Skriv ut Lytt til tekst
 
Fagstoff

Momentan vekstfart. Den deriverte

Vi ønskjer no å utvikle ein metode for å finne ein nøyaktig verdi for den momentane vekstfarten til ein funksjon. Vi skal da nytte oss av same prinsipp som vi brukte for å finne ein tilnærma verdi for den momentane vekstfarten.

Vi tar utgangspunkt i ein tilfeldig funksjon f(x) og plottar grafen av funksjonen. Vi vel ein tilfeldig x- verdi og får eit punkt på kurva «math  xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mi»A«/mi»«mo»=«/mo»«mfenced»«mrow»«mi»x«/mi»«mo»,«/mo»«mi»f«/mi»«mfenced»«mi»x«/mi»«/mfenced»«/mrow»«/mfenced»«/math».

Graf med detaljer  
Vi ønskjer å finne vekstfarten til funksjonen for akkurat denne x- verdien. Vi gir x eit tillegg «math  xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mo»§#916;«/mo»«mi»x«/mi»«/math», og vi får eit nytt punkt på kurva «math  xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mi»B«/mi»«mo»=«/mo»«mfenced»«mrow»«mi»x«/mi»«mo»+«/mo»«mo»§#916;«/mo»«mi»x«/mi»«mo»,«/mo»«mi»f«/mi»«mfenced»«mrow»«mi»x«/mi»«mo»+«/mo»«mo»§#916;«/mo»«mi»x«/mi»«/mrow»«/mfenced»«/mrow»«/mfenced»«/math».

Vi trekkjer ein sekant (grøn linje) gjennom punkta A og B.

Vi reknar ut stigingstalet for denne linja:
«math  xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mi»a«/mi»«mo»=«/mo»«mfrac»«mrow»«mo»§#916;«/mo»«mi»y«/mi»«/mrow»«mrow»«mo»§#916;«/mo»«mi»x«/mi»«/mrow»«/mfrac»«mo»=«/mo»«mfrac»«mrow»«mi»f«/mi»«mfenced»«mrow»«mi»x«/mi»«mo»+«/mo»«mo»§#916;«/mo»«mi»x«/mi»«/mrow»«/mfenced»«mo»-«/mo»«mi»f«/mi»«mfenced»«mi»x«/mi»«/mfenced»«/mrow»«mrow»«mfenced»«mrow»«mi»x«/mi»«mo»+«/mo»«mo»§#916;«/mo»«mi»x«/mi»«/mrow»«/mfenced»«mo»-«/mo»«mi»x«/mi»«/mrow»«/mfrac»«mo»=«/mo»«mfrac»«mrow»«mi»f«/mi»«mfenced»«mrow»«mi»x«/mi»«mo»+«/mo»«mo»§#916;«/mo»«mi»x«/mi»«/mrow»«/mfenced»«mo»-«/mo»«mi»f«/mi»«mfenced»«mi»x«/mi»«/mfenced»«/mrow»«mrow»«mo»§#916;«/mo»«mi»x«/mi»«/mrow»«/mfrac»«/math»

Vi har då funne eit uttrykk for gjennomsnittleg vekstfart frå x til «math  xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mi»x«/mi»«mo»+«/mo»«mo»§#916;«/mo»«mi»x«/mi»«/math».

Vi lar no punktet B nærme seg punktet A. Vi lar altså «math   xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mo»§#916;«/mo»«mi»x«/mi»«/math» gå mot 0.

Du kan opne vedlegget Sekant-Tangent.ggb i høgrekolonna i GeoGebra. Der kan du  "dra" punktet B langs grafen mot punktet A. Kva ser du?

Du ser at sekanten (grøn) gradvis nærmar seg til å bli ein tangent (raud linje) til kurva i A.

Stigingstalet (brattheita) til denne tangenten fortel kor fort kurva veks akkurat her. Vi kallar dette stigingstalet for den momentane veksten eller den deriverte av f. Vi skriv «math  xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mi»f«/mi»«mo»§apos;«/mo»«mfenced»«mi»x«/mi»«/mfenced»«/math» og les f-derivert av x. Legg merke til derivertteikna.

Vi kan formulere definisjonen av den deriverte på følgjande måte:

Vi ser på teikninga ovanfor.

«math  xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mi»f«/mi»«mo»§apos;«/mo»«mfenced»«mi»x«/mi»«/mfenced»«/math» er den verdien som «math  xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mfrac»«mrow»«mo»§#916;«/mo»«mi»y«/mi»«/mrow»«mrow»«mo»§#916;«/mo»«mi»x«/mi»«/mrow»«/mfrac»«mo»=«/mo»«mfrac»«mrow»«mi»f«/mi»«mfenced»«mrow»«mi»x«/mi»«mo»+«/mo»«mo»§#916;«/mo»«mi»x«/mi»«/mrow»«/mfenced»«mo»-«/mo»«mi»f«/mi»«mfenced»«mi»x«/mi»«/mfenced»«/mrow»«mrow»«mo»§#916;«/mo»«mi»x«/mi»«/mrow»«/mfrac»«/math» nærmar seg mot når «math   xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mo»§#916;«/mo»«mi»x«/mi»«/math» går mot 0.

Hugs også at den deriverte er stigingstalet til tangenten.

Hugs også at den deriverte og den momentane vekstfarten er det same.

Korleis finne verdiar for momentan vekstfart (den deriverte) grafisk

Den momentane vekstfarten eller den deriverte av «math  xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mi»f«/mi»«mfenced»«mi»x«/mi»«/mfenced»«mo»=«/mo»«msup»«mi»x«/mi»«mn»2«/mn»«/msup»«mo»+«/mo»«mn»2«/mn»«/math» når til dømes x = 0,5, er altså det same som stigingstalet for tangenten til kurva når x = 0,5.

Vi kan finne ein verdi for denne vekstfarten grafisk ved å teikne grafen av f og tangenten til f når x = 0,5.
 
Detaljbilde av graf  
Vi ser at tangenten har stigingstalet 1. Den momentane vekstfarten er altså lik 1 når x = 0,5. Den deriverte av f(x) når x = 0,5 er 1. Vi skriv: «math  xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mi»f«/mi»«mo»§apos;«/mo»«mfenced»«mrow»«mn»0«/mn»«mo»,«/mo»«mn»5«/mn»«/mrow»«/mfenced»«mo»=«/mo»«mn»1«/mn»«/math».

Korleis rekne ut verdiar for den deriverte ved å bruke definisjonen

Vi vil no rekne oss fram til den deriverte av «math  xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mi»f«/mi»«mfenced»«mi»x«/mi»«/mfenced»«mo»=«/mo»«msup»«mi»x«/mi»«mn»2«/mn»«/msup»«mo»+«/mo»«mn»2«/mn»«/math» når x = 0,5. 

Vi hugsar definisjonen av den deriverte:

«math   xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mi»f«/mi»«mo»§apos;«/mo»«mfenced»«mi»x«/mi»«/mfenced»«/math» er den verdien som «math   xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mfrac»«mrow»«mo»§#916;«/mo»«mi»y«/mi»«/mrow»«mrow»«mo»§#916;«/mo»«mi»x«/mi»«/mrow»«/mfrac»«mo»=«/mo»«mfrac»«mrow»«mi»f«/mi»«mfenced»«mrow»«mi»x«/mi»«mo»+«/mo»«mo»§#916;«/mo»«mi»x«/mi»«/mrow»«/mfenced»«mo»-«/mo»«mi»f«/mi»«mfenced»«mi»x«/mi»«/mfenced»«/mrow»«mrow»«mo»§#916;«/mo»«mi»x«/mi»«/mrow»«/mfrac»«/math» nærmar seg mot når «math  xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mo»§#916;«/mo»«mi»x«/mi»«/math» går mot 0.

«math xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mtable  columnalign=¨left¨  rowspacing=¨0¨»«mtr»«mtd»«mfrac»«mrow»«mo»§#916;«/mo»«mi»y«/mi»«/mrow»«mrow»«mo»§#916;«/mo»«mi»x«/mi»«/mrow»«/mfrac»«mo»=«/mo»«mfrac»«mrow»«mi»f«/mi»«mfenced»«mrow»«mi»x«/mi»«mo»+«/mo»«mo»§#916;«/mo»«mi»x«/mi»«/mrow»«/mfenced»«mo»-«/mo»«mi»f«/mi»«mfenced»«mi»x«/mi»«/mfenced»«/mrow»«mrow»«mo»§#916;«/mo»«mi»x«/mi»«/mrow»«/mfrac»«/mtd»«/mtr»«mtr»«mtd»«mo»=«/mo»«mfrac»«mrow»«msup»«mfenced»«mrow»«mi»x«/mi»«mo»+«/mo»«mo»§#916;«/mo»«mi»x«/mi»«/mrow»«/mfenced»«mn»2«/mn»«/msup»«mo»+«/mo»«mn»2«/mn»«mo»-«/mo»«mfenced»«mrow»«msup»«mi»x«/mi»«mn»2«/mn»«/msup»«mo»+«/mo»«mn»2«/mn»«/mrow»«/mfenced»«/mrow»«mrow»«mo»§#916;«/mo»«mi»x«/mi»«/mrow»«/mfrac»«/mtd»«/mtr»«mtr»«mtd»«mo»=«/mo»«mfrac»«mrow»«msup»«mi»x«/mi»«mn»2«/mn»«/msup»«mo»+«/mo»«mn»2«/mn»«mo»§#183;«/mo»«mi»x«/mi»«mo»§#183;«/mo»«mo»§#916;«/mo»«mi»x«/mi»«mo»+«/mo»«msup»«mfenced»«mrow»«mo»§#916;«/mo»«mi»x«/mi»«/mrow»«/mfenced»«mn»2«/mn»«/msup»«mo»+«/mo»«mn»2«/mn»«mo»-«/mo»«msup»«mi»x«/mi»«mn»2«/mn»«/msup»«mo»-«/mo»«mn»2«/mn»«/mrow»«mrow»«mo»§#916;«/mo»«mi»x«/mi»«/mrow»«/mfrac»«/mtd»«/mtr»«mtr»«mtd»«mo»=«/mo»«mfrac»«mrow»«mn»2«/mn»«mo»§#183;«/mo»«mi»x«/mi»«mo»§#183;«/mo»«menclose   notation=¨updiagonalstrike¨»«mrow»«mo»§#916;«/mo»«mi»x«/mi»«/mrow»«/menclose»«mo»+«/mo»«msup»«mfenced»«mrow»«mo»§#916;«/mo»«mi»x«/mi»«/mrow»«/mfenced»«menclose   notation=¨updiagonalstrike¨»«mn»2«/mn»«/menclose»«/msup»«/mrow»«menclose   notation=¨updiagonalstrike¨»«mrow»«mo»§#916;«/mo»«mi»x«/mi»«/mrow»«/menclose»«/mfrac»«/mtd»«/mtr»«mtr»«mtd»«mo»=«/mo»«mfrac»«mrow»«mn»2«/mn»«mi»x«/mi»«mo»+«/mo»«mo»§#916;«/mo»«mi»x«/mi»«/mrow»«mn»1«/mn»«/mfrac»«mo»=«/mo»«mn»2«/mn»«mi»x«/mi»«mo»+«/mo»«mo»§#916;«/mo»«mi»x«/mi»«/mtd»«/mtr»«/mtable»«/math»

«math  xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mn»2«/mn»«mi»x«/mi»«mo»+«/mo»«mo»§#916;«/mo»«mi»x«/mi»«mo»§nbsp;«/mo»«mo»§#8594;«/mo»«mn»2«/mn»«mi»x«/mi»«mo»§nbsp;«/mo»«mi»n§#229;r«/mi»«mo»§nbsp;«/mo»«mo»§#916;«/mo»«mi»x«/mi»«mo»§#8594;«/mo»«mn»0«/mn»«/math» Dette tyder at når «math  xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mi»f«/mi»«mfenced»«mi»x«/mi»«/mfenced»«mo»=«/mo»«msup»«mi»x«/mi»«mn»2«/mn»«/msup»«mo»+«/mo»«mn»2«/mn»«/math», så er «math  xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mi»f«/mi»«mo»§apos;«/mo»«mfenced»«mi»x«/mi»«/mfenced»«mo»=«/mo»«mn»2«/mn»«mi»x«/mi»«/math».Vi kan da finne «math  xmlns=¨http://www.w3.org/1998/Math/MathML¨»«mi»f«/mi»«mo»§apos;«/mo»«mfenced»«mrow»«mn»0«/mn»«mo»,«/mo»«mn»5«/mn»«/mrow»«/mfenced»«mo»=«/mo»«mn»2«/mn»«mo»§#183;«/mo»«mn»0«/mn»«mo»,«/mo»«mn»5«/mn»«mo»=«/mo»«mn»1«/mn»«/math». Dette var det same som vi fann grafisk.

Tilrå
4

Oppgåver

Andre ressursar

Frå deling.ndla.no

  • Gjennomsnittleg vekst i Geogebra [+]
    • Dekkjer delvis "berekne nullpunkt, skjeringspunkt og gjennomsnittleg vekstfart, finne tilnærma verdiar for momentan vekstfart og gje nokre praktiske tolkingar av desse aspekta

Frå NyGiv

Inngår i

Oppgåver frå deling.ndla.no

Du kan bli den første som lagar ei oppgåve til denne sida
Lag oppgåve