Funkcije

Funkcije

Avtor: E-um (vsebinsko), Skupina NAUK (tehnično)

Učni cilji: Odvisnost ene količine od druge opišemo s preslikavo (funkcijo). Funkcijo lahko ponazorimo s tabelo, predpisom, puščičnim diagramom ali z grafom.

Uvod

Velikokrat se srečujemo z medseboj odvisnimi količinami.

Nekaj primerov:

  1. Znesek v evrih, ki smo ga imeli na transakcijskem računu ob menjavi tolarjev v evre 1.1.2007 je odvisen od zneska v tolarjih, ki smo ga imeli tedaj na računu.
  2. Čas, ki ga potrebujemo za potovanje od Nove Gorice do Ljubljane, je odvisen od potovalne hitrosti.
  3. Količna vode, ki jo potrebujemo za napolnit okrogel bazen s premerom , je odvisna od globine bazena.

Koliko hrane pes potrebuje, je odvisno od njegove velikosti in aktivnosti.

Neodvisne in odvisne količine

V vsakem od primerov je bila ena količina (znesek v evrih, čas vožnje, količina vode) neposredno odvisna od druge količine (znesek v SIT, potovalna hitrost, globina bazena). Zato drugo količino imenujemo neodvisna količina, prvo pa odvisna količina.

Zapišimo v naših primerih neodvisne in odvisne količine:

PrimerNeodvisna količina ()Odvisna količina ()
1.znesek v SITznesek v €
2.potovalna hitrostčas za potovanje
3.globina bazenakoličina vode


Neodvisne količine pogosto označimo z , odvisne pa z . Rečemo tudi, da je odvisna spremenljivka funkcija neodvisne spremenljivke . Funkcija pomeni nek predpis, ki vrednosti neodvisne spremenljivke priredi vrednost odvisne spremenljivke : . In o takih predpisih se bomo pogovarjali v nadaljevanju.

Primer

Poglejmo še en primer. Znanje je odvisno od vloženega dela. V izjavi je neodvisna spremenljivka () vloženo delo, odvisna () pa znanje.

Na podoben način smiselno dopolni!

Prostornina kocke je odvisna od dolžine roba kocke. V izjavi je neodvisna spremenljivka () kocke, odvisna () pa kocke.

Preveri

Prikaži odgovore

Odgovor 1: "" je napačen.

Odgovor 2: "" je napačen.

Vsi odgovori so pravilni!

Prostornina kocke je odvisna od dolžine roba kocke. V izjavi je neodvisna spremenljivka () "rob" kocke, odvisna () pa "prostornina" kocke.

Opazuj

Na funkcijo lahko gledamo tudi drugače. V množici naj bodo vse vrednosti, ki jih lahko zavzame neodvisna spremenljivka . V množici naj bodo vrednosti odvisne spremenljivke. Preslikava naj elementom množice priredi slike v množici .

Na sliki množico predstavljajo dijaki v razredu. V možici so našteti vsi možni uspehi. Funkcija priredi vsakemu dijaku njegov končni uspeh.

Funkcijo bomo predstavili s puščičnim diagramom.

Na animaciji opazuj, kako posameznemu dijaku priredimo uspeh.

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

Janez je dosegel dober, Alenka odličen, Boštjan nezadosten, Mitja prav dober in Petra dober uspeh.

Vsak od dijakov je dosegel natančno določen uspeh. Posamezen dijak ne more doseči dveh uspehov. Tako Janez ne more biti dober in hkrati odličen. Lahko pa več dijakov doseže isti uspeh. Petra in Janez sta oba dosegla dober uspeh. Iz slike razberemo, da nihče od dijakov ni zadosten.

Povzemimo

Funkcija (ali preslikava) iz množice v množico je predpis, ki vsakemu elementu iz množice priredi natanko en element iz množice .



Dogovorimo se za označevanje:

  • funkcijski predpis poimenujemo z malimi pisanimi črkami :
  • zapis preberemo : Funkcija preslikuje iz množice v množico .
  • zapis preberemo: Funkcija elemenetu iz množice priredi element iz množice .

Za funkcijo je ključno troje: množica , od koder preslikujemo, množica , kamor preslikujemo, in predpis , ki pove, kako preslikujemo. Če spremenimo kar koli od tega, dobimo drugo funkcijo. To je seveda očitno, če spremenimo predpis, je pa res tudi, če spremenimo in .

Definicijsko območje in zaloga vrednosti funkcije

Vzemimo na primer funkcijo, ki vsakemu prebivalcu Slovenije priredi število kamel; in pa funkcijo, ki vsakemu prebivalcu Sahare priredi število kamel. Ob slikata iz množic prebivalcev Slovenije oz. Sahare v množico naravnih števil z . Predpis je isti, množica je ista, množici originalov pa se razlikujeta, zato to ni ista funkcija.

Elemente množice imenujemo originali in jih navadno označujemo z . Množico imenujemo tudi definicijsko območje funkcije in ga označimo z . Slike originalov iz množice so elementi množice in sestavljajo zalogo vrednosti funkcije, ki jo označimo z .

Zgled 1

V primeru dijakov in njihovih končnih uspehov je

,

.

Opazimo, da niso vsi elementi množice v zalogi vrednosti funkcije ( nihče ni dosegel zadostnega uspeha).

Definicijsko območje funkcije je kar enako množici . Kako sta povezani zaloga vrednosti funkcije in množica ?

Namig

Pravilno.

Napačno.

Ponovno prouči primer z dijaki in končnimi uspehi.

Zgled 2

Če je množica množica realnih števil , množica pa podmnožica množice realnih števil govorimo o realni funkciji realne spremenljivke.

Ali je zaloga vrednosti funkcije vedno prava podmnožice množice ali ji je lahko enaka?

Na primer: Zaloga vrednosti funkcije definirane s predpisom je enaka .

Poišči še kakšen primer realne funckije realne spremenljvike za katero velja !

Potrebuješ pomoč?

Primer funkcije, kjer je zaloga vrednosti enaka množici je podan s predpisom ali ali .

Podajanje in ponazoritve funkcije

Funkcijo podamo tako, da povemo, kako preslikuje originale v slike. To lahko naredimo s predpisom.

ali

V primeru, da vsebujeta definicijsko območje in zaloga vrednosti funkcije končno število elementov, lahko funkcijo podamo tudi s tabelo. V prvo vrstico vnašamo vrednosti neodvisne spremenljivke, v drugo pa vrednosti odvisne spremenljivke.

Primer : V tabeli je podan predpis, ki otrokom priredi njihove mame.

Neodvsna spremenljivka ()JanMojcaUrškaMajaVidTadej
Odvisna spremenljivka ()AnaBarbaraBarbaraIrenaIrenaMirjam

Če pa govorimo o realni funckiji realne spremenljivke, preslikave ne moremo v celoti podati s tabelo. S tabelo si ponazorimo nekatere vrednosti funkcijskega predpisa.

Primer: Tabelirajmo funkcijo na intervalu od do s korakom

Neodvisna spremenljivka ()
Odvisna spremenljivka ()

Puščični diagram

Funkcijski predpis lahko podamo tudi s puščičnim diagramom. To velja samo za funkcije, ki imajo v definicijskem območju in zalogi vrednosti končno število elementov. Sicer si s puščičnim diagramom samo ponazorimo nekatere preslikave originalov v slike.

V množici in narišemo (ali zapišemo) vse elemente, nato pa s puščicami ponazorimo, v katere elemente množice se preslika posamezen element množice .

Funkcijo pa lahko ponazorimo tudi z grafom.

Graf funkcije je množica urejenih parov . V urejenm paru je poljuben element definicijskega območja, pa je slika -a, ki je v urejenm paru na prvem mestu. Zapišemo:



Če je realna funkcija, potem imamo v grafu pare realnih števil, torej točke v ravnini. Ko jih narišemo, si funkcijski predpis bolje predstvljamo.

Na spodnjih slikah je nekaj primerov različnih grafov.

Prvi primer grafa funkcije

Imejmo funkcijo podano s predpisom

V koordinatnem sistemu ponazorimo graf funkcije . Graf narišemo tako, da vzamemo prvo točko iz definicijskega območja (to je ) in jo s predpisom preslikamo.Tako dobimo urejen par , ker je . Točko narišemo v koordinatni sistem.

Na enak način preslikamo vrednost v sliko . Postopek nadaljujemo. Tako dobimo graf, sestavljen iz štirih točk, ki ponazarja našo funkcijo.

S klikom na prvi gumb v orodni vrstici dobiš izrisano prvo točko na grafu, s klikanjem na naslednji gumb pa vidiš, kako se izrisujejo nadaljne točke na grafu.

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


Iz ponazoritve grafa funkcije v koordinatnem sistemu lahko odčitamo definicijsko območje fukcije, pa tudi njeno zalogo vrednosti. Sčasoma se bomo naučili odčitavati z grafa tudi druge lastnosti funkcij.

Za graf na sliki sta definicijsko območje in zaloga vrednosti

,

Drugi primer grafa funkcije

Imejmo funkcijo podano s predpisom

Narišimo graf te funkcije. Premikaj točko na abscisni osi in opazuj kako se izrisuje graf funkcije. Opazuj tudi koordinati točke na grafu.

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


Za poljubno vrednost neodvisne spremenljivke lahko izračunamo pripadajoči po predpisu. Tako lahko na primer za vrednost , izračunamo . S premikanjem točke , lahko pregledaš koordinate poljubne točke na grafu. Zapišemo lahko:

.

Podobno kot v prejšnjem primeru poiščimo definicijsko območje in zalogo vrednosti funkcije. Definicijsko območje prebermo iz zapisa grafa.

Kakšna je zaloga vrednosti ? Če opazujemo graf na sliki, opazimo, da lahko za poljubno vrednost odvisne spremenljivke najdemo natanko eno vrednost neodvisne spremenljivke, ki se preslika vanjo. Sklepamo,da je

Tretji primer grafa funkcije

Na sliki je narisan graf funkcije podane s predpisom .

S premikanjem točke na grafu poskusi odgovoriti na spodnja vprašanja.

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


Odčitaj (ali izračunaj) vrednost funkcije pri in pri !

Pri je , pri je .
Pri je , pri je .
Pri je , pri je .



Pravilno.

Napačno.

Tretji primer grafa funkcije

Iz grafa funkcije odčitaj definicijsko območje in zalogo vrednosti narisane funkcije!

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


,
,
,

Pravilno.

Napačno.

Naloga 1

  • Tabeliraj funkcijo

    na intervalu od s korakom .

    Rešitev

  • Zapiši definicijsko območje in zalogo vrednosti funkcije



    Rešitev

Naloga 2

Zapiši definicijsko območje in zalogo vrednosti funkcije

Pomagaj si z grafom na sliki.

(1.png)



Rešitev

Naloga 3

  • V tabeli imaš podatke o likih in številu njihovih stranic. Ponazori preslikavo s puščičnim diagramom.

    trikotnikrombtrapezpetkotnikkvadratparalelogram





    Rešitev

  • Na bencinski črpalki točimo gorivo. V rezervarju imamo še litrov bencina. Vsako sekundo se v rezervar natoči pol litra. Prikaži za sekund točenja odvisnot med časom točenja in količino goriva v rezervarju s tabelo. Napiši funkcijski predpis, ki bo opisoval to odvisnost.

    Rešitev



(2.png)







0%
0%