Matematika

Függvénytranszformációk · 27. lecke

Függvények – gyakorlás és alkalmazás

Használd a másodfokú függvényt terület-, bevétel- és pályamodellekben.

Értsd meg!

Optimalizálás

A szélsőérték-feladatban azt keressük, melyik megengedett bemenet adja a legnagyobb vagy legkisebb kimenetet. Írd fel a függvényt, majd alakítsd csúcsalakba. A csúcshely csak akkor megoldás, ha beleesik a megadott tartományba. Zárt intervallumnál a végpontokat is ellenőrizni kell.

Parabola eltolása és csúcspontja

A kék alapparabola csúcsa (0;0), a zöld grafikoné (2;−3). Az x helyén álló x−2 két egységgel jobbra, a kívül álló −3 három egységgel lefelé tol. A szimmetriatengely x=2.
A kék alapparabola csúcsa (0;0), a zöld grafikoné (2;−3). Az x helyén álló x−2 két egységgel jobbra, a kívül álló −3 három egységgel lefelé tol. A szimmetriatengely x=2.

Darabszám és folytonos modell

A mennyiség sokszor egész értékű, míg a függvényt valós számokra könnyebb vizsgálni. Ha a csúcshely nem egész, az egész tartományon a szomszédos egész értékek között kell összehasonlítani. Bevétel nem azonos nyereséggel: a nyereséghez a költséget is le kell vonni. A modell jelentése az együtthatóktól függ.

Pálya és mértékegység

Egy lefelé nyíló parabolaív leírhat egyszerű magasságmodellt. A zérushelyek földet érési helyet vagy időt jelenthetnek. A teljes algebrai grafikon nem mindig fizikai pálya: a negatív időt vagy talaj alatti magasságot a helyzet kizárhatja. A válaszban külön nevezd meg a maximumhely és magasság mértékegységét.

A parabola meredekségének változása

Az f(x)=ax² függvényben nagyobb pozitív a azonos x mellett nagyobb y értéket ad. A csúcs nem mozdul el. Az a=2 grafikon keskenyebbnek, az a=0,5 grafikon szélesebbnek látszik.
Az f(x)=ax² függvényben nagyobb pozitív a azonos x mellett nagyobb y értéket ad. A csúcs nem mozdul el. Az a=2 grafikon keskenyebbnek, az a=0,5 grafikon szélesebbnek látszik.

Amit érdemes megjegyezni

  • Nyereség = bevétel − költség
  • Csúcshely és megengedett tartomány együtt határozza meg az optimumot

Nézd meg, próbáld ki!

Függvénylabor

Változtasd a paramétereket! Figyeld az alapfüggvényt (szürke) és az átalakított grafikont (kék).

1 · (x − (0))² + (0)

-8-8-4-404488xy

A rajzolt ablak: −9 ≤ x ≤ 9 és −10 ≤ y ≤ 10. A görbe az ablakon túl is folytatódhat. Az értelmezési tartomány az összes valós szám.

Kidolgozott példák

1. példa

Bevétel maximuma

B(n) = n(2400 − 40n), 0 ≤ n ≤ 60.

  1. B(n) = −40n² + 2400n.
  2. B(n) = −40(n − 30)² + 36 000.
  3. A legnagyobb bevétel 36 000 Ft 30 darabnál.
  4. Az egységár ekkor 1200 Ft, 30 · 1200 = 36 000.

2. példa

Magasságmodell

h(t) = −5(t − 2)² + 20, 0 ≤ t ≤ 4.

  1. A lefelé nyíló parabola csúcsa (2; 20).
  2. A legnagyobb magasság 20 m, a 2. másodpercben.
  3. h(0) = h(4) = 0.
  4. A fizikai tartományban a magasság nemnegatív.

Ellenőrizd magad!

Először önállóan dolgozz! A válaszmezőben törtet billentyűzettel így adhatsz meg: „1/2”, tizedest vesszővel vagy ponttal. Több eredményt pontosvesszővel válassz el (például: 2; 3). Ha a kérdés sorrendet ad meg, kövesd azt. Intervallumot például így írhatsz: [2;3]. Ha a feladat a π együtthatóját kéri, csak a számot add meg. Logikai kérdésnél az „igaz” és „hamis” szavakat is használhatod.

Helyesen megoldva: 0 / 10

1. feladat

T(x) = x(18 − x) maximális értéke?

Megoldás és magyarázat

T(x) = −(x − 9)² + 81.

2. feladat

B(n) = −10n² + 800n. Mennyi a maximumhely?

Megoldás és magyarázat

−b2a = −800−20 = 40.

3. feladat

h(t) = −2(t − 3)² + 18. Mennyi a maximum?

Megoldás és magyarázat

A négyzet a 3. időpontban nulla.

4. feladat

f(x) = −(x − 5)² + 25 a [0; 3] intervallumon. Mennyi a maximum?

Megoldás és magyarázat

A csúcs nincs a tartományban; itt nő, így f(3) = 21.

5. feladatBővítő gyakorlás · Alap

f(x)=2(x−4)²−7. Mennyi f(6)?

Megoldás és magyarázat

f(6)=2·2²−7=1.

6. feladatBővítő gyakorlás · Alap

f(x)=(x−4)²+7. Add meg a csúcspontot x; y sorrendben!

Megoldás és magyarázat

A négyzet x=4-nál nulla, ezért a csúcs (4; 7).

7. feladatBővítő gyakorlás · Alkalmazás

f(x)=−2(x+4)²+7. Mennyi a maximumérték?

Megoldás és magyarázat

A negatív négyzet legfeljebb nulla; a maximum 7, x=−4-nál.

8. feladatBővítő gyakorlás · Alkalmazás

f(x)=(x−4)²−4. Add meg a két zérushelyet!

Megoldás és magyarázat

(x−4)²=4 → x−4=±2.

9. feladatBővítő gyakorlás · Gondolkodtató

g(x)=√(x−4). Mi az értelmezési tartomány legkisebb eleme?

Megoldás és magyarázat

x−4≥0 → x≥4.

10. feladatBővítő gyakorlás · Gondolkodtató

f(x)=3(x−4)²+7. Mennyi f(3)−f(5)?

Megoldás és magyarázat

A két x érték a szimmetriatengelytől egyenlő távol van; mindkét függvényérték 3+k.