Matematik

Forkorte brøker

06. september 2016 af overkontroversiel - Niveau: Universitet/Videregående

Givet en funktion 

f(x)=\frac{x^2-5}{x+\sqrt{5}}

Hvis man tegner denne i matematikprogram får man en linje. Det er vel forkert. Jeg kan naturligvis se, at man kan faktorisere og forkorte væk for x ≠ -√5, men selv det passer ikke. For i omegnen af  -√5 vil f(x) opføre sig ekstremt og være uendelig stor/uendelig lille afhængig af retning. 

Hvordan kan man nogensinde forkorte brøker som disse under betingelsen at x ≠ -√5, så det er -√5 og dets omegn?


Brugbart svar (0)

Svar #1
06. september 2016 af mathias1997

x2 over x giver x1, heraf en ret linje.

f(x)=\frac{x^2-5}{x+\sqrt{5}}=x-\sqrt{5} \space\ \left \{ x\in \mathbb{R}:x\neq -\sqrt{5} \right \}


Svar #2
06. september 2016 af overkontroversiel

#1 : Nej. Så simpelt er det ikke. :-)


Brugbart svar (0)

Svar #3
06. september 2016 af mathon

                f(x)=y=\frac{x^2-5}{x+\sqrt{5}}=\frac{\left (x+\sqrt{5} \right )\left (x-\sqrt{5} \right )}{\left (x+\sqrt{5} \right )}=x-\sqrt{5}\; \; \;\; \; \; \; \; x\neq-\sqrt{5}


Brugbart svar (0)

Svar #4
06. september 2016 af StoreNord

Det var lige dèt, jeg ville have sagt!  :)


Svar #5
06. september 2016 af overkontroversiel

Det som I skriver er ret trivielt. Prøv nu at plotte grafen for 

f(x)=\frac{x^2-5}{x+\sqrt{5}}          og         g(x)=x-\sqrt{5}    for        x ≠ -√5

De vil opføre sig vildt forskelligt i omegnen x ≠ -√5. Grafen for f(x) vil efterligne opførslen af 1/x for x omkring 0 mens g(x) ikke er defineret i -√5.


Brugbart svar (0)

Svar #6
06. september 2016 af Skaljeglavedinelektier

Jeg får nu begge grafer til at være meget ens. Faktisk helt ens. 


Svar #7
06. september 2016 af overkontroversiel

Det er forkert. Din graftegner foretager selv den udregning (det er pointen i sidste ende), som #1 og #3 har vist. Prøv at bruge en tilnærmet værdi af √5 ≈ 2.236067977


Brugbart svar (0)

Svar #8
06. september 2016 af Skaljeglavedinelektier

Jeg kan ikke se nogen forskel, men det kan være, dine øjne er bedre end mine. 


Brugbart svar (0)

Svar #9
06. september 2016 af mathias1997

Mener du sådan?

f(x)=\frac{x^2-2,236067977^2}{x+2,236067977}

Det giver udmiddelbart det samme, nu er det bare den negativt tilnærmede værdi, der er udelukket fra definitionsmængden.


Svar #10
06. september 2016 af overkontroversiel

Det er lidt basic matematik. Prøv at lade x → ∞ og x → -∞

Vedhæftet fil:Untitled.jpg

Brugbart svar (0)

Svar #11
06. september 2016 af Skaljeglavedinelektier

Jeg er ikke helt med på, hvad du mener der i vejen med de to grafer, jeg har vedhæftet?

Jeg er ikke den bedste til de her graf programmer. 


Brugbart svar (0)

Svar #12
06. september 2016 af peter lind

#5 Tæt ved x = -kvrod(5) kan du ikke stole på hvad en CAS værktøj, lommeregner eller lignende leverer. Det skyldes afrundningsfejl


Brugbart svar (0)

Svar #13
06. september 2016 af mathias1997

Jeg er med på, hvad du mener med, at funktionen burde opføre sig asymptotisk når x=-\sqrt{5}

Det er også lidt et mysterium for mig.


Brugbart svar (1)

Svar #14
06. september 2016 af Therk

Der sker ikke noget ekstremt nogen steder i din funktions definitionsmængde. Vores første indskydelse er normalt at se på funktionens afledte, hvis vi er interesserede i dens opførsel. Bemærk da at

f'(x) = \frac {2x}{x+\sqrt 5} - \frac{x^2-5}{(x+\sqrt 5)^2}= \frac{x^2+2x\sqrt5+5}{(x+\sqrt 5)^2}

(forlæng den første brøk med sin nævner og reducer).

Du kan nu enten faktorisere tælleren eller forlænge nævneren. Uanset hvad, fremgår det nu at differentialkvotienten for funktionen er 1 for alle x.

\rule{7cm}{0.4pt}

Det stemmer naturligvis også overens med at grænseværdierne for funktionens afledte fra begge sider giver 1, modsat hvad din intuition fortæller dig. Hvis du har haft undervisning om grænseværdier, ved du muligvis at det tit kan hjælpe at omskrive udtrykket:

f(x) = \frac{x^2-5}{x+\sqrt 5} = \frac{x-5/x}{1+\sqrt 5/x}

(vi bekymrer os ikke om division med 0, da ovenstående kun er interessant i den konfliktende grænseværdi. Nu kan vi lade x gå mod √5:

f(x) = \frac{x-5/x}{1+\sqrt 5/x} \longrightarrow \frac{\sqrt 5 - 5/\sqrt 5}{1+1} = 0, \quad x\rightarrow \sqrt 5^{\, \pm}

Da grænseværdierne er ens fra begge sider er det normalt at definere funktionens værdi i punktet til grænseværdien.

\rule{7cm}{0.4pt}

Slutteligt: Har du prøvet at plotte funktionen? Det burde gøre dig mistænkelig for hvad din intuition fortæller dig med "ekstrem opførsel".

Det ser da ikke så ekstremt ud.

Vedhæftet fil:asymptote.png

Svar #15
06. september 2016 af overkontroversiel

Jeg har fundet ud af det nu. 

Lige præcis, Therk. Jeg tog grænseværdien forkert og nej, jeg har ikke har haft undervisning i det endnu. 


Brugbart svar (0)

Svar #16
06. september 2016 af Therk

Fantastisk spørgsmål, forresten. Jeg kan se at indlægget har været godt igang, mens jeg prøvede at formulere et svar. Fortsæt endelig med samme nysgerrighed!


Skriv et svar til: Forkorte brøker

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.