Δλδεηθηηθέο απαληήζεηο γηαΓηαγώληζκα επαλάιεςεο
ΘΔΜΑ Α
Α1 ΟΔΓΒ Σει. 334 Α2 ΟΔΓΒ Σει 141 . Α3 ΟΔΓΒ Σει 151 Α4 Λ – Σ – Σ – Λ - Λ
ΘΔΜΑ Β
Γίλεηαη ε ζπλάξηεζε f παξαγσγίζηκε ζην = (0, ) ,γηα ηελ νπνία ηζρύεη όηη
2 2
f ( ) 2 ln 1 f ( ) 4 lnx x x x x x x
/
, γηα θάζε x θαη f (1) 0
(β1) Να βξείηε ηνλ ηύπν ηεο ζπλάξηεζεο f ( Μνλάδεο 5 )
Αλ
2 2
f ( ) 2 ln 1x x x x , ηόηε
(β2) Να κειεηήζεηε ηε ζπλάξηεζεf σο πξνο ηε κνλνηνλία θαη ηα αθξόηαηα ( Μνλάδεο 6 )
(β3) Να βξείηε
Tα δηαζηήκαηα, ζηα νπνία ε ζπλάξηεζεf ζηξέθεη ηα θνίια άλσ.
Τα δηαζηήκαηα , ζηα νπνία ε ζπλάξηεζε f ζηξέθεη ηα θνίια θάησ
Τα ζεκεία θακπήο ( Μνλάδεο 7 )
(β4) Να απνδείμεηε όηη ε γξαθηθή παξάζηαζε fC ηεο ζπλάξηεζεο f εθάπηεηαη
ζηνλ άμνλα x x ( Μνλάδεο 3 )
(β5) Να ππνινγίζεηε ην εκβαδόλ ( ) ηνπ ρσξίνπ πνπ πεξηθιείεηαη από ηε
γξαθηθή παξάζηαζε fC ηεο ζπλάξηεζεο f ηνλ άμνλα x x θαη ηηο επζείεο
x θαη ex . ( Μνλάδεο 4 )
ελδεηθηηθή απάληεζε
(β1) Δίλαη
2 2 2 2
f( ) ln 1 (f( ) ln 1)x x x x x x x x
/
, νπόηε
2 2
f( ) ln 1 Ce
x
x x x x , όηαλ x , έρνπκε C , επνκέλσο
2 2
f ( ) 2 ln 1x x x x
(β2) f ( ) 4 lnx x x
/
,είλαη f ( ) 1x x
/
θαη f ( ) 0 1x x
/
νπόηε ε ζπλάξηεζε f είλαη γλεζίσο θζίλνπζα ζην 1 (0,1] θαη γλεζίσο
αύμνπζα ζην 2 [1, )
Γηα 1x παξνπζηάδεη ειάρηζην κε ηηκή f (1) 0
(β3) f ( ) 4 4lnx x
//
,είλαη
1
f ( ) 4 4ln 0 ex x x
//
θαη
1
f ( ) 0 ex x
//
,νπόηε ε γξαθηθή παξάζηαζε fC ηεο
ζπλάξηεζεοf ζηξέθεη ηα θνίια άλσ , όηαλ
1
ex
θαη ζηξέθεη ηα θνίια θάησ, όηαλ
1
0 ex
.
Σην
1
ex
, ε f έρεη ζεκείν θακπήο
1 1
,(e f (e ))
, κε
1
1f (e ) e
(β4) f (1) 0 θαη f (1) 0
/
νπόηε ν άμνλαο x x εθάπηεηαη ζηε γξαθηθή παξάζηαζε
fC ηεο ζπλάξηεζεο f
(β5) f ( ) 0x , γηα θάζε [1,e]x ,νπόηε
e
3
1
e
1
( ) f( )d [ 9e 4]
9
x x
4.
ΘΔΜΑ Γ
Γίλνληαη νηζπλερείο ζπλαξηήζεηο :g θαηf : (0, ) , γηα ηηο νπνίεο
ηζρύνπλ:
2
( ) 4 6g x x x θαη
3
f ( ) + f( ) = g( )x x x , γηα θάζε x .
Να απνδείμεηε όηη
(γ1) f( )x , γηα θάζε x . ( Μνλάδεο 3)
(γ2) Υπάξρεη κνλαδηθό 0x ,ζην νπνίν ε ζπλάξηεζε g παξνπζηάδεη ειάρηζην
θαη ζηε ζπλέρεηα λα απνδείμεηε όηη ε ζπλάξηεζε f είλαη παξαγσγίζηκε ζην 0x ( Μνλάδεο 7 )
(γ3) Η ζπλάξηεζε f είλαη γλεζίσο θζίλνπζα ζην 1 ( , 2] θαη γλεζίσο
αύμνπζα ζην 2 [ 2, ) ( Μνλάδεο 6 )
(γ4) ( ) f ( )g , όπνπ ( ),f ( )g ηα ζύλνια ηηκώλ ησλ ζπλαξηήζεσλ
g ,f αληηζηνίρσο ( Μνλάδεο 5 )
(γ5)
0
2
3f ( )d 20x x
( Μνλάδεο 4 )
ελδεηθηηθή απάληεζε
(γ1)
2 2
( ) 4 6 ( 2) 2 0g x x x x , γηα θάζε x .θαη
2
f ( ) 1 > 0x
όκσο
2
f( )(f ( ) 1) g( ) > 0x x x , γηα θάζε x , άξαf( )x ,γηα θάζε x
(γ2) Δίλαη ( ) 2 4g x x
/
, ( ) 0 2g x x
/
θαη ( ) 0 2g x x
/
Δπνκέλσο ε ζπλάξηεζε g είλαη γλεζίσο θζίλνπζα ζην( , 2] θαη είλαη γλεζίσο
αύμνπζα ζην [ 2, )
Οπόηε ε ζπλάξηεζε g παξνπζηάδεη ζην 0 2x ,ειάρηζην κε ηηκή ( 2) 2g
θαη ην 0 2x είλαη κνλαδηθό. Δίλαη
3
( 2 2 2f ) f ( ) ( )+ g ( 2 ) , άξα 2f ( ) 1 .
Αθαηξνύκε ηηο ( 1 ) , ( 2 ) θαηά κέιε θαη έρνπκε
3 3 2 3 2
( ( 2 2 (f ) f ( ) f ) f ( ) 2) f ) f ( ) 1 1 2)x x x x x x
2 2
(f ( ) 1)[f ( ) f ( ) 2] 2)x x x x , είλαη
2
f ( ) f ( ) 2 2x x
Με 2x ,έρνπκε 2
f ( ) 1 2
22 f ( ) f( ) 2
x x
xx x x
, γηαηί 2
Οπόηε
f ( ) 1
2 22
x
x xx
.Όκσο
2 2
lim 2 ] 0 lim 2
x x
x x
Καη από θξηηήξην παξεκβνιήο,
2
f ( ) f ( 2)
lim 02x
x
x
, άξαf ( 2) 0
/
(γ3) Έζησ όηη ε ζπλάξηεζε f δελ είλαη γλεζίσο θζίλνπζα ζην 1 ( , 2] ηόηε
ππάξρνπλ 1 2 1,x x κε 1 2x x ώζηε
3 3
1 2 1 2f( ) f( ) f ( ) f ( )x x x x
νπόηε
3 3
1 1 2 2 1 2f ( ) f( ) f ( ) f( ) g( ) g( )x x x x x x θαη g γλεζίσο
θζίλνπζα ζην 1 , άξα 1 2x x άηνπν. Οπόηε ε ζπλάξηεζε f είλαη γλεζίσο θζίλνπζα
5.
ζην 1 .Όκνηααπνδεηθλύνπκε όηη ε ζπλάξηεζε f είλαη γλεζίσο αύμνπζα ζην 2
(γ4) Δίλαη lim ( ) lim ( )
x x
g x g x
επνκέλσο ( ) [2, )g
ε ζπλάξηεζε f είλαη ζπλερήο θαη γλεζίσο αύμνπζα ζην 2 ,νπόηε ην 2 )f ( είλαη
2 )f ( [f ( 2), lim f ( ))
x
x
Αλ lim f ( )
x
x
ηόηε
3
lim f ( )
x
x
, νπόηε
3
lim [f ( ) f ( )]
x
x x
θαη lim ( )
x
g x
, άηνπν ιόγσ ( 1 )
Δπνκέλσο lim f ( )
x
x
, άξα f ( ) [1, ) ,νπόηε ( ) f ( )g
(γ5) Δίλαη ( ) 0g x ,
3
f ( ) > 0x θαη f ( ) 0x ,γηα θάζε x ,άξα f ( ) ( )x < g x
0
2
[ ( ) f ( )]d 0( ) f ( ) 0 g x x xg x x
0
2
3f( )d 20x x
6.
ΘΔΜΑ Γ
Γίλεηαη επεξηηηή ζπλάξηεζε f : ,v θνξέο παξαγσγίζηκε ζην ,v ζεηηθόο
αθέξαηνο , κε f (0) f (0) f (1) 3
/ /
θαη f ( ) 0x
///
, γηα θάζε x .
(δ1) Να απνδείμεηε όηη ε ζπλάξηεζε f
/
είλαη άξηηα ( Μνλάδεο 3 )
(δ2) Να απνδείμεηε όηη ε γξαθηθή παξάζηαζε
f
C ηεο ζπλάξηεζεοf έρεη κόλν
έλα ζεκείν θακπήο. ( Μνλάδεο 4 )
(δ3) Να κειεηήζεηε ηε ζπλάξηεζεf σο πξνο ηε κνλνηνλία θαη ηελ θπξηόηεηα ( Μνλάδεο 7 )
(δ4) Να απνδείμεηε όηη ε εμίζσζε ) 12f (x
/
έρεη αθξηβώο δύν ξίδεο ζην ( Μνλάδεο 6 )
(δ5) Αλ
(4) (5) ( ) ( )
( ) ( ) ( ) ( )f f f f
v v
x x x x
, ηόηε λα ππνινγίζεηε
ην εκβαδόλ ηνπ ρσξίνπ ,πνπ πεξηθιείεηαη από ηε γξαθηθή παξάζηαζε fC
ηεο ζπλάξηεζεοf ,ηνλ άμνλα y y ,ηελ επζεία x θαη ηελ επζεία( ) , ε νπνία
εθάπηεηαη ζηε γξαθηθή παξάζηαζε
f
C ζην ζεκείν θακπήο ηεο. ( Μνλάδεο 5 )
ελδεηθηηθή απάληεζε
( δ1 ) Η ζπλάξηεζε f είλαη πεξηηηή νπόηε f( ) f( ) [f( )] [f( )]x x x x
/ /
,άξα
f ( ) f ( )x x
/ /
, επνκέλσο ε ζπλάξηεζε f
/
είλαη άξηηα .
Όηαλ 0 f(0) f(0) f(0) 0x , άξα f (0) 0 f (0)
/
θαη f (1) 3
/
( δ2 ) Γίλεηαη f ( ) 0x
///
θαη f
///
ζπλερήο , άξα ε ζπλάξηεζε f
///
δηαηεξεί ζηαζεξό
πξόζεκν, νπόηε ε ζπλάξηεζε f
//
είλαη ή γλεζίσο αύμνπζα ή γλεζίσο θζίλνπζα. ( 1 )
Η ζπλάξηεζε f
/
είλαη άξηηα ,νπόηε ε ζπλάξηεζεf
//
είλαη πεξηηηή , άξα (0) 0f
//
.
Καη ιόγσ ηεο ( 1 ), ε 0x είλαη κνλαδηθή ξίδα ηεο εμίζσζεο ( ) 0f x
//
θαη ε ζπλάξηεζε
f
//
αιιάδεη πξόζεκν εθαηέξσζελ ηνπ 0(κεδέλ) , νπόηε ε ζπλάξηεζε f παξνπζηάδεη
γηα 0x ζεκείν θακπήο ην (0,0) ,ην νπνίν είλαη θαη κνλαδηθό.
(δ3) Η ζπλάξηεζε f
/
ηθαλνπνηεί ηηο πξνϋπνζέζεηο ηνπ Θ.Μ.Τ ζην[0,1] άξα ππάξρεη έλα
ώζηε ( )f f ( ) f ( ) 3
// / /
, όκσο ε ζπλάξηεζε f
//
είλαη γλεζίσο
κνλόηνλε , θαη ( )0 f ( ) f 3
// //
, άξα ε ζπλάξηεζε f
//
είλαη γλεζίσο
αύμνπζα ζην .
Όηαλ 0x ηόηε f ( ) 0x
//
, νπόηε ε ζπλάξηεζε f
/
είλαη γλεζίσο αύμνπζα ζην
[0, ) ,άξα ε ζπλάξηεζε f είλαη θπξηή ζην [0, ) θαη f ( ) 0x
/
ζην(0, ) ,επνκέλσο ε ζπλάξηεζε f είλαη γλεζίσο αύμνπζα ζην [0, )
Όηαλ 0x ηόηε f ( ) 0x
//
, νπόηε ε ζπλάξηεζε f
/
είλαη γλεζίσο θζίλνπζα ζην
( ,0] ,άξα ε ζπλάξηεζε f είλαη θνίιε ζην ( ,0] θαη f ( ) 0x
/
7.
ζην( ,0) ,επνκέλσοε ζπλάξηεζε f είλαη γλεζίσο αύμνπζα ζην ( ,0]
(δ4) Όηαλ ηόηε f ( ) 0
//
. Η ζπλάξηεζε f
/
ηθαλνπνηεί ηηο πξνϋπνζέζεηο
ηνπ Θ.Μ.Τ ζην[ , ]x , άξα ππάξρεη ( , )x
ώζηε
f ( ) f ( )
f ( )
x
x
/ /
//
άξα f ( ) f ( )
// //
f ( ) ( f ( ) f ( )x x
///
.
Όκσο im ( f ( ) f ( )l [ ]
x
x
//
, νπόηε im f ( )l
x
x
/
Δπνκέλσο θαη im ( )l
x
x
, όπνπ ( ) f ( ) 12x x
/
.
Οπόηε ππάξρεη πνιύ κεγάινο ζεηηθόο αξηζκόο ώζηε ( ) 0 ,όκσο ( ) 0
Η ζπλάξηεζε ηθαλνπνηεί ηηο πξνϋπνζέζεηο ηνπ ζεσξήκαηνο Bolzano ζην
άξα ππάξρεη έλα ηνπιάρηζην
0
(x ώζηε
0
) 0(x θαη
0
x κνλαδηθό ζην[
γηαηί ε ζπλάξηεζεείλαη γλεζίσο αύμνπζα ζην [ νπόηε
0
) 12f (x
/
όκσο ε ζπλάξηεζε f
/
είλαη άξηηα άξα
0
) 12f ( x
/
θαη
0
x κνλαδηθό ζην ( ,0] .
Τειηθά ε εμίζσζε ) 12f (x
/
έρεη αθξηβώο δύν ξίδεο ζην
(δ5) Δίλαη
(4) (5)
( ) ( )f fx x ,άξα
(4)
( ) ef C
x
x , όκσο ε ζπλάξηεζε
(4)
f είλαη πεξηηηή
Οπόηε
(4)
(0) 0f ,άξα C 0 ζπλεπώο
(4)
( ) 0f x , άξα
(3)
( ) Cf x
άξα ( ) C C1f x x
//
θαη (0) 0f
//
,άξα C1 0 ,νπόηε
2
C
( ) C2f
2
x
x
/
όκσο (0) 0f
/
,άξα C2 0 θαη (1) 3f
/
άξα
2 3
( ) ( ) C3f 3 fx x x x
/
(0) 0f ,άξα C3 = 0,ηειηθά
3
( )f x x
Δίλαη
3
y x κε 0x , ηόηε 3 yx , όηαλ 0x
3 3 yy ( )x x
3 yx .Τειηθά
3
1
3
, 0
f ( )
, 0
x
x
x
x
x
8.
14
12
10
8
6
4
2
-2
-10 -5 510 15 20
χ=-2
-2 γβ
Γ(γ,ρ)(β,ρ)Β
Σρόιηα
ΘΔΜΑ Β .Άιιε δηαηύπσζε
Γίλεηαη ε ζπλάξηεζε f κε
1
4tln tdtf ( )
x
x , (0, )x
(β1) Να απνδείμεηε όηη :
22 1
f ( ) 2 ln ln e
x
x x x
ελδεηθηηθή απάληεζε
(β1)
2 2 22
1 1 1
1 1
2(t ) ln tdt 2tdtf ( ) 2t ln t 2t ln t t[ ] [ ] [ ]
x x
x x x
x /
, άξα
2 2
f ( ) 2 ln 1x x x x . άξα
22 1
f ( ) 2 ln ln e
x
x x x
ΘΔΜΑ Γ .ζπκπιεξσκαηηθό εξώηεκα.
Η επζεία 2x είλαη άμνλαο ζπκκεηξίαο ηεο γξαθηθήο παξάζηαζεο fC
ηεο ζπλάξηεζεο f
ελδεηθηηθή απάληεζε
Η επζεία 2x είλαη άμνλαο ζπκκεηξίαο ηεο γξαθηθήο παξάζηαζεο fC
ηεο ζπλάξηεζεο f ( Μνλάδεο 3 )
Τα ζεκεία (
θαη (
είλαη ζπκκεηξηθά σο
πξνο ηελ επζεία 2x , όηαλ 2
2
4 θαη f( ) f( )
f( ) f( ) . Από ηε ζρέζε ( 1 )
3 3
( (f ) f ( ) f ) f ( )+ = +
Μεηά από πξάμεηο θαηαιήγνπκε f( ) f( )
Οπόηε ε επζεία 2x είλαη άμνλαο ζπκκεηξίαο ηεο
γξαθηθήο παξάζηαζεο fC ηεο ζπλάξηεζεο f
ΘΔΜΑ Γ .εξώηεκα ( γ3 )
(γ3) Η ζπλάξηεζε f είλαη γλεζίσο θζίλνπζα ζην 1 ( , 2] θαη γλεζίσο
αύμνπζα ζην 2 [ 2, )
2νο
ηξόπνο
Έζησ 21 1, ( , 2]x x κε 21x x , ηόηε 21) )( (g x g x , νπόηε
2 2 2 2
3 3 3 3
1 1 1 1) ) ) ) ) ) ) )f ( f( f ( f( f ( f( f ( f( 0x x x x x x x x , νπόηε
2 2
2 2
1 1 1 2[ ) ) ) ) ) ) ]f( f( ][f ( f( f( f ( 1 0x x x x x x
Η παξαγνληνπνίεζε είηε κε δηαθνξά θύβσλ είηε κε ζρήκα Horner