Differential-kvotient. Produkt og marked - differential og integralregning. Regneregler. Stamfunktion. Lad f være en funktion - f.eks. f (x) = 2x 2.

Relaterede dokumenter
Kiosk-modellen (News vendor s model) og EOQ modellen

MM501 forelæsningsslides

MM501 forelæsningsslides

INTEGRALREGNING. Opgaver til noterne kan findes her. PDF. Facit til opgaverne kan hentes her. PDF. Version: 5.0

Integralregning. Version juni Mike Vandal Auerbach

Potens- sammenhænge. inkl. proportionale og omvendt proportionale variable Karsten Juul

Matematisk modellering og numeriske metoder. Lektion 17

Formelsamling i Matematik på C og B og A niveau Dette er en formelsamling der er under konstant udvikling Så hvis du har ønsker til denne så sig til

Projekt 5.7 Hovedsætninger om differentiable funktioner et opgaveforløb

Differentialregning. integralregning

b > 0 og x > 0, vil vi kalde en potensfunktion Potensfunktioner

MM501 forelæsningsslides

Kort om Potenssammenhænge

Formelsamling i Matematik på C og B og A niveau Dette er en formelsamling der er under konstant udvikling Så hvis du har ønsker til denne så sig til

Analysens Fundamentalsætning

Hvis man ønsker mere udfordring, kan man springe den første opgave af hvert emne over.

Undervisningsbeskrivelse

Stamfunktion & integral

Potens regression med TI-Nspire

1 1 t ( ) x k ================= sin( x) + 4 og har graf gennem (0,2), dvs F(0) = x + k

Pointen med Integration

Pointen med Integration

Lektion 7s Funktioner - supplerende eksempler

Matematikprojekt. Integralregning. Lavet af Arendse Morsing Gunilla Olesen Julie Slavensky Michael Hansen. 15 Oktober 2010

Integration ved substitution og delvis (partiel) integration

2 Erik Vestergaard

( ) Projekt 7.17 Simpsons formel A A A. Hvad er matematik? 3 ISBN

Eksponentielle Sammenhænge

gudmandsen.net y = b x a Illustration 1: potensfunktioner i 5 forskellige grupper

Integralregning. 2. del Karsten Juul

Institut for Matematik, DTU: Gymnasieopgave. Integrationsprincippet og Keplers tønderegel

Ny Sigma 9, s Andengradsfunktioner med regneforskrift af typen y = ax + bx + c, hvor a 0.

UGESEDDEL Dette gøres nedenfor: > a LC

Grundlæggende funktioner

Lektion 5 Det bestemte integral

MATEMATISK FORMELSAMLING

GrundlÄggende funktioner

Krumningsradius & superellipsen

Matematikkens sprog INTRO

Formelsamling Matematik C Indhold

Projekt 8.4 Logaritmefunktionerne

ALGEBRA. symbolbehandling). Der arbejdes med hjælpemiddelkompetencen,

Matematikkens mysterier - på et højt niveau. 3. Differentialligninger

Matematik A. Højere teknisk eksamen. Formelsamling til delprøve 1

Noget om Riemann integralet. Noter til Matematik 2

Erik Vestergaard Erik Vestergaard, 2009.

Kap. 3: Logaritme-, eksponential- og potensfunktioner. Differential- og integralregning.

Integrationsteknikker

INFINITESIMALREGNING del 2 Stamfunktioner og differentialkvotienter Regneregler Optimering Taylorrækker

Du kan efter ønske opfatte integralet som et Riemann-integral eller et Lebesgue-integral (idet de to er identiske på C([a, b], C) jf. Theorem 11.8.

Beregning af bestemt integrale ved partiel integration og integration ved substitution:

Spil- og beslutningsteori

Teknisk Matematik. Teknisk Matematik Formler. Preben Madsen. 8. udgave

TAL OG BOGSTAVREGNING

Mat1GB Minilex. Henrik Dahl, Hold maj Definitioner 2

, x I. kmx. Sætningen bevises ikke her. Interesserede læsere henvises til bogen: Differentialligninger og matematiske

1 Plan og rumintegraler

Projekt 8.5 Linearisering og anvendelsen af logaritmiske koordinatsystemer

Formelsamling Matematik C Indhold

Formelsamling Mat. C & B

Planintegralet. Preben Alsholm 5. maj Integralet af en funktion af én variabel. 1, x i ] et tal t i. Summen. n f (t i ) (x i x i 1 ) R =

Formelsamling for matematik niveau B og A på højere handelseksamen. Appendiks

STUDENTEREKSAMEN NOVEMBER-DECEMBER 2007 MATEMATISK LINJE 2-ÅRIGT FORLØB TIL B-NIVEAU MATEMATIK DELPRØVEN UDEN HJÆLPEMIDLER

Contents. Introduktion 2

hvor A er de ydre kræfters arbejde på systemet og Q er varmen tilført fra omgivelserne til systemet.

1. Honningpriser. Skemaet viser vregt og priser pi dansk og udenlandsk honning. Dansk honning

Diverse. Ib Michelsen

Projekt 7.8 To ligninger med to ubekendte

FUNKTIONER del 2 Eksponentielle udviklinger Trigonometriske funktioner Potensfunktioner Polynomier Modeller Regression

Mat. B (Sådan huskes fomlerne) Formler, som skal kunnes til prøven uden hjælpemidler

PotenssammenhÄnge Karsten Juul

Eksamensopgave august 2009

Integralregning. Erik Vestergaard

Eksamen Analyse 1, Juni 2015, Besvarelse 1. Opgave 1. ( ln x) q x p dx =

Bogstavregning. for gymnasiet og hf Karsten Juul. a a

Retningslinjer for bedømmelsen Georg Mohr-Konkurrencen runde

Om Riemann-integralet. Noter til Matematik 1

Differentialregning. Supplerende opgaver til HTX Matematik 1 Nyt Teknisk Forlag. Opgaverne må frit benyttes i undervisningen.

Om Dido var kyndig i matematik er nok tvivlsomt, men hun havde i hvert fald en veludviklet logisk sans, som vi skal se.

Sandsynligheder og diskrete stokastiske variable

Sætning (Kædereglen) For f(u), u = g(x) differentiable er den sammensatte funktion F = f g differentiabel med

Oversigt [S] 2.7, 2.9, 11.4

Kompendium. Matematik HF C niveau. Frederiksberg HF Kursus. Lars Bronée 2014

TAL OG REGNEREGLER. Vi ser nu på opbygningen af et legeme og noterer os samtidig, at de reelle tal velkendte regneoperationer + og er et legeme.

Gymnasie-Matematik. Søren Toftegaard Olsen

Matematik A Matematik kompendium til HTX 3år

Analyse 30. januar 2015

Vitaminer, mineraler og foderværdi af græsmarksarter

Simple udtryk og ligninger

MATEMATIK-KOMPENDIUM TIL KOMMENDE ELEVER PÅ DE GYMNASIALE UNGDOMSUDDANNELSER I SILKEBORG (HF, HHX, HTX & STX)

ØVEHÆFTE FOR MATEMATIK C POTENS-SAMMENHÆNG

Matematik B-A. Trigonometri og Geometri. Niels Junge

Oversigt [S] 4.5, 5.10

Differentialregning ( 16-22)

Formelsamling Mat. C & B

Sandsynlighedsregning 5. forelæsning Bo Friis Nielsen

Trigonometri. Matematik A niveau

(a k cos kx + b k sin kx) k=1. cos θk = sin θ 1 ak. , b k. k=1

PeterSørensen.dk : Differentiation

Fælles for disse typer af funktioner er, at de som grundfunktion indeholder varianter af udtrykket x a.

Transkript:

Differentil-kvotient Ld f være en funktion - f.eks. f (x) = 2x 2. Produkt og mrked - differentil og integrlregning Rsmus Wgepetersen Institut for Mtemtiske Fg Alborg Universitet Februry 14, 2014 Differentilkvotienten f (x) = df dx er tngenthældningen til grfen for f i punktet (x, f (x)) (se Figur 1). f (x) f (x + x) f (x) x f (x) = 0 f hr mx., min., eller vendetngent i x. Vigtig nvendelse: optimering (finde minimum eller mximum for funktioner) 1 / 20 2 / 20 Regneregler Stmfunktion f (x) = k f (x) = 0 f (x) = x n f (x) = nx n 1 f (x) = kg(x) f (x) = kg (x) f (x) = exp(x) f (x) = exp(x) f (x) = ln(x) f (x) = 1/x h(x) = f (x) + g(x) h (x) = f (x) + g (x) h(x) = f (x)g(x) h (x) = f (x)g(x) + f (x)g (x) h(x) = f (g(x)) h (x) = f (g(x))g (x) F (x) er en stmfunktion til f (x) hvis F (x) = f (x) NB: stmfunktion er ikke entydig. Hvis G(x) = F (x) + k gælder G (x) = F (x) + 0 = F (x) Dvs. hvis F er en stmfunktion, så er G også en stmfunktion. Eksempel: f (x) = 3x 2 + exp(2x) f (x) = 6x + 2 exp(2x). 3 / 20 4 / 20

Integrl Det endelige integrl f f fr til b, er defineret ved f (x)dx f (x)dx = F (b) F () hvor F er en stmfunktion (ligegyldigt hvilken) til f. NB i nottionen for integrlet kunne vi ligeså godt hve skrevet z og dz (eller et hvilket som helst ndet vribelnvn) i stedet for x og dx. Integrl og rel Integrlet f f fr til b er relet f området, der fgrænses f, b, x-ksen og f s grf (Figur 2). Dette ses som følger: definer F (x) som relet under f s grf fr op til x. Så gælder F (x) = f (x) Dette ses f: (se Figur 3). F (x + x) F (x) x Dvs. F er en stmfunktion til f og dermed f (x) f (x)dx = F (b) F () = F (b) som jo ngv relet under f s grf fr til b. 5 / 20 6 / 20 Eksempel: Udregn 4 2 x 2 dx Med F (x) = x 3 /3 fås F (x) = x 2. Dvs. 4 2 x 2 dx = F (4) F (2) = (4 3 2 3 )/3 = 18 2/3 Approksimtiv udregning hvor rel tilnærmes f sum f rektngel-reler: 2 2 1 2 + 2.52 1 2 + 32 1 2 + 3.52 1 2 = 15.75 Eller: 2.5 2 1 2 + 33 1 2 + 3.52 1 2 + 42 1 2 = 21.75 Gennemsnit: 18.75 Wilson s economic order quntity (EOQ) model Deterministisk model for lger. Der indkøbes en mængde Q f gngen. Når lgeret er tomt købes en ny mængde Q (se Figur 4). Pris for levering f Q: QP + S hvor P er pris pr. mængdeenhed og S er fst gebyr pr. levering. Lgeromkostning pr. år og mængde er H. Hvd er de smlede lger-omkostninger for et år? Antg vi køber n gnge. Dvs. der er n perioder fr lgeret fyldes, til det er tomt igen. Hvis lgeret tømmes med en konstnt rte er lgermængden beskrevet ved følgende funktion: L(t) = Q nq t, t [0, 1/n] 7 / 20 8 / 20

Dvs. lgerprisen over perioden er 1/n 0 HL(t)dt = H[Qt nqt 2 /2] 1/n 0 = HQ n HQ 2n = HQ 2n og lgerprisen for et helt år er HQ/2. Antg totlt forbrug (for et år) er D. D er totl omkostning for et år: T = PD + S D Q + HQ/2 Hvd er nu den optimle mængde Q som giver den lveste totl-omkostning? Vi opftter T som en funktion f Q: Dermed og T = f (Q) = PD + S D Q + HQ/2 f (Q) = S D Q 2 + H 2 f (Q) = 0 SD = HQ 2 /2 Q = 2SD/H Bemærk f (Q) voksende funktion f Q, dermed er Q = 2SD/H et entydigt minimum (fhænger ikke f P!). Eksempel: D=100, S=1, H=0.5. Q = 2 1 100/0.5 = 20. T (20) = 110 9 / 20 10 / 20 Avis-sælger model (News vendor model) q: ntl indkøbte viser (købspris c pr. vis). D: efterspørgsel (stokstisk vribel på [, b] med sndsynlighedstæthed f ). p: slgspris. Antl solgte (stokstisk vribel): { D hvis D < q A = q hvis D q (stykkevis lineær funktion) Forventet fortjeneste: EZ EA cq q q min(x, q)f (x)dx cq f (x)xdx + p q qf (x)dx cq f (x)xdx + pq(f (b) F (q)) cq (benytter: hvis X er en stokstisk vribel på [, b] med sndsynlighedstæthed f og g er en funktion så er Fortjeneste (stokstisk vribel): Z A cq ) Eg(X ) = g(x)f (x)dx 11 / 20 12 / 20

Hvilket ntl viser q mksimerer forventet fortjeneste? f (q)q pqf (q) + p(1 F (q)) c c pf (q) = 0 F (q) c p q = F 1( p c ) p c pf (q) ftgende funktion f q så vi hr fundet et entydigt mksimumspunkt. Eksempel: f tæthed for ligelig fordeling på [50, 80]: F (x) = x 50 f (x) = f (u)du = x 50 80 50 p = 7, c = 5. Dermed q = 58.57. 1 (80 50) og F 1 (y) = 30y + 50 Mksimering f funktion f 2 vrible Firm producerer mængder Q 1 og Q 2 f 2 vrer, som sælges til priser P 1 = 3 og P 2 = 4. Omkostning ved produktion Fortjeneste C = 2Q 2 1 + Q 1 Q 2 + 2Q 2 2 f (Q 1, Q 2 ) = P 1 Q 1 + P 2 Q 2 2Q 2 1 Q 1 Q 2 2Q 2 2 Hvilke mængder Q 1 og Q 2 mksimerer f (Q 1, Q 2 )? Ide: 1. hold Q 2 fst og undersøg hvordn f (Q 1, Q 2 ) vrierer som en funktion f Q 1. 2. gør det smme for Q 2 med Q 1 hold fst. 13 / 20 14 / 20 Q 2 holdt fst: dvs. mx. når Q 1 = (3 Q 2 )/4. Q 1 holdt fst: dvs. mx. når Q 2 = (4 Q 1 )/4. df dq 1 = 3 4Q 1 Q 2 df dq 2 = 4 Q 1 4Q 2 Eksempel: Q 2 = 1. h(q 1 ) = f (Q 1, 1) = 3Q 1 + 4 2Q 2 1 Q 1 2 = 2Q 1 2Q 2 1 + 2. h (Q 1 ) = 2 4Q 1 Mx. både for Q 1 og Q 2 : løs de to ligninger Prtielle fledede Ld f være funktion f de 2 vrible x og y. Når y holdes fst og der differentieres mht. x fremkommer den prtielle fledede x (benævnes også f x ). Tilsvrende er den prtielle fledede mht. y. y Eksempel: f (x, y) = exp(x)y 2 + 2x (f y ) Q 1 = (3 Q 2 )/4 og Q 2 = (4 Q 1 )/4 mht. Q 1 og Q 2. Dermed fås Q 1 = 8/15 og Q 2 = 13/15. 15 / 20 x = exp(x)y 2 + 2 y = 2y exp(x) 16 / 20

Optimering Hvis (x, y) er et mksimums- eller minimumspunkt vil funktionen hve vndrette tngentlinier i (x, y, f (x, y)). Dvs. sæt prtielle fledede lig med nul og løs mht. x og y f x (x, y) = 0 og f y (x, y) = 0 Øvelser 1. Skitser grfen for en funktion f hvor 1.1 f (x) > 0 og f (x) = 0 1.2 f (x) < 0 og f (x) = 0 1.3 f (x) > 0 og f (x) > 0 1.4 f (x) < 0 og f (x) > 0 1.5 f (x) > 0 og f (x) < 0 1.6 f (x) < 0 og f (x) < 0 2. Angiven fortegn for f (x) og f (x) for de forskellige scenrier i Figur 5. 3. Skitser f når f (x) ser ud som i grferne i Figur 6. 4. Ld D = 10000, S = 2, P = 8, H = 0.16 i Wilson s EOQ model. Dermed T = 80000 + 20000/Q + 0.16Q/2 4.1 Find Q som minimerer T. 4.2 Hvd er den minimle omkostning T? 17 / 20 18 / 20 Fcit 5. 5.1 Hvd er stmfunktionen til f (x) = x 2 + x + 1? 5.2 Udregn 1 0 f (x)dx. 6. find f (x) for f (x) = exp(x) + 2x 2 + x + 3. 7. Ld f (x) = 2/x. 7.1 Udregn tilnærmede værdier for 3 2 1 x dx vh. summer f rektngel-reler (prøv f.eks. delepunkter 1,2,3 og 1,3/2,2,5/2,3). 7.2 Find stmfunktionen for f (x). Brug denne til t udregne den ekskte værdi f 3 2 1 x dx 8. Ld f (x, y) = 3x 2 12x 4xy + 8y + 4y 2 + 12. 8.1 Find punktet (x, y) hvor begge prtielle fledede er nul. 8.2 Er dette et minimums- eller mksimumspunkt? 500, 80080, x 3 /3 + x 2 /2 + x, 11/6, exp(x) + 4x + 1, 3, 2.57, 2 ln(3) = 2.197, f x (x, y) = 6x 12 4y f y (x, y) = 4x + 8 + 8y (x, y) = (2, 0), det er et minimumspunkt (smmenlign med prbel) 19 / 20 20 / 20