Miten neljännen asteen funkion lausekkeen voi päätellä kuvaajasta?

Anonyymi

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

6

180

    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. Mitkä asiat

      tekevät vaikeaksi kohdata kaivattusi?
      Ikävä
      73
      863
    2. Miltä se tuntuu

      Miltä se tuntuu havahtua, että on ollut ihmistä kohtaan, joka on rakastanut ja varjellut, täysi m*lkku? Vai havahtuuko s
      Ikävä
      104
      718
    3. 35
      587
    4. Haluaisitko oikeasti

      Vakavampaa välillemme vai tämäkö riittää
      Ikävä
      46
      580
    5. Rakas

      Eihän se tietysti minulle kuulu, mutta missä sinä olet? 😠
      Ikävä
      35
      577
    6. Pidit itseäsi liian

      Vanhana minulle? Niinkö?
      Ikävä
      40
      575
    7. En mahda sille mitään

      Olet ihanin ja tykkään sinusta todella paljon.
      Ikävä
      29
      572
    8. Joko olet luovuttanut

      Mun suhteen?
      Ikävä
      50
      540
    9. Mitä se olisi

      Jos sinä mies saisit sanoa kaivatullesi mitä vain juuri nyt. Ilman mitään seuraamuksia yms. Niin mitä sanoisit?
      Ikävä
      34
      537
    10. Sinunkin pitää jättää

      Se kaivattusi rauhaan.
      Ikävä
      35
      474
    Aihe