Písemná zkouška z MB102 ­ 10. 1. 2008 ­ TEORIE Zadání si ponecháváte. Odevzdáváte pouze (řádně vyplněný) přiložený list. Část I. (Celkem 9 bodů.) Ohledně instrukcí viz(te) přiložený list! Část I. A. (Celkem 3 body.) Tvrzení 1. Pro libovolnou neprázdnou shora ohraničenou množinu M R je sup M prvkem množiny M, právě když existuje x M takové, že x m pro každé m M. Tvrzení 2. Nerovnost 1 -1 f(x) dx 0 má smysl a je splněna pro libovolnou lichou funkci, která je spojitá na intervalu [-1, 1]. Tvrzení 3. Poloměr konvergence mocninné řady n=0 2n - 1 (2n)! x2n+3 je roven +. Část I. B. (Celkem 3 body.) Tvrzení 4. Alespoň jeden reálný kořen polynomu x44 + 5x32 - 4x9 + 5x4 - 2x - 3 leží v intervalu (-1, 1). Tvrzení 5. K funkci f(x) := | x |3 , x R neexistuje na R ani jedna primitivní funkce. Tvrzení 6. Nechť je dána funkce F, která je spojitá na R2 . Každá diferenciální rovnice prvního řádu y = F(x, y) opatřená počáteční podmínkou, tj. každá počáteční úloha každé diferenciální rovnice y = F(x, y), má alespoň jedno řešení. Část I. C. (Celkem 3 body.) Tvrzení 7. Existují reálné funkce f, g definované pro x 0 takové, že je lim x+ f (x) = 0, lim x+ g (x) = 0 a zároveň je lim x+ f (x) g(x) = 1. Tvrzení 8. Nechť je dán interval I = [a, b], přičemž a < b, a, b R. Potom každá funkce integrovatelná na I nabývá své průměrné hodnoty na I v nějakém bodě tohoto intervalu, tj. existuje c [a, b] takové, že f(c) = 1 b - a b a f(x) dx. Tvrzení 9. Platí n=0 1 4n+2 = 1 12 . Část II. (Celkem 11 bodů.) Úloha 10 (2 body). Jaká je definice Lagrangeova interpolačního polynomu, jsou-li zadány (funkční) hodnoty y0, . . . , yn R v navzájem různých bodech x0, . . . , xn R? Úloha 11 (2 body). Udejte příklad funkce g definované na celé reálné ose a spojité ve všech reálných bodech s výjimkou bodů x0 = -1, x1 = 0, x2 = 1, přičemž v bodě x0 má odstranitelnou nespojitost, v bodě x1 nastává skok a v bodě x2 má nespojitost druhého druhu. Úloha 12 (1 bod). Uveďte Lagrangeovu větu pro funkci f se spojitou derivací na intervalu [-10, 10]. Úloha 13 (1 bod). Napište metodu per partes pro neurčitý integrál. Úloha 14 (2 body). Rozhodněte, které z těchto tří čísel (hodnot integrálů) -2 2 | x - 1 | dx, sin x dx, 1 0 cos x x dx je největší a které nejmenší. Úloha 15 (3 body). Uveďte integrální kritérium pro zjištění konvergence (divergence) číselných řad s nezápornými členy. Pro jaká R nekonečná řada n=1 n- konverguje? Písemná zkouška z MB102 ­ 10. 1. ­ PŘÍKLADY Zadání si ponecháváte. Všechny listy, které budete odevzdávat, čitelně podepište. Zároveň uveďte také svoje UČO. Část III. (Celkem 10 bodů.) Doplňme, že vyšetřením průběhu funkce f v níže uvedeném příkladu se rozumí ,,udat definiční obor a obor hodnot; případnou lichost, sudost, periodicitu; určit body nespojitosti a jejich druh včetně příslušných jednostranných limit (pokud existují), nulové body (pokud existují) a intervaly, kde je funkce kladná a kde záporná; stanovit první (a druhou, je-li potřeba) derivaci; intervaly, na kterých funkce roste, klesá, či je konstantní; všechny stacionární a inflexní body; všechny lokální extrémy (pokud existují); intervaly, kde je funkce konvexní a kde konkávní; všechny asymptoty; vypočítat hodnoty ve význačných bodech (tím se rozumí vyčíslit funkci ve stacionárních a v inflexních bodech a nalézt průsečíky s osami, existují-li); načrtnout její graf". Příklad 16 (10 bodů). Vyšetřete průběh funkce f(x) = ln x2 x . Část IV. (Celkem 20 bodů.) Příklad 17 (3 body). Napište rovnici tečny ke grafu funkce f(x) = x x x + xx , x > 0 v bodě [1, 2]. Příklad 18 (4 body). Najděte Taylorův polynom stupně 3 (tedy polynom stupně nejvýše 3) funkce f(x) = x2 cos (x2 ) se středem v bodě x0 = 0. Poté vypočtěte lim x0f(x) - x2 x3 . Nápověda: Lze např. využít vyjádření funkce f ve tvaru Maclaurinova rozvoje n=0 an xn . Příklad 19 (3 body). Spočítejte ex e2x + 3 + 1 cos2 x dx. Příklad 20 (3 body). Vyčíslete + 1 dx x3 + x . Příklad 21 (3 body). Určete pro jaké hodnoty parametru R absolutně konverguje řada n=1 (-1)n en 3n3 + 113 + 3n3 + 111 . Příklad 22 (4 body). Nalezněte obecné řešení diferenciální rovnice y + 1 - 2x x2 y = 1. Poté nalezněte řešení splňující podmínku y(1) = 1. Část V. (Celkem 10 bodů.) Počítáte 2 příklady ze 3 dle vlastní volby! Příklad 23 (5 bodů). Mezi obdélníky, jejichž dva vrcholy leží na ose x a další dva (s kladnými druhými souřadnicemi, tj. nad osou x) na parabole y = 8 - 2x2 , najděte obdélník s maximálním obsahem. Uveďte délky jeho stran. Příklad 24 (5 bodů). Vypočítejte délku grafu funkce ln (1 - x2 ) na intervalu [0, 1 2 ]. Příklad 25 (5 bodů). Sečtěte n=1 2n - 1 (-2)n-1 pomocí součtu mocninné řady n=0(-1)n (2n + 1) x2n pro | x | < 1.