Drøfting av polynomfunksjonar
Å finne ut kvar grafen til ein funksjon stig og kvar grafen søkk, blir kalla for å drøfte monotonieigenskapane til funksjonen.
Å drøfte ein funksjon betyr gjerne at vi skal undersøke monotonieigenskapane og bestemme topp- og botnpunkt på grafen. Ei fellesnemning for topp- og botnpunkt er ekstremalpunkt.
Her kjem ei utfordring:
Teikn grafen til tredjegradsfunksjonen gitt ved
Teikn deretter tangentar til grafen for nokon -verdiar mellom og .
Undersøk om det er ein samanheng mellom stigningstalet til tangentane og om grafen stig, søkk eller har topp- eller botnpunkt.
Her kan du sjå at
- stigningstalet til tangenten er positivt når grafen stig for stigande -verdiar
- stigningstalet til tangenten er negativt når grafen søkk for stigande -verdiar
- stigningstalet til tangenten er null i topp- og botnpunkt for stigande -verdiar
Sidan stigningstalet til tangenten er lik den deriverte til funksjonen, betyr dette følgande:
Når grafen stig for stigande -verdiar, er den deriverte positiv. Det motsette gjeld òg: Dersom den deriverte er positiv, så stig grafen.
Når grafen søkk for stigande -verdiar, er den deriverte negativ. Det motsette gjeld òg: Dersom den deriverte er negativ, så søkk grafen.
Når grafen har topp- eller botnpunkt, er den deriverte like null.
Dette betyr at vi kan finne ut for kva verdiar av grafen til ein funksjon stig, for kva verdiar av han søkk og når han har topp- eller botnpunkt ved å sjå på forteiknet til den deriverte. Vi viser dette gjennom nokre eksempel.
Vi skal finne eventuelle ekstremalpunkt (topp- og botnpunkt) til ein funksjon der den deriverte funksjonen har følgande graf:
Løysing
Den deriverte funksjonen, , har nullpunkta og .
For er positiv, som betyr at grafen til stig. For er negativ, som betyr at grafen til søkk. Det betyr at funksjonen har eit toppunkt for .
For
Vi teiknar grafen til ein funksjon som passar med opplysningane ovanfor:
Drøft monotonieigenskapane til ein funksjon der den deriverte funksjonen har grafen under til høgre.
Funksjonen
Lag ei skisse av grafen til
Løysing
Vi kan setje opp forteiknslinja til
Vi legg merke til at den deriverte ikkje skifter forteikn i nullpunktet. Den deriverte er positiv for
Nedanfor har vi teikna ei skisse av grafen til
Definisjon
Gitt funksjonen
Eit stasjonært punkt er eit toppunkt eller eit botnpunkt dersom
Eit terrassepunkt er eit stasjonært punkt der funksjonen ikkje endrar seg frå veksande til minkande eller frå minkande til veksande. Det vil seie at den deriverte ikkje skiftar forteikn.
Stasjonære punkt kan vere topp- eller botnpunkt eller terrassepunkt.
På grunnlag av den deriverte funksjonen
Løysing
Vi set
Det er berre i nullpunkta at uttrykket for den deriverte kan skifte forteikn. Vi vel derfor tilfeldige
Vi kan då setje opp forteiknslinja til
Vi ser av forteiknslinja at grafen veks for
Grafen til
Vi veit at viss toppunktet ligg over
Ein mogleg funksjon er derfor
Toppunktet for denne funksjonen er
Vi teiknar grafen i GeoGebra og ser at det vi har funne utan hjelpemiddel er riktig.
Vi skal drøfte monotonieigenskapane til
I tillegg skal vi finne nok opplysningar om funksjonen til å teikne ei skisse av grafen.
Løysing
Vi deriverer funksjonen.
Vi set
Det er berre i nullpunkta at uttrykket for den deriverte kan skifte forteikn. Vi vel derfor tilfeldige verdiar i kvart av dei aktuelle intervalla
Vi kan då setje opp forteiknslinja til
Vi ser av forteiknslinja at
- Grafen søkk for
og forx ∈ ⟨ ← , - 2 ⟩ .x ∈ ⟨ 1 3 , → ⟩ - Grafen stig for
.x ∈ ⟨ - 2 , 1 3 ⟩
Grafen til
Toppunktet er
Botnpunktet er
Det står no att å finne nullpunkta til
Funksjonsuttrykket til
Vi prøver om
Det betyr
Vi gjer polynomdivisjonen:
No er
Vi løyser så likninga
Det betyr at
På grunnlag av dei opplysningane vi no har, kan vi teikne ei skisse av grafen. Vi teiknar her grafen i GeoGebra:
Ein liten ting til
Dersom ein funksjon er avgrensa på eit lukka intervall, som til dømes