36 svar
176 visningar
Katarina149 7151
Postad: 11 feb 2021 21:39

För vilka värden är funktionerna växande

Frågan jag ska besvara lyder ”För vilka värden på x är funktionerna f(x)=(e^x)-x och f(x)=(e^x)+x växande?”

 

Hur kommer jag vidare 

Hur löser jag f’(x)=e^x -1 

där e^x -1 > 0 ? 

Fermatrix 7841 – Fd. Medlem
Postad: 11 feb 2021 21:44

Jag tycker att du är på rätt spår. Du har att ex-1>0ex>1ln(ex)>ln(1)e^x-1>0 \iff e^x>1 \iff ln(e^x)>ln(1), kan du förenkla detta?

Katarina149 7151
Postad: 11 feb 2021 22:55

Jag förenklar det vidare till att 

x > ln (1)

Yngve 40309 – Livehjälpare
Postad: 11 feb 2021 23:13

Du kan förenkla högerledet ytterligare.

Och så bör det vara \geq istället för >.

Katarina149 7151
Postad: 12 feb 2021 09:16

Längst ner i uträkningen får jag att x inte är definierat ... Jag förstår inte felet i min uträkning längst ner (rad 17 & 16)

Fermatrix 7841 – Fd. Medlem
Postad: 12 feb 2021 09:42 Redigerad: 12 feb 2021 09:43

Gör som Yngve sa och ändra olikheterna till 0\geq 0, jag missade det också men vi säger att en funktion är växande även då derivatam är 0. Den andra är nog lättare att resonera sig fram på. När är e^x <0 eller överhuvudtaget någon exponentialfunktion <0?

Katarina149 7151
Postad: 12 feb 2021 10:10

Okej jag glömde säga dit tecknet men självaste uträkningen är den rätt?/fel?

Fermatrix 7841 – Fd. Medlem
Postad: 12 feb 2021 10:13

ln(1)=.. \ln(1)=.. det är ett känt värde som är enkelt att härleda, fundera på definitionen av ln. I övrigt om du ändrar olikheten stämmer första. Den andra stämmer också men varför tror du att ditt resultat är odef? Kan du komma på ett värde på x som gör att ex=0e^x=0 eller ännu bättre, ex<0e^x <0?

Katarina149 7151
Postad: 12 feb 2021 10:19

Vet faktiskt inte varför det inte är odefinierat 

Yngve 40309 – Livehjälpare
Postad: 12 feb 2021 10:28 Redigerad: 12 feb 2021 10:30

Olikheten lyder ju ex-1e^x\geq -1

Finns det något värde på xx för vilket olikheten inte är uppfylld, dvs antar uttrycket exe^x någonsin ett värde som är mindre än -1?

Rita grafen till y=exy=e^x om du är osäker.

Katarina149 7151
Postad: 13 feb 2021 02:20

Nej det finns inte. Alltså finns det inget värde på x som ger att funktionen f(x)=e^x +x är växande 

Yngve 40309 – Livehjälpare
Postad: 13 feb 2021 07:38 Redigerad: 13 feb 2021 07:39

Der stämmer att det inte finns, men det betyder tvärtom att funktionen är växande överallt.

=============

Uttrycket exe^x antar aldrig ett värde som är mindre än -1-1.

Det betyder att olikheten ex-1e^x\geq -1 alltid är uppfylld.

Det betyder att funktionen f(x)=ex+xf(x)=e^x+x är växande överallt.

Låt din grafräknare rita grafen till f(x)f(x) så ser du att det verkar stämma.

Katarina149 7151
Postad: 13 feb 2021 08:03
Yngve skrev:

Der stämmer att det inte finns, men det betyder tvärtom att funktionen är växande överallt.

=============

Uttrycket exe^x antar aldrig ett värde som är mindre än -1-1.

Det betyder att olikheten ex-1e^x\geq -1 alltid är uppfylld.

Det betyder att funktionen f(x)=ex+xf(x)=e^x+x är växande överallt.

Låt din grafräknare rita grafen till f(x)f(x) så ser du att det verkar stämma.

Jag förstår inte varför funktionen alltid är växande?

Yngve 40309 – Livehjälpare
Postad: 13 feb 2021 08:44

Vilken/vilka av följande punkter är du inte med på?

  1. Om f'(x)0f'(x)\geq0 överallt så är f(x)f(x) växande överallt.
  2. Eftersom f(x)=ex+xf(x)=e^x+x så gäller att f'(x)=ex+1f'(x)=e^x+1.
  3. Uttrycket ex+1e^x+1 är alltid större än 00.
  4. Det betyder att f'(x)>0f'(x)>0 överallt.
  5. Det betyder att f(x)f(x) är växande överallt.
Katarina149 7151
Postad: 13 feb 2021 08:47

Punkt 3 är jag inte med på. Hur kommer du fram till att uttrycket e^x +1 är alltid större än 0?

Yngve 40309 – Livehjälpare
Postad: 13 feb 2021 09:11 Redigerad: 13 feb 2021 09:15

Det gjorde du själv här i och med att du konstaterade att det inte finns någon värde på xx som gör att ex<-1e^x<-1, vilket innebär att olikheten ex-1e^x\geq -1 alltid är uppfylld, vilket i sin tur innebär att olilheten ex+10e^x+1\geq0 alltid är uppfylld.

Katarina149 7151
Postad: 13 feb 2021 09:21

Varför utgår man isåfall inte från att funktionen

f(x)=e^x -x 

och derivatan e^x -1 >0  för alla värden på x. 

Yngve 40309 – Livehjälpare
Postad: 13 feb 2021 09:59 Redigerad: 13 feb 2021 10:03

Varför skulle det vara samma?

Funktionen f(x)=ex-xf(x)=e^x-x har derivatan f'(x)=ex-1f'(x)=e^x-1.

Denna derivata är inte större än eller lika med 0 överallt, utan endast då ex1e^x\geq1, dvs då x0x\geq0.

Katarina149 7151
Postad: 13 feb 2021 10:32
Yngve skrev:

Varför skulle det vara samma?

Funktionen f(x)=ex-xf(x)=e^x-x har derivatan f'(x)=ex-1f'(x)=e^x-1.

Denna derivata är inte större än eller lika med 0 överallt, utan endast då ex1e^x\geq1, dvs då x0x\geq0.

Jag förstår inte riktigt hur du resonerar 

Yngve 40309 – Livehjälpare
Postad: 13 feb 2021 10:48

Vad förstår du inte?

  1. Funktionen f(x)=ex-xf(x)=e^x-x har derivatan f'(x)=ex-1f'(x)=e^x-1
  2. Funktionen f(x)f(x) är växande där f'(x)0f'(x)\geq0
  3. Olikheten f'(x)0f'(x)\geq0 innebär att ex-10e^x-1\geq0
  4. Olikheten ex-10e^x-1\geq0 kan skrivas ex1e^x\geq1
  5. Olikheten har lösningarna x0x\geq0
  6. Det betyder att f'(x)0f'(x)\geq0x0x\geq0
  7. Det betyder att f(x)f(x) är växande då x0x\geq0
Katarina149 7151
Postad: 13 feb 2021 11:17

Från steg 5 förstår jag inte. Dvs jag förstår inte steg 5 ,  steg 6 och steg 7

Yngve 40309 – Livehjälpare
Postad: 13 feb 2021 11:36

Steg 5:

ex1e^x\geq1

Logaritmera bägge sidor.

ln(ex)ln(1)\ln(e^x)\geq\ln(1)

Logaritmlag i vänsterledet:

x·ln(e)ln(1)x\cdot\ln(e)\geq\ln(1)

I vänsterledet: ln(e)=1\ln(e)=1:

xln(1)x\geq\ln(1)

I högerledet: ln(1)=0\ln(1)=0:

x0x\geq0


Hänger du med på steg 6 och 7 då?

Katarina149 7151
Postad: 13 feb 2021 11:52

Okej. Men för funktionen f(x)=e^x +x 

då får man att x är större eller lika med ln(-1)

Jag hängde inte med på hur man skulle göra om man får ett sådant värde. För ln(-1) är odefinierat ju

Yngve 40309 – Livehjälpare
Postad: 13 feb 2021 12:01

Du undrar alltså över varför uttrycket ex+1e^x+1 alltid är större än eller lika med 0.

Är du med på att exe^x alltid är större än 0, dvs att ex>0e^x>0 alltid gäller?

Om ja: Addera 1 till båda sidor av olikheten.

Du får då att olikheten ex+1>1e^x+1>1 alltid gäller.

Det betyder även att olikheten ex+10e^x+1\geq0 alltid gäller.

Katarina149 7151
Postad: 13 feb 2021 14:51

 Nej jag undrade hur man skulle svara 

om man får att 

x> ln(-1)

Yngve 40309 – Livehjälpare
Postad: 13 feb 2021 16:54

Svaret är att du inte kommer att hamna i den situationen.

Du kan helt enkelt inte logaritmera högerledet i olikheten eftersom det är ett negativt tal.

Men det behöver du inte heller göra enligt resonemanget jag gav här.

Katarina149 7151
Postad: 13 feb 2021 17:28

Hur ska svaret vara isf? 
Ska man vara svar så här : e^x + 1 > 0

Fermatrix 7841 – Fd. Medlem
Postad: 13 feb 2021 17:46 Redigerad: 13 feb 2021 17:51

Svaret är att ex+xe^x+x är växande x\forall x \in \mathbb{R}
Men är du med på varför eller är du fortfarande osäker? jag rekommenderar att du läser igenom tråden igen, och frågar specifikt om det du inte är helt med på.

Katarina149 7151
Postad: 13 feb 2021 17:50

Vad betyder ”∀x∈ℝ”

Fermatrix 7841 – Fd. Medlem
Postad: 13 feb 2021 17:52 Redigerad: 13 feb 2021 17:53

\forall betyder "för alla", \in betyder "element i" eller "tillhör" och \mathbb{R} är ju de reella talen, så det som står ovan är helt enkelt att ex+xe^x+x är växande för alla x som tillhör de reella talen.

Yngve 40309 – Livehjälpare
Postad: 13 feb 2021 21:35
Katarina149 skrev:

Hur ska svaret vara isf? 
Ska man vara svar så här : e^x + 1 > 0

Nej frågan lyder ju "För vilka värden på x är funktionen f(x)=(e^x)+x växande?".

Då måste svaret bli "För alla värden på x".

Katarina149 7151
Postad: 13 feb 2021 23:36

Förlåt men jag förstår fortfarande inte hur man kan dra slutasatsen att funktionen är växande för alla värden på x

Yngve 40309 – Livehjälpare
Postad: 14 feb 2021 07:13 Redigerad: 14 feb 2021 07:28

Vilken/vilka av följande punkter fastnar du fortfarande på?

  1. Om f'(x)0f'(x)\geq0 överallt så är f(x)f(x) växande överallt.
  2. Eftersom f(x)=ex+xf(x)=e^x+x så gäller att f'(x)=ex+1f'(x)=e^x+1.
  3. Uttrycket ex+1e^x+1 är alltid större än 00.
  4. Det betyder att f'(x)>0f'(x)>0 överallt.
  5. Det betyder att f(x)f(x) är växande överallt.
Katarina149 7151
Postad: 11 mar 2021 21:33

Från och med steg 4.  f’(x)=e^x + 1 

e^x + 1 > 0

e^x > -1 

Här ifrån blir det stopp i hjärnan. Hur kan slutsatsen dras att funktionen är växande för alla värden på x? 

Yngve 40309 – Livehjälpare
Postad: 11 mar 2021 22:06
Katarina149 skrev:

Från och med steg 4.  f’(x)=e^x + 1 

e^x + 1 > 0

e^x > -1 

Här ifrån blir det stopp i hjärnan. Hur kan slutsatsen dras att funktionen är växande för alla värden på x? 

Det är eftersom olikheten alltid är uppfylld, oavsett vilket värde x har.

Se här grafen till exe^x.

Den ligger alltid ovanför x-axeln, dvs det gäller alltid att ex>0e^x>0.

Därför gäller det även alltid att ex>-1e^x>-1.

Katarina149 7151
Postad: 15 mar 2021 23:43 Redigerad: 15 mar 2021 23:43

Förlåt för sent svar. Men varför ska e vara större än just -1? Låter det inte ologiskt?

Yngve 40309 – Livehjälpare
Postad: 15 mar 2021 23:47

(I det här fallet är det exe^x det gäller, inte ee.)

Det vi har kommit fram till är att om exe^x är större än -1-1 överallt så är funktionen växande överallt.

Och exe^x är ju större än -1-1 överallt.

Alltså är funktionen växande överallt.

Svara
Close