolkas i klassrumsarbetet

Doktorandkurs i flera komplexa variabler, vt 2010

5B1134 Matematik och modeller Lösningsförslag till tentamen den 13 januari T = 1 ab sin γ. b sin β = , 956 0, 695 0, 891

Matematik E (MA1205)

Mälardalens högskola Akademin för undervisning, kultur och kommunikation

Statistiska metoder för säkerhetsanalys

6. Samband mellan derivata och monotonitet

MVE035. Sammanfattning LV 1. Blom, Max. Engström, Anne. Cvetkovic Destouni, Sofia. Kåreklint, Jakob. Hee, Lilian.

Kapitel 8. Derivata. 8.1 Inledning till derivata

Du ska nu skapa ett litet program som skriver ut Hello World.

PRÖVNINGSANVISNINGAR

Envariabel SF1625: Föreläsning 11 1 / 13

Introduktion. Exempel Övningar Lösningar 1 Lösningar 2 Översikt

Växande och avtagande

912 Läsförståelse och matematik behöver man lära sig läsa matematik?

SF1625 Envariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

1 Navier-Stokes ekvationer

Lösningsförslag till Tentamen: Matematiska metoder för ekonomer

Övningshäfte i matematik för. Kemistuderande BL 05

Läsanvisningar till kapitel

Meningslöst nonsens. December 14, 2014

2 Funktioner från R n till R m, linjära, inversa och implicita funktioner

Upphämtningskurs i matematik

Index vid lastbilstransporter

SF1625 Envariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

SF1625 Envariabelanalys Lösningsförslag till tentamen DEL A

Transkript:

Modul 2: Derivata Institutionen för matematik KTH 8 september 2015

Derivata Innehåll om derivata (bokens kapitel 2). Definition vad begreppet derivata betyder Tolkning hur man kan tolka derivata Deriveringsregler hur man räknar ut derivata Derivatan av några vanliga funktioner Hur derivata förhåller sig till kontinuitet Högre ordningens derivator Medelvärdessatsen och hur man använder derivata

Definition Med derivatan av en funktion f i en punkt a, betecknad f (a), menar man gränsvärdet f (a + h) f (a) lim h 0 h under förutsättning att detta gränsvärde existerar. Om gränsvärdet inte existerar så är funktionen inte deriverbar. (Obs: Samma gränsvärde kan skrivas på en miljard olika sätt!)

Tolkning Om funktionen f är deriverbar i punkten a, så är f (a) ett mått på funktionens förändringstakt i punkten a. Tangenten till kurvan y = f (x) har då riktningskoefficient f (a) så tangentens ekvation blir y f (a) = f (a)(x a) där förstås a, f (a) och f (a) ska vara de tal som gäller för den funktion och punkt man jobbar med. Ex: f (x) = x 2 och a = 4. Tangent: y 16 = 8(x 4)

Linjär approximation Att tangenten approximerar funktionskurvan när x ligger nära punkten a kan då uttryckas som linjär approximation, eller linjarisering: när x ligger nära a. f (x) f (a) + f (a)(x a) I detta, och i tolkningen av derivata som funktionens förändringstakt, ligger att förändringen i funktionens värde är ungefär derivatan gånger förändringen i variabeln. Exempel: Om derivatan i en punkt är 3 så betyder det att om man flyttar variabeln ett litet stycke från punkten, så blir förändringen i funktionens värde ungefär 3 gånger variabelns förändring.

Olika skrivsätt Olika beteckningar för derivatan av f med avseende på variabeln x: f (x) df dx (Df )(x) Ibland används också beteckningen df dx för f (3) x=3 Om f beror på flera variabler skriver man ofta f x

En viktig sats Sats Om funktionen f är deriverbar i punkten a så är f automatiskt också kontinuerlig i a. Bevis: För h 0 gäller att f (a + h) f (a) = f (a + h) f (a) h och om f är deriverbar i a så går högerledet mot f (a) 0 = 0 när h 0. Dvs f (a + h) f (a) när h 0 vilket betyder att f är kontinuerlig i a. h

Ett viktigt exempel Exempel Funktionen f som ges av f (x) = x är kontinuerlig i alla x, men är inte deriverbar i punkten x = 0. På grafen syns detta i att den har en spets i origo. Kontinuerliga funktioner måste alltså inte vara deriverbara. (obs att f i exemplet ovan är deriverbar i alla punkter utom 0)

Deriveringsregler Om f och g är deriverbara så gäller d dx (f (x) ± g(x)) = f (x) ± g (x) d dx (f (x)g(x)) = f (x)g(x) + f (x)g (x) (produktregeln) d f (x) dx g(x) = f (x)g(x) f (x)g (x) (g(x)) 2 (kvotregeln) d dx f ((g(x)) = f (g(x))g (x) (kedjeregeln)

Lite tips Man måste lära sig de vanligaste funktionernas derivator och man måste bli ruggigt bra på att derivera med hjälp av deriveringsreglerna. Dessutom måste man kunna dra slutsatser av derivatan. Det gäller att öva mycket på detta! Man måste också kunna derivera implicit (står i bokens kap 2.9).

Växande och avtagande Vi ska nu definiera vad det betyder att en funktion är strängt växande respektive strängt avtagande. (Senare kommer vi ofta att använda derivata för att avgöra om en funktion är växande eller avtagande, men det är inte derivatan som används i definitionen av dessa begrepp.) Definition. En funktion sägs vara strängt växande i ett intervall I om för varje par av punkter x 1, x 2 I gäller att x 1 < x 2 = f (x 1 ) < f (x 2 ) Definition. En funktion sägs vara strängt avtagande i ett intervall I om för varje par av punkter x 1, x 2 I gäller att x 1 < x 2 = f (x 1 ) > f (x 2 )

Medelvärdessatsen Sats. Om f är kontinuerlig på [a, b] och deriverbar på (a, b) så finns en punkt c mellan a och b sådan att f (c) = f (b) f (a). b a Följdsats 1. Om f (x) > 0 för alla x i ett intervall I, så är f strängt växande i I. Följdsats 2. Om f (x) < 0 för alla x i ett intervall I, så är f strängt avtagande i I. Följdsats 3. Om f (x) = 0 för alla x i ett intervall I, så är f konstant i I.

Högre ordningens derivator Derivatan till en funktion f är en ny funktion f som ger information om hur f växer eller avtar. Om man deriverar derivatan får man en funktion f som talar om hur f växer eller avtar. Andraderivatan f skrivs också ibland d 2 f dx 2. Vanlig tolkning: om f (t) anger positionen vid tiden t så anger f (t) hastigheten och f (t) accelerationen. På samma sätt kan man derivera andraderivatan och få en tredjederivata. Osv. (Obs: Alla funktioner är förstås inte deriverbara...)

Användning av derivata Approximation. Linjarisering: f (x) f (a) + f (a)(x a) för x nära a. Tangent. Tangenten i punkten (a, f (a)) till y = f (x) har ekvation y = f (a) + f (a)(x a). Växande. Om f (x) > 0 för alla x i ett intervall I, så är f strängt växande i I. Avtagande. Om f (x) < 0 för alla x i ett intervall I, så är f strängt avtagande i I. Konstant. Om f (x) = 0 för alla x i ett intervall I, så är f konstant i I.

Program nu 1. Vanliga derivator. Vi måste ta fram derivator till de vanligaste och enklaste elementära funktionerna. 2. Deriveringsregler. Vi måste formulera och bevisa och bli bra på att använda deriveringsreglerna. 3. Användning. Med hjälp av punkt 1 och 2 ovan kan vi derivera alla elementära funktioner och använda derivatan för approximation, växande/avtagande osv.