Funktion. Käänteisfunktio. Testi 3. Kauhava Aiheet. Funktio ja funktion kuvaaja. Funktion kasvaminen ja väheneminen.

Transkriptio

1 Funktiot Kauhava n kuvaaja n kuvaaja

2 n kuvaaja Linkkejä kurssi2 / Etälukio (edu.) kurssi8 / Etälukio (edu.) (Suurinta osaa tämän linkin takana olevasta materiaalista pohdimme vasta huomenna!)

3 Funktio (Käytännöllinen määritelmä) Jos y = f (x) = x 2 2x, niin sanomme, että y on n f arvo kohdassa x. Saadaksemme paremman kuvan sta laskemme sen arvoja useassa kohdassa x y = f (x) = x 2 2x (x, y) 2 ( 2) 2 2 ( 2) = 8 ( 2, 8) 1 ( 1) 2 2 ( 1) = 3 ( 1, 3) = 0 (0, 0) = 1 (1, 1) = 0 (2, 0) = 3 (3, 3) = 8 (4, 8) n kuvaaja

4 kuvaaja 8 n kuvaaja y = f (x) = x 2 2x (x, y) ( 2, 8) ( 1, 3) (0, 0) (1, 1) (2, 0) (3, 3) (4, 8)

5 kuvaaja n kuvaaja Edellisen n nollakohdat ovat ne kohdat, joissa saa arvon nolla. Nollakohdat ratkaistaan seuraavasti: f (x) = 0 (otsikko-yhtälö)

6 kuvaaja n kuvaaja Edellisen n nollakohdat ovat ne kohdat, joissa saa arvon nolla. Nollakohdat ratkaistaan seuraavasti: f (x) = 0 (otsikko-yhtälö) x 2 2x = 0 (mitä se tarkoittaa)

7 kuvaaja n kuvaaja Edellisen n nollakohdat ovat ne kohdat, joissa saa arvon nolla. Nollakohdat ratkaistaan seuraavasti: f (x) = 0 (otsikko-yhtälö) x 2 2x = 0 (mitä se tarkoittaa) x(x 2) = 0

8 kuvaaja n kuvaaja Edellisen n nollakohdat ovat ne kohdat, joissa saa arvon nolla. Nollakohdat ratkaistaan seuraavasti: f (x) = 0 (otsikko-yhtälö) x 2 2x = 0 (mitä se tarkoittaa) x(x 2) = 0 x = 0 tai x = 2 (juuret)

9 kuvaaja y n kuvaaja y = f(x) Arvo y Kohta x x Nollakohdat (kohdat, joissa arvo on nolla)

10 kasvaminen y Funktio f (x) on välillä (a, b) kasvava, jos x n kuvaaja x 1 < x 2 f (x 1 ) f (x 2 ), x 1, x 2 (a, b)

11 kasvaminen y Funktio f (x) on välillä (a, b) kasvava, jos x n kuvaaja x 1 < x 2 f (x 1 ) f (x 2 ), x 1, x 2 (a, b) Funktio f (x) on välillä (a, b) aidosti kasvava, jos x 1 < x 2 f (x 1 ) < f (x 2 ), x 1, x 2 (a, b)

12 y n kuvaaja Funktio f (x) on välillä (a, b) vähenevä, jos x 1 < x 2 f (x 1 ) f (x 2 ), x 1, x 2 (a, b) x

13 y n kuvaaja Funktio f (x) on välillä (a, b) vähenevä, jos x 1 < x 2 f (x 1 ) f (x 2 ), x 1, x 2 (a, b) x Funktio f (x) on välillä (a, b) aidosti vähenevä, jos x 1 < x 2 f (x 1 ) > f (x 2 ), x 1, x 2 (a, b)

14 y n kuvaaja Funktio f (x) on välillä (a, b) vähenevä, jos x 1 < x 2 f (x 1 ) f (x 2 ), x 1, x 2 (a, b) x Funktio f (x) on välillä (a, b) aidosti vähenevä, jos x 1 < x 2 f (x 1 ) > f (x 2 ), x 1, x 2 (a, b) Funktio f (x) on välillä (a, b) monotoninen, jos se on kasvava tai vähenevä välillä (a, b).

15 kasvaminen Esimerkki. (a) Tarkastellaan ta y = f (x) = x 2, kun x 0. Haluamme osoittaa, että f on (aidosti)kasvava määrittelyjoukossaan R + = [0, ). n kuvaaja

16 kasvaminen Esimerkki. (a) Tarkastellaan ta y = f (x) = x 2, kun x 0. Haluamme osoittaa, että f on (aidosti)kasvava määrittelyjoukossaan R + = [0, ). Olkoot x 1 ja x 2 mitkä tahansa kaksi ei-negatiivista reaalilukua siten, että x 1 < x 2. (huom. x 2 ei voi olla 0.) Silloin on olemassa nollaa isompi luku h siten, että x 2 = x 1 + h. n kuvaaja

17 kasvaminen Esimerkki. (a) Tarkastellaan ta y = f (x) = x 2, kun x 0. Haluamme osoittaa, että f on (aidosti)kasvava määrittelyjoukossaan R + = [0, ). Olkoot x 1 ja x 2 mitkä tahansa kaksi ei-negatiivista reaalilukua siten, että x 1 < x 2. (huom. x 2 ei voi olla 0.) Silloin on olemassa nollaa isompi luku h siten, että x 2 = x 1 + h. n kuvaaja Nyt f (x 2 ) = x 2 2 = (x 1 + h) 2 = x hx 1 + h 2 > x 2 1 = f (x 1 )

18 kasvaminen (b) Toinen esimerkki olkoon y = g(x) = x 2, kun x R. Tämä ei ole kasvava määrittelyjoukossaan R. Perusteluksi riittää kaksi arvoa, jotka ovat vastoin kasvamisen määritelmää. n kuvaaja

19 kasvaminen (b) Toinen esimerkki olkoon y = g(x) = x 2, kun x R. Tämä ei ole kasvava määrittelyjoukossaan R. Perusteluksi riittää kaksi arvoa, jotka ovat vastoin kasvamisen määritelmää. n kuvaaja f ( 2) = ( 2) 2 = 4 > 0 = 0 2 = f (0)

20 Lukion terminologia: maa/kurssi1/etälukio. Kun ta y = f (x) käsitellessämme rajoitamme x:n arvot joukkoon A ja y :n arvot joukkoon B, niin sanomme, että A on n määrittelyjoukko (x A). B on n maalijoukko (f (x) B). Jos f (x) = y niin sanomme, että y on x:n kuva (image), ja x on y :n alkukuva (preimage). n kuvaaja Kaikki n kuvapisteet muodostavat arvojoukon f (A) = {y B y = f (x), jollakin x A}. f (A) B.

21 Kuvausmerkintä f : A B, x y = f (x) B n kuvaaja A f(a) x y Tikkataulusta muistaa, ettää arvojen tulee olla maalissa, ja arvojoukko voi olla aito maalijoukon osajoukko.

22 Jos kuvaukset f : A B 1, x z = f (x) g : B 2 C, z y = g(z) ovat hyvin määriteltyjä ja f (A) B 2, niin g f : A C, x y = g(f (x)) on hyvin määritelty. g f y x z A B C n kuvaaja

23 Esimerkki. Olkoon { f : R + [1, ), x z = f (x) = x g : R + R +, z y = g(z) = z Silloin g(f (x)) = g(z) = z = x yhdistetyn n kasvusääntö n kuvaaja sisä ulko yhdistetty f. kasvava kasvava kasvava vähenevä kasvava vähenevä kasvava vähenevä vähenevä vähenevä vähenevä kasvava

24 f : A B, x y = f (x) Jos jokainen y B on kuva (f (A) = B) ja jokaisella y B on täsmälleen yksi alkukuva (f (x 1 ) = f (x 2 ) x 1 = x 2 ), niin kääntämällä nuolet saamme käänteiskuvauksen A f f(a)=b n kuvaaja x y f -1 x = f 1 (y) y = f (x)

25 Esimerkki. Olkoon y = 2x+10 x+1 = f (x). n kuvaaja

26 Esimerkki. Olkoon y = 2x+10 x+1 = f (x). Silloin y = f (x) y = 20 n kuvaaja

27 Esimerkki. Olkoon y = 2x+10 x+1 = f (x). Silloin y = f (x) y = y = 20 2() + 8 n kuvaaja

28 Esimerkki. Olkoon y = 2x+10 x+1 = f (x). Silloin y = f (x) y = y = 20 2() + 8 = n kuvaaja

29 Esimerkki. Olkoon y = 2x+10 x+1 = f (x). Silloin y = f (x) y = y = y 2 = 20 2() = n kuvaaja

30 Esimerkki. Olkoon y = 2x+10 x+1 = f (x). Silloin y = f (x) y = y = y 2 = = 20 2() y 2 = n kuvaaja

31 Esimerkki. Olkoon y = 2x+10 x+1 = f (x). Silloin y = f (x) y = y = y 2 = = x = 20 2() y 2 8 y 2 1 = = n kuvaaja

32 Esimerkki. Olkoon y = 2x+10 x+1 = f (x). Silloin y = f (x) y = y = y 2 = = x = 20 2() = y 2 8 y 2 1 = 10 y y 2 n kuvaaja

33 Esimerkki. Olkoon y = 2x+10 x+1 = f (x). Silloin y = f (x) y = y = y 2 = = x = 20 2() = y 2 8 y 2 1 = 10 y y 2 n kuvaaja Siis f 1 (y) = 10 y y 2.

34 Testi (1) Piirrä n kuvaaja ja laske n nollakohdat: a) f (x) = 2x 8 b) g(x) = x(4 x) + 5 (2) Piirrä n kuvaaja ja laske milloin h(x) = 30? h(q) = 100 x + 2x. n kuvaaja (3) Millä x:n arvoilla tehtävien 1 ja 2 t f (x), g(x), h(x) ovat kasvavia? (Vastaa piirtämäsi kuvan perusteella. ) (4) Mikä on n y = f (x) = (20) 1/2, x > 0 käänteis?