Matematika A
Všechny přednášky jsou ke stažení zde (nutný insis login).
Minitesty na cvičeních
| Datum | Číslo týdne | Obsah minitestu |
|---|---|---|
| 24.9. | 2 | Graf kvadratické funkce (průsečíky s osami, vrchol) |
| 1.10. | 3 | Graf lineární lomené funkce (průsečíky s osami, střed, asymptoty) |
| 8.10. | 4 | Rovnice s exponenciálou a logaritmem |
| 15.10. | 5 | Limita posloupnosti |
| 22.10. | 6 | Limity funkcí v krajních bodech D_f |
| 29.10. | 7 | Derivace funkce |
| 5.11. | 8 | Inovační týden - minitest není |
| 12.11. | 9 | Úlohy s tečnami |
| 19.11. | 10 | Monotonie funkce |
| 26.11. | 11 | Konvexita, konkavita |
| 3.12. | 12 | Stacionární body funkce dvou proměnných |
| 10.12. | 13 | Vázané extrémy |
Obsah průběžného testu
Průběžný test bude obsahovat výběr z těchto témat:
a) graf kvadratické, lineární lomené funkce,
b) limita posloupnosti a funkce,
c) derivace (složitější) funkce,
d) úlohy s tečnami ke grafu (lehké) funkce,
e) průběh (lehké) funkce, tedy její definiční obor, sudost/lichost, průsečíky s osami, případně jiné význačné hodnoty, znaménko funkce, limity v krajních bodech D_f, intervaly monotonie, lokální
a globální extrémy, obor hodnot, asymptoty, oblasti konvexity/konkavity včetně inflexních bodů, graf funkce.
Vzorové zadání a řešení průběžného testu varianta A, varianta B.
Obsah závěrečného testu
Závěrečný test bude obsahovat výběr z těchto témat (nejvíce bodů bude za úlohy typu e) a f) ):
a) graf kvadratické, lineární lomené funkce,
b) limita posloupnosti a funkce,
c) derivace funkce,
d) úlohy s tečnami ke grafu funkce,
e) průběh funkce, tedy její definiční obor, sudost/lichost, průsečíky s osami, případně jiné význačné hodnoty, znaménko funkce, limity v krajních bodech D_f, intervaly monotonie, lokální
a globální extrémy, obor hodnot, asymptoty, oblasti konvexity/konkavity včetně inflexních bodů, graf funkce,
f) optimalizační úlohy pro funkce dvou proměnných: nakreslení zadané množiny M, nalezení kandidátů na extrém na vnitřku M (parciální derivace, stacionární body), na okraji M (dosazovací metoda, Lagrangeovy multiplikátory, vrcholy množiny), určení maxima, minima a hodnoty lambda.
Další studijní materiály
Kompletní testy z předchozích semestrů (zadání, převážně bez řešení).
Obsah přednášky podrobněji
16.9. Organizační věci. Motivace ke studiu matematiky. I. První setkání s funkcemi. Reálná čísla a další číselné obory.
18.9. Intervaly. Množinové a logické operace, kvantifikátory. Rovnice, nerovnice a grafy jednoduchých funkcí v kartézských souřadnicích: (a) Lineární rovnice a nerovnice, lineární funkce. Význam koeficientů lineární funkce (průsečík s osou y, směrnice přímky, přímka rostoucí/klesající). (b) Kvadratické funkce a rovnice: diskriminant, výpočet kořenů.
23.9. Kvadratické funkce a rovnice: Vietovy vztahy, graf, význam koeficientů (konvexita, konkavita). Výpočet a znázornění vrcholu paraboly. Kvadratické nerovnice - řešení pomocí grafu a pomocí tabulky. (c) Kubické rovnice a nerovnice (odhadnutí celočíselných kořenů, dělení polynomů).
25.9. Jak asi vypadá graf kubické funkce? (d) Rovnice s racionálními lomenými funkcemi (a řešení nerovnic pomocí tabulky). (e) Lineární lomená funkce, asymptoty a střed hyperboly, posun grafu funkce 1/x. (f) Funkce absolutní hodnota. (g) Mocniny, odmocniny.
30.9. Mocniny s racionálním exponentem. Grafy mocnin a odmocnin. (h) Exponenciála - základní vlastnosti a vzorce. Logaritmus - základní vlastnosti a vzorce.
2.10. Definiční obory funkcí. II. Posloupnosti a limity. Posloupnosti konečné a nekonečné, posloupnost aritmetická. Posloupnost geometrická. Konečná a nekonečná limita posloupnosti, pojem konvergence/divergence, základní příklady. Limita aritmetické a geometrické posl.
7.10. Aritmetika limit (= Limita součtu, rozdílu, součinu a podílu), rozšířené operace s limitami (tj. i s nekonečnými). Výpočet limit posloupností, početní finta č.1 (vytknutí členů s nejvyššími mocninami), totéž pro neceločíselné mocniny, vytýkání zpod odmocniny.
9.10. Finta č.2 (vytknutí exponenciál s nejvyššími základy). Finta č.3 (odečtení odmocnin pomocí rozšíření výrazem s opačným znaménkem). Zavedení Eulerova čísla a exponenciály pomocí limit jistých posloupností. Ekonomický význam Eulerova čísla a exponenciály. Řady konečné a nekonečné, příklady - zejména geometrická řada. Zavedení Eulerova čísla a exponenciály pomocí jistých nekonečných řad.
14.10. III. Funkce jedné proměnné. Pojem funkce = funkční předpis + definiční obor. Obor hodnot. Pojem prostá funkce, inverzní funkce a jak vznikne její graf z původní funkce. Pojem složená funkce, spojitost funkce. Limita funkce, jednostranné limity, základní příklady s limitami. Výpočet limity funkce: aritmetika limit, věta o limitě složené funkce.
16.10. Rozlišení podle polohy bodu x_0 vzhledem k D_f: (1) v bodě v D_f spojité funkce je limita rovna funkční hodnotě, (2) v krajním bodě D_f: (2a) je-li bodem x_0 (plus minus) nekonečno, používáme analogické postupy jako u limit posloupností s opatrností ohledně znamének. (2b) Je-li bod x_0 konečné číslo: výpočet limity typu a/0 pomocí tzv. "dělení kladnou a zápornou nulou". Limity exponenciály a logaritmu v krajních bodech.
21.10. Derivace funkce: zavedení a výpočet z definice. Derivace základních funkcí. Pravidla pro derivaci součtu, rozdílu, součinu a podílu, a pro derivaci složené funkce. Příklady.
23.10. Derivace -- další příklady. Význam derivace funkce v bodě jako směrnice příslušné tečny, výpočet rovnice tečny v daném bodě. Nekonečná derivace. Jednostranné derivace, absolutní hodnota jako příklad funkce, která nemá v 0 derivaci. L'Hospitalovo pravidlo (=Finta č. 4) pro výpočet limity funkce typu 0/0, nekonečno/nekonečno a jeho užití v příkladech (zejména limity kombinací exp a log s mocninami).
30.10. L'Hospitalovo pravidlo -- další příklady. Monotonie funkce (funkce rostoucí, klesající, nerostoucí, neklesající v intervalu). Lokální a globální extrémy. Stacionární body. Vztah mezi znaménkem derivace a monotonií funkce. Výjimečné (podezřelé) body = kandidáti na extrém.
11.11. Zjištění monotonie mezi dvěma výjimečnými body. Příklady na výpočet monotonie a extrémů. Funkce sudé a liché.
13.11. Asymptoty: svislé v bodě, obecné v plus minus nekonečnu, jak poznat vodorovnou asymptotu z limity funkce v nekonečnu, výpočet obecných (šikmých) asymptot v nekonečnu. Konvexita - konkavita, inflexní body, druhá derivace.
18.11. Přehled dílčích kroků při vyšetření průběhu funkce (Desatero). Příklady vyšetření průběhu funkce.
27.11. IV. Funkce více proměnných. Soustavy lineárních rovnic 2x2. Rovnice přímky, rovnice kružnice, soustavy nelineárních rovnic. Parciální derivace, stacionární bod funkce. Optimalizační úlohy aneb Hledání globálních extrémů funkce na kompaktní množině: Pojem kompaktní množiny, vnitřek a okraj množiny.
2.12. Weierstrassova věta, obecné schéma řešení optimalizační úlohy. Kandidáti ve vnitřku množiny = stacionární body funkce. Rozlišení metod hledání vázaných extrémů podle typu okraje (pro funkce dvou proměnných): Dosazovací metoda - na mnohoúhelníku a na množinách s polynomiálními vazbami.
4.12. Metoda Lagrangeových multiplikátorů. Speciální případ lineární funkce -- nemá stacionární body.
9.12. Metoda Lagrangeových multiplikátorů v obecném případě, příklady a aplikace.
11.12. Dodatky: diferenciál a totální diferenciál, Taylorovy řady.