{{ 'ml-label-loading-course' | message }}
{{ toc.name }}
{{ toc.signature }}
{{ tocHeader }} {{ 'ml-btn-view-details' | message }}
{{ tocSubheader }}
{{ 'ml-toc-proceed-mlc' | message }}
{{ 'ml-toc-proceed-tbs' | message }}
Lektion
Övningar
Rekommenderade
Tester
Ett fel uppstod, försök igen senare!
Kapitel {{ article.chapter.number }}
{{ article.number }}. 

{{ article.displayTitle }}

{{ article.intro.summary }}
Visa mindre Visa mer expand_more
{{ ability.description }} {{ ability.displayTitle }}
Inställningar & verktyg för lektion
{{ 'ml-lesson-number-slides' | message : article.intro.bblockCount }}
{{ 'ml-lesson-number-exercises' | message : article.intro.exerciseCount }}
{{ 'ml-lesson-time-estimation' | message }}
Världen av industri är fylld med otroliga maskiner som förenklar produktionsprocesser. Vissa maskiner tar in råmaterial och omvandlar dem till färdiga produkter med anmärkningsvärd precision — självklart med viss hjälp från människor.
Maskin
På liknande sätt fungerar konceptet med funktioner inom matematiken precis som dessa tillverkningsmaskiner. Denna analogi kan göra det enklare att förstå de koncept som denna lektion kommer att introducera.
  • Funktion
  • Oberoende och beroende variabel
  • Evaluera en funktion
  • Kvadrant
  • Värdetabell
  • Graf av en funktion
Teori

Funktion

En funktion är en regel som tar ett inputvärde och kopplar det till exakt ett outputvärde. Inputvärdet betecknas vanligtvis med medan outputvärdet betecknas med I detta fall sägs det att är en funktion av eller att beror på Betrakta till exempel följande funktion.
Regeln här är att addera till varje input. Om input är är output Funktioner brukar vanligtvis kallas och men vilken bokstav som helst kan användas.
f(x)=y. Bokstaven f är funktionsnamnet. Bokstaven x är indata. Bokstaven y är utdata.

Det tidigare uttrycket läses som av är lika med Detta sätt att skriva en funktion kallas funktionsnotation. En funktion kan representeras med hjälp av en ekvation, en tabell, eller en graf.

Representationer av en funktion (Ekvation, tabell, graf)
Illustration

Modeling with Functions

En funktion kan ses som en maskin som producerar ett resultat baserat på en indata. På en våg, till exempel, när produkterna placeras på vågskålen, beräknar den den totala vikten — indata — och ger det motsvarande slutpriset — utdata. Dra tomaterna till lådan för att bestämma vikten och priset.
Buying tomatoes
Priset är en funktion av vikten. Kostnaden för att köpa kilogram tomater är produkten av priset per kilogram gånger Detta betyder att funktionen som används av butiksvågen för att beräkna priset multiplicerar med tomaternas vikt.
Teori

Oberoende och beroende variabel

I sammanhanget med funktioner kallas inputen ofta för den oberoende variabeln eftersom den kan väljas godtyckligt. Omvänt kallas outputen för den beroende variabeln eftersom dess värde beror på värdet av den oberoende variabeln. Till exempel, om priset på apelsiner är per kilogram, bestäms totalkostnaden av produkten av enhetspriset och vikten i kilogram.
Den totala kostnaden för apelsiner beror på hur många kilogram frukt som köps. Därför är kostnaden för apelsiner den och antalet kilogram som köps är den Generellt skrivs den oberoende variabeln inom parentes bredvid den beroende variabeln för att indikera beroende.
Teori

Evaluera en funktion

Att utvärdera en funktion innebär att bestämma funktionens värde när dess oberoende variabel sätts till ett specifikt värde. Detta görs genom att ersätta det givna inputvärdet för variabeln och utvärdera funktionsregeln. Det är som att mata in något i en tillverkningsmaskin. Som ett exempel, överväg att utvärdera funktionen
Maskin som simulerar funktionen f(x)=3x+4. Varje tal som går in i maskinen multipliceras med 3 och ökas sedan med 4.
Funktionen kan utvärderas vid eller vilket annat värde som helst, genom att följa två steg.
1
Ersätt inputvärdet för
expand_more
Ersätt varje förekomst av den oberoende variabeln i funktionen med det givna inputvärdet. I detta fall ersätts med
2
Utvärdera uttrycket
expand_more
Nästa steg är att utvärdera det resulterande uttrycket genom att utföra de nödvändiga operationerna. Det förenklade värdet kommer att vara utdata för det givna inputvärdet.
Som visat, när input är är output för funktionen
Exempel

Lönesats

Lucas har just fått ett nytt jobb. Hans månadslön anges i kontraktet som per arbetad timme. Dessutom får han en bonus på varje månad.

Document and pen
a Låt representera pengarna som Lucas tjänar för att arbeta timmar. Para varje variabel med dess typ.
b Skriv funktionsregeln som modellerar den mängd pengar Lucas tjänar på en månad.
c Om Lucas arbetar timmar, hur mycket kommer han att tjäna?

Ledtråd

a Beror den arbetade tiden på pengarna som tjänas eller beror pengarna som tjänas på den arbetade tiden?
b Pengarna som tjänas under en månad är lika med antalet arbetade timmar den månaden gånger timlönen plus bonusen.
c Evaluate the function obtained in the previous part at

Lösning

a Börja med att påminna om att den oberoende variabeln kan väljas godtyckligt medan den beroende variabeln beror på värdet av den oberoende variabeln. Här finns det två variabler.
Tänk nu på följande frågor för att avgöra vilken variabel som beror på den andra.
Fråga Svar
Beror den arbetade tiden på de tjänade pengarna? Nej. Den arbetade tiden kan bero på Lucas tillgänglighet, men inte på de tjänade pengarna eftersom han får betalt efter att ha arbetat.
Beror de tjänade pengarna på den arbetade tiden? Ja. Lucas inkomst beror på antalet timmar han arbetar.
Från den tidigare analysen kan det sägas att beror på
b Pengarna som tjänas under en månad är lika med antalet arbetade timmar den månaden gånger timlönen. Enligt kontraktet tjänar Lucas per arbetad timme. Detta innebär att om han arbetar timmar, kommer han att tjäna
Kom ihåg att kontraktet också säger att Lucas får en bonus på varje månad. Denna bonus beror varken på de arbetade timmarna eller timlönen. Således, genom att lägga till denna bonusbelopp till timlönen representerar det Lucas månatliga inkomst.
Slutligen, kom ihåg att representerar de tjänade pengarna under en månad — månatlig inkomst. Genom att ersätta på vänster sida får vi funktionsregeln som modellerar Lucas månatliga inkomst.
Eftersom beror på kan vänster sida skrivas som istället för bara På detta sätt anges det tydligt att värdet på beror på
c Den mängd pengar Lucas kommer att tjäna för att arbeta timmar på en månad kan beräknas med hjälp av funktionen som skrevs i föregående del.
Att utvärdera funktionen vid visar Lucas månatliga inkomst.
Om Lucas arbetar timmar på en månad, kommer han att tjäna
Teori

Delar av koordinatsystemet

Koordinatsystemet bildas av skärningen mellan och axeln vid deras nollpunkter. Punkten där axlarna skär varandra är origo. Skärningen av axlarna delar också planet i fyra regioner.

Koncept

Kvadrant

I ett koordinatsystem producerar skärningen mellan axeln och axeln fyra regioner som kallas kvadranter. Kvadranterna är numrerade moturs från den övre högra kvadranten som Kvadrant I till Kvadrant IV i nedre högra hörnet. Tecknen på koordinaterna för en punkt kan bestämmas baserat på vilken kvadrant punkten ligger i.

Kvadranter märkta på ett koordinatsystem.
Omvänt kan den kvadrant där en punkt ligger hittas genom att titta på tecknen på dess koordinater. Flytta punkten för att utforska delar av koordinatsystemet.
Koordinatsystem och en rörlig punkt
Punkter på en axel tillhör inte någon kvadrant.
Övning

Identifiera kvadranter

I det följande koordinatsystemet rör sig en punkt över kvadranterna. Ibland är punkten ritad och andra gånger ges endast dess koordinater.

En punkt rör sig till olika delar av planet.
Teori

Sätt att representera en funktion

Förutom att representera en funktion med en ekvation eller funktionsregel, kan den också representeras genom att använda en värdetabell.

Koncept

Värdetabell

En värdetabell är ett diagram som hjälper till att organisera och visualisera information. Den används ofta för att visa relationen mellan två variabler.

I den här tabellen utgör varje och värde som förekommer i samma rad ett ordnat par. Till exempel motsvarar värdet värdet Detta representeras vanligtvis med notation

När en funktion representeras med en värdetabell, är värdena indata och värdena de motsvarande utdata. Följande tabell motsvarar funktionen

Teori

Rita och koppla ihop punkter

Tänk på en värdetabell som motsvarar funktionen Nästa steg är att de ordnade paren som motsvarar tabellen ritas upp.

Representationer av en funktion (tabell och graf)

Grafen av en funktion är spåret som erhålls när punkterna kopplas samman. Typen av spår beror på funktionsregeln — det kan vara en rak linje eller en jämn kurva.

Koncept

Graph of a Function

Grafen av en funktion är mängden av alla punkter i koordinatsystemet av formen Med andra ord, alla punkter vars koordinat är det resultat som erhålls när funktionen utvärderas vid koordinaten. Grafen av en funktion kan ritas genom att plotta och koppla samman punkter som erhållits från funktionsregeln. Klicka på vilken punkt som helst på grafen för att se dess koordinater.
Grafer: f(x)=2x+1, g(x)=-0.5x+2, h(x)=x^2-2.
Grafen av en funktion är en visuell representation som visar hur funktionen beter sig över olika indata. Den hjälper till att identifiera viktiga punkter för funktionen som inte tydligt kan ses från den motsvarande funktionsregeln, såsom det maximala eller minimala värdet, skärningen med axlarna, bland andra egenskaper.
Exempel

Raketuppskjutning

En modellraket skjuts upp rakt upp från marken. Raketen tar sekunder att falla tillbaka till marken.

Raket

Höjden på raketen sekunder efter uppskjutning är gånger tiden sedan uppskjutning multiplicerat med skillnaden mellan tiden sedan uppskjutning och flygtiden. Höjden mäts i meter.

a Skriv funktionsregeln som modellerar raketens höjd.
b Följande värdetabell motsvarar funktionen som modellerar raketens höjd.
Vilka är värdena för och Skriv dem i denna specifika ordning.
c Vilken av följande är grafen av funktionen?
Fyra graphs.

Ledtråd

a Sekunderna efter uppskjutning representeras av och raketens höjd är . Identifiera dessa variabler i den givna beskrivningen. Flygtiden är sekunder.
b Utvärdera funktionen som hittades i föregående del vid och
c Rita upp punkterna som motsvarar värdetabellen. Koppla sedan ihop dem med en jämn kurva. Jämför den uppnådda grafen med de givna.

Lösning

a Börja med att identifiera eventuella givna variabler.
Analysera sedan beskrivningen av variablerna. Var noga med hur formuleringen försöker beskriva vad som händer i matematiska termer.
Några nyckelord är gånger och skillnad som refererar till multiplikation och subtraktion. Med variablerna i åtanke och de operationer som markerats i beskrivningen, skriv en ekvation som modellerar raketens höjd.
h(t) = -2*t*(t-flight time)
Eftersom raketen tar sekunder att falla tillbaka till marken, kan ursprunget för uppskjutningen, , ersättas med .
Den tidigare funktionen modellerar raketens höjd sekunder efter uppskjutning.
b Värdena för och kan hittas genom att använda funktionsregeln som skrevs i föregående del.
I värdetabellen innehåller den andra kolumnen de utdata som erhålls när värdena i den första kolumnen utvärderas vid funktionen. För att hitta värdet på utvärdera funktionen vid
När funktionen utvärderas vid , resulterar det i . Detta innebär att . Genom att upprepa samma process kan värdetabellen fyllas i.

Värdena för och är och respektive.

c Grafen av en funktion kan ritas genom att plotta och koppla samman punkterna från värdetabellen som bestämdes i föregående del. Börja med att plotta punkterna.
Cooridnate plane and points from the table of values
Punkterna verkar inte följa en rak linje. Istället går de uppåt längs -axeln till en början, för att sedan gå ner mot . Nästa steg är att rita en jämn kurva för att koppla samman punkterna.
Smooth curve connecting the points
Här representerar och tid och höjd respektive. Därför kan inte dessa variabler vara negativa. Detta är anledningen till att endast den första kvadranten beaktas. Genom att jämföra den tidigare grafen med de fyra givna graferna kan man dra slutsatsen att grafen för är alternativ C.
Fyra grafer.
Exempel

Graf för Vikt-Ålder Tillväxt.

Den förväntade relationen mellan en bebis ålder och vikt, för en viss pojke vars födelsevikt var kilogram, modelleras av följande exempel på tillväxtkurva.

Vikt-Ålder Tillväxtformel: y=3.5+2.15*ln(x+1)
a Vilket påstående är korrekt?
b Hur mycket beräknas babyn väga vid månader?
c Hur gammal förväntas bebisen vara när han väger kilogram?

Ledtråd

a Den oberoende variabeln placeras på den horisontella axeln och den beroende variabeln placeras på den vertikala axeln.
b Hitta punktengrafen vars koordinat är Vad är dess koordinat?
c Hitta punkten på grafen vars koordinat är Vad är dess koordinat?

Lösning

a När man ritar en funktion, placeras vanligtvis den oberoende variabeln på den horisontella axeln och den beroende variabeln på den vertikala axeln. I den givna grafen placeras åldern på axeln och vikten på axeln.
De tidigare påståendena antyder att vikten är en funktion av ålder. Detta innebär att påstående A är korrekt.
b Barnets vikt när det är månader gammalt kan hittas i grafen. Eftersom åldern är placerad längs axeln, börja med att lokalisera punkten på grafen vars koordinat är Detta kan göras genom att rita en vertikal linje som passerar genom
Vikt-Ålder Tillväxtformel: y=3.5+2.15*ln(x+1).

koordinaten för denna punkt visar barnets vikt när det är månader gammalt.

Vikt-Ålder Tillväxtformel: y=3.5+2.15*ln(x+1)

Bebisen förväntas väga kilogram när han är månader gammal.

c Barnets ålder när det väger kilogram kan hittas i grafen. Eftersom vikten är placerad längs axeln, börja med att lokalisera punkten på grafen vars koordinat är Detta kan göras genom att rita en horisontell linje som passerar genom
Vikt-Ålder Tillväxtformel: y=3.5+2.15*ln(x+1)

koordinaten för denna punkt indikerar bebisens ålder när han väger kilogram.

Vikt-Ålder Tillväxtformel: y=3.5+2.15*ln(x+1)

Bebisen förväntas vara månader gammal när han väger kilogram.

Teori

Flera grafer på samma koordinatsystem

Relationen mellan två eller fler ekvationer kan analyseras genom att grafiskt rita dem på samma koordinatsystem. Till exempel, överväg en situation där två vänner, Freja och Julia, planerar att jogga runt en park i minuter, med start från samma bänk.

Ekvation Beskrivning
Sträcka som Freja joggar, i meter, på minuter.
Sträcka som Julia joggar, i meter, på minuter.

Vid första anblicken ger ekvationerna ingen tydlig information om den tillryggalagda sträckan eller hastigheten för varje joggare. Men när man ritar ekvationerna i samma koordinatsystem framträder viktiga insikter om dessa samband.

Frejas graf är en linje som börjar vid (0,0) och slutar vid (15,2500). Julias graf är en linje som börjar vid (2,0) och slutar vid (15,2600).

Att rita båda graferna på samma koordinatsystem möjliggör meningsfulla jämförelser och slutsatser.

Jämförelse Slutsats
Julias graf är brantare än Frejas. Julia joggade i snabbare takt.
Freja joggade ungefär meter eller kilometer, medan Julia joggade meter eller kilometer. Julia sprang meter längre än Freja under minuters joggningen.
Frejas graf börjar vid medan Julias börjar vid Julia började jogga minuter efter Freja.
Graferna skär varandra vid Julia hann ikapp Freja efter minuter. Vid den tiden hade de joggat meter.
Även om dessa slutsatser kan dras genom att analysera ekvationerna, är det en mycket snabbare och enklare metod att rita och jämföra graferna.
Exempel

Tända ljus

Två ljus av olika tjocklek tänds samtidigt. Initialt är de och centimeter höga.

Två ljus

Det högsta ljuset brinner ner på timmar medan det andra ljuset brinner ner på timmar.

a Rita två grafer på samma koordinatsystem som visar hur de två ljusen brinner.
b Efter hur lång tid är båda ljusen lika höga? Hur höga är ljusen vid det tillfället?

Svar

a Graf:
Två linjer på samma koordinatsystem.
b Båda ljusen är centimeter höga timmar efter att de tändes.

Ledtråd

a Höjden på ljuset beror på hur länge det har brunnit. Placera tiden längs axeln och höjden på ljuset längs axeln. Rita ut punkter med den givna informationen. Koppla samman punkterna som motsvarar samma ljus med en rak linje.
b Hitta ett värde där båda graferna har samma koordinat. Skärningspunkten är ett bra förslag. koordinaten för skärningspunkten ger den tid som har förflutit sedan ljusen tändes. koordinaten ger höjden på ljusen timmar efter att de tändes.

Lösning

a Höjden på ljusen beror på tiden sedan de tändes, så höjden är den beroende variabeln och tiden är den oberoende variabeln.
Rita nu ett koordinatsystem och placera tiden längs axeln och höjden på ljuset längs axeln. Observera att tid och höjd inte kan vara negativa, så överväg endast den första kvadranten. Baserat på den givna informationen kommer tiden att mätas i timmar och höjden i centimeter.
Koordinatsystem

Här representerar den första koordinaten för en punkt antalet timmar sedan ett ljus tändes, och den andra koordinaten representerar höjden på ljuset vid det tillfället. Översätt nu informationen om ljusen till punkter.

Tid sedan tändning (timmar) Höjd (cm) Punkt
Det högsta ljuset är centimeter högt.
Det kortaste ljuset är centimeter högt.
Det högsta ljuset brinner ner på timmar.
Det kortaste ljuset brinner ner på timmar.

Rita nu de fyra punkterna på samma koordinatsystem.

Rita punkterna (6,0) och (8,0)

Slutligen, koppla samman punkterna som motsvarar varje ljus med en rak linje.

Två linjer på samma koordinatsystem.

De tidigare graferna representerar höjden på varje ljus timmar efter att de tändes.

b Målet är att hitta ögonblicket när båda ljusen har samma höjd. Titta sedan efter ett värde där båda graferna har samma koordinat. Börja med att titta på koordinaten när
Två linjer på samma koordinatsystem.

Graferna har olika koordinater, så timme efter att ljusen tändes har de fortfarande inte samma höjd. Genom att titta noggrant på grafen kan man se att båda graferna har samma koordinat vid skärningspunkten.

Två linjer på samma koordinatsystem.

Graferna skär varandra vid Detta innebär att timmar efter att ljusen tändes, är de båda centimeter höga.

Avslut

Sammanfattning - Funktioner

En funktion är en regel som kopplar ett inmatat värde till ett exakt utmatat värde. Det är som en maskin som tar emot något och levererar en motsvarande utmatning. En funktion kan utvärderas vid ett visst inmatningsvärde genom att ersätta inmatningsvärdet med variabeln och utvärdera funktionsregeln. Resultatet av utvärderingen är utmatningen.
Utvärdera en funktion vid olika värden
Inmatningen betecknas vanligtvis med och är den oberoende variabeln eftersom den kan väljas godtyckligt. Utmatningen betecknas med och är den beroende variabeln, eftersom den beror på inmatningens värde. Funktioner kan representeras med ekvationer, värdetabeller, och grafer.
Ekvation, tabell och graf: f(x)=(x-1)^2-2
Det finns många verkliga situationer där funktioner kan identifieras. Till exempel, en bils bensinförbrukning beror på dess hastighet, så bensinförbrukning är en funktion av hastighet.
Laddar innehåll