Vedenje racionalne funkcije v neskončnosti - Derive

Vedenje racionalne funkcije v neskončnosti - Derive

Avtor: Aktivna matematika

Učni cilji: Učni list na temo vedenja racionalne funkcije v neskončnosti.

Naloga 1

Dane so funkcije:

V vseh štirih primerih je stopnja polinoma v števcu od stopnje polinoma v imenovalcu.

Hkrati narišimo vse štiri funkcije.

  • V oglatem oklepaju zapišemo vse štiri funkcijske predpise:
  • Uporabimo ukaz za risanje
(graf.PNG)

Oglejmo si sliko. Kaže, da imajo vse funkcije enako vodoravno asimptoto. Da bo to še bolj očitno, z nekaj pritiski na ali s klikom (ali več kliki) na ikono (vedenje.PNG) zmanjšajmo enoti na oseh. Vidimo, da imajo vse funkcije asimptoto z enačbo: .

Preveri

Pravilno

Bravo. Na vsa vprašanja si odgovoril pravilno.

Napačno

Nekateri tvoji odgovori so lahko pravilni, vendar ne vsi. Poskusi še enkrat.

Napačno

Nekateri tvoji odgovori so lahko pravilni, vendar ne vsi. Preberi si rešitev.
Rešitev:

V vseh štirih primerih je stopnja polinoma v števcu manjša od stopnje polinoma v imenovalcu.
Vse funkcije imajo asimptoto z enačbo: .

Asimptota je premica ali krivulja, ki se ji graf funkcije v neskončnosti vedno bolj približuje.

Naloga 2

Narišimo še grafe naslednjih treh funkcij:

V teh primerih je stopnja polinoma v števcu stopnji polinoma v imenovalcu.

Narišite grafe vseh treh racionalnih funkcij v isti koordinatni sistem. Da boste laže opazovali vedenje funkcij, spremenite velikost enot na koordinatnih oseh.

Pravilno narisani grafi funkcij

Ali imajo tudi te funkcije enako vodoravno asimptoto?

Kaj pa posamezna funkcija? Ali ima vsaka vodoravno asimptoto?

Preveri

Pravilno

Bravo. Na vsa vprašanja si odgovoril pravilno.

Napačno

Nekateri tvoji odgovori so lahko pravilni, vendar ne vsi. Poskusi še enkrat.

Napačno

Nekateri tvoji odgovori so lahko pravilni, vendar ne vsi. Preberi si rešitev.
Rešitev:

  • V teh primerih je stopnja polinoma v števcu enaka stopnji polinoma v imenovalcu.
  • Ali imajo tudi te funkcije enako vodoravno asimptoto? Ne.
  • Kaj pa posamezna funkcija? Ali ima vsaka vodoravno asimptoto? Da.

Naloga 2

Opazujte vedenje funkcije v neskončnosti tako, da križec, "prilepite" na krivuljo. To naredite tako, da poskrbite, da je v oknu za risanje vključena izbira  Options/Trace plots  . Takrat ima križec obliko kvadratka. Nato ga s pomočjo tipk – puščic gibljete po krivulji. Med krivuljami preskakujemo s puščicama gor in dol. Opazujte ordinate točk pri zelo velikih . Koordinate točke, v kateri je križec, so zapisane v levem spodnjem kotu zaslona. Pazite, da je vključena izbira  Options/Follow cross  . Če ob teh premikih koordinatno središče izgubite, ga boste zopet postavili na izhodiščno mesto z izbirami  Set/Cross position: Origin  ali pa z ikono (ikona.PNG) .

Zapišite enačbe vodoravnih asimptot. Lahko jih tudi narišete k pripadajočim racionalnim funkcijam. Ulomke zapiši kot npr. .

Vodoravna asimptota funkcije je .

Vodoravna asimptota funkcije je .

Vodoravna asimptota funkcije je .

Kakšna je enačba vodoravne asimptote funkcije ?

Enačba vodoravne asimptote:

Preveri

Pravilno

Bravo. Na vsa vprašanja si odgovoril pravilno.

Napačno

Nekateri tvoji odgovori so lahko pravilni, vendar ne vsi. Poskusi še enkrat.

Napačno

Nekateri tvoji odgovori so lahko pravilni, vendar ne vsi. Preberi si rešitev.
Rešitev:

  • Vodoravna asimptota funkcije : .
  • Vodoravna asimptota funkcije : .
  • Vodoravna asimptota funkcije : .
  • Kakšna je enačba vodoravne asimptote funkcije ?
    Enačba vodoravne asimptote: .

Naloga 2

Poglejmo, kakšen je zapis funkcije , če polinom v števcu delimo s polinomom v imenovalcu. Pri tem si pomagajmo s programom DERIVE. Vnesemo izraz in uporabimo ukaz  Simplify/Expand  . S klikom na gumb  Expand  dobimo kvocient in ostanek, kar lahko zapišemo kot , pri čemer je v drugem členu stopnja števca manjša od stopnje imenovalca. Kako se ta obnaša, ko gre ?

Kvocient gre pri neskončno velikih proti

To pomeni, da se funkcijska vrednost funkcije pri neskončno velikih približuje vrednosti , ali drugače, da je vodoravna asimptota funkcije premica .

Na enak način zapišite še funkciji in in se na ta način prepričajte, če ste zapisali pravilni asimptoti teh dveh funkcij.

Ali lahko graf funkcije seka pokončno asimptoto?

Zakaj?

Ali lahko graf funkcije seka vodoravno asimptoto?

Namig

Preveri

Pravilno

Bravo. Na vsa vprašanja si odgovoril pravilno.

Napačno

Nekateri tvoji odgovori so lahko pravilni, vendar ne vsi. Poskusi še enkrat.

Napačno

Nekateri tvoji odgovori so lahko pravilni, vendar ne vsi. Preberi si rešitev.
Rešitev:

  • Kvocient gre pri neskončno velikih proti ničli. To pomeni, da se funkcijska vrednost funkcije pri neskončno velikih približuje vrednosti , ali drugače, da je vodoravna asimptota funkcije premica .
  • Ali lahko graf funkcije seka pokončno asimptoto? Ne.
    Zakaj? Pokončno asimptoto ima racionalna funkcija v polu, tam pa ni definirana.
  • Ali lahko graf funkcije seka vodoravno asimptoto? Da.

Poglej graf funkcije .

(derive.PNG)

Naloga 3

Ugotovitve iz prejšnjih dveh nalog nam bodo pomagale pri reševanju zadnje naloge. v Dane so funkcije:

Narišite njihove grafe vsakega v svoje okno za risanje. To storite tako, da zapišete izraz, odprete novo okno z  Window/New 2D-plot Window  , kjer ga narišete. Ko boste ponovno želeli pogledati katerega od štirih grafov, jih boste našli pod izbiro  Window  , kjer bodo spodaj našteta risarska okna: 2  2D-plot  , 3   2D-plot  , ...

Pravilno narisani grafi funkcij

Ali imajo te funkcije vodoravno asimptoto?

V vseh štirih primerih je stopnja števca od stopnje imenovalca.

Poglejte najprej prva dva primera. Kolikšna je razlika stopenj? Razlika stopenj je:

Opazujte grafa prvih dveh funkcij. Kakšna sta grafa teh funkcij pri neskončno velikih vrednostih ?

Se grafa ostalih dveh funkcij pri neskončno velikih vedeta kot prva dva?

Kakšna je razlika stopenj polinoma v števcu in polinoma v imenovalcu pri funkciji in kakšna pri ?
Razlika stopenj je pri tretji in pri četrti funkciji.

Preveri

Pravilno

Bravo. Na vsa vprašanja si odgovoril pravilno.

Napačno

Nekateri tvoji odgovori so lahko pravilni, vendar ne vsi. Poskusi še enkrat.

Napačno

Nekateri tvoji odgovori so lahko pravilni, vendar ne vsi. Preberi si rešitev.
Rešitev:

  • Ali imajo te funkcije vodoravno asimptoto? Ne.
  • V vseh štirih primerih je stopnja števca večja od stopnje imenovalca.
  • Razlika stopenj v prvih dveh primerih je .
  • Kakšna sta grafa teh funkcij pri neskončno velikih vrednostih ?
    Grafa prvih dveh funkcij se pri neskončno velikih približujeta premici.
  • Se grafa ostalih dveh funkcij pri neskončno velikih vedeta kot prva dva?
    Ne. Tretji se približuje kvadratni in četrti kubični paraboli.
  • Kakšna je razlika stopenj polinoma v števcu in polinoma v imenovalcu pri funkciji in kakšna pri ?
    Razlika stopenj je pri tretji in pri četrti funkciji.

Naloga 3

Izpolnite naslednjo tabelo.

FunkcijaIzraz preoblikujte z ukazom  Simplify/Expand  Asimptota funkcijePresečišča z asimptoto

Preveri

Pravilno

Bravo. Na vsa vprašanja si odgovoril pravilno.

Napačno

Nekateri tvoji odgovori so lahko pravilni, vendar ne vsi. Poskusi še enkrat.

Napačno

Nekateri tvoji odgovori so lahko pravilni, vendar ne vsi. Preberi si rešitev.
Rešitev:

FunkcijaIzraz preoblikujte z ukazom  Simplify/Expand  Asimptota funkcijePresečišča z asimptoto
Ni presečišča.
Ni presečišča.
Ni presečišča.

Naloga 3

Dane so funkcije:

Ali lahko graf funkcije seka vodoravno, poševno asimptoto ali asimptotsko krivuljo?

Vzemimo na primer graf druge funkcije (zmanjšajte velikost enot na koordinatnih oseh). Kako določimo točko, v kateri graf funkcije seka asimptoto? Lahko jo preberemo s slike, lahko jo določimo s pomočjo križca, ki ga postavimo v presečišče grafa funkcije z asimptoto, lahko pa določimo to presečišče računsko. Kako?

Preveri

Pravilno

Bravo. Na vsa vprašanja si odgovoril pravilno.

Napačno

Nekateri tvoji odgovori so lahko pravilni, vendar ne vsi. Poskusi še enkrat.

Napačno

Nekateri tvoji odgovori so lahko pravilni, vendar ne vsi. Preberi si rešitev.
Rešitev:

  • Ali lahko graf funkcije seka vodoravno, poševno asimptoto ali asimptotsko krivuljo? Da.
  • Ničle ostanka so presečišča z asimptoto.

(derive1.PNG)
0%
0%