Námsgögn
Innskráning
Hleð efnisyfirliti...

Efnisyfirlit

  1. Formáli
    1. Inngangur að margliðuföllum og ræðum föllum
    2. 3.1 Tvinntölur
    3. 3.2 Annars stigs föll
    4. 3.3 Veldisföll og margliðuföll
    5. 3.4 Gröf margliðufalla
    6. 3.5 Deiling margliða
    7. 3.6 Núllstöðvar margliðufalla
    8. 3.7 Ræð föll
    9. 3.8 Andhverf föll og rótaföll
    10. 3.9 Líkön gerð með hlutföllum
    11. Lykilhugtök
    12. Lykiljöfnur
    13. Meginatriði
    14. Yfirlitsverkefni
    15. Kaflapróf
  2. A | Grunnföll og samsemdir
  3. Atriðisorðaskrá

Bókin og glærur

PowerPoint-glærur
Undirbúningur fyrir stærðfræðigreiningu, 2. útgáfa (IS)Kafli 33.7 Ræð föll
33 Margliðu- og ræð föll

3.7 Ræð föll

FYRRI KAFLI

3.6 Núllstöðvar margliðufalla

NÆSTI KAFLI

3.8 Andhverf föll og rótaföll

3.7 Ræð föll

Námsmarkmið

Í þessum hluta lærið þið að:

  • Nota örvarithátt.
  • Leysa hagnýt verkefni með ræðum föllum.
  • Finna skilgreiningarmengi ræðra falla.
  • Finna lóðfellur.
  • Finna láfellur.
  • Teikna gröf ræðra falla.

Gerum ráð fyrir að kostnaður við framleiðslu vöru fari eftir fjölda framleiddra eininga, x. Hann er gefinn með jöfnunni C⁡(x)=15,000⁢x−0.1⁢x2+1000. Til að finna meðalkostnað við framleiðslu x eininga deilum við kostnaðarfallinu með fjölda eininga, x.

Meðalkostnaðarfallið, sem gefur meðalkostnað á hverja einingu þegar x einingar eru framleiddar, er

f⁡(x)=15,000⁢x−0.1⁢x2+1000x

Í mörgum öðrum hagnýtum verkefnum þarf að finna meðalgildi á sambærilegan hátt og þá birtast breytur í nefnara. Ef fallið er ritað án breytu í nefnara inniheldur það neikvætt heiltöluveldi.

Í síðustu hlutum höfum við unnið með margliðuföll, þar sem veldisvísarnir eru óneikvæðar heiltölur. Í þessum hluta skoðum við ræð föll, þar sem breytur geta komið fyrir í nefnara.

Örvaritháttur notaður

Við höfum þegar séð gröf grunnfallanna umhverfufalls og annars veldis umhverfufalls. Skoðið gröfin á mynd 1 og takið eftir nokkrum eiginleikum þeirra.

Gröf fallanna f(x)=1/x og f(x)=1/x^2

Ýmislegt kemur í ljós þegar graf fallsins f⁡(x)=1x er skoðað.

  1. Á vinstri grein grafsins nálgast ferillinn x-ásinn (y=0)þegarx→–∞.
  2. Þegar grafið nálgast x=0 frá vinstri fellur ferillinn, en þegar núll er nálgast frá hægri rís ferillinn.
  3. Að lokum nálgast ferillinn á hægri grein grafsins x-ásinn (y=0)þegarx→∞.

Í stuttu máli notum við örvarithátt til að sýna að x eða f⁡(x) stefni á tiltekið gildi. Sjá töflu 1.

TáknMerking
x→a−x→a− xx stefnir á aa frá vinstri ( x<ax<a en er nálægt aa )
x→a+x→a+ xx stefnir á aa frá hægri ( x>ax>a en er nálægt aa )
x→∞x→∞ xx stefnir á óendanlegt gildi ( xx vex án takmarka)
x→−∞x→−∞ xx stefnir á mínus óendanlegt ( xx minnkar án takmarka)
f⁡(x)→∞f(x)→∞ fallgildið stefnir á óendanlegt gildi (fallgildið vex án takmarka)
f⁡(x)→−∞f(x)→−∞ fallgildið stefnir á mínus óendanlegt (fallgildið minnkar án takmarka)
f⁡(x)→af(x)→a fallgildið stefnir á aa

Staðbundin hegðun f ⁡ ( x ) = (1)/(x)

Byrjum á að skoða umhverfufallið, f⁡(x)=1x. Ekki má deila með núlli og því er fallið óskilgreint þegar x=0; núll er því ekki í skilgreiningarmenginu. Þegar inntaksgildin stefna á núll frá vinstri og eru neikvæð með sífellt minna tölugildi minnka fallgildin án takmarka, það er stefna á mínus óendanlegt. Þessi hegðun sést í töflu 2.

xx –0.1–0.01–0.001–0.0001
f⁡(x)=1xf(x)=1x –10–100–1000–10,000

Með örvarithætti ritum við

þegar x→0−,f⁡(x)→−∞

Þegar inntaksgildin stefna á núll frá hægri og verða mjög litlar jákvæðar tölur vaxa fallgildin án takmarka, það er stefna á óendanlegt gildi. Þessi hegðun sést í töflu 3.

xx 0.10.010.0010.0001
f⁡(x)=1xf(x)=1x 10100100010,000

Með örvarithætti ritum við

Þegar x→0+,f⁡(x)→∞.

Sjá mynd 2.

Graf fallsins f(x)=1/x sem sýnir endahegðunina. Þegar x stefnir á mínus óendanlegt stefnir f(x) á 0 og þegar x stefnir á 0^- stefnir f(x) á mínus óendanlegt. Þegar x stefnir á plús óendanlegt stefnir f(x) á 0 og þegar x stefnir á 0^+ stefnir f(x) á plús óendanlegt.

Þessi hegðun myndar lóðrétta aðfellu, eða lóðfellu, sem er lóðrétt lína sem grafið nálgast en fer aldrei yfir. Hér nálgast grafið lóðréttu línuna x=0 þegar inntakið nálgast núll. Sjá mynd 3.

Graf fallsins f(x)=1/x með lóðfellu við x=0.

Lóðfella

Lóðfella grafs er lóðrétt lína x=a sem grafið stefnir meðfram á jákvætt eða neikvætt óendanlegt gildi þegar inntakið stefnir á a annaðhvort frá vinstri eða hægri. Við ritum

Þegar x→a–,f⁡(x)→±∞eða x→a+,f⁡(x)→±∞.

Endahegðun f ⁡ ( x ) = (1)/(x)

Þegar gildi x stefna á óendanlegt gildi stefna fallgildin á 0. Þegar gildi x stefna á mínus óendanlegt stefna fallgildin á 0. Sjá mynd 4. Með örvarithætti er þetta ritað

Þegar x→∞,f⁡(x)→0,og þegar x→−∞,f⁡(x)→0.

Graf fallsins f(x)=1/x þar sem greinar þess eru auðkenndar til að sýna endahegðunina.

Af heildarhegðuninni og grafinu sést að fallið nálgast 0 en nær gildinu aldrei; grafið virðist fletjast út þegar inntaksgildin verða stór. Þessi hegðun myndar lárétta aðfellu, eða láfellu, sem er lárétt lína sem grafið nálgast þegar inntakið vex eða minnkar án takmarka. Hér nálgast grafið láréttu línuna y=0. Sjá mynd 5.

Graf fallsins f(x)=1/x með lóðfellu við x=0 og láfellu við y=0.

Láfella

Láfella grafs er lárétt lína y=b sem grafið nálgast þegar inntaksgildin vaxa eða minnka án takmarka. Við ritum

Þegar x→∞ eða x→−∞,f⁡(x)→b.

Dæmi 1

Örvaritháttur notaður

Notið örvarithátt til að lýsa endahegðun og staðbundinni hegðun fallsins sem sýnt er á mynd 6.

Graf ræðs falls með lóðfellu við x=2 og láfellu við y=4. Fallgildin stefna á mínus óendanlegt þegar x nálgast 2 frá vinstri og plús óendanlegt þegar x nálgast 2 frá hægri. Báðir endar grafsins nálgast y=4.
Mynd 6. Mynd 6
Lausn

Takið eftir að grafið sýnir lóðfellu við x=2, sem segir okkur að fallið sé óskilgreint þegar x=2.

Þegar x→2−,f⁡(x)→−∞, og þegar x→2+,f⁡(x)→∞.

Þegar inntaksgildin minnka án takmarka virðist grafið fletjast út við fallgildið 4, sem sýnir láfellu við y=4. Þegar inntaksgildin vaxa án takmarka fletst grafið einnig út við 4.

Þegar x→∞,f⁡(x)→4 og þegar x→−∞,f⁡(x)→4.

Reynið sjálf #1

Notið örvarithátt til að lýsa endahegðun og staðbundinni hegðun annars veldis umhverfufallsins.

Dæmi 2

Rætt fall teiknað með ummyndunum

Teiknið skissu af grafi umhverfufallsins sem hefur verið hliðrað um tvær einingar til vinstri og þrjár einingar upp. Finnið láfellu og lóðfellu grafsins, ef þær eru til.

Lausn

Hliðrun grafsins um 2 til vinstri og 3 upp gefur fallið

f⁡(x)=1x+2+3

eða, með því að setja liðina á samnefnara,

f⁡(x)=3⁢x+7x+2

Graf hliðraða fallsins er sýnt á mynd 7.

Graf fallsins f(x)=1/(x+2)+3 með lóðfellu við x=-2 og láfellu við y=3.
Mynd 7. Mynd 7

Takið eftir að fallið er óskilgreint þegar x=−2 og grafið sýnir einnig lóðfellu við x=−2.

Þegar x→−2−,f⁡(x)→−∞,og þegarx→−2+,f⁡(x)→∞.

Þegar inntaksgildin vaxa eða minnka án takmarka virðist grafið fletjast út við fallgildið 3, sem sýnir láfellu við y=3.

Þegar x→±∞,f⁡(x)→3.

Greining

Takið eftir að láfellunni og lóðfellunni er hliðrað um 2 til vinstri og 3 upp ásamt fallinu.

Reynið sjálf #2

Teiknið graf annars veldis umhverfufallsins eftir hliðrun um 3 einingar til hægri og 4 einingar niður og finnið láfellu og lóðfellu þess.

Hagnýt verkefni með ræðum föllum leyst

Í dæmi 2 hliðruðum við grunnfalli þannig að fallið f⁡(x)=3⁢x+7x+2 fékkst. Þetta er dæmi um rætt fall. Rætt fall er fall sem má rita sem kvóta tveggja margliðufalla. Í mörgum raunhæfum verkefnum þarf að finna hlutfall tveggja margliðufalla. Verkefni um hraða og styrk fela oft í sér ræð föll.

Rætt fall

Rætt fall er fall sem má rita sem kvóta tveggja margliðufalla P⁡(x)ogQ⁡(x). Nefnarinn má ekki vera núllmargliðan.

f⁡(x)=P⁡(x)Q⁡(x)=ap⁢xp+ap−1⁢xp−1+...+a1⁢x+a0bq⁢xq+bq−1⁢xq−1+...+b1⁢x+b0,Q⁡(x)≠0

Dæmi 3

Hagnýtt verkefni með ræðu falli leyst

Þegar birgðir af tilbúnum lausnum þrýtur þarf hjúkrunarfræðingur í flóttamannabúðum að útbúa sykurlausn í æð fyrir sjúklinga á sjúkrahúsi búðanna. Stór blöndunartankur inniheldur nú 100 gallon af vatni sem 5 pundum af sykri hefur verið blandað í. Skrúfað verður frá krana sem hleypir 10 gallonum af eimuðu vatni á mínútu í tankinn og samtímis er sykri hellt í hann með hraðanum 1 pund á mínútu. Finnið styrk sykurs í tankinum, í pundum á gallon, eftir 12 mínútur. Er styrkurinn þá meiri en í upphafi?

Lausn

Látum t tákna fjölda mínútna frá því að skrúfað var frá krananum. Vatnsmagnið vex um 10 gallon á mínútu og sykurmagnið um 1 pund á mínútu; þetta eru fastir breytingarhraðar. Því breytist vatnsmagnið í tankinum línulega og það sama gildir um sykurmagnið. Við getum sett fram sérstaka jöfnu fyrir hvort magn:

vatn:W⁡(t)=100+10⁢tí gallonumsykur:S⁡(t)=5+1⁢tí pundum

Styrkurinn, C, er hlutfall punda af sykri og gallona af vatni

C⁡(t)=5+t100+10⁢t

Styrkurinn eftir 12 mínútur fæst með því að reikna gildi C⁡(t) fyrir t=⁢12.

C⁡(12)=5+12100+10⁢(12)         =17220

Þetta merkir að styrkurinn er 17 pund af sykri á 220 gallon af vatni.

Í upphafi er styrkurinn

C⁡(0)=5+0100+10⁢(0)       =120

Þar sem 17220≈0.08>120=0.05 er styrkurinn meiri eftir 12 mínútur en í upphafi.

Greining

Til að finna láfelluna deilum við forystustuðli teljarans með forystustuðli nefnarans:

110=0.1

Takið eftir að láfellan er y=⁢0.1. Það þýðir að þegar til lengri tíma er litið stefnir styrkurinn, C, það er hlutfall punda af sykri og gallona af vatni, á 0,1.

Reynið sjálf #3

Á samkomu í hádeginu eru 1.200 nemendur á fyrsta ári og 1.500 nemendur á öðru ári. Eftir hádegi koma 20 fyrsta árs nemendur á samkomuna á fimm mínútna fresti en 15 annars árs nemendur fara á sama fimm mínútna bili. Finnið hlutfall fyrsta árs nemenda og annars árs nemenda klukkan 13.

Skilgreiningarmengi ræðra falla fundin

Lóðfella samsvarar gildi þar sem rætt fall er óskilgreint og því er gildið ekki í skilgreiningarmengi fallsins. Skilgreiningarmengi umhverfufalls getur ekki innihaldið gildi sem gera nefnarann jafnan núlli. Almennt þarf að ákvarða hvaða inntaksgildi valda deilingu með núlli til að finna skilgreiningarmengi ræðs falls.

Skilgreiningarmengi ræðs falls

Skilgreiningarmengi ræðs falls inniheldur allar rauntölur nema þær sem gera nefnarann jafnan núlli.

Aðferð

Finnið skilgreiningarmengi gefins ræðs falls.

  1. Setjið nefnarann jafnan núlli.
  2. Leysið jöfnuna til að finna þau x-gildi sem gera nefnarann jafnan núlli.
  3. Skilgreiningarmengið er mengi allra rauntalna nema þeirra sem fundust í skrefi 2.

Dæmi 4

Skilgreiningarmengi ræðs falls fundið

Finnið skilgreiningarmengi f⁡(x)=x+3x2−9.

Lausn

Byrjið á að setja nefnarann jafnan núlli og leysa jöfnuna.

x2−9=0      x2=9        x=±3

Nefnarinn er jafn núlli þegar x=±3. Skilgreiningarmengi fallsins er mengi allra rauntalna nema x=±3.

Greining

Graf fallsins á mynd 8 staðfestir að fallið er ekki skilgreint þegar x=±3.

Graf fallsins f(x)=(x+3)/(x²−9), með lóðfellu við x=3, láfellu við y=0 og gati við x=−3.
Mynd 8. Mynd 8

Lóðfella er við x=3 og gat í grafinu við x=−3. Fjallað verður nánar um slík göt síðar í þessum hluta.

Reynið sjálf #4

Finnið skilgreiningarmengi f⁡(x)=4⁢x5⁢(x−1)⁢(x−5).

Lóðfellur ræðra falla fundnar

Með því að skoða graf ræðs falls getum við rannsakað staðbundna hegðun þess og auðveldlega séð hvort aðfellur séu til. Jafnvel má vera unnt að nálga staðsetningu þeirra. Án grafs getum við þó einnig ákvarðað hvort gefið rætt fall hafi aðfellur og reiknað staðsetningu þeirra.

Lóðfellur

Til að finna lóðfellur ræðs falls styttum við alla sameiginlega þætti teljara og nefnara út. Lóðfellurnar eru við rauntölunúllstöðvar nefnarans sem eftir stendur.

Aðferð

Finnið allar lóðfellur grafs gefins ræðs falls.

  1. Þáttið teljarann og nefnarann.
  2. Skráið allar takmarkanir á skilgreiningarmengi fallsins.
  3. Einfaldið stæðuna með því að stytta út sameiginlega þætti teljara og nefnara.
  4. Skráið öll gildi sem gera nefnara einfaldaða formsins jafnan núlli. Þar eru lóðfellurnar.
  5. Skráið þær takmarkanir á skilgreiningarmenginu þar sem engar aðfellur eru. Þar eru afmáanlegir sérstöðupunktar.

Dæmi 5

Lóðfellur fundnar

Finnið lóðfellur grafsins fyrir k⁡(x)=5+2⁢x22−x−x2.

Lausn

Þáttið fyrst teljarann og nefnarann.

k⁡(x)=5+2⁢x22−x−x2       =5+2⁢x2(2+x)⁢(1−x)

Til að finna lóðfellurnar ákvarðum við hvar fallið er óskilgreint með því að setja nefnarann jafnan núlli:

(2+x)⁢(1−x)=0                    x=−2,1

Hvorki x=–2 né x=1 eru núllstöðvar teljarans og því sýna gildin tvær lóðfellur. Grafið á mynd 9 staðfestir staðsetningu lóðfellanna tveggja.

Graf fallsins k(x)=(5+2x²)/(2−x−x²) með lóðfellur við x=-2 og x=1 og láfellu við y=-2.
Mynd 9. Mynd 9

Afmáanlegir sérstöðupunktar

Stundum er gat í grafi, einn punktur þar sem grafið er ekki skilgreint og sem er sýndur með opnum hring. Slíkt gat nefnist afmáanlegur sérstöðupunktur.

Fallið f⁡(x)=x2−1x2−2⁢x−3 má til dæmis umrita með því að þátta teljarann og nefnarann.

f⁡(x)=(x+1)⁢(x−1)(x+1)⁢(x−3)

Takið eftir að x+1 er sameiginlegur þáttur teljarans og nefnarans. Núllstöð þáttarins, x=−1, er staðsetning afmáanlega sérstöðupunktsins. Takið einnig eftir að x–3 er þáttur í nefnaranum en ekki teljaranum. Núllstöð þess þáttar, x=3, gefur staðsetningu lóðfellunnar. Sjá mynd 10.

Graf fallsins f(x)=(x^2-1)/(x^2-2x-3) með lóðfellu við x=3 og afmáanlegan sérstöðupunkt við x=-1.

Afmáanlegir sérstöðupunktar ræðra falla

Afmáanlegur sérstöðupunktur kemur fram í grafi ræðs falls við x=a ef a er núllstöð nefnarans sem hverfur alveg úr honum þegar sameiginlegir þættir eru styttir út. Við þáttum teljara og nefnara og leitum að sameiginlegum þáttum. Ef þeir finnast setjum við hvern sameiginlegan þátt jafnan 0 og leysum jöfnuna. Lausnin gefur staðsetningu afmáanlegs sérstöðupunkts ef margfeldni þáttarins í teljaranum er meiri en eða jöfn margfeldni hans í nefnaranum. Ef margfeldni þáttarins er meiri í nefnaranum er aðfella samt við gildið.

Dæmi 6

Lóðfellur og afmáanlegir sérstöðupunktar grafs fundin

Finnið lóðfellur og afmáanlega sérstöðupunkta grafsins fyrir k⁡(x)=x−2x2−4.

Lausn

Þáttið teljarann og nefnarann.

k⁡(x)=x−2(x−2)⁢(x+2)

Takið eftir sameiginlega þættinum x–2 í teljaranum og nefnaranum. Núllstöð þáttarins er x=2. Þar er afmáanlegi sérstöðupunkturinn.

Takið eftir að þátturinn x+2 er í nefnaranum en ekki teljaranum. Núllstöð þáttarins er x=−2. Lóðfellan er x=−2. Sjá mynd 11.

Graf fallsins k(x)=(x-2)/((x-2)(x+2)) með lóðfellu við x=-2 og afmáanlegan sérstöðupunkt við x=2.
Mynd 11. Mynd 11

Graf fallsins hefur lóðfellu við x=−2, en gat við x=2 .

Reynið sjálf #5

Finnið lóðfellur og afmáanlega sérstöðupunkta grafsins fyrir f⁡(x)=x2−25x3−6⁢x2+5⁢x.

Láfellur ræðra falla fundnar

Lóðfellur lýsa hegðun grafs þegar fallgildin vaxa eða minnka án takmarka, en láfellur hjálpa okkur að lýsa hegðun þess þegar inntaksgildin vaxa eða minnka án takmarka. Munið að endahegðun margliðu endurspeglar endahegðun forystuliðarins. Á sama hátt endurspeglar endahegðun ræðs falls hlutfall forystuliða teljarans og nefnarans.

Þrjár ólíkar niðurstöður geta fengist þegar leitað er að láfellum:

Tilvik 1: Ef stig nefnarans > stig teljarans er láfella við y=0.

Dæmi: f⁡(x)=4⁢x+2x2+4⁢x−5

Í þessu tilviki er endahegðunin f⁡(x)≈4⁢xx2=4x. Það segir okkur að þegar inntaksgildin vaxa eða minnka án takmarka hagar fallið sér svipað og fallið g⁡(x)=4x, og fallgildin stefna á núll. Því er láfella við y=0. Sjá mynd 12. Takið eftir að grafið fer yfir láfelluna.

Graf fallsins f(x)=(4x+2)/(x^2+4x-5) með lóðfellur við x=-5 og x=1 og láfellu við y=0.
Mynd 12. Láfella y=0 þegar f⁡(x)=p⁡(x)q⁡(x),q⁡(x)≠0þar sem stigp<stig q.

Tilvik 2: Ef stig nefnarans er einu lægra en stig teljarans fæst skáfella.

Dæmi: f⁡(x)=3⁢x2−2⁢x+1x−1

Í þessu tilviki er endahegðunin f⁡(x)≈3⁢x2x=3⁢x. Það segir okkur að þegar inntaksgildin vaxa eða minnka án takmarka hagar fallið sér svipað og fallið g⁡(x)=3⁢x. Þegar inntaksgildin verða stór vaxa fallgildin og fletjast ekki út og því hefur grafið enga láfellu. Graf g⁡(x)=3⁢x er hins vegar skálína og þar sem f hagar sér svipað og g, nálgast það línu nálægt y=3⁢x. Þetta bendir til þess að grafið hafi skáfellu; jöfnu hennar finnum við með deilingu.

Til að finna jöfnu skáfellunnar deilum við 3⁢x2−2⁢x+1x−1. Kvótinn er 3⁢x+1 og afgangurinn er 2. Skáfellan er graf línunnar g⁡(x)=3⁢x+1. Sjá mynd 13.

Graf fallsins f(x)=(3x^2-2x+1)/(x-1) með lóðfellu við x=1 og skáfellu við y=3x+1.
Mynd 13. Skáfella þegar f⁡(x)=p⁡(x)q⁡(x),q⁡(x)≠0 þar sem stig p>stig ⁢qum1.

Tilvik 3: Ef stig nefnarans = stig teljarans er láfella við y=anbn, þar sem an og bn eru forystustuðlar p⁡(x) og q⁡(x) fyrir f⁡(x)=p⁡(x)q⁡(x),q⁡(x)≠0.

Dæmi: f⁡(x)=3⁢x2+2x2+4⁢x−5

Í þessu tilviki er endahegðunin f⁡(x)≈3⁢x2x2=3. Það segir okkur að þegar inntaksgildin verða stór hagar fallið sér eins og fallið g⁡(x)=3, sem er lárétt lína. Þegar x→±∞,f⁡(x)→3, er því láfella við y=3. Sjá mynd 14. Takið eftir að grafið fer yfir láfelluna.

Graf fallsins f(x)=(3x^2+2)/(x^2+4x-5) með lóðfellur við x=-5 og x=1 og láfellu við y=3.
Mynd 14. Láfella þegar f⁡(x)=p⁡(x)q⁡(x),q⁡(x)≠0þar sem stig p=stig ⁢q.

Takið eftir að graf ræðs falls fer aldrei yfir lóðfellu en getur farið yfir láfellu eða skáfellu. Grafið getur haft margar lóðfellur en í mesta lagi eina láfellu eða skáfellu.

Ef stig teljarans er meira en einu hærra en stig nefnarans líkir endahegðun grafsins eftir hegðun hlutfalls forystuliða teljarans og nefnarans. Gerum til dæmis ráð fyrir fallinu

f⁡(x)=3⁢x5−x2x+3

með endahegðunina

f⁡(x)≈3⁢x5x=3⁢x4,

Endahegðun grafsins svipar þá til endahegðunar margliðu af sléttu stigi með jákvæðan forystustuðul.

x→±∞,f⁡(x)→∞

Láfellur ræðra falla

Láfellu ræðs falls má ákvarða með því að bera saman stig teljarans og nefnarans.

  • Stig teljarans er lægra en stig nefnarans: láfella við y=0.
  • Stig teljarans er einu hærra en stig nefnarans: engin láfella; skáfella er til.
  • Stig teljarans er jafnt stigi nefnarans: láfella við hlutfall forystustuðlanna.

Dæmi 7

Láfellur og skáfellur fundnar

Finnið láfellu eða skáfellu fallanna hér að neðan.

  1. ⓐ g⁡(x)=6⁢x3−10⁢x2⁢x3+5⁢x2
  2. ⓑ h⁡(x)=x2−4⁢x+1x+2
  3. ⓒ k⁡(x)=x2+4⁢xx3−8
Lausn

Í lausnunum notum við f⁡(x)=p⁡(x)q⁡(x),q⁡(x)≠0.

  1. ⓐ g⁡(x)=6⁢x3−10⁢x2⁢x3+5⁢x2: Stig p=stigq=3, og því má finna láfelluna með því að reikna hlutfall forystustuðlanna. Láfella er við y=62 eða y=3.
  2. ⓑ h⁡(x)=x2−4⁢x+1x+2: Stig p=2 og stig q=1. Þar sem stig p>stig q um 1 er skáfellan fundin með x2−4⁢x+1x+2.
    -2⁢1−41−212   1−613

    Kvótinn er x–6 og afgangurinn er 13. Skáfella er við y=x–6.

  3. ⓒ k⁡(x)=x2+4⁢xx3−8: Stig p=2⁢< stig q=3 og því er láfella við y=0.

Dæmi 8

Láfellur fundnar

Í fyrra verkefninu um sykurstyrk settum við fram jöfnuna C⁡(t)=5+t100+10⁢t.

Finnið láfelluna og túlkið hana í samhengi við verkefnið.

Lausn

Bæði teljarinn og nefnarinn eru línulegir, það er af stigi 1. Þar sem stigin eru jöfn er láfellan við hlutfall forystustuðlanna. Forystuliður teljarans er t með stuðulinn 1. Forystuliður nefnarans er 10⁢t með stuðulinn 10. Láfellan er við hlutfall þessara gilda:

t→∞,C⁡(t)→110

Fallið hefur láfellu við y=110.

Það segir okkur að þegar gildi t vaxa stefna gildi C á 110. Í samhengi verkefnisins merkir það að eftir því sem tíminn líður stefnir sykurstyrkurinn í tankinum á einn tíunda hluta punds af sykri á hvert gallon af vatni, það er 110 pund á gallon.

Dæmi 9

Láfellur og lóðfellur fundnar

Finnið láfellur og lóðfellur fallsins

f⁡(x)=(x−2)⁢(x+3)(x−1)⁢(x+2)⁢(x−5)
Lausn

Takið fyrst eftir að teljarinn og nefnarinn hafa enga sameiginlega þætti og því eru engir mögulegir afmáanlegir sérstöðupunktar.

Fallið hefur lóðfellur þar sem nefnarinn er núll og fallið því óskilgreint. Nefnarinn er núll þegar x=1,–2og 5 og því eru lóðfellur við þessi gildi.

Teljarinn er af stigi 2 en nefnarinn af stigi 3. Þar sem stig nefnarans er hærra en stig teljarans vex nefnarinn hraðar en teljarinn og fallgildin stefna á núll þegar inntaksgildin verða stór. Því gildir: x→±∞,f⁡(x)→0. Fallið hefur láfellu við y=0. Sjá mynd 15.

Graf fallsins f(x)=((x−2)(x+3))/((x−1)(x+2)(x−5)) með lóðfellur við x=-2, x=1 og x=5 og láfellu við y=0.
Mynd 15. Mynd 15

Reynið sjálf #6

Finnið lóðfellur og láfellur fallsins:

f⁡(x)=(2⁢x−1)⁢(2⁢x+1)(x−2)⁢(x+3)

Skurðpunktar ræðra falla við ása

Rætt fall hefur skurðpunkt við y-ás þegar inntakið er núll, ef fallið er skilgreint þar. Ef fallið er ekki skilgreint þegar inntakið er núll hefur það engan skurðpunkt við y-ás.

Á sama hátt hefur rætt fall skurðpunkta við x-ás við þau inntaksgildi sem gera fallgildið jafnt núlli. Brot er aðeins jafnt núlli þegar teljarinn er núll og því geta skurðpunktar við x-ás aðeins komið fram þegar teljari ræðs falls er núll.

Dæmi 10

Skurðpunktar ræðs falls við ása fundnir

Finnið skurðpunkta fallsins f⁡(x)=(x−2)⁢(x+3)(x−1)⁢(x+2)⁢(x−5) við ásana.

Lausn

Skurðpunktinn við y-ás má finna með því að reikna gildi fallsins fyrir núll

f⁡(0)=(0−2)⁢(0+3)(0−1)⁢(0+2)⁢(0−5)        =−610        =−35       =−0.6

Skurðpunktar við x-ás koma fram þegar fallið er jafnt núlli:

0=(x−2)⁢(x+3)(x−1)⁢(x+2)⁢(x−5)Þetta er núll þegar teljarinn er núll.0=(x−2)⁢(x+3)x=2,−3

Skurðpunkturinn við y-ás er (0,–0.6) og skurðpunktarnir við x-ás eru (2,0) og (–3,0). Sjá mynd 16.

Graf fallsins f(x)=((x−2)(x+3))/((x−1)(x+2)(x−5)) með lóðfellur við x=-2, x=1 og x=5, láfellu við y=0 og skurðpunkta við ásana í (-3; 0), (0; -0,6) og (2; 0).
Mynd 16. Mynd 16

Reynið sjálf #7

Ritið annað veldi umhverfufallsins, hliðrað um 3 einingar til hægri og 4 einingar niður, sem rætt fall. Finnið síðan skurðpunkta þess við x- og y-ás og láfellu og lóðfellu.

Gröf ræðra falla teiknuð

Í dæmi 9 sáum við hvernig þátta má teljara og nefnara ræðs falls. Núllstöðvar teljarans innan skilgreiningarmengisins gefa skurðpunkta grafsins við x-ás en núllstöðvar nefnarans eftir fulla styttingu gefa lóðfellur þess. Eins og í margliðum geta þættir teljarans verið í öðru eða hærra heiltöluveldi. Sem betur fer eru áhrifin á lögun grafsins við skurðpunktana þau sömu og við sáum hjá margliðum.

Hegðun við lóðfellur sem samsvara þáttum nefnarans líkist öðru hvoru grunnfallanna umhverfufalli og öðru veldi þess. Þegar margfeldni viðkomandi núllstöðvar nefnarans eftir fulla styttingu er oddatala stefnir grafið á jákvætt óendanlegt gildi öðrum megin við lóðfelluna en á neikvætt óendanlegt gildi hinum megin. Sjá mynd 17.

Graf fallsins y=1/x með lóðfellu við x=0.

Þegar margfeldni viðkomandi núllstöðvar nefnarans eftir fulla styttingu er slétt tala stefnir grafið annaðhvort á jákvætt óendanlegt gildi báðum megin við lóðfelluna eða á neikvætt óendanlegt gildi báðum megin. Sjá mynd 18.

Graf fallsins y=1/x^2 með lóðfellu við x=0.

Graf fallsins f⁡(x)=(x+1)2⁢(x−3)(x+3)2⁢(x−2) er til dæmis sýnt á mynd 19.

Graf fallsins f(x)=((x+1)²(x−3))/((x+3)²(x−2)) með lóðfellur við x=-3 og x=2, láfellu við y=1 og skurðpunkta í (-1, 0), (0, 1/6) og (3, 0).
  • Við skurðpunktinn við x-ás, x=−1, sem samsvarar þættinum (x+1)2 í teljaranum, snertir grafið ásinn og snýr við, í samræmi við að þátturinn er annars stigs.
  • Við skurðpunktinn við x-ás, x=3, sem samsvarar þættinum (x−3) í teljaranum, fer grafið í gegnum ásinn eins og búast má við af línulegum þætti.
  • Við lóðfelluna x=−3 , sem samsvarar þættinum (x+3)2 í nefnaranum, stefnir grafið á jákvætt óendanlegt gildi báðum megin við aðfelluna, í samræmi við hegðun fallsins f⁡(x)=1x2.
  • Við lóðfelluna x=2, sem samsvarar þættinum (x−2) í nefnaranum, stefnir grafið á jákvætt óendanlegt gildi vinstra megin við aðfelluna og neikvætt óendanlegt gildi hægra megin.

Aðferð

Teiknið skissu af grafi gefins ræðs falls.

  1. Ef fallið er skilgreint fyrir 0 reiknið þið gildi þess þar til að finna skurðpunktinn við y-ás.
  2. Þáttið teljarann og nefnarann.
  3. Finnið núllstöðvar teljarans sem tilheyra upphaflega skilgreiningarmenginu til að ákvarða skurðpunkta við x-ás.
  4. Finnið margfeldni skurðpunktanna við x-ás til að ákvarða hegðun grafsins við punktana.
  5. Styttið alla sameiginlega þætti út. Finnið rauntölunúllstöðvar nefnarans sem eftir stendur til að ákvarða lóðfellur. Margfeldni þessara núllstöðva segir til um staðbundna hegðun.
  6. Finnið þær rauntölunúllstöðvar upphaflega nefnarans sem eru ekki lengur núllstöðvar hans eftir fulla styttingu. Þar eru afmáanlegir sérstöðupunktar.
  7. Berið saman stig teljarans og nefnarans til að finna láfellu eða skáfellu.
  8. Teiknið skissu af grafinu.

Dæmi 11

Graf ræðs falls teiknað

Teiknið skissu af grafi f⁡(x)=(x+2)⁢(x−3)(x+1)2⁢(x−2).

Lausn

Við getum byrjað á að taka eftir að fallið er þegar þáttað og sleppum því einu skrefi.

Næst finnum við skurðpunktana. Með því að reikna gildi fallsins fyrir núll fæst skurðpunkturinn við y-ás:

f⁡(0)=(0+2)⁢(0−3)(0+1)2⁢(0−2)       =3

Til að finna skurðpunktana við x-ás ákvarðum við hvenær teljari fallsins er núll. Með því að setja hvern þátt jafnan núlli finnum við skurðpunkta við x-ás við x=–2 og x=3. Við báða punktana er hegðunin línuleg, með margfeldnina 1, og grafið fer í gegnum ásinn.

Skurðpunkturinn við y-ás er (0,3) og skurðpunktarnir við x-ás eru (–2,0) og (3,0).

Til að finna lóðfellurnar ákvarðum við hvenær nefnarinn er núll. Það gerist þegar x+1=0 og þegar x–2=0, sem gefur lóðfellur við x=–1 og x=2.

Teljarinn og nefnarinn hafa enga sameiginlega þætti og því eru engir afmáanlegir sérstöðupunktar.

Að lokum er stig nefnarans hærra en stig teljarans og því hefur grafið láfellu við y=0.

Til að teikna skissu af grafinu má byrja á að merkja skurðpunktana þrjá. Þar sem grafið hefur enga skurðpunkta við x-ás milli lóðfellanna og skurðpunkturinn við y-ás er ofan við x-ás vitum við að fallið er jákvætt milli aðfellanna. Þá getum við fyllt inn miðhluta grafsins eins og sýnt er á mynd 20.

Miðhluti grafs fallsins f(x)=((x+2)(x−3))/((x+1)²(x−2)) með skurðpunkta í (-2, 0), (0, 3) og (3, 0).
Mynd 20. Mynd 20

Þátturinn sem samsvarar lóðfellunni við x=−1 er í öðru veldi og því er hegðunin sú sama báðum megin við aðfelluna. Grafið stefnir á jákvætt óendanlegt gildi þegar inntaksgildin nálgast aðfelluna frá hægri og það stefnir því einnig á jákvætt óendanlegt gildi frá vinstri.

Þátturinn sem samsvarar lóðfellunni við x=2 er í fyrsta veldi og því er hegðunin gagnstæð sitt hvorum megin við aðfelluna. Sjá mynd 21. Eftir að grafið fer í gegnum skurðpunktana við x-ás fletst það út og stefnir á fallgildið núll, eins og láfellan sýnir.

Graf fallsins f(x)=((x+2)(x−3))/((x+1)²(x−2)) með lóðfellur við x=-1 og x=2, láfellu við y=0 og skurðpunkta í (-2, 0), (0, 3) og (3, 0).
Mynd 21. Mynd 21

Reynið sjálf #8

Notið eiginleika margliða og ræðra falla til að lýsa hegðun fallsins f⁡(x)=(x+2)2⁢(x−2)2⁢(x−1)2⁢(x−3) og teiknið skissu af grafinu.

Ræð föll sett fram

Nú höfum við greint jöfnur ræðra falla og tengsl þeirra við gröfin og getum því notað upplýsingar á grafi til að setja fallið fram. Rætt fall á þáttuðu formi hefur skurðpunkt við x-ás þar sem hver þáttur teljarans er núll, að því gefnu að gildið tilheyri upphaflega skilgreiningarmenginu. Því getum við myndað teljara falls sem fer í gegnum tiltekna skurðpunkta við x-ás með samsvarandi þáttum. Á sama hátt hefur fallið lóðfellu við núllstöðvar nefnarans eftir fulla styttingu og því getum við myndað nefnara sem gefur tilteknar lóðfellur með samsvarandi þáttum.

Ræð föll sett fram út frá skurðpunktum og aðfellum

Ef rætt fall hefur skurðpunkta við x-ás þegar x=x1,x2,...,xn, lóðfellur þegar x=v1,v2,…,vm, og engin jafna xi=vj gildir, þá má leita að einföldu falli með þessa eiginleika á forminu:

f⁡(x)=a⁢(x−x1)p1⁢(x−x2)p2⋯(x−xn)pn(x−v1)q1⁢(x−v2)q2⋯(x−vm)qm

þar sem veldin pi eða qi eru jákvæðar heiltölur. Hegðun grafsins við samsvarandi skurðpunkt eða aðfellu gefur vísbendingar um hvort þau eru oddatölur eða sléttar tölur, en ákvarðar þau ekki alltaf nákvæmlega. Teygjustuðulinn a má ákvarða út frá þekktu fallgildi sem er ekki núll, eða út frá láfellunni ef hún er ekki núll. Þetta form lýsir einföldum möguleika; þættir án rauntölunúllstöðva geta einnig komið fyrir í ræðum föllum.

Aðferð

Setjið rætt fall fram út frá gefnu grafi þess.

  1. Ákvarðið þætti teljarans. Skoðið hegðun grafsins við skurðpunktana við x-ás til að finna núllstöðvarnar og margfeldni þeirra. Þetta er auðvelt þegar leitað er að „einfaldasta“ fallinu með litlar margfeldnir, til dæmis 1 eða 3, en getur verið erfitt fyrir stærri margfeldnir, svo sem 5 eða 7.
  2. Ákvarðið þætti nefnarans. Skoðið hegðunina báðum megin við hverja lóðfellu til að ákvarða þættina og veldi þeirra.
  3. Notið skýran punkt á grafinu þar sem fallgildið er ekki núll til að finna teygjustuðulinn.

Dæmi 12

Rætt fall sett fram út frá skurðpunktum og aðfellum

Setjið fram jöfnu ræða fallsins sem sýnt er á mynd 22.

Graf ræðs falls.
Mynd 22. Mynd 22
Lausn

Grafið virðist hafa skurðpunkta við x-ás þegar x=–2 og x=3. Við báða punktana fer grafið í gegnum ásinn, sem bendir til línulegra þátta. Grafið hefur tvær lóðfellur. Við x=–1 er hegðunin svipuð og hjá grunnfallinu 1x, þar sem grafið stefnir á jákvætt óendanlegt gildi öðrum megin og neikvætt óendanlegt gildi hinum megin. Við aðfelluna x=2 er hegðunin svipuð og hjá speglun um x-ás á grafi fallsins 1x2, þar sem grafið stefnir á neikvætt óendanlegt gildi báðum megin við aðfelluna. Sjá mynd 23.

Graf ræðs falls þar sem lóðfellur og skurðpunktar við x-ás eru merktir.
Mynd 23. Mynd 23

Með þessum upplýsingum getum við ritað fall á forminu

f⁡(x)=a⁢(x+2)⁢(x−3)(x+1)⁢(x−2)2.

Til að finna teygjustuðulinn má nota annan skýran punkt á grafinu, svo sem skurðpunktinn við y-ás, (0,–2).

−2=a⁢(0+2)⁢(0−3)(0+1)⁢(0−2)2−2=a⁢−64   a=−8−6=43

Lokafallið er því f⁡(x)=4⁢(x+2)⁢(x−3)3⁢(x+1)⁢(x−2)2.

Miðlar

Skoðið eftirfarandi efni á netinu til að fá frekari leiðbeiningar og æfingu í ræðum föllum.

  • Gröf ræðra falla teiknuð
  • Jafna ræðs falls fundin
  • Lóðfellur og láfellur ákvarðaðar
  • Skurðpunktar, aðfellur og gat ræðs falls fundin

3.7 Æfingar kaflans

Orðleg verkefni

1.

Hver er grundvallarmunurinn á algebruframsetningu margliðufalls og ræðs falls?

2.

Hver er grundvallarmunurinn á gröfum margliðufalla og ræðra falla?

3.

Hvað hlýtur að gilda um fallregluna ef graf ræðs falls hefur afmáanlegan sérstöðupunkt?

4.

Getur graf ræðs falls verið án lóðfellu? Ef svo er, hvernig?

5.

Getur graf ræðs falls verið án skurðpunkta við x-ás? Ef svo er, hvernig?

Algebruverkefni

Finnið skilgreiningarmengi ræðu fallanna í eftirfarandi æfingum.

6.

f⁡(x)=x−1x+2

7.

f⁡(x)=x+1x2−1

8.

f⁡(x)=x2+4x2−2⁢x−8

9.

f⁡(x)=x2+4⁢x−3x4−5⁢x2+4

Finnið skilgreiningarmengi, lóðfellur og láfellur fallanna í eftirfarandi æfingum.

10.

f⁡(x)=4x−1

11.

f⁡(x)=25⁢x+2

12.

f⁡(x)=xx2−9

13.

f⁡(x)=xx2+5⁢x−36

14.

f⁡(x)=3+xx3−27

15.

f⁡(x)=3⁢x−4x3−16⁢x

16.

f⁡(x)=x2−1x3+9⁢x2+14⁢x

17.

f⁡(x)=x+5x2−25

18.

f⁡(x)=x−4x−6

19.

f⁡(x)=4−2⁢x3⁢x−1

Finnið skurðpunkta fallanna við x- og y-ás í eftirfarandi æfingum.

20.

f⁡(x)=x+5x2+4

21.

f⁡(x)=xx2−x

22.

f⁡(x)=x2+8⁢x+7x2+11⁢x+30

23.

f⁡(x)=x2+x+6x2−10⁢x+24

24.

f⁡(x)=94−2⁢x23⁢x2−12

Lýsið staðbundinni hegðun og endahegðun fallanna í eftirfarandi æfingum.

25.

f⁡(x)=x2⁢x+1

26.

f⁡(x)=2⁢xx−6

27.

f⁡(x)=−2⁢xx−6

28.

f⁡(x)=x2−4⁢x+3x2−4⁢x−5

29.

f⁡(x)=2⁢x2−326⁢x2+13⁢x−5

Finnið skáfellu fallanna í eftirfarandi æfingum.

30.

f⁡(x)=24⁢x2+6⁢x2⁢x+1

31.

f⁡(x)=4⁢x2−102⁢x−4

32.

f⁡(x)=81⁢x2−183⁢x−2

33.

f⁡(x)=6⁢x3−5⁢x3⁢x2+4

34.

f⁡(x)=x2+5⁢x+4x−1

Myndræn verkefni

Notið gefna færslu í eftirfarandi æfingum til að teikna graf fallsins. Merkið lóðfelluna og láfelluna.

35.

Umhverfufallið fært upp um tvær einingar.

36.

Umhverfufallið fært niður um eina einingu og til vinstri um þrjár einingar.

37.

Annað veldi umhverfufallsins fært til hægri um 2 einingar.

38.

Annað veldi umhverfufallsins fært niður um 2 einingar og til hægri um 1 einingu.

Finnið skurðpunkta við x- og y-ás, lóðfellur og láfellu eða skáfellu fallanna í eftirfarandi æfingum. Notið upplýsingarnar til að skissa graf.

39.

p⁡(x)=2⁢x−3x+4

40.

q⁡(x)=x−53⁢x−1

41.

s⁡(x)=4(x−2)2

42.

r⁡(x)=5(x+1)2

43.

f⁡(x)=3⁢x2−14⁢x−53⁢x2+8⁢x−16

44.

g⁡(x)=2⁢x2+7⁢x−153⁢x2−14⁢x+15

45.

a⁡(x)=x2+2⁢x−3x2−1

46.

b⁡(x)=x2−x−6x2−4

47.

h⁡(x)=2⁢x2+⁢x−1x−4

48.

k⁡(x)=2⁢x2−3⁢x−20x−5

49.

w⁡(x)=(x−1)⁢(x+3)⁢(x−5)(x+2)2⁢(x−4)

50.

z⁡(x)=(x+2)2⁢(x−5)(x−3)⁢(x+1)⁢(x+4)

Ritið jöfnu ræðs falls með tilgreinda eiginleika í eftirfarandi æfingum.

51.

Lóðfellur við x=5 og x=−5, skurðpunktar við x-ás í (2,0) og (−1,0), skurðpunktur við y-ás í (0,4)

52.

Lóðfellur við x=−4 og x=−1, skurðpunktar við x-ás í (1,0) og (5,0), skurðpunktur við y-ás í (0,7)

53.

Lóðfellur við x=−4 og x=−5, skurðpunktar við x-ás í (4,0) og (−6,0), láfella við y=7

54.

Lóðfellur við x=−3 og x=6, skurðpunktar við x-ás í (−2,0) og (1,0), láfella við y=−2

55.

Lóðfella við x=−1, tvöföld núllstöð þegar x=2, skurðpunktur við y-ás í (0,2)

56.

Lóðfella við x=3, tvöföld núllstöð þegar x=1, skurðpunktur við y-ás í (0,4)

Notið gröfin í eftirfarandi æfingum til að rita jöfnu fallsins.

57.
Graf ræðs falls með lóðfellur við x=-3 og x=4.
58.
Graf ræðs falls með lóðfellur við x=-3 og x=4.
59.
Graf ræðs falls með lóðfellur við x=-3 og x=3.
60.
Graf ræðs falls með lóðfellur við x=-3 og x=4.
61.
Graf ræðs falls með lóðfellu við x=1.
62.
Graf ræðs falls með lóðfellu við x=-2.
63.
Graf ræðs falls með lóðfellur við x=-3 og x=2.
64.

Notið (0,-12) sem viðbótarpunkt.

Graf ræðs falls með lóðfellur við x=-2 og x=4.

Töluleg verkefni

Gerið töflur í eftirfarandi æfingum sem sýna hegðun fallsins nálægt lóðfellunni og endahegðun þess þegar það nálgast láfelluna.

65.

f⁡(x)=1x−2

66.

f⁡(x)=xx−3

67.

f⁡(x)=2⁢xx+4

68.

f⁡(x)=2⁢x(x−3)2

69.

f⁡(x)=x2x2+2⁢x+1

Tækniverkefni

Notið reiknivél í eftirfarandi æfingum til að teikna graf f⁡(x). Notið grafið til að leysa f⁡(x)>0.

70.

f⁡(x)=2x+1

71.

f⁡(x)=42⁢x−3

72.

f⁡(x)=2(x−1)⁢(x+2)

73.

f⁡(x)=x+2(x−1)⁢(x−4)

74.

f⁡(x)=(x+3)2(x−1)2⁢(x+1)

Viðbótarverkefni

Finnið afmáanlega sérstöðupunktinn í eftirfarandi æfingum.

75.

f⁡(x)=x2−4x−2

76.

f⁡(x)=x3+1x+1

77.

f⁡(x)=x2+x−6x−2

78.

f⁡(x)=2⁢x2+5⁢x−3x+3

79.

f⁡(x)=x3+x2x+1

Hagnýtingar

Setjið fram rætt fall sem lýsir aðstæðunum í eftirfarandi æfingum.

80.

Á sjúkrahúsi í flóttamannabúðum eru nú 200 gallon af vatni í stórum blöndunartanki og 10 pundum af sykri hefur verið blandað út í. Skrúfað verður frá krana sem hleypir 10 gallonum af vatni á mínútu í tankinn, um leið og sykri er hellt í hann með hraðanum 3 pund á mínútu. Finnið styrk sykursins í tankinum (í pundum á gallon) eftir t mínútur.

81.

Á sjúkrahúsi í flóttamannabúðum eru nú 300 gallon af vatni í stórum blöndunartanki og 8 pundum af sykri hefur verið blandað út í. Skrúfað verður frá krana sem hleypir 20 gallonum af vatni á mínútu í tankinn, um leið og sykri er hellt í hann með hraðanum 2 pund á mínútu. Finnið styrk sykursins í tankinum (í pundum á gallon) eftir t mínútur.

Notið gefna ræða fallið í eftirfarandi æfingum til að svara spurningunni.

82.

Styrkur lyfs C í blóðrás sjúklings t klukkustundum eftir inndælingu er gefinn með C⁡(t)=2⁢t3+t2. Hvað verður um styrk lyfsins þegar t vex?

83.

Styrkur lyfs C í blóðrás sjúklings t klukkustundum eftir inndælingu er gefinn með C⁡(t)=100⁢t2⁢t2+75. Notið reiknivél til að nálga hvenær styrkurinn er mestur.

Setjið fram rætt fall í eftirfarandi æfingum sem auðveldar lausn verkefnisins. Notið síðan reiknivél til að svara spurningunni.

84.

Opinn kassi með ferningslaga botn á að hafa rúmmálið 108 rúmtommur. Finnið stærðir kassans sem lágmarka yfirborðsflatarmál hans. Látum x = lengd hliðar botnsins.

85.

Rétthyrndur kassi með ferningslaga botn á að hafa rúmmálið 20 rúmfet. Efnið í botninn kostar 30 sent á ferfet, efnið í hliðarnar 10 sent á ferfet og efnið í lokið 20 sent á ferfet. Ákvarðið þær stærðir sem lágmarka kostnaðinn. Látum x = lengd hliðar botnsins.

86.

Sívalningur með hringlaga grunnflöt og ás hornréttan á hann hefur rúmmálið 100 rúmtommur. Finnið geisla og hæð sem lágmarka yfirborðsflatarmálið. Látum x tákna geislann.

87.

Loklaus sívalningur með hringlaga grunnflöt og ás hornréttan á hann hefur rúmmálið 50 rúmmetra. Finnið geislann sem lágmarkar yfirborðsflatarmálið. Látum x tákna geislann.

88.

Sívalningur með hringlaga grunnflöt og ás hornréttan á hann á að hafa rúmmálið 40 rúmtommur. Það kostar 4 sent á fertommu að smíða toppinn og botninn og 1 sent á fertommu að smíða hliðaryfirborð sívalningsins. Finnið geislann sem lágmarkar kostnaðinn. Látum x tákna geislann.

Námsgögn.is þýðing á efni frá OpenStax. Frítt frumrit: https://openstax.org/books/precalculus-2e/pages/1-introduction Leyfi upprunabókar: CC BY-NC-SA 4.0. Námsgögn er sjálfstætt verkefni; OpenStax hvorki styður né vottar þýðinguna.

FYRRI KAFLI

3.6 Núllstöðvar margliðufalla

NÆSTI KAFLI

3.8 Andhverf föll og rótaföll