Sekantens riktningskoefficient (lutning) kan vi enkelt bestämma genom. k = Men hur ska vi kunna bestämma tangentens riktningskoefficient (lutning)?

Relevanta dokument
2 Derivator. 2.1 Dagens Teori. Figur 2.1: I figuren ser vi grafen till funktionen. f(x) = x

1 Förändingshastigheter och derivator

8 + h. lim 8 + h = 8

Ingen ny teori denna dag. Istället koncentrerar vi oss på att lösa två tränings-ks:ar.

UPPGIFTER KAPITEL 2 ÄNDRINGSKVOT OCH DERIVATA KAPITEL 3 DERIVERINGSREGLER

Lösningar och kommentarer till uppgifter i 2.2

Fler uppgifter på andragradsfunktioner

f(t 2 ) f(t 1 ) = y 2 y 1 Figur 1:

20 Gamla tentamensuppgifter

Gamla tentemensuppgifter

Matematik CD för TB. x + 2y 6 = 0. Figur 1:

Sidor i boken f(x) = a x 2 +b x+c

Sekant och tangent Om man drar en rät linje genom två punkter på en kurva får man en sekant. (Den gröna linjen i figuren).

f (x) = 8x 3 3x Men hur är det när exponenterna inte är heltal eller är negativ, som till exempel g(x) = x h (x) = n x n 1

Lösningar och kommentarer till Övningstenta 1

Den räta linjens ekvation

KOKBOKEN. Håkan Strömberg KTH STH

5 Om f (r) = 0 kan andraderivatan inte avgöra vilken typ av extrempunkt det handlar om. Återstår att avgöra punktens typ med teckenstudium.

3 Deriveringsregler. Vi ska nu bestämma derivatan för dessa fyra funktioner med hjälp av derivatans definition

Formelhantering Formeln v = s t

Dagens tema är exponentialfunktioner. Egentligen inga nyheter, snarare repetition. Vi vet att alla exponentialfunktioner.

Den räta linjens ekvation

6 Derivata och grafer

Kapitel , 2102 Exempel som löses i boken a) Löneökning per månad: 400 kr. b) Skattehöjning per månad: 5576 kr 5376 kr = 200 kr.

Funktioner. Räta linjen

Förändringshastighet ma C

f(t 2 ) f(t 1 ) = y 2 y 1 Figur 1:

polynomfunktioner potensfunktioner exponentialfunktioner

4 Fler deriveringsregler

Lösningar och kommentarer till uppgifter i 2.3

Lösningar och kommentarer till uppgifter i 3.1

f(x) = x 2 g(x) = x3 100

DERIVATA. = lim. x n 2 h h n. 2

KONTROLLSKRIVNING. Matematik C. Datum: Tid:

M0038M Differentialkalkyl, Lekt 16, H15

Komposanter, koordinater och vektorlängd Ja, den här teorin gick vi igenom igår. Istället koncentrerar vi oss på träning inför KS3 och tentamen.

KOKBOKEN 1. Håkan Strömberg KTH STH

MA2001 Envariabelanalys

Vi ska titta närmare på några potensfunktioner och skaffa oss en idé om hur deras kurvor ser ut. Vi har tidigare sett grafen till f(x) = 1 x.

5 Blandade problem. b(t) = t. b t ln b(t) = e

y y 1 = k(x x 1 ) f(x) = 3 x

Lösningar och kommentarer till uppgifter i 1.1

Kan du det här? o o. o o o o. Derivera potensfunktioner, exponentialfunktioner och summor av funktioner. Använda dig av derivatan i problemlösning.

9 Skissa grafer. 9.1 Dagens Teori

DOP-matematik Copyright Tord Persson. Gränsvärden. Uppgift nr 10 Förenkla bråket h (5 + h) h. Uppgift nr 11 Förenkla bråket 8h + h² h

Moment 8.51 Viktiga exempel , 8.34 Övningsuppgifter 8.72, 8.73

Bedömningsanvisningar

Lösandet av ekvationer utgör ett centralt område inom matematiken, kanske främst den tillämpade.

f(x) = x 2 g(x) = x3 100 h(x) = x 4 x x 2 x 3 100

Teori och teori idag, som igår är det praktik som gäller! 1 (Bokens nr 3216) Figur 1:

G VG MVG Programspecifika mål och kriterier

Del I: Digitala verktyg är inte tillåtna. Endast svar krävs. Skriv dina svar direkt i provhäftet.

MAA7 Derivatan. 2. Funktionens egenskaper. 2.1 Repetition av grundbegerepp

Talmängder. Målet med första föreläsningen:

Moment Viktiga exempel Övningsuppgifter I

Lösa ekvationer på olika sätt

Repetition kapitel 1, 2, 5 inför prov 2 Ma2 NA17 vt18

Del I Denna del består av 8 uppgifter och är avsedd att genomföras utan miniräknare.

Vi tolkar det som att beloppet just vid denna tidpunkt stiger med 459 kr/år, alltså en sorts hastighet. Vi granskar graferna till b(x) och b (x)

En vanlig uppgift är att bestämma max resp min för en trigonometrisk funktion och de x- värden för vilka dessa antas.

Egentligen har vi ingen ny teori att presentera idag. Målet för den närmaste framtiden är att nöta in undersökandet av polynomfunktioner.

Uppsala Universitet Matematiska Institutionen Bo Styf

13 Potensfunktioner. Vi ska titta närmare på några potensfunktioner och skaffa oss en idé om hur deras kurvor ser ut. Vi har tidigare sett grafen till

Matematik 3 Digitala övningar med TI-82 Stats, TI-84 Plus och TI-Nspire CAS

KS övning 1. Problem 1. Beräkna Problem 2. Förenkla. (x 1 3 y

Envariabelanalys: Vera Koponen. Envariabelanalys, vt Uppsala Universitet. Vera Koponen Föreläsning 5-6

7. Max 0/1/1. Korrekt kombinerad ekvation och påstående i minst två fall med korrekt svar

När vi blickar tillbaka på föregående del av kursen påminns vi av en del moment som man aldrig får tappa bort. x 2 x 1 +2 = 1. x 1

där x < ξ < 0. Eftersom ξ < 0 är högerledet alltid mindre än Lektion 4, Envariabelanalys den 30 september 1999 r(1 + 0) r 1 = r.

5B1134 Matematik och modeller Lösningsförslag till tentamen den 12 januari 2005

Envariabelanalys 5B1147 MATLAB-laboration Derivator

Moment 1.15, 2.1, 2.4 Viktiga exempel 2.2, 2.3, 2.4 Övningsuppgifter Ö2.2ab, Ö2.3. Polynomekvationer. p 2 (x) = x 7 +1.

TENTAMEN. Rättande lärare: Sara Sebelius & Håkan Strömberg Examinator: Niclas Hjelm Datum:

ATT KUNNA TILL. MA1203 Matte C Vuxenutbildningen Dennis Jonsson

Moment Viktiga exempel Övningsuppgifter

Matematik 3c Kap 2 Förändringshastighet och derivator

Funktionsstudier med derivata

NATIONELLT PROV I MATEMATIK KURS E VÅREN Tidsbunden del

Del A: Digitala verktyg är inte tillåtna. Endast svar krävs. Skriv dina svar direkt på provpappret.

vux GeoGebraexempel 3b/3c Attila Szabo Niclas Larson Gunilla Viklund Mikael Marklund Daniel Dufåker

Attila Szabo Niclas Larson Gunilla Viklund Mikael Marklund Daniel Dufåker. GeoGebraexempel

Planering för Matematik kurs E

NpMa2b vt Provet består av tre skriftliga delprov (Delprov B, C och D). Tillsammans kan de ge 57 poäng varav 20 E-, 19 C- och 18 A-poäng.

a) y = 10 0,5x där y är vattenmängden i hinken och x antalet timmar. b) Se diagrammet c) Då det återstår 5 liter har det gått 10 timmar.

NpMa2a ht Max 0/0/3

Matematik CD för TB = 5 +

HF0021 TEN2. Program: Strömberg. Examinator: Datum: Tid: :15-12:15. , linjal, gradskiva. Lycka till! Poäng

3, 6, 9, 12, 15, 18. 1, 2, 4, 8, 16, 32 Nu är stunden inne, då vill vill summera talen i en talföljd

10 Derivator och tillämpningar 1

TEN22 Tekniskt basår. Miniräknare, Slutbetyget på. avklarats med Poäng Lycka till!

NpMa3c vt Kravgränser

Determinant Vi förekommer bokens avsnitt, som handlar om determinanter eftersom de kommer att användas i detta avsnitt. a 11 a 12 a 21 a 22

Mathematica. Utdata är Mathematicas svar på dina kommandon. Här ser vi svaret på kommandot från. , x

Inledande kurs i matematik, avsnitt P.2. Linjens ekvation kan vi skriva som. Varje icke-lodrät linje i planet kan skrivas i formen.

Polynomekvationer. p 2 (x) = x x 3 +2x 10 = 0

Förkortning och förlängning av rationella uttryck (s. 27 Origo 3c)

6. Samband mellan derivata och monotonitet

Förkortning och förlängning av rationella uttryck (s. 29 Origo 3b)

Läsanvisningar till kapitel 6 i Naturlig matematik. Avsnitt 6.6 ingår inte.

x+2y+3z = 14 x 3y+z = 2 3x+2y 4z = 5

Transkript:

I figuren ser vi grafen till funktionen f(x) x + Inritad finns dels en sekant, som skär kurvan i punkterna ( 1, 7) oc (4, ). Dessutom finns en tangent som tangerar kurvan i (, 10) Sekantens riktningskoefficient (lutning) kan vi enkelt bestämma genom k 7 ( 1) 5 4 Men ur ska vi kunna bestämma tangentens riktningskoefficient (lutning)? Figur 1: Vi ar en intuitiv känsla av att en tangent är en linje som snuddar vid kurvan. Den ar bara en punkt gemensam med kurvan, till skillnaden från sekanten som ar två. Här ska vi närma oss en lösning på problemet genom att dra ett antal sekanter. Vi utgår från samma funktion som ovan f(x) x + Håkan Strömberg 1 KTH Syd

Figur : oc vill veta riktningskoefficienten till tangenten i punkten (1, 7 ). Vi bestämmer successivt riktningskoefficienten till ett antal sekanter oc fyller i denna tabell x 1 x f(x 1 ) f(x ) k 1 4. 7. 1.667 1. 5.000 1. 1.. 1.000 1 1 1.5..750 0.8 0.5 1 1.5..51 0.750 0.5 1 1.1..40 0.700 0.1 1 1.05..68 0.68 0.05 1 1.01..40 0.670 0.01 1 1.001..4 0.667 0.001 När nu x kryper närmare x 1 så måste ju motsvarande sekanten får en riktningskoefficient som mer oc mer liknar tangentens. Så om vi får gissa tangentens k-värde är ingen dålig gissning. k Om vi istället för x inför x 1 +, där kommer att anta värdena enligt tabellen ovan oc kan skriva ett mycket viktigt uttryck för att bestämma sekantens riktningskoefficient f(x + ) f(x) f(x + ) f(x) k x + x I vårt försök ar vi låtit bli mindre oc mindre. Vi ar låtit gå mot 0. Mer om detta i nästa föreläsning. Håkan Strömberg KTH Syd

1 Bestäm lutningen för tangenten till kurvan y f(x) x + i punkten (1, 7 ). Lösning: Vi ska nu använda formeln från föregående sida: k f(x + ) f(x) x + x Vi utvecklar uttrycket oc får f(x + ) f(x) ) (x+) (x + + k (x + ) x x + x + x x + x + (x + ) x + När vi nu låter bli mindre oc mindre, varför inte rent av 0 får vi k x. Nu var det tangenten till punkten (1, 7 ) som var intressant. x 1 insatt i vårt resultat ger k 1 Något vi tidigare gissat. Svar: Tangenten i punkten (1, 7) ar k-värdet. Bestäm ekvationen till tangenten i förra problemet. Lösning: Vi utgår från y kx+m oc ar redan k. Återstår att bestämma m. Eftersom linjen (tangenten) går genom punkten (1, 7 ) får vi som ger 7 1 + m m 7 5 Svar: Tangentens ekvation är y x + 5 Håkan Strömberg KTH Syd

Den sträcka s(t) meter som en kropp rör sig på t sekunder beräknas enligt s(t) 10t t. Beräkna a) s(4) b) s(4 + ) s(4 + ) s(4) c) d) Vad blir värdet av uttrycket när blir mycket litet oc vad ar du då räknat ut? Lösning: a) s(4) 10 4 4 4 b) s(4+) 10(4+) (4+) 40+10 16 8 4+ c) 4 + 4 ( ) d) När är riktigt litet eller 0 blir uttrycket ovan. Jag ar då tagit reda på att astigeten efter 4 sekunder är. 4 Beräkna diffrenskvoten då f(x) x x, x 1 oc 0. Lösning: Vi vet att differenskvoten skrivs f(x + ) f(x) f(x + ) f(x) Vi får då (1 + 0.) (1 + 0.) ( 1 1 ) 0.8 0. Vad ar jag beräknat? k-värdet för den sekant som går genom punkterna (1.,.16) oc (1, ). Dessa två punkter ligger ju på kurvan eller ur? 5 Fyll i tabellen nedan då f(x) x + 1, x 5 oc varierar: 0.1 0.01 0.001 0.0001 0.00001 f(x + ) f(x) Håkan Strömberg 4 KTH Syd

Lösning: Vi ar att sätta in olika i formeln (5 + ) + 1 (5 + 1) 0.1 10.1 0.01 10.01 0.001 10.001 0.0001 10.0001 f(x + ) f(x) 0.00001 10.00001 Vad ar vi beräknat? När blir mindre oc mindre närmar sig differenskvoten k-värdet av tangenten till kurvan i punkten (1, ) 6 Vilket värde närmar sig följande differenskvot då närmar sig 0, då s(x) 10x + 4x s(10 + ) s(10) Lösning: Vi ställer upp differenskvoten f(x + ) f(x) Utvecklar vi detta uttryck får vi 10(10 + ) + 4(10 + ) (10 10 + 4 10 ) 100 + 10 + 4(100 + 0 + ) (100 + 400) 100 + 10 + 400 + 80 + 4 500 90 + 4 (90 + 4) 90 + 4 7 Normalen till en kurva i en given punkt på kurvan är en linje som går genom punkten oc är vinkelrät mot tangenten. Vi ar funktionen f(x) x + 1 oc vet att punkten (1, ) ligger på kurvan oc att tangenten till kurvan i denna punkt ar k-värdet. Bestäm ekvationen till normalen i denna punkt Lösning: Först bestämmer vi ekvationen för tangenten oc utgår från y kx + m. Vi vet att k oc att en punkt på linjen är (1, ). Detta ger oss m genom ekvationen. 1 + m Håkan Strömberg 5 KTH Syd

Tangentens ekvation blir y x Alltså m 0. För normalens ekvation utgår vi åter från y kx + m. Denna gång vet vi att k 1 oc att punkten (1, ) också ligger på normalen. Vi kan nu bestämma m genom ekvationen 1 1 + m m 5 Svar: Normalens ekvation y x + 5. Vi avslutar med grafen..5.5 1.5 1 0.5-1 1 4 Figur : 1 Låt f(x) 4x + x. Bestäm a) f(1) b) f(1 + ) c) f(a) d) f(a + ) Funktionen är f(x) x. Gissa tangentens lutning i (0, 0). Bestäm först nollställena till funktionen f(x) x + x. Gissa därefter k-värdet till tangenten i det största av funktionens nollställen. 4 Bestäm den genomsnittliga förändringsastigeten os funktionen f(x) x + x i intervallet [, ] 5 Den vägsträcka, s meter, som en kropp rätlinjigt rört sig på tiden t sekunder bestäms av följande formel. Beräkna medelastigeten i tidsintervallet från t 1 1 till t 15 s(t) 7.5 + 0.8t Håkan Strömberg 6 KTH Syd

1 a) f(1) 4 1 + 1 4 + 6 b) f(1 + ) 4(1 + ) + (1 + ) 4(1 + + ) + + c) f(a) 4a + a d) 4 + 8 + 4 + + 4 + 10 + 6 f(a + ) 4(a + ) + (a + ) 4(a + a + ) + a + 4a + 8a + 4 + a + En inte allt för vågad gissning är k 0. I nästa föreläsning kommer vi att visa detta. Grafen ger oss ytterligare känsla för att gissningen är korrekt. 4.5.5 1.5 1 0.5 - -1 1 Figur 4: Först får vi funktionens nollställen genom att lösa ekvationen x + x 0 1 x 1 ± + 8 4 4 x 1 ± x 1 x 1 Vi ska nu alltså bestämma k-värdet till tangenten i punkten (1, 0). Vi tecknar differnskvoten f(x + ) f(x) f(1 + ) f(1) f(1 + ) f(1) (1 + ) + (1 + ) (1 + 1 ) 1 + + + 1 + + ( + ) + När närmar sig 0 närmar sig sekantens k-värde som också är tangentens k-värde. Håkan Strömberg 7 KTH Syd

4 Vi ställer upp följande uttryck f() f( ) ( ) + (( ) + ( ) 4 4 + (4 ) 4 1 Svar: Den genomsnittliga förändingsastigeten är 1 5 Vi beöver s(1) 7.5 + 0.8 1 17.0 oc s(15) 7.5 + 0.8 15 194.5. Nu kan vi ställa upp följande uttryck s(15) s(1) 15 1 194.5 17.0.41 Svar: medelastigeten är.41 m/s Räkna bokens uppgifter: 11, 14, 15, 16, 18, 19, 1, 16 11 Fyra lutningar ska bestämmas, med jälp av fem punkter som vi läser ut ur diagrammet. k AB y x y y 1 x x 1 4 4 0 1 k BC y x y y x x 4 6 4 1 k CD y x y 4 y x 4 x 5 10 6 4 k DE y x y 5 y 4 x 5 x 4 5 11 10 14 b) 15 a) f(x) x y x f(6) f(4) 6 4 y() y(1) 1 1 16 6 + 6 6 ( 4 + 6 4 ) 16 Som Du vet beräknas k-värdet med jälp av formeln 16 k y x y y 1 x x 1 Punkten A (1, ) kommer att vara densamma ela tiden. Punkten B kommer att starta i (, 5) oc sedan närma sig A. Vi ska nu se ur k-värdet då Håkan Strömberg 8 KTH Syd

ändras k y x f() 1 5 1 k y x f(1.5) 1.5 1.5.5 0.5 k y x f(1.1) 1.1 1.1.1 0.1 k y x f(1.01) 1.01 1.001 0.01.01 Vi ar all anledning att tro att k-värdet kommer att närma sig i takt med att x-koordinaten os B närmar sig. 18 Funktionen f(x) x oc (, 4) är given. Eftersom vi ännu inte kan derivera måste vi bestämma tangents k-värde numeriskt. k y x f( ) f(.00001) (.00001) f( ) f(.00001) 0.00001 4.00001 Det är inte svårt att gissa att tangentens k-värde är 4. Tangentens ekvation ges förstås på formen y 4x + m. Eftersom (, 4) är en punkt på linjen kan vi beräkna m genom 4 4 ( ) + m, m 4. Tangentens ekvation är y 4x 4 19 b) Vi använder samma teknik som i förra uppgiften bestämmer tangentens k-värde numeriskt. Funktionen är f(x) 6x x oc punkten på kurvan (4, 8). k f(x) f(4.0001) f(4) 7.9998 8.000 x 4.0001 4 0.0001 Vi gissar nu att k t. Linjens ekvation y x + m kan bestämmas genom att sätta in den punkt vi känner (4, 8). 8 4 + m ger oss m 16 oc linjens ekvation y x + 16 1 Då funktionen är f(x) x får vi ändringskvoten f(a + ) f(a) + 4a (a + ) (a ) ( + a) ( + a) a + + 4a a + 16 En linje som går genom punkten (1, 1) oc ar k-värdet k 4 ar ett m-värde 1 4 1 + m, m. Detta leder till sekantens ekvation y 4x Vi ser att sekanten skär kurvan på två ställen oc vi är på jakt efter den andra skärningspunkten. Vi får ett ekvationssystem { y x y 4x Håkan Strömberg 9 KTH Syd

1.5 10 7.5 5.5 1 -.5-5 Figur 5: y är uttryckt på två sätt, vilket leder till andragradsekvationen x 4x, med rötterna x 1 1 (ar vi redan) oc x. När x är y 9. Punkten vi söker är då (, 9) Håkan Strömberg 10 KTH Syd