Matematické Fórum

Nevíte-li si rady s jakýmkoliv matematickým problémem, toto místo je pro vás jako dělané.

Nástěnka
22. 8. 2021 (L) Přecházíme zpět na doménu forum.matweb.cz!
04.11.2016 (Jel.) Čtete, prosím, před vložení dotazu, děkuji!
23.10.2013 (Jel.) Zkuste před zadáním dotazu použít některý z online-nástrojů, konzultovat použití můžete v sekci CAS.

Nejste přihlášen(a). Přihlásit

#1 14. 01. 2016 13:55

Hansikii
Příspěvky: 273
Škola: ZČU - FAV
Pozice: Student
Reputace:   
 

Nakreslete primitivni funkci k f(x) a jeji derivaci

Ahoj, chtěl bych prosím poradit jak nakreslit z obrazku funkce jeji derivace a primitivni funkci te funkce. Jak nakreslit derivaci funkce myslím, že umím. Tady jsme načrtl nějakou funkci, na ktere by se to dalo hezky vyzkoušet.
//forum.matweb.cz/upload3/img/2016-01/75933_derivace%2Bz%2Bobrazku.png
Tu derivaci jsem nakreslil tak, že jsem si u f(x) nalezl lokalni extremy, ktere se u zderivovane funkce přenesli na osu x, a pak už jsem jen zkoumal kde f(x) roste, tak tam bude kladna derivace, a přesně naopak pro tu situaci kde f(x) klesa, tam je derivace zaporna. Ale jak nakreslit primitivni funkci opravdu netuším vůbec. Budu rád za každou pomoc a radu :)

Offline

 

#2 14. 01. 2016 14:40 — Editoval Bati (14. 01. 2016 14:43)

Bati
Příspěvky: 2469
Reputace:   192 
 

Re: Nakreslete primitivni funkci k f(x) a jeji derivaci

Ahoj ↑ Hansikii:,
nejdřív si představ, jak bude vypadat graf $\int_0^xf(t)\,\mathrm{d}t$, když $f(t)=1$ (je konstantní). Pak místo 1 dej nějakou jinou konstantu. Potom se na obecnou (měřitelnou) funkci můžeš dívat jako, že je složená z malinkatých konstantních částí a použít to, co už znáš.

Offline

 

#3 14. 01. 2016 14:40 — Editoval Cheop (14. 01. 2016 14:48)

Cheop
Místo: okres Svitavy
Příspěvky: 8209
Škola: PEF VŠZ Brno (1979)
Pozice: důchodce
Reputace:   366 
 

Re: Nakreslete primitivni funkci k f(x) a jeji derivaci

↑ Hansikii:
Primitivní funkci k f(x) bych udělal tak, že bych funkci f(x) nejdříve zintegroval a poté
tuto integrovanou funkci nakreslil např. výčtem bodů a jejich zakreslením do kartézského systému.
//forum.matweb.cz/upload3/img/2016-01/79289_prim.png


Nikdo není dokonalý

Offline

 

#4 14. 01. 2016 17:56

Stýv
Vrchní cenzor
Příspěvky: 5710
Reputace:   215 
Web
 

Re: Nakreslete primitivni funkci k f(x) a jeji derivaci

↑ Cheop: to bych rád viděl, jak zintegruješ tu funkci z obrázku

Offline

 

#5 15. 01. 2016 20:07 — Editoval Hansikii (15. 01. 2016 20:08)

Hansikii
Příspěvky: 273
Škola: ZČU - FAV
Pozice: Student
Reputace:   
 

Re: Nakreslete primitivni funkci k f(x) a jeji derivaci

↑ Stýv:
Přesně tak, to je ten problem, je to bez předpisu. Pouze obrázek
↑ Bati: Nemohl by jste mě to prosím předvéct na nějakém příkladu ? Sám to asi nevymyslím.

Offline

 

#6 17. 01. 2016 02:09 — Editoval Sergejevicz (18. 01. 2016 08:12)

Sergejevicz
Příspěvky: 581
Škola: Mgr. mat. a fyz. modelování na MFF UK v r. 2014
Pozice: výpočtář
Reputace:   21 
Web
 

Re: Nakreslete primitivni funkci k f(x) a jeji derivaci

↑ Hansikii:
Obrázek derivace nemáš dobře, pro x jdoucí k +-nekonečnu musí jít derivace k nule, protože pro taková x je f asymptoticky konstanta.
Obrázek by měl vypadat nějak takhle:
//forum.matweb.cz/upload3/img/2016-01/91809_derivace.jpg

Vytvořit primitivní funkci je postup obrácený k vytvoření derivace. Takže speciálně f je primitivní k f', tedy stačí se podívat na to, jak by se vytvořil obrázek f z obrázku f', přičemž f' m8š už k dispozici, a použít tento postup na f.

Tedy primitivní funkce je konstantní či má lokální extrém nebo inflexní bod tam, kde má zadaná funkce hodnotu 0, a dále primitivní funkce roste resp. klesá tam, kde má zadaná funkce kladnou resp. zápornou hodnotu.

Nech si na WolframAlphě nebo v LO Calc vykreslovat např. polynomy a k nim známé primitivní funkce.

Malý příklad dvou z nekonečně mnoha možných primitivních funkcí:
EDIT: f je zadaná funkce, F_1 a F_2 jsou dvě různé primitivní funkce k ní z nekonečně mnoha možných (každé dvě různé primitivní funkce se liší o konstantu, tj. grafy různých primitivních funkcí jsou navzájem posunuté ve směru osy y).
//forum.matweb.cz/upload3/img/2016-01/92951_prim_fce.jpg

K primitivní funkci lze přičíst libovolnou konstantu, tj. její graf lze libovolně posunout ve směru osy y, a výsledek bude také primitivní funkcí, protože má-li zadaná funkce být derivací něčeho, vypovídá jen o růstu, klesání, nebo stagnaci toho něčeho, ne o konkrétní hodnotě toho něčeho.

Speciální primitivní funkcí je ten integrál s proměnnou v horní mezi. Je to funkce "obsah plochy mezi grafem a osou x v závislosti na horní mezi". Ten má právě vlastnosti primitivní funkce.


Kopáček: Mat. anal. nejen pro fyziky, Veselý: Zákl. mat. anal., Bečvář: Lin. alg., Matfyzpress
Bican: Lin. alg. a geom., Academia

Offline

 

#7 17. 01. 2016 03:07 — Editoval Sergejevicz (17. 01. 2016 03:08)

Sergejevicz
Příspěvky: 581
Škola: Mgr. mat. a fyz. modelování na MFF UK v r. 2014
Pozice: výpočtář
Reputace:   21 
Web
 

Re: Nakreslete primitivni funkci k f(x) a jeji derivaci

Sergejevicz napsal(a):

Ten má právě vlastnosti primitivní funkce.

Totiž on v daném x_0 roste/klesá právě tak rychle, jakou hodnotu má v x_0 funkce f. Právě to použil kolega Bati.


Kopáček: Mat. anal. nejen pro fyziky, Veselý: Zákl. mat. anal., Bečvář: Lin. alg., Matfyzpress
Bican: Lin. alg. a geom., Academia

Offline

 

#8 17. 01. 2016 04:07

Sergejevicz
Příspěvky: 581
Škola: Mgr. mat. a fyz. modelování na MFF UK v r. 2014
Pozice: výpočtář
Reputace:   21 
Web
 

Re: Nakreslete primitivni funkci k f(x) a jeji derivaci

Ještě tedy funkce jako integrál s proměnnou horní mezí je primitivní funkce k funkci f v případě spojitosti f.


Kopáček: Mat. anal. nejen pro fyziky, Veselý: Zákl. mat. anal., Bečvář: Lin. alg., Matfyzpress
Bican: Lin. alg. a geom., Academia

Offline

 

#9 17. 01. 2016 12:28

Hansikii
Příspěvky: 273
Škola: ZČU - FAV
Pozice: Student
Reputace:   
 

Re: Nakreslete primitivni funkci k f(x) a jeji derivaci

↑ Sergejevicz:
Opravdu děkuji moc, už jsem ani nedoufal, že mně někdo na tento dotaz odpoví nějak užitečně. Myslím, že teď už bych měl být schopný tu primitivní funkci nakreslit. Jen takové ujištění, tu primtivní funkci budu kreslit z obrazku derivace nebo z té zadane funkce ? A s tou drivací máte samozřejmě pravdu, mám to špatně :)

Offline

 

#10 17. 01. 2016 23:47 — Editoval Sergejevicz (18. 01. 2016 08:13)

Sergejevicz
Příspěvky: 581
Škola: Mgr. mat. a fyz. modelování na MFF UK v r. 2014
Pozice: výpočtář
Reputace:   21 
Web
 

Re: Nakreslete primitivni funkci k f(x) a jeji derivaci

Primitivní funkci budeš kreslit ze zadané funkce. Vždyť to máš i v zadání - nakreslit primitivní funkci k zadané funkci, ne? :-). Kdybys dělal primitivní funkci k derivaci zadané funkce, dostal bys přímo zadanou funkci, neboď derivace zadané funkce je... derivace zadané funkce :-) (viz definici primitivní funkce).

Napadá mě jeden speciální případ, kdy derivace zadané funkce se rovná primitivní funkci k zadané funkci. Tím příkladem je zadaná funkce cosh nebo sinh.

EDIT: Viz můj příspěvek s malým příkladem: výslovně jsem tam dopsal, že f je zadáno a F_1 a F_2 jsou k tomu primitivní.


Kopáček: Mat. anal. nejen pro fyziky, Veselý: Zákl. mat. anal., Bečvář: Lin. alg., Matfyzpress
Bican: Lin. alg. a geom., Academia

Offline

 

#11 18. 01. 2016 15:50

Hansikii
Příspěvky: 273
Škola: ZČU - FAV
Pozice: Student
Reputace:   
 

Re: Nakreslete primitivni funkci k f(x) a jeji derivaci

↑ Sergejevicz:
Dobře, rozumím. Jen pro ujasnění, zda-li jsem to správně pochopil: Tam, kde funkce má hodnotu nula, tam má jeji primitivní funkce budto inflexni bod, lokalní extrém nebo je konstatní. Popravdě nevím jestli si mohu vybrat co z toho nakreslit, nebo jestli se to podle něčeho řídí. Dál jsem to pochopil tak, že ta část funkce, ktera je kladna (nad osou x) tak jeji primitivni funkce musí růst.
Pokusil jsem se s těmito informacemi načrtnout obrazek této primitivní funkce:
//forum.matweb.cz/upload3/img/2016-01/28590_primitivni%2Bfunkce%2Bforum%2Brada.png

Zadana funkce má hodnotu nula v bodě nula, v záporné části osy x je funkce záporná, takže tam primitivni funkce bude klesat, v kladné části kladna, takže tam bude primitivni funkce růst. Avšak nelíbí se mně ta levá část primitivní funkce, nejspíš to mám zase špatně... :/

Offline

 

#12 18. 01. 2016 17:01 — Editoval Jj (18. 01. 2016 17:02)

Jj
Příspěvky: 8769
Škola: VŠB, absolv. r. 1970
Pozice: Důchodce
Reputace:   599 
 

Re: Nakreslete primitivni funkci k f(x) a jeji derivaci

↑ Hansikii:

Dobrý den.

Pro ilustraci k sestavení náčrtku neurčitého integrálu přidávám obrázek křivky  podobného charakteru jako tady ↑ Hansikii: (modrá = sin x  od -\pi do pi, hnědá = její integrální křivka  $y =\int_{-\pi}^{x} \sin x\,dx = -\cos x - 1$:



Řekl bych, že byste se u Vaší polední křivky měl dopracovat k "něčemu podobnému".


Pokud se tedy nemýlím.

Offline

 

#13 18. 01. 2016 22:32

Sergejevicz
Příspěvky: 581
Škola: Mgr. mat. a fyz. modelování na MFF UK v r. 2014
Pozice: výpočtář
Reputace:   21 
Web
 

Re: Nakreslete primitivni funkci k f(x) a jeji derivaci

Hansikii napsal(a):

↑ Sergejevicz:
Dobře, rozumím. Jen pro ujasnění, zda-li jsem to správně pochopil: Tam, kde funkce má hodnotu nula, tam má jeji primitivní funkce budto inflexni bod, lokalní extrém nebo je konstatní. Popravdě nevím jestli si mohu vybrat co z toho nakreslit, nebo jestli se to podle něčeho řídí.

Já jsem jen vyjmenoval možnosti, které MOHOU nastat, nicméně k té či oné možnosti je potřeba splnit nějaké podmínky. Pozor u inflexního bodu, ten může primitivní funkce mít za jistých okolností i v případě, že v něm je zadaná funkce nenulová. Přečtěme si nějaké učebnice, nebo aspoň pojednání na Wiki :-).

POZOR! Celou dobu se bavíme o zadané funkci spojité, pokud k ní chceme dělat primitivní funkci, anebo dokonce hladké, tj. s existující tečnou ke grafu v každém bodě, chceme-li k ní dělat derivaci - protože, jak víme, existence derivace odpovídá existenci tečny a derivace je směrnice té tečny :-). To píšu pro jistotu, aby se situace nekomplikovala různými rohy či hroty, nebo dokonce skoky, nebo ještě dokonce jinými singularitami v grafech.

Jaké chování prim. fce vybrat v bodě nulovosti zadané funkce, se samozřejmě řídí, a to tím, jaké hodnoty má zadaná funkce v okolí bodu, ve kterém má hodnotu nula. Ono totiž obecně je to takto (tabulka s dvěma sloupci oddělenými symbolem |):

hodnota zadané funkce v x_0  |  co dělá primitivní funkce v x_0
___________________________________________________
1) kladná   |    roste
___________________________________________________
2) záporná    |    klesá
_____________________________________________________
3) nulová a na nějakém levém redukovaném okolí kladná a nějakém pravém redukovaném okolí záporná   |   má lokální maximum
______________________________________________________
4) nulová a na nějakém levém redukovaném okolí záporná a nějakém pravém redukovaném okolí kladná    |    má lokální minimum
______________________________________________________
5) nulová a na nějakém redukovaném okolí kladná    |    má inflexní bod, v jeho nějakém redukovaném okolí viz 1)
______________________________________________________
6) nulová a na nějakém redukovaném okolí zápornáná    |    má inflexní bod, v jeho nějakém redukovaném okolí viz 2)

Vzpomeňme na to, když jsme ještě neznali prim. fce a zabývali jsme se derivacemi - vyšetřovali jsme průběh funkce. Tam totiž přeci platila úplně stejná tabulka, akorát že první řádek vypadal takto:
hodnota derivace v x_0   |   co dělá zadaná funkce v x_0

Varuju před učením se takové tabulky a jim podobných nazpaměť. Taková tabulka se dá vždy vymyslet, tím se vlastně ukazuje, že tomu tvořitel tabulky rozumí. Nejde o nic jiného než o to představovat si grafy, k nim tečny a všímat si jejich směrnice, nebo naopak brát graf jako hodnoty směrnic, z toho tvořit tečny a k nim příslušný graf.

Musím ještě zdůraznit, že obrázky jsou dělány hoodně od oka, protože obecně průběh funkce je dán i hodnotami druhé derivace a i derivací vyšších řádů - to, pokud bychom se bavili o funkcích, ke kterým také tyto derivace existují. Chování se komplikuje v bodech neexistence některých derivací. Proto jsem na začátku psal, že budeme skoumat jen dostatečně regulární případy. To vše se přenáší i na konstrukce primitivních funkcí, což je vlastně, jak jsem řekl, obrácený postup než derivování - to, co máme zadáno, je derivace něčeho, a my hledáme to něco. Viz záměna prvního řádku tabulky :-).


Kopáček: Mat. anal. nejen pro fyziky, Veselý: Zákl. mat. anal., Bečvář: Lin. alg., Matfyzpress
Bican: Lin. alg. a geom., Academia

Offline

 

#14 18. 01. 2016 22:49

Sergejevicz
Příspěvky: 581
Škola: Mgr. mat. a fyz. modelování na MFF UK v r. 2014
Pozice: výpočtář
Reputace:   21 
Web
 

Re: Nakreslete primitivni funkci k f(x) a jeji derivaci

Hansikii napsal(a):

Zadana funkce má hodnotu nula v bodě nula, v záporné části osy x je funkce záporná, takže tam primitivni funkce bude klesat, v kladné části kladna, takže tam bude primitivni funkce růst. Avšak nelíbí se mně ta levá část primitivní funkce, nejspíš to mám zase špatně... :/

A ta primitivní funkce, to má být to dolní? To je zcela jistě špatně - vždyť to dělá v okolí nuly pravý opak a ve vzdálenějších bodech od nuly se to chová dost divně. Mělo by to být takhle (značím f zadanou, F primitivní k f, vynechávám jednotky na osách)
//forum.matweb.cz/upload3/img/2016-01/53562_prim_fce_2.jpg

Odtušil jsem, že zadaná funkce je lichá, takže primitivní funkci jsem nakreslil sudou, což má platit, že? Nebo derivace sudé funkce je funkce lichá a naopak, podobně tedy pro vztah zadané fce a fce k ní prim.. Přikreslil jsem tam i asymptotu prim. fce. Dále jsem tam naznačil to, že prim fce nejvíc klesá resp. roste v bodech, kde je zadaná fce nejzápornější resp. nejkladnější. To je totiž další věc, jak z námo z derivací: čám efekt růstu/poklesu zadané fce je úměrný vzdálenosti hodnoty její derivace od nuly, podobně přeneseno na prim. fce: vzdálenost hodnoty zadané fce od nuly je úměrná růstu/poklesu prim. fce.


Kopáček: Mat. anal. nejen pro fyziky, Veselý: Zákl. mat. anal., Bečvář: Lin. alg., Matfyzpress
Bican: Lin. alg. a geom., Academia

Offline

 

#15 18. 01. 2016 23:17

Sergejevicz
Příspěvky: 581
Škola: Mgr. mat. a fyz. modelování na MFF UK v r. 2014
Pozice: výpočtář
Reputace:   21 
Web
 

Re: Nakreslete primitivni funkci k f(x) a jeji derivaci

Jj napsal(a):

↑ Hansikii:

Dobrý den.
...$y =\int_{-\pi}^{x} \sin x\,dx = -\cos x - 1$...

Mně se tam tedy dost nelíbí to, že v horní mezi je stejná proměnná jako v argumentu integrandu a v diferenciálu. V argumentu integrandu a diferenciálu má být jiné písmeno, aby e to od horní meze odlišilo. V některých fyzikálních knihách jsem to viděl podobně jako v citaci a je to matoucí. Má jít o funkci čistě horní meze.


Kopáček: Mat. anal. nejen pro fyziky, Veselý: Zákl. mat. anal., Bečvář: Lin. alg., Matfyzpress
Bican: Lin. alg. a geom., Academia

Offline

 

#16 18. 01. 2016 23:43

Hansikii
Příspěvky: 273
Škola: ZČU - FAV
Pozice: Student
Reputace:   
 

Re: Nakreslete primitivni funkci k f(x) a jeji derivaci

↑ Sergejevicz:

Opravdu jsem Vám velmi vděčný, nevím co bych si bez vaší rady počal. Tu tabulku jste rozepsál vážně pěkne :) Vlastně celé jste to opravdu dobře shrnul, nevím jak jinak se vám odvděčit se, než vám alespon přidat reputaci.Věřím, že teď už nebude pro mě problém nakreslit jakoukoliv primitivní funkci.

Offline

 

Zápatí

Powered by PunBB
© Copyright 2002–2005 Rickard Andersson