MA6 kurssiin apua

Anonyymi

Terve!
Tarvitsen kipeästi apua näihin. Muuten maanantain koe epäonnistuu :(

Tässä on yhtälö
x^2 (1/x^2)-a=0

josta pitäisi ratkaista millä a:n arvoilla ratkaisuja löytyy
a) nolla
b) kaksi
c) neljä.

Tässä on toinen yhtälö

x^2 (1/x^4 2x^2 1)=a

josta pitäisi ratkaista millä a:n arvoilla ratkaisuja löytyy
a) nolla,
b) kaksi
c) kolme
d) neljä.

22

238

    Vastaukset

    Anonyymi (Kirjaudu / Rekisteröidy)
    5000
    • Anonyymi

      Etsi kirjasta tietoa miten yhtälön korkeimmat potenssit ja ratkaisujen määrät liittyvät toisiinsa.

      • Anonyymi

        Lisäksi kannattaa piirtää parvi funktion kuvaajia muuttamalla parametrin a arvoa. Kuvaajista pääset käsitykseen juurten määristä.


    • Anonyymi

      Vinkki: merkkaa y = x^2.

    • Anonyymi

      Ilmeisesti tarkoitetaan reaalijuuria.

      x^2 1/x^2 - a =0
      x^4 - a x^2 1 = 0 . Olkoon t = x^2.
      t^2 - a t 1 = 0. Tällä on juuret t = 1/2 * (a /- sqrt(a^2 - 4)).
      Jos a= 2 niin t =1 joten x = /- 1. Juuria siis 2.
      Jos a < 2 niin a^- 4 < 0 ja ei ole reaaliratkaisuja t:lle eikä siis reaaliratkaisuja myöskään x:lle.
      Jos a > 2 niin ratkaisuja on 4: x = /- sqrt( t) missä t:llä on nuo yllä saadut 2 arvoa.

      x^2 1/(x^4 2 x^2 1) = a. Tätäkö tarkoitit? Oliko sulkumerkki väärässä paikassa? En rupea tätä laskemaan koska en ole varma mitä oikein tarkoitit.

      • Anonyymi

        Tarkoitin juuri tuota, pahoittelut, kun en osannut käyttää sulkeita. Kiitos ohjeista ensimmäiseen. Yritän samalla tyylillä itse selvittää tämän jälkimmäisenkin.


      • Anonyymi
        Anonyymi kirjoitti:

        Tarkoitin juuri tuota, pahoittelut, kun en osannut käyttää sulkeita. Kiitos ohjeista ensimmäiseen. Yritän samalla tyylillä itse selvittää tämän jälkimmäisenkin.

        Kirjoita x^2 1 = t. Yhtälösi on nyt
        t-1 1/t^2 = a eli
        t^3 -(1 a) t^2 1 = 0
        Pääsetkö tästä eteenpäin?


      • Anonyymi
        Anonyymi kirjoitti:

        Kirjoita x^2 1 = t. Yhtälösi on nyt
        t-1 1/t^2 = a eli
        t^3 -(1 a) t^2 1 = 0
        Pääsetkö tästä eteenpäin?

        Tässä vielä lisäohje jos saat selvää englanninkielisestä:
        Kts. Wikipedia (engl.) : Cubic equation, erityisesti kohdat:
        Discriminant
        Nature of roots
        Multiple root


      • Anonyymi
        Anonyymi kirjoitti:

        Tässä vielä lisäohje jos saat selvää englanninkielisestä:
        Kts. Wikipedia (engl.) : Cubic equation, erityisesti kohdat:
        Discriminant
        Nature of roots
        Multiple root

        Englanti ei oikein taivu. Jaksaisitko vielä tehdä eteenpäin tuota toistakin. On sen verran monimutkaisempi kuin ensimmäinen. Suuri kiitos avusta.


      • Anonyymi
        Anonyymi kirjoitti:

        Englanti ei oikein taivu. Jaksaisitko vielä tehdä eteenpäin tuota toistakin. On sen verran monimutkaisempi kuin ensimmäinen. Suuri kiitos avusta.

        Mää ihmettelen kauhiast.
        Sinulla on ratkottavana noinkin konstikas tehtävä mutta koulutukseesi ei silti kuulu vähäinenkään englanninkielen taito. Tuo W:n englanninkielinen matemaattinen teksti ei paljon kielitaitoa vaadi.Kuinka on mahdollista Suomessa kouluttautua noinkin pitkälle kuin sinä ilmeisesti ole kouluttaunut ilman että on joutumut oppimaan yhtään englantia?


      • Anonyymi
        Anonyymi kirjoitti:

        Mää ihmettelen kauhiast.
        Sinulla on ratkottavana noinkin konstikas tehtävä mutta koulutukseesi ei silti kuulu vähäinenkään englanninkielen taito. Tuo W:n englanninkielinen matemaattinen teksti ei paljon kielitaitoa vaadi.Kuinka on mahdollista Suomessa kouluttautua noinkin pitkälle kuin sinä ilmeisesti ole kouluttaunut ilman että on joutumut oppimaan yhtään englantia?

        PS. Ja löytyyhän noita suomenkielisiäkin nohjeita. Googlaa "kolmannen asteen yhtälö".
        Siihen diskriminantin tutkimiseen joudutaan. Ja sen jälkeen on vielä tutkittava mitä tuosta sijoituksesta t = x^2 1 seurasi eli niitä mahdollisia x:n arvoja.


      • Anonyymi
        Anonyymi kirjoitti:

        Kirjoita x^2 1 = t. Yhtälösi on nyt
        t-1 1/t^2 = a eli
        t^3 -(1 a) t^2 1 = 0
        Pääsetkö tästä eteenpäin?

        No, jatkan tätä toisella menetelmällä.
        Olkoonnsiis t = x^2 1. Täytyy siis olla t >= 1.
        f(t) = t 1/t^2 - a - 1
        f'(t)= 1 - 2/t^3 =0 mistä t = 2^(1/3)
        f''(t)= 6/t^4 > 0 jotennkyseessä lokaali minimi.
        f(2^(1/3)) = 2^(1/3) 1/2^(2/3) - a - 1 = (3 - 2^(2/3))/2^(2/3) - a > 0 kun a < (3-2^(2/3))/2^(2/3). Minimiarvo on siis arvon a yläpuolella ja tarkaisuja ei ole.

        Jos a = (3 - 2^(2/3))/2^(2/3) niin minimiarvo on a. Tällöin x^2 1 = 2^(1/3) eli
        x = /- sqrt(2^(1/3) - 1).
        Ratkaisuja on kaksi.

        Olkoon nyt a > (3 -2^(2/3))/2^(2/3). f'(t) > 0 kun t > 2^(1/3) eli f on minimipisteen jälkeen koko ajan kasvava funktio ja kasvaa rajatta. Se siis saavuttaa arvon a jossain pisteessä t > 2^(1/3) ja vain tässä. On siis yksi ratkaisun t-arvo eli kaksi x:n arvoa ratkaisuna.


      • Anonyymi
        Anonyymi kirjoitti:

        No, jatkan tätä toisella menetelmällä.
        Olkoonnsiis t = x^2 1. Täytyy siis olla t >= 1.
        f(t) = t 1/t^2 - a - 1
        f'(t)= 1 - 2/t^3 =0 mistä t = 2^(1/3)
        f''(t)= 6/t^4 > 0 jotennkyseessä lokaali minimi.
        f(2^(1/3)) = 2^(1/3) 1/2^(2/3) - a - 1 = (3 - 2^(2/3))/2^(2/3) - a > 0 kun a < (3-2^(2/3))/2^(2/3). Minimiarvo on siis arvon a yläpuolella ja tarkaisuja ei ole.

        Jos a = (3 - 2^(2/3))/2^(2/3) niin minimiarvo on a. Tällöin x^2 1 = 2^(1/3) eli
        x = /- sqrt(2^(1/3) - 1).
        Ratkaisuja on kaksi.

        Olkoon nyt a > (3 -2^(2/3))/2^(2/3). f'(t) > 0 kun t > 2^(1/3) eli f on minimipisteen jälkeen koko ajan kasvava funktio ja kasvaa rajatta. Se siis saavuttaa arvon a jossain pisteessä t > 2^(1/3) ja vain tässä. On siis yksi ratkaisun t-arvo eli kaksi x:n arvoa ratkaisuna.

        Jatkoa: Jäi nyt vielä tutkimatta mitä tapahtuu välillä 1 <= t <= 2^(1/3). Mutta jääkin nyt ainakin tältä illalta.


      • Anonyymi
        Anonyymi kirjoitti:

        Jatkoa: Jäi nyt vielä tutkimatta mitä tapahtuu välillä 1 <= t <= 2^(1/3). Mutta jääkin nyt ainakin tältä illalta.

        Jatkoa.Ensin pari korjausta.
        "Minimiarvo on siis arvon a yläpuolella..." p.o. "...arvon 0 yläpuolella ja ratkaisuja ei ole."
        "...niin minimiarvo on 0."
        "...saavuttaa arvon a jossain pisteessä.." p.o. "...arvon 0 jossain..."
        Nämä sekaannukset syntyivät kun ensin mietiskelin funktiota f(t) = t 1/t^2. Olisi ehkä ollut parempi kirjoittaa koko juttu uudestaan.

        Tässä tehtävässä täytyy siis olla t >= 1 sillä 1 x^2 >= 1.
        f(1) = 1 - a. Välillä 1 <= t < 2^(1/3) on f'(t) < 0 ja f on siis tuolla välillä vähenevä funktio. Jos siis (3 - 2^(2/3))/2^(2/3) <a <= 1 löytyy tuolta t-väliltä ratkaisu. Mutta koska f on pisteen t = 2^(1/3) jälkeen kasvava ja kasvaa rajatta, löytyy sieltäkin piste missä f(t) = 0.
        x-ratkaisuja on 4.


    • Anonyymi

      Hei sori kun tukin nyt samaan ketjuun, mutta mites tämmöinen:

      Piste (x0, y0) on paraabelilla f(x)= ax^2. Osoita, että pisteen kautta piirretyn paraabelin tangentin yhtälö voidaan aina kirjoittaa muodossa: y y0=2ax0x

      Nuo nollat x:n ja y:n perässä on siis joka kohdassa alaindeksissä.

      Yhtälön kulmakertoimeksi saan kyllä 2ax, kun derivoin f(x) yhtälön, mutta mun yhtälöstä tulee y-y0=2ax(x-x0)

      • Anonyymi

        Paraabelin f(x) tangentin kulmakerroin pisteessä (x0, f(x0)) on f'(x0) = 2 a x0.
        Tuon pisteen kautta kulkevan tangenttisuoran yhtälö on
        y - y0 = 2 a x0 (x - x0)


      • Anonyymi
        Anonyymi kirjoitti:

        Paraabelin f(x) tangentin kulmakerroin pisteessä (x0, f(x0)) on f'(x0) = 2 a x0.
        Tuon pisteen kautta kulkevan tangenttisuoran yhtälö on
        y - y0 = 2 a x0 (x - x0)

        No, vien nyt loppuun asti:
        y - y0 = 2 a x0 x - 2 a x0^2 = 2 a x0 x- 2 y0 joten y y0 = 2 a x0 x.


      • Anonyymi
        Anonyymi kirjoitti:

        No, vien nyt loppuun asti:
        y - y0 = 2 a x0 x - 2 a x0^2 = 2 a x0 x- 2 y0 joten y y0 = 2 a x0 x.

        Hei kiitti, nyt tajusin :)


    • Anonyymi

      Päättelyllä seuraavasti:
      Merkataan x^2 = y, y>=0; silloin saadaan yhtälö:
      a = y 1/y
      Siitä nähdään, että jos y = b on ratkaisu niin myös y = 1/b on ratkaisu. Jos on ratkaisu, on toinenkin ratkaisu, paitsi kun y= 1, jolloin on vain yksi ratkaisu a = 2.
      Osoitetaan että 2 on a:n minimiarvo, jolloin a<2 ei saada ratkaisua.
      Merkataan y = 1 c, c>0, silloin yhtälö saadaan muotoon:
      a = 2 c^2/(1 c), eli a>2 kun c>0 ja y>1. Sama pätee kun y<1, koska b ja 1/b antavat saman arvon a:lle.
      Koska y=x^2, saadaan kullekin y ratkaisua vastaten kaksi x arvoa. Joten:
      0 ratkaisua, kun a<2
      2 ratkaisua, kun a=2
      4 ratkaisua, kun a>2

    • Anonyymi

      b)

      x^2 1/(x^4 2x^2 1)
      = x^2 1/(x^2 1)^2
      Merkitään t = x^2 1. Tällöin jokaiselle t>1 on kaksi x-ratkaisua ja arvolle t=1 yksi.
      Edellinen lauseke t:n avulla kirjoitettuna on t - 1 1/t^2 . Asetetaan tämä alkuperäisen yhtälön mukaan yhtäsuureksi kuin a.

      t 1/t^2 - 1 - a = 0

      Lavennetaan saman nimisiksi ja saadaan, että nimittäjän pitää olla nolla

      t^3 - (a 1)t^2 1 = 0

      Merkitään g(t) = t^3 - (a 1)t^2 1.
      Koska g(0)=1 ja g menee miinus äärettömään, kun t menee neg. äärettömään, niin aina on yksi negatiinen juuri. Näin ollen alueessa t>=1 voi olla korkeintaan kaksi juurta.
      Koska g'(t) = 3t^2 - 2(a 1)t ja g''(t) = 6t, niin t0 = 2(a 1)/3 on g:n lokaali minimi kun t0>=1. Selvitetään a:n arvo, jolla g sivuaa x-akselia t0:ssa. Tällöin täytyy olla

      g(t0)=0 eli
      (2(a 1)/3)^3 - (a 1)(2(a 1)/3)^2 1 = 0
      (8/27-4/9)(a 1)^3 = - 1
      (a 1)^3 = 27/4
      a = (27/4)^(1/3)-1 = 3/4^(1/3)-1.

      Koska tällä arvolla saatava juuri on suurempi kuin 1 (tark. laskemalla että se on 1,26), niin se tuottaa kaksi x-juurta.

      Entäpä sitten se kohta, jossa toinen g:n positiivinen juuri menee alle ykkösen. Sehän tapahtuu arvolla a=1, koska tuolloin g(t) = t^3 - 2t^2 -1, jolla on juuri t=1.
      Koska graafi painuu vaaka-akselin alle kohdassa 1,26, niin suurempi juuri on aina yli 1 ja se tuottaa kaksi x-juurta. Pienempi juuri siis tuottaa myös kaksi siihen asti kunhan siitä tulee arvoltaan yksi, jolloin se tuottaa yhden x-juuren ja sen jälkeen ei enää yhtään.

      Siis ratkaisu tehtävään on (merk. a0 = 3/4^(1/3)-1 = 0,88988)

      nolla juurta, kun a < t0,
      kaksi juurta, kun a = t0 tai a>1,
      kolme juurta, kun a=1,
      neljä juurta, kun t0<a<1.

      • Anonyymi

        Kiitos tästä. En olisi kyllä osannut näin perusteellisesti selvittää tehtävää. Toivottavasti kokeessa ei ole mitään näin vaikeaa.


    • Anonyymi

      Tuo b-kohta menee hieman helpommin, jos käytetään edellisen ratkaisun sijoitusta t=x^2 1 ja lähdetään tutkimaan funktiota:
      a 1 = t 1/t^2
      Derivoimalla saadaan funktio 1-2/t^3, jonka 0-kohdaksi nähdään crt2 (kuutiojuuri). Helposti nähdään myös, että tuo on minimikohta, ja että funktio on vähenevä ennen sitä ja kasvava sen jälkeen.

      • Anonyymi

        On tosiaan selkeämpää tutkia funktiota g(t) = t 1/t. Vaikka aloitin mietiskelyn sitä käyttäen niin lipsahdin jotenkin tuohon funktioon f(t) = g(t) - a - 1.No, kävihän se silläkin joten kuten. Vai kävikö?


    Ketjusta on poistettu 1 sääntöjenvastaista viestiä.

    Luetuimmat keskustelut

    1. Orpo hiiri kadoksissa, Marin jo kommentoi

      Kuinka on valtiojohto hukassa, kun vihollinen Grönlantia valloittaa? Putinisti Purra myös hiljaa kuin kusi sukassa.
      Maailman menoa
      117
      6329
    2. Lopeta jo pelleily, tiedän kyllä mitä yrität mies

      Et tule siinä onnistumaan. Tiedät kyllä, että tämä on just sulle. Sä et tule multa samaan minkäänlaista responssia, kosk
      Ikävä
      380
      6142
    3. Nuori lapualainen nainen tapettu Tampereella?

      Työ­matkalainen havahtui erikoiseen näkyyn hotellin käytävällä Tampereella – tämä kaikki epäillystä hotelli­surmasta tie
      Lapua
      69
      5970
    4. Tampereen "empatiatalu" - "Harvoin näkee mitään näin kajahtanutta"

      sanoo kokoomuslainen. Tampereen kaupunginvaltuuston maanantain kokouksessa käsiteltävä Tampereen uusi hyvinvointisuunni
      Maailman menoa
      344
      3962
    5. Lidl teki sen mistä puhuin jo vuosikymmen sitten

      Eli asiakkaat saavat nyt "skannata" ostoksensa keräilyvaiheessa omalla älypuhelimellaan, jolloin ei tarvitse mitään eril
      Maailman menoa
      145
      2365
    6. Ukraina, unohtui korona - Grönlanti, unohtu Ukraina

      Vinot silmät, unohtui Suomen valtiontalouden turmeleminen.
      Maailman menoa
      4
      2345
    7. Orpo pihalla kuin lumiukko

      Onneksi pääministerimme ei ole ulkopolitiikassa päättäjiemme kärki. Hänellä on täysin lapsellisia luuloja Trumpin ja USA
      Kansallinen Kokoomus
      119
      1403
    8. Onko täällä helmessä tapahtunut vakava rikos?

      Onko kuullut kukaan mitään.
      Haapavesi
      12
      1241
    9. Miten kauan sulla menisi

      Jos tulisit mun luo tänne nyt kahvinkeittoon?
      Ikävä
      186
      1085
    10. Miksi me oikein

      Rakastuttiin?
      Ikävä
      59
      887
    Aihe