26 svar
94 visningar
destiny99 behöver inte mer hjälp
destiny99 7929
Postad: 6 nov 14:16 Redigerad: 6 nov 14:21

Visa att f är kontinuerlig och f' är kontinuerlig

Hej! 

 

Jag förstår inte varför jag fått fel på a) uppgiften eller kommentarer på den. Jag använde ju instängningssatsen för att resonera mig om f är kontinuerlig eller inte. Samma sak i b) uppgiften fick jag kommentarer och det är säkert något fel jag gjort där som jag inte riktigt ser.

Gustor 333
Postad: 6 nov 14:28 Redigerad: 6 nov 14:31

Du kan inte rakt av sätta cos(1x2)=1\cos(\frac{1}{x^2})=1 när du beräknar gränsvärdet. Det du kan göra är att konstatera att eftersom cos(1x2)\cos(\frac{1}{x^2}) är begränsad och x20x^2\to 0x0x\to 0, så måste x2cos(1x2)0x^2\cos(\frac{1}{x^2})\to 0x0x\to 0. Således måste limx0f(x)=0\lim_{x\to 0}f(x)=0.


Tillägg: 6 nov 2024 14:30

För att förtydliga, så säger vi alltså att eftersom -x2x2cos(1x2)x2-x^2\leq x^2\cos(\frac{1}{x^2})\leq x^2 och både -x2-x^2 och x2x^2 går mot 00x0x\to 0, så måste alltså x2cos(1x2)0x^2cos(\frac{1}{x^2})\to 0 p.g.a. instängning.

destiny99 7929
Postad: 6 nov 14:30
Gustor skrev:

Du kan inte rakt av sätta cos(1x2)=1\cos(\frac{1}{x^2})=1 när du beräknar gränsvärdet. Det du kan göra är att konstatera att eftersom cos(1x2)\cos(\frac{1}{x^2}) är begränsad och x20x^2\to 0x0x\to 0, så måste x2cos(1x2)0x^2\cos(\frac{1}{x^2})\to 0x0x\to 0. Således måste limx0f(x)=0\lim_{x\to 0}f(x)=0.

Men hur formulerar man detta mha instängning?

Gustor 333
Postad: 6 nov 14:31

Lade till ett förtydligande i mitt förra inlägg.

destiny99 7929
Postad: 6 nov 14:33 Redigerad: 6 nov 14:35
Gustor skrev:

Lade till ett förtydligande i mitt förra inlägg.

Jaha det är såhär man ska uttrycka sig med instängningssatsen. Då förstår jag! Men om x^2cos(1/x) går mot 0 => pga instängning. Hur blir det med 3x? Ska man undersöka gränsvärde för den separat ?  Man kan ju se att då x=>-+0 så går 3x mot 0 också.

Gustor 333
Postad: 6 nov 14:38 Redigerad: 6 nov 14:38

Du kan använda att limxa(f(x)+g(x))=limxaf(x)+limxag(x)\lim_{x\to a} (f(x)+g(x)) = \lim_{x\to a} f(x) + \lim_{x\to a} g(x) förutsatt att dessa existerar och är ändliga (och att ff och gg är definierade på något öppet intervall innehållande aa). Du har säkert sett detta tidigare.

destiny99 7929
Postad: 6 nov 14:41 Redigerad: 6 nov 14:45
Gustor skrev:

Du kan använda att limxa(f(x)+g(x))=limxaf(x)+limxag(x)\lim_{x\to a} (f(x)+g(x)) = \lim_{x\to a} f(x) + \lim_{x\to a} g(x) förutsatt att dessa existerar och är ändliga (och att ff och gg är definierade på något öppet intervall innehållande aa). Du har säkert sett detta tidigare.

Nja jag minns inte och jag vet inte vad du menar med om jag har sett dettta tidigare. Påminn mig gärna! Varför skriver du gränsvärde sättet som du gör det på? Är det en regel för hur man beräknar gränsvärde för addition av två funktioner? Är det öppna intervallet (0,inf)?

Gustor 333
Postad: 6 nov 14:51 Redigerad: 6 nov 14:53

Det finns några räknelagar för gränsvärden som brukar kallas gränsvärdeslagar eller limit laws. Lagen för summor säger att om limxaf(x)=L\lim_{x\to a} f(x) = L och limxag(x)=M\lim_{x\to a} g(x) = M, så är

limxa(f(x)+g(x))=L+M\lim_{x\to a}(f(x)+g(x))=L+M.

Till exempel är limx4(4x-x)=limx44x-limx4x=16-2=14\lim_{x\to 4} (4x - \sqrt{x}) = \lim_{x\to 4}4x - \lim_{x\to 4}\sqrt{x} = 16 - 2 = 14.

Det finns även lagar för produkt/kvot som under samma förutsättningar säger att

limxaf(x)·g(x)=LM\lim_{x\to a} f(x)\cdot g(x) = LM och

limxaf(x)g(x)=LM\lim_{x\to a} \frac{f(x)}{g(x)} = \frac{L}{M} (M0M\neq 0).

Det kan vara bra att repetera detta.

Min poäng var att när du visat att x2cos(1x2)x^2\cos(\frac{1}{x^2}) går mot 00, så går hela funktionen mot 00 eftersom

limx03x+x2cos(1x2)=limx03x+limx0x2cos(1x2)=0+0=0\lim_{x\to 0}3x+x^2\cos(\frac{1}{x^2})=\lim_{x\to 0}3x + \lim_{x\to 0}x^2\cos(\frac{1}{x^2}) = 0+0 = 0.

destiny99 7929
Postad: 6 nov 15:08 Redigerad: 6 nov 15:10
Gustor skrev:

Det finns några räknelagar för gränsvärden som brukar kallas gränsvärdeslagar eller limit laws. Lagen för summor säger att om limxaf(x)=L\lim_{x\to a} f(x) = L och limxag(x)=M\lim_{x\to a} g(x) = M, så är

limxa(f(x)+g(x))=L+M\lim_{x\to a}(f(x)+g(x))=L+M.

Till exempel är limx4(4x-x)=limx44x-limx4x=16-2=14\lim_{x\to 4} (4x - \sqrt{x}) = \lim_{x\to 4}4x - \lim_{x\to 4}\sqrt{x} = 16 - 2 = 14.

Det finns även lagar för produkt/kvot som under samma förutsättningar säger att

limxaf(x)·g(x)=LM\lim_{x\to a} f(x)\cdot g(x) = LM och

limxaf(x)g(x)=LM\lim_{x\to a} \frac{f(x)}{g(x)} = \frac{L}{M} (M0M\neq 0).

Det kan vara bra att repetera detta.

Min poäng var att när du visat att x2cos(1x2)x^2\cos(\frac{1}{x^2}) går mot 00, så går hela funktionen mot 00 eftersom

limx03x+x2cos(1x2)=limx03x+limx0x2cos(1x2)=0+0=0\lim_{x\to 0}3x+x^2\cos(\frac{1}{x^2})=\lim_{x\to 0}3x + \lim_{x\to 0}x^2\cos(\frac{1}{x^2}) = 0+0 = 0.

Ok så det kan vara bra att använda limits law i samband med instängningssatsen som du gjorde för att komma fram till att f(x) går mot 0 då x=>0 om man inte ser detta från början? Tror du detta hade varit en bra motivering på en tenta att nämna limits law för att konstatera att f(x)+g(x)  går mot 0 ?

destiny99 7929
Postad: 6 nov 15:12

Kan vi även titta på b) uppgiften som det knasade också?

Gustor 333
Postad: 6 nov 15:32 Redigerad: 6 nov 18:20

Nej, gränsvärdeslagarna har inget med instängningen att göra i detta fall. Jag svarade på din fråga om "Hur blir det med 3x?".

På b), så är frågan om f'(x)f'(x) är kontinuerlig. Notera att enligt derivatans definition är

f'(0)=limx0f(x)-f(0)x=limx03+xcos(1x2)=3f'(0)=\lim_{x\to 0}\frac{f(x)-f(0)}{x}=\lim_{x\to 0}3+x\cos(\frac{1}{x^2}) = 3. Jag skriver inte ut det, men här använder jag instängning för att konstatera att xcos(1x2)0x\cos(\frac{1}{x^2})\to 0x0x\to 0.

För att f'(x)f'(x) ska vara kontinuerlig i x=0x=0 måste limx0f'(x)=f'(0)\lim_{x\to 0}f'(x)=f'(0). Stämmer det? Existerar detta gränsvärde?

destiny99 7929
Postad: 6 nov 16:01 Redigerad: 6 nov 16:05
Gustor skrev:

Nej, gränsvärdeslagarna har inget med instängningen att göra i detta fall. Jag svarade på din fråga om "Hur blir det med 3x?".

På b), så är frågan om f'(x)f'(x) är kontinuerlig. Notera att enligt derivatans definition är

f'(0)=limx0f(x)-f(0)x=limx03+xcos(1x2)=3f'(0)=\lim_{x\to 0}\frac{f(x)-f(0)}{x}=\lim_{x\to 0}3+x\cos(\frac{1}{x^2}) = 3. Jag skriver inte ut det, men här använder jag instängning för att konstatera att xcos(1x2)0x\cos(\frac{1}{x^2})\to 0x0x\to 0.

För att f'(x)f'(x) ska vara kontinuerlig i x=0x=0 måste limx0f'(x)=f'(0)\lim_{x\to 0}f'(x)=f'(0). Stämmer det? Existerar detta gränsvärde?

Okej jag menade inte att instängningen har med gränsvärdelagarna att göra. Jag tänkte bara att man motiverar med instängningslagen tillsammans med gränsvärde lagarna så att det blir tydligt att man använt sig av båda för att motivera sitt svar. 

 

Gällande b) frågan förstår jag inte dina tankegångar. Jag kan inte svara på dina sista frågor då jag är inte helt säker på denna fråga. Men vi får ju gränsvärdet till 3 så jag vet inte vad det innebär.  sen har vi inte tittat på vänster och höger derivata?

Gustor 333
Postad: 6 nov 16:16 Redigerad: 6 nov 16:20

Okej jag menade inte att instängningen har med gränsvärdelagarna att göra. Jag tänkte bara att man motiverar med instängningslagen tillsammans med gränsvärde lagarna så att det blir tydligt att man använt sig av båda för att motivera sitt svar.

Ja, instängning är det huvudsakliga argumentet varför f(x)0f(x)\to 0x0x\to 0 och således att f(x)f(x) är kontinuerlig i x=0x=0. Räknelagarna för gränsvärden är inget man brukar behöva motivera, annat än när man lär sig om dem för första gången. Det antas att du använder dig av dem i uppgifter som denna.

Att f(x)f(x) är kontinuerlig för x0x\neq 0 följer av att uttrycket för f(x)f(x) består av elementära funktioner som alla är kontinuerliga. Denna motivation krävs för att dra slutsatsen att f(x)f(x) är kontinuerlig överallt.

Gällande b) frågan förstår jag inte dina tankegångar. Jag kan inte svara på dina sista frågor då jag är inte helt säker på denna fråga. Men vi får ju gränsvärdet till 3 så jag vet inte vad det innebär. sen har vi inte tittat på vänster och höger derivata?

Vad är det du inte förstår? Jag använder derivatans definition för att bestämma f'(0)f'(0). Det stämmer alltså inte att f'(0)=0f'(0)=0, som du skrev i ditt ursprungliga svar. Detta trots att det i definitionen av funktionen f(x)f(x) står f(0)=0f(0)=0.

En funktion g(x)g(x) är kontinuerlig i en punkt x=ax=a om limxag(x)=g(a)\lim_{x\to a}g(x)=g(a). Det är denna definition jag använder i min sista mening. För att f'(x)f'(x) ska vara kontinuerlig i x=0x=0 måste alltså limx0f'(x)=f'(0)\lim_{x\to 0}f'(x) = f'(0).

destiny99 7929
Postad: 6 nov 16:46 Redigerad: 6 nov 16:54
Gustor skrev:

Okej jag menade inte att instängningen har med gränsvärdelagarna att göra. Jag tänkte bara att man motiverar med instängningslagen tillsammans med gränsvärde lagarna så att det blir tydligt att man använt sig av båda för att motivera sitt svar.

Ja, instängning är det huvudsakliga argumentet varför f(x)0f(x)\to 0x0x\to 0 och således att f(x)f(x) är kontinuerlig i x=0x=0. Räknelagarna för gränsvärden är inget man brukar behöva motivera, annat än när man lär sig om dem för första gången. Det antas att du använder dig av dem i uppgifter som denna.

Att f(x)f(x) är kontinuerlig för x0x\neq 0 följer av att uttrycket för f(x)f(x) består av elementära funktioner som alla är kontinuerliga. Denna motivation krävs för att dra slutsatsen att f(x)f(x) är kontinuerlig överallt.

Gällande b) frågan förstår jag inte dina tankegångar. Jag kan inte svara på dina sista frågor då jag är inte helt säker på denna fråga. Men vi får ju gränsvärdet till 3 så jag vet inte vad det innebär. sen har vi inte tittat på vänster och höger derivata?

Vad är det du inte förstår? Jag använder derivatans definition för att bestämma f'(0)f'(0). Det stämmer alltså inte att f'(0)=0f'(0)=0, som du skrev i ditt ursprungliga svar. Detta trots att det i definitionen av funktionen f(x)f(x) står f(0)=0f(0)=0.

En funktion g(x)g(x) är kontinuerlig i en punkt x=ax=a om limxag(x)=g(a)\lim_{x\to a}g(x)=g(a). Det är denna definition jag använder i min sista mening. För att f'(x)f'(x) ska vara kontinuerlig i x=0x=0 måste alltså limx0f'(x)=f'(0)\lim_{x\to 0}f'(x) = f'(0).

Aa okej jag  förstår. 

 

 

Men om lim x=>0 f'(x)=f'(0) för kontinuitet,måste alltså f'(0)=0 för att vi ska säga om f'(x) är kontinuerlig ?  Har vi inte två fall då f'(0)=0  om man deriverar f(x)=0 i punkten x=0 samt andra funktionen 3x+ x^2cos(1/x^2) då lim x=>0+ ? vänster  och höger derivata är olika i punkten x=0. 

Gustor 333
Postad: 6 nov 16:58 Redigerad: 6 nov 17:00

Att f(0)=0 betyder inte att f'(0)=0. Det var just det jag ville illustrera, genom att beräkna f'(0) enligt derivatans definition. Om en funktion är definierad i olika fall, som funktionen f(x) i denna uppgift, så kan man inte dra slutsatsen att f'(x) är lika med derivatan av uttrycken för f(x) på det sätt jag tror du tänker på.

Tänk till exempel på funktionen f(x) = x om x inte är 0, och f(0)=0. Derivatan av denna funktion i punkten 0 är inte 0, utan 1. Testa själv genom att använda derivatans definition.

destiny99 7929
Postad: 6 nov 17:03 Redigerad: 6 nov 17:05
Gustor skrev:

Att f(0)=0 betyder inte att f'(0)=0. Det var just det jag ville illustrera, genom att beräkna f'(0) enligt derivatans definition. Om en funktion är definierad i olika fall, som funktionen f(x) i denna uppgift, så kan man inte dra slutsatsen att f'(x) är lika med derivatan av uttrycken för f(x) på det sätt jag tror du tänker på.

Tänk till exempel på funktionen f(x) = x om x inte är 0, och f(0)=0. Derivatan av denna funktion i punkten 0 är inte 0, utan 1. Testa själv genom att använda derivatans definition.

Jaha okej ja så för kontinuitet så gäller att f(x)=f(0) och i vårt fall fick vi fram att f(0)=0 i a) , medan för f'(x)=f'(0) vill vi se om det stämmer som för fallet i a) fast med derivatans definition så ser vi att det inte stämmer eftersom derivatans definition ger oss 3?

Gustor 333
Postad: 6 nov 17:09 Redigerad: 6 nov 17:09

Huruvida f'(x) är kontinuerlig eller inte i x=0x=0 beror på om limx0f'(x)=f'(0)\lim_{x\to 0}f'(x) =f'(0). Detta brukar vara en vanlig definition av kontinuitet i en punkt.


Tillägg: 6 nov 2024 17:12

I uppgift a) så visar man att

limx0f(x)=f(0)\lim_{x\to 0}f(x)=f(0) och således att f(x)f(x) är kontinuerlig i x=0x=0.

destiny99 7929
Postad: 6 nov 17:14
Gustor skrev:

Huruvida f'(x) är kontinuerlig eller inte i x=0x=0 beror på om limx0f'(x)=f'(0)\lim_{x\to 0}f'(x) =f'(0). Detta brukar vara en vanlig definition av kontinuitet i en punkt.


Tillägg: 6 nov 2024 17:12

I uppgift a) så visar man att

limx0f(x)=f(0)\lim_{x\to 0}f(x)=f(0) och således att f(x)f(x) är kontinuerlig i x=0x=0.

Jaha okej så det har ingenting med deriverbarhet att göra? Det man ska göra i b) är alltså kontinuitet som vi gjort i a) uppgiften?

Gustor 333
Postad: 6 nov 17:16

Du ska ju beräkna vad derivatan är för alla värden på xx också I uppgift b).

destiny99 7929
Postad: 6 nov 17:19 Redigerad: 6 nov 17:43
Gustor skrev:

Du ska ju beräkna vad derivatan är för alla värden på xx också I uppgift b).

Jo det vet jag. Men jag undrar nu i efterhand om man kan undersöka kontinuitet på det här sättet:

f'(x)= {3+2xcos(1/x^2)-2/x*sin(1/x^2), x skild från 0

            0 , x=0

då ser vi att mha instängning för både cos och sin så kommer f'(0) gå mot 3  då x=>0 och f'(0)=0. f'(x) är inte kontinuerlig då för gränsvärde existerar ej.


Tillägg: 6 nov 2024 17:43

Med tanke på att frågan är värd 3 poäng så tror jag att den är svår. Du säger att vi ska derivera vilket jag håller med, men ska man enbart undersöka kontinuitet eller deriverbarhet också? Hur tolkar du?

Gustor 333
Postad: 6 nov 17:46

Nej, det går inte att göra så.

f'(x) går inte mot 3 då x går mot 0, utan f'(0) är lika med 3. Det är detta som är hela kruxet med uppgift b).

Jag antar att du menar att gränsvärdet i definitionen av derivatan f'(0)f'(0) går mot 3. Ja, det är samma sak som att säga att f'(0)=3f'(0)=3.

Så återigen, f'(0)f'(0) är inte lika med 00.

Jag tror det kan vara bra för dig att repetera lite om begreppen derivata, kontinuitet och gränsvärde om du känner att det är svårt (menar detta i all vänlighet).

Gustor 333
Postad: 6 nov 17:52 Redigerad: 6 nov 17:53

För att f'(x)f'(x) ska vara kontinuerlig I x=0x=0 måste limx0f'(x)=f'(0)=3\lim_{x\to 0} f'(x) = f'(0)=3.

Tittar man på uttrycket du fått för f'(x)f'(x)x0x\neq 0 så ser man att termen 2sin(1x2)x\frac{2\sin(\frac{1}{x^2})}{x} kommer skjuta iväg mot oändligheten då xx närmar sig 00. De andra två termerna är begränsade, så på det hela så existerar inte gränsvärdet. Speciellt så är det inte lika med f'(0)=3f'(0)=3. Alltså är f'(x)f'(x) inte kontinuerlig i x=0x=0.

destiny99 7929
Postad: 6 nov 17:56 Redigerad: 6 nov 17:58
Gustor skrev:

För att f'(x)f'(x) ska vara kontinuerlig I x=0x=0 måste limx0f'(x)=f'(0)=3\lim_{x\to 0} f'(x) = f'(0)=3.

Tittar man på uttrycket du fått för f'(x)f'(x)x0x\neq 0 så ser man att termen 2sin(1x2)x\frac{2\sin(\frac{1}{x^2})}{x} kommer skjuta iväg mot oändligheten då xx närmar sig 00. De andra två termerna är begränsade, så på det hela så existerar inte gränsvärdet. Speciellt så är det inte lika med f'(0)=3f'(0)=3. Alltså är f'(x)f'(x) inte kontinuerlig i x=0x=0.

Så detta har med kontinuitet och deriverbarhet att göra i b)? Hur ska man börja ställa upp lösningen? Jag tycker det var enkelt i a) frågan och hängde med på det.

Gustor 333
Postad: 6 nov 18:07 Redigerad: 6 nov 18:10

Det du just citerade är, enligt min mening, en mer eller mindre fullständig lösning på "Är f' kontinuerlig? Motivera ditt svar."

destiny99 7929
Postad: 6 nov 18:28 Redigerad: 6 nov 18:30
Gustor skrev:

Det du just citerade är, enligt min mening, en mer eller mindre fullständig lösning på "Är f' kontinuerlig? Motivera ditt svar."

Jag löste på det sättet. 

Gustor 333
Postad: 6 nov 18:43

Att det för g(x)=-2xsin(1x2)g(x) =\frac{-2}{x}\sin(\frac{1}{x^2}) gäller att

-limx0g(x)-\infty\leq \lim_{x\to 0} g(x)\leq\infty

betyder inte att g(x)g(x)\to\infty. Du kan inte använda instängning på det sättet, för du vet inte om g(x)g(x) går mot 00, -17-17 eller mot något annat. Alla gränsvärden är ju "instängda" mellan minus oändligheten och plus oändligheten.

Du behöver motivera varför limx0g(x)\lim_{x\to 0} g(x) inte existerar på något annat sätt.

I övrigt så ser ditt resonemang bra ut. Det står fortfarande att f'(0)=0f'(0)=0 i början, och jag tror mittentermen i uttrycket för f'(x)f'(x)x0x\neq 0 ska vara 2xcos(1x2)2x\cos(\frac{1}{x^2}), men det påverkar inte resonemanget.


Tillägg: 6 nov 2024 18:51

Tror även att det inte ska vara minus i sista termen i derivatan.

destiny99 7929
Postad: 6 nov 19:04 Redigerad: 6 nov 19:10
Gustor skrev:

Att det för g(x)=-2xsin(1x2)g(x) =\frac{-2}{x}\sin(\frac{1}{x^2}) gäller att

-limx0g(x)-\infty\leq \lim_{x\to 0} g(x)\leq\infty

betyder inte att g(x)g(x)\to\infty. Du kan inte använda instängning på det sättet, för du vet inte om g(x)g(x) går mot 00, -17-17 eller mot något annat. Alla gränsvärden är ju "instängda" mellan minus oändligheten och plus oändligheten.

Du behöver motivera varför limx0g(x)\lim_{x\to 0} g(x) inte existerar på något annat sätt.

I övrigt så ser ditt resonemang bra ut. Det står fortfarande att f'(0)=0f'(0)=0 i början, och jag tror mittentermen i uttrycket för f'(x)f'(x)x0x\neq 0 ska vara 2xcos(1x2)2x\cos(\frac{1}{x^2}), men det påverkar inte resonemanget.


Tillägg: 6 nov 2024 18:51

Tror även att det inte ska vara minus i sista termen i derivatan.

Jaha okej så instängning funkar bara om g(x) går mot 0 och inte annars? Nej men då vet jag inte hur man visar vad g(x) går mot då x=>0. Vi kan se att sin(1/x^2) oscillerar mellan -1 och 1  ,så -2/x<=2/xsin(1/x^2)<=2/x och när x går mot 0 så divergerar 2/xsin(1/x^2) mot oändligheten så gränsvärde existerar inte.   Du säger att det står f'(0) =0 i början , var står det? Jag använde derivatans definition samt kontinuitet. Vad är fel att skriva?  Jag skrev bara f'(x) som styckvis funktion.

Svara
Close