ii. ΣΥΝΑΡΤΗΣΕΙΣ ‐ ΟΡΙΑ ‐...

21
ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Γ΄ ΛΥΚΕΙΟΥ ΔΙΔΑΚΤΙΚΟ ΥΛΙΚΟ ΓΙΑ ΚΑΘΗΓΗΤΕΣ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΩΝ II. ΣΥΝΑΡΤΗΣΕΙΣ ‐ ΟΡΙΑ ‐ ΣΥΝΕΧΕΙΑ Δημήτρης Μπουνάκης Σχ. Σύμβουλος Μαθηματικών [email protected] Ηράκλειο, Οκτώβριος 2010 ΘΕΜΑ: «ΔΙΔΑΚΤΙΚΟ ΥΛΙΚΟ Γ΄ ΛΥΚΕΙΟΥ Μ. Κ. : ΣΥΝΑΡΤΗΣΕΙΣ - ΟΡΙΑ - ΣΥΝΕΧΕΙΑ » Συνάδελφοι , Το διδακτικό αυτό υλικό είναι συνέχεια του προηγουμένου-βελτιωμένου- των Μιγαδικών και αποτελεί συνένωση των παλαιών αρχείων «Συναρτήσεις» και «Όρια-Συνέχεια» του 2007. Από την μακρόχρονη εμπειρία μου είχα διαπιστώσει ότι το σχολικό βιβλίο δεν επαρκεί για να βοηθήσει πραγματικά τον καθηγητή που διδάσκει στην Γ΄ Λυκείου και απαιτείται ένα συμπλήρωμα. Αυτό ακριβώς το συμπλήρωμα προσπαθώ με τις σημειώσεις αυτές να υλοποιήσω, έχοντα κατά νου και την σύσταση του G. Polya, ο οποίος στο περίφημο βιβλίο του «Πώς να το λύσω» (1998, σελ.161) γράφει : «O πρώτος κανόνας διδασκαλίας είναι να γνωρίζετε αυτό που πρόκειται να διδάξετε . Ο δεύτερος κανόνας διδασκαλίας είναι να γνωρίζετε λίγο περισσότερα από αυτά που πρόκειται να διδάξετε » Οι αναγκαίες αυτές συνθήκες δεν είναι όμως και ικανές για ένα αποτελεσματικό Καθηγητή. Γι αυτό είναι ανάγκη να στρέφομε το ενδιαφέρον μας και προς την Διδακτική των Μαθηματικών (και όχι μόνο).. Στον τομέα αυτόν προσπαθώ να συμβάλλω με άλλα κείμενά μου, το περιεχόμενο των οποίων δεν πρέπει να αγνοείται , ακόμη και στην Γ΄ Λυκείου, εν ονόματι μιας (κακώς ή καλώς εννοούμενης) «φροντιστηριακής προετοιμασίας» των μαθητών ή μιας «αυστηρής» Μαθηματικής εκπαίδευσης. Υπενθυμίζω ότι οι σημειώσεις αυτές απευθύνονται μόνο στους διδάσκοντες το μάθημα.

Upload: others

Post on 31-Aug-2019

7 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

  • II. [email protected],2010: . . : - - , -- - 2007. . , G. Polya, (1998, .161) : O . . ( ).. , , , ( ) . .

  • . . . - . . . - : - - 2

    , , 1

    ( 1.1 - 1.8)

    . ( 1.1-1.3)

    1. . , , o, , , . . . . 2. . ) , y = f(x): x y, .. x(t), (), g(y), Q(P) . , . ) y = f(x), x = f-1(y), x ( y) . .. , , . ( - , . ), . 3. : , ( ) . , f, g ( . ) ( ) f() g(). 4. , . : , .. (x) (x), , D , D , , ()(x) = ((x))

  • . . . - . . . - : - - 3

    : , x (), (. ) (x) ( !), D = {xD (x) D} , : ()(x) = ((x))= , . . ()(x) D . 5. () . ) ( ). ex, lnx . ) ( ). 6. . . , , . . . (. ) ( , )

    A o , () < () < , () < () > () = () = (1-1).

    ( , ) . . ( , , , , ). , . 7. () . , ( ) (, ], (, ), . (. ) (, ] (, ), ..

    (x) =x1 x > 0 (x) = -x x 0

    :

    (. ) (, ], (, ) , . (. ) (, ] (, ) = (, ) ( . 11, V.1) .

  • . . . - . . . - : - - 4

    8. () () : ) () :

    2 + 2 2 ( + ) 2 4 ( = )

    > 0 21 + ( = 1).

    .. 2x9x12)x(f

    += , 9 + x2 6|x| |f(x)| 2

    x = 3, -3 . ) .

    .. f(t) = 1t2 = [1, 5], . , 1 t 5 f(5) f(t) f(1), f , . (1, 5) f(5) < f(t) < f(1) .

    : , . ( )

    ) , .. () = [2, +), 2 ( x (x) = 2 ) . 9. - 152 1-1 . 153 ( , ) . 10. 1-1 , .. (x) = ex + 5x. 11. . :

    () . .

  • . . . - . . . - : - - 5

    : A - . () 1-1 . (x) = 2+ 1x . = [1, +). yR x y = (x), y = (x) x ( y). y = (x) y = 2+ 1x y - 2 = 1x x 1 = (y - 2)2 y 2 x = 1 + (y - 2)2 , y 2. y 2 x = 1 + (y - 2)2 1 (x) y = (x). ([1, +)) = [2, +) ( [2, +) ([1, +)) ([1, +)) [2, +)). , y 2 x = 1 + (y - 2)2 y = (x), 1-1, -1(y) =1 + (y - 2)2 , y 2. . () , - - (=..) : x, y, . . , (.. S = 2t + 3, t , S ( t, S, 2, 3). , , , . .. . . (.. x y = f(x), .. f(x) = xex) , , , . 12. . . , (x), xA, .. . , (), < . , A = (), = (). < () < () > -1() > -1 ().

  • . . . - . . . - : - - 6

    13. , -1 y = x. . . , -1, : ) (x) = x (x) = -1 (x) (xA()). , . . (x) y = x

    , -1 , y = x. ) , (x) = -1 (x) (x) = x (xA()). ( , ) (. ) y = x. A .. (x) = xex-1, x 0, ) , . 1

    f(x) =x1 , x > 0, ()

    f-1 (x) = x1 , x > 0 .

    2 f(x) = x1 , x 1, f-1 (x) = 1 - x2, x 0, ( [0, 1] )

    (0,1), (1,0),

    2

    15,2

    15 .

    ( f(x) = f-1 (x), x [0, 1] (y = f(x), x = f(y)). 1 f, f-1 y = x. , , , , , , . site 2 f (.. f3(x) + f(x) = 3x) f 1-1. y = f(x) x = g(y), f-1 (y) = g(y). : x = g(y) y = f(x) f.

  • . . . - . . . - : - - 7

    : =R 3(x) + (x) = x xR. ) N 1-1, ) . ) . ) , yR xR= y = (x) , xR y = (x). y = (x) y3 + y = x yR xR= y = (x) x ( -1(y)= y3 + y, yR) ( x, , , x = x =..). : x, yR x = y3 + y y = (x) x, yR y3 + y = x, y3 + y = 3(x) + (x). y = (x), g(t) = t3 + t 1-1 R , , y = (x), y = (x) x = y3 + y x, yR yR () x = y3 + yR y = (x). R, ( 1-1) -1(y) = y3 + y, yR , g(t) = t3 + t 1-1 (. 17,18). : , g R g((x)) = x xR. R ) g, 1 -1, ) g ( ) ( )

  • . . . - . . . - : - - 8

    :

    1. N x(t) = t1t1ln

    +

    . (. .) x(t) . 2. . . g(x) = x3 x + 1, h(x) = 2x + 3.

    3. (y) = ylny1

    ylny + y = 1 , .

    4. () =

    74

    73

    +

    - 1.

    ) ( ), ) 3x + 2 2x = 7x x = 1. ) (x 3 + x) = (3 - x). 5. ) 2000 () 2007 R, : . . . . . ) M [0, 1) 1-1. : . . . . ) g 1-1, (gg-1) () = A. . . g(A) ) f 1-1, ff-1, f-1of . . . . 6. . : . (, ) . . (2 - ) = 2 - () , (2 - ) . = . . (2 - ) = () , (2 - ). . . . ; 7. 2 +2 2, +1/ 2 , (>0),

    x(t) = 2t1t4

    +.

    f(x) = 22

    x11x1+

    ++ . f(x); (.2, 2, -2, )

  • . . . - . . . - : - - 9

    8 |||||| ( ,

    ) h(x) = |x|+ 2x8 . (. 4) 9. x(t) = t2 - 4t +6, t 2 . . . x(t) .

    10. 1e1e)y(x y

    y

    += ,

    .

    11. (y) = ln(-y + 2y1+ ). ) R , ) 1-1 , ) . 12. f, g 1-1 . , ) fog, gof 1-1, ) (fog)-1 = g -1o f -1, (gof)-1 = f -1o g -1 .

    13*. x(t) = ee

    et

    t

    +, tR.

    ) x (0, 1) tR x = ee

    et

    t

    +.

    ) f() = x() + x(1- ) , R ,

    ) =

    ++

    +

    109x...

    102x

    101x . (.9/2)

    14. y = 1/x . 15*. f, g R g(R) = R (fog)(x) = x x R. , ) f, g 1-1, ) f =g -1, g = f -1. 16**. f, g R | f(t) - g(t)| < tR . . f2(t) + g2 (t) + 2f(t)g(t). 17*. f R f(x) > 0 xR,

    x)x(fln)x(f1 = xR,

    (t) = tlnt1 . ) f, ,

    ) f , ) f(1). (. 1) 18**. ) (t) = et/t, t 1 . ( ). ) f(x), x e, ef(x) = x f(x) f(x) 1 x e . f 1-1 .

  • . . . - . . . - : - - 10

    . ( 1. 4 - 1. 7 )

    1. . :

    f R{+, - }: f , . |x|xlim 2

    0x

    , lim

    +.

    f R{+, - }: ( f )

    ( ), .. |x|

    xlim0x

    . ,

    . , , ( ) .

    . . . . . , . , , ( ). . R{+, -}, ( ). ( ). ( ), ( ) . ..

    602lim

    1 +

    +.

    ( R, ). 6

    x 0lim( 1) 1 0

    + = > , 2010 1 + (>) 0 0 .

    2. 1 (.165). : .. x2 > 0 0 (.. (-1, 0)(0, 1)), ( ) 0xlim 2

    0x=

    ,

  • . . . - . . . - : - - 11

    3. 2 (.166). f(x) < g(x) , )x(glim)x(flim

    xx < ,

    ( ) )x(glim)x(flim

    xx ( f(x) g(x)).

    .. x2 < 2x2 , x 0, 0x2limxlim 20x

    20x

    ==

    .

    4. To ( ) 166, (.169) f x0 . . , .. )x(glim)x(flim))x(g)x(f(lim

    xxx = ,

    1)x

    |x|(x

    |x|(limx

    =

    , x

    |x|lim0x

    ,

    x|x|lim

    0x.

    , .. f + g f ,

    g f - g . ( ) . 5. ( 5, .166). |||)t(f|lim

    t=

    )t(flim

    t=

    ( ).

    .. |1||x|lim 21x

    =

    1xlim 21x

    , |1|x

    |x|lim0x

    =

    x

    |x|lim0x

    .

    , 0|)t(f|limt

    =

    0)t(flimt

    =

    (-|f(t)| f(t) |f(t)| ) .

    6. , xR 1x

    xlim0x

    =

    .

    R 180

    lim

    0=

    (

    x

    180

    = )

    7. fog x0 (.173) . g(x)uo x0, (. 128 . . 2007-2008). , : , , 8. ,xlim,xlim

    xx ( -

    . - ). , .

  • . . . - . . . - : - - 12

    *: xlimx

    =+

    R{+, -}. -1x1

    + -, R. ulim)x(lim

    ux==+

    ++ R.

    =++

    )x(limx

    )xx(limx

    =++

    R

    = - xlimx

    =+

    , = 0.

    = /2 0xlimx

    ==+

    x, x . xlimx +

    2x = x. -.

    9. f(x) g(x) R{+, -},

    +=

    )x(flimx

    +=

    )x(glimx

    .

    =

    )x(glimx

    =

    )x(flimx

    .

    . 10. : , . .

    1x

    1xlim

    2

    1x

    ,

    |u|

    ulim

    0u

    ( 2) , . 11. , ( R{+, -}) :

    (+) + (+) = +, (-) + (-) = -, =+=+ 0

    1,01 , 01,01 =

    =

    + .

    12. x, > 1 0 < < 1, lnx, !.

  • . . . - . . . - : - - 13

    13. : , : : )x(flim

    x=

    R, g(x)limf(x)g(x)lim

    xx = (), ..

    1 = 0x

    1x0limx

    1xxlim0x0x

    =+

    =+

    , .

    : 0 g(x) , . () 14. . , John Wallis 1655. 1.000. O Wallis Arithmetica infitorum 15. :

    . A Rx)x(flim

    x=

    0)x(flim

    x=

    .

    : )x(x)x(f)x(f

    = .

    x)x(f)x(g

    = ,

    f(x). . ( ) , . . , 0lim x

    x=

    + 0 < < 1.

  • . . . - . . . - : - - 14

    . ( 1. 8)

    1. . (. ) (, ], (, ) , . (. ) (, ] (, ) = (, ) ( .3, .7, ). * . (, ], (, ). . (, ), , < < () > () ( ). < < . < < < () > () > () ,

    )()(lim

    +

    () () > (). () > () (

    ). 2*. 1-1. 1-1 , ( ) ( ). 3. Bolzano. Bernard Bolzano (1781 1848) , . , ; 1824, Niels Abel (1802-1829) , ( 4 R - ) 5 .

    , , :

    ; x- ;

    ; , . , , Bolzano. , ( ), , . 4. A () . lzano ( Rolle) 2 (supremum) . ( ).

  • . . . - . . . - : - - 15

    . lzano : (, ), f()f() < 0, .. f() = 2 - 1, [-2, 2].

    : f()f() < 0 ( ) . - , .

    lzan: ( . lzan) ( ) .

    . lzan. f (, ) , R{-. +}, ( ). (, ) f () = 0. (. A . lzan) 5. (...) , -, . lzan ( ). 6. To ... . , Darboux (, 1842-1917) , ..., . .., () . , . . . : [, ]. ( ) () () = (), [, ] (x) = () x(, ], (, ) () (). [, ] , ... [, ]. 7. : olzano, [, ], f(), f(): + -. .. f(t) = t2007 + t2000 + 3t + > 0, +=

    +)t(flim

    t , >

    0 f() > 0. =

    )t(flimx

    , < 0 f() < 0.

    [, ] f()f() < 0 8. ( ) ( .194) . .195, (. . . .) ... 9. ... () .

  • . . . - . . . - : - - 16

    . (x) = x + 1 0 < x 1 (x) = x2 -1 x 0 [-1, 1] 2 0. (x) = x (0, 2) . 10. .... , : f . [, ] f([, ]) = [f (), f()], f . f([, ]) = [f()], f ()] ( . ). () . 11. (.196) (. ) , f (, ), , R{-. +}, ( R{-, +}) = )x(flim

    x +, = )x(flim

    x .

    () , . . 12. : f . [, ) f([, )) = [f(), ), f . f([, )) = ( , f()] (, ]. 13. (, )(, ), ((, ) (, )) = ((, )) ((, )). ( ) 14. (.201-203) , . 15. . Bolzano: , ( ). ... . . 7(ii) .200 : f 2 (x) = x2 xR. ( ) f (x) = x, xR ( f).

  • . . . - . . . - : - - 17

    x > 0. f(x) 0 x (0, +) ( . Bolzano) f(x) = x x > 0 f(x) = - x x > 0.

    x < 0. f(x) 0 x(-, 0) ( . Bolzano) f(x) = x x < 0 f(x) = - x x < 0. x = 0 f(x) = 0.

    4 : f(x) = x, xR f(x) = -x, xR f(x) = |x| , xR f(x) = -|x|, xR . R 2(x) = ex(x) xR. xR, , (x)((x) - ex) = 0 (x) = 0 (x) = ex (1) (x) = 0 xR,

    . R () 0, (1) () = e.

    (x) = ex xR. () e , () = 0. < .

    () = 0 < e < e = (), .. = e (, ) e = (). (1) () = e , = . > . (x) = ex xR. , = 0 (x) = ex , xR. ( : ((x) - ex/2)2 = (ex/2)2 , (x)=((x) - ex/2) 0,) : : , R ( ) (x)((x) - (x) = 0 xR. (x) 0 xR, = 0 = . ( : (x)((x) - (x) = 0 ((x)- (x)/2)2= ((x)/2)2 , (x)- (x)/2 , )

    1. , 3 . 2. , (. 28). 3. (. .7). 4. 1-1 . 1 . . , .

  • . . . - . . . - : - - 18

    : 1. . 2005)t(ftlim 2

    0t=

    , =

    )t2(flim

    0t

    . 0 . 2005 . + .- .

    . 0)x(f

    1lim 20x=

    =

    |)x(f|ln

    0x 3elim

    . 0 . + . - . . )t(glim)t(flim

    tt < f(x) < g(x) x : - .

    2. f [, ] m, , i) [, ] f( ([, ] A.E. . lzano .. . . ii ) f(([, ]) [, ] A.E. .lzano .. . . 3. H () =52008 -61453 + 1, 0 1, 1/2008 . . . 4. f (, ) < = )x(flim

    x +, = )x(flim

    x f

    . . . . . . 5. (, ) [, ], : . . . . . . 6. (, ) (, ) (, ) . . . . . 7. (x) [0, 1] (0) (x) (1) x[0, 1] . ([0, 1]) [(0), (1)] . ([0, 1]) = [(0), (1)] .[(0), (1)] ([0, 1])

    8. 15223e7lim

    2007xx2xxx6lim x

    xx

    xn

    25

    x +

    =

    +

    +++

    , n N,

    . n < 5 B. n > 5 . n = 5 . n = 3 9.

    =22t

    2)-(t+

    t = 2,00001010. (.4)

  • . . . - . . . - : - - 19

    10. (x) = 2x1x ++ . ) 1-1, ) , ) (x) + . 11. (y)= 12y8y2 + , y 6. ) ( ) ) 1-1 -1(x) = x, ) f(y) = (y)/-1(y) 0 +. (.() .., 1) 12. (t) = 2 ( )t5tt + . )

    +110 ,

    ) , ) +.

    13. A zC t t(x) = x

    |zx| x > 0

    t(x) = )1x|z|x)(i2z( 23 + x 0, , z

    .

    14. . R 2x x 3

    lim 2x 3 x 3

    =

    . (. )

    . x22

    6x3)x(f= 2

    [0, +); (. -6)

    15. A. 0)2)x(f)x(f2)x(f(lim 231x

    =+++

    )x(flim1x

    . (A.-2)

    B. f R t3 + 2 + tf(t) = 2f(t) + 5t tR. 16. ) (x) = x - e-x , ) R xex =1+ex , ) . . -1(x) x- . 17. z(x) = 1+ (1 - x)i, x 1 (x) = |z(x)| 2, x 1. ) (x). ) 1-1 . ) z(x), x 1, . ) , -1. 18. ex + x1897 + 1 = 0, , .

  • . . . - . . . - : - - 20

    19. ( , !...). 8 5 . ( ) . , 8 5 . , . 20. : . x3 = 2008 , *. x = , > 0, *, ( - ). 21. () y = f(x) 4x2 - y2 = 4 x . ; 22. . f(t) = 8ln(t + 1) - 2t + c t , t 0, cR . ) f(t). ) t = 8 , t = 10 . ( ln11 2,4). ( . 2000) 23*.) . ) h(t) = t2007 - 1707t + 1913 R 24. g

    1xxxlim)x(g 2

    212

    v +

    +=

    +

    +, x 0.

    25.) = 222)(

    +

    + , , R* 2.

    ; ) f, g R +=+

    ))x(g)x(f((lim

    x, R{+, -

    }. ) +=+

    ))x(g)x(f((lim 22x

    , ) .0)x(g)x(f

    )x(g)x(flim 22x

    =+

    +

    26. (x) R (0) + (1)+ (2) + (3) = 2010. ) (0), (1), (2), (3) 502,5 . ) 502,5 . ) !. 27. f [, ] , [, ]. (7f() + 3f())/10 f. () f ;

  • . . . - . . . - : - - 21

    28*. R. |( + 1)| 2 R, (1) 1.

    1x)x(lim

    1x .

    29*. [0, 1] (0) = (1).

    ) (x) = (x +31 ) [0,

    32

    ],

    ) (x) = (x +41 ) [0,

    43

    ] .

    30*. R f f 2(t) = 2tf(t) tR. (:.13, 15.A/ . 0, 2t, t+|t|, t-|t|) 31. >1 R () R (1) = 2. ) ()/ , > 0, (, ), ) +. 32*.) ()0 (x)0 . ) h R h(x)x = 0 xR. h . 33*. (x) R (x)(-x) < 0 x 0. (0) = 0. (: ) 34*. R (() - e)(() -1- e ) = 0 R. () = e R () = 1+ e R. (. . 14, ) 35*. [, ] 1-1 () < (). < x < () < (x) < (). ; (: , ...) 36*. [, ] () = (). , [, ] ( - )/2 () = (). (. [, ] )

    37*. R 0x

    )x(limx

    )x(lim 1913x1913x==

    +.

    (x) + x1913 = 0 . 38*. f R y = x + > 0. ) =

    +)x)x(f(lim

    x,

    ) Cf . -

    * * * *