12.2 Markgildi fundin með eiginleikum markgilda – Undirbúningur fyrir stærðfræðigreiningu, 2. útgáfa (IS) | Námsgögn
1212 Inngangur að stærðfræðigreiningu
12.2 Markgildi fundin með eiginleikum markgilda
12.2 Markgildi fundin með eiginleikum markgilda
Námsmarkmið
Í þessum hluta lærir þú að:
finna markgildi summu, mismunar og margfeldis.
finna markgildi margliðu.
finna markgildi veldis eða rótar.
finna markgildi kvóta.
Skoðum ræða fallið
Fallið má þátta sem hér segir:
Merkir þetta að fallið sé sama fall og
Svarið er nei. Fallið hefur ekki í skilgreiningarmengi sínu en fallið hefur það. Myndrænt sjáum við gat á grafi þegar eins og sýnt er á mynd 1, en ekkert slíkt gat á grafi 𝑔 ( 𝑥 ) á mynd 2 .
Mynd 1. Graf fallsins hefur rof þegar og er því ekki samfellt þegar
Mynd 2. Graf fallsins er samfellt.
Hafa þessi tvö ólíku föll þá einnig ólík markgildi þegar stefnir á 7?
Ekki endilega. Munum að þegar markgildi falls er fundið og stefnir á 𝑎 skiptir máli hvort úttakið stefnir á rauntölu þegar við nálgumst Tilvist markgildis er ekki háð því sem gerist þegar er jafnt
Skoðum mynd 1 og mynd 2 aftur. Athugum að á báðum gröfum stefna úttaksgildin á 8 þegar stefnir á 7. Þetta merkir að
Munum að þegar markgildi er fundið skiptir máli hvað gerist nálægt 𝑥 = 𝑎 en ekki þegar Í þessum hluta notum við ýmsar aðferðir, svo sem að umrita föll með þáttun, til að reikna markgildi. Aðferðirnar veita formlega staðfestingu á því sem við höfum áður metið með innsæi.
Markgildi summu, mismunar og margfeldis fundið
Það getur verið seinlegt og fyrirhafnarmikið að teikna graf falls eða kanna gildistöflu til að finna markgildi. Þegar unnt er er skilvirkara að nota eiginleika markgilda, en þeir felast í safni setninga til að finna markgildi.
Þekking á eiginleikum markgilda gerir okkur kleift að reikna markgildi beint. Við getum lagt saman, dregið frá, margfaldað og deilt markgildum falla eins og við værum að framkvæma aðgerðirnar á föllunum sjálfum og þannig fundið markgildi niðurstöðunnar. Á sama hátt finnum við markgildi falls í veldi með því að setja markgildið í það veldi. Við getum einnig fundið markgildi rótar falls með því að taka rót af markgildinu. Með þessum reikniaðgerðum á markgildum getum við fundið markgildi flóknari falla með því að finna markgildi einfaldari þátta þeirra.
Dæmi 1
Markgildi falls reiknað með algebru
Reiknaðu
Lausn
Markgildi margliðu fundið
Ekki eru öll föll eða markgildi þeirra aðeins samsett úr einfaldri samlagningu, frádrætti eða margföldun. Sum þeirra geta innihaldið margliður. Munum að margliða er stæða sem er summa tveggja eða fleiri liða og hver liður er margfeldi fasta og breytu í veldi sem er ekki neikvæð heiltala. Til að finna markgildi margliðufalls getum við fundið markgildi einstakra liða fallsins og lagt þau síðan saman. Markgildi margliðufalls þegar stefnir á j fngildir einnig því að reikna einfaldlega gildi fallsins fyrir 𝑎 . a
Dæmi 2
Markgildi falls reiknað með algebru
Reiknaðu
Lausn
Dæmi 3
Markgildi margliðu reiknað með algebru
Reiknaðu
Lausn
Markgildi veldis eða rótar fundið
Þegar markgildi inniheldur veldi eða rót þurfum við annan eiginleika til að reikna það. Annað veldi markgildis falls er jafnt markgildi annars veldis fallsins og hið sama gildir um hærri veldi. Á sama hátt er kvaðratrót markgildis falls jöfn markgildi kvaðratrótar fallsins og hið sama gildir um rætur af hærri stigi.
Dæmi 4
Markgildi veldis reiknað
Reiknaðu
Lausn
Við finnum markgildi fallsins þegar stefnir á 2 og setjum niðurstöðuna í 5. veldi. th
Markgildi kvóta fundið
Flóknara getur verið að finna markgildi falls sem er ritað sem kvóti. Oft þarf að umrita fallið með algebru áður en eiginleikum markgilda er beitt. Ef nefnarinn verður 0 þegar við beitum eiginleikum markgilda beint verðum við að umrita kvótann. Ein aðferð er að rita kvótann á þáttaðri mynd og einfalda.
Dæmi 5
Markgildi kvóta reiknað með þáttun
Reiknaðu
Lausn
Þáttaðu þar sem það er unnt og einfaldaðu.
Greining
Þegar ekki er unnt að reikna markgildi ræðs falls beint má stundum einfalda þáttað form teljara og nefnara þannig að niðurstaðan verði reiknanleg.
Athugum að fallið
er jafngilt fallinu
Athugum að markgildið er til þótt fallið sé ekki skilgreint þegar
Dæmi 6
Markgildi kvóta reiknað með því að finna minnsta samnefnara
Reiknaðu
Lausn
Finndu minnsta samnefnara brotanna tveggja í teljaranum og framlengdu bæði brotin þannig að þau hafi minnsta samnefnarann.
Greining
Þegar markgildi ræðs falls er fundið og liðir eru lagðir saman eða dregnir frá annaðhvort í teljara eða nefnara er fyrsta skrefið að finna samnefnara liðanna. Síðan eru báðir liðir framlengdir þannig að þeir hafi þann nefnara, eða ræða fallið er einfaldað með því að margfalda teljara og nefnara með minnsta samnefnara. Að lokum er athugað hvort teljari og nefnari sem fást hafi sameiginlega þætti.
Dæmi 7
Markgildi með rót reiknað með samoka
Reiknaðu
Lausn
lim𝑥→0(√25−𝑥−5𝑥)=lim𝑥→0((√25−𝑥−5)𝑥⋅(√25−𝑥+5)(√25−𝑥+5))Margfaldaðu teljara og nefnara með samokanum . =lim𝑥→0((25−𝑥)−25𝑥(√25−𝑥+5))Margfaldaðu: (√25−𝑥−5)⋅(√25−𝑥+5)=(25−𝑥)−25. =lim𝑥→0(−𝑥𝑥(√25−𝑥+5))Sameinaðu samkynja liði. =lim𝑥→0(−𝑥𝑥(√25−𝑥+5))Einfaldaðu −𝑥𝑥=−1. =−1√25−0+5Reiknaðu. =−15+5=−110
Greining
Þegar markgildi falls með rót sem annan tveggja liða er fundið og ekki er unnt að reikna það beint er gagnlegt að margfalda teljara og nefnara með samoka liðanna.
Dæmi 8
Markgildi kvóta falls reiknað með þáttun
Reiknaðu
Lausn
lim𝑥→4(4−𝑥√𝑥−2)=lim𝑥→4((2+√𝑥)(2−√𝑥)√𝑥−2)Þáttaðu. =lim𝑥→4((2+√𝑥)(2−√𝑥)−(2−√𝑥))Factor −1 out of the denominator. Einfaldaðu. =lim𝑥→4−(2+√𝑥)Reiknaðu. =−(2+√4) =−4
Greining
Margföldun með samoka myndi liða teljarann. Leitum þess í stað að þáttum í teljaranum. Talan fjórir er ferningstala og því er teljarinn á forminu
og má þátta sem
Dæmi 9
Markgildi kvóta með tölugildi reiknað
Reiknaðu
Lausn
Fallið er óskilgreint þegar svo við prófum gildi nálægt 7 frá vinstri og hægri.
Markgildi frá vinstri:
Markgildi frá hægri:
Þar sem markgildin frá vinstri og hægri eru ekki jöfn er markgildið ekki til.
12.2 Verkefni hluta
Hugtakaspurningar
1.
Nefndu dæmi um tegund falls þar sem markgildið þegar stefnir á 𝑎 er
2.
Þegar bein innsetning er notuð til að reikna markgildi ræðs falls þegar stefnir á og niðurstaðan er merkir það þá að markgildi sé ekki til?
3.
Hvað merkir það að segja að markgildi 𝑓 ( 𝑥 ) þegar stefnir á 𝑐 sé óskilgreint?
Algebruverkefni
Í eftirfarandi dæmum skaltu reikna markgildin með algebru.
4.
lim𝑥→0(3)
5.
lim𝑥→2(−5𝑥𝑥2−1)
6.
lim𝑥→2(𝑥2−5𝑥+6𝑥+2)
7.
lim𝑥→3(𝑥2−9𝑥−3)
8.
lim𝑥→−1(𝑥2−2𝑥−3𝑥+1)
9.
lim𝑥→32(6𝑥2−17𝑥+122𝑥−3)
10.
lim𝑥→−72(8𝑥2+18𝑥−352𝑥+7)
11.
lim𝑥→3(𝑥2−9𝑥2−5𝑥+6)
12.
lim𝑥→−3(−7𝑥4−21𝑥3−12𝑥4+108𝑥2)
13.
lim𝑥→3(𝑥2+2𝑥−3𝑥−3)
14.
limℎ→0((3+ℎ)3−27ℎ)
15.
limℎ→0((2−ℎ)3−8ℎ)
16.
limℎ→0((ℎ+3)2−9ℎ)
17.
limℎ→0(√5−ℎ−√5ℎ)
18.
lim𝑥→0(√3−𝑥−√3𝑥)
19.
lim𝑥→9(𝑥2−813−√𝑥)
20.
lim𝑥→1(√𝑥−𝑥21−√𝑥)
21.
lim𝑥→0(𝑥√1+2𝑥−1)
22.
lim𝑥→12(𝑥2−142𝑥−1)
23.
lim𝑥→4(𝑥3−64𝑥2−16)
24.
lim𝑥→2−(|𝑥−2|𝑥−2)
25.
lim𝑥→2+(|𝑥−2|𝑥−2)
26.
lim𝑥→2(|𝑥−2|𝑥−2)
27.
lim𝑥→4−(|𝑥−4|4−𝑥)
28.
lim𝑥→4+(|𝑥−4|4−𝑥)
29.
lim𝑥→4(|𝑥−4|4−𝑥)
30.
lim𝑥→2(−8+6𝑥−𝑥2𝑥−2)
Í eftirfarandi dæmi skaltu nota gefnar upplýsingar til að reikna markgildin: .
31.
lim𝑥→𝑐[2𝑓(𝑥)+√𝑔(𝑥)]
32.
lim𝑥→𝑐[3𝑓(𝑥)+√𝑔(𝑥)]
33.
lim𝑥→𝑐𝑓(𝑥)𝑔(𝑥)
Í eftirfarandi dæmum skaltu reikna markgildin.
34.
lim𝑥→2cos(𝜋𝑥)
35.
lim𝑥→2sin(𝜋𝑥)
36.
lim𝑥→2sin(𝜋𝑥)
37.
𝑓(𝑥)={2𝑥2+2𝑥+1,𝑥≤0𝑥−3,𝑥>0; lim𝑥→0+𝑓(𝑥)
38.
𝑓(𝑥)={2𝑥2+2𝑥+1,𝑥≤0𝑥−3,𝑥>0; lim𝑥→0−𝑓(𝑥)
39.
𝑓(𝑥)={2𝑥2+2𝑥+1,𝑥≤0𝑥−3,𝑥>0; lim𝑥→0𝑓(𝑥)
40.
lim𝑥→4√𝑥+5−3𝑥−4
41.
lim𝑥→2+(2𝑥−[𝑥])
42.
lim𝑥→2√𝑥+7−3𝑥2−𝑥−2
43.
lim𝑥→3+𝑥2𝑥2−9
Í eftirfarandi dæmum skaltu finna meðalbreytingarhraðann
Hvert er markgildi fallsins frá hægri þegar stefnir á 0?
57.
Hvert er markgildi fallsins frá vinstri þegar stefnir á 0?
Raunhæf viðfangsefni
58.
Staðsetningarfallið gefur staðsetningu kasthlutar sem fall af tíma. Finndu meðalhraðann (meðalbreytingarhraðann) á bilinu . [ 1 , 2 ]
59.
Hæð kasthlutar er gefin með 𝑠 ( 𝑡 ) = − 6 4 𝑡 2 + 1 9 2 𝑡 . Finndu meðalbreytingarhraða hæðarinnar frá sekúndu til sekúndna.
60.
Fjárhæðin á reikningi eftir ár, með samfelldri vaxtavöxtun og 4.25% interest vöxtum, er gefin með formúlunni þar sem er upphaflega fjárfestingin. Finndu meðalbreytingarhraða innstæðunnar frá ári til ára ef upphaflega fjárfestingin er $1,000.00.