Eksponentna funkcija (Derive)

Eksponentna funkcija (Derive)

Avtor: Aktivna matematika

Težavnost:

Naloga

Ogledali si bomo funkcijo, ki je preslikava iz množice realnih števil v množico realna števila, s predpisom . Tako funkcijo imenujemo eksponentna funkcija. Število imenujemo osnova, pa eksponent. Naša naloga je ugotoviti:


  1. Kakšna mora biti osnova da bo to funkcija, ki realna števila preslika v realna števila?
  2. Kakšen je njen graf za različne ?
  3. Kaj imajo grafi skupnega?

Ukazi

Ukazi programa DERIVE, uporabljeni v nalogah:

  • Izraz vnesete kot 2^3. Znak za potenco dobimo s tipko Alt Gr + 3. Pojavil se bo šele, ko boste natipkali eksponent ali pritisnili preslednico. Lahko ga vnesete tudi tako, da kliknete na peti gumb v zgornji vrsti desne orodjarne, ki je na dnu zaslona.
  • Poenostavljanje izrazov: osvetljeni izraz poenostavimo s Simplify/Basic.
  • Približno vrednotenje izrazov: izraz osvetlimo in uporabimo Simplify/Approximate in kliknemo na Approximate. Za odpiranje novega risarskega okna: Window/New 2D-plot Window;
  • Za prehod med risarskim in algebrskim oknom izberemo ukaz Window in nato izbiramo med spodaj navedenimi okni;
  • Za risanje funkcij: prehod v 2D Plot okno. Tam uporabimo ukaz Insert/Plot;
  • Grafe v oknu za risanje brišemo z Edit/Delete all plots.

Funkcija f(x)

Najprej si oglejmo funkcijo . Če je poljubno racionalno število vemo, kaj pomeni zapis . Dopolnite tabelo s točnimi vrednostmi v prvi vrstici in približnimi v drugi vrstici. Približne vrednosti zaokroži na pet decimalnih mest natančno, kjer je potrebno.


točno ali
približno
točno1/ 1/ 1/ / /
približno


Preveri

Pravilno

Napačno

Še enkrat poskusi. Nekje si se zmotil.

Rešitev

točno12410242 ali
približno12410241,414213,17480
točno1/ 21/ 41/ 1024/ 2/ 4
približno0,50,250,000980,707110,31498

Funkcija f(x)

Kaj se zgodi, če je iracionalno število? Kaj pomeni recimo ali pa ? Ker vemo, da je približno (to pa je racionalno število), izračunajte ter .
Njuna razlika (izračunajte s Simplify/Approximate) je (Zaokrožite na 5 decimalnih mest natančno.)


Izračunajte še
Vrednost izračunana s Simplify/Approximate je .


Preveri

Pravilno

Napačno

Še enkrat poskusi.

Rešitev

Njuna razlika (izračunajte s Simplify/Approximate) je


Vrednost izračunana s Simplify/Approximate je

Funkcija f(x)

Kaj predvidevate glede obstoja števila ? Kaj pa glede števil oblike , kjer je eksponent iracionalno število?


Tako število ne obstaja.
Tako število obstaja.

Pravilno

Število obstaja in ga lahko dobimo s pomočjo racionalnih približkov eksponenta . Enako velja za poljubno drugo iracionalno število.

Napačno

Število obstaja in ga lahko dobimo s pomočjo racionalnih približkov eksponenta . Enako velja za poljubno drugo iracionalno število.

Funkcija f(x)

Poskusite izračunati (uporabite Approximate).


Rezultat: .


Preveri



Narišite skico grafa funkcije . Nato funkcijo narišite še s pomočjo programa DERIVE.Če se sliki razlikujeta, izračunajte vrednost funkcije v nekaj točkah, kjer ste opazili razliko. Popravite svojo skico.

Pravilno

Napačno

Še enkrat poskusi, rezultat zaokroži na 5 decimalnih mest natančno.

Rešitev

Rezultat je

Graf funkcije f(x)

(1a.PNG)

Pozitivna osnova

Poskusite še z , in . Najprej za posamezno funkcijo izpolnite tabelo. V tabelo zapisujte približke na dve decimalki.



Preveri

Pravilno

Napačno

Še enkrat poskusi.

Rešitev

11,321,7334,7295,90
11,492,2459,74259,77
11,783,161025,95100

Pozitivna osnova

Pravilno

Napačno

Še enkrat poskusi.

Rešitev

0,760,580,330,210,11
0,670,450,20,100,04
0,560,320,10,040,01

Pozitivna osnova

S pomočjo tabele narišite grafe vseh treh funkcij v isti koordinatni sistem. Iste grafe narišite še s pomočjo programa DERIVE.



Razmislite, kakšen je graf funkcije in ga narišite. Spomnite se, da je . Svojo skico primerjajte z grafom, ki ga nariše program DERIVE.


Graf funkcije f(x)


Kakšen je graf z osnovo ?


Graf z osnovo 1

Graf z osnovo 1

(4a.PNG)

Graf funkcije f(x)

(3a.PNG)

Grafi funkcij

(2a.PNG)

Negativna osnova

Poskusimo še z negativno osnovo. Izpolnite tabelo za osnovo Pri tem pazite! Zanima nas eksponentna funkcija, ki preslikuje realna števila v realna števila. Zato povsod, kjer DERIVE kot rezultat zapiše kompleksno število, naredite le črtico "/" (ni definirano, ni realno število).

x


Preveri

Pravilno

Napačno

Še enkrat poskusi. Nekje si se zmotil.

Rešitev

x
1102459049
-1-8-27
149
-1-2-3
///
///
///
111

Negativna osnova

Pravilno

Napačno

Še enkrat poskusi. Nekje si se zmotil.

Rešitev

x
///
///
///
-1-1/2-1/3
11/41/9
-1-1/8-1/27
11/161/81
///
///
///
///
///
///

Negativna osnova

Kaj mislite, kakšen je graf eksponentne funkcije, če je osnova negativno število? Poskusite s programom DERIVE narisati graf eksponentne funkcije z negativno osnovo.

DERIVE ne nariše nič.

(5a.PNG)

Ugotovitve


1. ugotovitev: Eksponentna funkcija preslika realna števila v realna, če je osnova .


Preveri

Pravilno

Napačno

Še enkrat poskusi.

Rešitev

Eksponentna funkcija preslika realna števila v realna, če je osnova pozitivna.

Ugotovitve

2. ugotovitev: Kaj imajo skupnega grafi z osnovo ?



Preveri

Pravilno

Napačno

Še enkrat poskusi.

Rešitev

Pravilni odgovori so:

  • Grafi so naraščajoči.
  • Grafi gredo skozi točko
  • Vsi grafi so nad osjo
  • Grafi se pri približajo osi

Ugotovitve

3. ugotovitev: Kaj imajo skupnega grafi z osnovo ?



Preveri

Pravilno

Napačno

Še enkrat poskusi.

Rešitev

Pravilni odgovori so:

  • Grafi gredo skozi točko
  • Vsi grafi so nad osjo
  • Grafi so padajoči.
  • Grafi se pri približajo osi
0%
0%