Miten neljännen asteen funkion lausekkeen voi päätellä kuvaajasta?

Anonyymi

Pitäisi määrittää lauseke funktion kuvaajan perusteella. Miten se oikein onnistuu?

6

177

    Vastaukset

    Anonyymi (Kirjaudu / Rekisteröidy)
    5000
    • Anonyymi

      Jos sen funktion ääriarvokohdat ovat tarkasti nähtävissä voi funktion derivaatalle ehkä saada lausekkeen:

      dy/dx= A(x-x1)(x-x2)(x-x3), jossa x1,x2 ja x3 ovat niitä ääriarvokohtia.

      Tuosta sitten integoimalla saa lausekkeen y:lle, johon tulee vielä toinen vakio C.
      Vakiot A ja C saadaan funktion nollakohdan(jos on) ja y-akselin leikkauspisteen avulla.

    • Olkoon se polynomi p(x) = c4x^4 c3x^3 c2x^2 c1x c0

      Työläähkö mutta aina toimiva metodi: katso arvo viidessä eri pisteessä ja ratkaise kertoimet yhtälöryhmän avulla.

      Helpotuksia:
      -Vakiotermin voit katsoa suoraan polynomin arvosta x=0:ssa (eli kannattaa aina valita yhdeksi pisteeksi x=0, jos se kuvaajassa näkyy).

      -Ensimmäisen asteen kertoimenkin voisit katsoa tangentin kulmakertoimesta x=0:ssa mutta se saatta olla hieman epätarkkaa hommaa.

      -Jos p:llä on nollakohtia, tiedät että niistä muodostettu polynomi q jakaa p:n, joten p = q*r, missä r on astetta 4 - (p:n nollakohtien määrä) astetta oleva polynomi ja tarvitsee vain ratkaista sen kertoimet. Käytä yo. metodia, muista yhtälöitä muodostaessa kirjoita:
      y1 = p(x1) = q(x1)*r(x1)
      q:han on jo tunnettu polynomi ja tämä yhtälö luo yhteyksiä r:n kertoimien välille, y1 katsotaan siis kuvasta. Valitse muita pisteitä kuin p:n nollakohdat, sillä ne on jo käytetty (niiden avulla saatiin tuntemattomien kertoimien määrä vähennettyä).

      - Myös huippukohtia voit käyttää yhtälöiden saamiseksi kertoimien välille: tiedät että lausekkeen derivaatta on nolla huippukohdassa.

      - Jos p:llä on 4 (eri) nollakohtaa, niin edellä r on vain vakiopolynomi, eli täytyy vain selvittää tämä yksi vakiokerroin, jonka saa helposti jostain ei-nollakohdasta yhdellä yhtälöllä. Vastaavasti kuten jo yo. vastauksessa tulikin, jos huippukohtia on kolme näkyvissä, niin näistä saa. Yksi nollakohtahan sillä derivaatalla ainakin on, koska kolmatta astetta oleva polynomi on. Mutta yleisemmin loput kertoimet joutuu ehkä selvittämään eri tavoin niiden välille saatujen yhtälöiden ratkaisemisella.

    • Anonyymi

      Yleensähän nuo neljännen asteen polynomit ovat w-muotoisia. Jos se leikkaa x-akselia neljässä kohdassa (x1...x4), on polynomi:
      f(x) = C*(x-x1)(x-x2)(x-x3)(x-x4)
      C saadaan esim y-akselin leikkauspisteen avulla.
      Jos ei leikkaa x-akselia neljässä pisteessä, saatetaan löytää x-akselin suuntainen suora, jolla on neljä leikkauspistettä. Silloin kysessä f(x) k tyyppinen funktio, jonka nollakohdat voidaan ratkaista.
      Sitten on vielä erikoistapauksia, joissa on moninkertaisia juuria.

      • Joo, tuo siirto y-akselin suunnassa eli f(x) k:n tutkiminen onkin hyvä temppu!
        Edelleen: sitä suoraahan voisi myös kääntää, eli tehdä mielivaltaisen lineaarisen koordinaattimuunnoksen.


    • Muuten, jos yleistetään ongelma kompleksi-polynomeille ja kuvaaja piirretään siten että ensinnäkin jokaiselle kompleksi tason pisteelle z määrätään väri (säde |z| antaa sen kuinka "kirkas" väri on 0=musta ja ääretön=valkoinen, ja vaihekulma Arg(z) kierretään sateenkaaren värit ks. domain coloring). Sitten tehdään polynomin p kuvataso siten että jokaiseen pisteeseen z laitetaan p(z):n väri.

      Algebran peruslauseen mukaan kompleksipolynomit hajoavat ensimmäinen asteen tekijöihin ja kuvasta on helppo katsoa tämä hajotelma. Nollakohdat ovat mustia pisteitä ja niiden kertaluvut näkee siitä kuinka monta kertaa värikehä kiertää pisteen ympäri. Tehtäväksi jää ainoastaan johtavan kertoimen selvittäminen niinkuin edelläkin.

      Linkkejä:
      https://en.wikipedia.org/wiki/Domain_coloring
      https://www.complexgrapher.com/ (tuolla ilmeisesti se säteen suurus otetaan modulossa ja se aiheuttaa nuo renkulat??)

      • Tuohan onkin muuten todella hyvä tuo että säteen suuruus otetaan modulossa. Niistä renkaista näkee missä nollakohtia sijaitsee. Se kuinka monta kertaa renkaan ympärillä värikehä kiertää, kertoo kuinka monta nollakohtaa (kertaluvun mukaan laskettuna) sen sisällä sijaitsee.


    Ketjusta on poistettu 1 sääntöjenvastaista viestiä.

    Luetuimmat keskustelut

    1. SDP on vastuunkantaja, ja siksi suosituin kansan keskuudessa

      Kiusaamiseenkin SDP puuttuu heti sellaisen tultua ilmi. Esimerkiksi persut lakaisevat nämä maton alle ja pahentavat site
      Maailman menoa
      225
      6713
    2. Punavihreät puolueet haluavat Suomeen satoja tuhansia kehitysmaalaisia

      SDP, vihreät ja vassarit haluavat nostaa esim. pakolaiskiintiötä todella paljon. Orpon hallituksen aikana maahanmuutto
      Maailman menoa
      140
      5608
    3. Nyt tuli Suomen somaleista todella ikävää faktaa

      sillä osa somalivanhemmista lähettää lapsiaan kotimaahansa kurinpitolaitoksiin, joissa heitä pahoinpidellään. Illan MOT
      Maailman menoa
      305
      3686
    4. Häirintäkohun keskellä olevalta kansanedustajalta Jani Kokolta (sd) rajua tekstiä somessa.

      https://www.is.fi/politiikka/art-2000011772322.html Ajaakohan tämä SDP:n kansanedustaja Jani Kokko oikein täysillä valoi
      Maailman menoa
      128
      3520
    5. Kähmijä puolueen kannatus romahtamassa

      Erityisesti naiset ovat suuttuneet SDP:lle kertoo asiantuntijat
      Maailman menoa
      125
      2537
    6. Sinä et halunnut sitoutua

      Samalla tavalla kyin minä ja koen vihdoinkin että se on ihan ok. Sitoutuminen merkitsi meille erilaisia asioita, eikä ne
      Ikävä
      23
      2270
    7. Kommentti: oikeuslaitos korvattava SDP:n johdolla

      Näkisin että Suomessa tuomiovalta pitäisi olla demareiden johtoportaalla. Koska porvarimedia säestettynä persujen kirku
      Maailman menoa
      4
      2200
    8. Läppärit kahviloissa

      Aika omituista nykyään, että mennään ”trendikkäästi” tekemään lämppärillä töitä kahviloihin ja viedään moneksi tunniksi
      Kahvilat
      60
      2054
    9. Persut pettävät ja valehtelevat aina

      Petoksistahan jää kiinni kuten olemme persujen kannatusromahduksesta nähneet, mutta siitä huolimatta persut jatkavat val
      Maailman menoa
      63
      1813
    10. Onko kaivattusi spesiaali?

      Millä tavalla ja miten?
      Ikävä
      106
      1574
    Aihe