Linearna funkcija - teorija_Irena

Linearna funkcija - teorija_Irena

Avtor: Skupina NAUK

Učni cilji: Razumevanje predpisa linearne funkcije, risanje grafa ter uporaba linearne funkcije v praktičnih situacijah, pomen različnih oblik zapisa enačbe premice, reševanje linearnih enačb in neenačb ter reševanje sistema linearnih enačb.

Definicija linearne funkcije

Linearna funkcija je definirana s predpisom

,

kjer sta in realni števili. Število imenujemo smerni koeficient, število pa začetna vrednost linearne funkcije. Smerni koeficient funkcije določa strmino grafa funkcije. Graf linearne funkcije je premica.

Aplikacija GeoGebra se ni mogla zagnati. Prosim preverite, ali imate v brskalniku namescen program Java 1.4.2 (ali novejsi) (Kliknite tu za namestitev Jave)

Geogebra datoteka

Zgled

PREMISLITE

S premikanjem smernega koeficienta ugotovite za katere je linearna funkcija naraščajoča oz. padajoča.

Odgovor

Kaj nam pove začetna vrednost funkcije?

Odgovor

Zgled: Zapišite enačbo premice, ki bo naraščajoča in seka ordinatno os pri -2.

Rešitev

Rešitev: Enačba mora biti oblike y=kx-2, pri čemer mora biti k>0. Na primer:

ali
ali
...

Komentar: Če narišemo več možnih rešitev dobimo šop naraščajočih premic, ki se sekajo v točki .

Smerni koeficient

Za je linearna funkcija naraščajoča, za je padajoča.

Začetna vrednost

Začetna vrednost določa presečišče grafa linearne funkcije z ordinatno osjo.

Oblike zapisa linearne funkcije

Linearno funkcijo lahko zapišemo v treh oblikah:

  • EKSPLICITNA OBLIKA:
    Enačbe premice v eksplicitni obliki ne moremo zapisati za premice, ki so vzporedne ordinatni osi.

  • IMPLICITNA OBLIKA:
    Implicitno obliko enačbe premice lahko zapišemo za vse premice.

  • ODSEKOVNA OBLIKA: .
    Presečišči z osema sta točki in .

Zgled

PREMISLITE

Kdaj odsekovna oblika enačbe premice nima pomena?

Odgovor

Zgled: Zapišite enačbo premice v vseh treh oblikah.

Rešitev

Rešitev:
eksplicitna oblika
Enačbo preoblikujemo v obliko :
implicitna oblika
Enačbo preoblikujemo v obliko :

delimo s 6 in dobimo odsekovna oblika

Odsekovna oblika

Odsekovne oblike enačbe premice ne moremo zapisati za tiste premice, ki gredo skozi koordinatno izhodišče ali so vzporedne kateri izmed obeh osi.

Enačba premice skozi dve točki

Linearno funkcijo skozi dve točki in zapišemo tako, da najprej izračunamo smerni koeficient in nato uporabimo enačbo iz katere izrazimo :

Zgled

PREMISLITE

Kdaj sta premici z enačbama in vzporedni in kdaj pravokotni?

Odgovor

Kako bi izračunali kot med premicama?

Odgovor

Zgled: Zapišite enačbo premice, ki poteka skozi točki in , v eksplicitni, implicitni in odsekovni obliki.

Rešitev:
Iz danih dveh točk najprej izračunamo smerni koeficient :

Nato uporabimo enačbo iz katere izrazimo :



Tako smo dobili eksplicitno enačbo premice. Zapišimo enačbo premice v implicitni obliki:
Pri odsekovni obliki enačbe mora biti na desni strani enačbe vrednost 1, hkrati nam enačba pove, da premica seka koordinatni osi v točkah in :
Dobimo:

Vzporednost in pravokotnost

Premici z enačbama in sta vzporedni natanko takrat, ko sta njuna smerna koeficienta enaka, torej . Premici sta pravokotni natanko takrat, ko je produkt njunih smernih koeficientov enak -1, torej .

Kot med premicama

Kot med premicama lahko dobimo iz enačbe .

Graf linearne funkcije

Ničlo linearne funkcije določimo iz enačbe , kjer . Število je ničla linearne funkcije natanko takrat, ko je , torej . Premica torej seka abscisno os v točki .

Začetna vrednost določa presečišče grafa linearne funkcije z ordinatno osjo. Premica torej seka ordinatno os v točki . Premica je določena z dvema točkama, torej lahko njen graf že narišemo.

(premica.png)

Linearna enačba z eno neznanko

Zapis oziroma imenujemo linearna enačba.

Rešitve linearne enačbe:

  • Za je rešitev linearne enačbe natanko eno realno število: .
  • Za in je enačba identiteta.
  • Za in enačba nima rešitve.

PREMISLITE

Kaj pomeni, če rečemo, da sta enačbi ekvivalentni?

Odgovor

Kakšen je geometrijski pomen rešitve linearne enačbe?

Odgovor

Ekvivalentnost enačb

Dve linearni enačbi, ki imata isto rešitev, imenujemo ekvivalentni linearni enačbi.

Geometrijski pomen

Rešitev linearne enačbe nam pove ničlo linearne funkcije oziroma presečišče premice z abscisno osjo.

Linearna neenačba z eno neznanko

Linearna funkcija je pozitivna, če je in je negativna, če je . Zastavljena pogoja sta linearni neenačbi.

Rešitve linearne neenačbe:

  • Za je rešitev poltrak .
  • Za je rešitev poltrak .
  • Za in je linearna neenačba identiteta.
  • Za in linearna neenačba nima rešitve.
Aplikacija GeoGebra se ni mogla zagnati. Prosim preverite, ali imate v brskalniku namescen program Java 1.4.2 (ali novejsi) (Kliknite tu za namestitev Jave)

Geogebra datoteka

PREMISLITE

Na sliki vidimo, da je funkcija pozitivna na nekem poltraku, negativna pa na dopolnilnem poltraku. Kaj je izhodišče poltrakov?

Odgovor

Kaj bi bila rešitev sistema dveh linearnih neenačb z dvema neznankama?

Odgovor

Izhodišče obeh poltrakov je ničla funkcije.

Podani imamo dve linearni neenačbi z dvema neznankama in : in . Rešitev sistema predstavimo v ravnini kot presek ustreznih polravnin, ki zadoščata danima neenačbama.

Reševanje linearnih neenačb

Zgled: Rešimo neenačbo !

Rešitev:
Najprej pomnožimo celo enačbo s 15 in dobimo:
Prenesemo člene in izrazimo :



Rešitev neenačbe je poltrak oz. zapisano z intervalom .

(poltrak.png)

PREMISLITE

Kdaj se v neenačbi znak neenakosti obrne?

Odgovor

Znak neenakosti

Če neenačbo množimo ali delimo z , se nam znak neenakosti obrne.

Sistem linearnih enačb

Če imamo podani dve linearni enačbi z dvema neznankama, pravimo, da imamo podan sistem dveh linearnih enačb: in . Rešitev sistema je tak par števil , ki zadošča obema enačbama.

Geometrijski pomen sistema linearnih enačb:

  • Če ima sistem natanko eno rešitev, potem je rešitev točka, v kateri imata dani funkciji presečišče (Slika 1).
  • Če ima sistem neskončno mnogo rešitev, potem dani funkciji sovpadata (Slika 2).
  • Če sistem nima rešitve, potem sta dani funkciji vzporednici (Slika 3).
(sistem_11.png)
Slika 1
(sistem_21.png)
Slika 2
(sistem_31.png)
Slika 3

Reševanje sistema linearnih enačb

Zgled: Dani sta funkciji in .
a) Izračunajte presečišče premic.
b) V ravnini poiščite množico točk , za katere velja in .

Resitev

Rešitev:
a) V sistemu enačb imamo dve linearni enačbi z dvema neznankama: in .
Izenačimo:



Vstavimo v eno izmed enačb in izračunamo :
Dobimo presečišče premic v točki .

b) Narišemo grafa danih funkcij in označimo presek polravnin, ki ustrezajo danim neenačbam.

(polravnina.png)

Fizikalna naloga

Motorist se odpravi iz Ljubljane v Celje in nato naprej v Maribor. Razdalja med Ljubljano in Celjem je km. Od Celja do Maribora vozi min s hitrostjo km/h. Kolikšno pot je prevozil motorist?

Rešitev

Rešitev:
V fiziki pot zapišemo kot . V našem primeru bomo pot od Ljubljane do Celja označili z , pot od Celja do Maribora pa z . Skupaj lahko zapišemo enačbo: .
km km/h h km.

Odgovor: Motorist je od Ljubljane do Maribora prevozil km.
0%
0%