1. Η μεθόδευση στην εύρεση συνάρτησης
Δημοσιεύτηκε: Παρ Μάιος 10, 2013 2:03 pm
Αγαπητοί συνάδελφοι !
Το επικρατέστερο κάθε χρόνο ερώτημα στις εξετάσεις είναι η εύρεση συνάρτησης.Με σκοπό την πιο γρήγορη και αποτελεσματική ολοκλήρωση της επανάληψης, θα ήθελα να συγκεντώσουμε τις πιο χαραακτηριστικές περιπτώσεις, όπου ζητούμενο είναι η εύρεση του τύπου :
1η Περίπτωση :
Έστω ότι στη δοσμένη σχέση έχουμε μια ή δύο συναρτήσεις ,με τις ίδιες και τις παραγώγους τους.
Αντιμετώπιση
Συγκέντρωση και ομαδοποίηση όρων ώστε να πάρουμε σχέση της μορφής :
ή
ή
.
Συχνά, προσπαθούμε να δημιουργήσουμε ακόμα παράγωγο γινομένου, πηλίκου ή σύνθετης συνάρτησης και κυρίως μία από τις μορφές :
κλπ.
Η παραπάνω διαδικασία μπορεί να επαναληφθεί και περισσότερες από μία φορές και μάλιστα στην κάθε περίπτωση να οδηγούμαστε σε άλλη μορφή.
Η πιο δύσκολη περίπτωση είναι εκείνη που πρέπει να πολλαπλασιάσουμε τη δοσμένη σχέση με κατάλληλη συνάρτηση - ή να προσθέσουμε και στα δύο μέλη μια νέα συνάρτηση - ώστε να πάρουμε παράγωγο σύνθετης συνάρτησης ή γινομένου κλπ.Ας ελπίσουμε ότι τέτοιες περιπτώσεις και ειδικά δύσκολες δεν θα παρουσιαστούν (με μεγάλη συχνότητα) σε εξετάσεις.
Εφαρμογές :Θέματα 2011,2012, Οεφε 2013 κλπ
Αξίζει να προτείνουμε πάνω σε αυτή την κατηγορία , εκτός από παλιά θέματα, 4-5 ακόμα βασικές ασκήσεις του ενός ερωτήματος(μία και έξω!) με ιδέες όχι τόσο γνωστές.
Στη δεύτερη περίπτωση θα βάλω συναρτησιακές με ολοκληρώματα, που είναι η άλλη μεγάλη κατηγορία ασκήσεων.Ξεκινάω με την πρώτη άσκηση, για να γίνω και πιο κατανοητός.
Εφαρμογή 1.
Να βρείτε την παραγωγίσιμη συνάρτηση
με την ιδιότητα
για κάθε
και 
Μπάμπης
Το επικρατέστερο κάθε χρόνο ερώτημα στις εξετάσεις είναι η εύρεση συνάρτησης.Με σκοπό την πιο γρήγορη και αποτελεσματική ολοκλήρωση της επανάληψης, θα ήθελα να συγκεντώσουμε τις πιο χαραακτηριστικές περιπτώσεις, όπου ζητούμενο είναι η εύρεση του τύπου :
1η Περίπτωση :
Έστω ότι στη δοσμένη σχέση έχουμε μια ή δύο συναρτήσεις ,με τις ίδιες και τις παραγώγους τους.
Αντιμετώπιση
Συγκέντρωση και ομαδοποίηση όρων ώστε να πάρουμε σχέση της μορφής :
ή
ή
.Συχνά, προσπαθούμε να δημιουργήσουμε ακόμα παράγωγο γινομένου, πηλίκου ή σύνθετης συνάρτησης και κυρίως μία από τις μορφές :
κλπ.Η παραπάνω διαδικασία μπορεί να επαναληφθεί και περισσότερες από μία φορές και μάλιστα στην κάθε περίπτωση να οδηγούμαστε σε άλλη μορφή.
Η πιο δύσκολη περίπτωση είναι εκείνη που πρέπει να πολλαπλασιάσουμε τη δοσμένη σχέση με κατάλληλη συνάρτηση - ή να προσθέσουμε και στα δύο μέλη μια νέα συνάρτηση - ώστε να πάρουμε παράγωγο σύνθετης συνάρτησης ή γινομένου κλπ.Ας ελπίσουμε ότι τέτοιες περιπτώσεις και ειδικά δύσκολες δεν θα παρουσιαστούν (με μεγάλη συχνότητα) σε εξετάσεις.
Εφαρμογές :Θέματα 2011,2012, Οεφε 2013 κλπ
Αξίζει να προτείνουμε πάνω σε αυτή την κατηγορία , εκτός από παλιά θέματα, 4-5 ακόμα βασικές ασκήσεις του ενός ερωτήματος(μία και έξω!) με ιδέες όχι τόσο γνωστές.
Στη δεύτερη περίπτωση θα βάλω συναρτησιακές με ολοκληρώματα, που είναι η άλλη μεγάλη κατηγορία ασκήσεων.Ξεκινάω με την πρώτη άσκηση, για να γίνω και πιο κατανοητός.
Εφαρμογή 1.
Να βρείτε την παραγωγίσιμη συνάρτηση
με την ιδιότητα
για κάθε
και 
Μπάμπης

.
.
είναι
.
αφού είναι
για κάθε 
με
και οι οποίες για κάθε
ικανοποιούν τις ιδιότητες :
και 
και να βρείτε την
είναι αρχική της
.
, να αποδείξετε ότι
.
για κάθε 
έχουμε: 


, άρα 

οπότε 


, συνεπώς
.
Με την γνωστή κίνηση να προσθέσουμε και στα δύο μέλη της i) το
"ξεκλειδώνει" η συναρτησιακή. Όπως απέδειξε ο κ. Γιώργος ισχύει
.
Εύκολα
γν. αύξουσα στο
και
. Επίσης προκύπτει ότι
κυρτή στο
.
Θεωρώ
. Ισχύει
και το ζητούμενο έπεται από το κριτήριο σύγκρισης.
Θεωρώ την
. Ισχύει
και
γν. αύξουσα.
. Θεωρώ την
. Ισχύει
γν. αύξουσα στο
και αφού
γν. αύξουσα προκύπτει ότι η
είναι γν. αύξουσα στο
. Συνεπώς
.
Εύκολα προκύπτει ότι
.
δηλαδή
οπότε ισχύει ότι
και επειδή
άρα ισχύει ότι
και επειδή
άρα
επομένως
και αφού
θα ισχύει ότι 
θα ισχύει
άρα και
οπότε ισχύει
και επειδή
θα είναι
που επαληθεύει τις αρχικές ισότητες
και αφού
ισχύει για
ότι
άρα η
και ισχύει για
ότι
άρα η
άρα η 
θα ισχύει ότι
και
δηλαδή

με
και επειδή
επειδή
από
θα είναι
κριτήριο παρεμβολής.....)
είναι παραγωγίσιμη με
(1)
αυτή είναι συνεχής στο
με
άρα γνήσια αύξουσα στο
άρα
γνήσια αύξουσα στο
θα είναι
δηλαδή αυτό που θέλαμε.
θα είναι και
άρα και
και με ![\int\limits_{1}^{x}{\frac{1}{f(t)}dt}\le \int\limits_{1}^{x}{{{e}^{-t}}dt}=-\left[ {{e}^{-t}} \right]_{1}^{x}=-\frac{1}{{{e}^{x}}}+\frac{1}{e}<\frac{1}{e}+\frac{1}{e}=\frac{2}{e} \int\limits_{1}^{x}{\frac{1}{f(t)}dt}\le \int\limits_{1}^{x}{{{e}^{-t}}dt}=-\left[ {{e}^{-t}} \right]_{1}^{x}=-\frac{1}{{{e}^{x}}}+\frac{1}{e}<\frac{1}{e}+\frac{1}{e}=\frac{2}{e}](/forum/ext/geomar/texintegr/latexrender/pictures/fc8e55e7b1d08a0404d2c16d809c6053.png)
, εκφράζουμε τη δοσμένη συνάρτηση ως συνάρτηση του
και τελικά βρίσκουμε το
, όπου
είναι μια συνεχής συνάρτηση που δεν αλλάζει πρόσημο. Αν τα άκρα είναι διαφορετικά, τότε θα είναι
και η σχέση αυτή μας οδηγεί στη ζητούμενη συνάρτηση.
για κάθε
με
. Η δοσμένη σχέση για
δίνει άτοπο αφού
ενώ
.
με
. Συνεπώς
αφού
.
για κάθε
και συνεχίζουμε με διάκριση περιπτώσεων όπως πριν αφού
.
.
μια αρχική της
.
άτοπο...
.
με την ιδιότητα :
.
για κάθε
, τότε
, άρα η
.![\displaystyle \int_{f'(x)}^{f(x)}f(t)dt=f'(x)-f(x) \Leftrightarrow\left[F(t)\right]_{f'(x)}^{f(x)}=f'(x)-f(x) \Leftrightarrow \displaystyle \int_{f'(x)}^{f(x)}f(t)dt=f'(x)-f(x) \Leftrightarrow\left[F(t)\right]_{f'(x)}^{f(x)}=f'(x)-f(x) \Leftrightarrow](/forum/ext/geomar/texintegr/latexrender/pictures/70a6e180d2787e0e5a8a6fb56305b6b5.png)
και από το
.
.
παίρνουμε
και νέα άκρα ολοκλήρωσης τα
.
.
![\displaystyle{\Rightarrow \int_{0}^{1}\left[f^2(x^2)-2xf(x^2)-x^2\right]\,dx=0} \displaystyle{\Rightarrow \int_{0}^{1}\left[f^2(x^2)-2xf(x^2)-x^2\right]\,dx=0}](/forum/ext/geomar/texintegr/latexrender/pictures/c4d710180c4ad3a8e27fb615521db6ca.png)
![\displaystyle{\Rightarrow \int_{0}^{1}\left[f(x^2)-x\right]^2\,dx=0} \displaystyle{\Rightarrow \int_{0}^{1}\left[f(x^2)-x\right]^2\,dx=0}](/forum/ext/geomar/texintegr/latexrender/pictures/71a70c8386447d3809564b774fec1815.png)
.
παίρνουμε![\displaystyle{f(x)=\sqrt{x},x\in\left[0,1\right]} \displaystyle{f(x)=\sqrt{x},x\in\left[0,1\right]}](/forum/ext/geomar/texintegr/latexrender/pictures/f83344f03bf6b5754d5b038ad61d34f0.png)
ισχύει


![\displaystyle{f(x)=\sqrt{x}~\forall x\in [0,1].} \displaystyle{f(x)=\sqrt{x}~\forall x\in [0,1].}](/forum/ext/geomar/texintegr/latexrender/pictures/edd8103d21d811a6be825bb475bbf0c6.png)
για κάθε
για κάθε
με την ιδιότητα
για κάθε 
και
για κάθε 
έχει μοναδική ρίζα, τότε η
,να αποδειχθεί ότι είναι συνεχής και να βρεθεί το όριο 
με
, να βρεθεί o τύπος της συνάρτησης αυτής.
για κάθε 
.
, τότε
.
για κάθε
είναι ισοδύναμη με την
που είναι αδύνατη.
για κάθε
για κάθε
ή
.
και δουλεύουμε όπως στο (α).
.
.
και
η
).
.
.
.
.