Keresés


Toplista

Toplista
  • betöltés...

Magántanár kereső

Ha szívesen korrepetálnál, hozd létre magántanár profilodat itt.
Ha diák vagy és korrepetálásra van szükséged, akkor regisztrálj be és írd meg itt, hogy milyen tantárgyban!

Matek

234
Sziasztok. Ebben a matek feladatban szeretnék segitséget kérni. A feladatot természetesen mellékelem. A feladat először az lenne, hogy először meg kellene keresni a grafikont a stacionárius pontot és a metszéspontokat is, azután pedig leintegrálni határozott integrálként. Nagyon hálás vagyok minden segitségért.
A feladat
y=x²-4x+3
x∈〈1, 4〉
Jelenleg 1 felhasználó nézi ezt a kérdést.
0
Középiskola / Matematika

Válaszok

1
`f(x)=x^2-4x+3`
A stacionárius pontok azok a pontok olyan helyeken vannak, amelyeken a függvény deriváltja 0. Emiatt meg kell határozni a függvény deriváltját. Konstans deriváltja 0, `ax^k` deriváltja pedig `akx^(k-1)`. Függvények összegének deriváltja a függvények deriváltjainak összege (szorzatra nem igaz!), így
`f'(x)=2x^(2-1)-4*1x^(1-1)+0=2x-4`
Azt kell megkeresni, hogy ez hol vesz fel 0 értéket
`2x-4=0`
`2x=4`
`x=2`
Itt lesz a stacionárius hely. Pontot ebből úgy kapunk, hogy maghatározzuk, hogy itt milyen értéket vesz fel a függvény.
`f(2)=2^2-4*2+3=-1`
Így tehát az egyetlen stacionárius pont a `(2;-1)`

A metszéspontok alatt gondolom az `x`- és `y`-tengellyel felvett metszéspontokra gondolsz. Egy függvény az `y` tengelyt mindig az `x=0` helyen metszi. Ekkor a metszéspont `(0;f(0))` lesz.
Az `x`-tengellyel vett metszéspontokat zérushelyeknek is szokás nevezni, mivel itt lesz a függvény értéke 0. Tehát azt kell meghatározni, hogy `f(x)=0` milyen `x`-ekre igaz.
`f(x)=x^2-4x+3=0`
Ezt behlyettesítheted a másodfokú egyenlet megoldóképletébe, és megkapod a válaszokat. Alternatív megoldási módként feltételezheted, hogy a tanár (vagy a tankönyv írója) nem akar kellemetlenségeket okozni a diákoknak, azaz a megoldások "szépek", ez esetben egészek. Ekkor csak azt kell kitalálni, hogy melyik két szám összege `-4` és szorzata `3`. Rövid találgatás után rá lehet jönni, hogy ez a `-3` és a `-1`, azaz
`x^2-4x+3=(x-3)(x-1)`
Erről már villámgyorsan meg lehet mondani, hogy 0 értéket vesz fel, ha `x=3` vagy `x=1`. Így tehát az `x`-tengellyel vett metszéspontok a `(3;f(3))` és az `(1;f(1))` pontok lesznek. (A függvényérték kiszámolása mindhárom esetben feladat, de nem írom le.)
Nem tudom, hogy a zérushelyet a megadott intervallumon kell-e nézni, illetve hogy az a megtört zárójel nyitott vagy zárt intervallumot jelez. Mindenesetre ha csak az 1-nél nyitott intervallumot kell figyelembe venni, az `(1;f(1))` pont nem jó megoldás, hiszen az kívül esik ezen. Egyéb lábjegyzet ide, hogy mivel az `1` és `3` helyek úgy jöttek ki, hogy `f(x)=0`-ra kerestünk, a pontoknál gyakorlatilag nem kell számolni, hiszen `f(1)=f(3)=0`.

A határozott integrál meghatározásához először célszerű megkeresni a primitív függvényt (mondhatni szükséges, mert enélkül nem középiskolás anyagról beszélünk). A primitív függvény azon függvények egy halmaza, amelyeknek deriváltja a függvény. (Azért beszélünk függvények halmazáról, mivel a konstans tag deriváltja 0, így nem egyértelmű, hogy mit kell deriválni, hogy a függvényhez jussunk.)
A fenti deriválási szabály megfordításával belátható, hogy primitív függvényt is lehet keresni tagonként. A hatványos szabályból pedig le lehet vezetni, hogy `ax^k` primitív függvény `(ax^(k+1))/(k+1)+c`, ahol `c` konstans tag, és `k\ne -1` (deriváld le, és meglátod).
Ez alapján már meg tudjuk határozni a primitív függvényt (`3`-ra lehet úgy tekinteni, mint `3x^0`, mivel `x^0=1` minden `x\ne0`-ra).
`F(x)=(x^3)/3-(4x^2)/2+(3x^1)/1+c=1/3x^3-2x^2+3x+c`
(Itt eltekintettem attól, hogy minden taghoz kiírjam a konstans tagot. Lehetett volna, hogy azt írom, hogy `c_1+c_2+c_3` még pluszba, de mivel ezek konstansok, az összegük is az, és így helyettesíthetők `c`-vel. Primitív függvény keresése során általában csak a végén szoktunk kiírni egy darab `+c` tagot pont ezért. Arra viszont figyelni kell, hogy ezt nem szabad elhagyni, ha a primitív függvényt kérdezik; ha ezt elfelejted kiírni, akkor a válasz hibás.)
Végül kiszámíthatjuk a keresett határozott integrál értékét. Az egész primitív függvény számírást azért végeztük, mivel van egy olyan hasznos dolog, aminek Newton-Leibniz formula a neve. Eszerint
`int_a ^b f(x)dx=F(b)-F(a)`
Ez a mi helyzetünkre nézve azt jelenti, hogy
`int_1 ^4 f(x)dx=F(4)-F(1)`
Ennek kiszámolását rád hagyom, az csak számológép-használat.
(Ha itt megfigyeled, akkor ki fog esni a `c` tag. Emiatt nem katasztrofális, ha véletlen/direkt lehagyod számolás közben, és a tanár nem látja azt a részt. Viszont részpontszám nem adható, ha felírod `F(x)` képletét `c` nélkül, mivel ekkor hibás a primitív függvény. Ezért azt javaslom, hogy próbálj rá figyelni.)
1