2.3. Andragradsuttryck
Sommarmatte 1
Versionen från 17 juli 2007 kl. 07.23 (redigera) KTH.SE:u1zpa8nw (Diskussion | bidrag) (Ny sida: __NOTOC__ <table><tr><td width="600"> <div class="inforuta"> '''Innehåll:''' *Kvadratkomplettering *Andragradsekvationer *Faktorisering *Parabler </div> <div class="inforuta"> '''Lärand...) ← Gå till föregående ändring |
Nuvarande version (17 juli 2007 kl. 10.21) (redigera) (ogör) KTH.SE:u1zpa8nw (Diskussion | bidrag) |
||
(9 mellanliggande versioner visas inte.) | |||
Rad 193: | Rad 193: | ||
<div class="exempel"> | <div class="exempel"> | ||
'''Exempel 6''' | '''Exempel 6''' | ||
- | [[Bild:t_3_1_5b.gif|right]] | ||
Skissera parabeln $\ y=x^2+2x+2\,$. | Skissera parabeln $\ y=x^2+2x+2\,$. | ||
- | <br> | + | |
- | <br> | + | |
Om högerledet kvadratkompletteras | Om högerledet kvadratkompletteras | ||
$$x^2 +2x+2 = (x+1)^2 -1^2 +2 = (x+1)^2+1$$ | $$x^2 +2x+2 = (x+1)^2 -1^2 +2 = (x+1)^2+1$$ | ||
så ser vi från det resulterande uttrycket $\,y= (x+1)^2+1\,$ att parabeln är förskjuten en enhet åt vänster i $x$-led jämfört med $\,y=x^2\,$ (eftersom det står $\,(x+1)^2\,$ istället för $\,x^2\,$) och en enhet uppåt i $y$-led. | så ser vi från det resulterande uttrycket $\,y= (x+1)^2+1\,$ att parabeln är förskjuten en enhet åt vänster i $x$-led jämfört med $\,y=x^2\,$ (eftersom det står $\,(x+1)^2\,$ istället för $\,x^2\,$) och en enhet uppåt i $y$-led. | ||
- | + | <br> | |
- | <br><br><br><br><br><br> | + | <div align="center">[[Bild:t_3_1_5b.gif]]</div> |
</div> | </div> | ||
Rad 210: | Rad 208: | ||
Bestäm var parabeln $\,y=x^2-4x+3\,$ skär $x$-axeln. | Bestäm var parabeln $\,y=x^2-4x+3\,$ skär $x$-axeln. | ||
- | <br> | + | |
- | <br> | + | |
En punkt ligger på $x$-axeln om dess $y$-koordinat är noll, och de punkter på parabeln som har $y=0$ har en $x$-koordinat som uppfyller ekvationen | En punkt ligger på $x$-axeln om dess $y$-koordinat är noll, och de punkter på parabeln som har $y=0$ har en $x$-koordinat som uppfyller ekvationen | ||
$$x^2-4x+3=0\mbox{.}$$ | $$x^2-4x+3=0\mbox{.}$$ | ||
- | [[Bild:t_3_1_6b.gif|right]] | + | |
Vänsterledet kvadratkompletteras | Vänsterledet kvadratkompletteras | ||
$$x^2-4x+3=(x-2)^2-2^2+3=(x-2)^2-1$$ | $$x^2-4x+3=(x-2)^2-2^2+3=(x-2)^2-1$$ | ||
Rad 225: | Rad 222: | ||
Parabeln skär $x$-axeln i punkterna $\,(1,0)\,$ och $\,(3,0)\,$. | Parabeln skär $x$-axeln i punkterna $\,(1,0)\,$ och $\,(3,0)\,$. | ||
- | <br><br> | + | <div align="center">[[Bild:t_3_1_6b.gif]]</div> |
</div> | </div> | ||
Rad 231: | Rad 228: | ||
<div class="exempel"> | <div class="exempel"> | ||
'''Exempel 8''' | '''Exempel 8''' | ||
- | [[Bild:t_3_1_7b.gif|right]] | + | |
Bestäm det minsta värde som uttrycket $\,x^2+8x+19\,$ antar. | Bestäm det minsta värde som uttrycket $\,x^2+8x+19\,$ antar. | ||
- | <br> | + | |
- | <br> | + | |
Vi kvadratkompletterar | Vi kvadratkompletterar | ||
$$x^2 +8x+19=(x+4)^2 -4^2 +19 = (x+4)^2 +3$$ | $$x^2 +8x+19=(x+4)^2 -4^2 +19 = (x+4)^2 +3$$ | ||
- | och då ser vi att uttrycket blir som minst lika med 3 eftersom kvadraten $\,(x+4)^2\,$ alltid är större än eller lika med 0 oavsett vad $x$ är. | + | och då ser vi att uttrycket blir som minst lika med 3 eftersom kvadraten $\,(x+4)^2\,$ alltid är större än eller lika med 0 oavsett vad $x$ är. <br><br> |
+ | I figuren till höger ser vi att hela parabeln $\,y=x^2+8x+19\,$ ligger ovanför <br> | ||
+ | $x$-axeln och har ett minimumvärde 3 när $\,x=-4\,$. | ||
- | I figuren till höger ser vi att hela parabeln $\,y=x^2+8x+19\,$ ligger ovanför $x$-axeln och har ett minimumvärde 3 när $\,x=-4\,$. | + | <div align="center">[[Bild:t_3_1_7b.gif]]</div> |
- | + | ||
- | <br><br> | + | |
</div> | </div> | ||
Rad 251: | Rad 247: | ||
</div> | </div> | ||
+ | |||
+ | <br><br><br><br><br><br><br><br><br><br><br><br><br><br><br><br><br><br><br><br><br> |
Nuvarande version
Innehåll:
Lärandemål: Efter detta avsnitt ska du ha lärt dig att:
|
|
[redigera] Teori[redigera] AndragradsekvationerEn andragradsekvation är en ekvation som kan skrivas som $$x^2+px+q=0$$ där $x$ är den obekanta och $p$ och $q$ är konstanter.
Ekvationen $\,x^2=a\,$ där $a$ är ett postivt tal har två lösningar (rötter) $\,x=\sqrt{a}\,$ och $\,x=-\sqrt{a}\,$. Exempel 1
Exempel 2
För att lösa allmänna andragradsekvationer använder vi en teknik som kallas kvadratkomplettering. Om vi betraktar kvadreringsregeln $$x^2 + 2ax + a^2 = (x+a)^2$$ och subtraherar $a^2$ från båda led så får vi Kvadratkomplettering: $$x^2 +2ax = (x+a)^2 -a^2$$ Exempel 3
Tips: Tänk på att man alltid kan pröva lösningar till en ekvation genom att sätta in värdet och se om ekvationen blir uppfylld. Man gör detta för att upptäcka eventuella slarvfel. För exempel 3a ovan har vi två fall att pröva. Vi kallar vänster- och högerleden för VL respektive HL:
I båda fallen kommer vi fram till VL = HL. Ekvationen är alltså uppfylld i båda fallen. Med kvadratkomplettering går det att visa att den allmänna andragradsekvationen $$x^2+px+q=0$$ har lösningarna $$x = - \displaystyle\frac{p}{2} \pm \sqrt{\left(\frac{p}{2}\right)^2-q}$$ förutsatt att uttrycket under rottecknet inte är negativt. Ibland kan man faktorisera ekvationer och direkt se vilka lösningarna är. Exempel 4
[redigera] ParablerFunktionerna $$\eqalign{y&=x^2-2x+5\cr y&=4-3x^2\cr y&=\textstyle\frac{1}{5}x^2 +3x}$$ är exempel på andragradsfunktioner. Allmänt kan en andragradsfunktion skrivas som $$y=ax^2+bx+c$$ där $a$, $b$ och $c$ är konstanter och där $a\ne0$. Grafen till en andragradsfunktion kallas för en parabel och figurerna visar utseendet för två typexempel $\,y=x^2\,$ och $\,y=-x^2$. Eftersom uttrycket $\,x^2\,$ är som minst när $\,x=0\,$ har parabeln $\,y=x^2\,$ ett minimum när $\,x=0\,$ och parabeln $\,y=-x^2\,$ ett maximum för $\,x=0\,$. Notera också att parablerna ovan är symmetriska kring $y$-axeln eftersom värdet på $\,x^2\,$ inte beror på vilket tecken $x$ har. Exempel 5
Med kvadratkomplettering kan vi behandla alla typer av parabler. Exempel 6 Skissera parabeln $\ y=x^2+2x+2\,$. Om högerledet kvadratkompletteras
$$x^2 +2x+2 = (x+1)^2 -1^2 +2 = (x+1)^2+1$$
så ser vi från det resulterande uttrycket $\,y= (x+1)^2+1\,$ att parabeln är förskjuten en enhet åt vänster i $x$-led jämfört med $\,y=x^2\,$ (eftersom det står $\,(x+1)^2\,$ istället för $\,x^2\,$) och en enhet uppåt i $y$-led.
Exempel 7 Bestäm var parabeln $\,y=x^2-4x+3\,$ skär $x$-axeln. En punkt ligger på $x$-axeln om dess $y$-koordinat är noll, och de punkter på parabeln som har $y=0$ har en $x$-koordinat som uppfyller ekvationen $$x^2-4x+3=0\mbox{.}$$ Vänsterledet kvadratkompletteras $$x^2-4x+3=(x-2)^2-2^2+3=(x-2)^2-1$$ och detta ger ekvationen $$(x-2)^2= 1 \; \mbox{.}$$ Efter rotutdragning får vi lösningarna
Parabeln skär $x$-axeln i punkterna $\,(1,0)\,$ och $\,(3,0)\,$. Exempel 8 Bestäm det minsta värde som uttrycket $\,x^2+8x+19\,$ antar. Vi kvadratkompletterar
$$x^2 +8x+19=(x+4)^2 -4^2 +19 = (x+4)^2 +3$$
och då ser vi att uttrycket blir som minst lika med 3 eftersom kvadraten $\,(x+4)^2\,$ alltid är större än eller lika med 0 oavsett vad $x$ är. Tänk på att: Lägg ner mycket tid på algebra! Algebra är matematikens alfabet. När du väl har förstått algebra, kommer din förståelse av statistik, yta, volym och geometri vara mycket större. |