Matematik

finde punkter for krumning?

03. oktober 2016 af Jonas10001 (Slettet) - Niveau: Universitet/Videregående

Hej alle. Jeg sidder og bøvler med at finde de steder på en given kurve, hvor krumningen er henholdsvis mindst og størst.

Er der nogen som kan give mig et eksempel på dette, f.eks på kurven x^3

På forhånd tak


Brugbart svar (0)

Svar #1
03. oktober 2016 af Therk

For størst krumning, maksimér herunderstående. For mindst krumning, minimér herunderstående.

\kappa(x) = \frac{\left\lvert f''(x)\right\rvert}{(1+f'(x)^2)^{3/2}}

Hint:

\sup_x \kappa(x) &= \sup_x \kappa(x)^2

og

\inf_x\kappa(x) &= \inf_x\kappa(x)^2

så se i stedet for på at maksimere og minimere \kappa(x)^2, som er nemmere og mindre grimt (du behøver fx ikke at tænke på fortegn).


Svar #2
04. oktober 2016 af Jonas10001 (Slettet)

Tak for svaret. Jeg har brug for at få det uddybet. Kan nogen give mig et eksempel.


Brugbart svar (0)

Svar #3
05. oktober 2016 af Therk

Uddybet hvordan? Hvad forstår du ikke? Hvor langt er du i din uddannelse? Lidt information hjælper med at give dig et mere skræddersyet svar.


Brugbart svar (0)

Svar #4
05. oktober 2016 af Therk

For et eksempel, se på krumningen af

f(x) = 2x^2

Da du kun er interesseret i at maksimere og minimere krumningen, kan vi se på kvadratet af krumningen:

\kappa(x)^2 = \frac{f''(x)^2}{(1+f'(x)^2)^3} = \frac{4^2}{(1+(4x)^2)^3} = \frac {16}{(1+16x^2)^3}

Det er nu nemt at se at krumningen maksimeres ved x = 0 og minimeres ved at lade x gå mod ±∞


Svar #5
05. oktober 2016 af Jonas10001 (Slettet)

Tak for hjælpen. For at svare på dine spørgsmål, så er jeg lige startet på uni for 1 md. siden. Så jeg har ikke ret meget baggrundsviden, og kan kun forstå den første ligning i #1

Svar #4 giver til gengæld mening. Jeg havde dog forventet at kunne f.eks sætte f'' til 0, og så få en x-værdi at arbejde med, da jeg mente at accelerationen må være 0 i de punkter hvor krumningen er størst/mindst.

Men jeg har nok bare forvirret mig selv med den antagelse.


Brugbart svar (1)

Svar #6
05. oktober 2016 af Therk

Så kender du selvfølgelig ikke supremum og infimum endnu. Men betydningen holder: Kvadratet af kappa(x) i #1 har samme maksimum og minimum som kappa(x) har.

At accelerationen er nul er ikke ensbetydende med at krumningen er maksimal eller minimal. For et simpelt modeksempel, betragt f(x) = 1/x. Den har maksimal krumning i x = 1 og minimal krumning i grænseværdierne x = 0 og x = ∞.

Mange gange kan det være nok at sætte accelerationen lig nul, men det giver ikke alle tilfælde. For at finde maks og min af kappa er det selvfølgelig normalt at differentiere og sætte lig nul. Så vil du opdage at den tredjeafledte også har noget at sige mht. krumningen.


Skriv et svar til: finde punkter for krumning?

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.