Matematik

Matematisk argumentation

12. marts 2006 af GogO (Slettet)
f(x)=x^3-4x
koordinatsystemets første akse og grafen for funktionen f aggrænser i anden kvadrant en punktmængde M1 og i fjerde kvadrant en punktmængde M2, der har et areal.

Gør rede for at arealet M2 er lig med arealet af M1

Kan man lave et fornuftigt argument for dette, der rækker udover bare at beregne integralerne? Det virker sådan når jeg kigger på grafen for funktionen på lommeregner

Brugbart svar (0)

Svar #1
12. marts 2006 af Marrq (Slettet)

Du kan jo evt. bare benytte at grafen er symmetrisk omkring y-aksen, og derfor er arealet af M1 = arealet M2.

Eller så kan du jo bare regne arealet af hver af de 2 punktmænger ud, og sætte dem lig med hinanden.

Svar #2
12. marts 2006 af GogO (Slettet)

grafen er jo ikke symmetrisk om y-aksen!

Brugbart svar (0)

Svar #3
12. marts 2006 af fixer (Slettet)

Hint: f(-x) = -f(x) for alle x E R.

Det betyder specielt at f(0) = 0 og at hvis intervallet I1 = [-b,0], b > 0 afgrænser den ene punktmængde på x-aksen, så afgrænser intervallet I2 = [0,b] den anden punktmængde på x-aksen. Ifølge hintet antager f på disse intervaller numerisk lige store værdier i punktet x i det ene interval og punktet -x i det andet interval. Slut heraf at A(M1) = A(M2).

Svar #4
12. marts 2006 af GogO (Slettet)

#3 Tak, men kAn du være sød at forklare det lidt mere for dummies, så jeg forstår det 100%?

Brugbart svar (0)

Svar #5
12. marts 2006 af fixer (Slettet)

At f(-x) = -f(x) medfører at grafens skæringspunkter med x-aksen ligger symmetrisk om y-aksen eller på denne. Fordi hvis a er sådan et skæringspunkt, altså f(a) = 0, så ved vi at f(-a) = -f(a) = 0, altså at også f(-a) er et skæringspunkt.

Du kan efterprøve det i det konkrete tilfælde.

f(x) = x³-4x = 0 <=>

x(x²-4) = 0 <=>

x(x-2)(x+2) = 0 <=>

x = -2 \\/ x = 0 \\/ x = 2

Dvs de intervaller på x-aksen, som afgrænser de to punktmængder M1 og M2 er hinandens spejlbillede i y-aksen. Vi kan jo kalde det ene interval A=[-2,0] og det andet B=[0,2].

Hvis vi nu udser os et x i A, så vil altså -x ligge i B. F.eks. x=-1 ligger i A og -x = -(-1) = 1 ligger i B.

Men da nu f(-x) = -f(x) så gælder jo at funktionsværdien i ethvert punkt x i intervallet A numerisk er den samme som funktionsværdien i punktet -x i B.

Arealerne kan altså bestemmes ved integration over "lige store" intervaller på hvilke integranden f(x) antager præcist de samme værdier i "de samme" punkter.

Rent grafisk betyder f(x) = -f(x) at hvis M1 (M2) spejles i y-aksen vil den spejlede punktmængde være spejlbilledet af M2 )M1) i x-aksen.

Brugbart svar (0)

Svar #6
12. marts 2006 af fixer (Slettet)

Rettelse:

at også f(-a) er et skæringspunkt.

->

at også -a er et skæringspunkt.

Svar #7
12. marts 2006 af GogO (Slettet)

Mange tak! det kunne jeg forstå :)

Brugbart svar (0)

Svar #8
12. marts 2006 af fixer (Slettet)

Endnu en rettelse:

på hvilke integranden f(x) antager præcist de samme værdier

->

på hvilke integranden f(x) numerisk antager præcist de samme værdier

Skriv et svar til: Matematisk argumentation

Du skal være logget ind, for at skrive et svar til dette spørgsmål. Klik her for at logge ind.
Har du ikke en bruger på Studieportalen.dk? Klik her for at oprette en bruger.