Vlastnosti funkcií - ohraničenosť
Autor: @hyperbola
Ďalšia vlastnosť funkcie je ohraničenosť. Funkcia môže byť ohraničená, ohraničená zdola, ohraničená zhora alebo neohraničená. Taktiež sa budeme zaoberať extrémami funkcie, čiže minimom a maximom.
Funkcia ohraničená zdola
Funkcia je ohraničená zdola, ak pre všetky x z jej definičného oboru existuje také číslo d z jej oboru hodnôt, pre ktoré platí, že všetky funkčné hodnoty čísel x sú väčšie nanajvýš rovné tomuto číslu.
Matematicky vyjadrené: f je ohraničená zdola ⇔ ∀ x Є Df ∃ d Є Hf : d ≤ f(x)
Ak existuje jedno x z definičného oboru funkcie také, že jeho funkčná hodnota sa rovná d, tak potom číslo d je y-ová súradnica bodu, ktorý voláme minimum.
Matematicky vyjadrené: ak ∃ x Є Df : d = f(x) => d je MIN[x, d = f(x)]
Táto funkcia je ohraničená zdola číslom 0 (y-ová súradnica vrcholu = bodu [-2; 0]) a bod [-2; 0] je jej minimom. Zapíšeme:
f je ohraničená zdola;, d = 0
MIN[-2; 0]
Táto funkcia je ohraničená zdola, ale nemá minimum, len sa asymptoticky blíži (blíži sa k osi x, ale nikdy sa jej nedotkne). Zapíšeme:
f je ohraničená zdola; ∄ MIN
Funkcia ohraničená zhora
Funkcia je ohraničená zhora, ak pre všetky x z jej definičného oboru existuje také číslo h z jej oboru hodnôt, pre ktoré platí, že všetky funkčné hodnoty čísel x sú menšie nanajvýš rovné tomuto číslu.
Matematicky vyjadrené: f je ohraničená zdola ⇔ ∀ x Є Df ∃ h Є Hf : h ≥ f(x)
Ak existuje jedno x z definičného oboru funkcie také, že jeho funkčná hodnota sa rovná h, tak potom číslo d je y-ová súradnica bodu, ktorý voláme maximum.
Matematicky vyjadrené: ak ∃ x Є Df : h = f(x) => h je MAX[x, h = f(x)]
Funkcia je ohraničená zhora číslom 7 (y-ová súradnica vrcholu = bodu [-2; 7]) a bod [-2; 7] je jej maximom. Zapíšeme:
f je ohraničená zhora, h = 7
MIN[-2; 7]
Táto funkcia je ohraničená zhora, ale nemá maximum, len sa asymptoticky blíži (blíži sa k osi a, ktorú voláme asymptota, ale nikdy sa jej nedotkne). Zapíšeme:
f je ohraničená zhora; ∄ MAX
Ak je funkcia ohraničená aj zdola aj zhora povieme, že je ohraničená.
f je ohraničená, ale nemá extrémy -> Hf = (d; h); d, h ⋲ R
f je ohraničená a má extrémy -> Hf = < d; h >; d, h ⋲ R
Globálne a lokálne extrémy
Maximum a minimum o ktorom sme si povedali na začiatku nazývame inak aj globálne maximum a globálne minimum, pretože platia pre celý definičný obor. Existuje aj lokálne minimum a lokálne maximum. Tie platia iba pre určité podmnožiny definičného oboru.
Riešené príklady
Riešený príklad 1
Urči ohraničenosť a extrémy funkcie f: y= -|x| +4
Riešenie
- Ohraničenosť: funkcia je ohraničená zhora číslom 4
- Extrémy: funkcia nemá minimum ale má maximum v bode [0; 4]
Odpoveď
- Ohraničenosť: f je ohraničená zhora; h = 4
- Extrémy: ∄MIN; MAX[0; 4]