Derivata och integral tolkning av definitionerna med hjälp av Maxima. Per Jönsson, Malmö högskola

Relevanta dokument
9. Bestämda integraler

Volum av rotationskroppar. Båglängd, rotationsytor. Adams 7.1, 7.2, 7.3

SF1625 Envariabelanalys

1 e x2. lim. x ln(1 + x) lim. 1 (1 x 2 + O(x 4 )) = lim. x 0 x 2 /2 + O(x 3 ) x 2 + O(x 4 ) = lim. 1 + O(x 2 ) = lim = x = arctan x 1

Area([a; b] [c; d])) = (b a)(d c)

SF1625 Envariabelanalys

Integraler. 1 Inledning. 2 Beräkningsmetoder. CTH/GU LABORATION 2 MVE /2013 Matematiska vetenskaper

KOMPLETTERANDE MATERIAL TILL KURSEN MATEMATIK II, MATEMATISK ANALYS DEL A VT 2015

Analys grundkurs B lab 1. Stefan Gustafsson Per Jönsson Fakulteten för Teknik och Samhälle, 2013

Preliminär version 2 juni 2014, reservation för fel. Tentamen i matematik. Kurs: MA152G Matematisk Analys MA123G Matematisk analys för ingenjörer

Analys 360 En webbaserad analyskurs Grundbok. Integralkalkyl. MatematikCentrum LTH

Läsanvisningar för MATEMATIK I, ANALYS

Integralen. f(x) dx exakt utan man får nöja sig med att beräkna

Laboration i matematik Envariabelanalys 2

Uppsala Universitet Matematiska Institutionen Bo Styf. Genomgånget på föreläsningarna Föreläsning 16-17, 2010:

Studieplanering till Kurs 3b Grön lärobok

Mat Grundkurs i matematik 1, del II

Sats 3: Egenskaper. (a) (b) f(x) dx = 2 f(x) dx. (c) (Af(x) + Bg(x))dx. g(x) dx = A. (d) (e) Om a b och f(x) g(x) (f) Triangelolikheten: Om a b

f(x)dx definieras som arean av ytan som begränsas av y = f(t), y = 0, t = a och t = b, se figur.

Teorifrå gor kåp

19 Integralkurvor, potentialer och kurvintegraler i R 2 och R 3

FÖRELÄSNING 3 ANALYS MN1 DISTANS HT06

Generaliserade integraler

Numerisk Integration En inledning för Z1

0 a. a -Â n 2 p n. beskriver på sedvanligt sätt en a-periodisk utvidgning av f. Nedanför ritas en partialsumma av Fourierserien.

TMV151/TMV181. Fredrik Lindgren. 19 november 2013

Tillämpning av integraler

SIGNALER OCH SYSTEM II LEKTION 2 / MATEMATISK LEKTION 1. Fredrik Andréasson. Department of Mathematics, KTH

Tentamen i Analys B för KB/TB (TATA09/TEN1) kl 08 13

Vilken rät linje passar bäst till givna datapunkter?

Svar till uppgifter 42 SF1602 Di. Int.

Matematisk analys, laboration III. Per Jönsson Teknik och Samhälle, Malmö Högskola

ENVARIABELANALYS - ETT KOMPLEMENT

Inför tentamen i Analys I och II, TNA008

Uppsala Universitet Matematiska Institutionen T Erlandsson

Exponentiella förändringar

Mat Grundkurs i matematik 1, del III

Analys 360 En webbaserad analyskurs Grundbok. X. Integralkalkyl. MatematikCentrum LTH

1 Föreläsning IX, tillämpning av integral

Några integraler. Kjell Elfström. x = f 1 (y) = arcsin y. . 1 y 2 Vi låter x och y byta roller och formulerar detta resultat som en sats: cos x = 1

V1. Intervallet [a,b] är ändligt, dvs gränserna a, b är reella tal och INTE ±. är begränsad i intervallet [a,b].

Föreläsning 10, Numme K2, GNM Kap 6 Integraler & GNM 8:3C Richardsonextrapolation

============================================================ V1. Intervallet [a,b] är ändligt, dvs gränserna a, b är reella tal och INTE.

y > 0, 0 < y <1 y växande, 0 < y < 1

Stokastiska variabler

V1. Intervallet [a,b] är ändligt, dvs gränserna a, b är reella tal och INTE ±. är begränsad i intervallet [a,b].

Mat Grundkurs i matematik 1, del III

Grundläggande matematisk statistik

Föreläsning 8: Extrempunkter

Sekant och tangent Om man drar en rät linje genom två punkter på en kurva får man en sekant. (Den gröna linjen i figuren).

Serier och potensserier

8 + h. lim 8 + h = 8

TATA42: Tips inför tentan

Lösningsförslag till tentamen i SF1683 och SF1629 (del 1) 23 oktober 2017

MATEMATIKPROV, LÅNG LÄROKURS BESKRIVNING AV GODA SVAR

RIEMANNSUMMOR. Den bestämda integralen definieras med hjälp av Riemannsummor. Låt vara en begränsad funktion,, reella tal och. lim.

Laborationstillfälle 3 Numerisk integration

Denna föreläsning. DN1212 Numeriska metoder och grundläggande programmering FN Linjära ekvationssystem. Repetition av FN3 (GNM kap 4.

Ï x: 0 Æ 1 Ì [ ] y > 0, 0 < y <1 y växande, 0 < y < 1

13 Generaliserade dubbelintegraler

UPPTÄCK OCH DEFINIERA SAMBANDET MELLAN TVÅ OMRÅDEN SOM DELAS AV GRAFEN TILL EN POTENSFUNKTION

Rationella uttryck. Förlängning och förkortning

Projekt Analys 1 VT 2012

Löpsedel: Integraler. Block 4: Integraler. Lärobok. Exempel (jfr lab) Exempel (jfr lab) Integrering i Matlab

Integraler och statistik

Tillämpning - Ray Tracing och Bézier Ytor. TANA09 Föreläsning 3. Icke-Linjära Ekvationer. Ekvationslösning. Tillämpning.

9 Dubbelintegralens definition

TATA42: Föreläsning 4 Generaliserade integraler

10. Tillämpningar av integraler

TATA42: Föreläsning 4 Generaliserade integraler

Diskreta stokastiska variabler

Polynominterpolation av kontinuerliga

Volym och dubbelintegraler över en rektangel

TENTAMEN. Matematik för basår I. Massimiliano Colarieti-Tosti, Niclas Hjelm & Philip Köck :00-12:00

PROJEKT - ANALYS 1 (PRELIMINÄR VERSION)

Lösningsförslag till deltentamen i IM2601 Fasta tillståndets fysik. Torsdagen den 15 mars, Teoridel

Lösningsförslag till fråga 5

En skarp version av Iliev-Sendovs hypotes

Introduktion till Laplacetransformen

Integraler och differentialekvationer

GEOMETRISKA VEKTORER Vektorer i rummet.

Γ-funktionen En kort introduktion

Finaltävling den 20 november 2010

Några partiella differentialekvationer med

PASS 1. RÄKNEOPERATIONER MED DECIMALTAL OCH BRÅKTAL

MATLAB-Laboration. Linjär algebra med geometri Handledare: Karim Daho IT-1 Björn Andersson Johannes Nordkvist Erik Isoniemi

Föreläsningsmanus i matematisk statistik för lantmätare, vecka 3 och 4 HT07

1 Inledning 2. 2 Måttet av en öppen mängd 3. 3 Integralen av en kontinuerlig funktion 9. 4 Jämförelse med Riemannintegralen 14

Uppsala Universitet Matematiska Institutionen Thomas Erlandsson

KTH, Matematiska institutionen, TK B 1106, Diff- och int I, Envariabel, för F1.

= y(0) 3. e t =Ce t, y = =±C 1. 4 e t.

Kompletterande teori för Envariabelanalys del A på I

Kan det vara möjligt att med endast

Läsanvisningar till kapitel

9. Vektorrum (linjära rum)

Komplexa tal. j 2 = 1

XIV. Elektriska strömmar

Gör slag i saken! Frank Bach

Sekantens riktningskoefficient (lutning) kan vi enkelt bestämma genom. k = Men hur ska vi kunna bestämma tangentens riktningskoefficient (lutning)?

TATA42: Envariabelanalys 2 VT 2018

Transkript:

Derivt oc integrl tolkning v definitionern med jälp v Mxim Per Jönsson, Mlmö ögskol

1 Derivtns definition Betrkt en funktion f(x). Differenskvoten f(x + ) f(x) kn geometriskt tolks som riktningskoefficienten för linjen genom punktern (x, f(x)) oc (x +, f(x + )). y=f(x) (x+,f(x+)) (x,f(x)) Figur 1: Differenskvoten kn tolks som riktningskoefficienten för linjen melln punktern (x, f(x)) oc (x +, f(x + )). Derivtn f (x) v funktionen f(x) i punkten x fås som gränsvärdet v differenskvoten då går mot noll oc tolks geometriskt som riktningskoefficienten till funktionens tngent i punkten x. 2 Derivtn för f(x) = x 2 Vi börjr med tt titt på funktionen f(x) = x 2. Differenskvoten blir (x + ) 2 x 2 Utveckling med kvdreringsregeln oc förenkling ger 2x + 2 = 2x + Gränsvärdet blir 2x då går mot noll oc vi r vist tt f (x) = 2x. 2

3 Derivtn för f(x) = x n Vi sk nvänd Mxim för tt ärled en llmän deriveringsregel för f(x) = x n där n är ett eltl. Vi börjr med f(x) = x 3. Strt Mxim oc skriv in f(x) := x^3 d : (f(x+) - f(x))/ Förenkl differenskvoten d genom tt ge kommndot rtsimp(d) Skriv ner det förenklde uttrycket oc bestäm derivtn genom tt låt gå mot noll. Upprep proceduren för funktionern f(x) = x 4, x 5, x 6. Vi tittr nu på funktionen f(x) = x 1 = 1/x. Skriv in f(x) := x^-1 d : (f(x+)-f(x))/ Förenkl differenskvoten d genom tt ge kommndot rtsimp(d) Skriv ner det förenklde uttrycket oc bestäm derivtn genom tt låt gå mot noll. Upprep proceduren för funktionern f(x) = x 2, x 3, x 4. Smmnftt det du r gjort oc skriv upp en llmän regel för derivtion v funktionen f(x) = x n där n är ett eltl. 3

4 Definition v integrl Låt f(x) vr en kontinuerlig funktion i ett intervll [, b]. Vi delr in intervllet i n stycken lik stor delintervll med jälp v indelningspunktern = x 0, x 1, x 2,..., x n 1, x n = b. Om vi betecknr mittpunkten i intervllet [x i 1, x i ] med ξ i oc låter x i = (b )/n stå för bredden v intervllet så fås integrlen b f(x)dx som gränsvärdet v den så kllde Riemnnsummn n f(ξ i ) x i i=1 då n går mot oändligeten. Riemnnsummn kn geometriskt tolks som ren (med tecken) v stplrn med bredden x i oc öjden f(ξ i ) oc då n går mot oändligeten övergår summ v stpelreorn till ren under grfen. y=f(x) =x x x 0 1 2 x ξ x i 1 i i x x =b n 1 n Figur 2: Integrlen b f(x)dx fås som gränsvärdet v Riemnnsummn då ntlet intervll n går mot oändligeten. 5 Smbnd melln integrler oc derivt Leibniz oc Newton fnn ett smbnd melln integrler oc derivtor oc vi r den så kllde insättningsformeln b f(x)dx = F(b) F() 4

där F(x) är den primitiv funktionen till f(x), dvs F(x) är sådn tt F (x) = f(x). Insättningsformeln innebr ett mycket stort steg frmåt oc integrlen v t.ex. prbeln y = x 2 som under ntiken de beräknts v Arkimedes med ytterligt komplicerde summtionsmetoder kunde nu enkelt beräkns på en rd. 6 Integrl för f(x) = x n Vi sk nvänd Mxim för tt komm frm till insättningsformeln för f(x) = x n där n är ett positivt eltl. Vi börjr med f(x) = x 2. Sätt upp oc beräkn Riemnnsummn genom tt ge kommndon dx : (b-)/n f(x) := x^2 s : sum(f(+(i-1/2)*dx)*dx,i,1,n), simpsum Förenkl summn med rtsimp(s) Skriv ner det förenklde uttrycket för Riemnnsummn oc bestäm integrlen genom tt låt n gå mot oändligeten. Upprep proceduren för funktionern f(x) = x 3, x 4, x 5. Smmnftt det du r gjort oc skriv upp en llmän regel för integrtion v funktionen f(x) = x n där n är ett positivt eltl. Vis tt formeln är i överensstämmelse med insättningsformeln. 7 Redovisning v uppgiftern Uppgiftern skll redoviss i en skriftlig rpport skriven i Word eller Open Office som lämns in gruppvis. I rpporten skll det finns en smmnfttnde teoribkgrund. Resultt oc uttryck från Mxim skll redoviss. Förslgsvis kopierr ni utskriftern från Mxim direkt in Word med jälp v Edit oc Copy s imge (se vsnitt 1.8 i Mtemtik med dtorlgebrsystem). Slutsts oc smmnfttning skll också finns med i rpporten. Som frivillig extruppgift kn gruppen skp en egen Mximuppgift som lämpr sig för någon v gymnsiets kurser A-E. Det kn ndl om llt från differentilekvtioner till ur mn sätter summor v bråktl på minst gemensmm nämnre. En väl genomtänkt oc br formulerd uppgift vikts in positivt i kursens slutbetyg. 5