12 svar
248 visningar
Lisa Mårtensson är nöjd med hjälpen
Lisa Mårtensson 576 – Fd. Medlem
Postad: 8 maj 2019 06:50 Redigerad: 8 maj 2019 06:53

Analysera kurvor utan grafräknare

Jag ska lösa en uppgift som är att man ska beräkna arean av området som begränsas av 2 kurvor. Dessa är:

y = f(x) = 3x^2 - 18x + 11 och

y = k(x) = -3x - 1.

Jag vet hur jag ska lösa uppgiften genom att integrera, det är egentligen inte det som är problemet.

Det jag undrar är hur jag kan veta att ”på intervallet [1,4] ligger linjen y = k(x) ovanför y = f(x)”, utan att slå in funktionerna på grafräknaren?

Vid x = 1 och vid x = 4 finns skärningspunkterna mellan de båda funktionerna. Det kan jag räkna ut. Jag kan även rita ut y = k(x) = -3x -1 utan räknare. Men f(x) är svårare att visualisera. Att den skär y-axeln vid y = 11 kan jag utläsa och nollställena kan jag ta fram. Likaså att det ska vara en parabel formad som en ”glad mun” förstår jag. Men att min-punkten för parabeln är  y = -16 behöver jag räknaren för att se. Jag skulle inte omedelbart kunna säga: 

”på intervallet [1,4] ligger linjen y = k(x) ovanför y = f(x)”,

vilket jag behöver kunna göra för att veta vilken av funktionerna jag ska subtrahera vilken ifrån när jag integrerar.

Smutstvätt 23807 – Moderator
Postad: 8 maj 2019 07:27

Eftersom du tagit fram skärningarna och hittat två stycken, vet du att den kurva som ligger överst i intervallet är samma kurva i hela intervallet. Då kan vi sätta in exempelvis x = 2 i f och k:

f(2)=-13f(2)=-13 och k(2)=-7k(2)=-7 (slarvigt räknat, kontrollräkna de exakta siffrorna)

Eftersom k ger ett större y-värde än f, i intervallet, ligger k över f! :)

Man behöver kunna rita för hand. Den räta linjen är enkel - hoppas du håller med! Du bör snabbt kunna hitta att symmetrilinjen till parabeln är x=3, och sedan är det ett enda värde på parabeln du behöver räkna fram - förutom att du behöver lösa ekvationen 3x2-18x+11=-3x-1 för att få fram skärningspunkterna.

Förresten, i och med att du hittar två skärningspunkter mellan kurvorna, och du vet att det är en "glad mun" så kan du inse att andragradskurvan måste vara underkurva - hade en "glad" andragradskurva ligga ovanför den räta linjen så skulle det inte ha blivit några skärningspunkter.

Albiki 5096 – Fd. Medlem
Postad: 8 maj 2019 08:58

Hej!

Differensen

    f(x)-k(x)=3x2-18x+11+3x+1=3x2-15x+12=3(x2-5x+4)f(x)-k(x)=3x^2-18x+11+3x+1=3x^2-15x+12=3(x^2-5x+4)

kan kvadratkompletteras 

    f(x)-k(x)=3(x-2.5)2+3(4-2.52)f(x)-k(x)=3(x-2.5)^2+3(4-2.5^2)

och den visar för vilka xx som differensen är negativ. 

Lisa Mårtensson 576 – Fd. Medlem
Postad: 8 maj 2019 10:16

Tack för alla bra svar som kompletterar varandra och gör att jag förstår.

Yngve Online 37878 – Livehjälpare
Postad: 8 maj 2019 10:53 Redigerad: 8 maj 2019 10:56

Snabb men ful lösning:

Chansa. Integrera f(x) - k(x). Arean är absolutbeloppet av integralens värde.

  • Om integralens värde är positivt så ligger f ovanför k och du chansade rätt.
  • Om integralens värde är negativt så ligger f under k och du chansade fel.

Varningar:

  • För att detta ska funka måste den ena kurvan ligga ovanför den andra i hela intervallet.
  • Du kan förlora poäng på provet om uppgiften kräver att du ska redovisa lösningar.
Smutstvätt 23807 – Moderator
Postad: 8 maj 2019 11:08

@Yngve: Smart! Dock lite den här typen av lösning: 

:D

Yngve Online 37878 – Livehjälpare
Postad: 8 maj 2019 11:38 Redigerad: 8 maj 2019 11:39

Gilla quick-and-dirty ibland :-)

Silvertejpen har sin givna plats i matematikernas verktygslåda, mellan enhetscirkeln och konjugatregeln!

Lisa Mårtensson 576 – Fd. Medlem
Postad: 9 maj 2019 10:00 Redigerad: 9 maj 2019 10:07

Bra med många alternativ.

Jo, Smaragdalena, jag förstod nu att jag räknar ut symmetriplanen, parabelns skärningspunkter med x-axeln och parabelns extrempunkt (min.punkt) för att få parabelns utseende. Det är sådant jag kan vid det här laget.

Skärningspunkterna med x-axeln får jag genom att sätta f(x)=0.

De blir vid ungefär x=0,7 och x=5,3.

Du behöver inte lösa ekvationen f(x)=0 (däremot behöver du lösa ekvationen f(x)=k(x) för att få fram skärningspunkterna).

Lisa Mårtensson 576 – Fd. Medlem
Postad: 9 maj 2019 10:09 Redigerad: 9 maj 2019 12:08

Jag menade för att få veta parabelns utseende. Att jag ville veta parabelns skärningspunkter med x-axeln för att kunna rita parabeln och även för att se symmetrilinjen.

Albiki 5096 – Fd. Medlem
Postad: 9 maj 2019 15:49
Albiki skrev:

Hej!

Differensen

    f(x)-k(x)=3x2-18x+11+3x+1=3x2-15x+12=3(x2-5x+4)f(x)-k(x)=3x^2-18x+11+3x+1=3x^2-15x+12=3(x^2-5x+4)

kan kvadratkompletteras 

    f(x)-k(x)=3(x-2.5)2+3(4-2.52)f(x)-k(x)=3(x-2.5)^2+3(4-2.5^2)

och den visar för vilka xx som differensen är negativ. 

Konjugatregeln låter dig skriva

    4-2.52=(42)2-(52)2=(42-52)(42+52)=-94=-(3/2)24-2.5^2 = (\frac{4}{2})^2-(\frac{5}{2})^2=(\frac{4}{2}-\frac{5}{2})(\frac{4}{2}+\frac{5}{2})=-\frac{9}{4} = -(3/2)^2

och då kan differensen, återigen med hjälp av Konjugatregeln, skrivas

    f(x)-k(x)=3·(x-52-32)(x-52+32)=3·(x-4)(x-1).f(x)-k(x) = 3\cdot (x-\frac{5}{2}-\frac{3}{2})(x-\frac{5}{2}+\frac{3}{2})=3\cdot(x-4)(x-1).

Differensen är negativ då 1<x<41<x<4, vilket betyder att på detta intervall är ligger grafen till den räta linjen över grafen till funktionen f.f.

Lisa Mårtensson 576 – Fd. Medlem
Postad: 9 maj 2019 18:49
Lisa Mårtensson skrev:

Jo, Smaragdalena, jag förstod nu att jag räknar ut symmetriplanen, parabelns skärningspunkter...

EDIT: symmetrilinjen ska det förstås stå. 

Svara Avbryt
Close