background image

1

Wykład 4

Tw.Kroneckera-Capellego

Dla układu (∗∗)

a

11

x

1

+

a

12

x

2

+

. . .

+a

1n

x

n

=

b

1

a

21

x

1

+

a

22

x

2

+

. . .

+a

2n

x

n

=

b

2

. . .

. . .

. . .

. . .

. . .

a

m1

x

1

a

m2

x

2

. . . +a

mn

x

n

b

m

macierzą rozszerzoną

nazywamy macierz [A, B].

Twierdzenie 1. (Kroneckera-Capellego)

1. Układ (∗∗) ma rozwiązanie wtedy i tylko wtedy, gdy R(A) = R([A, B]);

2. Jeżeli R(A) = R([A, B]) = n, to układ (∗∗) ma dokładnie jedno rozwiązanie;

3. Jeżeli R(A) = R([A, B]) = k < n, to układ (∗∗) ma nieskończenie wiele rozwiązań

zależnych od n − k parametrów.

Podstawowe własności funkcji

X, Y - dowolne zbiory niepuste; X → Y - funkcja określona na zbiorze o wartościach
w zbiorze -

argument funkcji f

(zmienna niezależna); (x)

wartość funkcji f

(zmienna

zależna).

X

df

D

f

-

dziedzina funkcji f

;

R

f

df

={y ∈ Y (x) dla pewnego x ∈ D

f

-

przeciwdziedzina funkcji f

.

Jeśli D

f

⊂ R, R

f

⊂ R, to - funkcja

liczbowa

.

Definicja 1. Funkcje f

1

, f

2

równe

, jeśli 1) D

f

1

D

f

2

; 2) ∀x ∈ D

f

1

[f

1

(x) = f

2

(x)].

Definicja 2. Niech X → Y A ⊂ X. Funkcja jest

różnowartościowa

na zbiorze A, jeśli

∀x

1

, x

2

∈ A [x

1

6x

2

⇒ f (x

1

6(x

2

)] ≡ ∀x

1

, x

2

∈ A [(x

1

) = (x

2

⇒ x

1

x

2

]

Definicja 3. Niech X → Y Y → Z. Funkcja

złożona

(

superpozycja

) funkcji (f.

we-

wnętrzna

) i (f.

zewnętrzna

)to funkcja X → Z określona wzorem ∀x ∈ X[h(x)

df

g((x)).

h

ozn

g ◦ f .

Jeśli X → Y taka, że R

f

- różnowartościowa, to można określić funkcję

Y → X wzorem

∀x ∈ X, y ∈ Y [g(y) = x

df

⇔ f (x) = y]

Funkcja g

ozn

f

1

- funkcja

odwrotna

do funkcji .

background image

2

Uwaga 1. f ◦ f

1

id

Y

, f

1

◦ f id

X

.

Definicja 4. Funkcja X → Y jest

parzysta

, jeśli ∀x ∈ X[−x ∈ X ∧ f (−x) = (x)];

Funkcja X → Y jest

nieparzysta

, jeśli ∀x ∈ X[−x ∈ X ∧ f (−x) = −f (x)].

Uwaga 2. Iloczyn dwóch funkcji parzystych (nieparzystych) jest funkcją parzystą. Iloczyn
funkcji parzystej i funkcji nieparzystej jest funkcja nieparzystą.

Definicja 5. Funkcja X → Y jest

rosnąca

(odp.

niemalejąca

) na zbiorze A ⊂ X, jeśli

∀x

1

, x

2

∈ A [x

1

< x

2

⇒ f (x

1

< f (x

2

)]

(odp. ∀x

1

, x

2

∈ A [x

1

< x

2

⇒ f (x

1

¬ f (x

2

)] )

Definicja 6. Funkcja X → Y jest

malejąca

(odp.

nierosnąca

) na zbiorze A ⊂ X, jeśli

∀x

1

, x

2

∈ A [x

1

< x

2

⇒ f (x

1

> f (x

2

)]

(odp. ∀x

1

, x

2

∈ A [x

1

< x

2

⇒ f (x

1

­ f (x

2

)] )

Definicja 7. Funkcja jest

monotoniczna

(odp.

ściśle monotoniczna

) na zbiorze A, jeśli jest

na tym zbiorze niemalejąca lub nierosnąca (odp. rosnąca lub malejąca).

Zał. Funkcja jest określona w pewnym przedziale = (x

0

− δx

0

δ).

Definicja 8. Funkcja ma w punkcie x

0

maksimum lokalne

(odp.

minimum lokalne

), jeżeli

∀x ∈ O

1

⊂ O [(x¬ f (x

0

)] (odp. ∀x ∈ O

1

⊂ O [(x­ f (x

0

)])

Funkcja ma w punkcie x

0

ekstremum lokalne

, jeśli ma w tym punkcie minimum lub

maksimum lokalne. Jeśli w definicji zamiast nierówności słabej jest nierówność mocna, to
ekstremum jest

właściwe

.

Funkcje cyklometryczne (kołowe)

Funkcja = sin na przedziale h−

π

2

;

π

2

ma przeciwdziedzinę h−1 ; 1i jest różnowartościo-

wa. Na zbiorze h−1 ; 1określona jest funkcja odwrotna

arkus sinus

(arcsin):

= arcsin x ⇔ x = sin y ∈ h−

π

2

;

π

2

i

Funkcja = cos na przedziale h0 ; πi ma przeciwdziedzinę h−1 ; 1i jest różnowartościowa.
Na zbiorze h−1 ; 1określona jest funkcja odwrotna

arkus kosinus

(arccos):

= arccos x ⇔ x = cos y ∈ h0 ; πi

Funkcja = tg na przedziale (

π

2

;

π

2

) ma przeciwdziedzinę R i jest różnowartościowa.

Na zbiorze R określona jest funkcja odwrotna

arkus tangens

(arctg ):

= arctg x ⇔ x = tg y ∈ (

π

2

;

π

2

)

background image

3

y = sin x

y = arcsin x

-1.5

-1.0

-0.5

0.5

1.0

X

-1.5

-1.0

-0.5

0.5

1.0

Y

y = cos x

y = arccos x

-1

1

2

X

-1

1

2

Y

y = arctg x

y = tg x

-4

-2

2

4

X

-6

-4

-2

2

4

Y

y = ctg x

y = arcctg x

-4

-2

2

4

X

-6

-4

-2

2

4

Y

Funkcja = ctg na przedziale (0 ; π) ma przeciwdziedzinę R i jest różnowartościowa. Na
zbiorze R określona jest funkcja odwrotna

arkus kotangens

(arcctg ):

= arcctg x ⇔ x = ctg y ∈ (0 ; π)

Uwaga 3. Dla każdego x ∈ h−1 ; 1i:

1. sin(arcsin x) = x, cos(arccos x) = x

2. sin(arccos x) = cos(arcsin x) =

− x

2