W oknie drukowania wybierz „Zapisz jako PDF”, aby zachować kopię na swoim urządzeniu.
1Wzory i metody
Granice
Bezpośrednie podstawienie
najpierw spróbuj x = a; 0/0 oznacza, że trzeba uprościć
Rozłóż na czynniki i skróć
xⁿ − aⁿ = (x − a)(xⁿ⁻¹ + a·xⁿ⁻² + … + aⁿ⁻¹)
Sprzężenie
(√x − √a)(√x + √a) = x − a
Granice w nieskończoności
podziel przez najwyższą potęgę x; przy równych stopniach wynikiem jest iloraz współczynników przy najwyższych potęgach
Granica specjalna
limx→∞ (1 + a/x)bx = eab
Reguła de l'Hospitala
lim f/g = lim f′/g′ (0/0 or ∞/∞)
Pochodne
Pochodna potęgi
(xⁿ)′ = n·xⁿ⁻¹
Reguła iloczynu
(uv)′ = u′v + uv′
Pochodna ilorazu
(u/v)′ = (u′v − uv′)/v²
Reguła łańcuchowa
f(g(x))′ = f′(g(x))·g′(x)
Podstawowe pochodne
(eˣ)′ = eˣ, (ln x)′ = 1/x, (sin x)′ = cos x, (cos x)′ = −sin x
Metoda
Rozpoznaj strukturę: suma, iloczyn, iloraz czy złożenie.
Zastosuj wzór na pochodną potęgi do każdej potęgi x.
W razie potrzeby użyj reguły iloczynu, ilorazu lub łańcuchowej.
Uprość i, jeśli trzeba, oblicz wartość w punkcie.
Optymalizacja
Metoda
zapisz Q(x) jako funkcję jednej zmiennej, rozwiąż Q′(x) = 0, sprawdź Q″ lub krańce przedziału
Maksimum
Q′(x) = 0, Q″(x) < 0
Minimum
Q′(x) = 0, Q″(x) > 0
Zamknięty walec
V = πr²h, A = 2πr² + 2πrh
Zysk
P = R − C, R = p·q, maximum where MR = MC
Całki
Pochodna potęgi
∫xⁿ dx = xⁿ⁺¹/(n + 1) + C
Całka oznaczona
∫ab f dx = F(b) − F(a)
Podstawowe całki
∫eˣ dx = eˣ, ∫1/x dx = ln|x|, ∫sin x dx = −cos x
Pole między krzywymi
∫ab (f − g) dx
Metoda
Tam, gdzie to możliwe, zapisz funkcję podcałkową jako sumę prostych wyrazów.
Zastosuj wzór na całkę potęgi: ∫xⁿ dx = xⁿ⁺¹/(n + 1) oraz całki podstawowe dla ex, 1/x, sin i cos.
Użyj podstawienia, gdy widzisz razem funkcję i jej pochodną.
Dla całki oznaczonej oblicz F(b) − F(a).
2Zadania do ćwiczenia
1.GraniceŚredni
Oblicz granicę L = limx→∞ (−4x2 − 3x + 2)/(5x2 + 5x + 4).
f(x) = (−4x2 − 3x + 2)/(5x2 + 5x + 4)x → ∞
L =
2.GraniceTrudny
Oblicz granicę L = limx→0 (e0,5x − 1 − 0,5x)/x².
f(x) = (e0,5x − 1 − 0,5x)/x²x → 0
L =
3.PochodneŚredni
Dana jest funkcja f(x) = x3·e0,5x. Wyznacz f′(2).
f(x) = x3·e0,5xx = 2
f′(2) =
4.PochodneTrudny
Dana jest funkcja f(x) = x3 + 1,5x2 − 6x. Wyznacz współrzędną x x maksimum lokalnego.
f(x) = x3 + 1,5x2 − 6x
x =
5.OptymalizacjaŚredni
Prostokątna działka o powierzchni 1200 m² jest ogrodzona ze wszystkich czterech stron. Bok od ulicy o długości x kosztuje €25 za metr; pozostałe trzy boki kosztują €10 za metr. Wyznacz minimalny koszt całkowity C.
A = 1200 m²€25/m€10/m
C = €
6.OptymalizacjaTrudny
Firma sprzedaje q sztuk tygodniowo. Cena, po której może je sprzedać, to p = 120 − 0,5q euro za sztukę, a koszt to C(q) = 2400 + 10q euro. Wyznacz cenę p, która maksymalizuje zysk.
p = 120 − 0,5qC = 2400 + 10q
p = €
7.CałkiŚredni
Oblicz I = ∫01 2x·(x² + 1)1 dx.
f(x) = 2x·(x² + 1)1[0, 1]
I =
8.CałkiTrudny
Wyznacz pole A obszaru między parabolą y = 9 − x² a osią x.
y = 9 − x²
A =
3Roztwory
1.Granice
Odpowiedź: L = −0,8
Granice: najpierw spróbuj bezpośredniego podstawienia. Jeśli daje 0/0, najpierw uprość: rozłóż na czynniki i skróć wspólny czynnik albo pomnóż przez sprzężenie. Przy x → ∞ podziel licznik i mianownik przez najwyższą potęgę x. Reguła de l'Hospitala: jeśli f/g daje 0/0 lub ∞/∞, to lim f/g = lim f′/g′, przy czym licznik i mianownik różniczkuje się osobno (nie regułą ilorazu).
Podziel przez najwyższą potęgę
(−4 + (−3)/x + 2/x2)/(5 + 5/x + 4/x2)
Niech x → ∞
L = −4/5 = −0,8
Odpowiedź
L = −0,8
Przy równych stopniach granica jest ilorazem współczynników przy najwyższych potęgach.
2.Granice
Odpowiedź: L = 0,125
Granice: najpierw spróbuj bezpośredniego podstawienia. Jeśli daje 0/0, najpierw uprość: rozłóż na czynniki i skróć wspólny czynnik albo pomnóż przez sprzężenie. Przy x → ∞ podziel licznik i mianownik przez najwyższą potęgę x. Reguła de l'Hospitala: jeśli f/g daje 0/0 lub ∞/∞, to lim f/g = lim f′/g′, przy czym licznik i mianownik różniczkuje się osobno (nie regułą ilorazu).
Pierwsze zastosowanie
(0,5·e0,5x − 0,5)/(2x) → 0/0
Drugie zastosowanie
0,25·e0,5x/2
Podstaw x = 0
L = 0,25·1/2 = 0,125
Odpowiedź
L = 0,125
3.Pochodne
Odpowiedź: f′(2) = 43,49
Różniczkowanie: pochodna f′(x) to nachylenie wykresu w punkcie x. Reguła potęgowa: (xⁿ)′ = n·xⁿ⁻¹. Reguła iloczynu: (uv)′ = u′v + uv′. Reguła łańcuchowa: (f(g(x)))′ = f′(g(x))·g′(x). Gdzie f′(x) = 0, wykres ma poziomą styczną: maksimum, minimum albo punkt siodłowy.
Reguła iloczynu
f′(x) = u′v + uv′ = e0,5x·(3x2 + 0,5·x3)
Podstaw
f′(2) = 2,718·(12 + 4) = 43,49
Odpowiedź
f′(2) = 43,49
4.Pochodne
Odpowiedź: x = −2
Różniczkowanie: pochodna f′(x) to nachylenie wykresu w punkcie x. Reguła potęgowa: (xⁿ)′ = n·xⁿ⁻¹. Reguła iloczynu: (uv)′ = u′v + uv′. Reguła łańcuchowa: (f(g(x)))′ = f′(g(x))·g′(x). Gdzie f′(x) = 0, wykres ma poziomą styczną: maksimum, minimum albo punkt siodłowy.
Pochodna
f′(x) = 3x2 + 3x − 6 = 3·(x2 + x − 2)
Rozwiąż f′(x) = 0
x = −2 lub x = 1
Które jest które
f″(x) = 6x + 3: ujemna w maksimum, dodatnia w minimum.
f″(−2) = −9, f″(1) = 9
x = −2
Odpowiedź
x = −2
5.Optymalizacja
Odpowiedź: C = 1833 €
Optymalizacja: zapisz optymalizowaną wielkość jako funkcję jednej zmiennej, używając warunku ograniczającego do wyeliminowania drugiej. Przyrównaj pochodną do zera i rozwiąż. Sprawdź, czy punkt krytyczny jest maksimum lub minimum (druga pochodna lub zmiana znaku pierwszej pochodnej) i czy leży w dopuszczalnym przedziale; kraniec przedziału, taki jak zerowa długość boku, nie jest odpowiedzią.
Koszt jako funkcja x
C(x) = 35x + 24000/x
Przyrównaj pochodną do zera
C″(x) = 48000/x³ > 0, więc jest to minimum.
x = √(24000/35) = 26,19 m
y = 1200/26,19 = 45,83 m
Koszt minimalny
C = 35·26,19 + 24000/26,19 = €1833
Odpowiedź
C = €1833
6.Optymalizacja
Odpowiedź: p = 65 €
Optymalizacja: zapisz optymalizowaną wielkość jako funkcję jednej zmiennej, używając warunku ograniczającego do wyeliminowania drugiej. Przyrównaj pochodną do zera i rozwiąż. Sprawdź, czy punkt krytyczny jest maksimum lub minimum (druga pochodna lub zmiana znaku pierwszej pochodnej) i czy leży w dopuszczalnym przedziale; kraniec przedziału, taki jak zerowa długość boku, nie jest odpowiedzią.
Całki oznaczone: ∫ₐᵇ f(x) dx to pole ze znakiem między wykresem a osią x od a do b. Znajdź funkcję pierwotną F (F′ = f) i oblicz F(b) − F(a). Reguła potęgowa: ∫xⁿ dx = xⁿ⁺¹/(n + 1). Pole między dwiema krzywymi to ∫(górna − dolna) dx.
Podstawienie
u = x² + 1, du = 2x dx
I = ∫12 u1 du
Scałkuj i podstaw granice
I = [u2/2]12 = (4 − 1)/2 = 1,5
Odpowiedź
I = 1,5
8.Całki
Odpowiedź: A = 36
Całki oznaczone: ∫ₐᵇ f(x) dx to pole ze znakiem między wykresem a osią x od a do b. Znajdź funkcję pierwotną F (F′ = f) i oblicz F(b) − F(a). Reguła potęgowa: ∫xⁿ dx = xⁿ⁺¹/(n + 1). Pole między dwiema krzywymi to ∫(górna − dolna) dx.