PØÍKLADY NA PROCVIÈENÍ XM2 RNDr. Vladimíra Mádrová, CSc. Moravská vysoká ¹kola Olomouc, o. p. s. Olomouc 2016 Obsah 1 De nièní obory, vlastnosti a grafy funkcí 4 2 Limita a spojitost funkce 6 3 Derivace, teèna a normála, l'Hospitalovo pravidlo 8 4 Prùbìh funkce a globální extrémy funkce 9 5 Neurèité integrály 10 6 U¾ití integrálního poètu 11 1 De nièní obory, vlastnosti a grafy funkcí Pøíklad 1.1 Urèete de nièní obory funkcí: a) f(x) = 3x−4 x2−4x [R \ {0, 4}] b) f(x) = log 1 x−3 [(3, ∞)] c) f(x) = x+2 3−x [ −2, 3)] d) f(x) = 1√ x−5 + 3x√ 3−2x [∅] e) f(x) = √ 8 + 2x2 [R] f) f(x) = √ x2 − 3x + 2 [(−∞, 1 ∪ 2, ∞)] g) f(x) = ln 2x−1 3+x (−∞, −3 ∪ 1 2, ∞ h) f(x) = log (x2 − x − 5) [(−∞, −2 ∪ 3, ∞)] i) f(x) = ln −6e3x−1 x+5 [(−∞, −5)] j) f(x) = 3+2 sin2 (3x−4) 5e2x−8 [R] Pøíklad 1.2 Rozhodnìte, zda je funkce sudá èi lichá: a) f(x) = 2−x2 [sudá] b) f(x) = x + 1 x2 [ani sudá ani lichá] c) f(x) = x 3+x2 [lichá] d) f(x) = ln 1−x 1+x [lichá] e) f(x) = |x| |x|+2 [sudá] f) f(x) = |x| − 2x2 [sudá] g) f(x) = 3−x2 [sudá] Pøíklad 1.3 Naèrtnìte grafy funkcí a urèete: typ funkce, její D(f), H(f), paritu, zda je funkce monotónní, prostá, omezená a zda má globální extrémy. a) f(x) = 3x − x2 b) f(x) = log1 2 x c) f(x) = −3 x d) f(x) = 2 sin x e) f(x) = 4 √ x f) f(x) = −2x5 g) f(x) = 3x h) f(x) = 4 − x Pøíklad 1.4 Sestrojte grafy periodických funkcí a) f(x) = −x3 pro x ∈ (−1, 1) 0 pro x = −1 ; primitivní perioda p(0) = 2                        −4 −3 −2 −1 1 2 3 4 −1 1 x y                        4 b) f(x) = 3 2 |x| pro x ∈ −2, 2); primitivní perioda p(0) = 4                        −4 −2 2 4 3 x y                        5 2 Limita a spojitost funkce Pøíklad 2.1 Vypoèítejte limity. a) lim x→−3 x2 − 9 x2 + x − 6 6 5 b) lim x→7 √ x + 2 − 3 x2 − 6x − 7 1 48 c) lim x→5 x2 − 20 (x − 5)2 [+∞] d) lim x→∞ 6x + 7 5x8 − 9x3 − x3 − 6x6 2 + x3 [+∞] e) lim x→2 x2 − 4 x2 + x − 6 4 5 f) lim x→6 x − 6 √ x + 3 − 3 [6] g) lim x→3 x2 + 2 x − 3 [neexistuje] h) lim x→4 x2 − 2x − 8 x2 − 5x + 4 [2] i) lim x→4 x2 − 20 (x − 4)2 [−∞] j) lim x→∞ 5x3 − 4x 7x + 2 − 6x + 1 x3 + 5 [+∞] Pøíklad 2.2 Pojednejte o spojitosti funkcí a sestrojte jejich graf. a) f(x) = 10 pro x = −5 x2−25 x+5 pro x = −5                              −5 5 −5 −10 −15 5 10 x y bod -5 je bod odstranitelné nespojitosti f je spojitá na intervalech (−∞, −5) a (−5, ∞)                              6 b) f(x) = x pro |x| ≤ 1 1 pro |x| > 1                              −2 −1 1 −2 −1 2 x y -1 je bod nespojitosti I. druhu se skokem 2 f je spojitá na intervalech (−∞, −1) a −1, ∞)                              c) f(x) = 1 x + 4x2                             −2 2 4 −5 5 10 x y 0 je bod nespojitosti II. druhu f je spojitá na intervalech (−∞, 0) a (0, ∞)                             7 3 Derivace, teèna a normála, l'Hospitalovo pravidlo Pøíklad 3.1 K dané funkci f urèete její první derivaci, tj. f'. a) f(x) = 3x4 cos x f (x) = 3x3 (4 cos x − x sin x) b) f(x) = 2ex x2−4 f (x) = 2ex (x2−4−2x) (x2−4)2 c) f(x) = 6 (x3−5)2 f (x) = −36x2 (x3−5)3 d) f(x) = tg 2 x 4 f (x) = −8 (tg 2 x ) 3 x2·cos2 2 x e) f(x) = 1 + ln2 x f (x) = ln x x √ 1+ln2 x f) f(x) = (sin x)x2 f (x) = x (sin x)x2 (2 ln sin x + x cotg x) g) f(x) = 1 4 ln x2−1 x2+1 f (x) = x x4−1 h) Urèete f (−1) pro funkci f(x) = 1 x + 3x3. [f (−1) = 12] Pøíklad 3.2 Urèete rovnici teèny t a normály n grafu funkce f v bodì T. a) f(x) = 1 2x4 − 1 x ; T = [1; ?] t : y = 3x − 7 2 n : y = −1 3x − 1 6 b) f(x) = x2 − 4; T = [0; ?] t : y = −4 n : x = 0 Pøíklad 3.3 U¾itím l'Hospitalova pravidla spoètìte dané limity. a) lim x→0 ex − 1 + sin x x · cosx [2] b) lim x→1+ 5 ln (x − 1) ln (2x − 2) [5] c) lim x→0 ex − e−x − 2x x − sin x [2] 8 4 Prùbìh funkce a globální extrémy funkce Pøíklad 4.1 Vy¹etøete prùbìh funkce, naèrtnìte její graf a napi¹te, zda je funkce omezená, prostá a zda má globální extrémy. a) f(x) = 4x3−x4 5                         −2 32−1 −1 27 5 −48 5 16 5 x y                         b) f(x) = x 4−x2                        2−2 3 −3 x y                        Pøíklad 4.2 Najdìte globální extrémy funkce f(x) = 4x3−x4 5 na intervalu a) 2, 4 Srovnejte s grafem funkce z pøíkladu 1 a). b) −1, 2 a) globální minimum -48 5 v bodì -2 globální maximum 27 5 v bodì 3 b) globální minimum -1 v bodì −1 globální maximum 16 5 v bodì 2 9 5 Neurèité integrály Pøíklad 5.1 Linearita + tabulkové integrály a) x3 cos x − 2x2 x3 + 4 sin2 x dx [sin x − 2 ln |x| − 4 cotg x + c] b) 4x3 − 2x + 6x · 3x + 5 x dx 4x3 3 − 2x + 6 3x ln 3 + 5 ln |x| + c c) 7 √ 9 − x2 + 2 3 + x2 dx 7 arcsin x 3 + 2 √ 3 arctg x √ 3 + c Pøíklad 5.2 Metoda per partes a) (x − 5) ln x dx x2 2 − 5x ln x − x2 4 + 5x + c b) (2x − 3) cos x dx [(2x − 3) sin x + 2 cos x + c] c) 4x − 3x2 ex dx −3x2 + 10x + 2 ex + c d) 3x − 5x2 cos x dx 10 + 3x − 5x2 sin x + (3 − 10x) cos x + c e) e4x sin x dx e4x 17 (4 sin x − cos x) + c Pøíklad 5.3 Substituèní metoda a) dx 3 + 4x2 1 2 √ 3 arctg 2x √ 3 + c b) x2 3 (1 + 4x3)2 dx 1 4 3 1 + 4x3 + c c) dx 4 − 2x − 5 2 2 1 2 arcsin 2x − 5 2 2 + c d) 7 sin x 5 √ cos3 x dx − 35 2 5 √ cos2 x + c e) 6dx x2 + 2x + 7 √ 6 arctg x + 1 √ 6 + c 10 6 U¾ití integrálního poètu Pøíklad 6.1 Vypoèítejte obsah P rovinného obrazce omezeného køivkou y = x2 − 6x + 5, osou x v intervalu 0; 6 a pøímkami x=0 a x=6. P = 151 3 j2 Pøíklad 6.2 Urèete obsah P rovinného obrazce omezeného grafy funkcí y = 4 − x2 a y = x2 − 2x. P = 9 j2 Pøíklad 6.3 Urèete obsah P rovinného obrazce omezeného èarami 2y = x2 a 2x + 2y − 3 = 0. P = 51 3 j2 Pøíklad 6.4 Vypoèítejte obsah P rovinného obrazce omezeného èarami y = x3, x=0, x=2 a y=0. Urèete objem V tìlesa, které vznikne rotací tohoto obrazce kolem osy x. P = 4 j2 ; V = 182 7π j3 Pøíklad 6.5 Vypoèítejte obsah P vy¹rafovaného obrazce a objem V dutého rotaèního tìlesa, které vznikne rotací obrazce kolem osy x. P = 311 3 j2 ; V = 248 2 16π j3 3−2 21−1 9 −3 y = x2 + 2 y = 9 − x2 x y 11 RNDr. Vladimíra Mádrová, CSc. Pøíklady na procvièení Vydala Moravská vysoká ¹kola Olomouc, o. p. s. Jeremenkova 1142/42, 772 00 Olomouc www.mvso.cz tel./fax: +420 587 332 311 Vytiskl Vydavatel Nová Ulice 560/404 www.vydavatel.cz +420 777 666 555 Zdrojové umístìní URL: http://www.adresa.cz/dokument.pdf Text nepro¹el jazykovou úpravou. Gra cký návrh obálky zpracoval Jméno Pøijmení 1. vydání c Moravská vysoká ¹kola Olomouc, o. p. s. ISBN: 978-1-56619-909-4