Proseminář z matematiky pro fyziky Mgr. Jan Říha, Ph.D. e-mail: [email protected] http://www.ictphysics.upol.cz/Proseminar/index.html Katedra experimentální fyziky Přírodovědecká fakulta UP Olomouc.

Download Report

Transcript Proseminář z matematiky pro fyziky Mgr. Jan Říha, Ph.D. e-mail: [email protected] http://www.ictphysics.upol.cz/Proseminar/index.html Katedra experimentální fyziky Přírodovědecká fakulta UP Olomouc.

Proseminář z matematiky pro fyziky
Mgr. Jan Říha, Ph.D.
e-mail: [email protected]
http://www.ictphysics.upol.cz/Proseminar/index.html
Katedra experimentální fyziky
Přírodovědecká fakulta UP Olomouc
Podmínky zisku zápočtu
neúčast nejvýše na třech seminářích
 psát 3 písemné práce (asi dvacetiminutové,
každá s maximálním ziskem 10 bodů)
 zisk nejméně 20 bodů
 každou písemku napsat alespoň na 3 body
 odevzdat vyřešené domácí úlohy

Doporučená literatura













BRABEC J., HRŮZA B.: Matematická analýza II. SNTL, Praha, 1989.
BRABEC J., MARTAN F., ROZENSKÝ Z.: Matematická analýza I. SNTL, Praha, 1989.
JIRÁSEK F., ČIPERA S., VACEK M.: Sbírka řešených příkladů z matematiky I., II. a III..
SNTL, Praha, 1989.
LEA S. M.: Mathematics for Physicists. Brooks/Cole, 2004.
KUČERA J., HORÁK Z.: Tenzory v elektrotechnice a ve fyzice. Nakladatelství ČSAV, Praha,
1963.
KVASNICA J.: Matematický aparát fyziky. Academia, Praha, 1989.
ČECHOVÁ M., MARKOVÁ L.: Proseminář z matematiky A, B. UP Olomouc, 1990.
KOLESÁROVÁ A., KOVÁČOVÁ M., ZÁHONOVÁ V.: Matematika I - Návody na
cvičenia s programovým systémom Mathematica. Slovenská technická univerzita v
Bratislave, 2004.
KOLESÁROVÁ A., KOVÁČOVÁ M., ZÁHONOVÁ V.: Matematika II - Návody na
cvičenia s programovým systémom Mathematica. Slovenská technická univerzita v
Bratislave, 2002.
ZIMMERMAN, R. L., OLNES, F. I.: Mathematica for Physics. Addison-Wesley, 2002.
WOLFRAM S.: The Mathematica Book. Wolfram Media, 2003.
BAUMANN G.: Mathematica for Theoretical Physics. Springer-Verlag Heidelberg, 1993.
DICK S., RIDDLE A., STEIN D.: Mathematica in the Laboratory. Cambridge University
Press, 1997.
Reálnou funkcí jedné reálné proměnné
podle něhož je každému
prvku množiny
právě jeden prvek množiny
Definiční
rozumíme
předpis,
M  R přiřazen
N  R.
obor funkce M  D  f
Obor hodnot funkce
N  Hf


M ožnosti zad ání funkce
TA B U L K O U
GRAFEM
F U N K Č N ÍM P Ř E D P IS E M
explicitně
parametricky
implicitně
Vlastnosti funkce

Ohraničená funkce (shora, zdola ohraničená)
C  R, x  D  f  : f x   C


Parita funkce
Funkce
f  x  se nazývá sudá   x  D  f  : f   x   f  x 
Funkce
f  x  se nazývá
lichá   x  D  f  : f   x    f  x 
Periodická funkce
 p  R , p  0;  x  R  D  f  : f  x  p   f  x 

Složená funkce
Jsou dány funkce
f  z  a u  x . Jestliže
funkce u  x   z   ,  , ve kterém je funkce
hodnotu
definovaná
, pak funkce
y  f z 
y  f u  x  se nazývá složenou funkcí .
vnější funkce ... y  f  z 
vnitřní
 x  a , b lze přiřadit
funkce ... z  u  x 
Vlastnosti funkce

Prostá funkce
Funkce
f  x  se nazývá
prostá na intervalu
a,b  D  f    x1 , x 2  a,b : x1  x 2  f  x1   f  x 2 

Inverzní funkce
Inverzní
jestliže

funkcí k funkci
ji lze zapsat ve
f  x  nazveme
funkci
y f
1
 x ,
tvaru x  f  y .
Funkce rostoucí, klesající, nerostoucí, neklesající
Funkce
f  x  se nazývá
rostoucí
na intervalu
a,b  D  f    x 1 , x 2  a,b : x 1  x 2  f  x 1   f  x 2 
Funkce
f  x  se nazývá
klesající na intervalu
a,b  D  f    x 1 , x 2  a,b : x 1  x 2  f  x 1   f  x 2 
Vlastnosti funkce

Funkce rostoucí, klesající, nerostoucí, neklesající
Funkce
f  x  se nazývá
nerostoucí
na intervalu
a,b  D  f    x 1 , x 2  a,b : x 1  x 2  f  x 1   f  x 2 
Funkce
f  x  se nazývá
neklesajíc í na intervalu
a,b  D  f    x 1 , x 2  a,b : x 1  x 2  f  x 1   f  x 2 
Přehled elementárních funkcí
T Y PY FU N K C Í
A L G E B R A IC K É
R A C IO N Á L N Í
IR A C IO N Á L N Í
T R A N SC E N D E N T N Í
G O N IO M E TR IC K É
C Y K L O M E TR IC K É
CELÉ
LO MENÉ
E X P O N E N C IO N Á L N Í
L O G A R ITM IC K É
H Y P E R B O L IC K É
Celé racionální funkce


Lineární funkce
Kvadratická funkce
y  x  a   b
2

Kubická funkce atd.
Lomené racionální funkce
y 
k
xa
b
Iracionální funkce
y 
3
x
Goniometrické funkce
y  sin x
Goniometrické funkce
y  cos x
Goniometrické funkce
y
sin x
cos x
 tg x
Goniometrické funkce
y
cos x
sin x
 cotg x
Cyklometrické funkce
y  arcsin x , D  f    1,1 , H  f   
 
,
2 2
Cyklometrické funkce
y  arccos x , D  f    1,1 , H  f   0 , 
Cyklometrické funkce
   
y  arctg x , D  f   R , H  f     , 
 2 2
Cyklometrické funkce
y  arccotg x , D  f   R , H  f    0 , 

Exponenciální funkce
y  a , a  0, a  1
x
Logaritmická funkce
y  log
a
x , a  0, a  1
Hyperbolické funkce
e e
x
y  sinh x 
2
x
e e
x
, y  cosh x 
2
x
Hyperbolické funkce
y  tgh x 
sinh x
cosh x
e e
x
e e
x
x

x
, y  cotgh x 
cosh x
sinh x
e e
x
e e
x
x

x
Úlohy
1. R ozhodn ěte, zda jsou funkcem i relace:
 x , y   R  R ; y  1  x  0  ,
  x , y   R  R ; x  y  1, y  0  ,
a)
f1 
b)
f2
c)
f3 
 x , y   R  R ; x
2
2
2. U rčete definiční obory funkcí
1
a) f 1 : y 
,
x  x
3
2
b)
f2 : y 
x  4x
c)
f3 : y 
cos 2 x ,
d)

3
x6
f 4 : y  ln  ln  ln x  .
3. S estrojte grafy funkcí
a)
g1 : y  2 x  3  2 x ,
b)
g2 : y  x  3 ,
c)
g 3 : y  sgn x 
d)
g 4 : y  max x , x
e)
4 

f 1 t   3 sin  t    ,
3 


2
,
2
.

 y  2x  2 y  2  0 .
,
Úlohy
3 . S estro jte grafy fu n k cí
2 

f 2 t    2 sin 2  t    ,
f)
3 

i)
 

cos  3 t    1 ,
2
2 


f 4 t   A sin  t    , A ,  ,   R ,

f 5 t   A cos  t    , A ,  ,   R ,
j)
f 6 t    e ,
k)
f 7 t   e
g)
h)
f 3 t  
1
t
-2t
f 8 t   2 e
,
3,

A, ,  R
 t 


f
t

A
e
m) 9
,
,

A, , ,   R
 t
n ) f 10 t   A e sin  t    ,
.
l)
t -5
4. R ozhodn ěte, zda jsou si rovny funkce f , g , h .
f : y 
1
2
x  x
, g:y 
1
2
2
, h:y 
1
x

1
1 x
x  x
5. R ozhodn ěte, zda jsou sudé nebo liché funkce:
4
2
a)
f1 : y  4 x  x  5 ,
b)
f 2 : y  tg x  2 sin x ,
c)
f3 : y  x  1 ,
d)
f4 : y  x 1 .
.
Úlohy
6 . Z jistěte, zda jsou dané funkce periodické, a v kladném p řípadě určete periodu:
x
x
 cos
a) f : y  sin
,
3
4
b)
g : y  sin x ,
2
h : y  sin x ,
x
x
d )  : y  2 tg - 3tg
.
2
3
c)
7 . D okažte, že funkce f : y 
2x
x 1
je na intervalu   1,   rostoucí.
8 . R ozhodn2ěte, zda jsou om ezené, shora om ezené nebo zdola om ezené funkce dané vzorci:
y   2 x  7 x  4 , x    ,  
a)
,
2
b ) y  x  3 x  4, x   2,2 ,
2
c)
y 
x 1
2
x 1
x    ,   .
,
9 . D okažte, že k daným funkcím ex istují funkce inverzní a najd ěte je:
2
f : y  x  1, x  2 , 5
a)
,
b)
g : y 
2x
x3
,
x  R   3
 : y   x  10 x  27 ,
x    , 5
 : y   x  10 x  27 ,
x  5,  
2
c)
2
d)
,
.
,