Logga in
| | 10 sidor teori |
| | 18 Uppgifter - Nivå 1 - 3 |
| | Varje lektion är menad motsvara 1-2 lektioner i klassrummet. |
Om funktionsuttrycket för en funktion innehåller en potens på formen x^a säger man att det är en potensfunktion. Ett generellt sätt att ange en potensfunktion är med en koefficient C framför potensen.
y = C* x^a
Graferna för några grundläggande potensfunktioner visas nedan.
Potensfunktioner har alltid det okända i basen.
Potensfunktioner har alltid det okända i basen, dvs. skrivs på formen y=C * x^a. Den första funktionen har det okända i exponenten, och är därför inte en potensfunktion. y=15^x * Andra funktionen är en potensfunktion eftersom den innehåller en term som är en potens med okänd bas. y = x^2 ✓ Den tredje funktionen ser kanske inte ut som en potensfunktion, men eftersom kvadratroten ur är samma sak som upphöjt till en halv kan vi skriva om den enligt följande. y=sqrt(x) = x^(1/2) ✓ Därför är även den en potensfunktion. Även den sista funktionen kan skrivas om med potenslagen 1a^b=a^(- b). y=1/x^3 = x^(- 3) ✓ Alltså är alla utom den första potensfunktioner.
Den följande appen frågar antingen efter att utvärdera en potensfunktion vid ett givet värde eller att bestämma konstantens värde.
Funktioner som innehåller uttryck på formen a^x, alltså där variabeln x finns i exponenten, kallas exponentialfunktioner. Generellt skrivs en exponentialfunktion på följande sätt.
y=C * a^x
Koefficienten C anger det y-värde där funktionens graf skär y-axeln, vilket också kan tolkas som funktionens startvärde. Basen a i potensen kan tolkas som en förändringsfaktor. För båda dessa konstanter finns det villkor som anger vilka värden de får anta.
C &- startvärde a &- förändringsfaktor
Koefficienten C får inte vara noll eftersom det skulle ge en vågrät linje linje längs med y=0, vilket då inte längre skulle vara en exponentialfunktion. Multipliceras a^x med 0 blir ju produkten 0 oavsett potensens värde.
Konstanten a får inte vara negativ eftersom funktionen då ger odefinierade resultat för vissa x-värden. T.ex. skulle det inte gå att upphöja ett negativt a till x= 12, eftersom det är samma sak som att dra kvadratroten ur a, vilket inte går för ett negativt tal. Det ger villkoret a ≥ 0.
Vidare ger a=0 och a=1 inte exponentialfunktioner utan vågräta linjer. När a=0 är funktionen alltid lika med 0, vilket ger en vågrät linje vid y=0, och när a=1 får man en vågrät linje längs med startvärdet C eftersom 1^x = 1, oavsett exponentens värde. Det ger villkoren a ≠ 0 och a ≠ 1. Dessa villkor kan sammanfattas som a > 0 och a ≠ 1.
Grafen för en exponentiell funktion är alltid ökande eller minskande, beroende på värdena av C och a.
På en ö nära Nya Zeeland bor idag 1 250 tofspingviner. Tofspingvinen är utrotningshotad, och man beräknar att antalet på ön kommer att minska med 11,5 % varje år.
En exponentialfunktion kan skrivas på formen y=C * a^x.
En exponentialfunktion kan skrivas på formen y=C * a^x, där C är startvärdet och a är förändringsfaktorn. Vårt startvärde är antalet tofspingviner idag, dvs. C=1 250. Detta ger y=1250 * a^x. En minskning på 11,5 % innebär att det varje år finns kvar 100-11,5=88,5 % av pingvinerna från föregående år. Förändringsfaktorn är alltså a=0,885 vilket ger oss funktionen y = 1 250 * 0,885^x, där y är antal tofspingviner x år efter idag.
Funktionen N(t)=1 200* 2^t, beskriver antalet bakterier i en kultur efter t minuter.
I en exponentialfunktion y = C* a^x är koefficienten C startvärdet.
Vi kan välja att utgå ifrån formeln för en exponentialfunktion: y=C * a^t. När funktionen står på den här formen är C startvärdet. I vår funktion är C=1 200, så det fanns 1 200 bakterier från början.
Följande applet visar olika exponentialfunktioner. Hitta den efterfrågade informationen.
Rita funktionernas grafer för hand, t.ex. med hjälp av värdetabell, eller på grafräknare.
Lösningen till ekvationen 1,5^x=5,0625 får man genom att läsa av x-värdet för den punkt där graferna skär varandra.
Graferna skär varandra där x=4, vilket alltså är lösningen på ekvationen. På många grafräknare finns det inbyggda verktyg för att hitta skärningspunkten.
Rita graferna för funktionerna y=2,5 och y=4^x. Leta efter x-koordinaten för skärningspunkten.
Vi löser ekvationen grafiskt genom att låta ekvationens vänster- och högerled utgöra varsin funktion, dvs. y = 2,5 och y = 4^x. Vi ritar dessa funktioner i ett koordinatsystem, enklast med ett digitalt verktyg t.ex. en grafritande räknare. Vi läser av x-koordinaten där graferna skär, vilket kallas för grafisk lösning. Ofta har räknare verktyg för detta.
Vi ser att de skär i x ≈ 0,66, som är lösningen till ekvationen. Vi kan kontrollera svaret genom att slå in 4^(0,66) på räknaren, vilket ger ca 2,5198.
Beräkna f(5) för följande funktioner. Svara exakt.
Vi beräknar f(5) genom att ersätta x med 5 i funktionsuttrycket. Kom ihåg att potenser beräknas före multiplikation enligt prioriteringsreglerna.
På samma sätt som i förra deluppgiften ersätter vi x med 5 i funktionsuttrycket.
Vi får alltså f(5) = 4sqrt(5).
Vi ersätter x med 5 i funktionsuttrycket och förenklar.
För potensfunktionen f(x) = C * x^3 gäller att f(2) = 2 och att C är en konstant.
Ekvationen f(2)=2 innebär att f(x)= 2 när x = 2. Vi sätter in värdena i potensfunktionen och löser ut C.
Konstanten C har alltså värdet 0,25.
I den förra deluppgiften beräknade vi konstanten C, så nu vet vi att potensfunktionen kan skrivas
f(x) = 0,25x^3.
Nu sätter vi in x=3 i denna och beräknar funktionsvärdet.
Svaret är alltså att f(x) blir 6,75 när x är 3.
Graferna till fyra exponentialfunktioner är inritade.
Identifiera vilken av graferna A, B, C och D som hör till funktionen.
Exponentialfunktionen y = 400 * 0,8^x skär y-axeln vid startvärdet y = 400, och är avtagande eftersom förändringsfaktorn 0,8 är mindre än 1. Grafen till denna exponentialfunktion måste därför vara graf C.
Exponentialfunktionen
y = 200 * 0,7^x
skär y-axeln vid y = 200 och är också avtagande eftersom förändringsfaktorn 0,7 är mindre än 1. Graf till denna exponentialfunktion måste vara D.
Exponentialfunktionen
y = 400 * 1,1^x
skär y-axeln vid y = 400 och är växande eftersom förändringsfaktorn 1,1 är större än 1, vilket är graf B.
Du investerar i en fond i början av år 2016. Du skapar också en modell som visar hur du förväntar dig att din investering kommer öka i värde: y = 20 000 * 1,02^x, där ykr är beloppet i fonden och x är antal år efter 2016. Utgå från modellen och svara på följande frågor.
En exponentialfunktion kan allmänt skrivas på formen y = C * a^x, där C anger funktionsvärdet när x = 0, dvs. år 2016. Vi vet att C = 20 000, vilket innebär att beloppet du investerade var 20 000kr.
En exponentialfunktion f(x) kan allmänt skrivas
f(x)=C* a^x,
där a anger exponentialfunktionens förändringsfaktor. I vår modell är a= 1,02 vilket innebär att investeringen förväntas att öka med 2 % per år.
Folkmängden i en stad är 500 000 personer. Skapa en modell i form av en exponentialfunktion som anger folkmängden y miljoner efter t år om folkmängden...
En exponentialfunktion kan skrivas på formen y = C * a^t, där C och a är konstanter, och t är variabeln. Stadens folkmängd från början är 500 000 personer, vilket är en halv miljon. Det innebär att C = 0,5. Folkmängden ska öka med 3 % per år, så förändringsfaktorn a är 1,03. Den sökta exponentialfunktionen är därför y = 0,5 * 1,03^t, där y är folkmängden i miljoner invånare och t är tiden i år.
Startvärdet C är även här 0,5. Denna gång ska folkmängden minska med 0,3 % per år. Det innebär folkmängden ett visst år är 100-0,3=99,7 % av förra årets befolkningsmängd. Förändringsfaktorn a får vi genom att skriva detta i decimalform, dvs 0,997. Vår sökta exponentialfunktion kan därför skrivas
y = 0,5 * 0,997^t,
där y är folkmängden i miljoner och t är tiden i år.
En elev i ettan på naturprogrammet har precis köpt en ny dator som hon ska använda under sin skoltid. Hon funderar över hur mycket datorn kommer att vara värd då hon tar studenten. Hennes kompisar ställer upp funktionerna f(x), g(x) och h(x) som de anser beskriver värdet på datorn i kronor x år efter inköp. f(x)&= 4 999* 1,08^x g(x)&= 49 * 0,8^x h(x)&= 4 999 * 0,81^x
Alla funktioner utgår ifrån en procentuell värdeminskning, dvs. det är exponentialfunktioner. En exponentialfunktion skrivs på formen y=C* a^x, där C är startvärdet och a är förändringsfaktorn. I vårt exempel står x för antal år efter det att datorn köptes. Vi analyserar de olika funktionerna var för sig.
Denna funktion har en orimlig förändringsfaktor. Förändringsfaktorn 1,08 innebär en ökning med 8 % per år. Eftersom datorn kommer att slitas och bli omodern är det inte rimligt att den skulle öka i värde.
Funktionen g(x) har en rimlig förändringsfaktor på 0,8. Den minskar alltså med 20 % per år. Den har däremot ett orimligt lågt inköpspris. En ny dator brukar inte kosta endast 49kr!
h(x) är den funktion som har både ett rimligt startvärde (alltså inköpspris) på 4 999kr och en rimlig förändringsfaktor på 0,81 som innebär en värdeminskning på 19 % per år. Därför måste denna vara det korrekta svaret.
I deluppgift A kom vi fram till att den rimliga modellen är h(x). Värdet på datorn efter 3 år beräknar vi genom att sätta in x= 3 i h(x).
Värdet efter 3 år är alltså 2 657kr.
Adam köper en begagnad moped. Formeln y =10 000 * 0,8^x beskriver mopedens värde y kronor x år senare. Hur stor är värdeminskningen i procent per år?
För att bestämma värdeminskningen per år kan vi använda oss av förändringsfaktorn. Den allmänna formen för en exponentialfunktion är y=C* a^x, där x är variabeln, C är startvärdet och a är förändringsfaktorn. För y=10 000* 0,8^x är förändringsfaktorn alltså 0,8. Det betyder att mopedens värde ett specifikt år kommer att vara 80 % av värdet året innan. Om den behåller 80 % av värdet måste 100 % - 80 % = 20 % av värdet ha försvunnit, vilket innebär att värdet alltså minskar med 20 % per år.
Vi har fått en funktion och blivit ombedda att utvärdera den för några givna värden. x=- 2, 0, 1/2 Detta betyder att vi ska ersätta - 2, 0, och 12 för x i den givna funktionen och sedan utvärdera. Låt oss börja med - 2.
Låt oss nu göra samma sak för resten av värdena.
| x | Utvärdering | Resultat |
|---|---|---|
| - 2 | 2 * 9 ^(- 2) | ≈ 0,0247 |
| 0 | 2 * 9^0 | 2 |
| 1/2 | 2 * 9^(12) | 6 |
TEST