1
Ορισμός : Θα λέμε ότι η συνάρτηση f παρουσιάζει





άό
έό
στο σημείο x=xο , αν υπάρxει ανοιxτό διάστημα (α,β)
που περιέxει το xο τέτοιο ώστε





)()(
)()(
o
o
xfxf
xfxf
για κάθε x(α,β)
Δραστηριότητα 1 : Στις παρακάτω γραφικές παραστάσεις να βρείτε τα τοπικά ακρότατα (δηλαδή αν υπάρxει μια ζώνη
κάθετων ευθειών που περιβάλουν το xο μέσα στην οποία το f(xo) θα είναι μεγαλύτερο ή μικρότερο από τα υπόλοιπα f(x)).
1η
γραφική
παράστασ
η
2η
γραφική
παράστασ
η
3η
γραφική
παράστασ
η
Τοπικά
μέγιστο
Στο_____
το_____
Στο_____
το_____
Στο_____
το_____
Στο_____
το_____
Στο_____
το_____
Τοπικά
ελάxιστ
α
Στο_____
το_____
Στο_____
το_____
Στο_____
το_____
Στο_____
το_____
Στο_____
το_____
Στο_____
το_____
Τα εσωτερικά σημεία στα οποία είναι συνεxής αλλά δεν είναι παραγωγίσιμη η συνάρτηση ,λέγονται γωνιακά σημεία.(εκεί δεν
ορίζεται η εξίσωση εφαπτομένης π.x. στη 2η
γρ. παράσταση στο xο=1)
Δραστηριότητα 2.1: Ανοίξτε το αρχείο ακρότατα1 .
ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ
ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ
ΤΟΠΙΚΑ ΑΚΡΟΤΑΤΑ ΣΥΝΑΡΤΗΣΗΣ
y´
y
0x´ x-1
1
1
-1
y´
y
0x´ x
-2
-2
2
1 2
2,5
y´
y
0x´ x-1 1
23/2
-1
0.5
-2
2
ας προσπαθήσουμε να απαντήσουμε σε 2 ερωτήματα που γεννιούνται.
-ΕΡΩΤΗΜΑ 1:Σε κάθε εσωτερικό σημείο x0 του πεδίου ορισμού της f,όπου παρουσιάζει τοπικό
ακρότατο ισχύει f΄(xο)=0;
-ΕΡΩΤΗΜΑ 2: Σε κάθε εσωτερικό σημείο x0 του πεδίου ορισμού της f,όπου ισχύει f΄(xο)=0
η f παρουσιάζει τοπικό ακρότατο;
-Προσπαθήστε να εντοπίσετε το πρόσημο της f΄ και τη μονοτονία της f εκατέρωθεν του xο
……………………………………………………………………………………………………………………………………………………….
Τα σημεία στα οποία μηδενίζεται η πρώτη παράγωγος λέγονται στάσιμα σημεία.
Τα γωνιακά και στάσιμα σημεία λέγονται κρίσιμα σημεία της f.
Δραστηριότητα 2.2:. Υπάρχει f με εσωτερικό σημείο x0 του πεδίου ορισμού της ,όπου ισχύει f΄(xο)=0 και η f δεν παρουσιάζει
τοπικό ακρότατο;
…………………………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………….
ΓΙΑΤΙ ΙΣΧΥΕΙ ΑΥΤΟ;…………………………………………………………………………………
Παρατηρήστε το πρόσημο της f΄ και τη μονοτονία της f εκατέρωθεν του xο. Τι συμπεραίνετε;
…………………………………………………………………………………………………………
ΑΡΑ το εσωτερικό σημείο x0 του πεδίου ορισμού της f,όπου ισχύει f΄(xο)=0 είναι ΠΙΘΑΝΗ θέση τοπικού
ακρότατου.
Δραστηριότητα 3.1: Ανοίξτε το αρχείο ακρότατα 2 .
ΘΕΩΡΗΜΑ FERMAT: Αν η f παρουσιάζει τοπικό ακρότατο σε ένα εσωτερικό σημείο x0 του
πεδίου ορισμού της και είναι παραγωγίσιμη στο σημείο αυτό , τότε f΄(xο)=0.
3
- Είναι η f παραγωγίσιμη στο (1,0);………………..
-Το σημείο είναι ……………………..
-Είναι το x 0=1 θέση τοπικού ακρότατου της f;……………………………………………………
- Παρατηρήστε το πρόσημο της f΄ και τη μονοτονία της f εκατέρωθεν του xο. Τι συμπεραίνετε ;
…………………………………………………………………………………………………………
Δραστηριότητα 3.2: Στο ίδιο αρχείο ακρότατα 2,ακολουθήστε τις οδηγίες .
- Είναι η f παραγωγίσιμη στο (1,0);………………………………………………………………….
-Το σημείο είναι ………………………………………………………………………………………
-Είναι το x 0=1 θέση τοπικού ακρότατου της f;……………………………………………………
- Παρατηρήστε το πρόσημο της f΄ και τη μονοτονία της f εκατέρωθεν του xο. Τι συμπεραίνετε ;
…………………………………………………………………………………………………………
ΑΡΑ τα γωνιακά σημεία είναι ΠΙΘΑΝΕΣ θέσεις τοπικών ακρότατων.
Δραστηριότητα 3.3: Στο ίδιο αρχείο ακρότατα 2,
-Το x=-1 ανήκει στο πεδίο ορισμού της f;……………………………………………………….
-Ποια είναι η τιμή της f΄(-1);……………………………………………………………………….
-Είναι το x 0=1 θέση τοπικού ακρότατου της f;……………………………………………………
ΠΙΘΑΝΕΣ ΘΕΣΕΙΣ ΤΟΠΙΚΩΝ ΑΚΡΟΤΑΤΩΝ
 ....................................................................................................................................
 ....................................................................................................................................
4
Τ.Ε2
Τ.Μ2
Τ.Ε3
Τ.Μ1
Τ.Ε1
 Tα άκρα διαστήματος όταν........................................................................................
Για να καταλήξουμε ότι ένα πιθανό ακρότατο είναι τελικά ακρότατο και να προσδιορίσουμε το είδος του τι
απαιτείται;……………………………………………….
ΕΧΟΥΜΕ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙ ΣΤΑ 2 ΑΡΧΙΚΑ ΕΡΩΤΗΜΑΤΑ;
ΚΡΙΤΗΡΙΟ 1ης
ΠΑΡΑΓΩΓΟΥ
ΘΕΩΡΗΜΑ: Έστω συνεxής συνάρτηση f: (α,β) R και xο ένα κρίσιμο σημείο της .
i) Αν f ΄(x)>0 στο (α,xo) και f ΄(x)<0 στο ( xο,β), τότε το f(xo) είναι ____________
ii) Αν f ΄(x)<0 στο (α,xo) και f ΄(x)>0 στο (xo,β), τότε το f(xo) είναι ____________
iii) Aν f ΄(x) διατηρεί σταθερό πρόσημο στο (α,xo)  ( xο,β), τότε το f(xo) ____ είναι τοπικό ακρότατο και η f είναι γνησίως
____________ στο (α,β).
Δραστηριότητα 4:Δίνεται η γραφική παράσταση μιας συνάρτησης ορισμένη σε [α,β]
-Τα Τ.Ε1, ΤΜ3,είναι…………………………………………………………………
-Είναι δυνατόν ένα τοπικό μέγιστο να είναι μικρότερο από ένα τοπικό ελάχιστο;
………………………………………………………………………………………..
-Έχει η συνάρτηση ολικό μέγιστο; ………………………………………………………………………..........................
-Έχει η συνάρτηση ολικό ελάχιστο; …………….………………………………………………………………….............
Δραστηριότητα 5 : Να βρείτε τα διαστήματα μονοτονίας και τα τοπικά ακρότατα των συναρτήσεων:
α) f(x)= 2x+1
β) f(x)= x2
+2x1
x ∞ +∞
f ΄
f
x ∞ +∞
f ΄
f
Τ.Μ3
χ
χ
y
y
5
γ) f(x)=x3
3x , Α=[-2,2)
δ) f(x)=x4
2x2
10
ε) f(x)=x3
6x2
+9x1
β) f(x)=
1x2
3x


γ) f(x)=xlnx
Δραστηριότητα 6: Ανοίξτε το αρχείο ακρότατα 3.
x
f ΄
f
x ∞ +∞
f ΄
f
x ∞ +∞
f ΄
f
x
f ΄
f
x ∞ +∞
f ΄
f
6
-Ορίζεται η f΄΄;……………………………………………………………………………………..
-Ποια είναι η γραφική παράσταση της f΄΄;
-Τι τιμές έχει η f΄΄στα σημεία όπου η f παρουσιάζει τοπικό ακρότατο;............................
………………………………………………………………………………………………………..
Συνεπώς για συναρτήσεις που είναι τουλάχιστον δυο φορές παραγωγίσιμες μπορούμε να μελετήσουμε μόνο αν τα στάσιμα σημεία
τους είναι θέσεις τοπικών ακρότατων.
ΚΡΙΤΗΡΙΟ 2ης
ΠΑΡΑΓΩΓΟΥ
΄Εστω συνεχής συνάρτηση f:Α->R και x0 ένα στάσιμο σημείο της f. Αν η f είναι δυο φορές παραγωγίσιμη στο x0,τότε
παρουσιάζει τοπικό μέγιστο αν……………………………………
ενώ παρουσιάζει τοπικό ελάχιστο αν………………………………………………………
-Γιατί είναι εύχρηστο το κριτήριο της 2ης
παραγώγου;…………………………………
…………………………………………………………………………………………..
………………………………………………………………………………………….
Δραστηριότητα 7:Η τιμή πώλησης ενός μηχανικού εξαρτήματος είναι 100 Ευρώ. Το κόστος του συναρτήσει του χρόνου
κατασκευής (σε ώρες) προσεγγίζεται από τον τύπο της συνάρτησης:
Κ (t) = t2
+ 250t-1
α) Πότε πραγματοποιήθηκε το μέγιστο κέρδος Ρ(x);
β) Πόσο είναι αυτό;
Δραστηριότητα 8: Από όλα τα ορθογώνια παραλληλόγραμμα με εμβαδό 1600 m2
, να βρείτε τις διαστάσεις εκείνου,
που έχει την μικρότερη περίμετρο.
Δραστηριότητα 9 :To κέρδος (σε ευρώ) μιας εταιρίας συναρμολόγησης Η/Υ, σε σχέση με το
πλήθος x των Η/Υ που πουλά μηνιαίως, δίνεται από τον τύπο:
P(x) = x2
+ 400x  30.000, όπου 0  x  300.
α) Πότε ζημιώνεται η εταιρία;
β) Πόσους Η/Υ πρέπει να πουλά μηνιαίως η εταιρία, ώστε να μεγιστοποιήσει τα κέρδη της;
γ) Ποιο είναι το μέγιστο δυνατό κέρδος της εταιρίας;
7

φυλλο εργασιας ακρότατα 1

  • 1.
    1 Ορισμός : Θαλέμε ότι η συνάρτηση f παρουσιάζει      άό έό στο σημείο x=xο , αν υπάρxει ανοιxτό διάστημα (α,β) που περιέxει το xο τέτοιο ώστε      )()( )()( o o xfxf xfxf για κάθε x(α,β) Δραστηριότητα 1 : Στις παρακάτω γραφικές παραστάσεις να βρείτε τα τοπικά ακρότατα (δηλαδή αν υπάρxει μια ζώνη κάθετων ευθειών που περιβάλουν το xο μέσα στην οποία το f(xo) θα είναι μεγαλύτερο ή μικρότερο από τα υπόλοιπα f(x)). 1η γραφική παράστασ η 2η γραφική παράστασ η 3η γραφική παράστασ η Τοπικά μέγιστο Στο_____ το_____ Στο_____ το_____ Στο_____ το_____ Στο_____ το_____ Στο_____ το_____ Τοπικά ελάxιστ α Στο_____ το_____ Στο_____ το_____ Στο_____ το_____ Στο_____ το_____ Στο_____ το_____ Στο_____ το_____ Τα εσωτερικά σημεία στα οποία είναι συνεxής αλλά δεν είναι παραγωγίσιμη η συνάρτηση ,λέγονται γωνιακά σημεία.(εκεί δεν ορίζεται η εξίσωση εφαπτομένης π.x. στη 2η γρ. παράσταση στο xο=1) Δραστηριότητα 2.1: Ανοίξτε το αρχείο ακρότατα1 . ΦΥΛΛΟ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ Γ ΛΥΚΕΙΟΥ ΤΟΠΙΚΑ ΑΚΡΟΤΑΤΑ ΣΥΝΑΡΤΗΣΗΣ y´ y 0x´ x-1 1 1 -1 y´ y 0x´ x -2 -2 2 1 2 2,5 y´ y 0x´ x-1 1 23/2 -1 0.5 -2
  • 2.
    2 ας προσπαθήσουμε νααπαντήσουμε σε 2 ερωτήματα που γεννιούνται. -ΕΡΩΤΗΜΑ 1:Σε κάθε εσωτερικό σημείο x0 του πεδίου ορισμού της f,όπου παρουσιάζει τοπικό ακρότατο ισχύει f΄(xο)=0; -ΕΡΩΤΗΜΑ 2: Σε κάθε εσωτερικό σημείο x0 του πεδίου ορισμού της f,όπου ισχύει f΄(xο)=0 η f παρουσιάζει τοπικό ακρότατο; -Προσπαθήστε να εντοπίσετε το πρόσημο της f΄ και τη μονοτονία της f εκατέρωθεν του xο ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………. Τα σημεία στα οποία μηδενίζεται η πρώτη παράγωγος λέγονται στάσιμα σημεία. Τα γωνιακά και στάσιμα σημεία λέγονται κρίσιμα σημεία της f. Δραστηριότητα 2.2:. Υπάρχει f με εσωτερικό σημείο x0 του πεδίου ορισμού της ,όπου ισχύει f΄(xο)=0 και η f δεν παρουσιάζει τοπικό ακρότατο; ………………………………………………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………. ΓΙΑΤΙ ΙΣΧΥΕΙ ΑΥΤΟ;………………………………………………………………………………… Παρατηρήστε το πρόσημο της f΄ και τη μονοτονία της f εκατέρωθεν του xο. Τι συμπεραίνετε; ………………………………………………………………………………………………………… ΑΡΑ το εσωτερικό σημείο x0 του πεδίου ορισμού της f,όπου ισχύει f΄(xο)=0 είναι ΠΙΘΑΝΗ θέση τοπικού ακρότατου. Δραστηριότητα 3.1: Ανοίξτε το αρχείο ακρότατα 2 . ΘΕΩΡΗΜΑ FERMAT: Αν η f παρουσιάζει τοπικό ακρότατο σε ένα εσωτερικό σημείο x0 του πεδίου ορισμού της και είναι παραγωγίσιμη στο σημείο αυτό , τότε f΄(xο)=0.
  • 3.
    3 - Είναι ηf παραγωγίσιμη στο (1,0);……………….. -Το σημείο είναι …………………….. -Είναι το x 0=1 θέση τοπικού ακρότατου της f;…………………………………………………… - Παρατηρήστε το πρόσημο της f΄ και τη μονοτονία της f εκατέρωθεν του xο. Τι συμπεραίνετε ; ………………………………………………………………………………………………………… Δραστηριότητα 3.2: Στο ίδιο αρχείο ακρότατα 2,ακολουθήστε τις οδηγίες . - Είναι η f παραγωγίσιμη στο (1,0);…………………………………………………………………. -Το σημείο είναι ……………………………………………………………………………………… -Είναι το x 0=1 θέση τοπικού ακρότατου της f;…………………………………………………… - Παρατηρήστε το πρόσημο της f΄ και τη μονοτονία της f εκατέρωθεν του xο. Τι συμπεραίνετε ; ………………………………………………………………………………………………………… ΑΡΑ τα γωνιακά σημεία είναι ΠΙΘΑΝΕΣ θέσεις τοπικών ακρότατων. Δραστηριότητα 3.3: Στο ίδιο αρχείο ακρότατα 2, -Το x=-1 ανήκει στο πεδίο ορισμού της f;………………………………………………………. -Ποια είναι η τιμή της f΄(-1);………………………………………………………………………. -Είναι το x 0=1 θέση τοπικού ακρότατου της f;…………………………………………………… ΠΙΘΑΝΕΣ ΘΕΣΕΙΣ ΤΟΠΙΚΩΝ ΑΚΡΟΤΑΤΩΝ  ....................................................................................................................................  ....................................................................................................................................
  • 4.
    4 Τ.Ε2 Τ.Μ2 Τ.Ε3 Τ.Μ1 Τ.Ε1  Tα άκραδιαστήματος όταν........................................................................................ Για να καταλήξουμε ότι ένα πιθανό ακρότατο είναι τελικά ακρότατο και να προσδιορίσουμε το είδος του τι απαιτείται;………………………………………………. ΕΧΟΥΜΕ ΑΠΑΝΤΗΣΕΙ ΣΤΑ 2 ΑΡΧΙΚΑ ΕΡΩΤΗΜΑΤΑ; ΚΡΙΤΗΡΙΟ 1ης ΠΑΡΑΓΩΓΟΥ ΘΕΩΡΗΜΑ: Έστω συνεxής συνάρτηση f: (α,β) R και xο ένα κρίσιμο σημείο της . i) Αν f ΄(x)>0 στο (α,xo) και f ΄(x)<0 στο ( xο,β), τότε το f(xo) είναι ____________ ii) Αν f ΄(x)<0 στο (α,xo) και f ΄(x)>0 στο (xo,β), τότε το f(xo) είναι ____________ iii) Aν f ΄(x) διατηρεί σταθερό πρόσημο στο (α,xo)  ( xο,β), τότε το f(xo) ____ είναι τοπικό ακρότατο και η f είναι γνησίως ____________ στο (α,β). Δραστηριότητα 4:Δίνεται η γραφική παράσταση μιας συνάρτησης ορισμένη σε [α,β] -Τα Τ.Ε1, ΤΜ3,είναι………………………………………………………………… -Είναι δυνατόν ένα τοπικό μέγιστο να είναι μικρότερο από ένα τοπικό ελάχιστο; ……………………………………………………………………………………….. -Έχει η συνάρτηση ολικό μέγιστο; ……………………………………………………………………….......................... -Έχει η συνάρτηση ολικό ελάχιστο; …………….…………………………………………………………………............. Δραστηριότητα 5 : Να βρείτε τα διαστήματα μονοτονίας και τα τοπικά ακρότατα των συναρτήσεων: α) f(x)= 2x+1 β) f(x)= x2 +2x1 x ∞ +∞ f ΄ f x ∞ +∞ f ΄ f Τ.Μ3 χ χ y y
  • 5.
    5 γ) f(x)=x3 3x ,Α=[-2,2) δ) f(x)=x4 2x2 10 ε) f(x)=x3 6x2 +9x1 β) f(x)= 1x2 3x   γ) f(x)=xlnx Δραστηριότητα 6: Ανοίξτε το αρχείο ακρότατα 3. x f ΄ f x ∞ +∞ f ΄ f x ∞ +∞ f ΄ f x f ΄ f x ∞ +∞ f ΄ f
  • 6.
    6 -Ορίζεται η f΄΄;…………………………………………………………………………………….. -Ποιαείναι η γραφική παράσταση της f΄΄; -Τι τιμές έχει η f΄΄στα σημεία όπου η f παρουσιάζει τοπικό ακρότατο;............................ ……………………………………………………………………………………………………….. Συνεπώς για συναρτήσεις που είναι τουλάχιστον δυο φορές παραγωγίσιμες μπορούμε να μελετήσουμε μόνο αν τα στάσιμα σημεία τους είναι θέσεις τοπικών ακρότατων. ΚΡΙΤΗΡΙΟ 2ης ΠΑΡΑΓΩΓΟΥ ΄Εστω συνεχής συνάρτηση f:Α->R και x0 ένα στάσιμο σημείο της f. Αν η f είναι δυο φορές παραγωγίσιμη στο x0,τότε παρουσιάζει τοπικό μέγιστο αν…………………………………… ενώ παρουσιάζει τοπικό ελάχιστο αν……………………………………………………… -Γιατί είναι εύχρηστο το κριτήριο της 2ης παραγώγου;………………………………… ………………………………………………………………………………………….. …………………………………………………………………………………………. Δραστηριότητα 7:Η τιμή πώλησης ενός μηχανικού εξαρτήματος είναι 100 Ευρώ. Το κόστος του συναρτήσει του χρόνου κατασκευής (σε ώρες) προσεγγίζεται από τον τύπο της συνάρτησης: Κ (t) = t2 + 250t-1 α) Πότε πραγματοποιήθηκε το μέγιστο κέρδος Ρ(x); β) Πόσο είναι αυτό; Δραστηριότητα 8: Από όλα τα ορθογώνια παραλληλόγραμμα με εμβαδό 1600 m2 , να βρείτε τις διαστάσεις εκείνου, που έχει την μικρότερη περίμετρο. Δραστηριότητα 9 :To κέρδος (σε ευρώ) μιας εταιρίας συναρμολόγησης Η/Υ, σε σχέση με το πλήθος x των Η/Υ που πουλά μηνιαίως, δίνεται από τον τύπο: P(x) = x2 + 400x  30.000, όπου 0  x  300. α) Πότε ζημιώνεται η εταιρία; β) Πόσους Η/Υ πρέπει να πουλά μηνιαίως η εταιρία, ώστε να μεγιστοποιήσει τα κέρδη της; γ) Ποιο είναι το μέγιστο δυνατό κέρδος της εταιρίας;
  • 7.