Εκπαιδευτικό Σεμινάριο από τα Φροντιστήρια «Εν τάξη» – Επιμέλεια: Μάκης Χατζόπουλος
Σελίδα 1 από 18
Άσκηση 1η
Να υπολογίσετε το όριο:
( )
x
x 0
lim 1 e ln x
−
→
− .
2η παραλλαγή της άσκησης
Να υπολογίσετε το όριο:
( )
x
x
x 0
e 1 ln x
lim
e
→
−
3η παραλλαγή της άσκησης
Να υπολογίσετε το όριο:
( )
x
x
x 0
e 1 ln x
lim
e
→
−
Σε ξέρω από κάπου; Έχουμε ξανασυναντηθεί;
Είναι η άσκηση Β6 στην παράγραφο 2.9. Το βιβλίο μας κατευθύνει με ποιον τρόπο να
το αντιμετωπίζουμε. Όταν όμως θα τεθεί στις εξετάσεις δεν θα δίνεται καμία
βοήθεια!
Εκπαιδευτικό Σεμινάριο από τα Φροντιστήρια «Εν τάξη» – Επιμέλεια: Μάκης Χατζόπουλος
Σελίδα 2 από 18
Λύση
Η πρώτη και η δεύτερη παραλλαγή, είναι τα ίδια όρια όπως θα δούμε παρακάτω.
Υπενθυμίζουμε πώς λύνονται:
( ) ( )
( )
( )
x x x
x
x x
x 0 x 0 x 0 x 0
e 1 ln x e 1 1 e
lim lim ln x lim 1 e ln x lim ln x 1 0 0
e e
x
x
−
−
→ → → →
   
− − −
   
=  = − =  =  =
   
   
■
Με ανάλογο τρόπο προκύπτει και η τρίτη παραλλαγή.
Και πώς μπορεί να τεθεί στις Πανελλαδικές εξετάσεις με το «ζόρι»;
Αρκεί να έχουμε μια συνάρτηση f που το όριο της να τείνει στο μηδέν! Τότε αντί για
x στο παραπάνω όριο μπορούμε να το αντικαταστήσουμε με τη συνάρτηση f.
Για παράδειγμα
Α) Θεματοδότης: Δίνεται η συνάρτηση ( ) ( )
2
f x 1 x συν 2x
= + − ….
Εμείς: Να υπολογίσετε το όριο:
( )
( ) ( )
( )
f x
f x
x 0
e 1 ln f x
lim
e
→
−
Λύση
Θέτουμε ( )
f x u
= άρα ( ) ( )
( )
x 0 x 0
2
0
f x 1 x συν 2x 0 u
lim lim
→ →
= + − = = οπότε
καταλήγουμε στο όριο:
( )
( ) ( )
( )
( )
f x u
u
f x
x 0 u 0
e 1 ln f x e 1 ln u
lim lim 0
e
e
→ →
− −
= = ■
Εκπαιδευτικό Σεμινάριο από τα Φροντιστήρια «Εν τάξη» – Επιμέλεια: Μάκης Χατζόπουλος
Σελίδα 3 από 18
Στην περίπτωσή μας η συνάρτηση ( )
f x 0
 για κάθε xR άρα έχει νόημα να
βρούμε το όριο του ( )
lnf x όταν το x τείνει στο μηδέν. Τι γίνεται αν δεν ξέρουμε το
πρόσημο της συνάρτηση f στην περιοχή του μηδέν; Τότε εφαρμόζουμε την τρίτη
παραλλαγή του ορίου. Δείτε το επόμενο παράδειγμα:
Β) Θεματοδότης: Δίνεται η συνάρτηση ( ) ( )
f x ημ πx
= …
Εμείς: Να υπολογίσετε το όριο:
( )
( ) ( )
( )
f x
f x
x 1
e 1 ln f x
lim
e
→
−
Λύση
Θέτουμε: ( )
f x u
= και ( ) ( )
x 1 x 1
f x ημ πx 0
lim lim
→ →
= = οπότε καταλήγουμε στο όριο:
( )
( ) ( )
( )
( )
f x u
u
f x
x 1 u 0
e 1 ln f x e 1 ln u
lim lim 0
e
e
→ →
− −
= = ■
Άσκηση 2η
Αν για μία συνάρτηση f που είναι ορισμένη σε όλο το R ισχύει:
( ) ( ) ( )
2
f x f y x y
−  − για όλα τα x,yR.
Να αποδείξετε ότι η f είναι σταθερή.
2η παραλλαγή (Γενίκευση)
Αν για μία συνάρτηση f που είναι ορισμένη σε όλο το R ισχύει:
( ) ( ) ( )
2v
f x f y M x y
−  − για M 0
 και v 
n για όλα τα x,yR
να αποδείξετε ότι η f είναι σταθερή.
3η παραλλαγή
Αν για μία συνάρτηση f που είναι ορισμένη σε όλο το R ισχύει:
( ) ( ) ( )
2
f x f y x y
−  − για όλα τα x,yR.
Να αποδείξετε ότι η f είναι σταθερή.
Σε ξέρω από κάπου; Έχουμε ξανασυναντηθεί;
Είναι η άσκηση Β1 στην παράγραφο 2.6.
Εκπαιδευτικό Σεμινάριο από τα Φροντιστήρια «Εν τάξη» – Επιμέλεια: Μάκης Χατζόπουλος
Σελίδα 4 από 18
Λύση
1η παραλλαγή: Βοηθάει να θέσουμε στην θέση του y το 0
x . Αφού η σχέση ισχύει
για κάθε 0
x,x Rθα ισχύει και για 0
x x
 οπότε η δεδομένη σχέση γίνεται:
( ) ( )
0
0 0
0
f x f x
x x x x
x x
−
− −   −
−
.
Από Κριτήριο παρεμβολής βρίσκουμε: ( )
0
f x 0
 = για κάθε 0
x R ■
2η παραλλαγή: Με ανάλογο τρόπο ■
3η παραλλαγή: Βάζουμε όπου x το y και όπου y το x, άρα προκύπτει η σχέση:
( ) ( ) ( )
2
f y f x y x
−  −
δηλαδή
( ) ( ) ( )
2
x y f x f y
− −  −
άρα
( ) ( ) ( ) ( )
2 2
x y f x f y x y
− −  −  −
Επομένως, ( ) ( ) ( )
2
f x f y x y
−  − για όλα τα x, yR άρα καταλήγουμε στην
πρώτη παραλλαγή της άσκησης ■
Και πώς μπορεί να τεθεί στις Πανελλαδικές εξετάσεις με το «ζόρι»;
Αρκεί να έχουμε μια συνάρτηση g που ικανοποιεί την παραπάνω συνάρτηση f, τότε η
συνάρτηση g είναι σταθερή και από εκεί βρίσκουμε τον τύπο της συνάρτησης.
Για παράδειγμα
Θεματοδότης: (θέλει να καταλήξουμε σε μια συνάρτηση πχ. ( ) x
f x e 2020
= + )
Εκπαιδευτικό Σεμινάριο από τα Φροντιστήρια «Εν τάξη» – Επιμέλεια: Μάκης Χατζόπουλος
Σελίδα 5 από 18
Εμείς: Αν ισχύει ( ) ( ) ( )
2
x y
f x f y e e x y
− − +  − για όλα τα x,yR και
( )
f 0 2021
= , να βρείτε τον τύπο της f.
Λύση
Η δεδομένη σχέση γίνεται:
( ) ( ) ( ) ( )
( ) ( )
( ) ( )
2
y
x
2
x y
f e
x f y e e x f
f x x
e y
y
y
− − +  −  
− −
− −
Θεωρούμε τη συνάρτηση ( ) ( ) x
g x f x e
= − και η παραπάνω σχέση γίνεται:
( ) ( ) ( )
2
g x g y x y
−  − για όλα τα x, yR
άρα αν εκτελέσουμε την ίδια διαδικασία με την προηγούμενη άσκηση αποδεικνύουμε
ότι η συνάρτηση g είναι σταθερή, οπότε:
( ) ( ) x
g x c f x e c,x
=  − = R
όμως ( )
f 0 2021 c 2020
=  = άρα ( ) x
f x e 2020
= + ■
Άσκηση 3η
Στο παρακάτω σχήμα η καμπύλη C είναι η γραφική παράσταση μιας συνάρτησης f
που είναι συνεχής στο  
α,β και το ( )
0 0 0
M x ,y είναι ένα σημείο του επιπέδου.
y
Μ(x,f(x))
Α(α,f(α))
B(β,f(β))
O β
α
x
Μ0(x0,y0)
Να αποδείξετε ότι υπάρχει ένα, τουλάχιστον, σημείο της f
C που απέχει από το 0
M
λιγότερο από ότι απέχουν τα υπόλοιπα σημεία της και ένα, τουλάχιστον, σημείο της
f
C που απέχει από το 0
M περισσότερο από ότι απέχουν τα υπόλοιπα σημεία της.
Σε ξέρω από κάπου; Έχουμε ξανασυναντηθεί;
Εκπαιδευτικό Σεμινάριο από τα Φροντιστήρια «Εν τάξη» – Επιμέλεια: Μάκης Χατζόπουλος
Σελίδα 6 από 18
Είναι η άσκηση Β9 στην παράγραφο 1.8 που προφανώς δίνει πολλά στοιχεία και πάλι
κατευθύνει τον αναγνώστη στην πιο ομαλή αντιμετώπιση της άσκησης.
Λύση
O τύπος της απόστασης ( )
0
M M δίνεται από τη συνάρτηση:
( ) ( ) ( )
( )
2
2
0 0
d x x x f x y
= − + − με  
x α,β
 .
Η συνάρτηση d είναι συνεχής στο [α, β] ως ρίζα αθροίσματος συνεχών συναρτήσεων.
Επομένως, σύμφωνα με το θεώρημα μέγιστης και ελάχιστης τιμής, θα υπάρχει κάποιο
 
1
x α,β
 για το οποίο η d θα πάρει τη μέγιστη τιμή της και κάποιο  
2
x α,β
 για το
οποίο η d θα πάρει την ελάχιστη τιμή της ■
Και πώς μπορεί να τεθεί στις Πανελλαδικές εξετάσεις με το «ζόρι»;
Αρκεί να έχουμε:
• μια συνεχής συνάρτηση f,
• ορισμένη σε ένα κλειστό διάστημα  
α,β A

• και ένα σταθερό σημείο ( )
0 0 0
M x ,y του επιπέδου εκτός της f
C
Εκπαιδευτικό Σεμινάριο από τα Φροντιστήρια «Εν τάξη» – Επιμέλεια: Μάκης Χατζόπουλος
Σελίδα 7 από 18
τότε αποδεικνύεται ότι υπάρχει ένα, τουλάχιστον, σημείο της f
C που απέχει από το
0
M λιγότερο από ότι απέχουν τα υπόλοιπα σημεία της και ένα, τουλάχιστον, σημείο
της f
C που απέχει από το 0
M περισσότερο από ότι απέχουν τα υπόλοιπα σημεία της.
Για παράδειγμα
Θεματοδότης: Δίνεται η συνάρτηση ( ) 2 2
f x 1 x x
= − − ….
Εμείς: Έστω ένα σημείο του επιπέδου ( )
0 0 f
M x , y C
 . Να αποδείξετε ότι υπάρχει
ένα, τουλάχιστον, σημείο της f
C που απέχει από το 0
M λιγότερο από ότι απέχουν τα
υπόλοιπα σημεία της και ένα, τουλάχιστον, σημείο της f
C που απέχει από το 0
M
περισσότερο από ότι απέχουν τα υπόλοιπα σημεία της.
Λύση
Αρχικά το πεδίο ορισμού της συνάρτηση f είναι  
1,1
− . Η συνάρτηση της απόστασης
( )
0
M M είναι:
( ) ( ) ( )
( )
2
2
0 0
d x x x f x y
= − + − με  
x 1,1
 −
και εφαρμόζουμε το Θεώρημα Μέγιστης και Ελάχιστης Τιμής για τη συνεχή συνάρτηση
d.
Σημείωση: Αν ο θεματοδότης έχει δώσει συνάρτηση f που το πεδίο ορισμού της είναι
ανοικτό διάστημα
πχ. ( ) 2
f x x 1 x,
= + − R,
τότε εμείς θα μπορούμε να ζητήσουμε την ελάχιστη ή/και μέγιστη απόσταση ( )
0
MM σε
ένα κλειστό διάστημα  
α,β της f.
Άσκηση 4η
Στο παρακάτω σχήμα έχουμε τις γραφικές παραστάσεις δύο παραγωγίσιμων
συναρτήσεων f,g σ’ ένα διάστημα  
α,β . Το σημείο ( )
ξ α,β
 είναι το σημείο
Εκπαιδευτικό Σεμινάριο από τα Φροντιστήρια «Εν τάξη» – Επιμέλεια: Μάκης Χατζόπουλος
Σελίδα 8 από 18
στο οποίο η κατακόρυφη απόσταση (ΑΒ) μεταξύ των f
C και g
C παίρνει τη
μεγαλύτερη τιμή.
y
O
Cf
Cg
g(ξ)
f(ξ)
Α
Β
β
α ξ x
Να αποδείξετε ότι οι εφαπτόμενες των f
C και g
C στα σημεία ( )
( )
A ξ,f ξ και
( )
( )
B ξ,g ξ είναι παράλληλες.
Η άσκηση θα μπορούσε να τεθεί χωρίς το δεδομένο:
( ) ( )
f α g α
= και ( ) ( )
f β g β
=
που δίνει λανθασμένες εντυπώσεις για τον τρόπο επίλυσης (πχ. Θ. Rolle για τη
συνάρτηση ( ) ( ) ( )
h x f x g x
= − ).
2η Παραλλαγή:
Τέλος, δεν είναι υποχρεωτικό να δίνονται και οι δύο συναρτήσεις f , g. Θα μπορούσε
η μία συνάρτηση, για παράδειγμα η g, να είναι ο άξονας x x
 , επομένως η άσκηση
δίνεται με την εξής παραλλαγή.
Εκπαιδευτικό Σεμινάριο από τα Φροντιστήρια «Εν τάξη» – Επιμέλεια: Μάκης Χατζόπουλος
Σελίδα 9 από 18
3η παραλλαγή (ειδική περίπτωση): Δίνεται παραγωγίσιμη συνάρτηση f στο κλειστό
διάστημα  
α,β . Αν η κατακόρυφη απόσταση της γραφικής παράσταση της f από
τον άξονα x γίνεται μέγιστη (ή ελάχιστη) σε ένα σημείο ( )
ξ α,β
 , να αποδείξετε ότι
εφαπτόμενη της, στο σημείο αυτό, είναι οριζόντια.
Σε ξέρω από κάπου; Έχουμε ξανασυναντηθεί;
Η πρώτη και δεύτερη παραλλαγή είναι η άσκηση Β5 από την παράγραφο 2.7. Η
τρίτη παραλλαγή είναι η ερώτηση 8 από τις Κατανόησης του σχολικού βιβλίου
σελίδα 177 όπως βλέπετε παρακάτω:
Λύση
Η κατακόρυφη απόσταση (ΑΒ) μεταξύ των f
C και g
C δίνεται από τη συνάρτηση
( ) ( ) ( )
h x f x g x
= − για κάθε  
x α,β
 .
Εκπαιδευτικό Σεμινάριο από τα Φροντιστήρια «Εν τάξη» – Επιμέλεια: Μάκης Χατζόπουλος
Σελίδα 10 από 18
Η h παρουσιάζει μέγιστο στο εσωτερικό σημείο 0
x ξ
= και είναι παραγωγίσιμη σε αυτό,
άρα από το Θεώρημα Fermat έχουμε:
( ) ( ) ( )
h ξ 0 f ξ g ξ
  
=  =
άρα οι εφαπτόμενες των f
C και g
C στα σημεία ( )
( )
A ξ,f ξ και ( )
( )
B ξ,g ξ είναι
παράλληλες■
2η παραλλαγή: Όμοια.
3η παραλλαγή: Η κατακόρυφη απόσταση του τυχαίου σημείου ( )
( )
M x,f x της f
C
από τον άξονα των x δίνεται από τη συνάρτηση:
( ) ( ) ( )
g x f x f x
= = για κάθε xR
διότι η f
C είναι πάνω από τον άξονα των x άρα ( )
f x 0
 για κάθε xR .
Η συνάρτηση f είναι παραγωγίσιμη στο R και στο σημείο Α είναι μέγιστο (όμοια
ελάχιστο) της f, άρα ικανοποιείται το θεώρημα Fermat, οπότε:
( )
0
f x 0
 =
δηλαδή η συνάρτηση f έχει οριζόντια εφαπτομένη στο σημείο ( )
( )
0 0
A x ,f x ■
Και πώς μπορεί να τεθεί στις Πανελλαδικές εξετάσεις με το «ζόρι»;
Αρκεί να δοθούν
• δύο παραγωγίσιμες συναρτήσεις f,g στο  
α,β
• να γνωρίζουμε τη σχετική τους θέση πχ. ( ) ( )
f x g x
 για κάθε  
x α,β

• και ένα εσωτερικό σημείο του πεδίου ορισμού τους όπου η κατακόρυφη
απόσταση (ΑΒ) των f
C και g
C να είναι μέγιστη ή ελάχιστη,
τότε θα έχουμε το ζητούμενο, δηλαδή οι εφαπτόμενες των f
C και g
C στα σημεία
( )
( )
A ξ,f ξ και ( )
( )
B ξ,g ξ είναι παράλληλες.
Για παράδειγμα
Θεματοδότης: Δίνονται οι συναρτήσεις
Εκπαιδευτικό Σεμινάριο από τα Φροντιστήρια «Εν τάξη» – Επιμέλεια: Μάκης Χατζόπουλος
Σελίδα 11 από 18
( ) 2
f x x 1 x
= + − και ( )
x ln x ,x 0
g x
0 ,x 0


= 
=

………..
Εμείς:
α) Να αποδείξετε ότι η f
C βρίσκεται πάνω από τη g
C στο διάστημα  
0,1 .
β) Να αποδείξετε ότι η εξίσωση ( ) ( )
f x g x
= έχει ακριβώς μια ρίζα ( )
0
x 1,e
 .
γ) Αν 0
x η ρίζα του ερωτήματος β, να αποδείξετε ότι:
i) υπάρχει σημείο ( )
0
ξ 0,x
 στο οποίο η κατακόρυφη απόσταση (ΑΒ) μεταξύ των
f
C και g
C παίρνει τη μεγαλύτερη τιμή.
ii) στο σημείο ( )
0
ξ 0,x
 , του προηγούμενου ερωτήματος, οι εφαπτόμενες των f
C
και g
C στα σημεία ( )
( )
A 0,f 0 και ( )
( )
0 0
B x ,g x είναι παράλληλες.
Λύση
Για εκπαιδευτικούς λόγους δίνεται το σχήμα για να έχουμε μια καλύτερη εικόνα της
άσκησης.
α) Έχουμε,
( ) ( )
0 x 1 g x 0 f x
    
Εκπαιδευτικό Σεμινάριο από τα Φροντιστήρια «Εν τάξη» – Επιμέλεια: Μάκης Χατζόπουλος
Σελίδα 12 από 18
διότι ln x 0
 για κάθε ( )
x 0,1
 και 2
x 1 x 0
+ −  για κάθε xR (η απόδειξη
επαφίεται για τον αναγνώστη), άρα στο διάστημα  
0,1 η f
C βρίσκεται υψηλότερα
από τη g
C .
β) Λόγω του προηγούμενου ερωτήματος θα αναζητούμε τις λύσεις της εξίσωσης
( ) ( )
f x g x
=
στο διάστημα ( )
1,+ .
Θέτουμε τη συνάρτηση: ( ) ( ) ( )
h x f x g x , x 1
= −  . Έχουμε,
( )
2
2
x x 1
h x ln x 1
x 1
− +
 = − −
+
Για κάθε ( )
x 1,
 + ισχύει ( )
h x 0
  , οπότε η h είναι γνησίως φθίνουσα στο
διάστημα  )
1,+ .
Επίσης, η h συνεχής στο  
1,e και
( ) ( )
h 1 h e 0

άρα η εξίσωση ( ) ( ) ( )
h x 0 f x g x
=  = έχει μια τουλάχιστον ρίζα στο ( )
1,e .
Όμως η h είναι γνησίως φθίνουσα, άρα η ρίζα είναι μοναδική.
γ) i. Η συνάρτηση ( ) ( )
f x g x
− είναι συνεχής στο κλειστό διάστημα  
0
0,x , άρα από
Θ.Μ.Ε.Τ παρουσιάζει μια μέγιστη (προφανώς και μια ελάχιστη) τιμή. Αποδεικνύεται
ότι η μέγιστη τιμή δεν είναι στα άκρα του διαστήματος, οπότε υπάρχει ( )
0
ξ 0,x
 στο
οποίο η κατακόρυφη απόσταση μεταξύ των f
C και g
C παίρνει τη μεγαλύτερη τιμή.
ii) Εφαρμόζουμε το Θεώρημα Fermat για τη συνάρτηση ( ) ( )
f x g x
− με μέγιστο στο
εσωτερικό σημείο ( )
0
ξ 0,x
 ■
Άσκηση 5η
Εκπαιδευτικό Σεμινάριο από τα Φροντιστήρια «Εν τάξη» – Επιμέλεια: Μάκης Χατζόπουλος
Σελίδα 13 από 18
Ένα κινητό Μ ξεκινά από την αρχή των αξόνων και κινείται κατά μήκος της
καμπύλης 2
1
y x ,x 0
4
=  . Σε ποιο σημείο της καμπύλης ο ρυθμός μεταβολής της
τετμημένης x του Μ είναι ίσος με το ρυθμό μεταβολής της τεταγμένης του y, αν
υποτεθεί ότι ( )
x t 0
  για κάθε t 0
 ;
2η παραλλαγή: Ένα κινητό Μ ξεκινά από την αρχή των αξόνων και κινείται κατά
μήκος της γραφικής παράστασης της συνάρτησης ( ) 2
1
f x x ,x 0
4
=  . Σε ποιο σημείο
της f
C ο ρυθμός μεταβολής της τετμημένης x του Μ είναι ίσος με το ρυθμό
μεταβολής της τεταγμένης του y, αν υποτεθεί ότι ( )
x t 0
  για κάθε t 0
 ;
Σε ξέρω από κάπου; Έχουμε ξανασυναντηθεί;
Είναι ακριβώς η άσκηση A5 στην παράγραφο 2.4. Παρόμοια άσκηση είναι και η Β6
και Β8 στην ίδια παράγραφο.
Εκπαιδευτικό Σεμινάριο από τα Φροντιστήρια «Εν τάξη» – Επιμέλεια: Μάκης Χατζόπουλος
Σελίδα 14 από 18
Λύση
Έστω ( ) ( )
2
1
M x t , x t
4
 
 
 
σημείο της καμπύλης 2
1
y x
4
= τη χρονική στιγμή t με t 0
 ,
τότε:
( ) ( ) ( )
( )
( )
x t 0
1
x t x t x t x t 2
2
 
 
=  =
οπότε
( ) 2
1
y t 2 1
4
=  = .
Έτσι το σημείο είναι το ( )
M 2,1 ■
Και πώς μπορεί να τεθεί στις Πανελλαδικές εξετάσεις με το «ζόρι»;
Αρκεί να έχουμε
- μια εξίσωση καμπύλης
- και για μια χρονική στιγμή έχουμε μια σχέση μεταξύ πχ. των ( )
x t
 και ( )
x t
τότε μπορούμε να βρούμε σε ποιο σημείο της καμπύλης πραγματοποιείται.
Για παράδειγμα
Θεματοδότης: Η συνάρτηση ( ) 2
f x x 1, x 0
= +  …
Εμείς: Ένα κινητό Μ ξεκινά από την αρχή των αξόνων και κινείται κατά μήκος της
γραφικής παράστασης της συνάρτησης f . Σε ποιο σημείο της ο ρυθμός μεταβολής
της τετμημένης x του Μ είναι ίσος με το διπλάσιο της μεταβολής της τεταγμένης του
y, αν ( )
x t 0
  για κάθε t 0
 ;
Εκπαιδευτικό Σεμινάριο από τα Φροντιστήρια «Εν τάξη» – Επιμέλεια: Μάκης Χατζόπουλος
Σελίδα 15 από 18
Σημείωση: Στις ασκήσεις του ρυθμού μεταβολής βολεύει να αντιμετωπίζουμε τις
συναρτήσεις στη μορφή:
2
y x 1, x 0
= + 
για ευκολία στην παραγώγιση.
Λύση
Έστω ( ) ( )
( )
2
M x t , x t 1
+ σημείο της καμπύλης 2
y x 1
= + τη χρονική στιγμή t με
t 0
 τότε:
( )
( ) ( )
( )
( ) ( ) ( ) ( ) ( )
( )
( ) ( )
( )
( ) ( )
( ) ( )
( )
x t 2y t x t 0
2 2 2
2
2 2
x t x t x t x t x t x t
1
y t
2 2
x t 1 x t 1 x t 1
x t 1 2x t
x t 1 4x t
3
x t
3
  
= 
  
 =  =  =
+ + +
 + =
 + =
 =
οπότε
( )
1 2 2 3
y t 1
3 3
3
= + = = .
Έτσι το σημείο είναι το
3 2 3
M ,
3 3
 
 
 
 
■
Άσκηση 6η
Αν ( )
2
x 1
f x αx β
x 1
+
= − +
+
, να βρείτε τις τιμές των α,βR για τις οποίες η γραφική
παράσταση της συνάρτησης f έχει οριζόντια ασύμπτωτη στο + .
Εκπαιδευτικό Σεμινάριο από τα Φροντιστήρια «Εν τάξη» – Επιμέλεια: Μάκης Χατζόπουλος
Σελίδα 16 από 18
2η παραλλαγή: Αν ( )
2
x 1
f x αx β
x 1
+
= − +
+
, να βρείτε τις τιμές των α,βR αν
( )
x
f x 0
lim
→+
= .
3η παραλλαγή: Αν ( )
2
x 1
f x αx β
x 1
+
= − +
+
, να βρείτε τις τιμές των α,βR αν
( )
x
f x 2021
lim
→+
= .
Σε ξέρω από κάπου; Έχουμε ξανασυναντηθεί;
Είναι η άσκηση Β3 στην παράγραφο 1.7 (με διαφορετική διατύπωση).
Λύση
Γνωρίζουμε ότι,
( ) ( )
x x
2
x 1
f x 0 αx β 0
x 1
lim lim
→+ →+
 
+
=  − − =
 
+
 
Αν θεωρήσουμε τη συνάρτηση ( )
2
x 1
g x , x 1
x 1
+
=  −
+
, τότε από την προηγούμενη σχέση
έχουμε ότι η ευθεία y αx β
= − είναι ασύμπτωτη της g
C στο + . Επομένως, αρκεί να
βρούμε την πλάγια ασύμπτωτή της στο + . Είναι
( )
x x
2
2
g x x 1
1 α 1
x x x
lim lim
→+ →+
+
= =  =
+
και
( )
( )
x x x
2
x 1 1 x
g x x x 1 β 1 β 1
x 1 x 1
lim lim lim
→+ →+ →+
 
+ −
− = − = = −  − = −  =
 
+ +
 
■
2η παραλλαγή: Είναι ισοδύναμη με την προηγούμενη άσκηση.
3η παραλλαγή: Το δεδομένο όριο γίνεται:
Εκπαιδευτικό Σεμινάριο από τα Φροντιστήρια «Εν τάξη» – Επιμέλεια: Μάκης Χατζόπουλος
Σελίδα 17 από 18
( )
( )
x x
x
x
2
2
2
x 1
f x 2021 αx β 2021
x 1
x 1
αx β 2021 0
x 1
x 1
αx β 2021 0
x 1
lim lim
lim
lim
→+ →+
→+
→+
 
+
=  − + =
 
+
 
 
+
 − + − =
 
+
 
 
+
 − − + =
 
+
 
άρα η γραφική παράσταση της συνάρτησης ( )
2
x 1
g x
x 1
+
=
+
έχει ασύμπτωτη στο +
την ευθεία y αx β 2021
= − + και ακολουθούμε την ίδια διαδικασία επίλυσης…
Και πώς μπορεί να τεθεί στις Πανελλαδικές εξετάσεις με το «ζόρι»;
Αρκεί να έχουμε:
• μια συνάρτηση f
• τέτοια ώστε ( )
( )
x
f x αx β 0
lim
→+
− + = ή ( )
( )
x
f x αx β
lim
→+
− + = , όπου ένας
πραγματικός αριθμός
τότε θα μπορούμε να υπολογίσουμε τα α και β.
Για παράδειγμα
Θεματοδότης: Δίνεται συνάρτηση ( ) 2
f x x 1
= + …..
Εμείς: Αν ( )
( )
x
f x αx β 4
lim
→+
− + = , τότε να υπολογίσετε τους πραγματικούς αριθμούς α, β.
Λύση
Από τη δεδομένη σχέση έχουμε:
( )
( ) ( )
( ) ( ) ( )
x x x
f x αx β 4 f x αx β 4 0 f x αx β 4 0
lim lim lim
→+ →+ →+
− + =  − + − =  − − + =
 
 
άρα η ευθεία y αx β 4
= − + είναι ασύμπτωτη της f
C στο + , επομένως
( )
x x x
2
2
f x x 1 1
α 1 1 α 1
x x x
lim lim lim
→+ →+ →+
+
= = = + =  =
και
( )
( ) ( )
x x x
2
2
1
β 4 f x x x 1 x 0 β 4
x 1 x
lim lim lim
→+ →+ →+
− + = − = + − = =  =
+ +
■
Εκπαιδευτικό Σεμινάριο από τα Φροντιστήρια «Εν τάξη» – Επιμέλεια: Μάκης Χατζόπουλος
Σελίδα 18 από 18
Προφανώς για να λειτουργήσει η παραπάνω περίπτωση πρέπει η συνάρτηση f που θα
δίνεται να έχει πλάγια ασύμπτωτη στο + , αν δεν έχει τότε πρέπει μέσα στο όριο να
δημιουργήσουμε τους κατάλληλους μετασχηματισμούς έτσι ώστε να διαθέτει πλάγια
ασύμπτωτη. Ας δούμε μια περίπτωση πώς μπορεί να πραγματοποιηθεί.
Για παράδειγμα
Θεματοδότης: Δίνεται η συνάρτηση ( )
f x xln x
= …..
Εμείς: Αν
( )
x 2
f x
αx β 4
x
lim
→+
 
− + =
 
 
, τότε να υπολογίσετε τους πραγματικούς αριθμούς α, β.
Λύση
Από τη δεδομένη σχέση έχουμε:
( )
( )
x x x
2 2
f x xln x ln x
αx β 4 αx β 4 0 αx β 4 0
x x x
lim lim lim
→+ →+ →+
     
− + =  − + − =  − − + =
     
   
 
άρα η ευθεία y αx β 4
= − + είναι ασύμπτωτη της γραφικής παράστασης της
συνάρτησης ( )
ln x
g x
x
= στο + , επομένως:
( )
x x 2
g x ln x
α ... 0
x x
lim lim
→+ →+
= = = =
και
( )
x x
ln x
β 4 g x ... 0 β 4
x
lim lim
→+ →+
− + = = = =  =

H εισήγηση στο Εκπαιδευτικό σεμινάριο που διεξάχθηκε από τα Φροντιστήρια "Εν Τάξη"

  • 1.
    Εκπαιδευτικό Σεμινάριο απότα Φροντιστήρια «Εν τάξη» – Επιμέλεια: Μάκης Χατζόπουλος Σελίδα 1 από 18 Άσκηση 1η Να υπολογίσετε το όριο: ( ) x x 0 lim 1 e ln x − → − . 2η παραλλαγή της άσκησης Να υπολογίσετε το όριο: ( ) x x x 0 e 1 ln x lim e → − 3η παραλλαγή της άσκησης Να υπολογίσετε το όριο: ( ) x x x 0 e 1 ln x lim e → − Σε ξέρω από κάπου; Έχουμε ξανασυναντηθεί; Είναι η άσκηση Β6 στην παράγραφο 2.9. Το βιβλίο μας κατευθύνει με ποιον τρόπο να το αντιμετωπίζουμε. Όταν όμως θα τεθεί στις εξετάσεις δεν θα δίνεται καμία βοήθεια!
  • 2.
    Εκπαιδευτικό Σεμινάριο απότα Φροντιστήρια «Εν τάξη» – Επιμέλεια: Μάκης Χατζόπουλος Σελίδα 2 από 18 Λύση Η πρώτη και η δεύτερη παραλλαγή, είναι τα ίδια όρια όπως θα δούμε παρακάτω. Υπενθυμίζουμε πώς λύνονται: ( ) ( ) ( ) ( ) x x x x x x x 0 x 0 x 0 x 0 e 1 ln x e 1 1 e lim lim ln x lim 1 e ln x lim ln x 1 0 0 e e x x − − → → → →     − − −     =  = − =  =  =         ■ Με ανάλογο τρόπο προκύπτει και η τρίτη παραλλαγή. Και πώς μπορεί να τεθεί στις Πανελλαδικές εξετάσεις με το «ζόρι»; Αρκεί να έχουμε μια συνάρτηση f που το όριο της να τείνει στο μηδέν! Τότε αντί για x στο παραπάνω όριο μπορούμε να το αντικαταστήσουμε με τη συνάρτηση f. Για παράδειγμα Α) Θεματοδότης: Δίνεται η συνάρτηση ( ) ( ) 2 f x 1 x συν 2x = + − …. Εμείς: Να υπολογίσετε το όριο: ( ) ( ) ( ) ( ) f x f x x 0 e 1 ln f x lim e → − Λύση Θέτουμε ( ) f x u = άρα ( ) ( ) ( ) x 0 x 0 2 0 f x 1 x συν 2x 0 u lim lim → → = + − = = οπότε καταλήγουμε στο όριο: ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) f x u u f x x 0 u 0 e 1 ln f x e 1 ln u lim lim 0 e e → → − − = = ■
  • 3.
    Εκπαιδευτικό Σεμινάριο απότα Φροντιστήρια «Εν τάξη» – Επιμέλεια: Μάκης Χατζόπουλος Σελίδα 3 από 18 Στην περίπτωσή μας η συνάρτηση ( ) f x 0  για κάθε xR άρα έχει νόημα να βρούμε το όριο του ( ) lnf x όταν το x τείνει στο μηδέν. Τι γίνεται αν δεν ξέρουμε το πρόσημο της συνάρτηση f στην περιοχή του μηδέν; Τότε εφαρμόζουμε την τρίτη παραλλαγή του ορίου. Δείτε το επόμενο παράδειγμα: Β) Θεματοδότης: Δίνεται η συνάρτηση ( ) ( ) f x ημ πx = … Εμείς: Να υπολογίσετε το όριο: ( ) ( ) ( ) ( ) f x f x x 1 e 1 ln f x lim e → − Λύση Θέτουμε: ( ) f x u = και ( ) ( ) x 1 x 1 f x ημ πx 0 lim lim → → = = οπότε καταλήγουμε στο όριο: ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) f x u u f x x 1 u 0 e 1 ln f x e 1 ln u lim lim 0 e e → → − − = = ■ Άσκηση 2η Αν για μία συνάρτηση f που είναι ορισμένη σε όλο το R ισχύει: ( ) ( ) ( ) 2 f x f y x y −  − για όλα τα x,yR. Να αποδείξετε ότι η f είναι σταθερή. 2η παραλλαγή (Γενίκευση) Αν για μία συνάρτηση f που είναι ορισμένη σε όλο το R ισχύει: ( ) ( ) ( ) 2v f x f y M x y −  − για M 0  και v  n για όλα τα x,yR να αποδείξετε ότι η f είναι σταθερή. 3η παραλλαγή Αν για μία συνάρτηση f που είναι ορισμένη σε όλο το R ισχύει: ( ) ( ) ( ) 2 f x f y x y −  − για όλα τα x,yR. Να αποδείξετε ότι η f είναι σταθερή. Σε ξέρω από κάπου; Έχουμε ξανασυναντηθεί; Είναι η άσκηση Β1 στην παράγραφο 2.6.
  • 4.
    Εκπαιδευτικό Σεμινάριο απότα Φροντιστήρια «Εν τάξη» – Επιμέλεια: Μάκης Χατζόπουλος Σελίδα 4 από 18 Λύση 1η παραλλαγή: Βοηθάει να θέσουμε στην θέση του y το 0 x . Αφού η σχέση ισχύει για κάθε 0 x,x Rθα ισχύει και για 0 x x  οπότε η δεδομένη σχέση γίνεται: ( ) ( ) 0 0 0 0 f x f x x x x x x x − − −   − − . Από Κριτήριο παρεμβολής βρίσκουμε: ( ) 0 f x 0  = για κάθε 0 x R ■ 2η παραλλαγή: Με ανάλογο τρόπο ■ 3η παραλλαγή: Βάζουμε όπου x το y και όπου y το x, άρα προκύπτει η σχέση: ( ) ( ) ( ) 2 f y f x y x −  − δηλαδή ( ) ( ) ( ) 2 x y f x f y − −  − άρα ( ) ( ) ( ) ( ) 2 2 x y f x f y x y − −  −  − Επομένως, ( ) ( ) ( ) 2 f x f y x y −  − για όλα τα x, yR άρα καταλήγουμε στην πρώτη παραλλαγή της άσκησης ■ Και πώς μπορεί να τεθεί στις Πανελλαδικές εξετάσεις με το «ζόρι»; Αρκεί να έχουμε μια συνάρτηση g που ικανοποιεί την παραπάνω συνάρτηση f, τότε η συνάρτηση g είναι σταθερή και από εκεί βρίσκουμε τον τύπο της συνάρτησης. Για παράδειγμα Θεματοδότης: (θέλει να καταλήξουμε σε μια συνάρτηση πχ. ( ) x f x e 2020 = + )
  • 5.
    Εκπαιδευτικό Σεμινάριο απότα Φροντιστήρια «Εν τάξη» – Επιμέλεια: Μάκης Χατζόπουλος Σελίδα 5 από 18 Εμείς: Αν ισχύει ( ) ( ) ( ) 2 x y f x f y e e x y − − +  − για όλα τα x,yR και ( ) f 0 2021 = , να βρείτε τον τύπο της f. Λύση Η δεδομένη σχέση γίνεται: ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 2 y x 2 x y f e x f y e e x f f x x e y y y − − +  −   − − − − Θεωρούμε τη συνάρτηση ( ) ( ) x g x f x e = − και η παραπάνω σχέση γίνεται: ( ) ( ) ( ) 2 g x g y x y −  − για όλα τα x, yR άρα αν εκτελέσουμε την ίδια διαδικασία με την προηγούμενη άσκηση αποδεικνύουμε ότι η συνάρτηση g είναι σταθερή, οπότε: ( ) ( ) x g x c f x e c,x =  − = R όμως ( ) f 0 2021 c 2020 =  = άρα ( ) x f x e 2020 = + ■ Άσκηση 3η Στο παρακάτω σχήμα η καμπύλη C είναι η γραφική παράσταση μιας συνάρτησης f που είναι συνεχής στο   α,β και το ( ) 0 0 0 M x ,y είναι ένα σημείο του επιπέδου. y Μ(x,f(x)) Α(α,f(α)) B(β,f(β)) O β α x Μ0(x0,y0) Να αποδείξετε ότι υπάρχει ένα, τουλάχιστον, σημείο της f C που απέχει από το 0 M λιγότερο από ότι απέχουν τα υπόλοιπα σημεία της και ένα, τουλάχιστον, σημείο της f C που απέχει από το 0 M περισσότερο από ότι απέχουν τα υπόλοιπα σημεία της. Σε ξέρω από κάπου; Έχουμε ξανασυναντηθεί;
  • 6.
    Εκπαιδευτικό Σεμινάριο απότα Φροντιστήρια «Εν τάξη» – Επιμέλεια: Μάκης Χατζόπουλος Σελίδα 6 από 18 Είναι η άσκηση Β9 στην παράγραφο 1.8 που προφανώς δίνει πολλά στοιχεία και πάλι κατευθύνει τον αναγνώστη στην πιο ομαλή αντιμετώπιση της άσκησης. Λύση O τύπος της απόστασης ( ) 0 M M δίνεται από τη συνάρτηση: ( ) ( ) ( ) ( ) 2 2 0 0 d x x x f x y = − + − με   x α,β  . Η συνάρτηση d είναι συνεχής στο [α, β] ως ρίζα αθροίσματος συνεχών συναρτήσεων. Επομένως, σύμφωνα με το θεώρημα μέγιστης και ελάχιστης τιμής, θα υπάρχει κάποιο   1 x α,β  για το οποίο η d θα πάρει τη μέγιστη τιμή της και κάποιο   2 x α,β  για το οποίο η d θα πάρει την ελάχιστη τιμή της ■ Και πώς μπορεί να τεθεί στις Πανελλαδικές εξετάσεις με το «ζόρι»; Αρκεί να έχουμε: • μια συνεχής συνάρτηση f, • ορισμένη σε ένα κλειστό διάστημα   α,β A  • και ένα σταθερό σημείο ( ) 0 0 0 M x ,y του επιπέδου εκτός της f C
  • 7.
    Εκπαιδευτικό Σεμινάριο απότα Φροντιστήρια «Εν τάξη» – Επιμέλεια: Μάκης Χατζόπουλος Σελίδα 7 από 18 τότε αποδεικνύεται ότι υπάρχει ένα, τουλάχιστον, σημείο της f C που απέχει από το 0 M λιγότερο από ότι απέχουν τα υπόλοιπα σημεία της και ένα, τουλάχιστον, σημείο της f C που απέχει από το 0 M περισσότερο από ότι απέχουν τα υπόλοιπα σημεία της. Για παράδειγμα Θεματοδότης: Δίνεται η συνάρτηση ( ) 2 2 f x 1 x x = − − …. Εμείς: Έστω ένα σημείο του επιπέδου ( ) 0 0 f M x , y C  . Να αποδείξετε ότι υπάρχει ένα, τουλάχιστον, σημείο της f C που απέχει από το 0 M λιγότερο από ότι απέχουν τα υπόλοιπα σημεία της και ένα, τουλάχιστον, σημείο της f C που απέχει από το 0 M περισσότερο από ότι απέχουν τα υπόλοιπα σημεία της. Λύση Αρχικά το πεδίο ορισμού της συνάρτηση f είναι   1,1 − . Η συνάρτηση της απόστασης ( ) 0 M M είναι: ( ) ( ) ( ) ( ) 2 2 0 0 d x x x f x y = − + − με   x 1,1  − και εφαρμόζουμε το Θεώρημα Μέγιστης και Ελάχιστης Τιμής για τη συνεχή συνάρτηση d. Σημείωση: Αν ο θεματοδότης έχει δώσει συνάρτηση f που το πεδίο ορισμού της είναι ανοικτό διάστημα πχ. ( ) 2 f x x 1 x, = + − R, τότε εμείς θα μπορούμε να ζητήσουμε την ελάχιστη ή/και μέγιστη απόσταση ( ) 0 MM σε ένα κλειστό διάστημα   α,β της f. Άσκηση 4η Στο παρακάτω σχήμα έχουμε τις γραφικές παραστάσεις δύο παραγωγίσιμων συναρτήσεων f,g σ’ ένα διάστημα   α,β . Το σημείο ( ) ξ α,β  είναι το σημείο
  • 8.
    Εκπαιδευτικό Σεμινάριο απότα Φροντιστήρια «Εν τάξη» – Επιμέλεια: Μάκης Χατζόπουλος Σελίδα 8 από 18 στο οποίο η κατακόρυφη απόσταση (ΑΒ) μεταξύ των f C και g C παίρνει τη μεγαλύτερη τιμή. y O Cf Cg g(ξ) f(ξ) Α Β β α ξ x Να αποδείξετε ότι οι εφαπτόμενες των f C και g C στα σημεία ( ) ( ) A ξ,f ξ και ( ) ( ) B ξ,g ξ είναι παράλληλες. Η άσκηση θα μπορούσε να τεθεί χωρίς το δεδομένο: ( ) ( ) f α g α = και ( ) ( ) f β g β = που δίνει λανθασμένες εντυπώσεις για τον τρόπο επίλυσης (πχ. Θ. Rolle για τη συνάρτηση ( ) ( ) ( ) h x f x g x = − ). 2η Παραλλαγή: Τέλος, δεν είναι υποχρεωτικό να δίνονται και οι δύο συναρτήσεις f , g. Θα μπορούσε η μία συνάρτηση, για παράδειγμα η g, να είναι ο άξονας x x  , επομένως η άσκηση δίνεται με την εξής παραλλαγή.
  • 9.
    Εκπαιδευτικό Σεμινάριο απότα Φροντιστήρια «Εν τάξη» – Επιμέλεια: Μάκης Χατζόπουλος Σελίδα 9 από 18 3η παραλλαγή (ειδική περίπτωση): Δίνεται παραγωγίσιμη συνάρτηση f στο κλειστό διάστημα   α,β . Αν η κατακόρυφη απόσταση της γραφικής παράσταση της f από τον άξονα x γίνεται μέγιστη (ή ελάχιστη) σε ένα σημείο ( ) ξ α,β  , να αποδείξετε ότι εφαπτόμενη της, στο σημείο αυτό, είναι οριζόντια. Σε ξέρω από κάπου; Έχουμε ξανασυναντηθεί; Η πρώτη και δεύτερη παραλλαγή είναι η άσκηση Β5 από την παράγραφο 2.7. Η τρίτη παραλλαγή είναι η ερώτηση 8 από τις Κατανόησης του σχολικού βιβλίου σελίδα 177 όπως βλέπετε παρακάτω: Λύση Η κατακόρυφη απόσταση (ΑΒ) μεταξύ των f C και g C δίνεται από τη συνάρτηση ( ) ( ) ( ) h x f x g x = − για κάθε   x α,β  .
  • 10.
    Εκπαιδευτικό Σεμινάριο απότα Φροντιστήρια «Εν τάξη» – Επιμέλεια: Μάκης Χατζόπουλος Σελίδα 10 από 18 Η h παρουσιάζει μέγιστο στο εσωτερικό σημείο 0 x ξ = και είναι παραγωγίσιμη σε αυτό, άρα από το Θεώρημα Fermat έχουμε: ( ) ( ) ( ) h ξ 0 f ξ g ξ    =  = άρα οι εφαπτόμενες των f C και g C στα σημεία ( ) ( ) A ξ,f ξ και ( ) ( ) B ξ,g ξ είναι παράλληλες■ 2η παραλλαγή: Όμοια. 3η παραλλαγή: Η κατακόρυφη απόσταση του τυχαίου σημείου ( ) ( ) M x,f x της f C από τον άξονα των x δίνεται από τη συνάρτηση: ( ) ( ) ( ) g x f x f x = = για κάθε xR διότι η f C είναι πάνω από τον άξονα των x άρα ( ) f x 0  για κάθε xR . Η συνάρτηση f είναι παραγωγίσιμη στο R και στο σημείο Α είναι μέγιστο (όμοια ελάχιστο) της f, άρα ικανοποιείται το θεώρημα Fermat, οπότε: ( ) 0 f x 0  = δηλαδή η συνάρτηση f έχει οριζόντια εφαπτομένη στο σημείο ( ) ( ) 0 0 A x ,f x ■ Και πώς μπορεί να τεθεί στις Πανελλαδικές εξετάσεις με το «ζόρι»; Αρκεί να δοθούν • δύο παραγωγίσιμες συναρτήσεις f,g στο   α,β • να γνωρίζουμε τη σχετική τους θέση πχ. ( ) ( ) f x g x  για κάθε   x α,β  • και ένα εσωτερικό σημείο του πεδίου ορισμού τους όπου η κατακόρυφη απόσταση (ΑΒ) των f C και g C να είναι μέγιστη ή ελάχιστη, τότε θα έχουμε το ζητούμενο, δηλαδή οι εφαπτόμενες των f C και g C στα σημεία ( ) ( ) A ξ,f ξ και ( ) ( ) B ξ,g ξ είναι παράλληλες. Για παράδειγμα Θεματοδότης: Δίνονται οι συναρτήσεις
  • 11.
    Εκπαιδευτικό Σεμινάριο απότα Φροντιστήρια «Εν τάξη» – Επιμέλεια: Μάκης Χατζόπουλος Σελίδα 11 από 18 ( ) 2 f x x 1 x = + − και ( ) x ln x ,x 0 g x 0 ,x 0   =  =  ……….. Εμείς: α) Να αποδείξετε ότι η f C βρίσκεται πάνω από τη g C στο διάστημα   0,1 . β) Να αποδείξετε ότι η εξίσωση ( ) ( ) f x g x = έχει ακριβώς μια ρίζα ( ) 0 x 1,e  . γ) Αν 0 x η ρίζα του ερωτήματος β, να αποδείξετε ότι: i) υπάρχει σημείο ( ) 0 ξ 0,x  στο οποίο η κατακόρυφη απόσταση (ΑΒ) μεταξύ των f C και g C παίρνει τη μεγαλύτερη τιμή. ii) στο σημείο ( ) 0 ξ 0,x  , του προηγούμενου ερωτήματος, οι εφαπτόμενες των f C και g C στα σημεία ( ) ( ) A 0,f 0 και ( ) ( ) 0 0 B x ,g x είναι παράλληλες. Λύση Για εκπαιδευτικούς λόγους δίνεται το σχήμα για να έχουμε μια καλύτερη εικόνα της άσκησης. α) Έχουμε, ( ) ( ) 0 x 1 g x 0 f x     
  • 12.
    Εκπαιδευτικό Σεμινάριο απότα Φροντιστήρια «Εν τάξη» – Επιμέλεια: Μάκης Χατζόπουλος Σελίδα 12 από 18 διότι ln x 0  για κάθε ( ) x 0,1  και 2 x 1 x 0 + −  για κάθε xR (η απόδειξη επαφίεται για τον αναγνώστη), άρα στο διάστημα   0,1 η f C βρίσκεται υψηλότερα από τη g C . β) Λόγω του προηγούμενου ερωτήματος θα αναζητούμε τις λύσεις της εξίσωσης ( ) ( ) f x g x = στο διάστημα ( ) 1,+ . Θέτουμε τη συνάρτηση: ( ) ( ) ( ) h x f x g x , x 1 = −  . Έχουμε, ( ) 2 2 x x 1 h x ln x 1 x 1 − +  = − − + Για κάθε ( ) x 1,  + ισχύει ( ) h x 0   , οπότε η h είναι γνησίως φθίνουσα στο διάστημα  ) 1,+ . Επίσης, η h συνεχής στο   1,e και ( ) ( ) h 1 h e 0  άρα η εξίσωση ( ) ( ) ( ) h x 0 f x g x =  = έχει μια τουλάχιστον ρίζα στο ( ) 1,e . Όμως η h είναι γνησίως φθίνουσα, άρα η ρίζα είναι μοναδική. γ) i. Η συνάρτηση ( ) ( ) f x g x − είναι συνεχής στο κλειστό διάστημα   0 0,x , άρα από Θ.Μ.Ε.Τ παρουσιάζει μια μέγιστη (προφανώς και μια ελάχιστη) τιμή. Αποδεικνύεται ότι η μέγιστη τιμή δεν είναι στα άκρα του διαστήματος, οπότε υπάρχει ( ) 0 ξ 0,x  στο οποίο η κατακόρυφη απόσταση μεταξύ των f C και g C παίρνει τη μεγαλύτερη τιμή. ii) Εφαρμόζουμε το Θεώρημα Fermat για τη συνάρτηση ( ) ( ) f x g x − με μέγιστο στο εσωτερικό σημείο ( ) 0 ξ 0,x  ■ Άσκηση 5η
  • 13.
    Εκπαιδευτικό Σεμινάριο απότα Φροντιστήρια «Εν τάξη» – Επιμέλεια: Μάκης Χατζόπουλος Σελίδα 13 από 18 Ένα κινητό Μ ξεκινά από την αρχή των αξόνων και κινείται κατά μήκος της καμπύλης 2 1 y x ,x 0 4 =  . Σε ποιο σημείο της καμπύλης ο ρυθμός μεταβολής της τετμημένης x του Μ είναι ίσος με το ρυθμό μεταβολής της τεταγμένης του y, αν υποτεθεί ότι ( ) x t 0   για κάθε t 0  ; 2η παραλλαγή: Ένα κινητό Μ ξεκινά από την αρχή των αξόνων και κινείται κατά μήκος της γραφικής παράστασης της συνάρτησης ( ) 2 1 f x x ,x 0 4 =  . Σε ποιο σημείο της f C ο ρυθμός μεταβολής της τετμημένης x του Μ είναι ίσος με το ρυθμό μεταβολής της τεταγμένης του y, αν υποτεθεί ότι ( ) x t 0   για κάθε t 0  ; Σε ξέρω από κάπου; Έχουμε ξανασυναντηθεί; Είναι ακριβώς η άσκηση A5 στην παράγραφο 2.4. Παρόμοια άσκηση είναι και η Β6 και Β8 στην ίδια παράγραφο.
  • 14.
    Εκπαιδευτικό Σεμινάριο απότα Φροντιστήρια «Εν τάξη» – Επιμέλεια: Μάκης Χατζόπουλος Σελίδα 14 από 18 Λύση Έστω ( ) ( ) 2 1 M x t , x t 4       σημείο της καμπύλης 2 1 y x 4 = τη χρονική στιγμή t με t 0  , τότε: ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) x t 0 1 x t x t x t x t 2 2     =  = οπότε ( ) 2 1 y t 2 1 4 =  = . Έτσι το σημείο είναι το ( ) M 2,1 ■ Και πώς μπορεί να τεθεί στις Πανελλαδικές εξετάσεις με το «ζόρι»; Αρκεί να έχουμε - μια εξίσωση καμπύλης - και για μια χρονική στιγμή έχουμε μια σχέση μεταξύ πχ. των ( ) x t  και ( ) x t τότε μπορούμε να βρούμε σε ποιο σημείο της καμπύλης πραγματοποιείται. Για παράδειγμα Θεματοδότης: Η συνάρτηση ( ) 2 f x x 1, x 0 = +  … Εμείς: Ένα κινητό Μ ξεκινά από την αρχή των αξόνων και κινείται κατά μήκος της γραφικής παράστασης της συνάρτησης f . Σε ποιο σημείο της ο ρυθμός μεταβολής της τετμημένης x του Μ είναι ίσος με το διπλάσιο της μεταβολής της τεταγμένης του y, αν ( ) x t 0   για κάθε t 0  ;
  • 15.
    Εκπαιδευτικό Σεμινάριο απότα Φροντιστήρια «Εν τάξη» – Επιμέλεια: Μάκης Χατζόπουλος Σελίδα 15 από 18 Σημείωση: Στις ασκήσεις του ρυθμού μεταβολής βολεύει να αντιμετωπίζουμε τις συναρτήσεις στη μορφή: 2 y x 1, x 0 = +  για ευκολία στην παραγώγιση. Λύση Έστω ( ) ( ) ( ) 2 M x t , x t 1 + σημείο της καμπύλης 2 y x 1 = + τη χρονική στιγμή t με t 0  τότε: ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) x t 2y t x t 0 2 2 2 2 2 2 x t x t x t x t x t x t 1 y t 2 2 x t 1 x t 1 x t 1 x t 1 2x t x t 1 4x t 3 x t 3    =      =  =  = + + +  + =  + =  = οπότε ( ) 1 2 2 3 y t 1 3 3 3 = + = = . Έτσι το σημείο είναι το 3 2 3 M , 3 3         ■ Άσκηση 6η Αν ( ) 2 x 1 f x αx β x 1 + = − + + , να βρείτε τις τιμές των α,βR για τις οποίες η γραφική παράσταση της συνάρτησης f έχει οριζόντια ασύμπτωτη στο + .
  • 16.
    Εκπαιδευτικό Σεμινάριο απότα Φροντιστήρια «Εν τάξη» – Επιμέλεια: Μάκης Χατζόπουλος Σελίδα 16 από 18 2η παραλλαγή: Αν ( ) 2 x 1 f x αx β x 1 + = − + + , να βρείτε τις τιμές των α,βR αν ( ) x f x 0 lim →+ = . 3η παραλλαγή: Αν ( ) 2 x 1 f x αx β x 1 + = − + + , να βρείτε τις τιμές των α,βR αν ( ) x f x 2021 lim →+ = . Σε ξέρω από κάπου; Έχουμε ξανασυναντηθεί; Είναι η άσκηση Β3 στην παράγραφο 1.7 (με διαφορετική διατύπωση). Λύση Γνωρίζουμε ότι, ( ) ( ) x x 2 x 1 f x 0 αx β 0 x 1 lim lim →+ →+   + =  − − =   +   Αν θεωρήσουμε τη συνάρτηση ( ) 2 x 1 g x , x 1 x 1 + =  − + , τότε από την προηγούμενη σχέση έχουμε ότι η ευθεία y αx β = − είναι ασύμπτωτη της g C στο + . Επομένως, αρκεί να βρούμε την πλάγια ασύμπτωτή της στο + . Είναι ( ) x x 2 2 g x x 1 1 α 1 x x x lim lim →+ →+ + = =  = + και ( ) ( ) x x x 2 x 1 1 x g x x x 1 β 1 β 1 x 1 x 1 lim lim lim →+ →+ →+   + − − = − = = −  − = −  =   + +   ■ 2η παραλλαγή: Είναι ισοδύναμη με την προηγούμενη άσκηση. 3η παραλλαγή: Το δεδομένο όριο γίνεται:
  • 17.
    Εκπαιδευτικό Σεμινάριο απότα Φροντιστήρια «Εν τάξη» – Επιμέλεια: Μάκης Χατζόπουλος Σελίδα 17 από 18 ( ) ( ) x x x x 2 2 2 x 1 f x 2021 αx β 2021 x 1 x 1 αx β 2021 0 x 1 x 1 αx β 2021 0 x 1 lim lim lim lim →+ →+ →+ →+   + =  − + =   +     +  − + − =   +     +  − − + =   +   άρα η γραφική παράσταση της συνάρτησης ( ) 2 x 1 g x x 1 + = + έχει ασύμπτωτη στο + την ευθεία y αx β 2021 = − + και ακολουθούμε την ίδια διαδικασία επίλυσης… Και πώς μπορεί να τεθεί στις Πανελλαδικές εξετάσεις με το «ζόρι»; Αρκεί να έχουμε: • μια συνάρτηση f • τέτοια ώστε ( ) ( ) x f x αx β 0 lim →+ − + = ή ( ) ( ) x f x αx β lim →+ − + = , όπου ένας πραγματικός αριθμός τότε θα μπορούμε να υπολογίσουμε τα α και β. Για παράδειγμα Θεματοδότης: Δίνεται συνάρτηση ( ) 2 f x x 1 = + ….. Εμείς: Αν ( ) ( ) x f x αx β 4 lim →+ − + = , τότε να υπολογίσετε τους πραγματικούς αριθμούς α, β. Λύση Από τη δεδομένη σχέση έχουμε: ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) x x x f x αx β 4 f x αx β 4 0 f x αx β 4 0 lim lim lim →+ →+ →+ − + =  − + − =  − − + =     άρα η ευθεία y αx β 4 = − + είναι ασύμπτωτη της f C στο + , επομένως ( ) x x x 2 2 f x x 1 1 α 1 1 α 1 x x x lim lim lim →+ →+ →+ + = = = + =  = και ( ) ( ) ( ) x x x 2 2 1 β 4 f x x x 1 x 0 β 4 x 1 x lim lim lim →+ →+ →+ − + = − = + − = =  = + + ■
  • 18.
    Εκπαιδευτικό Σεμινάριο απότα Φροντιστήρια «Εν τάξη» – Επιμέλεια: Μάκης Χατζόπουλος Σελίδα 18 από 18 Προφανώς για να λειτουργήσει η παραπάνω περίπτωση πρέπει η συνάρτηση f που θα δίνεται να έχει πλάγια ασύμπτωτη στο + , αν δεν έχει τότε πρέπει μέσα στο όριο να δημιουργήσουμε τους κατάλληλους μετασχηματισμούς έτσι ώστε να διαθέτει πλάγια ασύμπτωτη. Ας δούμε μια περίπτωση πώς μπορεί να πραγματοποιηθεί. Για παράδειγμα Θεματοδότης: Δίνεται η συνάρτηση ( ) f x xln x = ….. Εμείς: Αν ( ) x 2 f x αx β 4 x lim →+   − + =     , τότε να υπολογίσετε τους πραγματικούς αριθμούς α, β. Λύση Από τη δεδομένη σχέση έχουμε: ( ) ( ) x x x 2 2 f x xln x ln x αx β 4 αx β 4 0 αx β 4 0 x x x lim lim lim →+ →+ →+       − + =  − + − =  − − + =             άρα η ευθεία y αx β 4 = − + είναι ασύμπτωτη της γραφικής παράστασης της συνάρτησης ( ) ln x g x x = στο + , επομένως: ( ) x x 2 g x ln x α ... 0 x x lim lim →+ →+ = = = = και ( ) x x ln x β 4 g x ... 0 β 4 x lim lim →+ →+ − + = = = =  =