2 svar
82 visningar
naytte behöver inte mer hjälp
naytte Online 5010 – Moderator
Postad: 22 aug 18:13 Redigerad: 22 aug 18:27

Lyckas inte derivera enkel funktion

Halloj!

Jag sitter här med en enkel uppgift som man egentligen borde kunna lösa med gymnasiematematik. Jag skäms lite över att erkänna att jag inte lyckas få till det av någon anledning. Frågan är:

Bestäm f'-4\displaystyle f'\left(-4\right) för funktionen fx=lntanπx\displaystyle f\left(x\right) = \ln\left|\tan\frac{\pi}{x}\right|. Jag tänker att absolutbeloppet här inte utgör något större problem egentligen. Eftersom vi tittar på x=-4x=-4 ser vi att vi i intervallet egentligen betraktar:

fx=ln-tanπx\displaystyle f\left(x\right) = \ln\left(-\tan\frac{\pi}{x}\right)

Sedan tänkte jag att det bara var att derivera som vanligt:

f'x=1-tan(π/x)·-sec2πx·-πx2\displaystyle f'\left(x\right) = \frac{1}{-\tan(\pi/x)}\cdot\left(-\sec^2\left(\frac{\pi}{x}\right)\right)\cdot\left(-\frac{\pi}{x^2}\right).

När man sedan stoppar in x=-4x=-4 gör jag så här:

1-tanπ/-4·-sec2π-4·-π(-4)2=π8\displaystyle \frac{1}{-\tan\left(\pi/\left(-4\right)\right)}\cdot\left(-\sec^2\left(\frac{\pi}{-4}\right)\right)\cdot\left(-\frac{\pi}{(-4)^2}\right)=\frac{\pi}{8}

Men detta stämmer inte. Jag har gjort ett teckenfel någonstans och jag håller på att slita ur mig håret i jakten på det. Hjälp skulle uppskattas!


Nu när jag slog den på Wolfram fick jag samma svar. Det verkar som det står fel i facit (eller mitt minne av facit, det var en konstig morgon idag)...

Marilyn 3385
Postad: 22 aug 22:52

Det var svettigt. Jag vågar inte riktigt lita på minnet av deriveringsreglerna, så jag gör ett numeriskt test. Jag väljer värdena x = –6 < –4 < –3 i växande ordning:

 

tan [pi/(–6)] = –1/sqr3 = –30,5

tan [pi/(–4)] = –1 = –30

tan [pi/(–3)] = –sqr3 = –30,5

Med absolutbelopp får vi byta tecken:

–tan[pi/(–6)] = 3–0,5

–tan[pi/(–4)] = 30

–tan[pi/[–3)] = 30,5

 

Nu ser vi på f(x)

f(–6) = ln 30,5 = –0,5 ln3 < 0

f(–4) = ln 30 = 0

f(–3) = ln (30,5) = +0,5 ln3 > 0

Så jag får att f(x) är växande, dvs f’(x) är positiv.

 

Min derivering blir precis som din. Vi vet att derivatan av ln |x| = 1/x,

att derivatan –tanx är –cos2x och att derivatan av 1/x är –1/x2.  Det ger

f(x) = ln [–tan (pi/x)]

f’(x) = 1/[–tan (pi/x)] gånger [–cos2 (pi/x)] gånger  [–pi/x2]

f’(–4) = 1/(–(–1)) gånger (–1/2) gånger (–pi/16) = +pi/8.

Så jag lägger en peng på att det står fel i facit.

PATENTERAMERA 5969
Postad: 22 aug 23:46

Dln|x| = 1/x.

Dtanx = 1/cos2(x).

Bevis av första formeln.

Vi vet att Dlnx är 1/x för x > 0. dlnxdx=dlnxdx·dxdx=1x·xx=1x.

Svara
Close