με ασύμπτωτη

Συντονιστής: KAKABASBASILEIOS

Άβαταρ μέλους
Καρδαμίτσης Σπύρος
Επιμελητής
Δημοσιεύσεις: 2337
Εγγραφή: Κυρ Δεκ 21, 2008 11:14 pm
Επικοινωνία:

με ασύμπτωτη

#1

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από Καρδαμίτσης Σπύρος »

Καλησπέρα στην παρέα.
Δεν ξέρω αν την έχουμε ξαναδεί, μου μοιάζει οικία μπορεί και σχολική, πάντως η αναζήτηση της ασύμπτωτης στο τελευταίο ερώτημα αρκετά ενδιαφέρουσα, όπου αν πας να βρεις τα σχετικά \lambda και \beta για τον υπολογισμό της σκοντάφτεις.

Για μια συνάρτηση f ορισμένη και παραγωγίσιμη στο σύνολο των πραγματικών αριθμών, ισχύει f(x)-{{e}^{-f(x)}}=x-1 για κάθε x πραγματικό αριθμό και f(0)=0

Γ1. Να εκφράστε την παράγωγο {f}'(x) ως συνάρτηση της f(x)

Γ2. Να μελετήσετε την συνάρτηση ως προς την μονοτονία και να βρεθεί το πρόσημο της
f(x)για κάθε x πραγματικό αριθμό.
Γ3. Να αποδείξετε ότι η συνάρτηση f είναι κυρτή στο σύνολο των πραγματικών αριθμών.
Γ4. Να αποδείξετε ότι για κάθε x>0 ισχύει: \frac{x}{2}<f(x)<x\cdot {f}'(x)<x.
Γ5. Να βρείτε την πλάγια ασύμπτωτη της συνάρτησης f στο +\infty
Καρδαμίτσης Σπύρος
kostas_zervos
Δημοσιεύσεις: 1156
Εγγραφή: Πέμ Μαρ 25, 2010 8:26 am
Τοποθεσία: Κέρκυρα

Re: με ασύμπτωτη

#2

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από kostas_zervos »

Είναι Θέμα πανελληνίων 2002 (τα Γ1,Γ4)

Μόνο για το Γ5.

Από το Γ4 (\displaystyle f(x)>\frac{x}{2}\;,\;x>0) έχουμε \displaystyle \lim_{x\to +\infty}f(x)=+\infty .
Επίσης \displaystyle \lim_{x\to +\infty}\left[f(x)-(x-1)\right]=\displaystyle \lim_{x\to +\infty}\frac{1}{e^{f(x)}}=0 , άρα η ασύμπτωτη είναι η y=x-1.
Κώστας Ζερβός
Antonis Loutraris
Δημοσιεύσεις: 175
Εγγραφή: Δευ Οκτ 19, 2009 4:16 pm

Re: με ασύμπτωτη

#3

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από Antonis Loutraris »

Καλησπέρα και καλή ανάσταση σε όλους!

Aφήνω τα πρώτα ερωτήματα να απαντηθούν από μαθητές για εξάσκηση.

Στο ωραίο ερώτημα Γ.5 μπορούμε να δούμε από το Γ.4 ότι \displaystyle{\lim_{x\to +\infty}f(x)=+\infty}

αφού \displaystyle{f(x)>\frac{x}{2}, x>0}.

Για τη πλάγια ασύμπτωτη της \displaystyle{C_{f}} στο \displaystyle{+\infty} μετασχηματίζουμε την δοσμένη σχέση:

\displaystyle{f(x)-(x-1)=e^{-f(x)}} και παίρνοντας όρια στο \displaystyle{+\infty} έχουμε ότι \displaystyle{\lim_{x\to +\infty}(f(x)-(x-1))=0} και κατά προέκταση η \displaystyle{y=x-1} είναι πλάγια ασύμπτωτη της \displaystyle{C_{f}} στο \displaystyle{+\infty.}
Αντώνης Λουτράρης
Antonis Loutraris
Δημοσιεύσεις: 175
Εγγραφή: Δευ Οκτ 19, 2009 4:16 pm

Re: με ασύμπτωτη

#4

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από Antonis Loutraris »

Mε πρόλαβε στη στροφή ο Κώστας.. :clap2:
Αντώνης Λουτράρης
Antonis Loutraris
Δημοσιεύσεις: 175
Εγγραφή: Δευ Οκτ 19, 2009 4:16 pm

Re: με ασύμπτωτη

#5

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από Antonis Loutraris »

Στο ίδιο ύφος της παραπάνω άσκησης η ακόλουθη από το εξαιρετικό βιβλίο του Γιάννη Μπαιλάκη:

Έστω παραγωγίσιμη συνάρτηση \displaystyle{f:\mathbb{R}\rightarrow\mathbb{R}} με \displaystyle{f(x)>0,x\in\mathbb{R}} για την οποία:

\displaystyle{e^{f(x)}+lnf(x)=x+e,x\in\mathbb{R}.}
Δείξτε ότι:
Δ.1. \displaystyle{f(0)=1}
Δ.2. \displaystyle{ lnx<x<e^{x}} για κάθε \displaystyle{x>0.}
Δ.3. Βρείτε το σύνολο τιμών της \displaystyle{f.}
Δ.4. Υπολογίστε το εμβαδόν του χωρίου που περικλείεται από τη \displaystyle{C_{f}}, τον άξονα \displaystyle{x'x} και τις ευθείες \displaystyle{x=0} και \displaystyle{x=1} συναρτήσει του \displaystyle{f(1).}
Αντώνης Λουτράρης
Άβαταρ μέλους
ΣΤΑΘΗΣ ΚΟΥΤΡΑΣ
Επιμελητής
Δημοσιεύσεις: 4770
Εγγραφή: Κυρ Μαρ 13, 2011 9:11 pm
Τοποθεσία: Βρυξέλλες

Re: με ασύμπτωτη

#6

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από ΣΤΑΘΗΣ ΚΟΥΤΡΑΣ »

Antonis Loutraris έγραψε:Στο ίδιο ύφος της παραπάνω άσκησης η ακόλουθη από το εξαιρετικό βιβλίο του Γιάννη Μπαιλάκη:

Έστω παραγωγίσιμη συνάρτηση \displaystyle{f:\mathbb{R}\rightarrow\mathbb{R}} με \displaystyle{f(x)>0,x\in\mathbb{R}} για την οποία:

\displaystyle{e^{f(x)}+lnf(x)=x+e,x\in\mathbb{R}.}
Δείξτε ότι:
Δ.1. \displaystyle{f(0)=1}
Δ.2. \displaystyle{ lnx<x<e^{x}} για κάθε \displaystyle{x>0.}
Δ.3. Βρείτε το σύνολο τιμών της \displaystyle{f.}
Δ.4. Υπολογίστε το εμβαδόν του χωρίου που περικλείεται από τη \displaystyle{C_{f}}, τον άξονα \displaystyle{x'x} και τις ευθείες \displaystyle{x=0} και \displaystyle{x=1} συναρτήσει του \displaystyle{f(1).}
Νομίζω ενδιαφέρον θα είχε αν στο θέμα αυτό, όπως και στο αρχικό που έθεσε ο Σπύρος δινόταν μόνο η συνέχεια της f
και να ζητείται η παραγωγισιμότητά της και φυσικά όλα τα υπόλοιπα ερωτήματα.


Στάθης
Τι περιμένετε λοιπόν ναρθεί , ποιόν καρτεράτε να σας σώσει.
Εσείς οι ίδιοι με τα χέρια σας , με το μυαλό σας με την πράξη αν δεν αλλάξετε τη μοίρα σας ποτέ της δεν θα αλλάξει
Antonis Loutraris
Δημοσιεύσεις: 175
Εγγραφή: Δευ Οκτ 19, 2009 4:16 pm

Re: με ασύμπτωτη

#7

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από Antonis Loutraris »

Ναι βέβαια, για τη μονοτονία της \displaystyle{f.}

Ας το αφήσουμε για άσκηση..
Αντώνης Λουτράρης
Άβαταρ μέλους
ΣΤΑΘΗΣ ΚΟΥΤΡΑΣ
Επιμελητής
Δημοσιεύσεις: 4770
Εγγραφή: Κυρ Μαρ 13, 2011 9:11 pm
Τοποθεσία: Βρυξέλλες

Re: με ασύμπτωτη

#8

Μη αναγνωσμένη δημοσίευση από ΣΤΑΘΗΣ ΚΟΥΤΡΑΣ »

ΣΤΑΘΗΣ ΚΟΥΤΡΑΣ έγραψε:
Antonis Loutraris έγραψε:Στο ίδιο ύφος της παραπάνω άσκησης η ακόλουθη από το εξαιρετικό βιβλίο του Γιάννη Μπαιλάκη:

Έστω παραγωγίσιμη συνάρτηση \displaystyle{f:\mathbb{R}\rightarrow\mathbb{R}} με \displaystyle{f(x)>0,x\in\mathbb{R}} για την οποία:

\displaystyle{e^{f(x)}+lnf(x)=x+e,x\in\mathbb{R}.}
Δείξτε ότι:
Δ.1. \displaystyle{f(0)=1}
Δ.2. \displaystyle{ lnx<x<e^{x}} για κάθε \displaystyle{x>0.}
Δ.3. Βρείτε το σύνολο τιμών της \displaystyle{f.}
Δ.4. Υπολογίστε το εμβαδόν του χωρίου που περικλείεται από τη \displaystyle{C_{f}}, τον άξονα \displaystyle{x'x} και τις ευθείες \displaystyle{x=0} και \displaystyle{x=1} συναρτήσει του \displaystyle{f(1).}
Νομίζω ενδιαφέρον θα είχε αν στο θέμα αυτό, όπως και στο αρχικό που έθεσε ο Σπύρος δινόταν μόνο η συνέχεια της f
και να ζητείται η παραγωγισιμότητά της και φυσικά όλα τα υπόλοιπα ερωτήματα.

Στάθης
Θα δείξω ότι η f είναι γνησίως αύξουσα. Έστω ότι υπάρχουν {x_1},{x_2} \in R με {x_1} < {x_2} ώστε f\left( {{x_1}} \right) \geqslant f\left( {{x_2}} \right) \Rightarrow \left\{ \begin{gathered} 
  \xrightarrow{{{e^t}\,\,\gamma \nu \eta \sigma \iota \omega \varsigma \,\,\alpha \upsilon \xi o\upsilon \sigma \alpha }}{e^{f\left( {{x_1}} \right)}} \geqslant {e^{f\left( {{x_2}} \right)}} \hfill \\ 
  \xrightarrow{{\ln t\,\,\gamma \nu \eta \sigma \iota \omega \varsigma \,\,\alpha \upsilon \xi o\upsilon \sigma \alpha }}\ln f\left( {{x_1}} \right) \geqslant \ln f\left( {{x_2}} \right) \hfill \\  
\end{gathered}  \right.

\mathop  \Rightarrow \limits^ +  {e^{f\left( {{x_1}} \right)}} + \ln f\left( {{x_1}} \right) \geqslant {e^{f\left( {{x_2}} \right)}} + \ln f\left( {{x_2}} \right) \Rightarrow {x_1} + e \geqslant {x_2} + e \Rightarrow {x_1} \geqslant {x_2} πράγμα άτοπο αφού υποθέσαμε ότι {x_1} < {x_2}.

Με {e^{f\left( x \right)}} > f\left( x \right) > \ln f\left( x \right) \Rightarrow {e^{f\left( x \right)}} + \ln f\left( x \right) > 2\ln f\left( x \right) \Rightarrow x + e > 2\ln f\left( x \right) \Rightarrow 0 < f\left( x \right) < {e^{\frac{{x + e}}{2}}}

και με \mathop {\lim }\limits_{x \to  - \infty } 0 = 0 = \mathop {\lim }\limits_{x \to  - \infty } {e^{\frac{{x + e}}{2}}}\mathop  \Rightarrow \limits^{{\rm K}\rho \iota \tau \eta \rho \iota o\,\,\Pi \alpha \rho \varepsilon \mu \beta o\lambda \eta \varsigma } \boxed{\mathop {\lim }\limits_{x \to  - \infty } f\left( x \right) = 0} και από {e^{f\left( x \right)}} > f\left( x \right) > \ln f\left( x \right) \Rightarrow {e^{f\left( x \right)}} + {e^{f\left( x \right)}} > {e^{f\left( x \right)}} + \ln f\left( x \right) \Rightarrow

2{e^{f\left( x \right)}} > x + e \Rightarrow {e^{f\left( x \right)}} > \frac{{x + e}}{2}\mathop  \Rightarrow \limits^{x > 0} f\left( x \right) > \ln \left( {\frac{{x + e}}{2}} \right)\mathop  > \limits^{x > 0 \Rightarrow \frac{{x + e}}{2} > \frac{e}{2} > 1} 0 \Rightarrow \boxed{0 < \frac{1}{{f\left( x \right)}} < \frac{1}{{\ln \left( {\frac{{x + e}}{2}} \right)}}}.

Με \mathop {\lim }\limits_{x \to  + \infty } \ln \left( {\frac{{x + e}}{2}} \right)\mathop  = \limits^{u = \frac{{x + e}}{2} \Rightarrow \left( {x \to  + \infty  \Rightarrow u \to  + \infty } \right)} \mathop {\lim }\limits_{u \to  + \infty } \ln u =  + \infty  \Rightarrow \mathop {\lim }\limits_{x \to  + \infty } \frac{1}{{\ln \left( {\frac{{x + e}}{2}} \right)}} = 0 = \mathop {\lim }\limits_{x \to  + \infty } 0 \Rightarrow \mathop {\lim }\limits_{x \to  + \infty } \frac{1}{{f\left( x \right)}} = 0 \mathop  \Rightarrow \limits^{f\left( x \right) > 0} \boxed{\mathop {\lim }\limits_{x \to  + \infty } f\left( x \right) =  + \infty }.

Έτσι με f συνεχή και γνησίως αύξουσα στο R θα είναι f\left( R \right) = \left( {\mathop {\lim }\limits_{x \to  - \infty } f\left( x \right),\mathop {\lim }\limits_{x \to  + \infty } f\left( x \right)} \right) = \left( {0, + \infty } \right) και συνεπώς η αντίστροφή της

είναι η συνάρτηση {f^{ - 1}}\left( x \right) = {e^x} + \ln x - e,x \in \left( {0, + \infty } \right) η οποία είναι προφανώς παραγωγίσιμη με {\left( {{f^{ - 1}}} \right)^\prime }\left( x \right) = {e^x} + \frac{1}{x} > 0,x \in \left( {0, + \infty } \right), άρα {\left( {{f^{ - 1}}} \right)^\prime }\left( x \right) \ne 0.

και συνεπώς και η f είναι παραγωγίσιμη (το "καθρέφτισμα" της ομαλής (παραγωγίσιμης) αντίστροφής της ως προς την ευθεία y = x με {\left( {{f^{ - 1}}} \right)^\prime }\left( x \right) \ne 0).

και με {f^{ - 1}}\left( 1 \right) = 0 \Leftrightarrow \boxed{f\left( 0 \right) = 1}. Είναι \ln x \leqslant x - 1 < x < x + 1 \leqslant {e^x} γνωστές σχολικές προτάσεις οφειλόμενες στην κυρτότητα και την κυλότητα των συναρτήσεων {e^x},\ln x αντίστοιχα.

Δ.4) Από {e^{f\left( x \right)}} + \ln f\left( x \right) = x + e \Rightarrow {e^{f\left( x \right)}} \cdot f'\left( x \right) + \left( {\ln f\left( x \right)} \right) \cdot f'\left( x \right) = \left( {x + e} \right) \cdot f'\left( x \right) \Rightarrow

\int\limits_0^1 {{e^{f\left( x \right)}} \cdot f'\left( x \right)dx}  + \int\limits_0^1 {\left( {\ln f\left( x \right)} \right) \cdot f'\left( x \right)dx}  = \int\limits_0^1 {\left( {x + e} \right) \cdot f'\left( x \right)dx}  \Rightarrow

\boxed{\left[ {{e^{f\left( x \right)}}} \right]_0^1 + \int\limits_0^1 {\left( {\ln f\left( x \right)} \right) \cdot f'\left( x \right)dx}  = \left[ {\left( {x + e} \right)f\left( x \right)} \right]_0^1 - \int\limits_0^1 {f\left( x \right)dx} }:\left( 1 \right).

Είναι \int\limits_0^1 {\left( {\ln f\left( x \right)} \right) \cdot f'\left( x \right)dx} \mathop  = \limits^{u = f\left( x \right) \Rightarrow du = f'\left( x \right)dx,x = 0 \Rightarrow u = f\left( 0 \right) = 1,x = 1 \Rightarrow u = f\left( 1 \right)} \int\limits_1^{f\left( 1 \right)} {\ln udu}  = \ldots \left[ {u\ln u - u} \right]_1^{f\left( 1 \right)} = f\left( 1 \right)\ln f\left( 1 \right) - f\left( 1 \right) + 1

και με f\left( x \right) > 0,\forall x \in R \supset \left[ {0,1} \right] \Rightarrow E = \int\limits_0^1 {f\left( x \right)dx} (με E το ζητούμενο εμβαδόν)

οπότε από την \left( 1 \right) έχουμε: {e^{f\left( 1 \right)}} - e + f\left( 1 \right)\ln f\left( 1 \right) - f\left( 1 \right) + 1 = \left( {e + 1} \right)f\left( 1 \right) - e - E \Rightarrow \boxed{E =  \ldots } και όλα τα ζητούμενα έχουν βρεθεί.


Στάθης
Τι περιμένετε λοιπόν ναρθεί , ποιόν καρτεράτε να σας σώσει.
Εσείς οι ίδιοι με τα χέρια σας , με το μυαλό σας με την πράξη αν δεν αλλάξετε τη μοίρα σας ποτέ της δεν θα αλλάξει
Απάντηση

Επιστροφή στο “ΔΙΑΦΟΡΙΚΟΣ ΛΟΓΙΣΜΟΣ”

Μέλη σε σύνδεση

Μέλη σε αυτήν τη Δ. Συζήτηση: Δεν υπάρχουν εγγεγραμμένα μέλη και 2 επισκέπτες