<!DOCTYPE HTML PUBLIC "-//W3C//DTD HTML 3.2 Final//EN"> <!--Converted with LaTeX2HTML 2002-2-1 (1.70) original version by: Nikos Drakos, CBLU, University of Leeds * revised and updated by: Marcus Hennecke, Ross Moore, Herb Swan * with significant contributions from: Jens Lippmann, Marek Rouchal, Martin Wilck and others Translation to greek : George Nassopoulos--> <HTML> <HEAD> <TITLE>Άσκηση 2η</TITLE> <META NAME="description" CONTENT="Exercice 2"> <META NAME="keywords" CONTENT="tutoriel"> <META NAME="resource-type" CONTENT="document"> <META NAME="distribution" CONTENT="global"> <META NAME="Generator" CONTENT="LaTeX2HTML v2002-2-1"> <META HTTP-EQUIV="Content-Style-Type" CONTENT="text/css"> <LINK REL="STYLESHEET" HREF="tutoriel.css"> <LINK REL="previous" HREF="node37.html"> <LINK REL="up" HREF="node36.html"> <LINK REL="next" HREF="node39.html"> </HEAD> <BODY > <!--Navigation Panel--> <A NAME="tex2html608" HREF="node39.html"> <IMG WIDTH="37" HEIGHT="24" ALIGN="BOTTOM" BORDER="0" ALT="next" SRC="next.png"></A> <A NAME="tex2html602" HREF="node36.html"> <IMG WIDTH="26" HEIGHT="24" ALIGN="BOTTOM" BORDER="0" ALT="up" SRC="up.png"></A> <A NAME="tex2html598" HREF="node37.html"> <IMG WIDTH="63" HEIGHT="24" ALIGN="BOTTOM" BORDER="0" ALT="previous" SRC="prev.png"></A> <A NAME="tex2html604" HREF="node46.html"> <IMG WIDTH="65" HEIGHT="24" ALIGN="BOTTOM" BORDER="0" ALT="contents" SRC="contents.png"></A> <A NAME="tex2html606" HREF="node47.html"> <IMG WIDTH="43" HEIGHT="24" ALIGN="BOTTOM" BORDER="0" ALT="index" SRC="index.png"></A> <BR> <B> επόμενο:</B> <A NAME="tex2html609" HREF="node39.html">Υπολογισμός αορίστων ολοκληρωμάτων </A> <B> εμφάνιση:</B> <A NAME="tex2html603" HREF="node36.html">Συνάρτηση και γραφική παράσταση</A> <B> προηγούμενο:</B> <A NAME="tex2html599" HREF="node37.html">Άσκηση 1η</A> <B> <A NAME="tex2html605" HREF="node46.html">Πίνακας περιεχομένων</A></B> <B> <A NAME="tex2html607" HREF="node47.html">Ευρετήριο</A></B> <BR> <BR> <!--End of Navigation Panel--> <H3><A NAME="SECTION00071200000000000000"> Άσκηση 2η</A> </H3> Έστω η (πραγματική) συνάρτηση <I>f</I> από το <IMG WIDTH="15" HEIGHT="14" ALIGN="BOTTOM" BORDER="0" SRC="img13.png" ALT="$ \mathbb {R}$"> στο <IMG WIDTH="15" HEIGHT="14" ALIGN="BOTTOM" BORDER="0" SRC="img13.png" ALT="$ \mathbb {R}$"> που ορίζεται ως: <!-- MATH \begin{displaymath} f(x)=\frac{\exp(x)^2-\exp(x)+1}{\exp(x)^3+\exp(x)} \end{displaymath} --> <P></P> <DIV ALIGN="CENTER"> <I>f</I> (<I>x</I>) = <IMG WIDTH="139" HEIGHT="57" ALIGN="MIDDLE" BORDER="0" SRC="img23.png" ALT="$\displaystyle {\frac{{\exp(x)^2-\exp(x)+1}}{{\exp(x)^3+\exp(x)}}}$">. </DIV><P></P> <OL> <LI>Αποδείξτε ότι για κάθε <!-- MATH $x \in \mathbb R$ --> <I>x</I> <IMG WIDTH="14" HEIGHT="30" ALIGN="MIDDLE" BORDER="0" SRC="img21.png" ALT="$ \in$"> <IMG WIDTH="15" HEIGHT="14" ALIGN="BOTTOM" BORDER="0" SRC="img13.png" ALT="$ \mathbb {R}$">, <!-- MATH $P(x)=x^4-2x^3+2x^2+1 \geq 1$ --> <I>P</I>(<I>x</I>) = <I>x</I><SUP>4</SUP> - 2<I>x</I><SUP>3</SUP> + 2<I>x</I><SUP>2</SUP> + 1 <IMG WIDTH="15" HEIGHT="30" ALIGN="MIDDLE" BORDER="0" SRC="img11.png" ALT="$ \geq$"> 1. </LI> <LI>Μελετήστε τις μεταβολές της <I>f</I>(<I>x</I>) και σχεδιάστε την γραφική της παράσταση. </LI> <BR> <LI> Βρείτε την εξίσωση της εφαπτομένης της συνάρτησης <I>f</I>(<I>x</I>) στο σημείο με τετμημένη <I>x</I> = 0. </LI> <BR> </OL> <P> <B>Απαντήσεις</B> <OL> <LI>Για να αποδείξουμε ότι για κάθε <!-- MATH $x \in \mathbb R$ --> <I>x</I> <IMG WIDTH="14" HEIGHT="30" ALIGN="MIDDLE" BORDER="0" SRC="img21.png" ALT="$ \in$"> <IMG WIDTH="15" HEIGHT="14" ALIGN="BOTTOM" BORDER="0" SRC="img13.png" ALT="$ \mathbb {R}$">, <!-- MATH $P(x)=x^4-2x^3+2x^2+1 \geq 1$ --> <I>P</I>(<I>x</I>) = <I>x</I><SUP>4</SUP> - 2<I>x</I><SUP>3</SUP> + 2<I>x</I><SUP>2</SUP> + 1 <IMG WIDTH="15" HEIGHT="30" ALIGN="MIDDLE" BORDER="0" SRC="img11.png" ALT="$ \geq$"> 1, πληκτρολογούμε πρώτα: <BR> <BR> <DIV ALIGN="CENTER"> <code>P(x):=x^4-2*x^3+2*x^2+1</code> </DIV> <BR> κατόπιν <BR> <BR> <DIV ALIGN="CENTER"> <code> factor(P(x)-1)</code> </DIV> <BR> και έχουμε σαν αποτέλεσμα: <BR> <BR> <DIV ALIGN="CENTER"> <code> (x^2-2*x+2)*x^2</code> </DIV> <BR> Στην συνέχεια φέρνουμε το τριώνυμο <I>x</I><SUP>2</SUP> - 2<I>x</I> + 2 στην κανονική του μορφή πληκτρολογώντας: <BR> <BR> <DIV ALIGN="CENTER"> <code> canonical_form(x^2-2*x+2)</code> </DIV> <BR> και παίρνουμε σαν αποτέλεσμα: <BR> <BR> <DIV ALIGN="CENTER"> <code> (x-1)^2+1</code> </DIV> <BR> Επειδή δε για κάθε<!-- MATH $x \in \mathbb R$ --> <I>x</I> <IMG WIDTH="14" HEIGHT="30" ALIGN="MIDDLE" BORDER="0" SRC="img21.png" ALT="$ \in$"> <IMG WIDTH="15" HEIGHT="14" ALIGN="BOTTOM" BORDER="0" SRC="img13.png" ALT="$ \mathbb {R}$">, ισχύει <!-- MATH $x^4-2x^3+2x^2=x^2*(x-1)^2+x^2 \geq 0$ --> <I>P</I>(<I>x</I>) - 1 = <I>x</I><SUP>4</SUP> - 2<I>x</I><SUP>3</SUP> + 2<I>x</I><SUP>2</SUP> = <I>x</I><SUP>2</SUP>*(<I>x</I> - 1)<SUP>2</SUP> + <I>x</I><SUP>2</SUP> <IMG WIDTH="15" HEIGHT="30" ALIGN="MIDDLE" BORDER="0" SRC="img11.png" ALT="$ \geq$"> 0, συμπεραίνουμε πως για κάθε<!-- MATH $x \in \mathbb R$ --> <I>x</I> <IMG WIDTH="14" HEIGHT="30" ALIGN="MIDDLE" BORDER="0" SRC="img21.png" ALT="$ \in$"> <IMG WIDTH="15" HEIGHT="14" ALIGN="BOTTOM" BORDER="0" SRC="img13.png" ALT="$ \mathbb {R}$">, <!-- MATH $P(x)=x^4-2x^3+2x^2+1 \geq 1$ --> <I>P</I>(<I>x</I>) = <I>x</I><SUP>4</SUP> - 2<I>x</I><SUP>3</SUP> + 2<I>x</I><SUP>2</SUP> + 1 <IMG WIDTH="15" HEIGHT="30" ALIGN="MIDDLE" BORDER="0" SRC="img11.png" ALT="$ \geq$"> 1. <P> </LI> <LI>Για να υπολογίσουμε την παράγωγο της <I>f</I>(<I>x</I>) στην κανονική της (ή απλοποιημένη) μορφή πληκτρολογούμε: <BR> <BR> <DIV ALIGN="CENTER"> <code> normal(derive((exp(x)^2-exp(x)+1)/(exp(x)^3+exp(x)),x))</code> </DIV> <BR> και βλέπουμε πως το αποτέλεσμα είναι: <BR> <BR> <DIV ALIGN="CENTER"> <code>(-(exp(x))^4+2*(exp(x))^3-2*(exp(x))^2-1)/</code> <code>((exp(x))^5+2*(exp(x))^3+exp(x))</code> </DIV> <P> Παρατηρούμε πως ο αριθμητής της παραπάνω παράστασης είναι πάντα αρνητικός διότι είναι ίσος με <!-- MATH $-P(\exp(x))$ --> - <I>P</I>(exp(<I>x</I>)), ενώ ο παρανομαστής της είναι πάντα θετικός διότι είναι ίσος με ένα άθροισμα αριθμών θετικών. Η συνάρτηση <I>f</I>(<I>x</I>) είναι λοιπόν φθίνουσα. <BR> Για να βρούμε το όριο της <I>f</I>(<I>x</I>) στο + <IMG WIDTH="14" HEIGHT="16" ALIGN="BOTTOM" BORDER="0" SRC="img6.png" ALT="$ \infty$">, πληκτρολογούμε: <BR> <DIV ALIGN="CENTER"> <code> limit((exp(x)^2-exp(x)+1)/(exp(x)^3+exp(x)),x=+infinity)</code> </DIV> <BR> και παίρνουμε : <BR> <BR> <DIV ALIGN="CENTER"> <code> 0</code> </DIV> <BR> Για να βρούμε το όριο της <I>f</I>(<I>x</I>) στο - <IMG WIDTH="14" HEIGHT="16" ALIGN="BOTTOM" BORDER="0" SRC="img6.png" ALT="$ \infty$">, πληκτρολογούμε: <BR> <BR> <DIV ALIGN="CENTER"> <code> limit((exp(x)^2-exp(x)+1)/(exp(x)^3+exp(x)),x=-infinity)</code> </DIV> <BR> και παίρνουμε: <BR> <BR> <DIV ALIGN="CENTER"> <code> infinity</code> </DIV> <BR> Για να σχεδιάσουμε την γραφική παράσταση της <I>f</I>(<I>x</I>), πληκτρολογούμε: <BR> <BR> <DIV ALIGN="CENTER"> <code> plotfunc(((exp(x))^2-exp(x)+1)/((exp(x))^3+exp(x)),x)</code> </DIV> <P> </LI> <LI>Όπως ξέρουμε, η εξίσωση της εφαπτομένης της συνάρτησης f</I>(<I>x</I>) στο σημείο με τετμημένη <I>x</I> = 0 είναι <I>y</I> = <I>f'</I> (0)*<I>x</I> + <I>f</I> (0). Πρέπει λοιπόν να ορίσουμε τις συναρτήσεις <I>f</I>(<I>x</I>) και <I>f'</I> (<I>x</I>). <P> Για να ορίσουμε την συνάρτηση <I>f</I>(<I>x</I>), πληκτρολογούμε: <BR> <DIV ALIGN="CENTER"> <code> f(x):=(exp(x)^2-exp(x)+1)/(exp(x)^3+exp(x))</code> </DIV> <BR> και κατόπιν εύκολα υπολογίζουμε την τιμή <I>f</I> (0) πληκτρολογώντας: <BR> <BR> <DIV ALIGN="CENTER"> <code> f(0)</code> </DIV> <BR> για να πάρουμε <!-- MATH \begin{displaymath} \frac{1}{2} \end{displaymath} --> <P></P> <DIV ALIGN="CENTER"> <IMG WIDTH="15" HEIGHT="51" ALIGN="MIDDLE" BORDER="0" SRC="img26.png" ALT="$\displaystyle {\frac{{1}}{{2}}}$"> </DIV><P></P> Στην συνέχεια ορίζουμε την συνάρτηση, <I>df</I>, της παραγώγου της <I>f</I>(<I>x</I>), πληκτρολογώντας είτε (προσέξτε πως τις συναρτήσεις <I>df</I> και <I>f</I> τις γράφουμε χωρίς την μεταβλητή <I>x</I>, ενώ με την <code>normal</code> απλοποιούμε την παράσταση): <BR> <BR> <DIV ALIGN="CENTER"> <code> df:=normal(function_diff(f))</code> </DIV> <BR> είτε <BR> <BR> <DIV ALIGN="CENTER"> <code> df:=unapply(normal(diff(f(x),x)),x)</code> </DIV> <BR> και υπολογίζουμε την <I>df</I> (0), πληκτρολογώντας: <BR> <BR> <DIV ALIGN="CENTER"> <code> df(0)</code> </DIV> <BR> για να πάρουμε: <!-- MATH \begin{displaymath} -\frac{1}{2} \end{displaymath} --> <P></P> <DIV ALIGN="CENTER"> - <IMG WIDTH="15" HEIGHT="51" ALIGN="MIDDLE" BORDER="0" SRC="img26.png" ALT="$\displaystyle {\frac{{1}}{{2}}}$"> </DIV><P></P> Άρα, η εξίσωση της εφαπτομένης στο σημείο με τετμημένη <I>x</I> = 0 είναι: <!-- MATH $\displaystyle y=-\frac{1}{2}x+\frac{1}{2}$ --> <I>y</I> = - <IMG WIDTH="15" HEIGHT="51" ALIGN="MIDDLE" BORDER="0" SRC="img26.png" ALT="$\displaystyle {\frac{{1}}{{2}}}$"><I>x</I> + <IMG WIDTH="15" HEIGHT="51" ALIGN="MIDDLE" BORDER="0" SRC="img26.png" ALT="$\displaystyle {\frac{{1}}{{2}}}$">. <BR> Αυτό το επιβεβαιώνουμε πληκτρολογώντας: <BR> <BR> <DIV ALIGN="CENTER"> <code>εξίσωση_καμπύλης(εφαπτομένη_σε_συνάρτηση(f(x),0))</code> </DIV> <BR> διότι παίρνουμε το ίδιο αποτέλεσμα: <!-- MATH $\displaystyle y=-\frac{1}{2}x+\frac{1}{2}$ --> <I>y</I> = - <IMG WIDTH="15" HEIGHT="51" ALIGN="MIDDLE" BORDER="0" SRC="img26.png" ALT="$\displaystyle {\frac{{1}}{{2}}}$"><I>x</I> + <IMG WIDTH="15" HEIGHT="51" ALIGN="MIDDLE" BORDER="0" SRC="img26.png" ALT="$\displaystyle {\frac{{1}}{{2}}}$">. <BR><BR> <DIV ALIGN="CENTER"> </DIV> </OL> <P> <HR> <!--Navigation Panel--> <A NAME="tex2html608" HREF="node39.html"> <IMG WIDTH="37" HEIGHT="24" ALIGN="BOTTOM" BORDER="0" ALT="next" SRC="next.png"></A> <A NAME="tex2html602" HREF="node36.html"> <IMG WIDTH="26" HEIGHT="24" ALIGN="BOTTOM" BORDER="0" ALT="up" SRC="up.png"></A> <A NAME="tex2html598" HREF="node37.html"> <IMG WIDTH="63" HEIGHT="24" ALIGN="BOTTOM" BORDER="0" ALT="previous" SRC="prev.png"></A> <A NAME="tex2html604" HREF="node46.html"> <IMG WIDTH="65" HEIGHT="24" ALIGN="BOTTOM" BORDER="0" ALT="contents" SRC="contents.png"></A> <A NAME="tex2html606" HREF="node47.html"> <IMG WIDTH="43" HEIGHT="24" ALIGN="BOTTOM" BORDER="0" ALT="index" SRC="index.png"></A> <BR> <B> επόμενο:</B> <A NAME="tex2html609" HREF="node39.html">Υπολογισμός αορίστων ολοκληρωμάτων </A> <B> εμφάνιση:</B> <A NAME="tex2html603" HREF="node36.html">Συνάρτηση και γραφική παράσταση</A> <B> προηγούμενο:</B> <A NAME="tex2html599" HREF="node37.html">Άσκηση 1η</A> <B> <A NAME="tex2html605" HREF="node46.html">Πίνακας περιεχομένων</A></B> <B> <A NAME="tex2html607" HREF="node47.html">Ευρετήριο</A></B> <BR> <BR> <!--End of Navigation Panel--> <ADDRESS> Βιβλιογραφία του <A HREF="http://www-fourier.ujf-grenoble.fr/~parisse/giac_fr.html">giac</A> από τους Renee De Graeve, Bernard Parisse και Bernard Ycart </ADDRESS> Μετάφραση στα Ελληνικά : Γιώργος Νασόπουλος. Διασκευή : Αλκιβιάδης Γ. Ακρίτας </BODY> </HTML>