Poli in racionalne funkcije - Derive

Poli in racionalne funkcije - Derive

Avtor: Aktivna matematika

Težavnost:

Učni cilji: Učni list na temo polov racionalne funkcije.

Po definiciji so poli racionalne funkcije ničle imenovalca racionalne funkcije in zato funkcija v polih ni definirana. Zanimivo pa se je vprašati po vrednostih racionalne funkcije, ko se z x bližamo polu. Dijake povprašamo, kako je z deljenjem z majhnimi števili. Induktivno jih napeljemo na pravilni odgovor. Nazorno in ob podobni razlagi pa lahko dijakom pokažemo obravnavani problem še s pomočjo računalnika in z uporabo programa DERIVE. Ukaze vnašamo neposredno ali s pomočjo datoteke RACF1.DMO.

1. Nastavimo natančnost izračunavanja na mest:

Simplify/Approximate/Approximate := 10 

2. Ogledali si bomo funkcijo . Vnesemo izraz:

x/(x-2) 

3. Najprej se z x približujemo polu z leve. Z ukazi  Simplify/Variable Substitution  v izrazu zamenjamo z

Simplify/Variable Substitution/ok :  #2 / 1
Simplify/Variable Substitution/ok  : #2 /1.5
. . .
Simplify/Variable Substitution/ok  : #2 /1.9999995 

4. Z Approximate poiščemo numerično vrednost izrazov.

Approximate: #3
Approximate: #4
...
Approximate: #9 

5.Podoben postopek naredimo še z desne. Z ukazi  Simplify/Variable Substitution:  v izrazu zamenjamo s

Simplify/Variable Substitution/ok  : #2 / 3
Simplify/Variable Substitution/ok  : #2 /2.5
. . .
Simplify/Variable Substitution/ok  : #2 /2.0000005 

6. Z  Approximate  poiščemo numerično vrednost izrazov.

Approximate: #17
Approximate: #18
...
Approximate: #23 

Iz rezultatov opazimo da se vrednosti hitro povečujejo, bolj ko se bližamo polu. Učence vprašamo, kaj bi bilo, če bi vstavili vrednost v polu. še enkrat jih spomnemo na idejo o deljenju z majhnnimi števili. Dijaki ugotovijo, da je pol v bistvu navpična asimptota. Ker DERIVE omogoča tudi izračun vrednosti racionalne funkcije v polu. Vstavimo še vrednost :

Simplify/Variable Substitution/ok  : #2 / 2
Approximate: #32 

Rezultat ali torej ne preseneča.

7. Da dokončno razčistimo vse nejasnosti, se o tem prepričamo še z grafom funkcije :

x/(x-2)
Plot 

Če želimo še posebej videti pol, ga moramo narisati:

x=2
Plot 
Pravilno narisan graf

(slika1.PNG)

Ukazi s pomočjo datoteke RACF2.DMO

 PrecisionDigits:=10

x/(x-2)

;Sub(#2)
1/(1-2)

;Sub(#2)
1.5/(1.5-2)

;Sub(#2)
1.95/(1.95-2)

;Sub(#2)
1.995/(1.995-2)

;Sub(#2)
1.9995/(1.9995-2)

;Sub(#2)
1.99995/(1.99995-2)

;Sub(#2)
1.9999995/(1.9999995-2)

;Approx(#3)
-1

;Approx(#4)
-3

;Approx(#5)
-39

;Approx(#6)
-399

;Approx(#7)
-3999

;Approx(#8)
-39999

;Approx(#9)
-3.999999*10^6

;Sub(#2)
3/(3-2)

;Sub(#2)
2.5/(2.5-2)

;Sub(#2)
2.05/(2.05-2)

;Sub(#2)
2.005/(2.005-2)

;Sub(#2)
2.0005/(2.0005-2)

;Sub(#2)
2.00005/(2.00005-2)

;Sub(#2)
2.0000005/(2.0000005-2)

;Approx(#17)
3

;Approx(#18)
5

;Approx(#19)
41

;Approx(#19)
41

;Approx(#20)
401

;Approx(#21)
4001

;Approx(#22)
40001

;Approx(#23)
4.000001*10^6

;Sub(#2)
2/(2-2)

;Approx(#32)
"+-"inf

x=2 
0%
0%