Matematik

Finde rødder og monotoniforhold ved funktionen

16. september 2022 af Thifo1507 - Niveau: Universitet/Videregående

Hej.

Jeg står med en meget irriteret problem. Jeg får en opgave hvor det lyder at jeg skal differetiere og så vise at den er en voksende graf. Det kan jeg godt finde ud af, men det er bare tallene der ikke passer, og jeg kan virkelig ikke se hvor problemet er.

Jeg får en funktion, som lyder: f(x) = (2x^2-x-1)/x^2+3x+2).

Da jeg gerne vil bruge monotoniforhold, så skal jeg jo differetiere funktion og derved finde f'(x)=0 for at finde rødder, og derved sætter jeg jo bare en par tillfældige tal ind i f'(x) for at finde ud af hvor grafen er voksende/aftagende. Men af en eller andet grund, så kan jeg se via maple, at jo større tal jeg sætter ind på f'(x), så mindre bliver tallet, og det passer bare overhovedet ikke med grafen. Jeg kan jo nemlig se at grafen er vildt voksende på alle intelvaller fra 0. Så enten er jeg helt galt på det, eller så er det måske maple der driller.

Mit gæt er jo at den må et eller andet med fordi funktionen er en division, men jeg kan virkelig ikke se hvordan ellers jeg skal løse opgaven sådan rigtigt. Håber i kan hjælpe!!


Brugbart svar (0)

Svar #1
16. september 2022 af ringstedLC

#0

Jeg får en funktion, som lyder: f(x) = (2x^2-x-1)/x^2+3x+2).

\begin{align*} f(x) &= \frac{2x^2-x-1}{x^2+3x+2}\quad\textup{i flg.\,det vedh\ae ftede} \end{align*}


Brugbart svar (0)

Svar #2
16. september 2022 af ringstedLC

#0

Da jeg gerne vil bruge monotoniforhold, så skal jeg jo differetiere funktion og derved finde f'(x)=0 for at finde rødder, og derved sætter jeg jo bare en par tillfældige tal ind i f'(x) for at finde ud af hvor grafen er voksende/aftagende.

Nej. Man indsætter nogle x-værdier, der ligger i intervallerne mellem- og "udenfor" den aflededes rødder.


Brugbart svar (0)

Svar #3
16. september 2022 af SådanDa

Når du sidst i dokumentet skriver f(7) og f(1) finder du tangenthældningen til den funktion du har plottet, at den bliver mindre jo større tal du sætter ind stemmer fint overens med billedet, funktionen ser jo ud til at stagnere, altså man kan sige at den vokser "langsommere" når du går ud af x-aksen. For at vise at din oprindelige funktion er voksende skal du blot bruge at f'(x) er positiv.  


Svar #4
16. september 2022 af Thifo1507

Ja, altså når man har fundet rødder, så sætter jo man tilfældelig tal mellem de to rødder. Det var selvfølgelig det jeg mente.


Svar #5
16. september 2022 af Thifo1507

Jeg er altså lidt forvirret, for når jeg for eksempel sætter f'(10) får jeg jo en meget lille tal, hvor på grafen er det jo tydeligt at se at den er tættere på 2 end 0.

Altså har jeg misforstået dig eller er det måske bare min trætte øjne?


Brugbart svar (0)

Svar #6
16. september 2022 af SådanDa

Det er ikke den samme funktion du har plottet og som du regner værdier fra.

Du har plottet f(x), så har du udregnet f'(x) (som du også har kaldt f(x) i maple af en eller anden grund).

Det vil sige at den værdi du får er f'(10), den er meget tæt på 0 da grafen for f(x) næsten ikke vokser omkring 10, den bliver kun meget lidt større. 


Brugbart svar (0)

Svar #7
16. september 2022 af ringstedLC

#0

Jeg kan jo nemlig se at grafen er vildt voksendealle intelvaller fra 0.

1. Funktionen er vel mere "vildt voksende" for nogle x-værdier mindre end "0".

2. 0 < x < ∞ er kun ét interval.

Hvis du skal redegøre for at funktionen er voksende og den har forskriften:

\begin{align*} f(x) &= \frac{2x^2-x-1}{x^2+3x+2}\;,\;{\color{Red} 0<x} \\ f(x)\nearrow \;: f'(x)= \frac{7x^2+10x+1}{\bigl(x^2+3x+2\bigr)^2} &\geq 0 \\ \Rightarrow 7x^2+10x+1 &\geq 0\;,\;\bigl(x^2+3x+2\bigr)^2>0 \\ x&> 0 \end{align*}

Det er ikke størrelsen af forskellige diff.-kvotienter, der bestemmer ens funktions monotoni, men derimod deres fortegn.


Svar #8
16. september 2022 af Thifo1507

Jeg er helt ny i maple, så jeg har lært i skolen, at når man skal definer en funktion, skriver man:
f:=(x)->2x^2-x-1.... Og skal man differtierer funktionen skriver man diff(f(x)...).

Jeg fik så at vide, at når man skal finde f.eks. f '(5), skal man altså igen definerer den diffential funktion, altså derfor skulle jeg definerer en "ny" funktion, altså f:=(x)->7x^2+10x... som altså er den jeg differtiere fra funktionen 2x^2-x-1...

Derfor skrev jeg f(10). fordi jeg vil netop gerne finde for (eksempel) f'(10).

Men jeg har også lært, at når man skal undersøge ens graf, dvs. monotoniforhold, så skal man jo følgende gøre:
1) finde f'(x)
2) Sæt f'(x)=0
3) Sæt tilfældige tal ind i f'(x) mellem rødder, som man har fået ved f'(x)=0.

Derfor har jeg altså regnet f(10) ud fra den differtial funktion f(x)=(7x^2+10x/...)

Håber du forstår hvad jeg mener :-)


Brugbart svar (0)

Svar #9
16. september 2022 af ringstedLC

#8: 

#8

Jeg er helt ny i maple, så jeg har lært i skolen, at når man skal definer en funktion, skriver man:
f:=(x)->2x^2-x-1.... Og skal man differtierer funktionen skriver man diff(f(x)...).

Jeg fik så at vide, at når man skal finde f.eks. f '(5), skal man altså igen definerer den diffential funktion, altså derfor skulle jeg definerer en "ny" funktion, altså f:=(x)->7x^2+10x...

1. Det er også korrekt og det virker jo, da kommandoen for differentation af f giver dens diff.-kvotient. Men for så at definere diff.-kvotienten, så den kan bruges videre frem i opgaven, vælges et andet navn end f, så Maple kan skelne mellem de to funktioner.

Det er lidt forskelligt fra CAS til CAS, hvilke tegn et navn må indeholde, så du må prøve dig lidt frem, eventuelt læse i dokumentationen eller søge på nettet. Hovedsagen er, at to funktioner (i samme opgave) ikke kan have samme navn.

Et typisk eksempel:

Funktionen f  har den afledede fm (for f-mærke). Er der en funktion yderligere i opgaven kaldes denne gerne for g med den afledede gm osv.


Brugbart svar (0)

Svar #10
16. september 2022 af ringstedLC

#8

Men jeg har også lært, at når man skal undersøge ens graf, dvs. monotoniforhold, så skal man jo følgende gøre:
1) finde f'(x)
2) Sæt f'(x)=0
3) Sæt tilfældige tal ind i f'(x) mellem rødder, som man har fået ved f'(x)=0.

Det er også korrekt. Men der er flere punkter i fremgangsmåden for at komme frem til en færdig undersøgelse, heriblandt:

\begin{align*} f'(x)&>0 \Rightarrow f(x)\nearrow \\ f'(x)&=0\Rightarrow f_{ekstr}(x) \\ f'(x)&<0\Rightarrow f(x)\searrow \end{align*}

I #0 står der blot, at du skal vise, at funktionen er voksende. Og da grafen helt tydeligt viser, at funktionen er både voksende og aftagende i forskellige intervaller, antager jeg, at du har overset den vigtige detalje "x > 0" (markeret med rød) i #7.


Brugbart svar (0)

Svar #11
17. september 2022 af mathon

fortegnsvariation
for \small f{\, }'(x)\textup{:}                           +              0                -                  0           +                  +
\small x-variation:         -------- - 2 ------- -1.32 --------- -1 -------- -0.108 ------------- 0 ----------------
monotoni
for \small f(x)\textup{:}                            \small \vdots                                   \small \vdots
                                   voksende                   aftagende             voksende         voksende


Skriv et svar til: Finde rødder og monotoniforhold ved funktionen

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.