00:00
00:00
KURSER  / 
Matematik 2b
/  Andragradsfunktioner

Problemlösning Andragradsfunktioner

Författare:Simon Rybrand
Så hjälper Eddler dig:
Videor som är lätta att förstå Övningar & prov med förklaringar
Allt du behöver för att klara av nationella provet
Så hjälper Eddler dig:
Videor som är lätta att förstå Övningar & prov med förklaringar
Allt du behöver för att klara av nationella provet

Vertex avslöjar största och minsta värdet

Med hjälp av symmetrilinjen kan man bestämma en parabels största eller minsta värde. Symmetrilinjen går nämligen alltid genom vertex, det vill säga minimi- eller maximipunkten.

Vertex koordinater är alltid (xs, f(xs))\left(x_s,\text{ }f\left(x_s\right)\right)(xs, ƒ (xs)) där  xsx_sxs är symmetrilinjens ekvation.

Funktionsvärdet motsvarar alltid yyy -koordinaten i en punkt. Genom vertex går symmetrilinjen. Den ligger mittemellan två punkter på grafen med samma yyy -värde, tex funktionens nollställen. 

Formler som används i uppgifter med andragradsfunktioner

Andragradsekvation

ax2+bx+c=0ax^2+bx+c=0

där a,b,ca,b,c är konstanter och a0a≠0

Löses med pq och med nollproduktmetoden om  c=0c=0c=0 och kvadratrotsmetoden om  b=0b=0b=0

Symmetrilinjens ekvation

Symmetrilinjen, den linje som går mittemellan två lika y-värden, kan beräknas på två sätt.

 xsym=x_{sym}=xsym= x1+x22\frac{x_1+x_2}{2}x1+x22    , där f(x1)=f(x2)f\left(x_1\right)=f\left(x_2\right)ƒ (x1)=ƒ (x2)  

eller

 xsym=x_{sym}=xsym= p2-\frac{p}{2}p2   där  ppp hänvisar till pq-fomeln

Formel från nollställen och punkt

Om vi känner till två nollställen och en punkt på grafen kan vi ta fram andragradsfunktionens formel. Vi utgår då från att vi kan skriva andragradsfunktionens formel som

f(x)=k(xx1)(xx2)f\left(x\right)=k\left(x-x_1\right)\left(x-x_2\right)ƒ (x)=k(xx1)(xx2)

där  x1x_1x1  och  x2x_2x2  är nollställenas x-värden. Konstanten  kkk  styr grafens böjning.

Vilka punkter tillhör funktionen?

En punkt som ligger på grafen till en funktion kommer alltid uppfylla likheten mellan f(x)f\left(x\right)ƒ (x) och funtkionsuttrycket. Sätter du in koordinaterna till en punkt i funktionsuttrycket och VLHLVL\ne HLVLHL tillhör inte punkten funktionen.

Exempel 1

a) Tillhör punkten (2, 6)\left(2,\text{ }6\right)(2, 6) grafen till funktionen f(x)=x2+4x6f\left(x\right)=x^2+4x-6ƒ (x)=x2+4x6?

b) Tillhör punkten  (1, 4)\left(1,\text{ }4\right)(1, 4)  grafen till funktionen f(x)=x2+4x6f\left(x\right)=x^2+4x-6ƒ (x)=x2+4x6?

Lösning

a) Vi sätter in x=2x=2x=2 i funktionsuttrycket och beräknar värdet för att se om vi får en likhet.

 VL=f(2)=22+426=6VL=f\left(2\right)=2^2+4\cdot2-6=6VL=ƒ (2)=22+4·26=6 

 HL=6HL=6HL=6 

Vi ser att  VLHLVL\ne HLVLHL  vilket innebär att punkten (2, 6)\left(2,\text{ }6\right)(2, 6) ligger på grafen till  f.f.ƒ .  

b) Vi sätter in  x=1x=1x=1  i funktionsuttrycket och beräknar värdet för att se om vi får en likhet.

 VL=f(1)=12+416=1VL=f\left(1\right)=1^2+4\cdot1-6=-1VL=ƒ (1)=12+4·16=1 

 HL=4HL=4HL=4 

Vi ser att  VL=HLVL=HLVL=HL vilket innebär att punkten (2, 6)\left(2,\text{ }6\right)(2, 6) inte ligger på grafen till  f.f.ƒ .  

Vi kan även använda likheten för att bestämma okända värden.

Exempel 2

Punkten P(a,1)P\left(a,-1\right)P(a,1) ligger på grafen som tillhör  f(x)=x2+4x6f\left(x\right)=x^2+4x-6ƒ (x)=x2+4x6 . Bestäm aaa

Lösning

Punkten P=(a, 1)P=\left(a,\text{ }-1\right)P=(a, 1) har  xxx -koordinaten  x=ax=ax=a och  yyy -koordinaten  y=1y=-1y=1 och vi får att f(a)=1f\left(a\right)=-1ƒ (a)=1. Vi sätter in dessa värden i funktionsuttrycket för att lösa ut aaa.

  f(x)=x2+4x6f\left(x\right)=x^2+4x-6ƒ (x)=x2+4x6  och  f(a)=1f\left(a\right)=-1ƒ (a)=1  ger att

1=a2+4a6-1=a^2+4a-61=a2+4a6 

 0=a2+4a50=a^2+4a-50=a2+4a5   

 a1,2=2±22+5a_{1,2}=-2\pm\sqrt{2^2+5}a1,2=2±22+5 

 a1,2=2±9a_{1,2}=-2\pm\sqrt{9}a1,2=2±9 

 a1,2=2±3a_{1,2}=-2\pm3a1,2=2±3 

 a1=1a_1=1a1=1 och  a2=5a_2=-5a2=5 

Vi skulle även kunna lösa denna uppgift grafiskt genom att rita upp grafen till funktionen och läsa av vart  f(x)=1f\left(x\right)=-1ƒ (x)=1.

Du kan alltid bestämma ett funktionsvärde genom att att sätta in ett xxx -värde som tillhör definitionsmängden. På så sätt får du koordinaterna till en punkt på grafen till funktionen.

Exempel 3

Bestäm en punkt som tillhör funktionen f(x)=x2+4x6f\left(x\right)=x^2+4x-6ƒ (x)=x2+4x6 

Lösning

Genom att välja ett xxx värde kan vi beräkna ett tillhörande  yyy -värde.

Vi väljer x=1x=1x=1, men kan välja vilket annat värde som helst.

 f(1)=12+416=1f\left(1\right)=1^2+4\cdot1-6=-1ƒ (1)=12+4·16=1 

Detta ger att punkten  P=(1,1)P=\left(1,-1\right)P=(1,1) ligger på grafen som tillhör funktionen.

Vad säger funktionsuttrycket om grafen?

Genom att förändra koefficienterna och konstanten i andragradsfunktionens funktionsuttryck så ändras parabelns utseende. 

En andragradsfunktion skrivs i allmänform som ax2+bx+c=0ax^2+bx+c=0ax2+bx+c=0 där konstanterna a, ba,\text{ }ba, b och ccc påverkar grafens utseende enligt nedan.

 aaa  avgör om parabeln är positiv eller negativ, bred eller smal.

 bbb  förskjuter parabeln i höjd- och sidled.

 ccc  förskjuter parabeln enbart i höjdled.

Återvänd till den interaktiv övningen för att själv undersöka grafens utseende.

Nedan går vi igen lite mer noggrant hur konstanterna påverkar grafen.

Hur påverkar koefficienten framför parabelns utseende?

För att en parabel ska ha en minimipunkt, måste andragradstermens koefficient vara positiv.
För att en parabel ska ha en maximipunkt, måste andragradstermens koefficient vara negativ.

Koefficientens storlek avgör hur vid eller smal parabeln är. Ju större tal, ju smalare.

Parabeln f(x)=ax2f(x)=ax^2ƒ (x)=ax2 har sitt vertex i origo. Den är varken förskjuten i sidled eller höjdled.

Hur påverkar koefficienten framför parabelns utseende?

Förstagradstermen påverkar grafen genom att förskjuta den i sidled. Det räcket oftast att känna till det. Det är nämligen inget helt enkelt rörelsemönster grafen följer när det gäller förstagradstermen. Ta gärna hjälp av visualiseringsverktyget. Grafen rör sig utifrån vertex i ett bågformat mönster. Som ett U, då parabeln är negativ och koefficienten blir större och större. Och som en regnbåge, då parabeln är negativ och koefficienten ökar i värde.

Hur påverkar konstanttermen parabelns utseende?

Konstanttermen förskjuter funktionen i höjdled. En positiv konstantterm förskjuter parabeln rakt uppåt. En negativ rakt nedåt. Båda i lika många steg som konstantens värde.

Ta fram ”särskilda punkter”

När du jobbar med funktioner är det särskilda punkter på grafen som är lite extra intressanta. Dessa kan du be GeoGebra ta fram till dig för en funktion. Till exempel nollställen, största värde och skärningspunkten med yyy-axeln.

Exempel 4

Ta hjälp av GeoGebra för att ange nollställen, största värde och skärningspunkten med yyy-axeln till funktionen  f(x)=2x28x+10f\left(x\right)=-2x^2-8x+10ƒ (x)=2x28x+10.

Lösning

Vi skriver in funtkionsuttrycket f(x)=2x28x+10f\left(x\right)=-2x^2-8x+10ƒ (x)=2x28x+10  i inmatningsfältet.

Genom att klicka på de tre punkterna efter funktionsuttrycket i inmatningsfältet kan vi ta hjälp av GeoGebra för att bestämma dessa olika punkter.

Vi kan nu läsa av värdena.

Funktionens nollställen är där grafen skär  xxx -axeln och anges som Rot(f) i GeoGebra, till  x=5x=-5x=5 och  x=2x=2x=2 .
Funktionens största värde, vilket är extrempunkten, är  y=18y=18y=18 
Skärningspunkten med yyy-axeln, vilket också ges av konstanten i funktionsuttrycket, är  (0, 10)\left(0,\text{ }10\right)(0, 10).

Exempel i videon

  • Eventföretaget Singadanso AB har märkt att intäkterna för en show beror på vilket pris dom sätter på biljetterna. Dom beskriver intäkterna I(x), där x är biljettpriset, med följande funktion:
    I(x)=80x0,1x2I\left(x\right)=80x-0,1x^2I(x)=80x0,1x2
    Hjälp företaget att bestämma pris per biljett så att intäkterna blir så höga som möjligt.
  • En andragradsfunktion har nollställen i  x=5x=-5x=5  och  x=6x=6x=6  och går genom punkten  (1,150)\left(-1,150\right)(1,150). Bestäm funktionens uttryck (formel).
  • En andragradsfunktion  x2(a+1)x(3+b)=0x^2-\left(a+1\right)x-\left(3+b\right)=0x2(a+1)x(3+b)=0 har lösningarna  x1=1 och x2=4x_1=-1\text{ och }x_2=4x1=1 och x2=4 .
    Bestäm konstanterna a och ba\text{ och }ba och b .