1.1 Funktion määritelmä



Samankaltaiset tiedostot
Matematiikan ja tilastotieteen laitos Matematiikka tutuksi Harjoitus 2, malliratkaisut

MATEMATIIKKA 3 VIIKKOTUNTIA. PÄIVÄMÄÄRÄ: 8. kesäkuuta 2009

MAB3 - Harjoitustehtävien ratkaisut:

MAY1 Tehtävien ratkaisut Kustannusosakeyhtiö Otava päivitetty Julkaiseminen sallittu vain koulun suljetussa verkossa.

MAB3 - Harjoitustehtävien ratkaisut:

Matemaatiikan tukikurssi

Joukot. Georg Cantor ( )

Alkioiden x ja y muodostama järjestetty pari on jono (x, y), jossa x on ensimmäisenä ja y toisena jäsenenä.

Matematiikan ilmiöiden tutkiminen GeoGebran avulla

Olkoon R X Y. Sen käänteisrelaatio R 1 on joukosta Y joukkoon X määritelty relaatio, jonka laki on. yr 1 x xry.

matematiikka Martti Heinonen Markus Luoma Leena Mannila Kati Rautakorpi-Salmio Timo Tapiainen Tommi Tikka Timo Urpiola

Y ja

Olkoon R X Y. Sen käänteisrelaatio R 1 on joukosta Y joukkoon X määritelty relaatio, jonka laki on. yr 1 x xry.

(a) Kyllä. Jokainen lähtöjoukon alkio kuvautuu täsmälleen yhteen maalijoukon alkioon.

3. Kuvio taitetaan kuutioksi. Mikä on suurin samaa kärkeä ympäröivillä kolmella sivutahkolla olevien lukujen tulo?

1. Esitä rekursiivinen määritelmä lukujonolle

v = Δs 12,5 km 5,0 km Δt 1,0 h 0,2 h 0,8 h = 9,375 km h 9 km h kaava 1p, matkanmuutos 1p, ajanmuutos 1p, sijoitus 1p, vastaus ja tarkkuus 1p

MATEMATIIKKA 5 VIIKKOTUNTIA

MATEMATIIKKA 3 VIIKKOTUNTIA

5.3 Ensimmäisen asteen polynomifunktio

OSA 1: YHTÄLÖNRATKAISUN KERTAUSTA JA TÄYDENNYSTÄ SEKÄ FUNKTIO

PRELIMINÄÄRIKOE. Lyhyt Matematiikka

Koontitehtäviä luvuista 1 9

Havainnoi mielikuviasi ja selitä, Panosta ajatteluun, selvitä liikkeen salat!

Karteesinen tulo. Olkoot A = {1, 2, 3, 5} ja B = {a, b, c}. Näiden karteesista tuloa A B voidaan havainnollistaa kuvalla 1 / 21

Laskun vaiheet ja matemaattiset mallit

Kuvaus eli funktio f joukolta X joukkoon Y tarkoittaa havainnollisesti vastaavuutta, joka liittää joukon X jokaiseen alkioon joukon Y tietyn alkion.

PRELIMINÄÄRIKOE PITKÄ MATEMATIIKKA

Pietarsaaren lukio Vesa Maanselkä

Opetusmateriaali. Fermat'n periaatteen esittely

MATP153 Approbatur 1B Ohjaus 2 Keskiviikko torstai

Matematiikan tukikurssi, kurssikerta 1

1 Peruslaskuvalmiudet

MATEMATIIKKA 5 VIIKKOTUNTIA

KESKEISET SISÄLLÖT Keskeiset sisällöt voivat vaihdella eri vuositasoilla opetusjärjestelyjen mukaan.

811120P Diskreetit rakenteet

2 Pistejoukko koordinaatistossa

Harjoitus Nimi: Op.nro: Tavoite: Gradientin käsitteen sisäistäminen ja omaksuminen.

Aluksi Kahden muuttujan lineaarinen yhtälö

on hidastuvaa. Hidastuvuus eli negatiivinen kiihtyvyys saadaan laskevan suoran kulmakertoimesta, joka on siis

Ohjelmoinnin perusteet Y Python

a) Sievennä lauseke 1+x , kun x 0jax 1. b) Aseta luvut 2, 5 suuruusjärjestykseen ja perustele vastauksesi. 3 3 ja

Vaihtoehtoinen tapa määritellä funktioita f : N R on

1. Otetaan perusjoukoksi X := {0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7}. Piirrä seuraaville kolmelle joukolle Venn-diagrammi ja asettele alkiot siihen.

Rekursio. Funktio f : N R määritellään yleensä antamalla lauseke funktion arvolle f (n). Vaihtoehtoinen tapa määritellä funktioita f : N R on

3 x 1 < 2. 2 b) b) x 3 < x 2x. f (x) 0 c) f (x) x + 4 x Etsi käänteisfunktio (määrittely- ja arvojoukkoineen) kun.

Funktion raja-arvo. lukumäärien tutkiminen. tutkiminen

Matematiikan tukikurssi

Matematiikassa ja muuallakin joudutaan usein tekemisiin sellaisten relaatioiden kanssa, joiden lakina on tietyn ominaisuuden samuus.

(1) refleksiivinen, (2) symmetrinen ja (3) transitiivinen.

763306A JOHDATUS SUHTEELLISUUSTEORIAAN 2 Ratkaisut 2 Kevät 2017

r > y x z x = z y + y x z y + y x = r y x + y x = r

Talousmatematiikan perusteet: Luento 5. Käänteisfunktio Yhdistetty funktio Raja-arvot ja jatkuvuus

6.8 Erityisfunktioiden sovelluksia

Matematiikka vuosiluokat 7 9

Funktio Laske lausekkeen 5x 4 arvo, kun a) x = 3 b) x = 0. Ratkaisu. a) = 15 4 = 11 b) = 0 4 = 4

Harjoitus 1 -- Ratkaisut

A Lausekkeen 1,1 3 arvo on 1,13 3,3 1,331 B Tilavuus 0,5 m 3 on sama kuin 50 l 500 l l C Luvuista 2 3, 6 7

Johdatus diskreettiin matematiikkaan Harjoitus 2, Osoita että A on hyvin määritelty. Tee tämä osoittamalla

Muunnokset ja mittayksiköt

1.9 Harjoituksia. Frekvenssijakaumien harjoituksia. MAB5: Tilastotieteen lähtökohdat. a) Kaikki aakkoset b) Kirjaimet L, E, M, C, B, A ja i.

Metallitanko, jonka pituus on 480 cm, jaetaan kahteen osaan. Toinen osista on 60 cm pitempi kuin toinen. Mitkä ovat osien pituudet?

AMMATTIKORKEAKOULUJEN LUONNONVARA- JA YMPÄRIS- TÖALAN VALINTAKOE 2008 MATEMATIIKKA

Syksyn 2015 Lyhyen matematiikan YO-kokeen TI-Nspire CAS -ratkaisut

Kenguru 2013 Cadet (8. ja 9. luokka)

Vastaukset. 1. kaksi. 3. Pisteet eivät ole samalla suoralla. d) x y = x e) 5. a) x y = 2x

Vektorit. Kertausta Seppo Lustig (Lähde: avoinoppikirja.fi)

Luvuilla laskeminen. Esim. 1 Laske

Matematiikan tukikurssi

Hannu Mäkiö. kertolasku * jakolasku / potenssiin korotus ^ Syöte Geogebran vastaus

GeoGebra-harjoituksia malu-opettajille

MATEMATIIKAN KOE PITKÄ OPPIMÄÄRÄ

Surjektion käsitteen avulla kuvauksia voidaan luokitella sen mukaan, kuvautuuko kaikille maalin alkioille jokin alkio vai ei.

Liikkeet. Haarto & Karhunen.

2.3 Voiman jakaminen komponentteihin

Matematiikan tukikurssi, kurssikerta 2

Henkilötunnus Sukunimi Etunimet

Ohjelmoinnin peruskurssi Y1

Kertaus. x x x. K1. a) b) x 5 x 6 = x 5 6 = x 1 = 1 x, x 0. K2. a) a a a a, a > 0

Matematiikan taito 9, RATKAISUT. , jolloin. . Vast. ]0,2] arvot.

Merkitse yhtä puuta kirjaimella x ja kirjoita yhtälöksi. Mikä tulee vastaukseksi? 3x + 2x = 5x + =

3 Eksponentiaalinen malli

plot(f(x), x=-5..5, y= )

1. Muunna seuraavat yksiköt. Ammatillisen koulutuksen kaikkien alojen yhteinen matematiikan valmiuksien kilpailu. Oppilaitos:.. Koulutusala:...

Tekijä Pitkä matematiikka

TEHTÄVIEN RATKAISUT. Luku a) Merkintä f (5) tarkoittaa lukua, jonka funktio tuottaa, kun siihen syötetään luku 5.

Matematiikan tukikurssi

Fysiikan perusteet. Liikkeet. Antti Haarto

Kuvaus eli funktio f joukolta X joukkoon Y tarkoittaa havainnollisesti vastaavuutta, joka liittää joukon X jokaiseen alkioon joukon Y tietyn alkion.

Algebran ja Geometrian laskukokoelma

Pythagoraan polku

MS-A0003/A0005 Matriisilaskenta Laskuharjoitus 1 / vko 44

* Trigonometriset funktiot suorakulmaisessa kolmiossa * Trigonometristen funktioiden kuvaajat

1. Logiikan ja joukko-opin alkeet

Metropolia ammattikorkeakoulu TI00AA : Ohjelmointi Kotitehtävät 3

AMMATTIKORKEAKOULUJEN TEKNIIKAN VALINTAKOE

15. Suorakulmaisen kolmion geometria

Matriisit ja vektorit Matriisin käsite Matriisialgebra. Olkoon A = , B = Laske A + B, , 1 3 3

Testaa taitosi Piirrä yksikköympyrään kaksi erisuurta kulmaa, joiden a) sini on 0,75 b) kosini on

Transkriptio:

1.1 Funktion määritelmä Tämän kappaleen otsikoksi valittu funktio on hyvä esimerkki matemaattisesta käsitteestä, johon usein jopa tietämättämme törmäämme arkielämässä. Tutkiessamme erilaisia Jos joukkojen X ja Y välillä on olemassa relaatio, jonka avulla voidaan liittää jokaiseen joukon X alkioon yksikäsitteisesti määritellyn joukon Y alkio, niin silloin voidaan sanoa että joukkojen X ja Y välillä on määritelty funktio F: X Y. luonnonilmiöitä tai etsiessämme teknisen ongelman ratkaisua tavallisesti emme käsittele niitä kuvaavia suureita yksitellen, vaan olemme kiinnostuneita siitä, minkälaisia yhteyksiä suureiden välillä on ja millä tavalla yhdessä suureessa tapahtunut muutos vaikuttaa muihin suureisiin. Luonnosta ei löydy yhtään muuttuvaa suuretta, joka olisi ollut olemassa täysin itsenäisesti, vaikuttamatta mihinkään toiseen suureeseen tai kokematta muiden suureiden muutoksista aiheuttamaa vaikutusta, joten tietoa suureiden välisistä riippuvuuksista tarvitaan jatkuvasti. Esimerkiksi, auton tekemään matkaan käytetty aika riippuu mm. auton nopeudesta. Etäisyys, johon lentää tykistä ammuttu kuula, riippuu kuulan massasta ja alkunopeudesta, sekä ampumakulmasta, tuulen suunnasta ja voimakkuudesta ja monesta muusta tekijästä. Maksamamme sähkölaskun summa riippuu sähkön kulutuksesta. Luettelosta pystyisimme tekemään vaikka kuinka pitkän, mutta pysähdytään tähän. Yllä mainittujen seikkojen vuoksi voimme päätellä, että suureiden välisten riippuvuuksien tutkiminen ja kuvaaminen on äärimmäisen tärkeää. Matematiikassa tällaiselle kahden muuttuvan suureen väliselle yhteydelle annetaan oma, matematiikan normien mukainen määritelmä. Palataan hetki sitten mainitsemaamme sähkölaskuesimerkkiin. Kaikki mahdolliset sähkömittarin lukemat muodostavat lukemajoukon X ja lukemia vastaavat maksut muodostavat taas maksujoukon Y. Jos tiedämme mittarin tarkan lukeman, voidaan laskea maksun suuruus. Joukkoa X sanotaan silloin lähtö- tai määrittelyjoukoksi ja joukkoa Y maalijoukoksi. Esimerkki 1.1.1: Olkoon meillä kaksi joukkoa, joiden alkioiden välillä on olemassa relaatio: 1(5)

Jokaista joukon X alkiota vastaa yksikäsitteisesti määritelty joukon Y alkio, joten voimme sanoa että tämä diagrammi määrittelee funktion F, joka liittää jokaisen X joukkoon kuuluvan alkion x sitä vastaavaan Y joukkoon kuluvaan alkioon y:hyn: F: X Y. Todellakin, joukon X alkion 1 kuva on joukon Y alkio 3, alkion 2 kuva on joukon Y alkio 6 jne. Tämä voimme myös merkitä: F(1) = 3 luetaan: muuttujan arvolla 1 funktio saa arvo 3 F(2) = 6 luetaan: muuttujan arvolla 2 funktio saa arvo 6 F(3) = 9 luetaan: muuttujan arvolla 3 funktio saa arvo 9 F(4) = 12 luetaan: muuttujan arvolla 4 funktio saa arvo 12 Joukko X on tällöin funktion F lähtö- tai määrittelyjoukko ja joukko Y on funktion F arvo - tai maalijoukko. Esimerkki 1.1.2 Kahden joukon X ja Y välistä relaatiota kuvaa seuraava Vennin diagrammi: Tätäkin relaatiota voimme pitää funktiona, koska jokaista lähtöjoukon X alkiota vastaa yksiselitteisesti määritelty maalijoukon Y alkio: F( A) = E F( B) = E F(C) = H F(D) = G Esimerkki 1.1.3 Seuraavan diagrammin kuvaama relaatio taas ei ole funktio, koska määrittelyjoukon alkiota A vastaavat kaksi maalijoukon alkiota: E ja F. Tällainen tilanne olisi esimerkiksi, jos kaupassa valitsemasi juustopalan hintalapussa lukisi 0,5 kg hinnaksi sekä 5 euroa että 7 euroa, mikä arkipäivätilanteessa näyttäisi aika 2(5)

hämmentävältä. Funktion määrittämistä varten on olemassa useampia tapoja. Tarkastellaan niitä esimerkkien avulla. Esimerkki 1.1.4. Tarkastellaan riippuvuutta neliön sivun pituuden a ja pinta-alan A välillä. Peruskoulun matematiikasta tiedämme, että neliön pinta-ala voidaan laskea korottamalla sivun pituus potenssiin kaksi, toisin sanoen, että näiden kahden suureen välillä olevaa relaatiota voidaan ilmaista kaavalla 2 A = a, missä a = neliön sivun pituus ja A = neliön pinta-ala. Koska pinta-ala A riippuu neliön sivun pituudesta, voimme sanoa, että pinta-ala on sivun pituuden a funktio. Toisella tavalla edellinen kaava voimme siis kirjoittaa muotoon A ( a) = a Suluissa oleva a kertoo, että pinta-ala A muuttuu sivun pituudesta a riippuen. Tässä tapauksessa kaikki mahdolliset sivun pituuden arvot muodostavat funktion määrittelyjoukon ja kaikki niitä vastaavat pinta-alan arvot muodostavat funktion arvo- tai maalijoukon. Juuri kirjoitettu yhtälö määrittelee siis neliön sivun pituuden ja pintaalan välisen funktion. Esimerkki 1.1.5 Matti Matkustaja lähtee ajamaan Mikkelistä Jyväskylän tietä keskinopeudella 80 km/h. Noin 40 minuutin päästä hän on tällöin Kangasniemellä ja 1,5 tunnin päästä saapuu Jyväskylään. Kertomalla keskinopeutensa ajalla voimme päätellä Matin ajamaa matka minä tahansa matkan hetkenä. Laaditaan taulukko, joka kuvaa matkan ja ajan välistä riippuvuutta: 2 3(5)

Aika, t Matka,km 0,25 20 0,5 40 0,75 60 1 80 1,25 100 1,5 120 Tämä taulukko määrittelee ajan ja matkan pituuden välistä funktiota. Tarkastelemalla ajan ja matkan arvoja, voimme huomata, että matkan arvot on saatu kertomalla ajan arvoja 80:lla. Voimme siis käyttämällä samaa sääntöä laskea jokaista ajanhetkeä vastaavan matkan pituuden arvon. Esimerkki 1.1.6 Edellisen esimerkin ajan ja matkan pituuden arvot voimme myös siirtää koordinaatistoon ja piirtää tilannetta kuvaavan viivan, jonka sanotaan funktion kuvaajaksi. Kuvaajan avulla voimme saada selville kuinka pitkän matkan Matti on tehnyt 20min, 45min tai jonkin muun ajan kuluttua alkuhetkestä. Tämä kuvaaja siis myös määrittelee ajan ja matkan välistä funktiota, sillä jokaista ajan arvoa vastaa jokin matkan arvo. Jokainen kuvaajan piste määrittelee Matin tekemää matkaa tietyllä aikavälillä. 4(5)

Tapa, jolla määrittelemme funktion, voimme valita tilanteen ja tehtävän tarpeiden mukaan. Kuten kaikki Viennin diagrammit eivät ole funktioiden diagrammeja, samoin kaikki koordinaatistoon piirretyt viivatkaan eivät ole välttämättä funktioiden kuvaajia. Perustelu tälle on sama, kuten diagrammienkin tapauksessa: kun kyseessä on relaatio, eli kahden suuren välinen riippuvuus on funktio, jokaista muuttujan x arvoa pitää vastata yksiselitteinen funktion arvo. Kuva a. Kuva b. Toisin sanoen: kuvan a viiva on jonkin funktion kuvaaja, koska jokaista muuttujan x arvoa vastaa yksikäsitteisesti määritelty funktion y arvo. Kuvan b viiva taas ei ole funktion kuvaaja, sillä yhtä muuttujan x arvoa voi vastata useampi funktion arvo. Kuvasta näkyy, että muuttujan arvoa x 1 vastaavat funktion arvot y 1 ja y 2. Jos teemme yhteenvedon edellisten esimerkkien kuvaamista tapauksista, voimme sanoa että funktiota voidaan määritellä useammalla tavalla: 1. Laatimalla taulukko muuttujan ja niitä vastaavien funktion arvoista 2. Piirtämällä funktion kuvaajan 3. Kirjoittamalla funktion lauseke 5(5)