The wiki page is under active construction, expect bugs.

Differences

This shows you the differences between two versions of the page.

Link to this comparison view

Both sides previous revisionPrevious revision
Next revision
Previous revision
statnice:bakalar:b0b01ma1 [2025/06/01 22:30] – [Vlastnosti spojitých funkcí] zapleka3statnice:bakalar:b0b01ma1 [2025/06/01 23:53] (current) zapleka3
Line 1: Line 1:
-==== Funkce jedné proměnné. Určitý a neurčitý integrál, řady ====+====== Funkce jedné proměnné. Určitý a neurčitý integrál, řady ======
  
 [[https://fel.cvut.cz/cz/education/bk/predmety/46/80/p4680306.html|B0B01MA1]] [[https://moodle.fel.cvut.cz/course/view.php?id=6247|Webové stránky předmětu]] [[https://fel.cvut.cz/cz/education/bk/predmety/46/80/p4680306.html|B0B01MA1]] [[https://moodle.fel.cvut.cz/course/view.php?id=6247|Webové stránky předmětu]]
Line 478: Line 478:
  
 ===== 5. Derivace funkce – její geometrický význam, výpočet derivace pro součet, rozdíl, součin a podíl funkcí, složenou funkci. Souvislost derivace se spojitostí. ===== ===== 5. Derivace funkce – její geometrický význam, výpočet derivace pro součet, rozdíl, součin a podíl funkcí, složenou funkci. Souvislost derivace se spojitostí. =====
-Mějme funkci $f$ definovanou na okolí bodu $a$. Jestliže změníme proměnnou o nějakou hodnotu h, změní se funkční hodnota o $f(a + h) − f(a)$, průměrná změna funkční hodnoty (geometricky směrnice sečny grafu funkce vedené body $[a, f(a)]$ a $[a + h, f(a + h)]$) je pak: 
-$$ \frac{f(a + h) - f(a)}{h} $$ 
-Okamžitou změnu tohoto směru poté dostaneme jako limitu, kde $h \to 0$ (pokud existuje): 
  
-$$ f'(a) = \lim_{h \to 0} \frac{f(a + h) - f(a)}{h} $$+Derivace nám říká, **jak rychle se funkce mění** – odpovídá tedy směrnici tečny ke grafu funkce. Základní představa vychází z průměrné změny, která se pomocí limity přechodu k bodu $a$ mění na okamžitou změnu.
  
-Geometrickým výrazem derivace je směrnice tečny k grafu funkce v bodě $a$.+Mějme funkci **f** definovanou na okolí bodu **a**. Změna proměnné o hodnotu **h** vede ke změně funkční hodnoty o $f(+ h) − f(a)$, což dává průměrnou rychlost změny (směrnici sečny):
  
-Pravidla pro derivování: +$$ 
-  - $f'(x^n) = n \cdot x^{n-1}$ +\frac{f(a + h) - f(a)}{h
-  - $f'(e^x= e^x$ +$$
-  $f'(a^x= a^x \cdot \ln(a)$ +
-  - $f'(ln(x)) = \frac{1}{x}$ +
-  $f'(\sin x) = \cos x$ +
-  - $f'(\cos x) = -\sin x$+
  
-Derivace součtu a rozdílu: +Okamžitou rychlost změny získáme jako limitu, kde $\to 0$, tedy jako **derivaci**:
-$$ (f \pm g)' = f' \pm g' $$+
  
-Derivace součinu: +$$ 
-$$ (\cdot g)' = f' \cdot g + f \cdot g' $$+f'(a) = \lim_{h \to 0} \frac{f(a h) - f(a)}{h} 
 +$$
  
-Derivace podílu: +Geometricky je derivace **směrnice tečny** ke grafu funkce v bodě $a$.
-$$ (\frac{f}{g})' = \frac{f' \cdot g - f \cdot g'}{g^2} $$+
  
-Derivace složené funkce (řetězové pravidlo): +==== Základní pravidla pro derivování ====
-$$ (f \circ g)' f' \cdot g' $$+
  
-Funkce $f$ má derivaci v bodě $a$ $\impliesje funkce $f$ v bodě $aspojitá. Pokud má funkce v bodě $a$ pouze jednostranné limity, pak má funkce v bodě $ajednostrannou derivaci.+  * $f'(x^n) = n \cdot x^{n-1}  
 +  * $f'(e^x) = e^x  
 +  * $f'(a^x) = a^x \cdot \ln(a)  
 +  * $f'(\ln x) = \frac{1}{x}  
 +  * $f'(\sin x) = \cos x  
 +  * $f'(\cos x) = -\sin x 
  
-===== Neurčitý a určitý integrál – vztahy mezi nimi (Newtonova–Leibnizova formule, primitivní funkce jako určitý integrál s proměnnou horní mezí). Linearita, integrace per partes, substituce. Integrace mocnin, exp, sin, cos. ====+==== Derivace kombinací funkcí ====
  
-=== Neurčitý integrál === +**Součet a rozdíl funkcí**: 
-Funkce $F$ se nazývá primitivní funkce k funkci $f$ na otevřeném intervalu $I$, pokud $F' = f$ pro každé $x \in I$.+$$ 
 +(\pm g)' = f' \pm g' 
 +$$
  
-Pokud existuje alespoň jedna primitivní funkce $F$ k funkci $f$ na intervalu $I$, nazýváme množinu všech primitivních funkcí k funkci $f$ //neurčitým integrálem// funkce $f$ na $I$ a značíme ji: +**Součin funkcí** (tzv. Leibnizovo pravidlo): 
-$$\int f(x) dx$$+$$ 
 +(f \cdot g)' = f' \cdot g + f \cdot g' 
 +$$ 
 + 
 +**Podíl funkcí**: 
 +$$ 
 +\left( \frac{f}{g} \right)' = \frac{f' \cdot g - f \cdot g'}{g^2} 
 +$$ 
 + 
 +**Složená funkce (řetězové pravidlo)**: 
 +$$ 
 +(f \circ g)'(x) = f'(g(x)) \cdot g'(x) 
 +$$ 
 + 
 +==== Souvislost s pojmem spojitosti ==== 
 + 
 +  * Pokud má funkce **f** derivaci v bodě **a**, pak je v tomto bodě také **spojitá**. 
 +  * Obráceně to neplatí: **spojitost neznamená nutně existenci derivace**. 
 +  * Pokud existují jednostranné limity pro derivaci, pak mluvíme o **jednostranné derivaci** v bodě. 
 + 
 +==== Obecný tvar tečny ke grafu funkce v bodě ==== 
 + 
 +Tečna ke grafu funkce $f(x)$ v bodě $x = a$ je přímka, která se "dotýká" grafu funkce v tomto bodě a má směrnici rovnou hodnotě derivace $f'(a)$. Hledáme její rovnici ve tvaru: 
 + 
 +$$ 
 +y = f'(a) \cdot (x - a) + f(a) 
 +$$ 
 + 
 +Postup: 
 +  * Spočítáme $f(a)$ – hodnotu funkce v bodě. 
 +  * Spočítáme $f'(a)$ – hodnotu derivace v bodě (směrnice tečny). 
 +  * Dosadíme do rovnice $y = f'(a) \cdot (x - a) + f(a)$ 
 + 
 +Tento tvar vychází z bodového tvaru přímky procházející bodem $[a, f(a)]$ se směrnicí $f'(a)$. 
 + 
 +==== Aplikace derivace funkce jedné proměnné ==== 
 + 
 +Derivace se používá k analýze chování funkcí: 
 + 
 +  * **Určení monotónnosti** (zda funkce roste nebo klesá). 
 +  * **Hledání extrémů** – lokální maxima a minima pomocí $f'(x) = 0$. 
 +  * **Určení inflexních bodů** – změna zakřivení funkce (přes $f''(x)$). 
 +  * **Návrh průběhu funkce** – pomocí znamének první a druhé derivace. 
 +  * **Výpočet tečny** – najdeme směrnici a rovnici přímky dotýkající se grafu. 
 +  * **Optimalizace** – hledání nejlepších (maximálních/minimálních) hodnot. 
 + 
 +==== Příklad: Co nám říká derivace o funkci $f(x) = x^4 - 8x^2 + 8$ ==== 
 + 
 +Nejprve spočítáme derivaci: 
 +$$ 
 +f'(x) = 4x^3 - 16x 
 +$$ 
 + 
 +*Spočítáme stacionární body (kde $f'(x) = 0$):* 
 +$$ 
 +4x(x^2 - 4) = 0 \Rightarrow x = 0,\; x = \pm2 
 +$$ 
 + 
 +To jsou kandidáti na extrémy (minima / maxima). 
 + 
 +*Druhá derivace:
 +$$ 
 +f''(x) = 12x^2 - 16 
 +$$ 
 + 
 +**Zkouška druhou derivací:** 
 +  * $f''(0) = -16$ ⇒ lokální **maximum** 
 +  * $f''(2) = 32$ ⇒ lokální **minimum** 
 +  * $f''(-2) = 32$ ⇒ lokální **minimum** 
 + 
 +=== Tečny v bodech $x = 0$ a $x = -1$ === 
 + 
 +**V bodě x = 0:** 
 +  * $f(0) = 0^4 - 8 \cdot 0^2 + 8 = 8$ 
 +  * $f'(0) = 0$ 
 + 
 +Tečna je vodorovná:   
 +$$ 
 +y = 8 
 +$$ 
 + 
 +**V bodě x = -1:** 
 +  * $f(-1) = 1 - 8 + 8 = 1$ 
 +  * $f'(-1) = 4(-1)^3 - 16(-1) = -4 + 16 = 12$ 
 + 
 +Rovnice tečny: 
 +$$ 
 +y = 12(x + 1) + 1 = 12x + 13 
 +$$ 
 + 
 +===== 6. Neurčitý a určitý integrál – vztahy mezi nimi (Newtonova–Leibnizova formule, primitivní funkce jako určitý integrál s proměnnou horní mezí). Linearita, integrace per partes, substituce. Integrace mocnin, exp, sin, cos. ==== 
 + 
 +Integrály nám umožňují spočítat celkovou změnu veličiny (například plochu pod křivkou) nebo obnovit funkci na základě její derivace. Rozlišujeme **neurčitý** a **určitý** integrál, které spolu úzce souvisí. 
 + 
 +==== Neurčitý integrál ==== 
 + 
 +Funkce $F$ se nazývá **primitivní funkce** k funkci $f$ na otevřeném intervalu $I$, pokud $F' = f$ pro každé $x \in I$. 
 + 
 +Pokud existuje alespoň jedna primitivní funkce $F$ k funkci $f$ na intervalu $I$, nazýváme množinu všech primitivních funkcí k funkci $f$ **neurčitým integrálem** funkce $f$ na $I$ a značíme ji: 
 +$$ 
 +\int f(x) \, dx 
 +$$
  
 Z charakteristiky množiny primitivních funkcí pak můžeme psát: Z charakteristiky množiny primitivních funkcí pak můžeme psát:
-$$ \int f(x) dx = \{ F(x) + C: C \in \mathbb{R} \}$$+$$ 
 +\int f(x) \, dx = \{ F(x) + C: C \in \mathbb{R} \} 
 +$$
  
 Základní tabulkové integrály: Základní tabulkové integrály:
Line 530: Line 631:
 \end{align*} \end{align*}
  
-=== Určitý integrál === +==== Určitý integrál ==== 
-Pro nezápornou funkci je obsahem plochy pod křivkou.+ 
 +Určitý integrál vyjadřuje například **plochu pod grafem funkce** mezi dvěma body $a$ a $b$, pro nezápornou funkci. 
 $\langle a, b \rangle$ je konečná množina $D \subset \langle a, b \rangle$ obsahující body $a, b$. \\ $\langle a, b \rangle$ je konečná množina $D \subset \langle a, b \rangle$ obsahující body $a, b$. \\
 +
 Značíme ji $D = \{x_0, x_1, \ldots, x_n\}$, kde $a = x_0 < x_1 < \cdots < x_n = b$. Značíme ji $D = \{x_0, x_1, \ldots, x_n\}$, kde $a = x_0 < x_1 < \cdots < x_n = b$.
-Nechť $f$ je omezená funkce na intervalu $\langle a, b \rangle$, $D = \{x_0, \ldots, x_n\}$ je dělení intervalu $\langle a, b \rangle$. //Dolní// a //horní// integrální součet funkce $f$ pro dělení $D$ jsou: 
-\[ 
-\underline{\mathcal{S}}(f, D) = \sum_{i=1}^n \inf f\big(\langle x_{i-1}, x_i \rangle\big) \cdot (x_i - x_{i-1}), 
-\] 
-\[ 
-\overline{\mathcal{S}}(f, D) = \sum_{i=1}^n \sup f\big(\langle x_{i-1}, x_i \rangle\big) \cdot (x_i - x_{i-1}). 
-\] 
  
-=== Newtonova–Leibnizova formule === +Nechť $f$ je omezená funkce na intervalu $\langle a, b \rangle$ a $D = \{x_0, \ldots, x_n\}$ je dělení intervalu $\langle a, b \rangle$. **Dolní** a **horní integrální součet** funkce $f$ pro dělení $D$ jsou:
-Je-li $f$ spojitá funkce na intervalu $\langle a, b \rangle$ a $F$ je její primitivní funkce na $\langle a, b \rangle$, pak: +
-\[ +
-\int\limits_a^b f(x)\,\mathrm{d}x = \Big[ F(x) \Big]_a^b = F(b) - F(a) +
-\]+
  
-\[ +$$ 
-F(x) = \int_{a}^f(t) \, \mathrm{d}t + +\underline{\mathcal{S}}(f, D) = \sum_{i=1}^n \inf f(\langle x_{i-1}, x_i \rangle) \cdot (x_i - x_{i-1}) 
-\]+$$ 
 + 
 +$$ 
 +\overline{\mathcal{S}}(fD) = \sum_{i=1}^n \sup f(\langle x_{i-1}, x_i \rangle) \cdot (x_i - x_{i-1}) 
 +$$ 
 + 
 +=== Rozdíl mezi neurčitým a určitým integrálem === 
 + 
 +  * **Neurčitý integrál** – množina všech primitivních funkcí dané funkce, bez mezí, výsledek s konstantou $C$. 
 +  * **Určitý integrál** – konkrétní číslo vyjadřující např. plochu pod grafem na intervalu $\langle a, b \rangle$.
  
-=== Linearita ===+==== Newtonova–Leibnizova formule ==== 
 +Tato formule propojuje **neurčitý** a **určitý** integrál:
  
-Pro konstanty $\alpha, \beta \in \mathbb{R}$ a funkce $fg$ na definovaném intervalu $I$ platí:+Pokud $f$ je spojitá na $\langle a\rangle$ a $F$ je její primitivní funkce, pak:
 $$ $$
-\int (\alpha f + \beta g) \, dx = \alpha \int f \, dx + \beta \int g \, dx +\int_a^b f(x) \, dx = F(b) - F(a)
 $$ $$
  
-=== Integrace per partes === +Navíc: 
-$$ \int u \, dv = uv - \int v \, du $$+$$ 
 +F(x) = \int_a^x f(t) \, dt + C 
 +$$ 
 +==== Linearita ==== 
 + 
 +Lineární vlastnost integrálu znamená, že lze integrovat jednotlivé části výrazu zvlášť a konstanty vytknout před integrál. Tato vlastnost se často používá k rozložení složitějších výrazů na jednodušší. 
 + 
 +Pro konstanty $\alpha, \beta \in \mathbb{R}$ a funkce $f, g$ platí: 
 +$$ 
 +\int (\alpha f + \beta g) \, dx = \alpha \int f \, dx + \beta \int g \, dx 
 +$$ 
 + 
 +==== Integrace per partes ===
 + 
 +Metoda per partes se používá, pokud máme součin dvou funkcí – jednu snadno derivujeme, druhou integrujeme. Umožňuje převést integrál do jednoduššího tvaru. 
 + 
 +$$ 
 +\int u \, dv = uv - \int v \, du 
 +$$
  
 Například: Například:
Line 578: Line 699:
 $$ $$
  
-=== Substituce === +==== Substituce ==== 
-místo funkce dosadíme novou proměnnouu určitého integrálu musíme přepočítat meze integrace+Používá se, pokud lze vhodně nahradit výraz novou proměnnou $= g(x)$.   
 +U **určitého integrálu** nezapomeň přepočítat **meze**.
  
 +Příklad:
 $$ $$
-\int 2x e^{x^2} \, dx = \int e^{u} \, du \quad \bigg|_{u = x^2,\du = 2x\,dx} = e^{u} + C = \boxed{e^{x^2} + C}+\int 2x e^{x^2} \, dx \quad \text{zvolíme } u = x^2, \du = 2x \, dx
 $$ $$
  
-===== Definice číselné řady – její součetkonvergence, absolutní konvergence a jejich souvislost. Nutná podmínka konvergence. Kritéria konvergence (podílové, odmocninové, integrální, Leibnizovo). =====+$$ 
 +\int e^u \du e^u + C e^{x^2} + C 
 +$$
  
-Číselná řada je nekonečná suma čísel $a_1, a_2, \ldots$ (členy řady) a značí se:+=== Podmínky pro Riemannovskou integrovatelnost === 
 + 
 +  * Funkce je Riemannovsky integrovatelná na intervalu $\langle a, b \rangle$, pokud: 
 +    * je **omezená** 
 +    * má **konečně mnoho nespojitostí** 
 + 
 +  * Každá **spojitá** funkce je určitě integrovatelná na uzavřeném intervalu. 
 + 
 +=== Aplikace určitého integrálu === 
 + 
 +  * Obsah plochy pod nebo mezi grafy funkcí 
 +  * Výpočet dráhy z rychlosti (např. $s = \int v(t)\,dt$) 
 +  * Fyzikální aplikace: práce, energie, hmotnost z hustoty 
 +  * Pravděpodobnost – plocha pod hustotou pravděpodobnosti 
 + 
 +=== Grafická reprezentace určitého integrálu === 
 + 
 +  * Geometricky integrál $\int_a^b f(x)\,dx$ udává **orientovaný obsah** oblasti mezi křivkou a osou x. 
 +    * Pokud $f(x) > 0$, je obsah kladný. 
 +    * Pokud $f(x) < 0$, je obsah záporný. 
 + 
 +=== Dvě metody výpočtu určitého integrálu === 
 + 
 +  * **1. Přes primitivní funkci (Newton–Leibniz)**   
 +    $\int_a^b f(x)\,dx = F(b) - F(a)$ 
 + 
 +  * **2. Přes dolní a horní součty (Riemannova definice)**   
 +    Výpočet přes aproximaci plochy pod křivkou pomocí sum. 
 + 
 +=== Příklady === 
 + 
 +$\int x^2 \sin(4x)\,dx$   
 +  * Per partes: $= -\frac{1}{4}x^2 \cos(4x) + \frac{1}{2}x \sin(4x) + \frac{1}{8} \cos(4x) + C$ 
 + 
 +$\int 4x \sin(x^2)\,dx$   
 +  * Substituce $u = x^2$: $= 2 \int \sin(u)\,du = -2 \cos(x^2) + C$ 
 + 
 +$\int \frac{2x + 1}{x^2 + 1}\,dx$   
 +  * Rozdělení na dva integrály: $= \int \frac{2x}{x^2 + 1}\,dx + \int \frac{1}{x^2 + 1}\,dx = \ln(x^2 + 1) + \arctan(x) + C$ 
 + 
 +===== 7. Definice číselné řady – její součet, konvergence, absolutní konvergence a jejich souvislost. Nutná podmínka konvergence. Kritéria konvergence (podílové, odmocninové, integrální, Leibnizovo). ===== 
 + 
 +Číselná řada je nekonečný součet členů posloupnosti $a_1, a_2, a_3, \ldots$. Značí se:
  
 $$ $$
Line 593: Line 760:
 $$ $$
  
-Číslo $a_k$ se nazývá $k$-tý člen řady, $ \sum_{n=1}^{n} a_n $ je $n$-tý částečný součet řady ($s_n$).+Číslo $a_k$ se nazývá $k$-tý člen řady.   
 +$n$-tý **částečný součet** (označujeme $s_n$) je součet prvních $n$ členů: 
 +$$ 
 +s_n = \sum_{k=1}^{n} a_k 
 +$$
  
 Limita posloupnosti částečných součtů se nazývá //součet// řady.  Limita posloupnosti částečných součtů se nazývá //součet// řady. 
  
-Řekneme že řada konverguje, má-li konečný součet, má-li nekonečný součet, řada diverguje,nemá-li součet osciluje.+Řeknemeže řada **konverguje**pokud limita posloupnosti částečných součtů $\lim_{n \to \infty} s_n$ existuje a je koneč 
  
 +Pokud neexistuje nebo je nekonečná, řada **diverguje**.  
  
-Řada $\sum_{n=1}^{\infty} a_n$ se nazývá absolutně konvergentní, pokud konverguje řada $\sum_{n=1}^{\infty} |a_n|$. Absolutní konvergence implikuje konvergenci řady, ale ne naopak +Pokud se součty neustálým přičítáním kmitají (např. u některých alternujících řad), řada **osciluje**.
-Příkladem řady která konvergujeale není absolutně konvergentní je např. alternující řada $\sum_{n=1}^{\infty} \frac{(-1)^{(n+1)}}{n}$.+
  
 +=== Absolutní konvergence ===
  
 +Řada $\sum a_n$ je **absolutně konvergentní**, pokud konverguje řada $\sum |a_n|$.
 +
 +  * Absolutní konvergence vždy znamená i běžnou konvergenci.
 +  * Opačně to ale **neplatí** – existují řady, které konvergují, ale nejsou absolutně konvergentní.
 +
 +**Příklad:**
 +
 +Alternující harmonická řada:
 +$$
 +\sum_{n=1}^{\infty} \frac{(-1)^{n+1}}{n}
 +$$
 +konverguje, ale $\sum \frac{1}{n}$ diverguje ⇒ **není absolutně konvergentní**.
 ==== Geometrické řady ==== ==== Geometrické řady ====
-Geometrická řada s kvocientem q je řada tvaru:+ 
 +Geometrická řada je řada tvaru:
 $$ $$
-\sum_{n=0}^{\infty} a_0 q^n = a_0 + a_0 q + a_0 q^2 + a_0 q^3 + \ldots+\sum_{n=0}^{\infty} a_0 q^n = a_0 + a_0 q + a_0 q^2 + \ldots
 $$ $$
-kde $a_0$ je první člen řady a $q$ je kvocient řady.+kde $a_0$ je první člen a $q$ je kvocient řady. 
 Geometrická řada konverguje právě tehdy, když $|q| < 1$. V takovém případě je její součet roven: Geometrická řada konverguje právě tehdy, když $|q| < 1$. V takovém případě je její součet roven:
 $$ $$
Line 619: Line 805:
  
 ==== Nutná podmínka konvergence ==== ==== Nutná podmínka konvergence ====
-Nutná podmínka znamená že může platit i když řada diverguje, ale musí platit pro každou konvergující řadu. 
  
-Pokud $\sum_{n=1}^{\infty} a_n$ konverguje, pak $\lim_{n \to \infty} a_n = 0$.+Nutná podmínka říká, že pokud má řada $\sum a_n$ konvergovat, pak
 +$
 +\lim_{n \to \infty} a_n = 0 
 +$
 + 
 +**Pozor:**   
 +  * Tato podmínka je **nutná**, ale **nestačí**. 
 +  * Například harmonická řada splňuje $\lim a_n = 0$, ale **diverguje**.
  
 ==== Podílové kritérium konvergence ==== ==== Podílové kritérium konvergence ====
-Nechť $a_k \neq 0$ pro každé $k \in \mathbb{N}$ 
-  - Pokud $|\frac{a_{k+1}}{a_k}| \leq q < 1$ pro každé $k \in \mathbb{N}$, pak řada $\sum_{n=1}^{\infty} a_n$ konverguje. 
-  - Pokud $|\frac{a_{k+1}}{a_k}| > 1$ pro každé $k \in \mathbb{N}$, pak řada $\sum_{n=1}^{\infty} a_n$ nekonverguje.   
  
-==== Limitní tvar podílového kritéria konvergence ==== +Zkoumá poměr po sobě jdoucích členů. Hodí se pro řady, kde se členy násobí, nebo obsahují faktoriály. 
-  Pokud $\lim_{n \to \infty} |\frac{a_{k+1}}{a_k}| < 1$, pak řada $\sum_{n=1}^{\infty} a_n$ konverguje (absolutně)+ 
-  Pokud $\lim_{n \to \infty} |\frac{a_{k+1}}{a_k}| > 1$, pak řada $\sum_{n=1}^{\infty} a_ndiverguje.+Pokud existuje $q < 1$ a pro každé $n$ platí: 
 +$$ 
 +\left| \frac{a_{n+1}}{a_n\right\leq q, 
 +$$ 
 +pak řada konverguje (absolutně). 
 + 
 +Pokud $|a_{n+1}/a_n| > 1od jistého $n$ dále, řada diverguje
 + 
 +=== Limitní tvar podílového kritéria konvergence === 
 +Pokud  
 +$
 +\lim_{n \to \infty} \left| \frac{a_{n+1}}{a_n\right< 1, 
 +$$ 
 +řada konverguje (absolutně). 
 + 
 +  * Pokud limita je $> 1$, řada diverguje.   
 +  * Pokud limita je $= 1$, kritérium **nerozhoduje**.
  
 ==== Odmocninové kritérium konvergence ==== ==== Odmocninové kritérium konvergence ====
- - Pokud $\sqrt[k]{|a_k|} \leq q < 1$ pro každé $k \in \mathbb{N}$, pak řada $\sum_{n=1}^{\infty} a_n$ konverguje. +Založeno na limitě $k$-té odmocniny z členůHodí se pro řadykteré obsahují exponenty.
- - Pokud $\sqrt[k]{|a_k|} \geq 1$ pro každé $k \in \mathbb{N}$pak řada $\sum_{n=1}^{\infty} a_n$ nekonverguje.+
  
-==== Limitní tvar odmocninového kritéria konvergence ==== +Pokud existuje $q < 1$ a pro každé $n$ platí: 
- Pokud $\lim_{\to \infty} \sqrt[k]{|a_k|} < 1$, pak řada $\sum_{n=1}^{\infty} a_n$ konverguje (absolutně)+$$ 
- Pokud $\lim_{n \to \infty} \sqrt[k]{|a_k|} > 1$, pak řada $\sum_{n=1}^{\infty} a_ndiverguje.+\sqrt[n]{|a_n|} \leq q, 
 +$$ 
 +pak řada konverguje (absolutně). 
 + 
 +Pokud $\sqrt[n]{|a_n|} \geq 1$, řada diverguje
 + 
 +=== Limitní tvar odmocninového kritéria konvergence === 
 +Pokud 
 +$
 +\lim_{n \to \infty} \sqrt[n]{|a_n|} < 1, 
 +$$ 
 +řada konverguje. 
 + 
 +  * Pokud limita $> 1$, řada diverguje.   
 +  * Pokud $= 1$, nelze rozhodnout. 
 +    
  
 ==== Integrální kritérium konvergence ==== ==== Integrální kritérium konvergence ====
-Nechť $f$ je nezáporná nerostoucí funkce na intervalu $[1, \infty)$. Pak $\sum_{n=1}^{\infty} f(n)$ konverguje právě tehdy, když $\int_1^{\infty} f(x) \, dx$ konverguje.+Porovnáváme řadu s integrálem – použitelné hlavně pro **kladné, klesající** posloupnosti. 
 + 
 +Nechť $f$ je nezáporná, klesající funkce definovaná na $[1, \infty)$ a $f(n) = a_n$. 
 + 
 +Pak
 + 
 +Řada $\sum_{n=1}^{\infty} a_n$ konverguje **právě tehdy**, když konverguje nevlastní integrál: 
 +$$ 
 +\int_1^{\infty} f(x) \, dx 
 +$$ 
 + 
 +**Příklad:** 
 +Funkce $f(x) = \frac{1}{x^p}$ ⇒ řada $\sum \frac{1}{n^p}$ konverguje, pokud $p > 1$.
  
 ==== Leibnizovo kritérium konvergence ==== ==== Leibnizovo kritérium konvergence ====
 +
 +Používá se pro **alternující řady** – tedy řady, kde se střídají kladné a záporné členy.
 +
 Uvažujme řadu tvaru:  Uvažujme řadu tvaru: 
-$$ \sum_{n=1}^{\infty} (-1)^n a_n $$ +$$ 
-pro nějaká kladná reálná čísla $a_n$, která tvoří nerostoucí posloupnost. Tato řada konverguje $\iff$ posloupnost $a_n$ konverguje k nule.+\sum_{n=1}^{\infty} (-1)^n a_n 
 +$$ 
 + 
 +pro nějaká kladná reálná čísla $a_n$, která tvoří nerostoucí posloupnost.  
 + 
 +Tato řada konverguje $\iff$ posloupnost $a_n$ konverguje k nule.
  
 ==== Harmonická řada (nepovinné) ==== ==== Harmonická řada (nepovinné) ====
Navigation

Playground

QR Code
QR Code statnice:bakalar:b0b01ma1 (generated for current page)