Citat:
Ursprungligen postat av andre2012
Hej igen!
På vilka intervall har funktionerna f(x)=arctan((x+a)/(1-ax)) och g(x)=arctan(x) samma derivator? Vad är skillnaden mellan f(x) och g(x) på dessa intervall? Skissera båda graferna.
De har ju alltid samma derivata, eller förutom när f(x) inte är definierad mao. 1-ax=0 => x=1/a
Och sen då? :/ är intervallen då x<1/a & x>1/a?
Är x<1/a & x>1/a svaret på första frågan?
hur går jag vidare sen?
Tackar
Ja, det är ju sant att f'(x) = g'(x) överallt förutom i x =1/a så det efterfrågade intervallet I är ju unionen av båda intervallen, dvs. I = {x:x<1/a} ∪ {x:x>1/a}, precis dom du säger.
För att studera skillnaden y(x) = f(x) - g(x) (eller g(x) - y(x) går lika bra) så noterar vi att y'(x) = f'(x) - g'(x) = 0 då x ∈ I, med andra ord är y(x) konstant (eller snarare styckvis konstant) för x ∈ I.
Vi beräknar då värdet av den konstanta funktionen y(x) = f(x) - g(x), som kan beräknas mha y(0) eftersom 0 ∈ I. Vi får att y(0) = arctan(a) - arctan(0) = arctan(a). Om a är positiv så är alltså y(0) = arctan(a) funktionens värde för x<1/a. För att hitta funktionens värde då x>1/a kan vi exempelvis låta x gå mot oändligheten och beräkna gränsvärdet (vilket blir extra enkelt då det är en konstant funktion). Vi förkortar kvoten i f(x) med x och får (x+a)/(1-ax) = (1 + a/x)/(1/x -a) som går mot -1/a då x går mot oändligheten. Vi får då att gränsvärdet för y(x) då x går mot oändligheten är arctan(-1/a) - π/2, som är värdet för y(x) för x>1/a. I punkten 1/a har vi alltså ett hopp.
För att nu rita f(x) och g(x) så använder du att f(x) = y(x) + g(x), så rita g(x) = arctan(x) som du kan kolla upp nån stans, sen blir f(x) samma graf, fast förskjuten i y-led med det styckvis konstanta värdet y(x).
Om istället a är negativ så blir y(0) värdet för y(x) då x>1/a. Värdet för x<1/a hittar du då genom
att istället beräkna gränsvärdet då x går mot minus oändligheten.