Σελίδα 1 από 1

Ouchs

Δημοσιεύτηκε: Σάβ Απρ 22, 2017 5:14 pm
από erxmer
Δίνεται συνάρτηση f: R \to R δις παραγωγίσιμη ώστε \displaystyle{f''(x)+f'(x)=\frac{1}{e^x}}, και ο οριζόντιος άξονας εφάπτεται της C_f στην αρχή των αξόνων.

1) Να βρεθεί ο τύπος της συνάρτησης και το σύνολο τιμών της

2) Nα λυθεί η ανίσωση \displaystyle{\frac{1+x^2}{3}>\frac{e^{x^2}}{e^2}, x \in R}

3) Να βρεθεί η οριζόντια ασύμπτωτη της C_f στο +\infty

4) Να υπολογιστεί το \displaystyle{\lim_{x \to +\infty}\left ( F(x+2017)-F(x+1) \right )}

5) Να αποδειχθεί οτι η εξίσωση \displaystyle{\frac{x+1}{e^x}=\frac{a+1}{e^a},a >0} έχει δυο λύσεις ετερόσημες

6) \displaystyle{\int_{0}^{2021}\left ( f(x) \right )^3dx>2017}, \displaystyle{\int_{e^{-1}}^{e}x^2f(lnx)dx>1}

Re: Ouchs

Δημοσιεύτηκε: Δευ Απρ 24, 2017 10:06 am
από Ratio
(1),(2),(3),(4)
(1)

Δεδομένου ότι ο οριζόντιος άξονας εφάπτεται της C_{f}
στην αρχή των αξόνων θα έχουμε
f(0)=0 και f'(0)=0

f''(x)+f'(x)=e^{-x}\Leftrightarrow [f'(x)+f(x)]'=(-e^{-x})'\Leftrightarrow \\\\ f'(x)+f(x)=-e^{-x}+c_{1}

Για x=0 προκύπτει f'(0)+f(0)=-1+c_{1} \Leftrightarrow c_{1}=1 \Leftrightarrow \\\\ f(x)+f'(x)=-e^{-x}+1

Πολλαπλασιάζοντας με e^x έχουμε :

e^xf'(x)+e^xf(x)=-1+e^x \Leftrightarrow \left ( e^xf(x) \right )'=\left ( e^x-x \right )'\\\\\Leftrightarrow e^xf(x)=e^x-x+c_{2}

Για x=0 προκύπτει c_{2}=-1 επομένως f(x)=1-\frac{x+1}{e^x}

με πεδίο ορισμού D_{f}=(-\infty,+\infty)

και πεδίο τιμών

\lim_{x\to -\infty}f(x)=\lim_{x\to -\infty}\left ( 1-\frac{x+1}{e^x} \right )=1-\lim_{x\to -\infty}(x+1)e^{-x}=+\infty

εφόσον \lim_{x\to -\infty}e^{-x}=\lim_{-x\to +\infty}e^{-x}=+\infty


και
\lim_{x\to +\infty}f(x)=\lim_{x\to +\infty}\left ( 1-\frac{x+1}{e^x} \right )=1-\lim_{x\to +\infty}\frac{x+1}{e^x}=1 
 
εφόσον\lim_{x\to +\infty}\frac{x+1}{e^x}=\left ( \frac{+\infty}{+\infty} \right )DLH=

\lim_{x\to +\infty}\frac{(x+1)')}{(e^x)'}=\lim_{x\to +\infty}\frac{1}{e^x}=0

f'(x)=(1-\frac{x+1}{e^x})'=-\frac{e^x-e^x(x+1)}{e^{2x}}}=\frac{x}{e^x}

με f'(0)=0
f'(x)\leq 0 \Leftrightarrow x\leq 0 \Leftrightarrow f(x)\downarrow x\in(-\infty,0]\\\\
f'(x)\geq 0 \Leftrightarrow x\geq 0 \Leftrightarrow f(x)\uparrow x\in([0,+\infty)

επομένως το f(D{_f})=[0,+\infty)

2. Δίνεται η εξίσωση :

\frac{1+x^2}{3}>\frac{e^{x^2}}{e^2}\Leftrightarrow \frac{1+x^2}{e^{x^2}}>\frac{3}{e^2}\\\\\Leftrightarrow -\frac{1+x^2}{e^{x^2}}<-\frac{3}{e^2}\rightarrow 1-\frac{1+x^2}{e^{x^2}}<1- \frac{3}{e^2}\Leftrightarrow f(x^2)<f(2)\Leftrightarrow f\uparrow x\in [0,+\infty)\Leftrightarrow x^2<2\Leftrightarrow \left | x \right |<\sqrt{2}\\\\\Leftrightarrow -\sqrt{2}<x<\sqrt{2}

3. Η οριζόντια ασύμπτωτη έχει υπολογισθεί στο (1) , για την εύρεση του πεδίου τιμών και είναι η y=1

4. Η f(x) είναι γνησίως αύξουσα για x\geq0 με \lim_{x\to+\infty}f(x)=1
Θεωρούμε διάστημα [x+1,x+2017] και x_{0} \in (x+1,x+2017)
Θα ισχύει
f(x+1)<f(x_{0})<f(x+2017)\Leftrightarrow
και από τη χρήση Θεωρήματος Μέσης Τιμής

f(x+1)<\frac{F(x+2017)-F(x+1)}{2016}< f(x+2017)\Leftrightarrow\\\\ 2016f(x+1)<F(x+2017)-F(x+1)<f(x+2017)
όπου F(x) μια παράγουσα της f(x)

όπου x\to +\infty \Leftrightarrow x+1\to +\infty\Leftrightarrow \lim_{x\to +\infty}f(x+1)=1\\\\x\to +\infty \Leftrightarrow x+2017\to +\infty\Leftrightarrow \lim_{x\to +\infty}f(x+2017)=1\\\\ 2016<\lim_{x\to +\infty}[F(x+2017)-F(x+1)]<2016\Leftrightarrow\\ \lim_{x\to +\infty}[F(x+2017)-F(x+1)]=2016

Re: Ouchs

Δημοσιεύτηκε: Τετ Απρ 26, 2017 10:51 pm
από Eukleidis
Η \displaystyle{f} είναι γνησίως φθίνουσα στο \displaystyle{\left( { - \infty ,0} \right]} και γνησίως αύξουσα στο \displaystyle{\left( {0, + \infty } \right]} ενώ στα διαστήματα αυτά το σύνολο τιμών είναι \displaystyle{\left[ {0, + \infty } \right)} και \displaystyle{\left[ {0,1} \right)}
Η εξίσωση γράφεται ισοδύναμα ως \displaystyle{f\left( x \right) = f\left( a \right)}

Επειδή το \displaystyle{a > 0}, θα είναι \displaystyle{f\left( a \right) > 0}.Το \displaystyle{f\left( a \right)} ανήκει και στα δύο διαστήματα του συνόλου τιμών και συνεπώς υπάρχουν λύσεις της \displaystyle{f\left( x \right) = f\left( a \right)}, μια θετική και μια αρνητική, οι οποίες λογω μονοτονίας είναι μοναδικές.

Θα ήθελα να δω μια λύση για τα ολοκληρώματα, καθώς δεν μπορώ ούτε να φράξω τις συναρτήσεις.

Re: Ouchs

Δημοσιεύτηκε: Δευ Μάιος 01, 2017 6:59 pm
από ΠΑΠΑΔΟΠΟΥΛΟΣ ΣΤΑΥΡΟΣ
erxmer έγραψε:Δίνεται συνάρτηση f: R \to R δις παραγωγίσιμη ώστε \displaystyle{f''(x)+f'(x)=\frac{1}{e^x}}, και ο οριζόντιος άξονας εφάπτεται της C_f στην αρχή των αξόνων.

1) Να βρεθεί ο τύπος της συνάρτησης και το σύνολο τιμών της

2) Nα λυθεί η ανίσωση \displaystyle{\frac{1+x^2}{3}>\frac{e^{x^2}}{e^2}, x \in R}

3) Να βρεθεί η οριζόντια ασύμπτωτη της C_f στο +\infty

4) Να υπολογιστεί το \displaystyle{\lim_{x \to +\infty}\left ( F(x+2017)-F(x+1) \right )}

5) Να αποδειχθεί οτι η εξίσωση \displaystyle{\frac{x+1}{e^x}=\frac{a+1}{e^a},a >0} έχει δυο λύσεις ετερόσημες

6) \displaystyle{\int_{0}^{2021}\left ( f(x) \right )^3dx>2017}, \displaystyle{\int_{e^{-1}}^{e}x^2f(lnx)dx>1}


Θα παρακαλούσα τον χρήστη erxmer να παραθέσει τις λύσεις του 6)

Re: Ouchs

Δημοσιεύτηκε: Τρί Μάιος 02, 2017 5:07 pm
από erxmer
Η λύση που έχω είναι με απευθείας υπολογισμό τους.Ειδικά η πρωτη έχει παρα πολλές πράξεις αλλά ισχύει.Για την δεύτερη με αλλαγή μεταβλητής u=lnx είναι κάπως πιο εύκολά τα πράγματα.

Re: Ouchs

Δημοσιεύτηκε: Τρί Μάιος 02, 2017 5:29 pm
από M.S.Vovos
erxmer έγραψε:Η λύση που έχω είναι με απευθείας υπολογισμό τους.Ειδικά η πρωτη έχει παρα πολλές πράξεις αλλά ισχύει.Για την δεύτερη με αλλαγή μεταβλητής u=lnx είναι κάπως πιο εύκολά τα πράγματα.
:shock: :shock: :shock: :shock:

Tι είναι αυτό το τέρας που βγάζει το wolfram; Είναι δυνατόν να περιμένουμε από τον οποιοδήποτε να μπει στη διαδικασία επίλυσης τέτοιων πράξεων;

Θα ήθελα να παρακαλέσω να ανεβάζουμε ασκήσεις που να είναι κοντά στην πραγματικότητα. Ποιο το νόημα αυτού του ερωτήματος, γενικότερα;

Oι πανελλαδικές πλησιάζουν καλό είναι να κρατάμε ήρεμο προφίλ.

Φιλικά.

Re: Ouchs

Δημοσιεύτηκε: Τρί Μάιος 02, 2017 5:32 pm
από ΠΑΠΑΔΟΠΟΥΛΟΣ ΣΤΑΥΡΟΣ
erxmer έγραψε:Η λύση που έχω είναι με απευθείας υπολογισμό τους.Ειδικά η πρωτη έχει παρα πολλές πράξεις αλλά ισχύει.
Το ξέρω αφού τα έχω υπολογίσει.

Το δεύτερο και πιο εύκολο ισούται με

\dfrac{e^{3}-e^{-3}}{3}-0,75e^{2}+\dfrac{e^{2}}{4}\simeq 1,16

πως θα το βγάλει ένας μαθητής μεγαλύτερο του 1
χωρίς κομπιουτεράκι;