x
Učitavanje

3.8 Aktivnosti za samostalno učenje

Što ću naučiti?
Europska unija - Zajedno do fondova EU
Sadržaj jedinice icon sadržaj jedinice

Na početku...

Krivulja koja opisuje puls
Na fotografiji je prikazana krivulja koja opisuje puls.

Na slici je krivulja dobivena snimanjem električne aktivnosti srca, takozvani kardiogram.

Opišite matematičkim jezikom prikazanu krivulju. Pritom se koristite pojmovima kao što su parnost/neparnost, periodičnost, monotonost, omeđenost. Možete li odrediti domenu i sliku prikazane funkcije?

U sljedećim ćemo zadatcima opisivati funkcije koristeći se svojstvima o kojima ste učili u ovom modulu.

Zadatak 1.

Na sljedećoj je kartici funkcija f : R R zadana grafom. Koristeći se podatcima na grafu, provjerite je li prikazana funkcija:

a. parna, neparna ili ni jedno od toga

b. periodična i ako jest, odredite temeljni period

c. omeđena i ako jest, odredite gornju i donju među

d. monotona, a ako nije, odredite intervale monotonosti na dijelu domene za koje je - 2 π < x < 2 π .

Zapišite svoje zaključke u bilježnicu uz kratko obrazloženje ili činjenicu na temelju koje ste izveli zaključak. Provjerite svoje zaključke na drugoj strani kartice.

Na slici je prikazana funkcija koja je parna i omeđena.
Okreni

a. parna jer je graf simetričan s obzirom na os ordinata

b. periodična s periodom 2 π

c. omeđena, - 3 < f ( x ) 5

d. intervali rasta na zadanom dijelu iz domene jesu - 2 π , - π , 0 , π , a intervali pada - π , 0 , π , 2 π.  

Povratak

Zadatak 2.

Kao i u prethodnom zadatku, ispitajte parnost/neparnost, periodičnost, omeđenost i monotonost funkcije f : R R . Kojem broju teži vrijednost funkcije ako x teži u beskonačnost, a kojem broju ako x teži u minus beskonačnost? 

Na slici je prikazana rastuća funkcija koja je neparna i omeđena.
Okreni

a. neparna zbog simetrije u odnosu na ishodište

b. nije periodična

c. omeđena, - 3 < f ( x ) < 3

d. rastuća na R

e. lim x f x = 3 , lim x - f x = - 3

Povratak

Praktična vježba

Osoba koja razmišlja o odgovorima i postavlja pitanja
Na slici je prikazana osoba koja razmišlja o odgovorima i postavlja pitanja.

Ova se vježba radi u paru. Svaki član para odabere graf jedne od elementarnih funkcija i opisuje funkciju navodeći jedno po jedno njezino svojstvo kao u prethodnom zadatku (parnost, omeđenost, periodičnost, monotonost), kao i njezinu domenu i sliku. Drugi član pokušava prema dobivenim informacijama nacrtati graf tražene funkcije i pogoditi o kojoj se elementarnoj funkciji radi. Zatim članovi trebaju zamijeniti uloge.

Vježba se može shvatiti kao igra i može se dodati bodovanje - po 1 bod za svako od svojstava koje se koristilo za rješavanje. Pobjednik je tada onaj tko ima manje bodova, odnosno tko je brže nacrtao i pogodio o kojoj se funkciji radi. Nakon elementarnih funkcija mogu se koristiti bilo koje funkcije.

Zadatak 3.

Na slici je dio grafa funkcije f . Ako za funkciju f vrijedi f ( - x ) = f ( x ) za sve x D ( f ) = - 3,3 , na kojoj je slici prikazan graf funkcije na cijeloj domeni?


Zadatak s nadopunom grafa
Zadatak s nadopunom grafa-rj1
Na slici je prikazano ponuđeno rješenje za nadopunu grafa funkcije do grafa parne funkcije.
Na slici je prikazano ponuđeno rješenje za nadopunu grafa funkcije do grafa parne funkcije.
null
null

Limes i neprekidnost

Riješite nekoliko zadataka  s limesom funkcije.

Limes i neprekidanost
Na slici je prikazan graf funkcije koja ima prekid u nekim točkama i u njima nema limes, a u nekim točkama ima prekid, ali u njima ima limes.

Zadatak 4.

Na slici je graf funkcije f . Promotrite što se događa s vrijednostima funkcije za x = - 4 , x = 0 , x = 2 , x = 4 i odgovorite na sljedeća pitanja.

Primjer 1.

Na slici je prikazan graf funkcije f x = x 3 - 4 x x - 2 koja nije definirana za x = 2 . Može li se i kako definirati vrijednost funkcije u toj točki tako da proširenjem funkcija bude neprekidna?
Limes i neprekidanost
Na slici je prikazan graf funkcije koja nije definirana za x=2, ali ima limes u toj točki i može se definirati tako da proširenje bude neprekidna funkcija.

Na grafu vidimo da funkcija ima limes u točki x = 2 .

Provjerimo i računski.

lim x 2 f x = lim x 2 x 3 - 4 x x - 2 = lim x 2 x x - 2 x + 2 x - 2 = lim x 2 x x + 2 = 2 2 + 2 = 8 .

Stoga vrijednost funkcije definiramo kao

f 2 = lim x 2 f x = 8 .


Zadatak 5.

Definirajte vrijednost funkcije f x = x 2 + 4 x + 3 x + 1 u točki u kojoj nije definirana, tako da proširenjem funkcija bude neprekidna.

Funkcija nije definirana za x = - 1 . Tada je

f - 1 = lim x - 1 f x = lim x - 1 x 2 + 4 x + 3 x + 1 = lim x - 1 x + 3 x + 1 x + 1 = lim x - 1 x + 3 = 2 .


Istražimo

Funkcija f x = sin x x nije definirana u nuli. Može li se ova funkcija definirati u nuli tako da proširena funkcija bude neprekidna? Promotrimo što se događa s vrijednošću funkcije kad se x približava nuli, odnosno postoji li limes u nuli.

Popunite sljedeću tablicu u bilježnici i promotrite vrijednosti funkcije.

x - 0.2 - 0.1 - 0.01 0.01 0.1 0.2
sin x x
x - 0.2 - 0.1 - 0.01 0.01 0.1 0.2
sin x x 0.9933 0.9983 0.9999 0.9999 0.9983 0.9933

Primijetimo da se vrijednosti funkcije približavaju broju 1 kada se x približava nuli, što možemo vidjeti i na grafu funkcije f x = sin x x .

Limes sinx/x
Na slici je graf funkcije sinx kroz x.

Vrijedi sljedeća tvrdnja.

lim x 0 sin x x = 1

Kutak za znatiželjne

U sljedećoj animaciji pogledajte dokaz da je lim x 0 sin x x = 1 . Budući da je funkcija f x = sin x x parna, promatramo x 0 , π 2 , pri čemu su vrijednosti trigonometrijskih funkcija pozitivne. Dokaz se provodi promatranjem površine kružnog isječka s lukom duljine x (kružnice polumjera 1 ) i površine dvaju pravokutnih trokuta.

Primijenimo

Panda, ugrožena vrsta životinja
Na slici je panda kao primjer ugrožene vrste životinja.

Zadatak 6.

Znanstvenici su uočili da se broj jedinki ugrožene vrste životinja koje ostaju u divljini t godina nakon što je pokrenuta politika zaštite može modelirati funkcijom f x = 400 1 + 3 e - 0.02 t .

Odgovorite na sljedeća pitanja i nakon toga pokušajte skicirati graf funkcije.

a. Funkcija f definirana je za sve realne brojeve t
.
Broj jedinki na početku perioda zaštite je
,
nakon 10 godina (zaokruženo na cijeli broj) iznosi
,
a nakon 35 godina 
.
null
null

b. Funkcija f koja određuje broj jedinki je

funkcija.
null
null

c. Može li broj jedinki neograničeno rasti? 

null
null

d. Broj jedinki ne može biti

od
broja
.
null
null

Zadatak 7.

Skicirajte graf neke funkcije koja će modelirati količinu goriva u spremniku Filipova automobila u periodu od 30 dana. Puni spremnik sadrži 40 litara. Filip je napunio spremnik do vrha na početku promatranog perioda i desetog dana, a dvadeset petog dana utočio je u spremnik samo 10 litara. Neposredno prije punjenja, desetog i dvadeset petog dana, spremnik se ispraznio do "rezerve" na 8 litara, odnosno na 5 litara.

Modeliranje potrošnje goriva
Na slici je graf funkcije koja prikazuje potrošnju goriva u periodu od 30 dana.

...i na kraju

Skicirajte primjer grafa sa sljedećim svojstvima:

a. Domena funkcije je interval - 9,9 .

b. Funkcija je parna.

c. Funkcija raste na intervalima - 9 , - 8.5 , - 7.5 , - 6.5 , - 5.5 , - 3 , 0,2 , 2,3 , 5.5,6.5 , 7.5 , 8.5  a pada na - 8.5 , - 7.5 , - 6.5 , - 5.5 , - 3 , - 2 , - 2,0 , 3,5.5 , 6.5,7.5 , 8.5 , 9 .

d. lim x 0 f x = f 0 .

e. lim x 2 f x = - 1 , ali f 2 = 3 .

f. Za x = 3 funkcija ima prekid i  f 3 = 0 , lim x 3 f x ne postoji.

Usporedite svoj graf s nekim od ostalih učenika ili s primjerom iz rješenja.

Graf funkcije
Na slici je graf funkcije koja je zadana svojstvima, kao što su parnost i monotonost, te točke prekida.

Povratak na vrh