Rasjonale funksjoner Noah og Johanne

Rasjonale funksjoner Noah og Johanne

Klassen til Noah og Johanne arbeider med rasjonale funksjoner. Læreren har tegnet grafene til to rasjonale funksjoner ff og gg og bedt elevene undersøke hvordan funksjonsuttrykkene kan se ut.

Graf til f

Hjelp Noah og Johanne med å finne fram til et mulig funksjonsuttrykk f(x)f(x) for funksjonen ff og et mulig funksjonsuttrykk g(x)g(x) for funksjonen gg.

Husk å argumentere for dine valg av funksjonsuttrykk.

Fasit

f(x)=5x2x21\underline{\underline{f(x) = \dfrac{5x - 2}{x^2 - 1}}} og g(x)=5x2x2+1\underline{\underline{g(x) = \dfrac{5x - 2}{x^2 + 1}}}

LøsningsforslagKI-generert

Vi leser av egenskapene til grafene og setter opp funksjonsuttrykk som passer.

Funksjonen ff

Grafen til ff har følgende egenskaper:

  • To vertikale asymptoter ved x=1x = -1 og x=1x = 1
  • Horisontal asymptote y=0y = 0
  • Positiv yy-skjæring (f(0)>0f(0) > 0)
  • Nullpunkt mellom 00 og 11 (ca. x=0,4x = 0{,}4)

Siden ff har vertikale asymptoter ved x=1x = -1 og x=1x = 1, må nevneren ha nullpunkter nettopp der. En naturlig nevner er

(x1)(x+1)=x21(x - 1)(x + 1) = x^2 - 1

Telleren må gi nullpunkt nær x=0,4x = 0{,}4. Et lineært uttrykk 5x25x - 2 har nullpunkt i x=25x = \tfrac{2}{5}, som passer godt. Da blir

f(x)=5x2x21f(x) = \frac{5x - 2}{x^2 - 1}

Vi verifiserer:

  • Vertikale asymptoter: x21=0x=±1x^2 - 1 = 0 \Rightarrow x = \pm 1
  • Nullpunkt: 5x2=0x=255x - 2 = 0 \Rightarrow x = \tfrac{2}{5}
  • yy-skjæring: f(0)=21=2>0f(0) = \dfrac{-2}{-1} = 2 > 0
  • Horisontal asymptote: limx±5x2x21=0\lim_{x \to \pm\infty} \dfrac{5x - 2}{x^2 - 1} = 0

Funksjonen gg

Grafen til gg har følgende egenskaper:

  • Ingen vertikale asymptoter
  • Horisontal asymptote y=0y = 0
  • Negativ yy-skjæring og samme type teller som ff (lik nullpunkt og y-skjæring i tallverdi før fortegn)
  • Lokalt minimum like til venstre for yy-aksen, lokalt maksimum til høyre

Siden gg ikke har vertikale asymptoter, må nevneren aldri bli null. Vi beholder samme teller som i ff og bytter nevner til x2+1x^2 + 1 (alltid positiv):

g(x)=5x2x2+1g(x) = \frac{5x - 2}{x^2 + 1}

Vi verifiserer:

  • Ingen vertikale asymptoter: x2+11>0x^2 + 1 \geq 1 > 0 for alle xx
  • Nullpunkt: 5x2=0x=255x - 2 = 0 \Rightarrow x = \tfrac{2}{5}
  • yy-skjæring: g(0)=21=2g(0) = \dfrac{-2}{1} = -2
  • Horisontal asymptote: limx±5x2x2+1=0\lim_{x \to \pm\infty} \dfrac{5x - 2}{x^2 + 1} = 0

Grafene er tegnet i GeoGebra (blå = ff, rød = gg) og samsvarer med originalfigurene:

Grafer til f og g

Sensorveiledning

I utgangspunktet gis 2 poeng for hvert funksjonsuttrykk som kan være riktig og er argumentert for. Et funksjonsutrykk som kan være riktig, men ikke er argumentert for, gir ingen uttelling. En kandidat som kommer fram til to funksjonsuttrykk som kan være riktige, men ikke argumenterer for disse, kan få 1 poeng.