2. [1]
ΠΑΡΑΓΡΑΦΟΣ 3.4
ΟΔΗΓΙΕΣ ΥΠΟΥΡΓΕΙΟΥ
ΕΡΩΤΗΣΕΙΣ ΘΕΩΡΙΑΣ ΜΕ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ
Να δώσετε τον ορισμό του εμβαδού χωρίου Ω που ορίζεται από τη γραφική
παράσταση μιας συνάρτησης f , τον άξονα x΄x και τις ευθείες x = α και x = β. σελ210
3. [2]
Μια Προσπάθεια για Κατανόηση των Παραπάνω!
Έστω f(x) μια συνάρτηση που ορίζεται στο [0,1] . Ψάχνω το εμβαδόν Eτου
χωρίου που περικλείεται απ την Cfκαι τις ευθείες x=0 , x=1.
Mήκος διαστήματος β-α=1-0=1
Χωρίζω το διάστημα [0,1] σε 5 υποδιαστήματα
𝛽−𝛼
5
=
1−0
5
=
1
5
, το μήκος
κάθε ενός απ τα υποδιαστήματα : [0,
1
5
] , [
1
5
,
2
5
],……..[
4
5
, 1]
Το κάτω άθροισμα των εμβαδών των ορθογωνίων υπολείπεται του
ζητούμενου E.
4. [3]
Χωρίζω το διάστημα [0,1] σε 10υποδιαστήματα
𝛽−𝛼
10
=
1−0
10
=
1
10
, το μήκος
κάθε ενός απ τα υποδιαστήματα : [0,
1
10
] , [
1
10
,
2
10
],…………..…..[
9
10
, 1]
Το κάτω άθροισμα των εμβαδών των ορθογωνίων υπολείπεται του
ζητούμενου E.
Χωρίζω το διάστημα [0,1] σε 30υποδιαστήματα
𝛽−𝛼
30
=
1−0
30
=
1
30
, το μήκος
κάθε ενός απ τα υποδιαστήματα : [0,
1
30
] , [
1
30
,
2
30
],……………….…..[
29
30
, 1]
Το κάτω άθροισμα των εμβαδών των ορθογωνίων υπολείπεται του
ζητούμενου E αλλά αν συνεχίσω σε ν διαμερίσεις του [0,1] τι λέτε να συμβεί ;
5. [4]
Χωρίζω το διάστημα [0,1] σε 10υποδιαστήματα
𝛽−𝛼
10
=
1−0
10
=
1
10
, το μήκος
κάθε ενός απ τα υποδιαστήματα : [0,
1
10
] , [
1
10
,
2
10
],……..[
9
10
, 1]
Το Άνω άθροισμα των εμβαδών των ορθογωνίων είναι μεγαλύτερο κατά πολύ
απ του ζητούμενου E.
Χωρίζω το διάστημα [0,1] σε 30 υποδιαστήματα
𝛽−𝛼
30
=
1−0
30
=
1
30
, το μήκος
κάθε ενός απ τα υποδιαστήματα : [0,
1
30
] , [
1
30
,
2
30
],……………….…..[
29
30
, 1]
Το Άνω άθροισμα των εμβαδών των ορθογωνίων πάλι είναι μεγαλύτερο του
ζητούμενου E αλλά αν συνεχίσω σε ν διαμερίσεις του [0,1] τι λέτε να συμβεί ;
6. [5]
Να δώσετε τον ορισμό του ορισμένου ολοκληρώματος μιας
συνεχούς συνάρτησης f στο [α, β]. σελ212
*Ανάποδα τα άκρα στον τύπο!! Προσοχή, αν είναι έτσι και στο βιβλίο
σου διόρθωσε το !!
ΣΗΜΑΝΤΙΚΟ !
Κάθε συνάρτηση f που είναι συνεχής στο [α, β] , είναι ολοκληρώσιμη
στο [α, β].
ΣΥΝΕΧΗΣ στο [α, β] ⇒ ΟΛΟΚΛΗΡΩΣΙΜΗ στο [α, β].
Σχόλιο : Αν η f είναι ολοκληρώσιμη στο [α, β] , δεν είναι υποχρεωτικά
συνεχής στο [α, β].
Ποιες είναι οι ιδιότητες του ορισμένου ολοκληρώματος; σελ212-214
(ΕΠΕΚΤΑΣΗ ΟΡΙΣΜΟΥ ΓΙΑ ΤΙΣ ΠΕΡΙΠΤΩΣΕΙΣ α > β ή α = β )
ΣΗΜΑΝΤΙΚΟ !
Άρα , Αν f(x) ≤ 0 ⇒ ∫ f(x) 𝑑𝑥
𝛽
𝛼
≤ 0
7. [6]
ΘΕΜΑ ΘΕΩΡΙΑΣ (Α5) 2019
*Προσοχή ! Για το γ δεν είναι ανάγκη να είναι α < γ < β
** Θυμήσου διανύσματα, πέρας – αρχή ! 𝜜𝜝⃗⃗⃗⃗⃗⃗ = 𝜞𝜝⃗⃗⃗⃗⃗⃗ − 𝜞𝜜⃗⃗⃗⃗⃗ , και…
∫ 𝒇(𝒙)𝒅𝒙
𝜷
𝜶
= ∫ 𝒇(𝒙)𝒅𝒙
𝜷
𝜸
− ∫ 𝒇(𝒙)𝒅𝒙
𝜶
𝜸
9. [8]
Επίσης κάτι που ξαναείπαμε , ΣΗΜΑΝΤΙΚΟ !
Άρα , Αν f(x) ≤ 0 ⇒ ∫ f(x) 𝑑𝑥
𝛽
𝛼
≤ 0
ΑΣΚΗΣΗ
Δίνεται η συνεχής συνάρτηση f(x) : RR , για την οποία ισχύει
f(2) = 1. Να αποδείξετε ότι :
α ) 096
3
1
2
dx))x(f)x(f(
ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΗ ΛΥΣΗ
α ) Είναι : f2(x) - 6f(x)+9 = (f(x)-3)2.
Θεωρώ την συνάρτηση g(x) = (f(x)-3)2 ≥ 0 και g(2) = (1-3)2 = 4 ≠0
άρα δεν είναι παντού μηδέν στο (1,3) συνεπώς :
3
1
0dx)x(g προκύπτει το ζητούμενο.
10. [9]
ΠΑΡΑΓΡΑΦΟΣ 3.5
ΟΔΗΓΙΕΣ ΥΠΟΥΡΓΕΙΟΥ
Να διατυπώσετε το Θεμελιώδες Θεώρημα Ολοκληρωτικού
Λογισμού και να το αποδείξετε. σελ216
ΘΕΜΑ ΘΕΩΡΙΑΣ 2002,2013,2018
** Η F(x) = ∫ 𝒇(𝒕)𝒅𝒕
𝒙
𝒂
είναι μια αρχική ή παράγουσα της f(x).
Ένα π. χ
Έστω f(x) = 2x , τότε F(x) =∫ 𝟐𝒕𝒅𝒕
𝒙
𝒂
= [𝒕 𝟐
] 𝒂
𝒙
=x2–α2 , α∈ 𝑹,
δεν είναι μια παράγουσα της f(x) ;
17. [16]
ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΗ ΛΥΣΗ
x = f(u) , dx = f΄(u)du , x = 0 , f(u) = 0 u = 0
x = 2 , f(u)=2 u = 1. Καιf΄(u) = 5u4 + 3u2.
2
0
1
0
1
0
46
241
4
3
6
535 ]
uu
[du)uu(udx)x(f =…………..
ΤΡΕΙΣ ΠΟΛΥ ΒΑΣΙΚΕΣ ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ
aa
dx)xa(fdx)x(f
Αν η f(x) είναι ΠΕΡΙΤΤΗ στο [-α, α] , τότε
a
a
dx)x(f 0
Αν η f(x) είναι ΑΡΤΙΑ στο [-α, α] , τότε
a
a
a
dx)x(fdx)x(f
0
2
18. [17]
ΑΣΚΗΣΕΙΣ
1. Να υπολογιστούν τα ολοκληρώματα :
α )
2
0
dx
xx
x
β )
2
2
2
2
4
dx
x
xx
ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΗ ΛΥΣΗ
α ) Θέτω u =
2
- x, dx = -du , x = 0 u =
2
, x =
2
u = 0
Ι =
2
0
dx
xx
x
=
2
0
2
0
22
2
du
uu
u
du
)u()u(
)u(
Άρα 2Ι =
2
0
dx
xx
x
+
2
0
du
uu
u
2Ι =
2
Ι =
4
β )
2
2
2
2
4
dx
x
xx
, η συνάρτηση υπό ολοκλήρωση ΕΙΝΑΙ ΠΕΡΙΤΤΗ γιατί ;
Άρα το ολοκλήρωμα είναι ΙΣΟ με ΜΗΔΕΝ.
19. [18]
2. Έστω οι συνεχείς συναρτήσεις f , g στο R. Αν η fείναι άρτια στο Rκαι η gπεριττή στο
R,
ι ) να δειχθεί ότι :
aa
a
)x(g
dx)x(fdx
e
)x(f
01
ιι ) Να υπολογιστεί το ολοκλήρωμα :
2
2
1
5
dx
e
x
x
Πανκύπριες Εξετάσεις 2016
ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΗ ΛΥΣΗ
ι ) Έστω Ι =
a
a
)x(g
dx
e
)x(f
1
, η f είναι άρτια άρα f(-x) = f(x). Επίσης η gείναι
περιττή άρα g(-x) =- g(x) για κάθε x R .
Έχω, Ι =
a
a
)x(g
dx
e
)x(f
1
, θέτω x = - u, dx = -du ,
x = -αu = α , x =α u =-α , συνεπώς το Ι γίνεται :
Ι=
a
a
)x(g
dx
e
)x(f
1
=
a
a
)u(g
)du(
e
)u(f
1
=
a
a
)u(g
du
e
)u(f
1
=
a
a
)u(g
)u(g
du
e
)u(fe
1
=
a
a
)u(g
)u(g
du
e
)u(f)u(f)u(fe
1
=
a
a
)u(g
)u(g
du
e
)u(f)u(f)e(
1
1
=
= Idu)u(f
a
a
2Ι =
a
a
du)u(f 2Ι = 2
a
du)u(f
0
Ι =
a
du)u(f
0
ή Ι =
a
dx)x(f
0
ιι ) Έστω f(x) = συνx +5 και g(x) = ημx , συνεχείς στο Rκαι μέσω του ι) έχω ότι :
2
2
1
5
dx
e
x
x
=
2
0
5
dx)x( =[ημx +5x 2
0
] =1+
2
5
.
20. [19]
ΠΑΡΑΓΡΑΦΟΣ 3.7
ΕΜΒΑΔΟΝ – ΟΔΗΓΙΕΣ ΥΠΟΥΡΓΕΙΟΥ
ΕΚΤΟΣ ΥΛΗΣ ΑΣΚΗΣΕΙΣ Παραγράφων 3.5 και 3.7
5 Α΄ Ομάδας σελίδας 220
1 – 6 Β΄ Ομάδας σελίδα 221
10 Β΄ Ομάδας σελίδας 222
3 , 5 , 6 σελίδας 234
9 , 11 Κατανόησης σελίδας 237
2,3,5 Κατανόησης ΙΙ σελίδας 238
9, 11 Κατανόησης ΙΙ σελίδας 239
1,3 Κατανόησης ΙΙΙ σελίδας 240
Έστω, δυο συναρτήσεις f και g, συνεχείς στο διάστημα [α, β] με
f (x)≥ g(x) ≥ 0 για κάθε x [α, β].
Να αποδείξετε ότι το εμβαδόν του χωρίου Ω που περικλείεται από
τις γραφικές παραστάσεις των f, g και τις ευθείες x = α και x = β
είναι:
E(Ω) = dxxgxf
a
))()(( . (1) σελ 225
21. [20]
Ο Τύπος (1) ισχύει και στην περίπτωση που είναι ΜΟΝΟ f (x)≥ g(x) .
Έστω, δυο συναρτήσεις f και g, συνεχείς στο διάστημα [α, β]
Να αποδείξετε ότι το εμβαδόν του χωρίου Ω που περικλείεται από τις
γραφικές παραστάσεις των f, g, και τις ευθείες x = α και x = β είναι:
E(Ω) = dxxgxf
a
))()(( . σελ 226
Έστω, δυο συναρτήσεις f και g, συνεχείς στο διάστημα [α, β]
22. [21]
Πώς υπολογίζεται το εμβαδόν του χωρίου Ω που περικλείεται από τις
γραφικές παραστάσεις των f, g, και τις ευθείες x = α και x = β αν δεν
διατηρεί πρόσημο η διαφορά τους ; σελ 227
Έστω, μια συνάρτηση g συνεχής στο διάστημα [α, β] με g(x)< 0
για κάθε x [α, β] .
Να αποδείξετε ότι το εμβαδόν του χωρίου Ω που περικλείεται από
τη γραφική παράσταση της g, του άξονα x΄x και τις ευθείες x = α
και x = β είναι: E(Ω) = dxxg
a
))(( . σελ226-227
23. [22]
Σημαντικά Σχόλια Κεφαλαίου 3
ΘΕΜΑ ΘΕΩΡΙΑΣ (Α5) 2019
ΑΣΚΗΣΕΙΣ στα Εμβαδά
Εμβαδόν μεταξύ Cf και xx΄
Λύνω την εξίσωση : f(x) = 0 και βρίσκω τις ρίζες ρ1 , ρ2 , …….ρν
Το εμβαδόν του χωρίου που περικλείεται από την Cf και xx΄ είναι :
dx)x(f
n
1
, ρ1 η μικρότερη ρίζα και ρν η μεγαλύτερη
1. Να υπολογίσετε το εμβαδόν του χωρίου που περικλείεται από την γραφική
παράσταση της f(x) = x2 - 3x και τον xx΄. [άσκηση 3 Α΄ σχολικού]
ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΗ ΛΥΣΗ
f(x) = 0 ή x = 0 ή x = 3 και
f(x) < 0 για κάθε x στο (0,3), άρα Ε = − ∫ f(x)𝑑x = −[
x3
3
− 3
x2
2
]0
3
=
7
2
3
0
24. [23]
2. Να υπολογιστεί το εμβαδόν του χωρίου που περικλείεται από την
f(x) = x3-2x2-x+2 και τον xx΄.
ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΗ ΛΥΣΗ.
f(x) = 0 Από Χόρνερ προκύπτει,
(x-1)(x2-x-2) = 0 x = 1 ή x = -1 ή x = 2.
Η f(x) > 0 για κάθε x στο (-1,1) και f(x) < 0 για κάθε x στο (1,2).
Άρα
1
1
2
1
2
1
dx)x(fdx)x(fdx)x(fE =………….=2.25
3. Να υπολογιστεί το εμβαδόν του χωρίου που περικλείεται από την
f(x) = -x2 + 4x – 3, και τον xx΄ .
ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΗ ΛΥΣΗ
25. [24]
Εμβαδόν μεταξύ Cf , xx΄και της ευθείας x = α
Όμοια με πριν , μόνο που παίρνω περιπτώσεις για το α. Αν το α είναι μικρότερο
από την ρ1 και αν το α είναι μεγαλύτερο από την μεγαλύτερη ρίζα ρν.
4. Δίνεται η συνάρτηση f(x) = ln(x+2). Να βρεθεί το εμβαδόν του
χωρίου που περικλείεται απ την γραφική παράσταση της f(x) ,
τον xx΄ και την ευθεία x= 1.
ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΗ ΛΥΣΗ
f(x) = 0 ή ln(x+2) = ln1 ή x =-1 και
f(x) > 0 για κάθε x > - 1, άρα
Ε = + ∫ ln(𝑥 + 2) 𝑑x =
1
−1
∫ (x + 2)΄ln(𝑥 + 2)𝑑x = ∫ 𝑙𝑛𝑢𝑑𝑢 = [𝑥𝑙𝑛𝑥 − 𝑥]1
3
= 3𝑙𝑛3 − 2
3
1
1
−1
Εμβαδόν μεταξύ Cf , Cg , x = α και x = β
dx)x(g)x(f
a
5. Να υπολογιστεί το εμβαδόν του χωρίου που περικλείεται από τις
f(x) =ex , g (x) = 1-x και τις ευθείες x = -1 , x = 1.
ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΗ ΛΥΣΗ
26. [25]
Υπόδειξη : Μέσω της μονοτονίας της f(x)-g(x) βρίσκω το πρόσημο της.
Ε = dx))x(g)x(f(dx))x(f)x(g(dx)x(g)x(f
1
0
0
1
1
1
=…….
Εμβαδόν μεταξύ Cf , Cg
Κάνω τα ίδια με την περίπτωση Εμβαδόν μεταξύ Cf και xx΄.
6. Να υπολογιστεί το εμβαδόν του χωρίου που περικλείεται από τις
f(x) = x3 , g (x) = 2x - x2 [άσκηση 4 Α΄ σχολικού]
ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΗ ΛΥΣΗ
Λύνω την εξίσωση : f(x) =g (x) , x∈Df∩Dg = R
x3 + x2 - 2x = 0 ή x=0 ή x=-2 ή x = 1
Αναζητώ το πρόσημο της παράστασης f(x) – g(x) = x3 + x2 - 2x
-∞ -2 0 1 +∞
x - - + +
x2+ x - 2 + - - +
f(x) – g(x) - + - +
27. [26]
Άρα Ε = ∫ (f(x) – g(x)) 𝑑𝑥
0
−2
− ∫ (f(x) – g(x))dx
1
0
=………..=
37
12
7. Να υπολογιστεί το εμβαδόν του χωρίου που περικλείεται από την
f(x) = x3+x και την g(x) = x2+3x.
ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΗ ΛΥΣΗ
Ε = dx))x(f)x(g(dx))x(g)x(f(dx)x(g)x(f
2
0
0
1
2
1
=…….
8. Να υπολογιστεί το εμβαδόν του χωρίου που περικλείεται από τις
f(x) =√x − 1 , g (x) =
𝑥+1
3
[άσκηση 4 B΄ σχολικού]
ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΗ ΛΥΣΗ
Df= [1,+∞) , Dg = R
f(x) =g (x) , x∈Df∩Dg =[1,+∞) ⇔ 9(x-1)= x2+2x+1 ⇔x2-7x+10 = 0 ⇔
x = 5 ή x = 2
f(x) >g (x)>0 , x∈Df∩Dg =[1,+∞) ⇔ 9(x-1)> x2+2x+1 ⇔x2-7x+10 < 0 ⇔
x ∈ (𝟐, 𝟓)
0< f(x) < g (x) , x∈Df∩Dg =[1,+∞) ⇔ 9(x-1)< x2+2x+1 ⇔x2-7x+10 > 0 ⇔
x ∈ (−∞, 𝟐) ∪ (𝟓, +∝)
29. [28]
Eμβαδόν και αντίστροφη συνάρτηση
f(x) συνεχής και γνησίως αύξουσα. Άρα 1-1 και ορίζεται η f-1(x).
Το εμβαδόν είναι : dx)x(f
)(f
)a(f
1
.
Αν θέλω να υπολογίσω το εμβαδόν μεταξύ των f και f-1 , τότε υπολογίζω το :
Ε = 2 dxx)x(f
a
, γιατί ;
9. Έστω , f : [0,2π] R .Να υπολογιστεί το εμβαδόν του χωρίου που
περικλείεται μεταξύ των f(x) = x - συνx και f-1.
ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΗ ΛΥΣΗ
30. [29]
Η f(x) είναι συνεχής στο [0,2π]. Είναι , f ΄(x) = 1 + ημx και ημx ≥ -1 ημx + 1≥ 0 .
Η παράγωγος μηδενίζεται μόνο στο
2
3
.
Είναι γνησίως αύξουσα στο [0,2π]. Άρα οι f , f-1 τέμνονται μόνο πάνω στην y=x.
f(x) – x = - συνx
Για κάθε x στο [0,
2
] ή [3
2
,2π] είναι f(x) – x ≤ 0
Για κάθε στο [
2
, 3
2
] είναι f(x) – x ≥ 0.
Άρα :
Ε = 2 dxx)x(f
a
=2[ dx)x(fx(dx)x)x(f(dx)x(fx(
2
2
3
2
3
2
2
0
]
= 2( )]x[ 101 2
3
2
8 τ.μ
Ενότητα : Ιδιότητες Ολοκληρωμάτων
10. Δίνεται η συνεχής συνάρτηση f(x) : RR , για την οποία ισχύει
f(2) = 1. Να αποδείξετε ότι :
α ) 096
3
1
2
dx))x(f)x(f( β )
3
1
3
1
2
84 dx)x(fdx)x(f
ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΗ ΛΥΣΗ
31. [30]
α )f2(x) - 6f(x)+9 = (f(x)-3)2.
Θεωρώ την g(x) = (f(x)-3)2 ≥ 0 και g(2) = (1-3)2 = 4 ≠0 , άρα δεν
είναι παντού μηδέν στο (1,3) συνεπώς :
3
1
0dx)x(g προκύπτει το
ζητούμενο.
β )f2(x) - 4f(x)+4 = (f(x)-2)2.
Θεωρώ την g(x) = (f(x)-2)2 ≥ 0 και g(2) = (1-2)2 = 1 ≠0 , άρα δεν
είναι παντού μηδέν στο (1,3) συνεπώς :
3
1
0dx)x(g προκύπτει το ζητούμενο.
11.
Να αποδείξετε ότι :
α )
2
2
1
x
x , για κάθε x≥ -1 , β )
8
9
1
1
0
3
dxx
ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΗ ΛΥΣΗ
α )
2
2
1
x
x 2 21 xx 4x+4 ≤x2+4x+4 x2 ≥ 0 που ισχύει .
β )
2
2
1
3
3
x
x
1
0
31
0
3
2
2
1 dx
x
dxx
και .dx
x
8
9
8
1
1
2
21
0
3
Προκύπτει το ζητούμενο.
12.
Δείτε την άσκηση 10 Γ΄ Ομάδας σελίδας 235
ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΗ ΛΥΣΗ
32. [31]
Έστω f(x) = 42
x , ορισμένη στο A = [0,1] , εξέτασε τη μονοτονία της,
f΄(x) = 0
42
x
x
για κάθε x στο (0,1) f(x) γν.αύξουσα στο [0,1].
0 ≤ x ≤ 1 f(0)≤f(x) ≤f(1) 2≤f(x)≤ 5
Είναι2≤f(x)≤ 5 με ολοκλήρωση προκύπτει το ζητούμενο.
13.
Δίνεται η συνεχής συνάρτηση f(x) : [1,3]R , για την οποία ισχύει :
3
1
3
1
2
786 dx)x(xfdx)x(f
α ) Να αποδειχθεί ότι : 789
3
1
2
dxx
β ) Να βρεθεί ο τύπος της f(x)
ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΗ ΛΥΣΗ
α ) 78
3
1
99
3
99 3
1
33
1
2
)(]
x
[dxx
β )
3
1
3
1
2
786 dx)x(xfdx)x(f
3
1
3
1
2
3
1
2
96 dxxdx)x(xfdx)x(f
3
1
2
3
1
22
03096 dx)x)x(f(dx)x)x(xf)x(f(
Έστω g(x) = (f(x)-3x)2≥ 0 και αν η g(x) δεν ήταν παντού μηδέν θα ίσχυε
3
1
2
03 dx)x)x(f( , άτοπο , άρα η g(x) είναι ΠΑΝΤΟΥ μηδέν .
Δηλαδή g(x) = 0 f(x) = 3x.
33. [32]
ΕΝΟΤΗΤΑ : ΟΛΟΚΛΗΡΩΜΑΤΑ ΚΑΙ ΑΝΙΣΟΤΗΤΕΣ
(Ευκλείδης Β΄ τεύχος 68 - Βιντεομαθήματα Ν. Ιωσηφίδη σχ. Έτος 17-18)
Πρόταση
Αν η f(x) είναι συνεχής στο [α, β] και f(x) ≥ 0 για κάθε x[α, β] , τότε :
a
dxxf )( ≥ 0.
Αν επιπλέον υπάρχει x1 [α, β] με f(x1) ≠ 0 , τότε :
a
dxxf )( > 0.
ΠΡΟΣΟΧΗ ! Το αντίστροφο της πρότασης δεν ισχύει. Δηλαδή αν για τη συνεχή f(x) στο
[α, β] ισχύει
a
dxxf )( ≥ 0 , ΔΕΝ είναι αναγκαστικά f(x) ≥ 0 για κάθε
x[α, β]. Π.χ
2
1
3
4 dxx =…..= 15 >0 όμως f(x) = 4χ3< 0 , για κάθε χ[-1,0).
Πόρισμα 1ο
Αν f(x) , g(x) συνεχείς στο [α,β] και f(x) ≥ g(x) για κάθε x[α,β] , τότε
a
dxxf )( ≥
a
dxxg )( .
Πόρισμα 2ο
Αν η f(x) είναι συνεχής στο [α,β] , τότε :
aa
dxxfdxxf )()( .
ΠΡΟΣΟΧΗ !Αν χρησιμοποιήσουμε το πόρισμα 2 στις εξετάσεις , πρέπει να το
αποδείξουμε , γιατί δεν αναφέρεται στο σχολικό βιβλίο.
1η Κατηγορία : Βάσει της Πρότασης και των Πορισμάτων.
ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ 1ο
Αν
2
1
2
3
5
dx)x(f , να δειχθεί ότι
2
1
2dx)x(xf
ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΗ ΛΥΣΗ
34. [33]
(f(x) – x)2 ≥ 0 f2(x) -2x∙f(x) + x2 ≥ 0 2x∙f(x)≤f2(x) + x2, μέσω του
Πορίσματος 1 προκύπτει το ζητούμενο.
ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ 2ο
Αν 1 ≤f(x) ≤3 για κάθε xστο [0,1] και
1
0
dx)x(f = 2 , να δειχθεί ότι
α )
1
0
2
5dx)x(f β )
1
0 3
21
dx
)x(f
ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΗ ΛΥΣΗ
α )1≤f(x) f(x) – 1 ≥ 0 (1)
f(x) ≤ 3 f(x) – 3 ≤0 (2)
Από (1) , (2) προκύπτει ότι (f(x) – 1)(f(x)-3) ≤ 0 f2(x) – 4f(x) +3 ≤ 0
f2(x) ≤4f(x) – 3 , μέσω του Πορίσματος 1 προκύπτει το ζητούμενο.
β ) f2(x) – 4f(x) +3 ≤ 0 f(x) -4 + 0
3
)x(f
)x(f
)x(f
4
3
,
μέσω του Πορίσματος 1 προκύπτει το ζητούμενο.
2η Κατηγορία : Κάνω χρήση των ανισοτήτων
lnx≤x-1 ,x> 0 ex≥x+1 , x R
ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ 3ο
Να αποδειχθούν :
α )
2
1
2
3
20
32 dx)xln( β ) edxex
1
0
2
3
4
ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΗ ΛΥΣΗ
α ) ln(2x2+3)≤2x2+2 , 2x2+3> 0 ,μέσω του Πορίσματος 1 προκύπτει το
ζητούμενο.
β )
2
x
e ≥x2+1 , για κάθε xR.
1
0
2
3
4
dxex
35. [34]
Επίσης 0 ≤ x ≤ 1 0≤ x2 ≤ 1 e0 ≤
2
x
e ≤ e
2
x
e ≤ e
μέσω του Πορίσματος 1 προκύπτει το ζητούμενο.
3η Κατηγορία :Κάνοντας χρήση των ανισοτήτων :
x2 + y2 ≥2xy x+y≥2 xy
ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ 4ο
Να αποδειχθεί ότι
4
2
8
4
dx)
xln
x(ln
ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΗ ΛΥΣΗ
Είναι , lnx> 0 για κάθε x[2,4].
4
44
2
4
xln
xln
xln
xln
xln
xln
Hισότητα ισχύει για x = e2.
μέσω του Πορίσματος 1 προκύπτει το ζητούμενο.
4η Κατηγορία : ΚΥΡΤΟΤΗΤΑ συνάρτησης και εφαπτομένη αυτής.
ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ 5ο
α ) Να δειχθεί ότι η f(x) =
x
ex
είναι κυρτή στο (0,+∞)
β ) Να βρεθεί η εφαπτομένη της f(x) στο (2 , f(2))
γ ) Να δειχθεί ότι
2
3
1
edx)x(f
ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΗ ΛΥΣΗ
α )f ΄(x) = 2
x
exe xx
,
f ΄΄(x) = 3
2
4
22
2222
x
e)xx(
x
xeex)exee(x xxxxxx
>0
για κάθε x> 0 άρα η f(x) ΚΥΡΤΗ στο (0,+∞).
36. [35]
β )y –f(2)=f ΄(2)(x-2) y = x
e
4
2
γ )f(x) =
x
ex
≥ x
e
4
2
, λόγω κυρτότητας άρα μέσω του Πορίσματος 1 προκύπτει το
ζητούμενο.
5η Κατηγορία : Απόδειξη ανισότητας που περιέχει ολοκλήρωμα.
Αποδεικνύουμε ότι f(x) ≥ 0 ή f(x) ≤ 0 για κάθε x[α, β] με τη βοήθεια των ακροτάτων
ή της μονοτονίας.
ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ 6ο
Δείξτε ότι :
2008
0
2008
0 2
1ln dx
x
x
dxx
ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΗ ΛΥΣΗ
f(x) =
2
1
x
x
xln , Α = (-1 , +∞)
f΄(x) = 0
2122
2
12
1
2
2
2
)x)(x(
x
)x()x(
για κάθε xΑ-{0}
Άρα η f(x) είναι γν.αύξουσα στο Α.
Είναι : x≥ 0 f(x) ≥0 άρα μέσω του Πορίσματος 1 προκύπτει το ζητούμενο.
6η Κατηγορία **: Ανισότητα Cauchy– Schwarz
2
a
)dx)x(g)x(f( ≤(
a
dx)x(f 2
)·(
a
dx)x(g2
)
H ισότητα ισχύει αν g(x) = λf(x) , λR.
ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ 7ο
Nα αποδειχθεί ότι
1
0
2
4
3
1
1
dx
x
ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΗ ΛΥΣΗ
37. [36]
f(x) =
1
1
2
x
, g(x) = 12
x , από ανισότητα C-Sπροκύπτει το ζητούμενο.
Ενότητα : 12 Σωστά Λάθος - Ολοκληρωτικού Λογισμού με Απαντήσεις
1. Αν f ΄(x) , g΄(x) είναι συνεχείς στο [α, β] , τότε ισχύει πάντοτε
a aa
dx)x(gdx)x(fdx)x(g)x(f
Λ
2. Για κάθε συνάρτηση f(x) η οποία είναι συνεχής στο [α, β] το
ολοκλήρωμα
a
dx)x(f παριστάνει πάντα εμβαδόν.
Λ
3. Αν g(x) , f(x) είναι συνεχείς στο [α, β] με f(x)≥ g(x) για κάθε
x[α, β] και η f(x) δεν είναι παντού ίση με την g(x) στο [α, β], τότε
a
dx)x(f >
a
dx)x(g .
Σ
4. Αν για τη συνεχή συνάρτηση f στο Δ (διάστημα) ισχύει f(x) > 0 για
κάθε x στο Δ και α, βΔ με α < β , τότε
a
dx)x(f < 0.
Λ
5.
Αν η f(x) είναι συνεχής στο [α, β] με
a
dx)x(f ≥0 , τότε κατ’ ανάγκην
θα είναι f(x)≥0 για κάθε x[α, β].
Λ
6. Αν η f(x) είναι συνεχής στο [α, β] και για κάθε x[α, β] ισχύει f(x)≥0
και η συνάρτηση f(x) δεν είναι παντού μηδέν στο [α, β] , τότε κατ’
ανάγκην είναι
a
dx)x(f > 0.
Σ
7. Αν η f(x) είναι συνεχής στο Δ και α, β, γ Δ , τότε ισχύει :
a
dx)x(f =
a
dx)x(f +
dx)x(f .
Σ
8.
Ισχύει
a
dx)x(f = -
a
dx)x(f
.
Σ
9. Κάθε συνεχής συνάρτηση f(x) σε ένα διάστημα Δ , έχει παράγουσα στο
Δ.
Σ
38. [37]
10. Αν g(x) , f(x) είναι συνεχείς στο [α, β] με f(x)≥ g(x) για κάθε
x[α, β] τότε ισχύει πάντα
a
dx)x(f <
a
dx)x(g .
Λ
11. Αν η f(x) είναι συνεχής στο R με f(x) > 0 για κάθε xR , τότε ισχύει
πάντα η ισοδυναμία :
a
dx)x(f 0 α=β
Σ
12. Αν η συνάρτηση f(x) είναι συνεχής στο [α, β] , τότε ισχύει
(
a
dx)x(f )΄ = 0.
Σ
Ενότητα : Αληθή – Ψευδή, σχολικού βιβλίου σελίδες 236-241.
39. [38]
Ενδεικτικές Απαντήσεις
1. Α
2. Ψ , δοκίμασε τις f (x) = 1 και g(x) = 1 στο [α, β].
3. Α.
4. Ψ , αν f (x) = ημx στο [0,2π] , τότε ……….
5. Α.
Ενδεικτικές Απαντήσεις
6. Ψ , f (x) = ημx στο [ 0,
2
3
], έχει θετικό ολοκλήρωμα αλλά ………..
7. Α ,x4 + 1 ≤ x4+ x2+1 για κάθε x στο [-α, α] , άρα …….
8. Α.
Ενδεικτική Απάντηση
10. Αληθές.
Ενδεικτικές Απαντήσεις
13. Α γιατί έστω ότι δεν παίρνει ετερόσημες τιμές ,τότε f(x) ≥ 0 ή f(x)≤ 0.
Αν f(x)≥ 0 και όχι παντού 0 τότε το ολοκλήρωμα θα ήταν αυστηρά
θετικό, ΑΤΟΠΟ.
40. [39]
Ομοίως αν f(x)≤ 0 , ΑΤΟΠΟ.
Άρα παίρνει ετερόσημες τιμές.
14. Ψ , γιατί η x3 – x δεν διατηρεί σταθερό πρόσημο στο [-1,1]. Συγκεκριμένα είναι
αρνητική στο (0,1).
Ενδεικτικές Απαντήσεις
1
0
1
0
1
0
2
)11(
1
))((
1
)()(
dxxdxxdxxf
Απάντηση
1
1
1
1
3
2
3
4
)
3
1
1
3
1
1(]
3
[)1(
x
xdxx