MATE 111 VAC
MATE 111 VAC
MATE 111 VAC
Transform your PDFs into Flipbooks and boost your revenue!
Leverage SEO-optimized Flipbooks, powerful backlinks, and multimedia content to professionally showcase your products and significantly increase your reach.
ONDERWYSWISKUNDE: FUNKSIES<br />
STUDIEGIDS EN HANDLEIDING VIR<br />
<strong>MATE</strong> <strong>111</strong> <strong>VAC</strong><br />
*<strong>MATE</strong><strong>111</strong><strong>VAC</strong>*<br />
SKOOL VIR OPVOEDINGSWETENSKAPPE<br />
VAALDRIEHOEKKAMPUS
Studiegids saamgestel deur:<br />
Me HH Coetzee<br />
Hantering van drukwerk en verspreiding deur Departement Logistiek (Verspreidingsentrum).<br />
Gedruk deur Ivyline Technologies (018) 293 0715/6.<br />
Kopiereg 2012-uitgawe. Hersieningsdatum 2013.<br />
Noordwes-Universiteit, Potchefstroomkampus.<br />
Geen gedeelte van hierdie boek mag in enige vorm of op enige manier sonder skriftelike<br />
toestemming van die publiseerders weergegee word nie.<br />
ii
INHOUDSOPGAWE<br />
Woord van verwelkoming .................................................................................................... v<br />
Rasionaal ........................................................................................................... v<br />
Bibliografie ........................................................................................................... v<br />
Studiemateriaal .......................................................................................................... vi<br />
Hoe om alle studiegidse te gebruik ................................................................................... vi<br />
Hoe om hierdie studiegids te gebruik .............................................................................. vii<br />
Bestudering van die leerinhoud ........................................................................................ vii<br />
Waarskuwing teen plagiaat ................................................................................................. x<br />
Studie-ikone .......................................................................................................... xi<br />
Aksiewerkwoorde vir wiskunde ........................................................................................ xii<br />
Modulebeplanner ........................................................................................................ xiv<br />
Uitkomste van hierdie module ........................................................................................ xvii<br />
Leereenheid 1 Funksies en modelle ......................................................................... 1<br />
1.1 Die Begrip: Funksie ............................................................................. 3<br />
1.2 Grafieke Van Funksies ...................................................................... 12<br />
1.3 Stygende en Dalende Funksies; Gemiddelde Veranderingstempo .. 18<br />
1.4 Transformasies Van Funksies ........................................................... 21<br />
1.4.1 Translasies: ....................................................................................... 24<br />
1.4.2 Refleksies ......................................................................................... 26<br />
1.4.3 Rek/krimp m.b.t. die vertikale as:....................................................... 28<br />
1.4.4 Rek/krimp m.b.t. die horisontale as: .................................................. 30<br />
1.4.5 Ewe en onewe funksies (simmetrie) .................................................. 33<br />
1.5 Wiskundige Modelle .......................................................................... 39<br />
1.5.1 Lineêre Funksies ............................................................................... 43<br />
1.5.2 Absolute Waarde ............................................................................... 64<br />
1.5.3 Polinome ........................................................................................... 74<br />
1.5.4 Magsfunksies .................................................................................. 109<br />
1.5.5 Rasionale Funksies ......................................................................... 120<br />
1.5.6 Eksponensiële Funksies .................................................................. 127<br />
1.5.7 Logaritmiese Funksies .................................................................... 152<br />
1.5.8 Algebraïese Funksies ...................................................................... 153<br />
1.5.9 Trigonometriese Funksies ............................................................... 157<br />
1.5.10 Hiperboliese Funksies ..................................................................... 194<br />
1.6 Strategieë Vir Keuse Van Wiskundige Modelle ................................ 202<br />
Leereenheid 2 INVERSE FUNKSIES .................................................................... 205<br />
2.1 Definisie .......................................................................................... 206<br />
iii
iv<br />
2.2 Bekende Inverse Funksies .............................................................. 212<br />
2.2.1 Inverse Van Lineêre Funksies ......................................................... 212<br />
2.2.2 Inverse Van Absolute Waarde: ........................................................ 214<br />
2.2.3 Inverse Van Polinome: .................................................................... 215<br />
2.2.4 Inverse Van Magsfunksies .............................................................. 219<br />
2.2.5 Inverse van Rasionale Funksies ...................................................... 220<br />
2.2.6 Inverse van Algebraïese Funksies ................................................... 221<br />
2.3 Inverse Van Eksponensiële Funksies Ook Genoem Logaritmiese<br />
Funksies .......................................................................................... 222<br />
2.4 Inverse Van Trigonometriese Funksies .......................................... 234<br />
2.5 Inverse Hiperboliese Funksies......................................................... 242<br />
Leereenheid 3 NUWE FUNKSIES UIT OU FUNKSIES.......................................... 255<br />
3.1 Transformasies Van Funksies ......................................................... 256<br />
3.2 Kombinasies Van Funksies ............................................................. 257<br />
3.3 Samestelling Van Funksies ............................................................. 266<br />
Leereenheid 4 TEMPO VAN VERANDERING EN LIMIETE ................................. 283<br />
4.1 Raaklyn- en Snelheidsprobleme ...................................................... 284<br />
4.2 Die Limiet Van ‘n Funksie ................................................................ 298<br />
BYLAAG ........................................................................................................ 304<br />
LEESBUNDEL ........................................................................................................ 317
WOORD VAN VERWELKOMING<br />
Baie welkom by die vak Wiskunde! Geluk met jou keuse van wiskunde as ’n hoofvak! Om<br />
hierdie spesifieke module suksesvol af te handel, is dit noodsaaklik dat jy voorbereid na<br />
elke klas (kontaksessie) kom en elke opdrag na die beste van jou vermoë uitvoer. Op hierdie<br />
wyse verseker jy sinvolle gesprekke met jou fasiliteerder en ander leerders tydens<br />
kontaksessies.<br />
RASIONAAL<br />
In hierdie module word een van die mees fundamentele begrippe in wiskunde, naamlik<br />
funksies, bespreek. Enersyds behoort hierdie module oor elementêre funksies jou voor te<br />
berei vir verdere modules soos <strong>MATE</strong> 211 (Kegelsnedes) en <strong>MATE</strong> 312 (Analise).<br />
Andersyds word geleenthede geskep om noodsaaklike kennis, begrip en vaardighede met<br />
betrekking tot funksies te bemeester sodat jy dit effektief kan toepas en onderrig as<br />
wiskundeonderwyser.<br />
Hierdie module fokus op verskillende voorstellings van elementêre funksies, die formulering<br />
van wiskundige modelle, die verkryging van nuwe funksies uit ou funksies, limiete van<br />
funksies, sowel as inverse funksies. Ons lê ook baie klem daarop om aan te toon waar<br />
hierdie funksies in lewenswerklike situasies voortspruit.<br />
BIBLIOGRAFIE<br />
Asp, Gary; Dowsey, John; Stacey, Kaye; Tynan, David. 2004. Graphic Algebra. Key<br />
Curriculum Press<br />
Baxter, et al. 1993. Functions. The School Mathematics Project. Cambridge: University<br />
Press.<br />
Baxter, et al. 2001. SMP 16-19. Functions and Calculus. Cambridge: University Press.<br />
Chanan, Steve et al. Exploring Algebra with The Geometer`s Sketchpad. 2002. Key<br />
Curriculum Press<br />
De Wet, Brenda; Trollope, Madeline. 2003. Mathematics N3. Heinemann<br />
Exley, Linda L; Smith, Vincent K. 1993. College Algebra and Trigonometry. Prentice Hall<br />
Foerster, Paul A. 2007 . Precalculus with Trigonometry Concepts and Applications. Key<br />
Curriculum Press.<br />
Haeussler, Ernest F Jr. ; Paul, Richard S. 2002 Introducing Mathematical Analysis for<br />
Business, Economics, and the Life and Social Sciences. Revised Edition. Prentice Hall<br />
Murdock, Jerald; Kamischke, Ellen and Eric 2002. Discovering Algebra An Investigative<br />
Approach. Key Curriculum Press.<br />
Murdock, Jerald; Kamischke, Ellen and Eric 1998. Advanced Algebra Through Data<br />
Exploration A Graphing Calculator Approach. Key Curriculum Press.<br />
Poulter, Bryony; Reeler, Lesley. 2001. Mathematics HG 12.Maskew Miller Longman.<br />
Stewart, James. 2003. Single Variable Calculus International Student Edition. Thomson<br />
Brooks/Cole<br />
Van de Walle, John A. 2004 Elementary and Middle School Mathematics Teaching<br />
Developmentally Fifth Edition. Pearson Education, Inc<br />
v
Van Dyke, Frances. 2002 A Visual Approach to Functions Key Curriculum Press<br />
http://math.rice.edu/~pcmi/sphere/drg_txt.html<br />
Washington, Allyn J 2000 Basic Technical Mathematics with Calculus. Seventh Edition.<br />
Addison Wesley Longman, Inc.<br />
http://www.medford.k12.ma.us/math/images/book.gif<br />
STUDIE<strong>MATE</strong>RIAAL<br />
Stewart, James et al. 2012. Precalculus Mathematics for Calculus. 6th Edition. Pacific<br />
Grove: Brooks/Cole Publishing Company.<br />
The Geometer`s Sketchpad ('n rekenaarprogram)<br />
Geheuestokkie “USB flash drive”.<br />
HOE OM ALLE STUDIEGIDSE TE GEBRUIK<br />
uitkomsgebaseerde onderrigleer (benadering en kritieke uitkomste)<br />
ʼn Uitkomsgebaseerde onderrigleerbenadering kan beskryf word as ʼn verskuiwing van die<br />
klem vanaf onderrig na leer; van wat die dosent doen, na wat die leerder doen. Dit<br />
veronderstel selfstandige leer en berus nie op die beginsel van “lepelvoer” wat impliseer dat<br />
die dosent al die werk vir die leerder doen, nie. UGO is nie bevoegdheidsgebaseerde<br />
opleiding waar slegs van leerders verwag word om ʼn minimum vlak van bevoegdheid te<br />
demonstreer nie. In UGO doen die leerders self die werk omdat die uitkomste en<br />
verwagtinge helder en duidelik gestel is en die onderrig- en leeraktiwiteite so deur die dosent<br />
georganiseer word dat die leerders meer geleenthede het om die werk self te doen. UGO<br />
beklemtoon die leerderperspektief deur:<br />
die duidelike identifisering van dit wat ʼn leerder kan verwag om te weet, verstaan en te<br />
doen as resultaat van die leerproses (sg. uitkomste);<br />
assessering wat op deursigtige en verdedigbare wyse in lyn is met die uitkomste;<br />
onderrig- en leeraktiwiteite wat die spesifieke uitkomste bemoontlik;<br />
gedetailleerde assesseringstake wat konsistent gemerk word aan die hand van<br />
onderstaande duidelik gespesifiseerde kriteria. (University of Western Australia – internet<br />
artikel).<br />
THE UNIVERSITY’S BROAD TEACHING APPROACH<br />
The teaching-learning approach adopted by this University, is one of guided, progressively<br />
more independent, outcomes-based study within a flexi-learning environment. The lecturer<br />
guides the student personally and by means of a study guide, enabling her/him to attain<br />
learning outcomes through progressively more independent self-activity. The lecturer serves<br />
partly as manager, partly as facilitator of the student’s learning, providing continuous<br />
formative and summative assessment and oral and written feedback on his or her study<br />
progress through various assessment methods, applicable to the nature of each specific<br />
module. In the execution of such assessment, the focus is on specific exit level outcomes,<br />
which take into account the idiosynccratic nature of each subject group, school, and faculty.<br />
Outcomes-based education and training (approach and critical outcomes)<br />
vi
An outcomes-based teaching-learning approach can be described as moving the focus from<br />
teaching to learning; from what the lecturer does, to what the learner does. It implies<br />
independent study and denies the principle of spoonfeeding which implies that the lecturer<br />
does all the work for the student. OBE is not competency-based training where learners are<br />
only expected to demonstrate a minimum level of competency. With OBE learners are<br />
expected to do the learning themselves since the outcomes and expectancies are clearly<br />
stated and the teaching and learning activities are organised by the lecturer to afford learners<br />
more opportunities for mastering the outcomes themselves. OBE emphasises the learner<br />
perspective through<br />
the clear identification of what a learner can expect to know, understand and do as a<br />
result of the learning process (the so-called outcomes);<br />
assessment done transparently and justifiably in line with the outcomes;<br />
teaching and learning activities that enable the specific outcomes;<br />
detailed assessment tasks that are marked consistently in accordance with clearly<br />
specified criteria (University of Western Australia – internet artikel).<br />
HOE OM HIERDIE STUDIEGIDS TE GEBRUIK<br />
Die studiegids bevat instruksies wat jou behoort te help om die leermateriaal doeltreffend te<br />
gebruik. Sekere moeilike gedeeltes word verduidelik en vrae gestel om jou in staat te stel om<br />
jou kennis en begrip van die leerinhoud te bepaal. Die leer van wiskunde berus in ʼn groot<br />
mate op die doen daarvan. Gevolglik word 'n aantal geleenthede in hierdie studiegids geskep<br />
om jou in staat te stel om wiskunde te doen, te leer en te verstaan. In die bestudering van<br />
<strong>MATE</strong> <strong>111</strong> moet jy:<br />
die uitkomste op alle vlakke (module, leereenheid, leergedeelte) intensief bestudeer;<br />
die modulebeplanner raadpleeg sodat jy 'n idee kan vorm ten opsigte van die<br />
organisering van leerinhoude en verdeling van tyd;<br />
die leerinhoud bestudeer volgens die leeruitkomste en die instruksies in die studiegids;<br />
al die leeraktiwiteite (voorbeelde en oefeninge) van elke leereenheid uitvoer;<br />
al die opdragte van elke leereenheid voltooi;<br />
goed voorbereid wees vir kontaksessies deur alle dele ontbrekende dele (bv. ......... of<br />
tabelle of grafieke) in te vul ;<br />
ten volle voltooide opdragte ingee op datums en tye deur die dosent gespesifiseer<br />
BESTUDERING VAN DIE LEERINHOUD<br />
Indien moontlik, bestudeer leereenhede in groepe van twee of meer studente. Groepwerk<br />
verskaf geleenthede om werk te bespreek en aan mekaar te verduidelik om sodoende die<br />
leerinhoud beter te verstaan. Tydens kontaksessies word probleme wat deur die groep of<br />
deur die fasiliteerder geïdentifiseer is, bespreek en verduidelik.<br />
vii
ASSESSERING VAN HIERDIE MODULE<br />
Assessering sal soos volg gedoen word:<br />
ASSESSERING VAN DIE INHOUD<br />
Voltooiing van klasopdragte (in klein groepies) en inhandiging op datum deur dosent<br />
verskaf vir gedeeltelike assessering.<br />
Voltooiing van huiswerkopdragte (individueel) en inhandiging op datum soos deur dosent<br />
verskaf vir gedeeltelike assessering.<br />
Die skryf van onvoorbereide en voorbereide klastoetse.<br />
Opdragte wat gedeeltelik deur dosent of assistent nagesien is, moet verder self nagesien<br />
word met behulp van memorandums op eFundi.<br />
viii<br />
Fakulteitsbesluit vir penalisering vir laat inhandiging van referate – voltydse studente:<br />
Daar is besluit dat referate/werkopdragte wat een dag tot en met ʼn week na die<br />
vasgestelde datum ingehandig word, wel nagesien word, maar dat die punt wat die<br />
student verwerf deur 2 gedeel word. Byvoorbeeld sal ʼn student wat laat ingehandig het<br />
en ʼn punt van 90% behaal gevolglik net 45% verwerf. ʼn Week na die<br />
inhandigingsdatum word die memorandum (waar van toepassing) beskikbaar gestel en<br />
word geen referate meer aanvaar nie. Geldige menslikheidsfaktore sal wel na die<br />
dosent se eie oordeel aanvaar word<br />
TERUGVOER<br />
NOTASIE BY MERK VAN OPDRAGTE:<br />
XR Rekenfout<br />
XM Verkeerde Metode<br />
XB Beginselfout<br />
XN Verkeerde Notasie<br />
XBV Beantwoord die vraag<br />
XF Verkeerde Formule<br />
XS Skryffout<br />
XT Taal- of spelfout<br />
XBW Verkeerde Bewoording<br />
Sommige opdragte sal gedeeltelik of volledig deur die dosent of assistent nagesien word.<br />
Memorandums van gedeeltelik nagesiende opdragte sal op eFundi verskyn. Die student<br />
moet dit dan self nasien.<br />
Ander opdragte sal tydens die kontaksessies self of deur ʼn medestudent nagesien word<br />
vanaf memorandums deur die dosent verskaf.<br />
Terugvoering sal tydens die kontaksessies geskied wanneer opdragte teruggegee word.
DEELNAMEBEWYS<br />
Gereelde klasbywoning, inhandiging van opdragte en die skryf van toetse op die<br />
geskeduleerde datums vorm alles deel van jou deelnamebewys.<br />
DEELNAMEPUNT:<br />
Die deelnamepunt word saamgestel uit die punte wat behaal is in klastoetse en/of<br />
werksopdragte soos bepaal deur die betrokke dosent.<br />
EKSAMEN<br />
Jy het toelating tot die eksamen in hierdie module as jy ʼn deelnamepunt van ten minste<br />
40% opgebou het en daarmee 'n deelnamebewys verwerf het.<br />
Aan die einde van die module word twee eksamenvraestelle geskryf. Die subminimum vir<br />
beide vraestelle is 40%.<br />
Jou modulepunt vir <strong>MATE</strong> <strong>111</strong> word met behulp van die deelnamepunt en die<br />
eksamenpunt in die verhouding 50:50 bereken. Die slaagsyfer vir die module is 50%.<br />
ix
WAARSKUWING TEEN PLAGIAAT<br />
WERKSTUKKE IS INDIVIDUELE TAKE EN NIE GROEPAKTIWITEITE NIE (TENSY DIT<br />
UITDRUKLIK AANGEDUI WORD AS ‘N GROEPAKTIWITEIT)<br />
Kopiëring van teks van ander leerders of uit ander bronne (byvoorbeeld die studiegids,<br />
voorgeskrewe studiemateriaal of direk vanaf die internet) is ontoelaatbaar – net kort<br />
aanhalings is toelaatbaar en slegs indien dit as sodanig aangedui word.<br />
U moet bestaande teks herformuleer en u eie woorde gebruik om te verduidelik wat u<br />
gelees het. Dit is nie aanvaarbaar om bestaande teks/stof/inligting bloot oor te tik en die<br />
bron in 'n voetnoot te erken nie – u behoort in staat te wees om die idee of begrip/konsep<br />
weer te gee sonder om die oorspronklike skrywer woordeliks te herhaal.<br />
Die doel van die opdragte is nie die blote weergee van bestaande materiaal/stof nie, maar<br />
om vas te stel of u oor die vermoë beskik om bestaande tekste te integreer, om u eie<br />
interpretasie en/of kritiese beoordeling te formuleer en om 'n kreatiewe oplossing vir<br />
bestaande probleme te bied.<br />
Wees gewaarsku: Studente wat gekopieerde teks indien sal 'n nulpunt vir die opdrag<br />
ontvang en dissiplinêre stappe mag deur die Fakulteit en/of die Universiteit teen<br />
sodanige studente geneem word. Dit is ook onaanvaarbaar om iemand anders se werk<br />
vir hulle te doen of iemand anders in staat te stel om u werk te kopieer – moet dus nie<br />
u werk uitleen of beskikbaar stel aan ander nie!<br />
x
STUDIE-IKONE<br />
Toets die stand van u<br />
kennis/insig.<br />
Belangrike inligting.<br />
Bestudeer nou die<br />
volgende gedeelte/<br />
verduideliking /<br />
bespreking, aandagtig.<br />
Bestudeer die aangetoonde<br />
materiaal in die<br />
addendum:<br />
Werksopdrag.<br />
Verkry internettoegang<br />
en voer die meegaande<br />
opdrag uit.<br />
Bestudeer Precalculus<br />
Selfstudie: Alle<br />
Oefeninge oor Grafieke<br />
in die Addendum pp. ?<br />
Neem u antwoorde saam<br />
na die kontakgeleentheid<br />
/ groepbyeenkoms vir<br />
bespreking<br />
Individuele oefening.<br />
Praktiese voorbeeld.<br />
Antwoorde/oplossings.<br />
Uitkomste.<br />
Voorbereiding vir die kontaksessie/groepbyeenkoms.<br />
CD-ROM.<br />
Individuele PC-opdrag /<br />
PowerPoint<br />
xi
AKSIEWERKWOORDE VIR WISKUNDE<br />
Toepas<br />
Om in staat te wees om wat jy in een situasie geleer het, in ʼn ander situasie te kan gebruik.<br />
VOORBEELD: Pas differensiasie toe op maksimeringsprobleme.<br />
Aflei<br />
Om ʼn reël /eienskap te bewys deur logiese redenering.<br />
VOORBEELD: Lei die eienskap: a.0 = 0 af deur gebruik te maak van die basiese eienskappe<br />
van die reële getalle.<br />
Definieer<br />
Om presies te sê wat ʼn wiskundige begrip of bewerking beteken.<br />
VOORBEELD: Definieer ʼn funksie.<br />
Demonstreer<br />
Om jou kennis ten opsigte van ʼn wiskundige bewerking te toon.<br />
VOORBEELD: Demonstreer dat ʼn rasionale getal geskryf kan word óf as ʼn eindige óf as ʼn<br />
repeterende desimale getal.<br />
Illustreer<br />
Om jou kennis van ʼn begrip of ʼn stelling te demonstreer met behulp van die teken van ʼn<br />
grafiek of ʼn diagram.<br />
VOORBEELD: Illustreer die kontinuïteit van ʼn funksie deur gebruik te maak van die grafiek<br />
van die funksie.<br />
Voorstel<br />
Om ʼn wiskundige begrip op ʼn ander manier te beskryf.<br />
VOORBEELD: Gee ʼn meetkundige voorstelling van die komplekse getal z = 2 + 2i.<br />
Stel/noem<br />
Om spesifieke eienskappe neer te skryf sonder bespreking.<br />
VOORBEELD: Stel die assosiatiewe eienskap vir optelling.<br />
Bereken/bepaal<br />
Om die antwoord van ʼn bewerking te kry.<br />
VOORBEELD: Bereken:<br />
Bewys<br />
xii<br />
lim<br />
x 0<br />
x<br />
2<br />
2x<br />
.<br />
x<br />
Om aan te toon dat ʼn bewering waar is.<br />
VOORBEELD: Bewys dat 5 n - 1 deelbaar is deur 4 vir alle natuurlike getalle n.<br />
Los op<br />
Om ʼn oplossing te verkry vir ʼn gegewe probleem of vergelyking.<br />
VOORBEELD: Ek wil graag ʼn hok bou uit 20 m heining materiaal. Wat moet die lengte en<br />
breedte van die hok wees sodat die oppervlakte ʼn maksimum sal wees?
Formuleer<br />
Om ʼn stelling of reël neer te skryf sonder enige bewys.<br />
VOORBEELD: Formuleer die stelling van Pythagoras.<br />
xiii
MODULEBEPLANNER<br />
xiv<br />
LEEREENHEID LEERGEDEELTE LEERONDERDEEL<br />
OP-<br />
DRAGTE<br />
URE DATUM<br />
Klastoets 1 1.1-1.4 3 22/02/13<br />
Klastoets 2 1.5.1-1.5.3 3 08/03/13<br />
Klastoets 3 1.5.4-1.5.8 3 20/03/13<br />
Klastoets 4 Sketchpad en 1.6 3 03/05/13<br />
Klastoets 5 1.5.9 3 10/05/13<br />
Klastoets 6 2 3 17/05/13<br />
Klastoets 7 3 3 24/05/13<br />
1 Funksies en<br />
Modelle<br />
1.1 Die begrip: Funksie 1 6 07/02/13<br />
1.2 Grafieke van<br />
Funksies<br />
1.3 Stygende en<br />
dalende Funksies;<br />
Gemiddelde tempo<br />
van Verandering<br />
2 3 11/02/13<br />
3A<br />
3B<br />
1.4 Transformasies 1.4.1 Translasies 6<br />
1.5 Wiskundige<br />
Modelle<br />
1.4.2 Refleksies<br />
1.4.3 Rek/krimp<br />
m.b.t. die<br />
vertikale as<br />
1.4.4 Rek/krimp<br />
m.b.t. die<br />
horisontale as<br />
1.4.5 Ewe en onewe<br />
funksies<br />
1.5.1 Lineêre<br />
funksies<br />
1.5.2 Absolute<br />
Waarde<br />
3 12/02/13<br />
13/02/13<br />
4 15/02/13<br />
1<br />
5B 11 20/02/13<br />
6A<br />
6B<br />
1.5.3 Polinome 7A<br />
8B<br />
9 26/02/13<br />
27/02/13<br />
9 01/03/13<br />
04/03/13<br />
1.5.4 Magsfunksies 9 3 05/03/13<br />
1.5.5 Rasionale<br />
Funksies<br />
1.5.6 Ekspo –<br />
nensiële<br />
Funksies<br />
1.5.7 Logaritmiese<br />
Funksies<br />
1.5.8 Algebraïese<br />
Funksies<br />
11A<br />
0<br />
12 11/03/13<br />
0<br />
12B 3 12/03/13
2: Inverse<br />
Funksies<br />
3: Nuwe<br />
funksies uit<br />
Ou Funksies<br />
4: Tempo van<br />
Verandering<br />
en Limiete<br />
Finale eksamen<br />
Voorbereiding<br />
1.6 Strategieë vir<br />
Keuse van<br />
Wiskundige<br />
Modelle<br />
1.5.9 Trigonometriese<br />
Funksies<br />
1.5.10 Hiperboliese<br />
Funksies<br />
13A 15 19/03/13<br />
0<br />
14 3 (15/03)<br />
18/03/13<br />
22B WIL<br />
2.1: Definisie 15 2 30/04/13<br />
2.2: Bekende Inverse<br />
Funksies<br />
2.3: Logaritmiese en<br />
eksponensiële<br />
funksies as<br />
inverses<br />
2.4: Inverses van<br />
Trigonometriese<br />
funksie<br />
2.5: Inverses van<br />
Hiperboliese<br />
funksies<br />
3.1: Transformasies<br />
2.2.1 Lineêre<br />
Funksies<br />
2.2.2: Absolute<br />
Waarde<br />
2.2.3 Polinome 2<br />
2.2.4 Magsfunksies 16 1.5 02/05/13<br />
2.2.5 Rasionale<br />
funksies<br />
2.2.6 Algebraïese<br />
funksies<br />
1<br />
1<br />
17 1.5 02/05/13<br />
18 3 06/05/13<br />
19A<br />
19D<br />
3.2: Kombinasies 23B<br />
23C<br />
6 08/05/13<br />
09/05/13<br />
20B 12 14/05/13<br />
0<br />
3 16/05/13<br />
16/05/13<br />
3.3: Samestellings 24A 6 21/05/13<br />
4.1: Raaklyn- en<br />
snelheidsprobleme<br />
4.2: Die limiet van 'n<br />
funksie<br />
25<br />
26<br />
6 23/05/13<br />
27/05/32<br />
27 3 29/05/13<br />
Let wel: Finale Afhandelings- / Inhandigingsdatums sal deur jou dosent voorsien word.<br />
10<br />
xv
VERTALING VAN WISKUNDIGE TERME<br />
(In)dependent variable (On)afhanklike veranderlike<br />
Acceleration Versnelling<br />
Adjacent Aangrensend<br />
Catenary Kettingboog<br />
Combination Kombinasie<br />
Composition Samestelling<br />
Decreasing Dalend<br />
Domain Definisieversameling / gebied<br />
Hyperbola Hiperbool<br />
Hyperbolic Hiperbolies<br />
Hypotenuse Skuinssy<br />
Image function Beeldfunksie<br />
Increasing function Stygende funksie<br />
Instantaneous Oombliklike<br />
Interception Snyding<br />
Opposite Teenoorstaande<br />
Parent Moederfunksie<br />
Perpendicular Loodreg<br />
Power function Magsfunksie<br />
Range Waardeversameling / Terrein<br />
Rate of change Veranderingstempo<br />
Secant Snylyn<br />
Segment Lynstuk<br />
Speed Spoed<br />
Tangent Raaklyn<br />
Velocity Snelheid<br />
Vertex Toppunt / Draaipunt<br />
xvi
Individuele PC-opdrag /<br />
PowerPoint<br />
universiteitswiskunde.ppt op eFundi<br />
UITKOMSTE VAN HIERDIE MODULE<br />
Na voltooiing van die module behoort leerders...<br />
- basiese kennis, begrip en insig demonstreer ten opsigte van die volgende funksies:<br />
lineêre funksies, kwadratiese funksies, polinoomfunksies, absolute waardefunksies,<br />
rasionale funksies, trigonometriese funksies, eksponensiële funksies,<br />
logaritmiese funksies en hiperboliese funksies.<br />
- vaardigheid besit om lewenswerklike situasies en werklikheidsgetroue probleme<br />
deur middel van die bogenoemde funksies te modelleer deur gebruik te maak<br />
van pen-en-papier-metodes sowel as toepaslike rekenaarprogrammatuur.<br />
- bevoeg wees om die oplossings wat uit bogenoemde prosesse voortvloei te<br />
interpreteer. Ook moet leerders bevoeg wees om basiese bewerkings met<br />
funksies uit te voer, saamgestelde funksies te hanteer en om waar moontlik die<br />
inverse van funksies te bepaal.<br />
- funksies te gebruik om lewenswerklike situasies en probleme te modelleer en die<br />
geldigheid van die wiskundige oplossings te evalueer.<br />
Bogenoemde module-uitkomste is bereik indien die leerder in staat is om die volgende te<br />
doen:<br />
Teorie (definisies, stellings, kenmerkende eienskappe en verduidelikings) akkuraat en<br />
betekenisvol weer te gee;<br />
Bogenoemde kennis met begrip toe te pas in die uitvoer van korrekte prosedures om<br />
wiskundige oplossings te genereer;<br />
Bogenoemde kennis en vaardighede, asook toepaslike tegnologiese hulpmiddels,<br />
effektief binne werklikheidsgetroue kontekste kan toepas en fasiliteer;<br />
Die geldigheid en toepaslikheid van wiskundige oplossings binne die konteks van<br />
werklikheidsgetroue situasies te evalueer en ʼn waardeoordeel uit te spreek<br />
aangaande die plek van die bestudeerde inhoude binne die breër raamwerk van<br />
wiskunde.<br />
xvii
xviii
FUNKSIES EN MODELLE<br />
Jy benodig ongeveer 81 uur om die leereenheid suksesvol te voltooi.<br />
UITKOMSTE:<br />
Na voltooiing van hierdie leereenheid moet jy in staat wees om :<br />
'n funksie op verskillende maniere voor te stel;<br />
Leereenheid 1<br />
te verstaan dat verwantskappe wat in die werklike lewe waargeneem word, gemodelleer<br />
kan word deur die gebruik van verskillende funksies;<br />
die eienskappe van ’n funksie te ken en te kan gebruik.<br />
Studiemateriaal wat jy gaan benodig: Precalculus hoofstuk 2 wat jy moet aankoop;<br />
Stewart hoofstuk 1 en 7 (ingebind in gids as addendum) en Geometer’s Sketchpad (hierna<br />
verwys ons slegs as GSP)<br />
Inleiding:<br />
Bestudeer Precalculus:<br />
p. 141<br />
Funksies is verwantskappe of reëls wat elke element uit ʼn versameling op ’n unieke wyse<br />
assosieer met ’n element uit ʼn ander versameling.<br />
Funksies ontstaan wanneer een hoeveelheid afhanklik is van 'n ander hoeveelheid,<br />
byvoorbeeld die koste om 'n posstuk weg te stuur, is afhanklik van die gewig daarvan.<br />
Funksies word ook gebruik om verwantskappe wat in die werklike lewe waargeneem word, te<br />
modelleer. 'n Voorbeeld hiervan is 'n lineêre model wat geformuleer word deur die<br />
temperatuur van opstygende lug se afhanklikheid van die hoogte bokant grondvlak.<br />
Die bestudering van funksies is dus die studie van hoe verandering in een veranderlike die<br />
ander veranderlike beïnvloed. Dit is die studie van gesamentlike verandering van<br />
veranderlikes.<br />
In hierdie eenheid word die verskillende wyses waarop 'n funksie voorgestel word, bespreek.<br />
1
Leereenheid 1<br />
Funksies ontstaan as een veranderlike van ’n ander een afhanklik is. Die volgende<br />
voorbeeld illustreer dit ook:<br />
Beskou ’n kubus met sylengtes x en volume<br />
3<br />
V . Ons kan skryf V x . Dan is x die<br />
onafhanklike veranderlike en V die<br />
afhanklike veranderlike.<br />
3<br />
Verander ons die formule na x V , dan<br />
is V die onafhanklike veranderlike en x die<br />
afhanklike veranderlike.<br />
2
1.1 DIE BEGRIP: FUNKSIE<br />
Jy benodig ongeveer 6 uur om die leergedeelte suksesvol te voltooi.<br />
UITKOMSTE:<br />
Na voltooiing van hierdie leergedeelte moet jy in staat wees om :<br />
'n funksie op verskillende maniere voor te stel;<br />
Leereenheid 1<br />
te verstaan dat verwantskappe wat in die werklike lewe waargeneem word, gemodelleer<br />
kan word deur die gebruik van verskillende funksies;<br />
die definisie- en waardeversamelings van ’n gegewe funksie te bepaal;<br />
versamelings in beide interval- en versamelingkeurdernotasie te kan beskryf;<br />
’n gegewe funksie op verskillende maniere voor te stel;<br />
stuksgewyse funksies te herken en kan gebruik;<br />
die korrekte wiskundige taal te gebruik.<br />
Studiemateriaal wat jy gaan benodig: Precalculus hoofstuk 2.<br />
Bestudeer Precalculus:<br />
pp. 142 – 152<br />
Op p. 143 word ’n funksie as ’n reël gedefinieer. Hoe rym dit met jou definisie van ’n<br />
funksie? ............................................................................................................................<br />
....................................................................................................................................................<br />
Beskryf of definieer die definisie- en waardeversamelings van 'n funksie.<br />
....................................................................................................................................................<br />
....................................................................................................................................................<br />
....................................................................................................................................................<br />
....................................................................................................................................................<br />
....................................................................................................................................................<br />
3
Leereenheid 1<br />
In voorbeeld 3 op p. 145 behoort u waar te neem dat sommige funksies verskillend<br />
gedefinieer word vir verskillende gedeeltes van hul definisieversamelings. Ons kan dit<br />
beskou as verskillende funksies, elkeen op 'n eie stukkie definisieversameling. Hierdie<br />
funksies word stuksgewys gedefinieerde funksies genoem.<br />
Maak seker dat jy die notasie vir ’n stuksgewyse funksie verstaan.<br />
In voorbeeld 6 moet u waarneem dat die definisieversameling 'n baie belangrike rol speel<br />
by funksies waarin vierkantswortels en noemers voorkom. Maak seker dat u beide<br />
intervalnotasie en versamelingkeurdernotasie korrek kan gebruik.<br />
Betekenis: veranderlike x<br />
is nie minder as 2 nie en<br />
veranderlike x is kleiner<br />
as 5<br />
4<br />
Intervalnotasie Versamelingkeurdernotasie<br />
x 2 ; 5<br />
word gelees as: veranderlike<br />
x is ‘n element van die linksgeslote,<br />
regs-oop interval<br />
vanaf 2 tot net kleiner as 5<br />
Opmerking: Die kleinste getal moet altyd<br />
links staan, gevolg deur ‘n<br />
kommapunt, gevolg deur die<br />
grootste getal.<br />
Grafies:<br />
Die oop-hakie ( of ) word<br />
gebruik as die getal nie<br />
ingesluit word in die interval<br />
nie<br />
[ of ] word gebruik as die getal<br />
ingesluit word in die interval.<br />
2<br />
x 2 x 5<br />
x : 2 x 5<br />
wat die deursnede is van<br />
2<br />
en / and<br />
word gelees as: x is ‘n<br />
element van die versameling<br />
reële getalle sodat of : <br />
met die beperking wat daarop<br />
volg.<br />
Alhoewel 5 x 2 dieselfde<br />
betekenis het as bogenoemde<br />
beperking, is dit nie goed om<br />
in die skoolsituasie te gebruik<br />
nie, want dit maak sommige<br />
leerders deurmekaar.<br />
Gebruik ‘n vertikale strepie of<br />
dubbelpunt vir “sodat”.<br />
5<br />
5
Deursnede van<br />
versameling A en<br />
versameling B:<br />
Opmerking:<br />
Vereniging word aangedui<br />
deur die simbool <br />
tussen intervalle of<br />
versamelings en die<br />
woord ”of” word tussen<br />
beperkings gebruik.<br />
Grafies:<br />
Vereniging van<br />
versameling A en<br />
versameling B:<br />
x 2 ; 5 ; 5 2 ; x : 2 x 5<br />
; 3 2 ; <br />
x <br />
Daar is nie ‘n korter skryfwyse<br />
nie.<br />
Bestudeer Precalculus:<br />
pp. 6 – 8 (Sets and Intervals)<br />
of / or<br />
-3 2<br />
Leereenheid 1<br />
x x 2 en / and x 5<br />
<br />
x : x 3 of / or x 2<br />
5
Leereenheid 1<br />
Funksies kan op verskillende maniere voorgestel word. Sommige van hierdie voorstellings<br />
behoort reeds duidelik te wees uit ons vorige besprekings. Dit is die meeste van die tyd<br />
moontlik om een voorstelling met ’n ander een te vervang, om sodoende meer insig in die<br />
funksie te verkry.<br />
Een enkele funksie kan op vier (Precalculus p. 147) verskillende maniere voorgestel word,<br />
naamlik:<br />
mondelings (deur die funksie te beskryf)<br />
numeries (getalle in 'n tabel)<br />
visueel (met behulp van 'n grafiek)<br />
algebraïes (deur 'n formule).<br />
Werk noukeurig deur die volgende voorbeelde:<br />
Voorbeeld 1:<br />
Om te verduidelik beskou ons die volgende lewenswerklike geval:<br />
Brian probeer geld maak om te help betaal vir sy kollege-opleiding deur worsbroodjies vanaf<br />
’n worsbroodjiewaentjie voor ’n gebou te verkoop. Hy betaal die eienaar van die waentjie<br />
R35,00 per dag vir die gebruik van die waentjie en verkoop worsbroodjies vir R4,50 elk. Sy<br />
koste vir die broodjie, worsie, sous en servet is gemiddeld R2,20 per worsbroodjie. Die wins<br />
met die verkoop van een worsbroodjie is dus R2,30.<br />
Die funksie begin met ’n verband: verkoop van worsbroodjies en wins as gevolg. Ons stel<br />
belang in Brian se wins in terme van die aantal worsbroodjies wat verkoop word: hoe<br />
meer worsbroodjies hy verkoop, hoe groter die wins. Hy begin nie onmiddellik wins maak<br />
nie, want hy moet R35 huur betaal vir die waentjie. Brian se wins is nogtans afhanklik van<br />
(’n funksie van) die aantal worsbroodjies wat hy verkoop. [Jy behoort die gebruik van<br />
funksies in die werklike lewe beter te verstaan nadat jy die vier lewenswerklike situasies<br />
op bladsy 11 deurgelees het.]<br />
Die taal van funksies: Brian se wins is afhanklik van die aantal worsbroodjies wat hy<br />
verkoop. In funksie-taal kan ons sê: “Wins is ’n funksie van die aantal worsbroodjies wat<br />
verkoop word.” Die frase “ is ’n funksie van” dui op ’n afhanklike verwantskap of verband.<br />
Die wins is afhanklik van – is ’n funksie van – die verkope van worsbroodjies.<br />
Numeries: Brian kan moontlike verkoopsyfers bereken en tabuleer om ’n idee te kry van<br />
die gelykbreekpunt en moontlike wins. As hy niks verkoop nie, maak hy ’n verlies van<br />
R35 of wins van –R35. As hy 50 worsbroodjies verkoop is sy wins<br />
50 2,30 – 35 = 115 – 35 = 80. ’n Tabel met soortgelyke waardes sal soos volg lyk:<br />
6<br />
Aantal worsbroodjies verkoop Wins<br />
0 -R 35,00<br />
50 R 80,00<br />
100 R 195,00<br />
200 R 425,00<br />
10000 R 22965,00<br />
Die aantal worsbroodjies verkoop is ’n saak van eie keuse. Die lewenswerklike verband<br />
moet in gedagte gehou word, anders word onrealistiese berekeninge soos met die<br />
10000 gedoen.
Leereenheid 1<br />
’n Prentjie sê meer as duisend woorde. Dit is veral waar in die geval van ’n funksie wat<br />
grafies (visueel) voorgestel word. As ons nou 'n grafiek teken m.b.v. die gegewens in die<br />
tabel, lyk dit soos volg:<br />
Die horisontale as stel die aantal worsbroodjies wat verkoop is voor en die vertikale as<br />
die wins. Die grafiek toon ’n lineêre (reguit lyn) verband tussen verkope en wins en dat<br />
dit stygend is. Om egter te weet hoeveel worsbroodjies hy moet verkoop voordat hy 'n<br />
wins begin maak is te moeilik om akkuraat af te lees. Ons het die vergelyking van die<br />
funksie wat geteken is, nodig.<br />
Formule of vergelyking: Gestel ’n letter, sê N , stel die aantal worsbroodjies voor wat<br />
verkoop word. Dan is die inkomste R 2 , 3 N . Die wins word gegee deur die<br />
huurinkomste af te trek: R 2, 3 N 35 . Om ’n vergelyking te maak, gebruik ons ’n ander<br />
veranderlike, sê W , vir die wins: W 2, 3N<br />
35W.<br />
Dit is dieselfde as die vergelyking<br />
y 2, 3x<br />
35 in die xy-vlak.<br />
Bespreek bogenoemde grafiese voorstellings en noem minstens twee tekortkominge / foute:<br />
....................................................................................................................................................<br />
....................................................................................................................................................<br />
Voorbeeld 2: (Erkenning: Mnr. RJ van de Venter)<br />
ʼn Voorbeeld van ʼn funksie sou wees: Die wet van Ohm.<br />
V I R waar R 'n konstante waarde, sê maar 30 , besit.<br />
V 30I<br />
W<br />
wins<br />
in<br />
Rand<br />
400<br />
350<br />
300<br />
250<br />
200<br />
150<br />
100<br />
50<br />
-50<br />
<br />
<br />
50 100 150 200<br />
N aantal verkoop<br />
Die waarde van V is afhanklik van die waarde van I; om V te bereken, moet ons I se<br />
waarde weet en dit dan met 30 vermenigvuldig om V te lewer en dus is V die afhanklike<br />
veranderlike en I die onafhanklike veranderlike.<br />
ʼn Tabel van gemete waardes wat tydens ʼn eksperiment met Ohm se Wet (vir die geval waar<br />
die weerstand 30 Ω is) opgestel is, sou byvoorbeeld soos volg kon lyk:<br />
<br />
<br />
7
Leereenheid 1<br />
8<br />
Stroom I in Ampère 0 0,5 1,0 1,5 2<br />
Spanning V in Ohm 0 15 30 45 60<br />
Die grafiese voorstelling van funksies is veral belangrik aangesien dit ons ʼn visuele manier<br />
gee om die gedrag van ʼn funksie te ondersoek (dit wil sê, hoe die waardes wat betrokke is,<br />
deur mekaar beïnvloed word). ʼn Grafiese voorstelling van ʼn funksie of proses is dikwels<br />
wenslik aangesien ʼn numeriese beskrywing (tabel van gemete waardes) dikwels op sigself<br />
nie veel sê nie.<br />
ʼn Grafiek van V teen I sou dan vanaf die tabel hierbo geteken kon word; Stip die 5 pare<br />
waardes as punte, en probeer die punte verbind dmv ʼn kromme (in hierdie geval duidelik ʼn<br />
reguit lyn):<br />
70<br />
V<br />
(Volt)<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
10<br />
V=30I<br />
O<br />
0. 5 1 1. 5 2<br />
I<br />
2.5<br />
-10<br />
(Ampere)<br />
Deur net na die grafiek te kyk, is dit moontlik om onmiddellik te sien dat wanneer I verdubbel,<br />
dan verdubbel V ook; wanneer I verdriedubbel, dan verdriedubbel V ook, ens.<br />
So ʼn verwantskap word ʼn direkte eweredigheid genoem en impliseer dat V direk eweredig is<br />
aan I indien R konstant bly (dit is ʼn verbale beskrywing vir die funksie of proses)<br />
Soos uit hierdie elementêre voorbeeld blyk, is die vier maniere om ʼn lewenswerklike proses,<br />
(of die funksie wat daardie proses beskryf) voor te stel, onlosmaakbaar met mekaar in<br />
wisselwerking. Om ʼn volledige beeld te kry van hoe ʼn proses of wetenskaplike wet werk,<br />
moet al vier maniere om dit voor te stel, beskou word.<br />
Dit is hoe ons funksies en grafieke in hierdie module hanteer – as maniere om<br />
lewenswerklike prosesse of wetenskaplike wette te beskryf.<br />
So ook is logaritmiese en eksponensiële funksies nuttig om sekere prosesse waar groei of<br />
afname betrokke is, voor te stel en te beskryf. Die gedrag van elektriese stroom in ʼn<br />
kapasitor, die potensiaalverskil oor die kapasitor en die manier waarop die pH-waarde van ʼn<br />
batterysuuroplossing afhang van die konsentrasie waterstofione in die oplossing is<br />
voorbeelde van sulke prosesse.
Voorbeeld 3 en 4:<br />
Leereenheid 1<br />
Die volgende voorstelling kom uit twee Powerpoint-aanbiedinge (Direkte eweredigheid 1.ppt<br />
en Direkte eweredigheid 2.ppt ) wat u op eFundi sal vind en moet deurwerk.<br />
Definisieversameling T<br />
Selfstudie: Alle Oefeninge oor Grafieke in die Addendum pp. 224 – 26<br />
Neem u antwoorde saam na die kontakgeleentheid/ groepbyeenkoms vir<br />
bespreking<br />
Individuele oefening.<br />
Voltooi die volgende opdrag:<br />
Opdrag 1: Precalculus Oefening 2.1<br />
No. 2<br />
6<br />
(ure)<br />
11<br />
-3<br />
-2<br />
-1<br />
0<br />
1<br />
2<br />
3<br />
Onafhanklike (bepalende)<br />
Veranderlike t<br />
Skematiese voorstelling van 'n funksie<br />
c=f(t) met f(t)= -3 + 2t<br />
Funksie<br />
c= -3 + 2t<br />
Afbeelding<br />
van x op y<br />
Waardeversameling C<br />
(mg/l)<br />
Afhanklike Veranderlike c<br />
9
Leereenheid 1<br />
10<br />
18<br />
21<br />
29<br />
32<br />
44<br />
47<br />
50<br />
55<br />
65<br />
72<br />
73<br />
79<br />
83<br />
Opdrag 1 (Opsioneel): Precalculus Oefening 2.1<br />
No. 7<br />
8<br />
16<br />
22<br />
23<br />
24<br />
28<br />
33<br />
34<br />
36<br />
38<br />
39<br />
45<br />
46<br />
49<br />
56<br />
59<br />
61<br />
63<br />
77<br />
80
81<br />
82<br />
Het u sommige van die oefeninge met The Geometer’s Sketchpad gekontroleer?<br />
Sien assessering en teugvoering op p. viii<br />
Leereenheid 1<br />
CD-ROM.<br />
SBO: Skakel CD aan en kliek op B (Inleiding tot Geometer’s Sketchpad)<br />
Residensieel: Inleiding tot Geometer’s Sketchpad sal in klas gegee word.<br />
(Archive - Ex Alg – 4Funct - Dynagraphs)<br />
11
Leereenheid 1<br />
1.2 GRAFIEKE VAN FUNKSIES<br />
Jy benodig ongeveer 3 uur om hierdie leergedeelte suksesvol te voltooi.<br />
UITKOMSTE:<br />
Na voltooiing van hierdie leergedeelte moet jy in staat wees om<br />
funksies grafies voor te stel met 'n sketsfiguur;<br />
stuksgewyse funksies te herken en te kan gebruik;<br />
The Geometer’s Sketchpad te gebruik om eenvoudige funksies te skets<br />
die vertikale lyntoets te formuleer en toe te pas<br />
Studiemateriaal wat jy gaan benodig: Precalculus hoofstuk 2<br />
12<br />
Bestudeer Precalculus:<br />
pp. 152 – 162<br />
Hoe weet jy of ’n gegewe kromme in die xy-vlak die grafiek van ’n funksie is?<br />
Wenk: Dink aan die definisie van ’n funksie – dit word in die vertikale lyntoets gebruik (kyk<br />
figuur 10, bl. 15764).<br />
....................................................................................................................................................<br />
....................................................................................................................................................<br />
....................................................................................................................................................<br />
Selfstudie: Alle Oefeninge oor Grafieke in die Addendum pp. 27 - 29<br />
Neem u antwoorde saam na die kontakgeleentheid/ groepbyeenkoms vir<br />
bespreking
Individuele oefening.<br />
Voltooi die volgende opdrag:<br />
Opdrag 2: Precalculus Oefening 2.2<br />
4<br />
7<br />
12<br />
16<br />
21<br />
38<br />
49 (Wenk: Beskou dit as drie afsonderlike grafieke op een assestelsel)<br />
52<br />
75<br />
82<br />
Opdrag 2 (Opsioneel): Precalculus Oefening 2.2<br />
5<br />
30 (Gebruik GSP en stuur via eFundi. Lewer ook ‘n hardekopie in.)<br />
38<br />
45 (Wenk: Beskou dit as drie afsonderlike grafieke op een assestelsel)<br />
47 (Gebruik GSP en stuur via eFundi. Lewer ook ‘n hardekopie in.)<br />
50<br />
53<br />
56<br />
63<br />
67<br />
70<br />
76<br />
77<br />
84<br />
Het u sommige van die oefeninge met The Geometer’s Sketchpad gekontroleer?<br />
Sien assessering en teugvoering op p. viii<br />
Leereenheid 1<br />
13
Leereenheid 1<br />
Die volgende aksies in The Geometer’s Sketchpad sal u deur die loop van die<br />
module moet bemeester. Merk alles af soos wat u dit onder die knie kry.<br />
14<br />
AKSIE Verduideliking Merk af<br />
Selection Arrow Tool Selekteer of “sleep” figure<br />
Point Tool Teken punte<br />
Construct -segment Teken ’n lynstuk(ke)<br />
Indien op “wit” kliek, word niks geselekteer.<br />
Hierdie “Tool” moet altyd gekies word, anders<br />
sal jy aanhou met punte plot of doen dit wat jy<br />
laaste gekies het. as iets nie wil werk nie, kyk<br />
eers of die regte voorwerpe geselekteer is.<br />
Measure-Angle Meet die hoek by die middelste hoekpunt van<br />
drie hoekpunte wat in volgorde geselekteer<br />
word.<br />
Measure-Calculate Vir berekeninge, waar vorige metings as<br />
veranderlikes geselekteer kan word.<br />
Measure-Length Meet lengte van ’n geselekteerde lynstuk<br />
Measure -Distance Meet afstand tussen twee geselekteerde<br />
punte<br />
Display-Animate point Selekteer ’n punt wat onwillekeurig moet<br />
beweeg.<br />
Straightedge Tool Konstrueer lynstukke (Punt moet verlig wees<br />
om lynstukke aan mekaar te bind.)<br />
Construct-<br />
Perpendicular Line<br />
Construct-Intersection<br />
Construct-(Triangle)<br />
Interior<br />
Measure-Perimeter<br />
(Area)<br />
Punt waardeur loodlyn moet gaan en lyn(stuk)<br />
waarop die loodlyn getrek moet word moet<br />
beide geselekteer wees.<br />
Selekteer twee meetkundige voorwerpe en<br />
verkry dan die snypunt of<br />
Kliek met muis naby snyding of<br />
Plaas punt met Point Tool op snyding as<br />
beide voorwerpe verlig is. (Laasgenoemde is<br />
’n onveilige metode)<br />
Selekteer hoekpunte van veelhoek en kies<br />
hele veelhoek hiermee.<br />
Met veelhoek geselekteer (fyn rooster) kan jy<br />
nou die omtrek of oppervlakte meet.<br />
File-New Sketch Gaan na skoon dokument.
Graph-Grid Form-<br />
Square Grid<br />
Graph-Grid Form-<br />
Rectangular Grid<br />
Vir vierkantige grafiekpapier.<br />
Sleep die oorsprong om meer of minder van<br />
’n spesifieke kwadrant te sien.<br />
Plaas die muis op ’n getal op die asse. As die<br />
muis-pyltjie na of verander, kan jy die<br />
muis kliek en sleep en beide asse se skaal<br />
verander, maar bly steeds vierkantig.<br />
Vir grafiekpapier met verskillende skale op die<br />
asse.<br />
Plaas die muis op ’n getal op die asse. As die<br />
muis-pyltjie na verander, kan die skaal op<br />
die horisontale as onafhanklik van die<br />
vertikale as verander. As die muis-pyltjie na<br />
verander, kan die skaal op die vertikale as<br />
verander word sonder dat die horisontale as<br />
beïnvloed word.<br />
Graph-Hide(Show) Grid Om die rooster weg te steek om weer na vore<br />
te bring.<br />
Graph-Snap Points Punte naby die rooster-kruisings word presies<br />
op die snyding geplot.<br />
Display-Hide Axis(Axes) Selekteer ’n as(se) en steek dit weg.<br />
Display-Hide Points (of<br />
ander figure)<br />
Display-Line<br />
Width(dashed, Thin,<br />
thick)<br />
Selekteer eers die figuur en steek dit dan<br />
weg.<br />
Selekteer ’n lyn(stuk) of funksie en verander<br />
die voorkoms.<br />
Display-Color Selekteer ’n voorwerp en verander dan die<br />
kleur daarvan.<br />
Graph-Plot New<br />
Function<br />
sin<br />
cos<br />
tan<br />
arcsin<br />
arccos<br />
arctan<br />
abs<br />
sqrt<br />
ln<br />
log<br />
Sorg dat niks vooraf geselekteer is nie.<br />
^ vir eksponente<br />
* vir vermenigvuldiging<br />
en e is by “Values”<br />
By Equation kan jy kies tussen f x f y y en<br />
x . Laasgenoemde is nodig om<br />
vertikale lyne as funksies te teken; bv. x 3 .<br />
Oppas vir die trigonometriese funksies. Indien<br />
jy in grade werk, moet jy die asse vooraf reg<br />
rek of krimp.<br />
Jy kan nie ’n sirkel soos x y 25 direk<br />
teken nie, want dit is nie ’n funksie nie. Teken<br />
dus y<br />
2<br />
25 x<br />
f x .<br />
en daarna <br />
2<br />
2<br />
Leereenheid 1<br />
15
Leereenheid 1<br />
16<br />
Edit Function Regs-kliek op die vergelyking van die funksie<br />
om korreksies of wysigings aan te bring<br />
sonder om alles weer oor in te sleutel.<br />
Properties- Plot-Domain Regs-kliek op ’n grafiek om die<br />
definisieversameling te stel.<br />
Measure- Coordinates Meet ’n geselekteerde punt se koördinate<br />
Measure-Abscissa Meet slegs die x koördinaat van ’n<br />
geselekteerde punt.<br />
Measure-Ordinate Meet slegs die y koördinaat van ’n<br />
geselekteerde punt.<br />
Edit-Merge Point to<br />
Function Plot<br />
Selekteer ’n punt baie na aan ’n grafiek en die<br />
grafiek om die punt op die grafiek te plaas. As<br />
die grafiek verkleur as jy die punt daarop<br />
plaas, is die “merge” onnodig. Die punt kan<br />
nou op die grafiek gesleep word.<br />
Text Tool Benoem punte met naam daaraan gekoppel<br />
deur met handjie (wat swart word) op punt te<br />
kliek. Verander die naam deur met handjie<br />
met A binne-in te dubbelkliek.<br />
Edit-Select All<br />
Edit-Copy<br />
Edit-Paste of<br />
Edit- Paste Special –<br />
Picture (vir beter<br />
kwaliteit)<br />
Selekteer eers alles en kliek op dit wat jy nie<br />
wil selekteer. Plaas dit dan op die “Clipboard”.<br />
Dit kan dan in WORD of enige ander<br />
dokument ingetrek word.<br />
Trek in WORD in.<br />
Kan prent net rek of krimp deur met in een<br />
van die hoeke met ’n diagonale pyltjie te<br />
sleep.<br />
File-Save As Stoor as ’n .gsp lêer op ’n plek van jou keuse.<br />
File-Document Options-<br />
Add Page-<br />
Blank/Duplicate<br />
File-Document Options-<br />
Add Page-<br />
Blank/Duplicate-Page<br />
name.<br />
File-Print Preview-Fit to<br />
Page<br />
Voeg verskillende bladsye by in dieselfde<br />
dokument. Dit help om sketse wat saam hoort<br />
onder een lêernaam te stoor.<br />
Benoem die bladsye sinvol in die boonste van<br />
die twee wit dele.<br />
Druk skets om op ’n A4-bladsy in te pas. Dit<br />
werk goed vir die skep van transparante.<br />
Edit-Preferences Stel jou eenhede en noukeurigheid.<br />
Measure-Slope Selekteer reguit lyn en meet die helling.<br />
Measure-Equation Selekteer ’n lyn en bepaal die vergelyking<br />
daarvan.<br />
Graph-Plot Points-<br />
Plot/Done<br />
Sleutel ’n punt se koördinate in wat nie sal<br />
verander as jy aan die asse stel nie.
Edit-Paste Picture Dupliseer iets (soos ’n prent of Equation<br />
Editor-vergelyking ) vanuit ’n ander program.<br />
Nog vele ander. Eksperimenteer gerus en leer by mekaar.<br />
Onthou die beste van alles ..<br />
Edit Undo Maak ’n glipsie ongedaan.<br />
Graph – New<br />
Parameter<br />
Om ‘n parameter te definieer. [‘n Parameter is<br />
‘n konstante in ‘n vergelyking wat verander in<br />
ander vergelykings van dieselfde formaat, bv.<br />
die helling van ‘n reguit lyn.]<br />
Leereenheid 1<br />
17
Leereenheid 1<br />
1.3 INLIGTING VANUIT DIE GRAFIEK VAN ‘N FUNKSIE<br />
Jy benodig ongeveer 6 uur om hierdie leergedeelte suksesvol te voltooi.<br />
UITKOMSTE:<br />
Na voltooiing van hierdie leergedeelte moet jy in staat wees om<br />
funksies as stygend of dalend te definieer<br />
funksies as stygend of dalend te klassifiseer oor 'n gegewe interval<br />
die lokale minima en maksima van funksies grafies te bepaal<br />
gemiddelde veranderingstempo te definieer, bereken en grafies te interpreteer<br />
Studiemateriaal wat jy gaan benodig: Precalculus hoofstuk 2<br />
18<br />
Bestudeer Precalculus:<br />
pp. 163 – 168<br />
Definieer ʼn stygende funksie: ................................................................................................<br />
....................................................................................................................................................<br />
Definieer ʼn dalende funksie: ............................................................................................<br />
....................................................................................................................................................<br />
Individuele oefening.<br />
Voltooi die volgende opdrag:<br />
Opdrag 3A: Precalculus Oefening 2.3<br />
3
7<br />
8<br />
20<br />
28 (gebruik GSP en stuur via eFundi)<br />
31<br />
37 (gebruik GSP en stuur via eFundi)<br />
43<br />
49<br />
[Onthou om ook u drukstukke aan te heg.]<br />
Opdrag 3A (Opsioneel): Precalculus Oefening 2.3<br />
4<br />
10 (gebruik GSP en stuur via eFundi)<br />
16 (gebruik GSP en stuur via eFundi)<br />
19<br />
21<br />
23<br />
45<br />
46<br />
55<br />
Het u sommige van die oefeninge met The Geometer’s Sketchpad gekontroleer?<br />
Sien assessering en teugvoering op p. viii<br />
Bestudeer Precalculus:<br />
pp. 172 – 176<br />
Leereenheid 1<br />
Definieer die gemiddelde veranderingstempo van die funksie y f x tussen x a en x b.<br />
....................................................................................................................................................<br />
....................................................................................................................................................<br />
19
Leereenheid 1<br />
20<br />
Individuele oefening.<br />
Opdrag 3B: Precalculus Oefening 2.4<br />
4<br />
5<br />
8<br />
9<br />
12<br />
17<br />
22<br />
24<br />
27<br />
Opdrag 3B (Opsioneel): Precalculus Oefening 2.4<br />
3<br />
11<br />
13<br />
18<br />
20<br />
21<br />
23<br />
26 a en b<br />
28<br />
31<br />
Het u sommige van die oefeninge met The Geometer’s Sketchpad gekontroleer?<br />
Sien assessering en teugvoering op p. viii<br />
Selfstudie: Alle Oefeninge oor Grafieke in die Addendum pp. 30 - 32<br />
Neem u antwoorde saam na die kontakgeleentheid/ groepbyeenkoms vir<br />
bespreking
1.4 TRANSFORMASIES VAN FUNKSIES<br />
Jy benodig ongeveer 6 uur om hierdie leergedeelte suksesvol te voltooi.<br />
Uitkomste<br />
Na voltooiing van hierdie leergedeelte moet jy in staat wees om<br />
Leereenheid 1<br />
nuwe funksies te vorm deur middel van transformasies van die grafieke van bekende<br />
funksies;<br />
funksies met behulp van GSP te transformeer<br />
transformasies van bekende funksies te kan identifiseer.<br />
Jy gaan die volgende studiemateriaal nodig kry: Precalculus hoofstuk 2 en Addendum<br />
hoofstuk 1.<br />
Transformasies is ʼn versamelnaam vir translasies (skuiwe), refleksies, strekke en krimpe.<br />
Hier volg 'n voorbeeld:<br />
Verkry internettoegang en voer die meegaande opdrag uit.<br />
Gebruik die volgende adres: http://www.animationfactory.com/ , kliek op<br />
“animation” onder “HOME” en daarna op enige onderafdeling om te kyk na<br />
rekenaaranimasie. Die figuur word gedefinieer deur baie (baie!!) individuele<br />
koördinate. Animasie van die figuur word verkry deur al hierdie koördinate<br />
bietjie vir bietjie op die skerm rond te beweeg met ʼn reeks skyfies. Wanneer<br />
jy na die reeks skyfies kyk, lyk dit asof die figuur beweeg.<br />
21
Leereenheid 1<br />
Wanneer ons 'n figuur in skuif, beweeg of verander staan dit in wiskunde bekend as 'n<br />
transformasie. M.a.w. elke skyfie van 'n animasie is 'n transformasie<br />
22<br />
Die volgende prentjie kan:<br />
vertikaal gekrimp<br />
of vertikaal gestrek
of horisontaal gekrimp<br />
of horisontaal gestrek<br />
word.<br />
Dit kan ook gereflekteer word m.b.t. die vertikale-as:<br />
of m.b.t. die horisontale-as:<br />
Leereenheid 1<br />
23
Leereenheid 1<br />
1.4.1 Translasies:<br />
Tydens aardbewings transleer die aardkors dikwels horisontaal of vertikaal langs 'n breuk.<br />
As jy meer wil lees oor rekenaaranimasie of aardbewings, gebruik die adres<br />
http://www.keymath.com/DA/links/ch09.html<br />
24<br />
CD-ROM.<br />
SBO: Skakel CD aan en kliek op H:<br />
Residensieel: Tydens die kontaksessie sal transformasie van 'n<br />
driehoek m.b.v. GSP verduidelik word. (Disc Alg p.476)<br />
Bestudeer Precalculus:<br />
pp. 179 – 182 (tot Example 3)<br />
BESTUDEER VOORBEELD 1: Beskou die moederfunksie f x x . Dan is<br />
g x f x 3 'n afwaartse skuif van 3 eenhede van f ; en h x f x 2<br />
skuif f 2<br />
eenhede na regs. Moenie met die teken deurmekaar raak nie. [Sê vir jouself: as x 2 is<br />
x 2 0 , so by x 2 lyk h soos f by x 0 ]<br />
h<br />
y<br />
6<br />
4<br />
2<br />
-5 5 10<br />
x<br />
-2<br />
-4<br />
g<br />
f
Leereenheid 1<br />
2<br />
VOLTOOI VOORBEELD 2: Beskou die moederfunksie y f x x . Probeer die beeld, g<br />
se vergelyking vind.<br />
Omdat f , 2 eenhede na regs skuif word die uitdrukking: ………………………..<br />
Omdat dit dan ook 4 eenhede af skuif word die vergelyking: g x ………………………..<br />
Maak 'n opsomming van die verskillende soort translasies:<br />
Vertikale en Horisontale Skuiwe Gestel c 0 . Om die grafiek te verkry van<br />
x c<br />
y f <br />
fx = x2 y<br />
<br />
(2; -4)<br />
Dit is baie belangrik dat jy hierdie werk goed verstaan, want in <strong>MATE</strong> 211 gaan ons by<br />
kegelsnedes die middelpunt transleer en dan maak ons van beide ʼn horisontale en vertikale<br />
skuif gebruik.<br />
Selfstudie: Alle Oefeninge oor Grafieke in die Addendum pp. 33-35<br />
Neem u antwoorde saam na die kontakgeleentheid/ groepbyeenkoms vir<br />
bespreking<br />
g<br />
x<br />
25
Leereenheid 1<br />
1.4.2 Refleksies<br />
VOLTOOI VOORBEELD 3:<br />
26<br />
Bestudeer Precalculus:<br />
pp. 182 - 183 (tot Example 4)<br />
Wat is die vergelyking van die beeld ( g ) van die moederfunksie f ?<br />
g x ……………………………<br />
VOLTOOI VOORBEELD 4:<br />
A<br />
A: (-7.00, 2.00)<br />
g<br />
Wat is die vergelyking van die beeld ( g ) van die moederfunksie f ?<br />
y<br />
5<br />
4<br />
3<br />
Teken van x- koördinaat verander<br />
2<br />
1<br />
-8 -6 -4 -2 2 4 6 8<br />
B<br />
B: (-3.00, -2.00)<br />
-1<br />
-2<br />
-3<br />
-4<br />
-5<br />
5<br />
4<br />
3<br />
2<br />
1<br />
C<br />
D: (7.00, 2.00)<br />
f x<br />
= x-5<br />
C: (3.00, -2.00)<br />
-8 -6 -4 -2 2 4 6 8<br />
B: (-1.00, -4.00)<br />
y<br />
-1<br />
-2<br />
-3<br />
-4<br />
-5<br />
A: A<br />
(3.00, 3.00)<br />
C: (3.00, -3.01)<br />
D: (3.00, -4.00)<br />
D<br />
x<br />
x
Leereenheid 1<br />
Reflekteer f m.b.t. x-as (A na C): ...........................................................................................<br />
Skuif 1 eenheid af (C na D): .....................................................................................................<br />
Skuif 4 eenhede links (D na B): .................................................................................................<br />
VOLTOOI VOORBEELD 5:<br />
Wat is die vergelyking van die beeld ( g ) van die moederfunksie f ?<br />
.....................................................................................................<br />
.....................................................................................................<br />
.....................................................................................................<br />
.....................................................................................................<br />
Maak 'n opsomming van die verskillende soort refleksies:<br />
Reflekteer y f x fx = x2 m.b.t. die om<br />
8<br />
6<br />
4<br />
2<br />
-10 -5 5 10 15<br />
-2<br />
-4<br />
-6<br />
-8<br />
Selfstudie: Alle Oefeninge oor Grafieke in die Addendum pp. 36-38<br />
Neem u antwoorde saam na die kontakgeleentheid/ groepbyeenkoms vir<br />
bespreking<br />
g<br />
27
Leereenheid 1<br />
1.4.3 Rek/krimp m.b.t. die vertikale as:<br />
28<br />
Bestudeer Precalculus:<br />
pp. 183 – 184 (tot Example 6)<br />
(Verduideliking van rek en krimp)<br />
CD-ROM.<br />
VOLTOOI VOORBEELD 6:<br />
SBO: Skakel CD aan en kliek op I<br />
Residensieel: Tydens kontaksessie sal “rek en krimp”<br />
verduidelik word.<br />
Wat is die vergelyking van die beeld ( g ) van die moederfunksie f ?<br />
g<br />
.....................................................................................................<br />
.....................................................................................................<br />
.....................................................................................................<br />
.....................................................................................................<br />
.....................................................................................................<br />
4<br />
3<br />
2<br />
1<br />
-4 -2 2 4 6<br />
fx = 0.1xx+4x-2 <br />
y<br />
-1<br />
-2<br />
-3<br />
-4<br />
-5<br />
-6<br />
-7<br />
A: (1.00, -0.50)<br />
B: (1.00, -1.25)<br />
x
Maak 'n opsomming van vertikale strek en krimp:<br />
Vertikale Strek of Krimp<br />
x y f met c 0<br />
Leereenheid 1<br />
Selfstudie: Alle Oefeninge oor Grafieke in die Addendum pp. 39-40<br />
Neem u antwoorde saam na die kontakgeleentheid/ groepbyeenkoms vir<br />
bespreking<br />
29
Leereenheid 1<br />
1.4.4 Rek/krimp m.b.t. die horisontale as:<br />
VOLTOOI VOORBEELD 7:<br />
30<br />
Bestudeer Precalculus:<br />
pp. 184– 185<br />
Wat is die vergelyking van die beeld ( g ) van die moederfunksie f ?<br />
g<br />
fx = x2 .....................................................................................................<br />
.....................................................................................................<br />
.....................................................................................................<br />
.....................................................................................................<br />
.....................................................................................................<br />
Dieselfde transformasie kan ook anders gedoen word.<br />
y<br />
14<br />
12<br />
10<br />
8<br />
6<br />
4<br />
2<br />
-6 -4 -2 2 4 6 8<br />
-2<br />
(2; 4)<br />
(3; 9)<br />
<br />
<br />
<br />
(6; 9)<br />
(4; 4)<br />
<br />
x
.....................................................................................................<br />
.....................................................................................................<br />
.....................................................................................................<br />
.....................................................................................................<br />
Leereenheid 1<br />
Eers het ons ’n horisontale ............ met faktor ............. en daarna dieselfde grafiek verkry<br />
deur ’n vertikale .................. met faktor ............<br />
Maak 'n opsomming van horisontale strek en krimp:<br />
Horisontale Strek en Krimp:<br />
x <br />
y f met c 1<br />
c <br />
g<br />
fx = x2 G: (-2.00, 4.00)<br />
F: (-2.00, 1.00) <br />
<br />
f word horisontaal gestrek met ‘n faktor c<br />
x <br />
Bv. y f strek f horisontaal met ‘n faktor 3<br />
3 <br />
x <br />
y f met 0 c 1<br />
f word horisontaal gekrimp met ‘n faktor<br />
c <br />
1<br />
c<br />
Bv.<br />
y<br />
14<br />
12<br />
10<br />
8<br />
6<br />
4<br />
2<br />
-6 -4 -2 2 4 6 8<br />
-2<br />
(3; 9)<br />
<br />
<br />
(3; 2,25)<br />
x <br />
y f <br />
<br />
f 4x 1 <br />
krimp f horisontaal met ‘n faktor 4<br />
4 <br />
x<br />
31
Leereenheid 1<br />
Opsomming van transformasies:<br />
Moederfunksie: y f x x <br />
y g x mf t q<br />
u <br />
32<br />
x n <br />
y g x mf q<br />
p <br />
of<br />
x n x n <br />
y g x c f v cf cv<br />
p p <br />
m : f word vertikaal gestrek ( m 1<br />
) met ‘n faktor m of<br />
1<br />
f word vertikaal gekrimp ( 0 m 1<br />
) met ‘n faktor voordat die vertikale translasie<br />
m<br />
van q eenhede plaasvind.<br />
c : f word vertikaal gestrek ( c 1)<br />
met ‘n faktor c of<br />
1<br />
f word vertikaal gekrimp ( 0 c 1<br />
) met ‘n faktor nadat die vertikale translasie<br />
c<br />
van v eenhede plaasgevind het.<br />
u : f word horisontaal gestrek ( u 1<br />
) met ‘n faktor u of<br />
1<br />
f word horisontaal gekrimp ( 0 u 1)<br />
met ‘n faktor nadat die horisontale<br />
u<br />
translasie van t eenhede plaasvind.<br />
p : f word horisontaal gestrek ( p 1)<br />
met ‘n faktor p of<br />
1<br />
f word horisontaal gekrimp ( 0 p 1<br />
) met ‘n faktor voordat die horisontale<br />
p<br />
translasie van n eenhede plaasgevind het.<br />
t : f word t eenhede horisontaal na regs ( t 0 ) of horisontaal na links ( t 0 )<br />
getransleer voordat dit horisontale gestrek/gekrimp is<br />
n: f word n eenhede horisontaal na regs ( n 0 ) of horisontaal na links ( n 0)<br />
getransleer nadat dit horisontaal gestrek/gekrimp is<br />
q : f word q eenhede vertikaal opwaarts ( q 0 ) of vertikaal na onder ( q 0 )<br />
getransleer nadat dit vertikaal gestrek/gekrimp is<br />
v : f word v eenhede vertikaal na bo ( v 0 ) of vertikaal afwaarts ( v 0 ) getransleer<br />
voodat dit vertikaal gestrek/gekrimp is.<br />
Selfstudie: Alle Oefeninge oor Grafieke in die Addendum pp. 46 - 47<br />
Neem u antwoorde saam na die kontakgeleentheid/ groepbyeenkoms vir<br />
bespreking<br />
of
1.4.5 EWE EN ONEWE FUNKSIES (SIMMETRIE)<br />
Bestudeer Precalculus:<br />
p. 186<br />
Leereenheid 1<br />
Skryf die definisies neer vir 'n funksie f wat ewe is: ................................................................<br />
....................................................................................................................................................<br />
Skryf die definisie neer vir 'n funksie g wat onewe is: ..............................................................<br />
....................................................................................................................................................<br />
Voltooi:<br />
Die funksie f x cosx<br />
is ’n ……………… funksie en simmetries m.b.t. die ………………..<br />
Die funksie f x sin x is ’n ……………… funksie en simmetries m.b.t. die ………………..<br />
Is alle funksies altyd ewe of onewe? ……………. (Wenk: Dink aan 'n funksies wat<br />
simmetries is m.b.t. die x-as.)<br />
Selfstudie: Alle Oefeninge oor Grafieke in die Addendum pp. 48 - 50<br />
Neem u antwoorde saam na die kontakgeleentheid/ groepbyeenkoms vir<br />
bespreking<br />
Individuele oefening.<br />
Voltooi die volgende opdrag:<br />
Opdrag 4:<br />
7 (p. 207 Review)<br />
Precalculus Oefening 2.5<br />
4<br />
7<br />
11<br />
33
Leereenheid 1<br />
34<br />
15<br />
20<br />
38<br />
44<br />
45<br />
48<br />
62<br />
64 [Klasopdrag: Gebruik GSP en stuur via eFundi [Doen eerste een met “plot<br />
points”, “construct segment” en die ander elkeen op ʼn nuwe bladsy in dieselfde<br />
dokument en gebruik “reflect” of “translate”]<br />
77<br />
Doen ook figure A,B,C en E wat volg:<br />
Rekonstrueer die volgende sketse d.m.v. GSP. Stel eers die asse soos op die sketse.<br />
Identifiseer die moederfunksie (in “BOLD”). Teken daarna ook die ander grafieke<br />
(beeldfunksies) m.b.v. transformasies. Skryf die vergelykings van die grafieke neer in jou<br />
antwoordskrif volgens die formaat in die studie gids. Benoem ook die tipe transformasie(s).<br />
Stoor elke skets op jou geheuestokkie.<br />
FIGUUR A:<br />
Gebruik die volgende formaat om die antwoorde in jou opdrag te skryf (nie in die gids nie):<br />
Moederfunksie: ........................................................<br />
Beeldfunksies: ........................................................<br />
........................................................<br />
........................................................<br />
3<br />
2<br />
1<br />
-4 -2 2 4<br />
-1<br />
-2<br />
-3
........................................................<br />
........................................................<br />
........................................................<br />
Tipe transformasie(s): ........................................................<br />
FIGUUR B<br />
........................................................<br />
Moederfunksie: ........................................................<br />
Beeldfunksies: ........................................................<br />
........................................................<br />
........................................................<br />
........................................................<br />
........................................................<br />
Tipe transformasie(s): ........................................................<br />
........................................................<br />
4<br />
3<br />
2<br />
1<br />
-3 -2 -1 1 2 3<br />
-1<br />
-2<br />
-3<br />
-4<br />
Leereenheid 1<br />
35
Leereenheid 1<br />
FIGUUR C:<br />
Moederfunksie: ........................................................<br />
Beeldfunksies: ........................................................<br />
36<br />
........................................................<br />
........................................................<br />
Tipe transformasie(s): ........................................................<br />
........................................................<br />
15<br />
10<br />
5<br />
-15 -10 -5 5 10 15<br />
-5<br />
-10<br />
-15
FIGUUR E<br />
2<br />
Moederfunksie: f x 32x<br />
Beeldfunksies: ........................................................<br />
........................................................<br />
........................................................<br />
........................................................<br />
........................................................<br />
........................................................<br />
........................................................<br />
........................................................<br />
........................................................<br />
........................................................<br />
........................................................<br />
........................................................<br />
……………………………………….<br />
Tipe transformasie(s): ........................................................<br />
........................................................<br />
Het u sommige van die oefeninge met The Geometer’s Sketchpad gekontroleer?<br />
Sien assessering en terugvoering op p. viii.<br />
30<br />
20<br />
10<br />
-6 -4 -2 2 4 6<br />
-10<br />
-20<br />
-30<br />
Leereenheid 1<br />
37
Leereenheid 1<br />
Opdrag 4 (Opsioneel): Precalculus Oefening 2.5<br />
38<br />
5<br />
6<br />
8<br />
9<br />
10<br />
13<br />
14<br />
25<br />
30<br />
43<br />
51<br />
53<br />
55<br />
59<br />
60<br />
61<br />
66<br />
77 (Toon berekeninge, maar moenie skets nie)<br />
80 (Toon berekeninge, maar moenie skets nie)<br />
81 (Toon berekeninge, maar moenie skets nie)<br />
83<br />
89<br />
Het u sommige van die oefeninge met The Geometer’s Sketchpad gekontroleer?<br />
Sien assessering en terugvoering op p. viii
1.5 WISKUNDIGE MODELLE<br />
Jy benodig ongeveer 63 uur om hierdie leergedeelte suksesvol te voltooi.<br />
UITKOMSTE:<br />
Na voltooiing van hierdie leergedeelte moet jy in staat wees om<br />
Leereenheid 1<br />
verwantskappe wat in die werklike lewe waargeneem word te modelleer deur die gebruik<br />
van lineêre funksies, absolute waarde funksies, polinome, magsfunksies, eksponensiële<br />
funksies, rasionale funksies, algebraïese funksies, trigonometriese funksies en<br />
hiperboliese funksies<br />
The Geometer’s Sketchpad te gebruik om eenvoudige funksies te skets<br />
onderrig van funksies op skoolvlak te kan fasiliteer<br />
ʼn tweede taal te gebruik in handboeke en Internet<br />
ʼn verskeidenheid van bronne te gebruik (bv. boeke, Internet)<br />
probleemgebaseerde take uit te voer as individue en as groepe (Residensieel)<br />
verskillende leerstyle te kan identifiseer uit die voorbeeld wat gestel word deur die dosent<br />
selfdissipline te ontwikkel omdat voorbereiding vir elke kontaksessie vereis word in<br />
hierdie gids<br />
media en bronne uit die werklike lewe te kan gebruik aangesien hierdie gids se wiskunde<br />
in konteks bespreek word;<br />
duidelik en oortuigend te kan skryf in die wiskundige taal;<br />
die beginsels van UGO te verstaan en toe te pas en die probleme verbonde aan UGO te<br />
ervaar<br />
sensitief te wees vir kulturele- , ras- en geslagsverskille<br />
numeries, tegnologies en media geletterd te wees<br />
die beginsel van akademiese integriteit toe te pas<br />
gemeenskaplike bronne soos die Internet te gebruik<br />
ʼn verskeidenheid assesseringsmetode te gebruik<br />
te verstaan hoe belangrik terugvoer is<br />
assesseringsuitslae te interpreteer om die leerproses te verbeter<br />
wiskunde in ander leerareas te integreer<br />
te verstaan watter belangrike rol wiskunde in die lewe van Suid-Afrikaners speel<br />
39
Leereenheid 1<br />
Studiemateriaal wat jy gaan benodig: Precalculus hoofstuk 2 en Addendum hoofstuk 1 en<br />
7<br />
INLEIDING<br />
’n Wiskundige model is ’n wiskundige beskrywing (deur middel van ’n funksie of ’n<br />
vergelyking) van ’n lewenswerklike situasie. Die doel van so ’n model is om die<br />
lewenswerklike situasie te verstaan en, indien moontlik, toekomstige gedrag te voorspel.<br />
In ’n woordprobleem word die wiskundige beskrywing nie vir jou gegee nie. Jy moet self die<br />
vergelyking vind. Hierdie proses om woorde te “vertaal” in wiskunde word wiskundige<br />
modellering genoem. Dit is baie belangrik om die probleem meer as een keer te lees sodat<br />
jy presies weet watter gegewens gegee word en wat gevra word.<br />
Die lengte van ’n vliegtuig se aanloopbaan kan nie eksperimenteel bepaal word nie, want<br />
mense se lewens en miljoene rande is op die spel. Ons benodig ’n veilige en goedkoop<br />
metode – dié van ’n wiskundige model.<br />
Watter van die volgende grafieke sou die beste pas by elk van die volgende lewenswerklike<br />
situasies? Beantwoord die vraag met die oog op bespreking tydens die volgende<br />
kontaksessie:<br />
40<br />
Situasie A: Die aantal bokke op ’n eiland neem gedurende<br />
die eerste paar jaar stelselmatig toe. Soos die kos minder<br />
word, neem die aanteeltempo af, totdat die aantal<br />
geboortes en sterftes min of meer dieselfde is.<br />
Situasie B: In die suidelike halfrond neem die hoeveelheid<br />
daglig stadig toe vanaf Julie tot Augustus, vinniger tot<br />
middel November en dan stadiger tot die maksimum teen<br />
middel Desember bereik word. Dan neem dit stadig af<br />
gedurende Januarie, vinniger vanaf Februarie tot middel-<br />
Mei en stadiger tot middel Junie.<br />
Situasie C: As jy ’n vaste hoeveelheid heiningdraad het,<br />
word die oppervlakte van jou reghoekige tuin deur die<br />
wydte bepaal . Met die wydte klein, is die oppervlakte klein.<br />
As die wydte toeneem, word die oppervlakte groter. Die<br />
oppervlakte word al hoe stadiger groter tot op ’n<br />
maksimum. As die wydte verder vergroot word, word die<br />
oppervlakte vinniger kleiner totdat dit 0 is.<br />
Situasie D: Jou koppie tee is baie warm. Die verskil tussen<br />
tee-temperatuur en kamer-temperatuur veroorsaak dat die<br />
temperatuur van die tee aanvanklik vinnig afkoel. Wanneer<br />
die twee temperature na aan mekaar kom, neem die<br />
afkoelingstempo af. Dit neem eintlik lank vir die tee om tot<br />
kamer-temperatuur af te koel.
A<br />
B<br />
C<br />
D<br />
Grafiek 2<br />
Grafiek 1<br />
Grafiek 3<br />
Grafiek 4<br />
Leereenheid 1<br />
41
Leereenheid 1<br />
42<br />
Bestudeer die aangetoonde materiaal in die addendum:<br />
Lees p. 1. Die wiskundige modelleringsproses word aan die hand van Figuur 1 beskryf.<br />
Lees dit deur as agtergrond vir die volgende leeronderdele. Maak 'n skets van die proses<br />
van modellering in die volgende blok:<br />
Individuele PC-opdrag /<br />
PowerPoint<br />
Fisika en Twfunksies.ppt op eFundi<br />
Verskillende soort funksies word gebruik om verwantskappe wat in die werklike lewe<br />
waargeneem word, te modelleer. Dit word in die volgende leeronderdele bespreek.
1.5.1 LINEÊRE FUNKSIES<br />
Jy benodig ongeveer 11 uur om hierdie leeronderdeel suksesvol te voltooi.<br />
Los die volgende probleem volledig op vir die volgende kontaksessie:<br />
Matilda begin haar oefenprogram deur gimnasium toe te draf.<br />
Volgens haar afrigter verbrand sy 250 kalorieë met hierdie<br />
aktiwiteit. In die gimnasium trap sy ʼn stilstaande oefenfiets. Hierdie<br />
aktiwiteit verbrand 5 kalorieë per minuut.<br />
Gebruik ʼn sakrekenaar om hierdie lewenswerklike situasie te modelleer:<br />
Stap 1:<br />
Stap 2:<br />
Stap 3:<br />
Gebruik ʼn sakrekenaar om die totale aantal<br />
kalorieë te bereken wat Matilda na elke minuut<br />
verbrand. Onthou om die 250 kalorieë van die<br />
drawwery in te sluit.<br />
Voltooi die tabel.<br />
Hoeveel kalorieë is na 20 minute se fietstrap<br />
verbrand?<br />
…………..<br />
Hoe lank duur dit voor sy 550 kalorieë<br />
verbrand het? ……….<br />
Leereenheid 1<br />
Matilda se oefenprogram.<br />
Traptyd<br />
in<br />
(minute)<br />
x<br />
Totale<br />
kalorieë<br />
verbrand<br />
y<br />
0 250<br />
1<br />
2<br />
20<br />
30<br />
45<br />
60<br />
43
Leereenheid 1<br />
Ontwikkel ʼn vergelyking wat dieselfde waardes as die bewerkings met die sakrekenaar sal<br />
lewer.<br />
Stap 4 Skryf ʼn uitdrukking (met getalle) om die totale<br />
aantal kalorieë te bereken wat Matilda verbrand<br />
na 20 minute se trap:<br />
44<br />
…………………………………………………………<br />
Maak seker dat die uitdrukking se waarde die in<br />
die tabel is.<br />
Stap 5 Skryf en bereken ʼn uitdrukking wat die totale aantal kalorieë gee wat<br />
Matilda na 38 minute verbrand:<br />
…………………………………………………………<br />
Stap 6 Laat x die traptyd in minute voorstel en y die totale aantal kalorieë wat<br />
Matilda verbrand. Skryf ʼn vergelyking neer wat die verband tussen tyd en<br />
totale kalorieë weergee:<br />
…………………………………………………………<br />
Stap 7 Maak seker dat die vergelyking die ooreenstemmende waardes in die tabel<br />
lewer.<br />
Nou gaan ons die verband tussen die lineêre vergelyking en sy grafiek ondersoek.<br />
Stap 8: Teken en verbind die punte van die tabel duidelik op die volgende<br />
assestelsel. Dui ook die x- en y -as aan:<br />
600<br />
500<br />
400<br />
y in<br />
kalorieë<br />
300<br />
200<br />
100<br />
10 20 30 40 50 60<br />
x in minute
Leereenheid 1<br />
Stap 9 Vervang y met 475 in die vergelyking om uit te vind na hoeveel minute<br />
Matilda 475 kalorieë verbrand het:<br />
……………………………………………………………<br />
Stap 10<br />
……………………………………………………………<br />
……………………………………………………………<br />
……………………………………………………………<br />
……………………………………………………………<br />
……………………………………………………………<br />
Toets die waarde op die grafiek. Dui met ʼn A aan waar en hoe dit afgelees<br />
is.<br />
Wat word deur die beginwaarde (eerste y -waarde) in die tabel voorgestel<br />
in die vergelyking? ……………………………………………..<br />
Watter is die betekenis van hierdie waarde op die grafiek?<br />
……………………………………………………<br />
Die vergelyking van Matilda se oefenprogram beskryf ʼn lineêre (afgelei van die reguit lyn)<br />
verband tussen die totale aantal kalorieë verbrand en die minute getrap op die oefenfiets.<br />
Die vorm<br />
y mx <br />
word die gradiënt-afsnit-vorm genoem. Die waarde van c is die y-afsnit; dit is die waarde<br />
van y as x nul is. Die y -afsnit is die plek waar die grafiek oor die y -as kruis. Die getal m<br />
waarmee x vermenigvuldig word, is die koëffisiënt van x. Dit is die tempo waarteen haar<br />
liggaam kalorieë verbrand. Dit is ook die helling/gradiënt van die reguit lyn. Die helling is die<br />
tangens van die hoek wat die reguit lyn met die positiewe x-as maak.<br />
Terloops: Gradiënt is afgelei van ʼn Franse<br />
woord wat berg beteken.<br />
c<br />
45
Leereenheid 1<br />
Lineêre funksies (ook genoem “eerstegraadse funksies”) (Erkenning: Mnr. RJ van de<br />
Venter)<br />
Funksies is formules wat ʼn werklike situasie of proses wiskundig beskryf; ons<br />
gebruik funksies om wiskundige modelle saam te stel.<br />
Wat is ʼn wiskundige model? Wel, dit is ʼn wiskundige voorstelling van ʼn fisiese situasie of<br />
probleem. Die werklike lewe (en die meeste tegnologiese toepassings in fabrieke,<br />
werkswinkels of laboratoriums) het met ingewikkelde probleme en situasies te doen. Tog<br />
kan sulke situasies wiskundig vereenvoudig word deur slegs na twee of miskien drie<br />
meetbare aspekte daarvan op ʼn keer te kyk. Hierdie meetbare aspekte word veranderlikes<br />
genoem. Die manier waarop die een veranderlike van die ander afhanklik is, word in die<br />
vorm van ʼn formule (wiskundige vergelyking) geskryf. Hierdie formule word ʼn wiskundige<br />
model genoem.<br />
Om bogenoemde begrippe en idees te verduidelik, kan ons na ʼn voorbeeld kyk waar ons ʼn<br />
werklike situasie het en ʼn wiskundige model (wiskundige prentjie) daarvan wil ontwikkel.<br />
Om die druk onder die oppervlakte van ʼn reservoir (diep watertenk) as funksie van<br />
diepte onder die oppervlak te bepaal<br />
Beskou ʼn diep tenk, 20 meter diep en ʼn drukmeter wat onder die oppervlak van die water<br />
laat sak word sodat elke 4 meter ʼn druklesing geneem word:<br />
Let daarop dat die druklesing afhang van hoe diep onder die oppervlak van die water die<br />
lesing geneem word. Die druk verander namate die diepte verander. Uit hierdie<br />
waarneming kan ons sê dat die druk op elke diepte ʼn sekere waarde het en dat die druk dus<br />
46
Leereenheid 1<br />
afhang van die diepte waarop dit gemeet word. Daar is dus twee veranderlikes betrokke,<br />
naamlik druk en diepte. Die druk P word die afhanklike veranderlike genoem en die diepte<br />
d word die onafhanklike veranderlike genoem.<br />
Ons kan nou probeer om die verband (dit is die manier waarop P van d afhanklik is)<br />
tussen die twee veranderlikes wiskundig uit te druk. Daarvoor gebruik ons ʼn formule of<br />
vergelyking. Om hierdie vergelyking of formule in die hande te kry, verg gewoonlik ʼn bietjie<br />
wetenskaplike of wiskundige insig – maar met ons bestaande kennis van grafieke (reguit<br />
lyne, parabole, hiperbole, derdegraadse krommes, ensovoorts) kan ons tog deur middel van<br />
ʼn heuristiek (ʼn logiese, buigbare metode of strategie) by die formule wat ʼn wiskundige<br />
verband beskryf, uitkom.<br />
ʼn Goeie manier om die verband tussen die afhanklike en die onafhanklike veranderlike te<br />
ondersoek, is om ʼn tabel van metings op te stel:<br />
Diepte d (meter) 0 4 8 12 16 20<br />
Druk P (kPa) 101,3 140,5 179,7 218,9 258,1 297,3<br />
Die inligting vorm ses stelle waardes, waar elke stel waardes uit ʼn diepte en ʼn bybehorende<br />
druk bestaan. Die volgende stap is om die inligting grafies te gaan voorstel.<br />
Om dit te doen, moet ons besluit waar ons die definisieversameling (Engels: “domain”)<br />
en waardeversameling (Engels: “range”) gaan plaas (hoe ons die asse gaan kies).<br />
Ons spreek af om die definisieversameling (dit is die waardes wat die<br />
onafhanklike veranderlike aanneem) altyd op die horisontale as te plaas. Dus sal<br />
ons in hierdie geval die diepte d op die horisontale as voorstel.<br />
Net so spreek ons af om die waardeversameling (dit is die waardes wat die<br />
afhanklike veranderlike aanneem) altyd op die vertikale as voor te stel. Dus sal<br />
ons in hierdie geval die druk P op die vertikale as voorstel.<br />
Indien ons die grafiek met die hand op papier gaan teken, moet ons vervolgens aan die<br />
skaal van die asse aandag gee. Die gedagte is dat ons grafiek akkuraat genoeg moet wees<br />
dat ons goeie aflesings daarvan af kan maak. Grafiekpapier kom dus handig te pas; so nie<br />
kan ons ʼn gewone vel papier gebruik en op soortgelyke wyse te werk gaan.<br />
Probeer altyd om soveel as moontlik van die beskikbare oppervlakte vir die grafiek te<br />
gebruik. Hoe groter die voorstelling, hoe meer akkuraat kan u aflesings vanaf u grafiek<br />
maak. Kyk dus dat die grootste waarde van die onafhanklike veranderlike (grootste diepte)<br />
so ver as moontlik na regs op die horisontale as pas. (Net so probeer ons die grootste<br />
waarde van die afhanklike veranderlike (hoogste druk) so hoog as moontlik op die vertikale<br />
as pas.) Kies dus ʼn gerieflike waarde (“ronde getal”) naby of gelyk aan die grootste waarde<br />
wat op ʼn as voorkom en merk dit af (sien onderstaande assestelsel).<br />
47
Leereenheid 1<br />
Dit is nie nodig om ʼn klomp kleiner merkies (in Engels: “ticks” op die asse te maak nie; dit<br />
help egter om ons ʼn gevoel vir die skaal op elke as te gee. Maar die grootste waardes op<br />
elke as moet op ʼn gerieflike (“ronde”) sentimeter- of millimeterafstand vanaf die<br />
oorsprong (kruispunt van die asse) af lê.<br />
Die skaal van elke as kan dan bepaal word.<br />
Met “skaal van elke as” bedoel ons dat ons wil vasstel wat 1 cm of 10 mm (of watter afstand<br />
ook al op elke as) werklik in terme van die as se eenhede beteken.<br />
Die skaal op onderstaande grafiek is op die horisontale as 200 mm 20 meter wat beteken<br />
dat 10 mm 1 meter . Ons kan dit natuurlik ewe goed skryf as 1 mm 0, 1 meter .<br />
Net so is die skaal op die vertikale as 150 mm 300 kPa wat beteken dat 10 mm 20 kPa .<br />
Ons kan dit natuurlik ewe goed skryf as 1 mm 2 kPa .<br />
Sodra ons die skaal van die asse bepaal het, is ons gereed om die inligting in die tabel as<br />
punte op die plat vlak wat deur die asse gevorm word, voor te stel. Ons noem hierdie<br />
tweedimensionele plat vlak wat deur die asse van ʼn grafiek gedefinieer word, die<br />
Cartesiese vlak.<br />
(sien onderstaande skets)<br />
Om die punte op die Cartesiese vlak te stip (in Engels: “plotting the points”), beskou ons<br />
elke stel waardes in die tabel as ʼn stel koördinate. Ons hanteer elke waarde van die<br />
onafhanklike veranderlike as ʼn vertikale stippellyn wat die horisontale as loodreg sny; net<br />
so hanteer ons die bybehorende waarde van die afhanklike veranderlike as ʼn horisontale<br />
stippellyn wat die vertikale as loodreg sny. Waar die twee stippellyne mekaar sny, stip ons<br />
ʼn punt.<br />
48
Leereenheid 1<br />
; , .<br />
Ons noem die eerste getal in die hakie (dit is ʼn element van die definisieversameling)<br />
die diepte-koördinaat en ons noem die tweede getal in die hakie (dit is ʼn element van die<br />
waardeversameling) die druk- koördinaat. (op skool het hulle van die x- en die y -<br />
koördinate gepraat – die X-as was altyd horisontaal en die Y-as altyd vertikaal. Al wat ons<br />
hier doen, is om op presies dieselfde manier as op skool te werk te gaan; al wat nou anders<br />
is, is dat ons die asse en veranderlikes name en simbole gee wat by ons spesifieke<br />
probleemsituasie pas).<br />
Byvoorbeeld: Die tweede punt wat ons uit die tabel hierbo verkry, is dus die punt 4 140 5<br />
(Sien onderstaande skets)<br />
Deur die proses vir elke stel waardes in die tabel te herhaal, verkry ons die volgende punte:<br />
49
Leereenheid 1<br />
Die volgende stap is nou om te besluit watter soort kromme (reguit lyn, parabool,<br />
hiperbool, derdegraadse kromme, ens) die beste deur die punte getrek kan word; ons wil ʼn<br />
kromme bo-oor die punte teken sodat ons die kromme kan gebruik om afleidings en<br />
voorspellings te maak omtrent die werklike situasie waarmee ons besig is.<br />
Dit is met die eerste aanblik duidelik dat die punte in ʼn reguit lyn lê (ons kan dit toets deur ʼn<br />
liniaal oor die punte te plaas). Dus kan ons nou ʼn reguit lyn deur die punte trek – en ons<br />
doen dit op so ʼn wyse dat die lyn “so goed as moontlik” deur al die punte gaan:<br />
50
Leereenheid 1<br />
Ons noem hierdie lyn wat ons so goed as moontlik deur die data-punte trek, ʼn regressie-lyn.<br />
Ons kan die regressie-lyn gebruik om afleidings en voorspellings te maak omtrent die<br />
werklike situasie waarmee ons besig is – dit is die hoofdoel van die hele oefening.<br />
Voorbeeld 1:<br />
Wat sou die druk wees op ʼn diepte van 10 m onder die oppervlak van die water?<br />
Oplossing:<br />
Trek ʼn vertikale stippellyn loodreg op die diepte-as opwaarts tot teen die regressie-lyn;<br />
projekteer dan loodreg na regs tot teen die druk-as. Waar hierdie stippellyn die druk-as sny,<br />
lees u die druk af wat op ʼn diepte van 10 m sou heers,<br />
Die druk sou dus ongeveer 200,8 kPa wees op ʼn diepte van 10 meter. (afleiding)<br />
51
Leereenheid 1<br />
Voorbeeld 2:<br />
Hoe diep onder die water sou die dieptemeter ʼn druk van 160 kPa meet?<br />
Oplossing:<br />
Trek ʼn horisontale stippellyn loodreg op die druk-as na regs tot teen die regressie-lyn;<br />
projekteer dan loodreg afwaarts tot teen die diepte-as. Waar hierdie stippellyn die diepte-as<br />
sny, lees u die diepte af waar ʼn druk van 160 kPa sou heers:<br />
Dit is duidelik dat die diepte ongeveer 6 m sal wees, waarop ʼn druk van 160 kPa gemeet sou<br />
word. (afleiding)<br />
Bogenoemde twee voorbeelde is goeie voorbeelde van interpolasie. Interpolasie is<br />
wanneer ons ʼn regressie-lyn gebruik om af te lei wat die metings sou gewees het onder<br />
omstandighede waarvoor ons nie werklike metings het nie. Dit kom daarop neer dat u<br />
aflesings maak met behulp van die regressie-lyn aangaande punte wat op die regressie-<br />
lyn lê.<br />
Ons kan selfs voorspellings maak oor die druk indien die reservoir (opgaartenk) dieper as 20<br />
m was.<br />
52
Voorbeeld 3:<br />
Wat sou die druk wees op ʼn diepte van 100m?<br />
Oplossing:<br />
Leereenheid 1<br />
ʼn Diepte van 100 m is ʼn waarde wat nie op ons grafiek se horisontale as val nie (100 is nie ʼn<br />
element van die definisieversameling nie). Dus moet ons die regressie-lyn verleng totdat dit<br />
lank genoeg is dat ons by 100 m op die diepte-as opwaarts en na links kan projekteer om ʼn<br />
aflesing te maak:<br />
Dit is duidelik dat die druk 1081,3 kPa sou wees op ʼn diepte van 100 m. (voorspelling)<br />
Voorbeeld 4:<br />
By watter diepte sou die druk 700 kPa wees?<br />
Oplossing:<br />
ʼn Druk van 700 kPa is ʼn waarde wat nie op ons grafiek se vertikale as val nie (700 is nie ʼn<br />
element van die definisieversameling nie). Dus moet ons die regressie-lyn verleng totdat dit<br />
lank genoeg is dat ons by 700 kPa op die druk-as horisontaal na regs en afwaarts kan<br />
projekteer om ʼn aflesing te maak:<br />
53
Leereenheid 1<br />
Dit is duidelik dat die diepte ongeveer 61,1 m sou wees waar die druk 700 kPa sou wees.<br />
(voorspelling)<br />
Bogenoemde twee voorbeelde is goeie voorbeelde van ekstrapolasie. Ekstrapolasie is<br />
wanneer ons ʼn regressie-lyn gebruik om te voorspel wat die metings sou gewees het onder<br />
omstandighede wat buite die omstandighede val waarvoor ons metings geneem het (sien die<br />
tabel hierbo, etlike bladsye gelede). Dit kom daarop neer dat u aflesings maak met behulp<br />
van die regressie-lyn aangaande punte wat buite die regressie-lyn lê. Dus moet die<br />
regressie-lyn verleng word wanneer ons ekstrapolasie doen.<br />
Die vraag ontstaan nou: kan ons die antwoorde op die vrae in bogenoemde 4<br />
voorbeelde bereken, in plaas van aflees? Is daar ʼn manier om die antwoorde op die vier<br />
vrae hierbo algebraïes uit te reken?<br />
Die antwoord is: JA – definitief. Ons benodig net die vergelyking van die reguit lyn wat<br />
ons deur die punte getrek het (die vergelyking van die regressie-lyn, dus).<br />
Om dit te doen, benodig ons voorkennis uit Hoërskool-algebra:<br />
Die vergelyking van enige reguit lyn is altyd y mx c waar m die gradiënt van die lyn is en<br />
c die afsnit op die vertikale as is. y en x is die groothede wat onderskeidelik op die<br />
vertikale en die horisontale as voorgestel word.<br />
Nou, deur na die grafieke hierbo te kyk, is dit duidelik dat die afsnit op die vertikale as<br />
101, 3 kPa is; dus is c 101, 3 .<br />
Net so kan ons die gradiënt van die regressie-lyn verkry deur enige reghoekige driehoek op<br />
die regressie-lyn te konstrueer en gewoon die lengte van die teenoorstaande sy deur die<br />
lengte van die aangrensende sy te deel:<br />
54
P<br />
vertikale verskil tussen twee punte<br />
m Altyd: gradiënt <br />
d<br />
horisontale verskil tussen twee punte<br />
196<br />
<br />
20<br />
9, 8 kPa/m<br />
Die vergelyking van die regressie-lyn is dus:<br />
y mx c<br />
So vir enige reguit lyn<br />
P 9, 8d 101, 3 Vervang die toepaslike simbole en waardes<br />
Leereenheid 1<br />
Let daarop dat P 9, 8d 101, 3 die wiskundige model is wat die werklike situasie beskryf:<br />
Dit is ʼn funksie (formule, dus) waarmee ons die druk P kan uitreken vir enige gegewe<br />
waarde van d .<br />
Laat ons nou die wiskundige model (dit is in gees en in wese die vergelyking van die<br />
regressie-lyn) gebruik om die druk te bereken wanneer die diepte 10 m is:<br />
55
Leereenheid 1<br />
56<br />
P 9, 8d 101, 3<br />
<br />
P 9, 8 10 101, 3 Die skryfwyse P beteken P wanneer d 10 m<br />
d 10 m d 10<br />
m<br />
199, 3 kPa<br />
Let op dat dit baie naby is aan die afgelese waarde wat ons hierbo verkry het.<br />
Hier het ons interpolasie gedoen met behulp van ons wiskundige model.<br />
Laat ons nou die wiskundige model (dit is in gees en in wese die vergelyking van die<br />
regressie-lyn) gebruik om die diepte te bereken waarop die druk 700 kPa sou wees:<br />
P 9, 8d 101, 3<br />
700 9, 8d 101, 3<br />
9, 8d 700 101, 3 Manipuleer die formule; dit is eerstejaarswerk<br />
598,<br />
7<br />
d <br />
9,<br />
8<br />
61, 092 m<br />
Let op dat dit baie naby is aan die afgelese waarde wat ons op p. 10 hierbo verkry het.<br />
Hier het ons ekstrapolasie gedoen met behulp van ons wiskundige model.<br />
Iets meer oor definisieversameling en waardeversameling<br />
Noudat ons die vergelyking van die regressie-lyn het, kan ons na die funksie P 9, 8d 101, 3<br />
verwys en vrae vra soos:<br />
Wat is die definisieversameling van die funksie?<br />
Wat is die waardeversameling van die funksie?<br />
Die definisieversameling van die funksie is die werklike gemete waardes wat tussen<br />
die kleinste werklike diepte en die grootste werklike diepte lê waarby werklik metings<br />
gemaak is en wat die kleinste diepte en die grootste diepte insluit. (sien onderstaande<br />
skets op p. 14)<br />
Ons skryf dit as d <br />
0 d 20 <br />
D f<br />
.<br />
Dit beteken letterlik in woorde: “Die definisieversameling van die funksie is die<br />
versameling van alle d -waardes sodat d lê tussen 0 en 20 m, maar d kan ook gelyk wees<br />
aan 0 of 20 m; d kan enige reële getal wees binne die interval vanaf en insluitende 0 tot by<br />
en insluitende 20 m).”<br />
Die waardeversameling van die funksie is die werklike gemete waardes wat tussen die<br />
kleinste werklike druk en die grootste werklike druk wat gemeet is lê waarvoor werklik<br />
metings gemaak is en wat die laagste druk en die hoogste druk insluit. (sien<br />
onderstaande skets )<br />
Ons skryf dit as P :<br />
101,<br />
3 P 297,<br />
3 <br />
W f<br />
.
Leereenheid 1<br />
Dit beteken letterlik in woorde: “Die waardeversameling van die funksie is die versameling<br />
van alle P -waardes sodat P lê tussen 101,3 en 297,3 kPa, maar P kan ook gelyk wees aan<br />
101,3 kPa 297,3 kPa; P kan enige reële getal wees binne die interval vanaf en insluitende<br />
101, 3 kPa tot by en insluitende 297,3 kPa).”<br />
Ten slotte<br />
Die bespreking op die voorafgaande 14 bladsye illustreer stap vir stap die heuristiek<br />
waarmee ons die formule waarmee aspekte van ʼn werklike situasie of proses beskryf kan<br />
word, bepaal kan word.<br />
Ons som die stappe van die heuristiek op:<br />
1. Verkry twee stelle waardes (data) deur meting. (Die een stel waardes is die onafhanklike<br />
veranderlike; die ander stel waardes is die afhanklike veranderlike)<br />
2. Stel die waardes (gewoonlik metings) in ʼn tabel voor<br />
3. Gebruik die tabel om ʼn akkurate grafiek te verkry<br />
4. Gebruik die patroon waarin die data-punte op die grafiek voorkom en trek ʼn beste lyn of<br />
kromme deur die punte.<br />
5. Gebruik hierdie “beste lyn” of kromme om interpolasie en ekstrapolasie te doen deur<br />
middel van aflesings.<br />
6. Indien akkurate inter- en ekstrapolasie verlang word, verkry die vergelyking van die<br />
“beste lyn” of kromme wat u in Stap 4 verkry het. Hierdie vergelyking is die funksie<br />
(wiskundige model) wat die probleemsituasie wat u ondersoek, beskryf.<br />
57
Leereenheid 1<br />
7. Sodra u die vergelyking van die regressie-lyn of regressie-kromme het, kan u dit gebruik<br />
om inter- en ekstrapolasie te doen, deur middel van vervanging en berekening.<br />
8. Die gedrag van die funksie kan nou vanaf die grafiek en vanaf die vergelyking (formule<br />
vir die grafiek) beskryf word in terme van begrippe soos:<br />
Stygend/ dalend<br />
Maksimumwaarde/ minimumwaarde(s)<br />
Asimptote (ons bespreek dit later – dis waar die grafiek “spronge” maak<br />
Definisieversameling<br />
Waardeversameling<br />
Ons sal bogenoemde heuristiek gebruik om enige eksperiment of ondersoek of gepaste<br />
probleemsituasie of fisiese proses uit die tegnologiese studieveld te ontleed. Soos uit Stap 8<br />
gesien kan word, kan ons ʼn ongelooflike goeie begrip van die situasie of proses kry – dit stel<br />
ons in staat om interpretasies en evaluasies omtrent die situasie of proses te maak.<br />
Byvoorbeeld:<br />
1. Wat is die waarde van atmosferiese druk? (dit is die druk op die oppervlakte van die<br />
water in die tenk)<br />
2. Probeer uitvind wat die waarde van atmosferiese druk in werklikheid is (soek sommer op<br />
Google “atmospheric pressure”). Wat lei u af?<br />
3. In handboeke gee hulle die formule vir die druk P onder die oppervlakte van ʼn vloeistof<br />
as P gh<br />
Patmosferies<br />
. Vergelyk hierdie formule met die wiskundige model wat ons hierbo<br />
58<br />
2<br />
ontwikkel het. Indien die waarde van g 9, 8 m/s , bepaal die waarde van (dit is die<br />
digtheid van water, gemeet in<br />
3<br />
kg/m )<br />
4. Wat is die werklike digtheid van suiwer vars water? (soek sommer op Google “density of<br />
fresh water”.)<br />
5. Sou u sê dat ons wiskundige model akkuraat is? Gee soveel redes as moontlik.<br />
CD-ROM<br />
SBO: Skakel CD aan en kliek op C.<br />
Residensieel: Line Up.gsp ?; Slope; Rise Run.gsp ; ║& Lines;<br />
Slope Intercept.gsp; Point Slope.gsp; Standard.gsp; sal in klas<br />
behandel word.
Leereenheid 1<br />
Maak hier ʼn opsomming van die verskillende vorme van die reguit lyn soos jy dit op skool<br />
geleer het:<br />
Gradiënt-afsnit vorm:<br />
Standaardvorm:<br />
Gradiënt-punt vorm:<br />
Dubbelafsnit vorm:<br />
Selfstudie: Alle Oefeninge oor Grafieke in die Addendum pp. 51 - 53<br />
Neem u antwoorde saam na die kontakgeleentheid/ groepbyeenkoms vir<br />
bespreking<br />
Individuele oefening.<br />
Voltooi die volgende opdrag:<br />
Opdrag 5A:<br />
1. Wat het die familie lineêre funksies f x mx<br />
3 1<br />
in gemeen? (Wenk: Teken 'n<br />
paar grafieke met Sketchpad op dieselfde assestelsel. Gebruik beide positiewe en<br />
negatiewe waardes vir m.)<br />
59
Leereenheid 1<br />
2. Die volgende figuur stel die hoeveelheid badwater in liter voor as funksie van die tyd in<br />
minute as Susan gaan bad.<br />
60<br />
2.1 Hoeveel water het Susan ingetap?<br />
2.2 Teen watter tempo het die water ingeloop?<br />
2.3 Beskryf wat gebeur vanaf B na C.<br />
2.4 Beskryf wat gebeur vanaf C na D.<br />
2.5 Op watter tydstip het Susan uit die bad geklim?<br />
2.6 Beskryf in besonderhede wat gebeur vanaf G na H.<br />
2.7 Bereken die vergelyking van die stuksgewyse funksie wat die proses beskryf:<br />
V<br />
V<br />
A<br />
t B<br />
..<br />
2.<br />
7.<br />
1.<br />
<br />
<br />
<br />
.. 2.<br />
7.<br />
2..<br />
..<br />
2.<br />
7.<br />
3..<br />
..<br />
2.<br />
7.<br />
4..<br />
<br />
<br />
.. 2.<br />
7.<br />
5..<br />
D<br />
C<br />
as<br />
as<br />
as<br />
as<br />
as<br />
A: (0.00, 0.00)<br />
B: (5.00, 100.00)<br />
C: (7.00, 100.00)<br />
D: (7.00, 130.00)<br />
E: (25.00, 130.00)<br />
tyd in minute / time in minutes<br />
0 t 5<br />
5 t 7<br />
7 t 25<br />
25 t 28<br />
28 t 35<br />
2.8 Oor watter interval is die funksie dalend?<br />
F: (25.00, 100.00)<br />
G: (28.00, 100.00)<br />
H: (35.00, 0.00)<br />
2.9 Gee die waardeversameling in versamelingkeurdernotasie.<br />
F<br />
E<br />
G<br />
H<br />
http://www.the-directgroup.co.uk/product_images/DG9010Bath.JPG<br />
t
3. Clara is al vir 20 minute besig om ʼn<br />
geskiedenisopdrag te lees en is huidiglik op<br />
bladsy 56 in die boek. Sy lees teen ʼn<br />
(relatief) konstante tempo van 0,6 bladsye<br />
per minuut.<br />
(Precalculus Foerster adapted)<br />
Leereenheid 1<br />
http://www.bristol.ac.uk/university/gallery/homepage-pics/girlreading-book.jpg<br />
3.1 Gebruik die punt-helling vorm en bereken die spesifieke vergelyking van<br />
die bladsynommer waar sy lees as ʼn funksie van tyd, t in minute.<br />
3.2 Herlei u antwoord in 3.1 na die gradiënt-afsnit-vorm.<br />
3.3 Op watter bladsy het Clara aan die opdrag begin lees?<br />
3.4 Clara moet lees tot op bladsy 63. Wanneer voorspel jy dat sy klaar gelees<br />
sal wees?<br />
4. Die verwantskap tussen ʼn persoon se<br />
aanbevole maksimum hartkloptempo, h ,<br />
(gemeet in hartkloppe per minuut) en die<br />
persoon se ouderdom, t , (gemeet in jare)<br />
was vir ʼn lang tydperk beskryf deur die<br />
formule h f t 220 t<br />
.<br />
Volgens onlangse navorsing moes die<br />
formule ietwat gewysig word. Die nuwe<br />
formule is h gt<br />
208 0,<br />
7t<br />
.<br />
[Second Handbook of Research on Mathematics Teaching<br />
and Learning – Lester]<br />
http://www.wushu-leda.com/images/jimphoto/one-armleglift.jpg<br />
4.1 Skets die grafieke van beide funksies op dieselfde assestelsel.<br />
Gebruik [0; 75] as definisieversameling.<br />
4.2 Watter funksie(s) is stygend?<br />
4.3 Gee die waarde versameling van g in versamelingkeurdernotasie.<br />
4.4 ʼn Artikel in ʼn koerant lui: “ ʼn Gevolg van die nuwe formule in plaas van die<br />
ou een is dat die aanbevole maksimum harttempo vir jong mense effens<br />
afneem en vir ouer persone effens toeneem”.<br />
Van watter ouderdom af neem die aanbevole hartkloptempo toe as gevolg<br />
van die gebruik van die nuwe formule? Toon alle berekeninge.<br />
4.5 Navorsing toon ook dat fisiese oefening die effektiefste is wanneer die hart<br />
teen 80% van sy maksimum tempo klop. Gee ʼn formule waarvolgens die<br />
hartkloptempo vir die effektiefste fisiese oefening bereken kan word in<br />
terme van ouderdom. Gebruik die nuwe formule.<br />
4.6 Watter tipe transformasie het u gebruik om die formule in 4.5 te verkry?<br />
61
Leereenheid 1<br />
Opdrag 5B:<br />
1. Wanneer die temperatuur t (gemeet in C) van ʼn kat<br />
afneem, daal sy hartkloptempo r (in slae per minuut). Onder<br />
laboratorium-omstandighede het ʼn kat met temperatuur 37C<br />
ʼn hartkloptempo van 220 en by ʼn temperatuur van 32C ʼn<br />
harttempo van 150. As t tussen 26 en 38 is, is r en t<br />
lineêr afhanklik.<br />
62<br />
1.1 Bepaal ʼn vergelyking van r in terme van t<br />
1.2 Bereken die kat se hartkloptempo as sy temperatuur 28C is.<br />
1.3 Gee die definisieversameling van die funksie.<br />
1.4 Is die funksie stygend of dalend oor die definisieversameling?<br />
2. Jy stap in 'n hysbak in die kelder van 'n gebou. Die<br />
kontrolepaneel dui “0” vir die verdieping. Die getalle neem in<br />
ene toe op die kontrolepaneel soos wat jy boontoe ry. Die<br />
hysbak styg 4 meter vir elke vloer. In die tabel kry jy die<br />
verdiepingnommers en die hoogte van die (bokant van die)<br />
hysbak bokant die grond.<br />
http://www.scrabble-assoc.com/images/2003/csc/dir/elevator-h.jpeg<br />
2.1 Skets die grafiek wat hierdie beweging modelleer.<br />
2.2 Maak dit sin om die punte te verbind?<br />
2.3 Bepaal ʼn vergelyking wat hierdie situasie modelleer.<br />
Nommer<br />
van<br />
verdieping<br />
Hoogte<br />
(m)<br />
0(kelder) -1<br />
1 3<br />
2 7<br />
3 11<br />
4 15<br />
2.4 Watter verdieping is 51 meter bokant die grond? [Moenie die kelder bytel nie]<br />
2.5 Gee die lewenswerklike betekenis van die gradiënt.<br />
2.6 Wat is die definisieversameling van hierdie kromme as die gebou 20 verdiepings<br />
het. [Hier is 'n vangplek!]<br />
2.7 Bepaal grafies hoe hoog die hysbak bokant die grondvlak is op die sewende<br />
verdieping. Dui dit op die grafiek aan met ʼn A.<br />
...<br />
20<br />
...<br />
79
3.<br />
Leereenheid 1<br />
Daar is 'n lineêre verwantskap tussen die<br />
lugtemperatuur buite 'n vliegtuig en die hoogte van die<br />
vliegtuig in meter. Die temperatuur by seevlak is<br />
14,7C. Die temperatuur daal met 7 grade vir elke<br />
1000-meter toename in hoogte. Gestel x stel die<br />
hoogte in meter en y die temperatuur in C voor.<br />
3.1 Skryf 'n vergelyking in gradiënt-afsnit vorm wat<br />
hierdie verband weergee.<br />
3.2 Wat is die lewenswerklike betekenis van<br />
3.2.1 m en<br />
3.2.2 c in hierdie geval.<br />
3.3 Op watter hoogte is die temperatuur 0C?<br />
3.4 Wat is die lewenswerklike betekenis van<br />
bogenoemde koördinaat?<br />
3.5 Wat sal die buite temperatuur op 'n hoogte van<br />
5 km wees?<br />
3.6 Teken 'n sketsgrafiek en dui afsnitte aan.<br />
4. ʼn Swembad met 250 m 3 water word leeggemaak. Die volgende tabel gee die<br />
hoeveelheid water in die swembad na ʼn sekere aantal ure.<br />
Ure Water in<br />
m 3<br />
250<br />
5 200<br />
10 150<br />
20 50<br />
4.1 Skets die grafiek op grafiekpapier.<br />
4.2 Bepaal ʼn vergelyking wat hierdie situasie modelleer.<br />
4.3 Na hoeveel ure sal die swembad leeg wees?<br />
4.4 Gee die lewenswerklike betekenis van die gradiënt.<br />
4.5 Wat is die definisieversameling van hierdie kromme.<br />
http://www.poolpainters.com.au/images/large/pool-02.jpg<br />
4.6 Bepaal grafies hoeveel water na 15 ure in die swembad is. Dui dit op die grafiek<br />
aan met ʼn A.<br />
4.7 Is hierdie grafiek stygend of dalend oor die definisieversameling?<br />
Het u sommige van die oefeninge met The Geometer’s Sketchpad gekontroleer?<br />
Sien assessering en terugvoering op p. viii<br />
63
Leereenheid 1<br />
1.5.2 ABSOLUTE WAARDE<br />
Jy benodig ongeveer 9 ure om hierdie leergedeelte suksesvol te voltooi.<br />
INLEIDING:<br />
Pieter en Paul woon beide 5 km van die skool af, maar in teenoorgestelde rigtings. Op ʼn<br />
getallelyn kan ons die skool met 0 aandui en Pieter se huis met -5 en Paul sin met +5 of 5.<br />
Die absolute waarde van ʼn getal is sy grootte, maak nie saak of die getal positief of<br />
negatief is nie. Dit is dus die afstand vanaf die oorsprong of 0.<br />
Ons gebruik die notasie x om die absolute waarde van x aan te toon.<br />
64<br />
Bestudeer Precalculus:<br />
pp. 8 - 9; 54 voorbeeld 14; 78; 87 voorbeeld 6; 156 voorbeeld 5.<br />
Werk deur die voorbeelde en maak seker dat jy die definisie ken en verstaan.<br />
2 (Onthou x x )<br />
Definieer die absolute waarde funksie:<br />
......................................................................<br />
......................................................................
Voltooi die volgende voorbeeld:<br />
Leereenheid 1<br />
Gestel Pieter ry langs ʼn reguit straat skool toe op sy fiets teen ʼn konstante spoed van<br />
500m/min. Daar gekom, onthou hy sy wetenskapprojek is nog by die huis. Hy ry onmiddellik<br />
teen 500m/min terug om dit te gaan haal. Gestel x verteenwoordig die tyd in minute en y<br />
die afstand vanaf sy huis in meter. Voltooi die volgende tabel. (Wenk:<br />
snelheid of spoed en s afstand of verplasing en t tyd)<br />
x of t<br />
y of s<br />
0 0<br />
1 500<br />
2<br />
3<br />
4<br />
5<br />
8<br />
10<br />
11 4500! (hoekom?)<br />
12<br />
13<br />
15<br />
20 0<br />
Teken hierdie punte op die volgende assestelsel:<br />
s<br />
v , met v<br />
t<br />
65
Leereenheid 1<br />
Hieruit kan ons aflei dat:<br />
66<br />
y<br />
5000<br />
5000<br />
x as x 10 en y x c as x 10<br />
10<br />
10<br />
Deur enige koördinaat wat op die tweede been van die grafiek lê in te vervang of uit<br />
simmetrie kan ons sien dat c = 10 000.<br />
Die linkerbeen se vergelyking is dus y 500x<br />
en die regterbeen y 500x 10<br />
000 .<br />
Om die knakpunt (10; 5000) se koördinate in die vergelyking in te bring, gaan ons soos volg<br />
te werk:<br />
<br />
y<br />
y<br />
y 500x<br />
10 000<br />
y 500x<br />
5000 5000<br />
<br />
<br />
500<br />
x 10<br />
5000<br />
500 x 10<br />
5000<br />
Toets en maak seker dat hierdie vorm van die vergelyking ook waar is vir die linkerbeen van<br />
die grafiek.<br />
Hieruit volg die definisie van die absolute waarde funksie:<br />
ʼn Funksie van die vorm y = ax - h + k<br />
word die absolute waarde funksie genoem.<br />
Die grafiek is ʼn V met toppunt (h; k). Die V maak oop na bo (soos ʼn V) as a > 0, en<br />
afwaarts as a < 0.<br />
Opmerking: Dis makliker om te onthou dat die teken van a ooreenstem met die<br />
helling-tipe van die regterbeen van die grafiek.<br />
In transformasie-terminologie: Die moederfunksie y x word met ’n faktor a<br />
vertikaal gestrek; k eenhede vertikaal opwaarts getransleer en h eenhede<br />
horisontaal na regs getransleer. Die strek vind plaas voor die translasies.<br />
Algebraïese metodes:<br />
f ( x)<br />
20 dit beteken f(x) is nie verder as 20 eenhede van die oorsprong af nie<br />
-20 f(x) 20<br />
f ( x)<br />
15<br />
onmoontlik (afstand kan nie negatief wees nie)<br />
f ( x)<br />
10 dit beteken f(x) is verder as 10 eenhede van die oorsprong af<br />
f(x) > 10 of f(x) < -10
f( x)<br />
g(<br />
x)<br />
f( x)<br />
g(<br />
x)<br />
Leereenheid 1<br />
omdat g(x) veranderlikes bevat kan nie een van bogenoemde kortpad<br />
metodes gevolg word nie, maar sal jy die definisie moet toepas<br />
gebruik die definisie of kwadreer beide die linker- en regterkant (onthou om jou<br />
antwoorde te toets as jy kwadreer)<br />
CD-ROM.<br />
SBO: Skakel CD aan en kliek op D.<br />
Residensieel: Vgrap.gsp sal tydens kontaksessie vertoon word.<br />
Bespreek ook die inhoud van bottel.<br />
Individuele oefening.<br />
Voltooi die volgende opdrag:<br />
OPDRAG 6A:<br />
1. Voltooi die volgende:<br />
1.1 15 =<br />
1.2 -303=<br />
1.3 3x=<br />
1.4 0 =<br />
1.5 6 + -6=<br />
1.6 -5 - -5 =<br />
2. Precalculus Oefening 2.1 no. 15<br />
3. Precalculus Oefening 2.2 no. 25<br />
4. Precalculus Oefening 2.2 no. 44<br />
5. Gegee: f x x 2 1.<br />
5.1 Gee die koördinate van die knakpunt.<br />
5.2 Skets die vorm.<br />
67
Leereenheid 1<br />
68<br />
5.3 Wat is die helling van elke been?<br />
5.4 Bereken die y -afsnit(te).<br />
5.5 Bereken die x-afsnit(te).<br />
5.6 Skets die grafiek van f . Dui alle afsnitte en die toppunt se koördinate aan.<br />
6. Gee die vergelyking van die volgende skets:<br />
y<br />
2.5<br />
2<br />
1.5<br />
1<br />
0.5<br />
7. Los die volgende vergelyking<br />
7.1 algebraïes en<br />
(2; 2)<br />
1 2 3 4 5<br />
x<br />
7.2 grafies op (skets die linkerkant en regterkant van die vergelyking afsonderlik):<br />
12 x 7
8. Beskryf die beweging wat deur die volgende skets voorgestel word:<br />
9. Los die volgende algebraïes op:<br />
9.1 2x 5 3<br />
9.2 2x 1<br />
3<br />
9.3 x 2 4<br />
9.4 x 1<br />
3<br />
9.5 x 1<br />
3 (dink!!)<br />
9.6 x 2 2x<br />
1m.b.v.<br />
die definisie<br />
9.7 x 2 2x<br />
1<br />
m.b.v. kwadrering<br />
OPDRAG 6B<br />
5<br />
Afstand s in<br />
meter vanaf `n<br />
bewegingsensor<br />
1. Precalculus Oefening 2.2 no. 27<br />
2. Precalculus Oefening 2.2 no. 65<br />
3. Precalculus Oefening 2.5 no. 17<br />
6<br />
5<br />
4<br />
3<br />
2<br />
1<br />
-2 2 4 6 8<br />
-1<br />
(4; 1)<br />
Tyd t in sekondes<br />
Leereenheid 1<br />
69
Leereenheid 1<br />
4. Die volgende figuur stel die hoogte bo seespieël (in meter) van ʼn duikboot voor as<br />
funksie van tyd (in ure).<br />
70<br />
y<br />
10<br />
-10<br />
-20<br />
-30<br />
-40<br />
-50<br />
-60<br />
-70<br />
-80<br />
-90<br />
-100<br />
-110<br />
<br />
4.1 Bepaal die vergelyking wat hierdie situasie modelleer. [Onthou die beperking op<br />
die definisieversameling.<br />
4.2 Na hoeveel uur sal die duikboot op ʼn diepte van 48 m wees?<br />
4.3 Gee die lewenswerklike betekenis van die toppunt.<br />
4.4 Teen watter tempo styg die boot die eerste agt uur? (Onthou om die eenheid by<br />
te voeg. )<br />
4.5 Oor watter interval is die funksie stygend?<br />
5. In ʼn eksperiment in ʼn donkerkamer word<br />
die bekende wet dat ʼn invalshoek gelyk<br />
is aan die weerkaatsingshoek<br />
gedemonstreer. Vanaf ʼn bron O word ʼn<br />
ligstraal na ʼn spieël gestuur en hoeke <br />
en word gemeet. Die loodregte<br />
afstand tussen die ligbron en die spieël<br />
is 30 cm en die lig beweeg 50 cm tot by<br />
die spieël.<br />
Lei ʼn formule af waarmee die pad van<br />
die lig gemodelleer kan word.<br />
6. (FIGUUR D)<br />
(8; 4)<br />
5 10 15<br />
<br />
t<br />
Rekonstrueer die volgende sketse d.m.v. GSP. Stel eers die asse soos op die sketse.<br />
Identifiseer die moederfunksie (in “BOLD”). Teken daarna ook die ander grafieke<br />
(beeldfunksies) m.b.v. transformasies. Skryf die vergelykings van die grafieke neer volgens<br />
die formaat in die studie gids. Benoem ook die tipe transformasie(s). Stoor elke skets op jou<br />
geheuestokkie.<br />
y<br />
30 cm<br />
O<br />
50 cm<br />
<br />
<br />
x
Moederfunksie: ........................................................<br />
Beeldfunksies: ........................................................<br />
........................................................<br />
........................................................<br />
Tipe transformasie(s): ........................................................<br />
........................................................<br />
Leereenheid 1<br />
7. Anna stap langs ’n pawiljoen op soek na haar vriendin. Die volgende tabel weerspieël<br />
haar verplasing s , in meter, vanaf die eerste sitplek na t sekondes.<br />
t (tyd in sekondes)<br />
t (time seconds)<br />
4<br />
2<br />
-4 -2 2 4<br />
-2<br />
-4<br />
-6<br />
s (verplasing in meter)<br />
s (displacement in meters)<br />
0 0<br />
10 25<br />
20 50<br />
30 75<br />
40 100<br />
50 75<br />
60 50<br />
70 25<br />
80 0<br />
7.1 Maak ’n sketsgrafiek van die beweging. [U hoef hoogstens drie punte te plot.]<br />
71
Leereenheid 1<br />
72<br />
7.2 Wat doen Anna na 40 sekondes?<br />
7.3 Gee die definisieversameling van Anna se beweging in versamelingkeurdernotasie.<br />
7.4 Gee die waardeversameling van Anna se beweging in intervalnotasie.<br />
7.5 Bepaal ’n vergelyking wat Anna se beweging sal beskryf.<br />
7.6 Wat is Anna se gemiddelde spoed gedurende die eerste 40 sekondes? [Geen<br />
berekening word benodig nie.]<br />
7.7 Wat is Anna se oombliklike snelheid op die 50ste sekonde? [Geen berekening<br />
word benodig nie.]<br />
7.8 Wat lei u af uit u antwoord in 7.7?<br />
8 Precalculus Oefening 2.2 no. 4 (sonder Sketchpad)<br />
9. Precalculus Oefening 2.2 no. 28 (sonder Sketchpad)<br />
Opdrag 6C<br />
1. Precalculus Oefening 2.5 no. 54<br />
2. Precalculus Oefening 2.5 no. 57<br />
3. Gee die betekenis van 2x 1 4 .<br />
4. Soos in Opdrag 6B no. 5<br />
5. Gestel die hoogte x (in voet) van ’n swembadmuur word wiskundig beskryf deur die<br />
ongelykheid x 4 , 5 1,<br />
5 .<br />
5.1 Maak op een assestelsel sketsgrafieke van f x x 4, 5 en gx 1, 5 .<br />
5.2 Bepaal die koördinate van die snypunte van f en g grafies.<br />
5.3 Los die ongelykheid grafies op.<br />
5.4 Los die ongelykheid algebraïes op.<br />
5.5 Gebruik u antwoord en beskryf die beperking op die hoogte van swembadmure<br />
woordeliks soos deur wetgewing bepaal.
6.<br />
6.1 Precalculus Oefening 2.1 no. 25<br />
Leereenheid 1<br />
6.2 Maak ʼn sketsgrafiek van y f x <br />
as jy sukkel)<br />
x<br />
x<br />
sonder Sketchpad. (Wenk: gebruik ʼn tabel<br />
Gestel g word verkry deur f 4 eenhede horisontaal na regs te transleer.<br />
Gestel h word verkry deur g vertikaal met ʼn faktor 3 te strek.<br />
Gestel k word verkry as h met 5 eenhede vertikaal te transleer.<br />
6.3 Bereken die vergelyking van k en maak ʼn sketsgrafiek daarvan. (Wenk: Bereken<br />
en skets elke transformasie van f )<br />
7.<br />
x<br />
Maak ʼn sketsgrafiek van y f x<br />
2<br />
x<br />
sukkel)<br />
sonder Sketchpad. (Wenk: gebruik ʼn tabel as jy<br />
Het u sommige van die oefeninge met The Geometer’s Sketchpad gekontroleer?<br />
Sien assessering en terugvoering op p. viii<br />
73
Leereenheid 1<br />
1.5.3 POLINOME<br />
Jy benodig ongeveer 9 uur om hierdie leergedeelte suksesvol te voltooi.<br />
PARABOLE (Polinome van graad 2)<br />
74<br />
CD-ROM.<br />
Bestudeer Precalculus:<br />
SBO: Skakel CD aan en kliek op E<br />
Residensieel: PowerPoint – Parabole in praktyk<br />
pp. 215 (vanaf Guidelines for Modeling with Functions) - 218<br />
Kwadratiese vergelykings of paraboliese beweging is wiskundige modelle om die beweging<br />
te beskryf van enige voorwerp wat teen ʼn hoek die lug in geprojekteer word; bv. Sokkerballe<br />
wat geskop word, ʼn “baseball” wat gegooi word, ʼn atleet wat verspring, vuurwerke of<br />
waterspuitfonteintjies. Galileo was die eerste persoon wat projektielbeweging akkuraat<br />
beskryf het. Hy het gewys dat ʼn mens die horisontale en vertikale komponente afsonderlik<br />
moet beskou.<br />
Verkry internettoegang en voer die meegaande opdrag uit:<br />
Hierdie inligting is ook op die NWU se webtuiste gereserveer. Kliek op:<br />
nwu.ac.za – eFundi – <strong>MATE</strong> <strong>111</strong> – Webcontent<br />
Gaan na die web-adres en Lees vinnig deur die artikel in die volgende<br />
internet-adres en beantwoord dan die twee vrae:<br />
http://www.bsharp.org/physics/stuff/shotput.html [Opmerking: Hierdie adres is<br />
gevind na die soektog “parabola projectile” op Google]<br />
1. Hoekom volg die gewig ʼn paraboliese baan? ……………………………………………….<br />
2. Projektiel beweging is die kombinasie van ………………………. horisontale snelheid en<br />
…………………………… a.g.v. gravitasiekrag.<br />
Verkry internettoegang en voer die meegaande opdrag uit:<br />
Hierdie inligting is ook op die NWU se webtuiste gereserveer. Kliek op:<br />
nwu.ac.za – eFundi – <strong>MATE</strong> <strong>111</strong> – Webcontent<br />
Eksperimenteer met projektielbeweging op die volgende adres en<br />
beantwoord dan die vrae:<br />
http://galileo.phys.virginia.edu/classes/109N/more_stuff/Applets/ProjectileMoti<br />
on/jarapplet.html
Leereenheid 1<br />
1. Watter invloed het die massa van die projektiel? .............................................................<br />
2. Watter invloed het die snelheid as jy die hoek dieselfde hou? ........................................<br />
...........................................................................................................................................<br />
3. Watter hoek veroorsaak die grootste trefafstand as die snelheid konstant gehou word?<br />
...........................................<br />
CD-ROM.<br />
Bestudeer Precalculus:<br />
pp. 224 – 229 (hersiening van skooluitkomstes)<br />
SBO: Skakel CD aan en kliek op F<br />
Residensieel: Gewone gsp; Vertex Form.gsp; Factored<br />
Form.gsp; Standard Form.gsp sal tydens kontaksessie<br />
behandel word.<br />
75
Leereenheid 1<br />
VOLTOOI VOORBEELD 1:<br />
Burger Lambrechts het Suid-Afrika gedurende 2004 by die Olimpiese spele verteenwoordig<br />
in gewigstoot. Die gewig verlaat sy hand op ʼn hoogte van ongeveer 2 m bokant die grond<br />
teen ʼn spoed van 15 m/s en ʼn hoek van 45 met die horisontaal. ʼn Wiskundige model om<br />
die hoogte ( y in meter) van die gewig bokant die grond te beskryf is ontwikkel en word<br />
<br />
gegee deur: y x<br />
x 2 ,<br />
20 <br />
76<br />
1 2<br />
waar x (in meter) die horisontale afstand is wat die gewig beweeg het.<br />
Voltooi die volgende tabel en dui die waardes aan op die gegewe assestelsel. Verbind dan<br />
die punte om die parabool (grafiek van hierdie kwadratiese vergelyking) te kry.<br />
x<br />
0<br />
2<br />
4<br />
6<br />
8<br />
10<br />
12<br />
14<br />
16<br />
18<br />
20<br />
y
Beantwoord die volgende vrae:<br />
1 2<br />
<br />
1. Waarom word y x<br />
x 2 ʼn kwadratiese vergelyking genoem?<br />
20 <br />
...........................................................................................................<br />
Leereenheid 1<br />
2. Die hoogte waarop die gewig Burger se hand verlaat is 2 m. Dui dit met ’n A op die<br />
skets aan en bewys dat die vergelyking die hoogte korrek weergee deur x 0 in die<br />
vergelyking te vervang:<br />
...........................................................................................................<br />
...........................................................................................................<br />
...........................................................................................................<br />
3. Gee die hoogte van die gewig as x 6 m. Dui dit met ʼn B aan op die skets.<br />
...........................................................................................................<br />
4. Hoe ver is die gewig van Burger af as die hoogte 6,8 m is? Dui dit met C en D aan op<br />
die skets.<br />
...........................................................................................................<br />
...........................................................................................................<br />
5. Verduidelik wat die betekenis is van enige koördinaat / punt (a; b) in hierdie<br />
lewenswerklike situasie.<br />
...........................................................................................................<br />
...........................................................................................................<br />
...........................................................................................................<br />
6. Trek die simmetrie-as in op die skets.<br />
7. Wat is die vergelyking van die simmetrie-as?<br />
...........................................................................................................<br />
8. Wat is die koördinate van die hoogste punt wat die gewig bereik? Dui dit met E op die<br />
skets.<br />
...........................................................................................................<br />
9. Watter spesiale naam het hierdie punt?<br />
...........................................................................................................<br />
10. Hoe word hierdie punt se koördinate bereken? Gee twee metodes.<br />
...........................................................................................................<br />
...........................................................................................................<br />
77
Leereenheid 1<br />
11. Hoe ver stoot Burger die gewig? Dui dit met F aan op die skets. Doen dit grafies en<br />
gee ʼn benaderde waarde.<br />
...........................................................................................................<br />
12. Bereken noukeurig hoe ver Burger die gewig stoot.<br />
78<br />
...........................................................................................................<br />
...........................................................................................................<br />
...........................................................................................................<br />
...........................................................................................................<br />
...........................................................................................................<br />
...........................................................................................................<br />
...........................................................................................................<br />
...........................................................................................................<br />
...........................................................................................................<br />
...........................................................................................................<br />
...........................................................................................................<br />
...........................................................................................................<br />
...........................................................................................................<br />
...........................................................................................................
Voltooi die volgende: (Gebruik ʼn skoolhandboek indien nodig)<br />
Die standaardvergelyking van ʼn parabool is:<br />
...........................................................................................................<br />
Vorm van parabool as a 0 :<br />
Vorm van parabool as a 0 :<br />
Hoe ................................... die waarde van a, hoe nader kom die bene na mekaar.<br />
As b verander, skuif die parabool ...........................................................<br />
Die y -afsnit word gegee deur die vergelyking: ..............................<br />
of die koördinaat (.......; ......)<br />
Die vergelyking van die simmetrie-as: ..........................................<br />
Die kwadratiese formule vir die wortels:<br />
...........................................................................................................<br />
Die koördinaat van die draaipunt is: (.......; ............) en word soos volg bereken:<br />
...........................................................................................................<br />
...........................................................................................................<br />
...........................................................................................................<br />
...........................................................................................................<br />
...........................................................................................................<br />
Die vergelyking van ’n parabool in wortelvorm:<br />
...........................................................................................................<br />
Die vergelyking van die parabool in toppunt p; q<br />
vorm:<br />
...........................................................................................................<br />
Leereenheid 1<br />
79
Leereenheid 1<br />
VOLTOOI VOORBEELD 2: Maksimum inkomste<br />
Wanneer produkte verkoop word, word die inkomste deur 2 faktore beïnvloed:<br />
Prysverhoging beteken jy ontvang meer geld vir elke item wat jy verkoop ( jou totale<br />
inkomste mag styg)<br />
Prysverhoging beteken ook dat jy minder items sal verkoop ( jou totale inkomste mag daal)<br />
Gestel die aanvraagfunksie om ’n sekere boek te druk is: p 1000 2q<br />
80<br />
met p die prys in rand en q die aantal boeke wat per dag benodig word.<br />
Dan word die totale inkomste gegee deur<br />
I<br />
pq<br />
<br />
1000 2q<br />
1000q<br />
2q<br />
2q<br />
2<br />
q<br />
2<br />
1000q<br />
Bereken hoeveel boeke per dag verkoop moet word vir maksimum inkomste.<br />
...........................................................................................................<br />
...........................................................................................................<br />
...........................................................................................................<br />
...........................................................................................................<br />
...........................................................................................................<br />
...........................................................................................................<br />
Bereken ook die maksimum inkomste:<br />
...........................................................................................................<br />
...........................................................................................................<br />
...........................................................................................................<br />
...........................................................................................................<br />
Maak ’n rowwe skets van die inkomste as funksie van aantal boeke per dag verkoop.<br />
I
Wat gebeur as meer as 250 boeke per dag verkoop word.?<br />
...........................................................................................................<br />
Wanneer sal daar geen inkomste wees nie?<br />
...........................................................................................................<br />
...........................................................................................................<br />
...........................................................................................................<br />
Wanneer sal die uitgawes die inkomste oorskry?<br />
...........................................................................................................<br />
...........................................................................................................<br />
...........................................................................................................<br />
Leereenheid 1<br />
BESTUDEER DIE VOLGENDE VOORBEELD 3: (Erkenning: Mnr. RJ van de Venter)<br />
Wat is ʼn wiskundige model? Wel, dit is ʼn wiskundige voorstelling van ʼn fisiese situasie of<br />
probleem. Die werklike lewe (en die meeste tegnologiese toepassings in fabrieke,<br />
werkswinkels of laboratoriums) het met ingewikkelde probleme en situasies te doen. Tog<br />
kan sulke situasies wiskundig vereenvoudig word deur slegs na twee of miskien drie<br />
meetbare aspekte daarvan op ʼn keer te kyk. Hierdie meetbare aspekte word veranderlikes<br />
genoem. Die manier waarop die een veranderlike van die ander afhanklik is, word in die<br />
vorm van ʼn formule (wiskundige vergelyking) geskryf. Hierdie formule word ʼn wiskundige<br />
model genoem.<br />
Om ʼn rubberbal wat opwaarts gegooi word, wiskundig te modelleer<br />
Ons het as voorbeeld in die klas vandag gekyk na ʼn rubberbal wat vertikaal opwaarts gegooi<br />
word en terugval grond toe (om miskien weer opwaarts te bons, of op die grond tot stilstand<br />
te kom). Ons wou hierdie situasie, dit is die beweging van die bal, wiskundig voorstel. Die<br />
rubberbal het natuurlik baie meetbare eienskappe, byvoorbeeld volume, massa, digtheid,<br />
kleur en posisie bokant die grond (hoogte). Die manier waarop die bal egter beweeg indien<br />
dit gewoon opwaarts gegooi word en weer terugval grond toe, het egter min of niks met<br />
bogenoemde eienskappe te doen nie – enige voorwerp wat gewoon vertikaal opwaarts<br />
gegooi word en terugval grond toe, beweeg maar op ongeveer dieselfde manier.<br />
(behalwe voorwerpe met spesiale vorms, soos valskerms en vliegtuie of sekere tipe sade –<br />
die vorm van hierdie voorwerpe laat hulle grond toe sweef en dan speel die lug ʼn rol). Al<br />
hierdie gewone voorwerpe (soos balle, klippe, bakstene, kanonkoeëls, ens.) het egter<br />
minstens een saak in gemeen, naamlik dat hulle hoogte tydens die beweging gedurig<br />
verander totdat hulle tot rus kom (of vir praktiese doeleindes ophou bestaan, soos in die<br />
geval van ʼn kanonkoeël).<br />
81
Leereenheid 1<br />
Uit hierdie waarneming kan ons sê dat die voorwerp op elke tydstip ʼn sekere hoogte het en<br />
dat die hoogte van die voorwerp dus afhang van die tydstip waarop dit gemeet word. Daar is<br />
dus twee veranderlikes betrokke, naamlik hoogte en tyd. Die hoogte h word die afhanklike<br />
veranderlike genoem en die tyd t word die onafhanklike veranderlike genoem.<br />
Ons kan nou probeer om die verband (dit is die manier waarop h van t afhanklik is) tussen<br />
die twee veranderlikes wiskundig uit te druk. Daarvoor gebruik ons ʼn formule of vergelyking.<br />
Om hierdie vergelyking of formule in die hande te kry, verg gewoonlik ʼn bietjie wetenskaplike<br />
of wiskundige insig – maar in die meeste tegnologie-toepassings waarmee u te doen sal kry<br />
is die formules of vergelykings egter bekend en hoef u dit nie self af te lei nie.<br />
Die volgende paar paragrawe verduidelik hoe ons kennis wat uit Fisika kom, kan<br />
gebruik om ʼn formule vir die hoogte van die bal in terme van tyd op te stel. Dit is ʼn<br />
stukkie toegepaste wiskunde. Die mense wat Wetenskap op skool gehad het, sal die<br />
redenasies herken. Ter wille van almal wat nie op skool Wetenskap gehad het nie, sit<br />
ek die argumente en redenasies wat gevolg word om die formule saam te stel, so<br />
volledig as moontlik uit.<br />
By voorwerpe wat gewoon opwaarts gegooi word sonder dat lugweerstand ʼn rol daarby<br />
speel (soos balle, klippe, bakstene, kanonkoeëls, ens. maar nie valskerms, vliegtuie en<br />
ballonne nie) geld daar sekere bewegingsvergelykings (wat ons in u derde jaar sal aflei).<br />
Hierdie bewegingsvergelykings sou sommige van u op skool teëgekom het, byvoorbeeld die<br />
1 2<br />
vergelyking s s0 v0t at .<br />
2<br />
Let daarop dat die formule uit simbole bestaan, waar elke simbool ʼn sekere fisiese betekenis<br />
het. Sekere simbole het vir elke situasie ʼn sekere vaste waarde. Ons noem sulke simbole<br />
konstantes.<br />
In die geval van ʼn voorwerp wat opwaarts gegooi word, speel die hoogte waarvan die<br />
voorwerp gegooi word, die snelheid waarmee dit begin beweeg en die versnelling waarmee<br />
dit beweeg ʼn belangrike rol, want dit sal bepaal hoe hoog die voorwerp kan beweeg voordat<br />
dit terugval grond toe en ook hoe gou die voorwerp ʼn sekere hoogte bereik. Daarom noem<br />
1 2<br />
ons hierdie eienskappe konstantes. In die bewegingsvergelyking s s0 v0t at stel die<br />
2<br />
simbool s die afstand voor wat ʼn bewegende voorwerp op ʼn sekere tydstip t sekondes<br />
nadat die beweging begin het vanaf ʼn verwysingspunt af is, s 0 stel die afstand voor tussen<br />
die voorwerp en die verwysingspunt op die oomblik dat die beweging begin het, v 0 stel die<br />
beginsnelheid van die voorwerp voor en a stel die versnelling van die voorwerp voor. By<br />
skoolwetenskap-probleme was die aanvangsposisie van die voorwerp gewoonlik op die<br />
1 2<br />
verwysingspunt, sodat s0 0 en dat het die vergelyking soos volg gelyk: s v0t at .<br />
2<br />
Sommige handboeke het ook die simbool u in plaas van v 0 gebruik en dan het die formule<br />
1 2<br />
soos volg gelyk: s ut at .<br />
2<br />
82
Leereenheid 1<br />
Nou, aangesien ons ʼn rubberbal vertikaal opwaarts gooi, is die afstand wat die bal bokant die<br />
grond is eintlik sy hoogte, so in plaas van s kan ons h skryf:<br />
1<br />
h h0 v0t at<br />
2<br />
2<br />
Maar aangesien die persoon wat die bal gooi, se arms tog nie tot op die grond hang nie,<br />
beweeg die bal op die oomblik wanneer dit opwaarts gegooi word nie vanaf grondvlak nie,<br />
maar wel vanaf ʼn hoogte van omtrent een meter bokant die grond, tensy hy die bal vanaf<br />
skouerhoogte (omtrent 1,5 m bo die grond) opwaarts gooi. Kom ons neem vir die doel van<br />
die bespreking dat die bal se hoogte op die oomblik dat dit die hand verlaat, een meter bo<br />
die grond is. Dan is die aanvangshoogte h0 1:<br />
1<br />
h 1 v0t at<br />
2<br />
2<br />
Kom ons neem aan dat die spoed waarteen die bal die persoon se hand verlaat, 12 m/s is;<br />
dan is v0 12 :<br />
1<br />
h 1 12t at<br />
2<br />
2<br />
Alle voorwerpe naby die oppervlak van die aarde word egter deur swaartekrag (gravitasie)<br />
na benede versnel teen ongeveer -9,8 m/s 2 . Die negatiewe teken wat soms gebruik word,<br />
beteken maar net dat die versnellende krag teen opwaartse beweging werk en na onder<br />
werk. (Hierdie waarde word swaartekragversnelling genoem en word soms met ʼn simbool<br />
g in plaas van a aangedui). Nietemin, vir alle voorwerpe wat vry naby die aarde beweeg,<br />
geld dan dat a 9, 8 :<br />
1<br />
h 1 12t 9,8 t<br />
2<br />
2<br />
Die formule wat die rubberbal se hoogte bo die grond op enige tydstip t gee, lyk dus so:<br />
h 1 12t 4,9t<br />
2<br />
Ons kan wiskundig sê dat h ʼn funksie van t is; sommige wiskundiges skryf dit so:<br />
h f t wat maar net beteken dat h bereken kan word as ons ʼn waarde vir t het deur<br />
<br />
bloot net die t -waarde in die formule te vervang.<br />
Opmerking: Let daarop dat alle posisies (afstande en hoogtes) in meter uitgedruk word, alle<br />
snelhede in m/s, alle versnellings in m/s 2 en alle tydwaardes in sekondes – dit<br />
geld altyd wanneer ons met bewegingsvergelykings werk.<br />
Dit is interessant dat die wiskundige model<br />
2<br />
2<br />
h 1 12t 4,9t<br />
geskryf kan word as<br />
h 4,9t 12t 1.<br />
Let daarop dat hierdie formule in die standaardvorm vir ʼn parabool<br />
2<br />
staan, naamlik y ax bx c . In hierdie situasie het ons net nie vir y en x nie, maar in<br />
plaas daarvan vir h en vir t . Dus lyk dit soos volg:<br />
83
Leereenheid 1<br />
2<br />
h at bt c waar a 4, 9 en b 12 en c 1<br />
Natuurlik kan ons nou ʼn grafiek teken van hoogte teenoor tyd. Dit beteken ons plaas die<br />
afhanklike veranderlike h op die vertikale as en die onafhanklike veranderlike t op die<br />
horisontale as. U het op skool geleer hoe om grafieke te skets; in <strong>MATE</strong> 221 gee ons weer<br />
aan die skets van grafieke aandag. Ons kan egter van enige van ʼn aantal nuttige metodes<br />
2<br />
gebruik maak om ʼn grafiek van h 4,9t 12t 1 te skets; wat ons verkry sal soos volg lyk:<br />
Let daarop dat die grafiek NIE die baan van die bal toon nie; dit toon die hoogte van die bal<br />
op elke oomblik vanaf t 0 tot by t 2, 530 . So gee die draaipunt van die kromme se<br />
horisontale koördinaat die tyd wat dit die bal neem om sy maksimumhoogte te bereik en die<br />
vertikale koördinaat van die draaipunt gee die maksimumhoogte.<br />
Dit is interessant dat die definisieversameling van die funksie h 4,9t 12t 1 geskryf kan<br />
D t 0 t 2, 530; t R en dat die waardeversameling geskryf kan word as<br />
word as f <br />
W f h 0 h 8, 347; h R<br />
verkry?<br />
84<br />
. Onthou u nog wat dit beteken en hoe ons dit uit die grafiek<br />
Nou kan ons die hoogte van die bal op enige tydstip binne die definisieversameling<br />
0 t 2,530 bereken.<br />
Voorbeeld: Hoe hoog is die bal na 2 sekondes?<br />
Oplossing:<br />
2
2<br />
2<br />
<br />
<br />
Stel t 2 in die formule h 4,9t 12t 1: h 4, 9 2 12 2 1<br />
h 4, 9 4 12 2 1<br />
5, 4 m<br />
Let daarop dat enige woordprobleem se antwoord ʼn korrekte eenheid MOET hê.<br />
Let ook op dat u hierdie waarde van die grafiek af sou kon aflees:<br />
Leereenheid 1<br />
Ons kan ook die tyd uitreken wat dit die bal neem om enige hoogtewaarde binne die<br />
waardeversameling 0 h 8,347 te bereik.<br />
Voorbeeld: Hoe lank neem dit die bal om ʼn hoogte van 7 m te bereik?<br />
Oplossing:<br />
85
Leereenheid 1<br />
Stel h 7 in die formule h 4,9t 12t 1<br />
en los op vir t:<br />
86<br />
2<br />
7 4,9t 12t 1<br />
0 4,9t 12t 6<br />
2<br />
2<br />
b b 4ac<br />
t waar a 4,9 b 12 c 6<br />
2a<br />
12 2<br />
12 4 4,9 6<br />
2 4,9<br />
<br />
t <br />
12 144 117,6<br />
t <br />
9,8<br />
12 26,4<br />
t <br />
9,8 of<br />
12 26,4<br />
t <br />
9,8<br />
t 1,749 sekonde of t 0,7 sekonde<br />
2<br />
Dit<br />
is 'n kwadratiese vergelyking wat ons deur middel van<br />
<br />
2<br />
<br />
b b 4ac<br />
<br />
die formule t <br />
kan oplos, mits die<br />
2a<br />
<br />
vergelyking<br />
natuurlik in die<br />
standaardvorm vir 'n<br />
kwadratiese<br />
vergelyking geskryf is, dit wil sê die<br />
<br />
2<br />
vergelyking moet in die vorm at bt c 0 geskryf<br />
<br />
wees.<br />
Ons<br />
het alle terme aan die een kant van die vergelyking<br />
<br />
geskryf<br />
sodat die een kant van die vergelyking nul is;<br />
<br />
nou<br />
is die vergelyking in die standaardvorm en kan die<br />
<br />
formule<br />
volkome sonder insident toegepas word.<br />
Maak<br />
altyd seker van die berekening binne die vierkants-<br />
<br />
wortel;<br />
veral die teken tussen die twee terme. MOENIE<br />
<br />
AAN<br />
DIE SLAAP GEVANG WORD NIE. Een fout, en<br />
<br />
die<br />
hele som is verder in sy peetjie in!<br />
Let daarop dat enige woordprobleem se antwoord ʼn korrekte eenheid MOET hê.<br />
Interessant dat daar twee tydstippe is waarop die bal 7 m hoog is; en tydstip is terwyl die bal<br />
besig is om tot sy maksimumhoogte te styg; die ander tydstip is wanneer die bal besig is om<br />
na benede te daal en weer op ʼn hoogte van 7 m kom op pad grond toe.<br />
Let ook op dat u hierdie waarde van die grafiek af sou kon aflees:
Leereenheid 1<br />
Opmerking: Die bal val grond toe; die persoon wat dit opwaarts gegooi het, vang dit nie uit<br />
die lug uit nie. Kan u uit die grafiek sien waarom ek dit kan sê?<br />
Daar kan nog baie interessante vrae oor die bal gevra word, soos:<br />
Voorbeeld: Bereken die tyd wat die bal neem om sy maksimumhoogte te bereik en bereken<br />
ook hierdie maksimumhoogte. (sien die eerste grafiek hierbo waarop hierdie waardes reeds<br />
afgelees en aangetoon is)<br />
Oplossing:<br />
Daar is verskeie maniere om dit te doen. Miskien ken sommige van u differensiasietegnieke<br />
om dit te doen; vir die res kan ons die volgende wenk gee:<br />
Bepaal die koördinate van die draaipunt van die parabool.<br />
2<br />
b<br />
Vir die parabool h at bt c is die draaipunt altyd op die vertikale lyn, t , wat ons<br />
2a<br />
die simmetrie-as noem, geleë. Dit gee die horisontale koördinaat van die draaipunt.<br />
b<br />
t <br />
2a<br />
met a 4,9 en b 12<br />
t <br />
2<br />
12<br />
4,9<br />
<br />
<br />
1, 224 sekondes<br />
87
Leereenheid 1<br />
Om die vertikale koördinaat van die draaipunt te kry, vervang gewoon vir t 1, 224 in die<br />
formule<br />
88<br />
2<br />
h 4,9t 12t 1 en bereken h :<br />
2<br />
<br />
h 4,9 1,224 12 1,224 1<br />
8,347 meter<br />
(U kan ook die haatlike formule<br />
oplewer)<br />
2 b 4ac<br />
<br />
h gebruik, wat gewoonlik ʼn yslike gemors<br />
4a<br />
Dit neem die bal dus 1,224 sekondes om sy maksimumhoogte van 8,347 m te bereik.<br />
(die waardes stem goed ooreen met die waardes op die grafiek hier bo op p. 87 – die klein<br />
verskilletjies wat u sien is maar omdat die waardes op die grafiek AFGELEES is)<br />
Voorbeeld: Bepaal die totale vlugtyd van die bal (hoe lank dit in die lug was)<br />
Oplossing:<br />
Bereken gewoon hoe lank die bal neem om die grond te bereik, met ander woorde hoe lank<br />
dit neem voordat h 0.<br />
Stel h 0 in die formule h 4,9t 12t 1<br />
en los op vir t:<br />
2<br />
0 4,9t 12t 1<br />
2<br />
b b 4ac<br />
t waar a 4,9 b 12 c 1<br />
2a<br />
12 2<br />
12 4 4,9 1<br />
2 4,9<br />
<br />
t <br />
12 144 19,6<br />
t <br />
9,8<br />
12 163,6<br />
t <br />
9,8 of<br />
12 163,6<br />
t <br />
9,8<br />
t 2,530 sekonde of t 0,081 sekonde<br />
2<br />
Maak<br />
altyd seker van die berekening binne die vierkants-<br />
<br />
wortel;<br />
veral die teken tussen die twee terme. MOENIE<br />
<br />
AAN<br />
DIE SLAAP GEVANG WORD NIE. Een fout, en<br />
<br />
die<br />
hele som is verder in sy peetjie in!<br />
Tyd kan nie negatiewe waardes aanneem nie, dus is die negatiewe wortel wat ons nou net<br />
verkry het, ʼn ongeldige oplossing (dit val in elk geval buite die definisieversameling van die<br />
funksie). Slegs die positiewe wortel is dus ʼn geldige oplossing.
Leereenheid 1<br />
Die bal neem dus 2,530 sekondes om die grond te bereik vanaf die oomblik wat dit die<br />
gooier se hand verlaat het; dit is dus die totale vlugtyd.<br />
U kan gerus op die grafieke hierbo nagaan of ons berekende waarde met die parabool se<br />
snypunt op die tyd-as ooreenstem.<br />
CD-ROM.<br />
Residensieel: Quadratic Graphs.gsp sal tydens die kontaksessie<br />
bespreek word.<br />
Selfstudie: Alle Oefeninge oor Grafieke in die Addendum pp. 80-82<br />
Neem u antwoorde saam na die kontakgeleentheid/ groepbyeenkoms vir<br />
bespreking<br />
Individuele oefening.<br />
Voltooi die volgende opdrag:<br />
OPDRAG 7A: PARABOLE<br />
Vraag 1 en 2: Rekonstrueer die volgende sketse d.m.v. GSP. Stel eers die asse soos op die<br />
sketse. Identifiseer die moederfunksie (in “BOLD”). Teken daarna ook die ander<br />
grafieke (beeldfunksies) m.b.v. transformasies. Skryf die vergelykings van die grafieke<br />
neer volgens die formaat in die studie gids. Benoem ook die tipe transformasie(s).<br />
Stoor elke skets op jou geheuestokkie.<br />
89
Leereenheid 1<br />
1. (FIGUUR F)<br />
Moederfunksie: .......................................................<br />
Beeldfunksies: ........................................................<br />
90<br />
........................................................<br />
........................................................<br />
........................................................<br />
........................................................<br />
........................................................<br />
........................................................<br />
........................................................<br />
........................................................<br />
........................................................<br />
........................................................<br />
........................................................<br />
……………………………………….<br />
Tipe transformasie(s): ........................................................<br />
........................................................<br />
10<br />
5<br />
-6 -4 -2 2 4 6<br />
-5<br />
-10<br />
-15<br />
-20
2. FIGUUR G<br />
Moederfunksie: ........................................................<br />
Beeldfunksies: ........................................................<br />
........................................................<br />
........................................................<br />
........................................................<br />
Tipe transformasie(s): ........................................................<br />
3. Precalculus Oefening 3.1 no. 2<br />
4. Precalculus Oefening 3.1 no. 16<br />
5. Precalculus Oefening 3.1 no. 42<br />
6. Precalculus Oefening 3.1 no. 55<br />
7. Precalculus Oefening 3.1 no. 67<br />
8. Precalculus p. 219 no. 7<br />
........................................................<br />
25<br />
20<br />
15<br />
10<br />
5<br />
-6 -4 -2 2 4 6<br />
-5<br />
Leereenheid 1<br />
91
Leereenheid 1<br />
9. Precalculus p. 222 no. 30 [Klaswerk]<br />
10. ’n Model vuurpyl word 3m bokant die grond afgevuur. Die beginsnelheid is 49 m/s.<br />
Aanvaar dat die vuurpyl loodreg opwaarts beweeg en dat gravitasie die enigste krag is<br />
wat dit afwaarts trek. In die metrieke stelsel is die versnelling a.g.v. gravitasiekrag<br />
9,8m/s 2 . Die projektielbeweging word beskryf deur die kwadratiese funksie<br />
92<br />
1 2<br />
t 9,<br />
8t<br />
49t<br />
3<br />
h .<br />
2<br />
10.1 Definieer elke veranderlike en gee die eenheid van elkeen in hierdie probleem.<br />
10.2 Wat is die lewenswerklike betekenis van h 0 3 ?<br />
10.3 Watter term in die vergelyking verteenwoordig die versnelling a.g.v. gravitasie ?<br />
10.4 Hoe weet jy vanuit die vergelyking dat die krag afwaarts werk?<br />
10.5 Skets die parabool en dui alle belangrike punte aan. (Bereken eers die h-afsnit,<br />
wortels, simmetrie-as, vorm, draaipunt)<br />
10.6 Hoe hoog styg die vuurpyl voordat dit terugval aarde toe?<br />
10.7 Op watter tydstip word die hoogste punt bereik?<br />
10.8 Hoe lank is die vuurpyl in vlug?<br />
10.9 Watter vergelyking moet jy oplos om uit te vind op watter tydstip die vuurpyl<br />
50,5 m hoog is?<br />
10.10 Los bogenoemde vergelyking op tot 3 desimale syfers.<br />
10.11 Dui bogenoemde antwoord(e) aan op jou skets.<br />
10.12 Hoekom is daar twee antwoorde?<br />
11. 'n Muntstuk val uit 'n man se sak vanuit ʼn baie hoë toring.<br />
Die muntstuk se hoogte, in meter, na t sekondes word<br />
gegee deur 5 151,<br />
25<br />
2 h t t .<br />
<br />
11.1 Bereken h<br />
0 en gee die betekenis hiervan in die<br />
werklike lewe.<br />
11.2 Skets die grafiek.<br />
11.3 Los h t 50 algebraïes en grafies op.<br />
11.4 Beteken bostaande antwoord dat die muntstuk<br />
tweekeer op ʼn hoogte van 50 meter bokant die grond<br />
is? Verduidelik jou antwoord.<br />
11.5 Gedurende watter interval is die muntstuk minder as<br />
50 m bokant die grond?<br />
11.6 Wanneer tref die muntstuk die grond? Doen dit<br />
algebraïes en toon dit ook grafies aan.
Leereenheid 1<br />
12. Die pad van ʼn krieketbal nadat dit die kolf getref het, word beskryf deur<br />
2<br />
y x 0,<br />
02x<br />
30<br />
20 , waar x die horisontale afstand in meter en y die vertikale<br />
hoogte in meter beteken. (Die grafiek is die vlug van die bal en nie die bal se hoogte<br />
t.o.v. tyd nie!)<br />
12.1 Bereken y 2 en gee die lewenswerklike betekenis<br />
hiervan.<br />
12.2 Bereken die x-waardes as y x 2 en beskryf die<br />
lewenswerklike betekenis hiervan.<br />
12.3 Hoe hoog is die bal as dit die kolf verlaat?<br />
12.4 Wat is die hoogste punt wat die bal bereik?<br />
12.5 Wat is die horisontale afstand wat die bal beweeg<br />
voordat dit die grond tref?<br />
2<br />
13. Die kwadratiese vergelyking y 0,<br />
0064x<br />
0,<br />
16x<br />
beskryf die verband tussen 'n<br />
voertuig se stopafstand en spoed. In die vergelyking verteenwoordig y die afstand in<br />
meter en x die spoed in km/h.<br />
13.1 Bereken die stopafstand as die voertuig teen 100 km/h beweeg.<br />
13.2 Teen watter spoed sal dit die voertuig 50 m neem om te stop. Gee die<br />
vergelyking en toon die berekening.<br />
14. ʼn Boer wil vir natuurbewaring ʼn gebied teen ʼn rivier afkamp vir bewaringsdoeleindes.<br />
Die ekologie vereniging skenk aan hom 2000 m heining. Die boer kamp 'n reghoekige<br />
gebied af met die wal van die rivier een van die sye. (Onthou dat 'n mens nie draad<br />
span langs 'n rivier nie – dit sal wegspoel met 'n vloed of skeef trek – die rivier self<br />
vorm 'n natuurlike grens)<br />
Rivier<br />
Lengte<br />
Breedte<br />
14.1 Hoeveel heining is oor vir die lengte as die boer 300 m as breedte gebruik? Skets<br />
die situasie. Wat is die oppervlakte?<br />
14.2 As die breedte b meter is, hoeveel heining is oor vir die lengte, l?<br />
93
Leereenheid 1<br />
94<br />
14.3 Gebruik die vorige antwoord om 'n vergelyking in wortelvorm te skryf vir die area<br />
van die kamp.<br />
14.4 Toets jou vergelyking met die lengte en breedte van 14.1.<br />
14.5 Gee twee verskillende wydtes waarvoor die area gelyk sal wees aan nul.<br />
14.6 Maak ʼn rowwe skets van die grafiek.<br />
14.7 Watter breedte lewer 'n maksimum area?<br />
14.8 Bereken die maksimum area.<br />
OPDRAG 7B<br />
Vrae 1 tot 3: Rekonstrueer die volgende sketse d.m.v. GSP. Stel eers die asse soos op<br />
die sketse. Identifiseer die moederfunksie (in “BOLD”). Teken daarna ook die ander grafieke<br />
(beeldfunksies) m.b.v. transformasies. Skryf die vergelykings van die grafieke neer volgens<br />
die formaat in die studie gids. Benoem ook die tipe transformasie(s). Stoor elke skets op jou<br />
geheuestokkie.<br />
1. FIGUUR H<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
10<br />
Wenk: (p;q) vorm<br />
5 10 15 20 25 30<br />
Moederfunksie: ........................................................<br />
Beeldfunksies: ........................................................<br />
........................................................<br />
........................................................<br />
........................................................<br />
........................................................
Tipe transformasie(s): ........................................................<br />
2. FIGUUR I<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
10<br />
Wenk: wortelvorm<br />
........................................................<br />
Moederfunksie: ........................................................<br />
Beeldfunksies: ........................................................<br />
5 10 15 20<br />
........................................................<br />
........................................................<br />
........................................................<br />
........................................................<br />
Tipe transformasie(s): ........................................................<br />
........................................................<br />
Leereenheid 1<br />
95
Leereenheid 1<br />
3. FIGUUR J<br />
(Wenk: wortelvorm)<br />
Moederfunksie: ........................................................<br />
Beeldfunksies: ........................................................<br />
96<br />
........................................................<br />
........................................................<br />
........................................................<br />
........................................................<br />
........................................................<br />
Tipe transformasie(s): ........................................................<br />
4. Precalculus Oefening 3.1 no. 7<br />
5. Precalculus Oefening 3.1 no. 29<br />
6. Precalculus Oefening 3.1 no. 46<br />
7. Precalculus Oefening 3.1 no. 64<br />
8. Precalculus Oefening 3.1: 68<br />
........................................................<br />
30<br />
20<br />
10<br />
-15 -10 -5 5 10 15<br />
-10<br />
-20<br />
-30
9. Precalculus p. 222 no 31 Klaswerk<br />
10. Beskou die volgende diagram van ʼn sekere radioteleskoop:<br />
d<br />
Y<br />
O<br />
Leereenheid 1<br />
Indien die profiel van die<br />
radioteleskoop se antenna<br />
gegee word deur die<br />
vergelyking<br />
2<br />
y 0,25x<br />
x , maak<br />
ʼn netjiese skets van<br />
die profiel en gebruik<br />
u grafiek om die<br />
radius r en<br />
diepte d van die<br />
skottel neer te skryf.<br />
Die eenhede is in<br />
meter.<br />
11. Bioloë bestudeer die effek van voeding op rotte op ‘'n dieet met 10% proteïene. Die<br />
proteïene bestaan uit brouersgis en koringmeel. Deur die persentasie, p, van gis in die<br />
proteïenmengsel te wissel, het die navorsers gevind dat die gemiddelde<br />
gewigstoename (in gram) oor ‘'n periode gegee kon word deur<br />
1 2<br />
f ( p ) p 2p<br />
20,<br />
0 p 100.<br />
50<br />
11.1 Bereken die maksimum gewigstoename.<br />
r<br />
11.2 Wat is die gewigstoename van 'n rot wat geen gis inkry nie?<br />
11.3 Teken 'n sketsgrafiek. (Jy hoef nie die wortels te bereken nie)<br />
6m<br />
X<br />
97
Leereenheid 1<br />
12. 'n Klimtol (yo-yo) Maatskappy modelleer die verband tussen totale inkomste en<br />
verkoopprys vir een klimtol soos volg:<br />
98<br />
y<br />
1000<br />
900<br />
800<br />
700<br />
Inkomste<br />
600<br />
in rand<br />
500<br />
400<br />
300<br />
200<br />
100<br />
-100<br />
<br />
12.1 Op watter interval is die funksie stygend?<br />
12.2 Gee die waardeversameling van die funksie in versamelingkeurdernotasie.<br />
12.3 Watter betekenis het die vorm van die grafiek m.b.t. die verkope van klimtolle?<br />
12.4 Gee die lewenswerklike betekenis van die toppunt.<br />
12.5 Die verkoopprys moet binne sekere grense gehou word om nie 'n verlies te ly nie.<br />
By watter verkooppryse is die inkomste nul?<br />
12.6 Bereken die vergelyking van die grafiek<br />
in wortelvorm<br />
en<br />
1 2 3 4 5 6 7<br />
12.7 toppunt (p; q) vorm.[Onthou die<br />
beperking op die definisieversameling]<br />
[Werk tot 4 desimale syfers noukeurig.]<br />
12.8 Gee ook die vergelyking van die grafiek<br />
in standaardvorm.<br />
12.9 Is hierdie ʼn ewe of onewe funksie?<br />
Toon alle berekeninge.<br />
(3,25; 897,8125)<br />
<br />
A<br />
Verkoopprys in rand<br />
http://office.microsoft.com/clipart/results.aspx?lc=engb&Scope=MC%2CMM%2CMP%2CMS&Q<br />
uery=yo-yo<br />
<br />
x
13. Deur die proses van fotosintese gebruik<br />
plante sonenergie, CO2 (koolsuurgas)<br />
en water om hulle eie voedsel te<br />
vervaardig en suurstof vry te stel.<br />
Verskeie faktore soos die ligintensiteit,<br />
golflengte van die lig,<br />
koolsuurgaskonsentrasie en temperatuur<br />
beïnvloed die tempo waarteen<br />
fotosintese plaasvind. Die meegaande<br />
figuur vertoon die verband tussen<br />
temperatuur en die tempo van<br />
fotosintese vir ʼn spesifieke plant.<br />
(Aanvaar dat al die ander faktore<br />
konstant gehou word.)<br />
100<br />
90<br />
80<br />
70<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
10<br />
-10<br />
<br />
B(8; 64)<br />
Temperatuur (C)<br />
Leereenheid 1<br />
http://www.gfparks.org/images/Autumn%20Trees.jpg<br />
Gedurende die winter verdof die chlorofil en die blare<br />
verander van kleur. Die blare vertoon rooi en pers omdat<br />
glukose in die blare vasgevang word en van kleur verander<br />
deur die blootstelling aan sonlig en koel nagte.<br />
10 20 30 40 x<br />
13.1 Beskryf die algemene vorm van die grafiek. Watter betekenis het die vorm van<br />
die grafiek m.b.t. fotosintese?<br />
13.2 Gee ʼn benaderde waarde vir die optimale temperatuur vir fotosintese in hierdie<br />
plant en<br />
13.3 wat is die fotosintese tempo vir hierdie waarde?<br />
13.4 Die temperatuur moet binne sekere grense gehou word vir fotosintese om plaas<br />
te vind. As dit te warm word, word die ensieme in die chlorofil vernietig en<br />
fotosinteseproses hou op. As dit te koud word, hou die ensieme ook op om te<br />
funksioneer. By watter temperature is die tempo van fotosintese nul?<br />
13.5 Bereken die vergelyking van die grafiek in wortelvorm<br />
en<br />
13.6 toppunt (p; q) vorm.[Onthou die beperking op die definisieversameling] [Werk tot<br />
3 desimale syfers noukeurig.]<br />
<br />
40<br />
99
Leereenheid 1<br />
Het u sommige van die oefeninge met The Geometer’s Sketchpad gekontroleer?<br />
Sien assessering en terugvoering op p. viii<br />
100
POLINOME (van graad hoër as 2)<br />
Bestudeer Precalculus:<br />
pp. 213 – 214, 232 – 243<br />
Leereenheid 1<br />
Maak seker dat jy die betekenis van die terme: polinome, koëffisiënte, graad van die<br />
polinoom, leidende koëffisiënt, leidende term, konstante term en kwadratiese funksie<br />
verstaan.<br />
VOLTOOI VOORBEELD 4:<br />
'n Houer (reghoekige prisma) word vervaardig uit 'n reghoekige stuk karton van 20 x15 cm.<br />
Vier ewe groot vierkante word uit die hoeke van die karton uitgesny en dan word die sye<br />
boontoe gevou. Gestel die sylengtes van die vierkante is x cm.<br />
Wat is die lengte van die houer? .......................................................<br />
Wat is die breedte van die houer? .......................................................<br />
Wat is die hoogte van die prisma? .......................................................<br />
Gebruik bostaande drie antwoorde en skryf ʼn formule neer vir die volume van die houer (in<br />
wortelvorm): .............................................................................................................<br />
.............................................................................................................<br />
Herlei die formule tot standaardvorm:<br />
..........................................................................................................<br />
..........................................................................................................<br />
..........................................................................................................<br />
Gevolgtrekking: Ons vind 'n werklike voorbeeld van 'n derdegraadse vergelyking waarvan die<br />
skets soos volg lyk:<br />
101
Leereenheid 1<br />
Hieruit kan ons aflei dat die maksimum volume van ongeveer 380 cm 3 verkry word as<br />
x 2,8 cm. [Omdat die breedte 15 cm is, moet x 7.<br />
5;<br />
wat beteken dat die<br />
definisieversameling in hierdie geval net (0; 7,5) en nie alle waardes soos in die grafiek nie.]<br />
VOORBEELD 5:<br />
Gestel ons wil die vergelyking bepaal van die skets hieronder:<br />
Omdat -1; 0 en 2 wortels is sal die vergelyking van die vorm:<br />
102<br />
500<br />
450<br />
V<br />
volume<br />
in cm3 400<br />
350<br />
300<br />
250<br />
200<br />
150<br />
100<br />
50<br />
-50<br />
2 4 6 8 10 12<br />
x in cm<br />
-6 -4 -2 2 4<br />
y a<br />
y <br />
y<br />
2<br />
1<br />
-1 2<br />
-1<br />
-2<br />
-3<br />
-4<br />
x 0x<br />
1x<br />
2<br />
axx<br />
1<br />
x 2<br />
wees.<br />
(1; -4)<br />
x
Leereenheid 1<br />
As die punt (1; -4) hierin vervang word, kry ons a = 2.( Kontroleer dat dit reg is.) Die<br />
y 2x x 1<br />
x 2 in wortelvorm of as die hakies verwyder word:<br />
vergelyking is dus : <br />
..........................................................................................................<br />
..........................................................................................................<br />
3 2<br />
y 2x<br />
2x<br />
4x<br />
, in standaardvorm.<br />
VOLTOOI VOORBEELD 6:<br />
Indien die grafiek ʼn wortel raak by die x-as en nie die x-as sny nie, is dit ʼn dubbelwortel,<br />
of wortel van multiplisiteit 2. Beskou die volgende grafiek:<br />
Die vorm van die vergelyking is dus: 1 2<br />
2<br />
a x x <br />
y . Bereken nou self die vergelyking in<br />
wortelvorm en in standaardvorm. Belangrik: omdat die grafiek by x 1 die x-as raak, word<br />
x 1<br />
gekwadreer. As jy dit nie verstaan nie, gaan teken<br />
die faktor <br />
4 3<br />
2<br />
x 1<br />
; y x 1<br />
; y x 1<br />
; y x 1<br />
y ens. m.b.v. GSP.<br />
..........................................................................................................<br />
..........................................................................................................<br />
..........................................................................................................<br />
..........................................................................................................<br />
..........................................................................................................<br />
..........................................................................................................<br />
..........................................................................................................<br />
..........................................................................................................<br />
1<br />
-4 -2 2 4 x<br />
-2<br />
(-1; -4)<br />
y<br />
-1<br />
-2<br />
-3<br />
-4<br />
1<br />
103
Leereenheid 1<br />
104<br />
CD-ROM.<br />
Residensieel: Cubic Graphs.gsp en Quartic Graphs.gsp sal tydens<br />
die kontaksessie bespreek word.<br />
Selfstudie: Alle Oefeninge oor Grafieke in die Addendum pp. 83 - 85<br />
Neem u antwoorde saam na die kontakgeleentheid/ groepbyeenkoms vir<br />
bespreking<br />
Individuele oefening.<br />
Voltooi die volgende opdrag:<br />
OPDRAG 8A:<br />
1. Is die volgende uitdrukkings polinome? Gee 'n rede indien jy nee antwoord.<br />
1.1 16 x<br />
2<br />
1.2 4,<br />
6x<br />
14<br />
2 1<br />
1.3 2x<br />
4x<br />
18<br />
x<br />
1.4 2 3x<br />
7<br />
32<br />
1.5 25<br />
x<br />
1.6 3x 5 6x<br />
1.7<br />
1.8<br />
3<br />
x <br />
<br />
x<br />
10<br />
2<br />
3x . 2x<br />
2. Precalculus Oefening 3.2 no. 4<br />
3. Precalculus Oefening 3.2 no. 13<br />
4. Precalculus Oefening 3.2 no. 20<br />
4
Leereenheid 1<br />
5. Vind 'n vergelyking vir die volgende grafiek in wortel- en standaardvorm (neem a as die<br />
koëffisiënt van 3<br />
x ):<br />
6. Vind 'n vergelyking vir die volgende grafiek in wortel- en standaardvorm:<br />
7. Skets (sonder GSP) die grafieke van die volgende vergelykings en dui alle x- en y -<br />
afsnitte aan:<br />
7.1 y xx<br />
3x 2<br />
7.2 2 s t t 1<br />
t 2<br />
7.3 y 1 xx<br />
2x<br />
3<br />
0.8<br />
0.6<br />
0.4<br />
0.2<br />
-2 -1 1 2<br />
-1<br />
x<br />
y<br />
3<br />
y<br />
8<br />
6<br />
4<br />
2<br />
-2 -1 1 2<br />
-0.2<br />
-0.4<br />
-0.6<br />
-0.8<br />
x<br />
105
Leereenheid 1<br />
8. Die vorm van die hoofkabel van 'n hangbrug word gegee deur<br />
106<br />
waar x 1 2 1 <br />
y x<br />
x<br />
5 ,<br />
500 250 <br />
met 100 x 100<br />
,<br />
y die hoogte van die kabel (in meter) bokant die pad en x die horisontale<br />
afstand (in meter) vanaf die middelpunt van die brug is.<br />
8.1 Skets die grafiek. (Bereken die draaipunt en hoogtes van die kabel se eindpunte)<br />
8.2 Vind die waardeversameling.<br />
8.3 Wat is die hoogte van die laagste punt van die kabel bokant die pad?<br />
9. Die verplasing, s in meter, van ʼn voorwerp op tydstip t sekondes word gegee deur :<br />
3, 2 16 26,<br />
8<br />
2<br />
s t t .<br />
9.1 Vir watter waarde van t is die verplasing 'n minimum? (Wenk: Waar vind 'n mens<br />
die minimum / maksimum punt by kwadratiese vergelykings?)<br />
9.2 Wat is die minimum verplasing?<br />
10 Precalculus Oefening 3.2 no. 83 m.b.v. The Geometer’s Sketchpad<br />
OPDRAG 8B<br />
1. Precalculus Oefening 3.2 no. 6<br />
2. Precalculus Oefening 3.2 no. 16<br />
3. Precalculus Oefening 3.2 no. 29<br />
4. Precalculus Oefening 3.2 no. 31<br />
5. Precalculus Oefening 3.2 no. 52<br />
6. Precalculus Oefening 3.2 no. 81
7. ʼn Rivier kronkel oor<br />
die pad R21 wat ooswaarts<br />
loop. Daar is drie brûe oos<br />
van die kruising van R21<br />
met ʼn ander pad D36, wat<br />
noordwaarts loop. Die brûe<br />
is op afstande 2,5 km,<br />
6,1 km en 8,8 km oos vanaf<br />
die twee paaie se kruising.<br />
7.1 Gebruik ʼn polinoom<br />
in wortelvorm<br />
(met a = 1)<br />
om die rivier te<br />
modelleer.<br />
7.2 Wat is die y -<br />
afsnit van bogenoemdevergelyking?<br />
7.3 Wat is die lewenswerklike betekenis van die y -afsnit in 7.2?<br />
Leereenheid 1<br />
7.4 Dit is bekend dat die rivier die pad D36 6,71 km noord van die kruising van die<br />
paaie sny. Bereken die korrekte waarde van die koëffisiënt a om hierdie rivier te<br />
modelleer.<br />
7.5 Wat is die lewenswerklike betekenis van die teken van die koëffisiënt van a?<br />
7.6 Maak ʼn sketsgrafiek van die funksie.<br />
7.7 Watter vergelyking moet jy oplos om te bereken hoe ver oos van die kruising van<br />
die paaie die rivier 13 km suid van roete R21 sal wees? [Skryf net die vergelyking<br />
neer; moet dit nie oplos nie.]<br />
7.8 Watter vergelyking moet jy oplos om te bereken hoe ver suid van roete R21 die<br />
rivier sal wees 1 km oos van die brug by 2,5 km? [Skryf net die vergelyking neer;<br />
moet dit nie oplos nie.]<br />
8. Gestel ʼn valk vlieg na 1 sekonde vanaf die grond.<br />
Die valk styg vir ʼn rukkie en daarna duik hy<br />
afwaarts vir ʼn rukkie en daarna vlieg hy weer<br />
boontoe. Die meegaande figuur skets sy hoogte as<br />
funksie van die tyd. Gestel die posisiefunksie<br />
s = f(t) = t 3 - 13t 2 + 52t – 40 beskryf die voël se vlug ,<br />
met t in sekondes en s in meters gemeet.<br />
12<br />
y<br />
10<br />
8<br />
6<br />
4<br />
2<br />
-2<br />
-4<br />
-6<br />
-8<br />
-10<br />
-12<br />
D36<br />
kruising<br />
2,5 km<br />
<br />
2 4 6 8 10 12 14<br />
6,1 km<br />
8,8 km<br />
<br />
Noord<br />
<br />
R21<br />
http://www.pennington.charitydays.co.uk/pic<br />
s05/Gyr%20Falcon%20004.jpg<br />
x<br />
107
Leereenheid 1<br />
108<br />
y<br />
die<br />
hoogte<br />
in<br />
meter<br />
70<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
10<br />
-10<br />
-20<br />
8.4 Wat is die meetkundige betekenis van die antwoord in 8.2?<br />
9. Precalculus p. 221 no. 26<br />
y = f(t)<br />
10. Precalculus Oefening 3.2 no. 84<br />
tyd in sekondes t<br />
8.1 Bereken die gemiddelde<br />
snelheid tydens die<br />
interval [2; 2,1].<br />
8.2 Bereken vanuit<br />
grondbeginsels die<br />
snelheid (oombliklike<br />
veranderingstempo van<br />
verplasing met betrekking<br />
tot tyd) as t = 2 s.<br />
8. 3 Beskou die teken van die<br />
antwoord in 8.2 en lei af of<br />
die valk besig is om te<br />
styg of duik op tydstip 2<br />
sekondes.<br />
Het u sommige van die oefeninge met The Geometer’s Sketchpad gekontroleer?<br />
Sien assessering en terugvoering op p. viii
1.5.4 MAGSFUNKSIES<br />
Jy benodig ongeveer 3 uur om hierdie leergedeelte suksesvol te voltooi.<br />
Leereenheid 1<br />
ʼn Funksie van die vorm f(x) = ax n , waar a ʼn positiewe getal is en n enige reële getal, word<br />
ʼn magsfunksie genoem. Let op dat die onafhanklike veranderlike die basis is.<br />
Bestudeer Precalculus:<br />
pp. 154 voorbeeld 1 tot 3 (hersiening), 358 - 361<br />
In Calculus onderskei Stewart tussen 3 soorte magsfunksies:<br />
n<br />
f x x met n 'n natuurlike getal<br />
Hierdie tipe funksie maak deel uit van die terme van polinome.<br />
Maak seker dat jy weet hoe hulle te teken (byvoorbeeld dat die algemene vorm van die<br />
grafiek van f(x) = x n afhanklik is van die feit of n ewe of onewe is).<br />
Gebruik Geometer`s Sketchpad om nog 'n paar te skets totdat jy seker is van die invloed van<br />
ewe en onewe magte.<br />
1<br />
n<br />
f x x , met n ’n natuurlike getal<br />
Die grafieke van f(x) = x n , met n ʼn positiewe rasionale getal, is moeiliker om te voorspel.<br />
f<br />
x<br />
x<br />
1<br />
<br />
Jy ken die grafiek van f(x) = x n , met n gelyk aan –1. Dit is die bekende hiperbool met die<br />
koördinaat-asse as asimptote. Hierdie funksie kom in fisika voor.<br />
109
Leereenheid 1<br />
Bestudeer Voorbeeld 1:<br />
Gestel A (1,41; 5,96) en B (1,91; 10,94) is punte in 'n model van 'n magsfunksie.<br />
Om die magsfunksie te vind, stel ons beide A en B in funksie van die vorm:<br />
n<br />
y ax<br />
110<br />
<br />
n<br />
1, 91<br />
n<br />
<br />
n<br />
<br />
Deur A: 5, 96 a 1, 41 1<br />
n<br />
<br />
Deur B: 10, 94 a 1, 91 2<br />
10, 94<br />
2 1 Substitusie<br />
word nie aanbeveel nie<br />
5, 96 1, 41<br />
10, 94 1, 91<br />
<br />
5, 96<br />
<br />
1, 41<br />
<br />
<br />
n<br />
n<br />
10, 94 1, 91 10, 94 <br />
log log of n log<br />
5, 96<br />
<br />
1, 41<br />
<br />
5, 96<br />
per definisie<br />
<br />
10, 94 1, 91<br />
log n log<br />
5, 96<br />
<br />
1, 41<br />
<br />
<br />
10, 94 <br />
log <br />
5, 96<br />
<br />
n <br />
<br />
1, 91<br />
log <br />
1, 41<br />
<br />
<br />
2, 00<br />
<br />
<br />
2<br />
Model: y ax<br />
3<br />
Stel A in (3):<br />
5, 96 a 1, 41<br />
5, 96<br />
a 2<br />
1, 41<br />
3<br />
Model: y 3x<br />
2<br />
As ons dit toets met GSP, kry ons die volgende:<br />
y<br />
12<br />
10<br />
8<br />
6<br />
4<br />
2<br />
2<br />
fx = 3x2 A: (1.41, 5.95)<br />
B: (1.91, 10.95)<br />
<br />
A<br />
0.5 1 1.5 2<br />
1, 91<br />
<br />
1, 41<br />
of (gaan na volgende stap met wet 6)<br />
<br />
B<br />
x<br />
2<br />
Die model y 3x is eers geskets<br />
en daarna is die koördinate van<br />
twee punte op die grafiek gemeet<br />
en A en B lê wel op hierdie grafiek.
VOLTOOI DIE VOORBEELD 2:<br />
Vir 'n liggolf geld die vergelyking: f = c,<br />
Leereenheid 1<br />
met f die frekwensie van die vibrasie van 'n spesifieke kleur lig, die golflengte en<br />
c = 3X10 8 m/s 'n konstante , naamlik die spoed van lig.<br />
As die golflengte van violet- tot rooi-lig wissel van 400nm tot 700 nm, voltooi die volgende<br />
tabel:<br />
(nm) 400 500 600 700<br />
f (THz) 750<br />
Die eerste kolom beteken dus violetlig se frekwensie is 750 THz en golflengte 400 nm.<br />
(Wenk: T staan vir Tera of 10 12 en n staan vir nano of 10 -9 .)<br />
Toon een van jou berekeninge volledig met alle eenhede korrek:<br />
.......................................................................<br />
.......................................................................<br />
.......................................................................<br />
.......................................................................<br />
.......................................................................<br />
.......................................................................<br />
.......................................................................<br />
.......................................................................<br />
Teken die punte op die volgende assestelsel en trek 'n kromme daardeur:<br />
800<br />
f 700<br />
(THz)<br />
600<br />
500<br />
400<br />
300<br />
200<br />
100<br />
200 400 600 800 1000 1200<br />
golflengte in nm<br />
Watter tipe grafiek word verkry? ..........................................................<br />
Wat is die afhanklike veranderlike? ..........................................................<br />
Wat is die onafhanklike veranderlike? ..........................................................<br />
<strong>111</strong>
Leereenheid 1<br />
Skryf die funksie in die vorm f = ..........................................................<br />
Wat is die afsnitte? ...........................................................<br />
Gee die definisieversameling. ...........................................................<br />
Gee die waardeversameling. ...........................................................<br />
Bestudeer Voorbeeld 3: (Erkenning: Mnr. RJ van de Venter)<br />
Die volume van ʼn bol hang af van sy radius alleenlik. Daarom kan ons sê dat die volume ʼn<br />
funksie is van radius. (onthou tog dat π ʼn konstante is). Dit beteken volume is die<br />
afhanklike veranderlike en radius is die onafhanklike veranderlike.<br />
Ons kan dit nou wiskundig skryf:<br />
4<br />
V r r<br />
3<br />
112<br />
3<br />
Ons kan ʼn wiskundige funksie maklik grafies voorstel (u het dit duisende male op skool<br />
gedoen). Die gebruik is om die afhanklike veranderlike op die vertikale as te plaas en die<br />
onafhanklike veranderlike op die horisontale as. (Op skool het u so gewerk met x en y.)<br />
4 3<br />
ʼn Groot aantal eienskappe van die volumefunksie V r r kan nou uit die grafiek afgelei<br />
3<br />
word (ons noem hierdie grafiek ʼn derdegraadse magsfunksie):<br />
Wanneer die radius nul is, is die volume nul (dan bestaan die bol nie)<br />
Wanneer die radius ʼn maksimum is, is die volume ook ʼn maksimum<br />
4 3<br />
Die funksie V r r is stygend (die hoogte van ʼn punt op die kromme neem<br />
3<br />
altyd toe indien die punt van links na regs langs die kromme skuif)
Leereenheid 1<br />
Indien die bol se radius gelykmatig toeneem, neem die volume baie vinnig (skerp)<br />
toe; dus ʼn daar nie ʼn reglynige (lineêre verband) tussen volume en radius nie (dan<br />
sou die grafiek ʼn reguit lyn gewees het)<br />
Indien ek ʼn sekere radiuswaarde het, kan ek die ooreenkomstige volume-waarde op<br />
die vertikale as aflees (byvoorbeeld, as die radius 5 m is, dan is die volume ongeveer<br />
500 m 3 . Stem u saam? Kyk self).<br />
Indien ons ʼn sekere volume-waarde het, kan ons op die horisontale as aflees wat die<br />
radius van die bol sal wees wanneer dit daardie volume besit (byvoorbeeld, as die bol<br />
ʼn volume van 3000 m 3 het, dan sal die radius omtrent 9 m moet wees. Stem u<br />
saam? Kyk self)<br />
4 3<br />
Die definisieversameling van die funksie V r r is r 0 r 10;<br />
r R<br />
. Ons<br />
3<br />
sien dit deur die horisontale as van die grafiek te bestudeer. Verstaan u wat die<br />
r 0 r 10;<br />
r R beteken?<br />
skryfwyse <br />
V r<br />
4<br />
r<br />
3<br />
kan geskryf word as<br />
V 0 V 4189;<br />
V R . Ons sien dit deur die vertikale as te bestudeer.<br />
Die waardeversameling van die funksie 3<br />
<br />
Die skryfwyse V 0 V 4189;<br />
V R<br />
beteken in wese dat die waarde van die<br />
volume nooit kleiner as nul of groter as 4189 is nie en enige waarde tussenin mag<br />
aanneem.<br />
As jy met hierdie voorbeelde gesukkel het, werk deur Magsfunksies-Liggolwe.ppt op<br />
eFundi.<br />
Individuele PC-opdrag /<br />
PowerPoint<br />
Magsfunksies – Boyle se wet.ppt op eFundi<br />
Power Functions Graphs. gsp sal tydens kontaksessie behandel word.<br />
Selfstudie: Alle Oefeninge oor Grafieke in die Addendum pp. 86 - 89<br />
Neem u antwoorde saam na die kontakgeleentheid/ groepbyeenkoms vir<br />
bespreking<br />
113
Leereenheid 1<br />
114<br />
Individuele oefening.<br />
Voltooi die volgende opdrag:<br />
Opdrag 9<br />
1. Gebruik die data in tabel 2 op p. 359 in Precalculus en bereken die model van die<br />
magsfunksie. Gebruik Pluto en Mercurius en werk so noukeurig as moontlik.<br />
2. Die persentasie verlies aan ʼn<br />
L x , is ongeveer<br />
koringoes, <br />
x 0,<br />
52<br />
3,<br />
2x<br />
L , met x die aantal<br />
wildehawer plante (’n soort<br />
onkruid) per vierkante meter van<br />
’n land.<br />
2.1 Watter tipe funksie is L ?<br />
2.2 Beskryf hoe x [Precalculus – Foerster adapted p. 58]<br />
http://www.gardenorganic.org.uk/assets/organicweeds/wild_oats11.jpg<br />
L verander met betrekking tot x en lei daaruit af watter tipe<br />
funksie L is.<br />
2.3 Bepaal L 150 .<br />
2.4 Verduidelik die betekenis van u antwoord in 2.3.<br />
2.5 Gestel Lx<br />
1<br />
y . Bepaal die vergelyking van y L x .<br />
1<br />
2.6 Wanneer sal u eerder y L x as Lx<br />
1<br />
2.7 Bepaal 100 L .<br />
y gebruik?<br />
2.8 Verduidelik die lewenswerklike betekenis van u antwoord in 2.7.<br />
2.9 Waaruit kan u aflei dat die inverse relasie wel ʼn funksie is?<br />
Rekonstrueer die volgende sketse d.m.v. GSP. Stel eers die asse soos op die sketse.<br />
Identifiseer die moederfunksie (in “BOLD”). Teken daarna ook die ander grafieke<br />
(beeldfunksies) m.b.v. transformasies. Skryf die vergelykings van die grafieke neer volgens<br />
die formaat in die studie gids. Benoem ook die tipe transformasie(s). Stoor elke skets op jou<br />
geheuestokkie.
FIGUUR Q<br />
Moederfunksie: ........................................................<br />
Beeldfunksies: ........................................................<br />
........................................................<br />
........................................................<br />
........................................................<br />
........................................................<br />
Tipe transformasie: ......................................................<br />
.......................................................<br />
3<br />
2<br />
1<br />
-3 -2 -1 1 2 3<br />
-1<br />
-2<br />
-3<br />
Leereenheid 1<br />
115
Leereenheid 1<br />
FIGUUR R<br />
Moederfunksie: ........................................................<br />
Beeldfunksies: ........................................................<br />
116<br />
........................................................<br />
........................................................<br />
........................................................<br />
Tipe transformasie(s): ........................................................<br />
.......................................................<br />
3<br />
2<br />
1<br />
-3 -2 -1 1 2 3<br />
-1<br />
-2<br />
-3
FIGUUR S<br />
Moederfunksie:<br />
1<br />
f ( x)<br />
<br />
x<br />
Beeldfunksies: ........................................................<br />
........................................................<br />
........................................................<br />
........................................................<br />
........................................................<br />
........................................................<br />
………………………………………..<br />
Tipe transformasie(s): ........................................................<br />
........................................................<br />
15<br />
10<br />
5<br />
-3 -2 -1 1 2 3<br />
-5<br />
-10<br />
-15<br />
Leereenheid 1<br />
117
Leereenheid 1<br />
FIGUUR T<br />
Moederfunksie: ........................................................<br />
Beeldfunksies: ........................................................<br />
Tipe transformasie(s): ........................................................<br />
118<br />
4<br />
3<br />
2<br />
1<br />
-2 -1 1 2 3 4<br />
-1<br />
-2<br />
-3<br />
.......................................................
FIGUUR U<br />
Moederfunksie: ........................................................<br />
Beeldfunksies: ........................................................<br />
........................................................<br />
........................................................<br />
........................................................<br />
........................................................<br />
........................................................<br />
Tipe transformasie(s): ........................................................<br />
.......................................................<br />
Het u sommige van die oefeninge met The Geometer’s Sketchpad gekontroleer?<br />
Sien assessering en terugvoering op p. viii<br />
5<br />
4<br />
3<br />
2<br />
1<br />
-4 -2 2 4<br />
-1<br />
-2<br />
-3<br />
-4<br />
-5<br />
Leereenheid 1<br />
119
Leereenheid 1<br />
1.5.5 Rasionale Funksies<br />
Jy benodig ongeveer 5 minute om hierdie leergedeelte suksesvol te voltooi.<br />
Hierdie leeronderdeel is opsioneel en word, behalwe vir die definisie en die praktiese werk,<br />
na <strong>MATE</strong> 221 oorgeplaas.<br />
120<br />
Bestudeer Precalculus:<br />
Definieer 'n rasionale funksie:<br />
pp. 277 – 288<br />
Gee veral aandag aan die definisie, afsnitte, definisieversameling en<br />
vertikale asimptote. Dit moet algebraïes bereken kan word. Die ander<br />
eienskappe moet uit grafieke afgelees kan word.<br />
Is y 2x 3 'n rasionale funksie? ................................................<br />
Motiveer jou antwoord: ................................................<br />
Baie lewenswerklike toepassings kan met rasionale funksies gemodelleer word. Werk die<br />
volgende interessante voorbeeld deur:
BESTUDEER VOORBEELD1<br />
Leereenheid 1<br />
121
Leereenheid 1<br />
Rasionale funksies se definisieversamelings is dikwels beperk a.g.v. die terme in die<br />
noemer. Maak seker dat jy weet hoe om die definisieversameling te bepaal. Daarby het<br />
rasionale funksies dikwels asimptote. 'n Asimptoot is 'n lyn waarheen die funksie nader. Die<br />
korrekte wiskundige bepalings van die asimptote word eers in die module <strong>MATE</strong> 312<br />
behandel.<br />
BESTUDEER VOORBEELD 2<br />
Gestel y f x <br />
.<br />
122<br />
x<br />
2<br />
x<br />
2<br />
4x<br />
4x<br />
3<br />
Dan is f 'n rasionale funksie wat soos volg geskryf kan word:<br />
f<br />
x <br />
xx<br />
4<br />
x 3x<br />
1<br />
Die noemer word 0 by x 1 en by x 3 ; wat beteken dat f nie daar gedefinieer is nie.<br />
Die definisieversameling is dus x 1<br />
x 3 <br />
x en of ; 1<br />
1; 3<br />
3; <br />
.<br />
Die vermoede dat x 3 en x 1 vertikale asimptote is, word bevestig deur die funksie in<br />
Geometer's Sketchpad te teken. Dan kan ons ook sien dat y 1<br />
'n horisontale asimptoot is.
Leereenheid 1<br />
Opmerking: Die hiperbool (spesiale magsfunksie) en resiprook funksies is ook rasionale<br />
funksies.<br />
PRAKTIESE WERK:<br />
8<br />
6<br />
4<br />
2<br />
-5 5 10<br />
-2<br />
-4<br />
Staaf antwoorde met 'n voorbeeld(e) wat in Sketchpad geteken is. Stoor die werk op jou<br />
geheuestokkie.<br />
1. Watter effek het die het die konstante r in die grafiek van die resiprook funksie:<br />
r<br />
f x ?<br />
x<br />
............................................................................................................................<br />
............................................................................................................................<br />
............................................................................................................................<br />
2. Hoe beïnvloed die konstante h die grafiek van die resiprook funksie:<br />
f<br />
x <br />
1<br />
?<br />
x h<br />
............................................................................................................................<br />
............................................................................................................................<br />
123
Leereenheid 1<br />
3. Hoe beïnvloed die konstante k die grafiek van die resiprook funksie:<br />
124<br />
1<br />
f <br />
x<br />
x k ?<br />
............................................................................................................................<br />
............................................................................................................................<br />
4. Watter spesiale rol speel die punt h; k in die grafiek van die resiprook funksie:<br />
1<br />
f <br />
x h<br />
x <br />
k<br />
............................................................................................................................<br />
Voltooi die volgende:<br />
Individuele oefening.<br />
OPDRAG 10A: RASIONALE FUNKSIES<br />
Gee die definisieversameling van die volgende rasionale funksies:<br />
1<br />
1. y <br />
2<br />
4 x<br />
3<br />
2. gx x 2x<br />
3. f x 4. g x <br />
<br />
4x<br />
2<br />
x 1<br />
9x<br />
2<br />
9<br />
6x<br />
8<br />
5. Gestel jy het 'n 1000 ml oplossing bestaande uit 20% suur en 80% water.<br />
5.1 Watter vergelyking van die vorm P x sal die persentasie suur beskryf as x<br />
ml suur by die oplossing bygevoeg word?<br />
5.2 Hoeveel ml suur moet bygevoeg word sodat die oplossing 60% suur bevat?<br />
5.3 Hoeveel ml suur moet bygevoeg word sodat die oplossing 90% suur bevat?<br />
5.4 Kan die oplossing ooit 100% suur bevat?<br />
5.5 Skets die grafiek van P x m.b.v. GSP en lewer die drukstuk in.<br />
?
6. Beskou die grafiek van y = f(t).<br />
6.1 Watter soort funksie is f?<br />
6.2 Gee die definisieversameling van f. (Toon alle bewerkings)<br />
6.3 Gee die vergelyking van die vertikale asimptoot van f.<br />
6.4 Bereken die y -afsnit.<br />
6.5 Is hierdie funksie een-eenduidig? Motiveer u antwoord.<br />
Gestel f modelleer die populasie y (in duisende) van ʼn kolonie<br />
bakterieë na t ure.<br />
6.7 Gee nog ʼn beperking wat u op t moet plaas sodat dit<br />
aanpas by die lewenswerklike konteks.<br />
6.8 Wat is die lewenswerklike betekenis van die y -afsnit?<br />
6.9 Is die funksie wat die lewenswerklike geval modelleer<br />
stygend of dalend?<br />
OPDRAG 10B: RASIONALE FUNKSIES<br />
Gee die definisieversameling van die volgende rasionale funksies:<br />
1. Precalculus Oefening 3.7 no. 10<br />
2. Precalculus Oefening 3.7 no. 15<br />
3. Precalculus Oefening 3.7 no. 56<br />
5000<br />
4500<br />
y<br />
4000<br />
3500<br />
3000<br />
2500<br />
2000<br />
1500<br />
1000<br />
500<br />
-500<br />
-1000<br />
y = 2500<br />
t+12 y =<br />
0,0004t+0,024 -300 -200 -100 100 200 300 400 500 600<br />
t<br />
Leereenheid 1<br />
www.el-bulbo.com<br />
125
Leereenheid 1<br />
3<br />
4. hx x 4x<br />
5. Precalculus Oefening 3.7 no. 84 (m.b.v. GSP en stuur via eFundi)<br />
6. Gestel jy het 'n 1000 ml oplossing bestaande uit 15% suur en 85% water.<br />
7.<br />
126<br />
6.1 Watter vergelyking van die vorm x P sal die persentasie suur beskryf as x ml<br />
suur by die oplossing bygevoeg word?<br />
6.2 Hoeveel ml suur moet bygevoeg word sodat die oplossing 30% suur bevat?<br />
6.3 Hoeveel ml suur moet bygevoeg word sodat die oplossing 60% suur bevat?<br />
6.4 Kan die oplossing ooit 100% suur bevat?<br />
6.5 Skets die grafiek van P x m.b.v. GSP en lewer die drukstuk in.<br />
Beskou die grafiek van y = f(t) en beantwoord die volgende vrae:<br />
7.1 Watter soort funksie is f ?<br />
7.2 Gee die definisieversameling van f. (Toon alle bewerkings)<br />
7.3 Gee die vergelyking van die vertikale asimptoot van f.<br />
7.4 Bereken die y -afsnit.<br />
www.el-bulbo.com<br />
y<br />
Gestel f modelleer die populasie y (in duisende) van 'n<br />
kolonie bakterieë na t ure.<br />
7.5 Gee nog ʼn beperking wat u nou op t moet plaas.<br />
7.6 Wat is die lewenswerklike betekenis van die y -afsnit?<br />
7.7 Is die funksie stygend of dalend?<br />
Het u sommige van die oefeninge met The Geometer’s Sketchpad gekontroleer?<br />
Sien assessering en terugvoering op p. viii<br />
y =<br />
6t + 12<br />
2t + 1<br />
-5 5 10 15 20<br />
t
1.5.6 Eksponensiële funksies<br />
Jy benodig ongeveer 9 uur om hierdie leergedeelte suksesvol te voltooi.<br />
VOLTOOI VOORBEELD 1 VIR DIE VOLGENDE KONTAKSESSIE:<br />
Neem 'n enkele bladsy papier. (Geen voue beteken 1 deel)<br />
Vou die bladsy in die helfte. (Een vou lewer 2 gedeeltes)<br />
Vou die gevoude bladsy weer in die helfte. (Twee voue lewer 4 dele)<br />
'n Derde vou lewer 8 gelyke dele soos in die skets:<br />
Leereenheid 1<br />
Voltooi die volgende tabel waarin y die aantal gelyke dele papier en x die aantal voue<br />
weergee:<br />
Aantal voue x 0 1 2 3 4 5 6<br />
Aantal dele y 1 2 4 8<br />
Probeer nou 'n reël vir y(x) uitwerk:<br />
Aantal dele na 0 voue = y(0) = 1<br />
Aantal dele na 1 vou = y(1) = 2 = 1X2 = 1X2 1<br />
Aantal dele na 2 voue = y(2 = 4 = 1X2X2 = 1X2 2<br />
Aantal dele na 3 voue = .............. = ............. = ............<br />
<br />
Aantal dele na x voue = ............. = ............. = 1X2 x = 2 x<br />
Die funksie 2 x<br />
y x is 'n voorbeeld van 'n eksponensiële funksie<br />
Die onafhanklike veranderlike x is die eksponent en die konstante 2 is die basis. [Moenie<br />
deurmekaar raak met die magsfunksies waar die basis die onafhanklike veranderlike is nie.]<br />
As die basis groter is as 1, staan dit ook bekend as die groeifaktor, want dan is die funksie<br />
stygend. As die basis kleiner is as 1, daal die funksie. As x = 0, is y = 2 0 en ons weet ook dat<br />
y = 1. Dus is 2 0 = 1.<br />
127
Leereenheid 1<br />
Teken die punte op die volgende assestelsel:<br />
Gebruik jou skets om die aantal dele na 7 voue te bepaal. Toon aan waar en hoe jy dit<br />
aflees.<br />
....................................................................................................................................................<br />
Bereken y(3,4) met jou sakrekenaar: ……………………<br />
Hoekom maak y(3,4) nie sin in hierdie geval nie?<br />
....................................................................................................................................................<br />
....................................................................................................................................................<br />
Indien ons 'n kromme deur die punte trek, sou y 'n kontinue funksie wees en dan sou y(3,4)<br />
wel sin maak.<br />
128<br />
y<br />
140<br />
120<br />
100<br />
80<br />
60<br />
40<br />
20<br />
-2 2 4 6 8 10 x 12<br />
-20<br />
Bestudeer Precalculus:<br />
pp. 302 – 307
Leereenheid 1<br />
Voorbeeld 2 Belegging teen saamgestelde rente (Erkenning: Mnr. RJ van de Venter)<br />
Indien u ʼn bedrag P by ʼn bank gaan belê vir t jare teen r % rente per jaar, jaarliks bereken,<br />
dan gebruik die bank die volgende formule om die eindbedrag A te bereken:<br />
r <br />
A P1 100<br />
<br />
<br />
t<br />
(dit is ʼn wiskundige model – ʼn formule wat ʼn werklike proses beskryf)<br />
Soos u kan sien, hang die waarde van die eindbedrag A van baie sake af, naamlik die<br />
grootte van die aanvanklike deposito P , die rentekoers r en die tyd t wat die geld in die<br />
bankrekening bly voordat u dit gaan opvra. Maar in die werklike lewe is P ʼn vaste bedrag<br />
(byvoorbeeld R3000) wat u inbetaal en die rentekoers r (byvoorbeeld 10%) gee die bank vir<br />
u op skrif. Dus is die tyd t die enigste veranderlike wat op die proses inspeel terwyl die geld<br />
in die bank lê en rente verdien (tensy die bank op enige tyd die rentekoers aanpas, of ek een<br />
of ander tyd van die geld gaan onttrek – maar vir die doel van ons bespreking laat ons sulke<br />
interessanthede vir eers buite rekening).<br />
Dus, met die bedrag R3000 en die rentekoers van 10%, kan ons die wiskundige model<br />
r <br />
(formule) A P1 100<br />
<br />
<br />
t<br />
soos volg skryf:<br />
Natuurlik vereenvoudig dit tot: 3000 11 t<br />
A ,<br />
10 <br />
A 30001 <br />
100 .<br />
Let op dat die eindbedrag A dus in werklikheid vir ʼn sekere belegging slegs afhanklik is van<br />
die veranderlike t (die aantal jaar); daarom kan ons sê dat A ʼn funksie is van t :<br />
300011 t<br />
<br />
A t ,<br />
Let nou op dat die regterkant van die funksie uit ʼn koëffisiënt (naamlik 3000) bestaan, asook<br />
ʼn grondtal (naamlik 1,1) en ʼn simboliese eksponent of onafhanklike veranderlike ,<br />
naamlik t . Die regterkant is dus ʼn eksponensiële uitdrukking. Dit is waarom ons hierdie<br />
funksie 3000 11 ʼn eksponensiële funksie noem.<br />
t<br />
A t <br />
,<br />
<br />
Laat ons nou kyk hoe die grafiek van hierdie funksie lyk, vir die eerste 10 jaar:<br />
t<br />
129
Leereenheid 1<br />
Gestel ons kyk na die waardeverminderingsprobleem.<br />
Voorbeeld 3 Waardevermindering op ʼn voertuig: (Erkenning: Mnr. RJ van de Venter)<br />
Indien u ʼn voertuig nuut koop teen ʼn bedrag P en u besit die voertuig vir t jare, dan vind<br />
waardevermindering plaas teen ʼn koers van r % rente per jaar. Die waarde van r hang hier<br />
af van ekonomiese faktore soos inflasie, maar ook die duursaamheid van die voertuig en<br />
hoeveel u dit gebruik. Voertuighandelaars gebruik gewoonlik die volgende formule om die<br />
waarde A van u voertuig na t jare te bereken:<br />
r <br />
A P1 100<br />
<br />
<br />
130<br />
t<br />
(dit is ʼn wiskundige model – ʼn formule wat ʼn werklike proses beskryf)<br />
Soos u kan sien, hang die eindwaarde A van baie sake af, naamlik die grootte van die<br />
verkoopprys P wat u vir die voertuig betaal het, die waardeverminderingskoers r en die tyd<br />
t wat die voertuig in u besit was. Neem nou aan dat die prys P ʼn bedrag van R110 000 was<br />
en dat die waardeverminderingskoers r 10% per jaar was. Dan is die tyd t die enigste<br />
veranderlike wat op die proses inspeel terwyl die voertuig in u besit is en waarde verloor<br />
(tensy u op ʼn stadium verbeterings aan die voertuig aangebring het, of skade aan die<br />
voertuig gehad het, of die voertuig meer gereeld begin gebruik het – maar vir die doel van<br />
ons bespreking laat ons sulke interessanthede vir eers buite rekening).<br />
Dus, met die prys van R110 000 en die verminderingskoers van 10%, kan ons die<br />
r <br />
wiskundige model (formule) A P1 100<br />
<br />
<br />
Natuurlik vereenvoudig dit tot: 110 000 0 9 t<br />
A <br />
,<br />
t<br />
soos volg skryf:<br />
10 <br />
A 110 0001 <br />
100 .<br />
Let op dat die eindwaarde A dus in werklikheid vir ʼn sekere voertuig slegs afhanklik is van<br />
die veranderlike t (die aantal jaar); daarom kan ons, soos voorheen, sê dat A ʼn funksie is<br />
van t :<br />
Let nou op dat die regterkant van die funksie uit ʼn koëffisiënt (naamlik 110 000) bestaan,<br />
asook ʼn grondtal (naamlik 0,9) en ʼn simboliese eksponent of onafhanklike veranderlike ,<br />
naamlik t . Die regterkant is dus ʼn eksponensiële uitdrukking. Dit is waarom ons ook<br />
110 000 0 9 t<br />
A t , ʼn eksponensiële funksie noem.<br />
hierdie funksie <br />
110 0000 9 t<br />
<br />
A t ,<br />
Laat ons nou kyk hoe die grafiek van hierdie funksie lyk, vir die eerste 10 jaar:<br />
t
Leereenheid 1<br />
Deur nou bogenoemde twee gevalle te vergelyk, kan ons interessante opmerkings maak; dit<br />
is onder meer duidelik dat ʼn eksponensiële funksie met ʼn grondtal groter as 1 ʼn stygende<br />
funksie is (dink: “belegging teen saamgestelde rente”), terwyl ʼn eksponensiële funksie<br />
met ʼn grondtal kleiner as 1 ʼn dalende funksie is (dink: “waardevermindering op ʼn<br />
voertuig”).<br />
Onthou net dat die eksponent t altyd groter of gelyk aan 0 moet wees – tyd kan nie<br />
negatiewe waardes aanneem nie.<br />
Ons kan hierdie gedagtes nou van toepassing maak op enige eksponensiële funksie van die<br />
kx<br />
vorm y a b waar a ʼn positiewe getal en kx ʼn positiewe getal is.<br />
Indien b 1,<br />
daal<br />
Indien b 1,<br />
styg<br />
kx<br />
y a b<br />
kx<br />
y a b<br />
Om egter lekker maklik berekeninge met eksponensiële funksies en eksponensiële<br />
vergelykings te kan doen, benodig ons nog een stuk gereedskap – en dit is die idee van ʼn<br />
logaritme.<br />
Bestudeer Precalculus:<br />
p. 305 voorbeeld 5<br />
131
Leereenheid 1<br />
Die baie spesiale natuurlike basis e:<br />
132<br />
Verkry internettoegang en voer die meegaande opdrag uit:<br />
Hierdie inligting is ook op die NWU se webtuiste gereserveer. Kliek op:<br />
nwu.ac.za – eFundi – <strong>MATE</strong> <strong>111</strong> – Webcontent<br />
Gaan na die web-adres:<br />
http://en.wikipedia.org/wiki/E_%28mathematical_constant%29 om die<br />
volgende vrae te beantwoord:<br />
Wie het die natuurlike basis, e, ontdek? .......................................................................<br />
Gee die waarde van e tot 6 desimale syfers: .......................................................................<br />
Gee die definisie van e: e = lim ...............................<br />
Watter waarde moet n (tot die naaste duisend) in hierdie definisie wees om tot 3 desimale<br />
syfers noukeurig te wees?<br />
Volgens watter (Taylor) reeks kan e bereken word?<br />
...................................................................................<br />
e = ......................................................................................................................<br />
Bereken e vir 6 terme in die reeks:<br />
e = ......................................................................................................................<br />
......................................................................................................................<br />
......................................................................................................................<br />
[Wenk: Die notasie 4! beteken 4 x 3 x 2 x 1 en word uitgespreek as “die fakulteit van 4 “.<br />
Kyk op “google” wat is 0!]<br />
0! = .................<br />
Dit lyk na 'n baie snaakse basis om te gebruik, maar hierdie grafiek het unieke eienskappe:<br />
Dit is die enigste funksie waarvan die helling van die raaklyn aan enige punt (afgeleide)<br />
presies die waarde van die funksie in daardie punt is, m.a.w.<br />
d<br />
dx<br />
x<br />
x<br />
dy<br />
x<br />
e e of y y e<br />
dx<br />
Soos die volgende skets aantoon is:<br />
e 0 = 1 en die helling van die raaklyn by (0; 1) is ook 1
fx = ex<br />
A: (0.00, 1.00)<br />
8<br />
7<br />
6<br />
5<br />
4<br />
3<br />
2<br />
1<br />
-1<br />
A<br />
-4 -2 2 4 6 8 10 12<br />
Bestudeer Precalculus:<br />
pp. 310 - 312<br />
y = e x<br />
x = 3<br />
y = 3<br />
Individuele PC-opdrag /<br />
PowerPoint<br />
Hersiening van Eksp funksies.ppt op eFundi<br />
Leereenheid 1<br />
133
Leereenheid 1<br />
Verskillende tipes eksponensiële vergelykings:<br />
1. Eksponensiële groei:<br />
134<br />
y = ab cx met b > 1 die groeifaktor.<br />
Voorbeelde is bevolkingsaanwas, saamgestelde rente en die groei van bakterieë.<br />
2. Eksponensiële verval:<br />
y = ab -cx met b > 1 of y =<br />
1 <br />
a <br />
b <br />
Die eksponent is negatief of die grondtal is 'n breuk.<br />
Voorbeelde is radio-aktiewe verval en depresiasie.<br />
3. Beperkte eksponensiële groei:<br />
y =a(1 – b -cx ) met b > 1 en c > 0.<br />
cx<br />
.<br />
Voorbeelde is groei van bakterieë in 'n beperkte medium en by laai van<br />
kapasitors.<br />
4. Logistiese groeifunksie<br />
c<br />
<br />
1 ae<br />
t bt<br />
f <br />
met a, b en c positiewe konstantes.<br />
Voorbeelde is populasies waarvan die groei beperk word deur beskikbaarheid van<br />
bronne.<br />
Opmerking: U hoef nie laasgenoemde twee modelle te memoriseer nie.<br />
Rente as Eksponensiële groei:<br />
Enige konstante persentasie groei a.g.v. saamgestelde rente kan deur die vergelyking:<br />
<br />
1 % x<br />
y A r -------------(1)<br />
gemodelleer word, met A die beginwaarde, r die rentekoers, x die aantal tydperiodes<br />
verloop en y die finale waarde.<br />
r<br />
M.a.w. b = 1 + r% = 1 is die groeifaktor.<br />
100<br />
Individuele PC-opdrag /<br />
PowerPoint<br />
Eksp verval.ppt op eFundi
Leereenheid 1<br />
Verkry internettoegang om ekstra opsionele voorbeelde deur te werk.<br />
Hierdie inligting is ook op die NWU se webtuiste gereserveer. Kliek op:<br />
nwu.ac.za – eFundi – <strong>MATE</strong> <strong>111</strong> – Webcontent<br />
Gebruik die adresse:<br />
www.purplemath.com/modules/expoprob2.htm<br />
en<br />
www.purplemath.com/modules/expofcns4.htm<br />
VOLTOOI VOORBEELD 4 (Eksponensiële groei):<br />
In die volgende tabel word die bevolkingsyfers vir Engeland en Wallis vanaf 1841 tot 1901<br />
gegee:<br />
Jaar 1841 1851 1861 1871 1881 1891 1901<br />
Bevolking<br />
(in miljoene)<br />
Verhoudings - 1,126<br />
15,9 17,9 20,1 22,7 26,0 29,0 32,5<br />
Teken die punte (neem 1841 as 0 jare) op die volgende assestelsel:<br />
35<br />
y<br />
30<br />
Bevolking<br />
in<br />
25<br />
miljoene<br />
20<br />
15<br />
10<br />
5<br />
1841<br />
-10 10 20 30 40 50 60<br />
-5<br />
Jare na 1841<br />
Dit lyk na onbeperkte eksponensiële groei. Daarom kies ons die vergelyking: y = ab x .<br />
Stel x = 0 in hierdie vergelyking om a te bereken: ...............................................<br />
...............................................<br />
...............................................<br />
x<br />
135
Leereenheid 1<br />
Metode 1 (eerste punt en gemiddeld van verhoudings) om b te bereken:<br />
Voltooi die tabel deur die verhoudings van die opeenvolgende bevolkingsyfers tot 3 desimale<br />
syfers uit te werk. [Beskou die bevolking as terme in 'n meetkundige reeks en probeer die<br />
konstante verhouding bepaal. Daarom kan hierdie metode slegs gebruik word as die<br />
waardes van die onafhanklike veranderlike van die beginwaarde in konstante intervalle<br />
gegee word.]<br />
17,<br />
9<br />
1,<br />
126<br />
15,<br />
9<br />
136<br />
20,<br />
1<br />
<br />
17,<br />
9<br />
.......... .<br />
Omdat ons nie 'n konstante verhouding kry nie, word die gemiddeld van hierdie (6)<br />
verhoudings bereken ................................................<br />
Neem nou hierdie waarde vir b.<br />
b = .......................................<br />
Die eksponensiële model wat hierdie situasie kan beskryf, word dus gegee deur:<br />
y = 15,9(……..) x<br />
Bereken y(10) = …………………….. = ………………….<br />
Is hierdie model honderd persent akkuraat? ……………<br />
Metode 2 (eerste en laaste punte) [soos by die reguit lyn]:<br />
Ons het reeds die waarde van a bereken deur die eerste punt in te stel.<br />
Nou gebruik ons die laaste punt om b te bereken.<br />
32,5 = 15,9(b) 60 Hoekom die 60? ..................................................<br />
60 32,<br />
5 <br />
b <br />
15,<br />
9 <br />
<br />
1<br />
60<br />
32, 5 <br />
b = ..................................<br />
15,<br />
9<br />
Bereken: y(10) = ......................................... = ...................................................<br />
y(20) = ......................................... = ...................................................<br />
Is hierdie model honderd persent akkuraat? ....................<br />
Watter model het die beste resultate gelewer? ....................
Leereenheid 1<br />
Metode 3 (enige twee punte wat nie die eerste een insluit nie) om beide a en b te<br />
bereken<br />
Gestel die vorige tabel het net die volgende inligting verskaf en ons weet die model het die<br />
x<br />
vorm: y ab .<br />
Jaar 1841 1851 1861 1871 1881 1891 1901<br />
Bevolking<br />
(in miljoene)<br />
Vervang (20; 20,1) en (50; 29,0) in die model:<br />
20,<br />
1 ab<br />
29 ab<br />
2 1 <br />
<br />
50<br />
20<br />
1 2 29 ab<br />
:<br />
<br />
20,<br />
1 ab<br />
29 30<br />
b<br />
20,<br />
1<br />
29 <br />
b <br />
20,<br />
1<br />
1,<br />
012<br />
<br />
20<br />
1<br />
30<br />
Vervang b 1, 012 in ( 1)<br />
:<br />
20, 1 a 1, 012<br />
20, 1<br />
a 20<br />
1, 012<br />
15, 834<br />
50<br />
20<br />
grondtal moet positief<br />
<br />
Vergelyking 15 834 1 012 x<br />
: y , ,<br />
20,1 29,0<br />
wees<br />
Waarskuwing: Metode 1 kan slegs gebruik word indien daar konstante interval by die<br />
onafhanklike veranderlikes se waardes voorkom.<br />
Kan jy die verband tussen metode 1 en ʼn meetkundige ry insien?<br />
137
Leereenheid 1<br />
Voltooi Voorbeeld 5:<br />
Die half-leeftyd van koolstof-14 is 5730 jaar. Gestel daar is aanvanklik (op tydstip t = 0) a<br />
gram koolstof-14 in 'n fossiel.<br />
Wat beteken half-leeftyd? .....................................................................................................<br />
138<br />
.................................................................................................................................<br />
Ontwikkel 'n vergelyking m(t) wat die massa van koolstof-14 na t jare modelleer.<br />
Omdat<br />
.................................................................................................................................<br />
.................................................................................................................................<br />
.................................................................................................................................<br />
.................................................................................................................................<br />
.................................................................................................................................<br />
.................................................................................................................................<br />
.................................................................................................................................<br />
x<br />
y 2 'n stygende funksie is, kan ons die volgende afleidings maak:<br />
As a < b, sal 2 a < 2 b<br />
en omgekeerd<br />
as 2 c < 2 d , sal c < d.<br />
Omdat<br />
y 0, 5<br />
x<br />
'n dalende funksie is, kan ons die volgende afleidings maak:<br />
As a < b, sal 0,5 a > 0,5 b<br />
en omgekeerd<br />
as 0,5 c < 0,5 d , sal c > d.<br />
Opmerking: Daar is nêrens sprake van grondtalle uitkanselleer nie!!! By ʼn stygende funksie<br />
is daar dieselfde verband tussen die afhanklike en ooreenstemmende onafhanklike<br />
veranderlikes, maar by die dalende funksie nie.
Leereenheid 1<br />
Werk ook deur die volgende voorbeelde uit Baxter: Toon die berekeninge by nommers 2c en<br />
3d en e.<br />
139
Leereenheid 1<br />
140<br />
Individuele PC-opdrag /<br />
PowerPoint<br />
Beperkte Eksp groei.ppt op eFundi
Voltooi die volgende:<br />
OPDRAG 11A:<br />
Leereenheid 1<br />
Selfstudie: Alle Oefeninge oor Grafieke in die Addendum pp. 57-59<br />
Neem u antwoorde saam na die kontakgeleentheid/ groepbyeenkoms vir<br />
bespreking<br />
Individuele oefening.<br />
1. Precalculus Oefening 4.1 no. 6<br />
2. Precalculus Oefening 4.1 no. 9<br />
3. Precalculus Oefening 4.1 no. 12<br />
4. Precalculus Oefening 4.1 no. 21<br />
5. Precalculus Oefening 4.1 no. 28<br />
6. Precalculus Oefening 4.1 no. 42<br />
7. Precalculus Oefening 4.1 no. 47<br />
8. Precalculus Oefening 4.1 no. 52<br />
9. Precalculus Oefening 4.1 no. 55<br />
10. Gebruik jou Geometer’s Sketchpad en teken die volgende lede van die familie van<br />
eksponensiële funksies op dieselfde assestelsel in verskillende kleure en diktes. Heg<br />
aan in eFundi en lewer ook ‘n hardekope in.<br />
10.1 y 1 y 2 y 3 y 4 y 10<br />
10.2<br />
x x x x x<br />
x x x x<br />
1 1 1 1 <br />
y y y y <br />
2 3 4 5 <br />
[Onthou om die asse en grafieke te benoem.]<br />
10.3 Gebruik u grafieke om af te lei wanneer ‘n eksponensiële funksie<br />
of dalend sal wees.<br />
11. Precalculus Oefening 4.1 no. 19<br />
12. Precalculus Oefening 4.1 no. 22<br />
x<br />
y b stygend<br />
141
Leereenheid 1<br />
Vir vraag 13 tot 15. Rekonstrueer die volgende sketse d.m.v. GSP. Stel eers die asse<br />
soos op die sketse. Identifiseer die moederfunksie (in “BOLD”). Teken daarna ook die<br />
ander grafieke (beeldfunksies) m.b.v. transformasies. Skryf die vergelykings van die<br />
grafieke neer volgens die formaat in die studie gids. Benoem ook die tipe<br />
transformasie(s). Stoor elke skets op jou geheuestokkie.<br />
13 FIGUUR K<br />
Moederfunksie: f(x) = 2 x<br />
Beeldfunksies: ........................................................<br />
142<br />
-4 -3 -2 -1 1 2 3<br />
........................................................<br />
........................................................<br />
........................................................<br />
........................................................<br />
........................................................<br />
Tipe transformasie(s): ........................................................<br />
........................................................<br />
4<br />
3.5<br />
3<br />
2.5<br />
2<br />
1.5<br />
1<br />
0.5<br />
-0.5<br />
-1
14 FIGUUR N<br />
Moederfunksie: ........................................................<br />
Beeldfunksies: ........................................................<br />
........................................................<br />
........................................................<br />
........................................................<br />
........................................................<br />
........................................................<br />
Tipe transformasie(s): ........................................................<br />
5<br />
4<br />
3<br />
2<br />
1<br />
-3 -2 -1 1 2 3<br />
-1<br />
-2<br />
Leereenheid 1<br />
143
Leereenheid 1<br />
15. FIGUUR L<br />
Moederfunksie: ........................................................<br />
Beeldfunksies: ........................................................<br />
144<br />
........................................................<br />
........................................................<br />
Tipe transformasie(s): ........................................................<br />
......................................................<br />
16. Ruan koop 'n motor vir R 50 000. Die waardevermindering per jaar is 15%.<br />
16.1 Wat sal die waarde van die motor oor 2 jaar wees?<br />
16.2 Bereken die oorspronklike prys van die motor as dit nou 7 jaar oud is.<br />
16.3 Hoeveel was die motor 3 jaar gelede werd?<br />
(Wenk: jy mag ook negatiewe eksponente gebruik)<br />
y<br />
1<br />
C B<br />
A: (1.00, 0.50)<br />
B: (1.00, 2.00)<br />
C: (0.50, 2.00)<br />
A<br />
x
17. 'n Pendulum word 80 cm horisontaal vanaf die<br />
rusposisie getrek en dan gelos. Die maksimum afstand<br />
van die swaaie word vir 5 minute aangeteken in die<br />
t<br />
volgende tabel. Neem s ab as vergelyking om die<br />
aksie te modelleer.<br />
Tyd in minute 0 1 2 3 4 5<br />
Maksimum afstand in cm 80 66 55 46 38 32<br />
Leereenheid 1<br />
17.1 Gestel t is die onafhanklike veranderlike vir tyd en s die afhanklike veranderlike<br />
vir die maksimum afstand (amplitude). Gebruik die metode van gemiddelde van<br />
verhoudings tussen opeenvolgende afstande om 'n vergelyking te vind wat die<br />
situasie modelleer.<br />
17.2 Bereken die amplitude vanaf die rusposisie na 9 minute.<br />
17.3 Na hoeveel minute sal die amplitude minder as 5 cm wees?<br />
18. Precalculus Oefening 4.2 no. 2<br />
19. Precalculus Oefening 4.2 no. 4<br />
20. Precalculus Oefening 4.2 no. 8<br />
21. Precalculus Oefening 4.2 no. 11<br />
22. Precalculus Oefening 4.2 no. 17<br />
23. Precalculus Oefening 4.2 no. 22<br />
24. Precalculus Oefening 4.2 no. 31<br />
25. Precalculus Oefening 4.2 no. 23<br />
26. 'n Radio aktiewe element verval op so 'n manier dat na t dae die massa in milligram<br />
gegee word deur:<br />
<br />
N t 100 e <br />
<br />
0, 062t<br />
26.1 Hoeveel mg van die element was daar oorspronklik? (t = 0)<br />
26.2 Hoeveel mg sal na 10 dae oor wees?<br />
26.3 Wat is die half-leeftyd van die element? (Doen eers in opdrag 19B )<br />
26.4 Maak 'n skets van die grafiek.<br />
145
Leereenheid 1<br />
27. Die waarskynlikheid dat 'n telefoonoperateur presies x<br />
oproepe gedurende 'n bepaalde tydperk sal ontvang,<br />
word gegee deur:<br />
146<br />
P<br />
3<br />
x<br />
e 3<br />
.<br />
x!<br />
Bereken die waarskynlikheid dat die operateur presies<br />
drie oproepe sal ontvang. Rond die antwoord af tot vier<br />
desimale syfers.<br />
Het u sommige van die oefeninge met The Geometer’s Sketchpad gekontroleer?<br />
Sien assessering en terugvoering op p. viii<br />
Voltooi die volgende:<br />
OPDRAG 11B:<br />
Individuele oefening.<br />
1. Precalculus Oefening 4.1 no. 6<br />
2. Precalculus Oefening 4.1 no. 9<br />
3. Precalculus Oefening 4.1 no. 12<br />
4. Precalculus Oefening 4.1 no. 21<br />
5. Precalculus Oefening 4.1 no. 28<br />
6. Precalculus Oefening 4.1 no. 42<br />
7. Precalculus Oefening 4.1 no. 47<br />
8. Precalculus Oefening 4.1 no. 52<br />
9. Precalculus Oefening 4.1 no. 55<br />
10. Gebruik jou Geometer’s Sketchpad en teken die volgende lede van die familie van<br />
eksponensiële funksies op dieselfde assestelsel in verskillende kleure en diktes. Heg<br />
aan in eFundi en lewer ook ‘n hardekope in.<br />
10.1 y 1 y 2 y 3 y 4 y 10<br />
10.2<br />
x x x x x<br />
x x x x<br />
1 1 1 1 <br />
y y y y <br />
2 3 4 5 <br />
[Onthou om die asse en grafieke te benoem.]
10.3 Gebruik u grafieke om af te lei wanneer ‘n eksponensiële funksie<br />
of dalend sal wees.<br />
11. Precalculus Oefening 4.1 no. 20<br />
12. Precalculus Oefening 4.1 no. 60<br />
Leereenheid 1<br />
x<br />
y b stygend<br />
Vir vraag 13 tot 15. Rekonstrueer die volgende sketse d.m.v. GSP. Stel eers die asse<br />
soos op die sketse. Identifiseer die moederfunksie (in “BOLD”). Teken daarna ook die<br />
ander grafieke (beeldfunksies) m.b.v. transformasies. Skryf die vergelykings van die<br />
grafieke neer volgens die formaat in die studie gids. Benoem ook die tipe<br />
transformasie(s). Stoor elke skets op jou geheuestokkie<br />
13. FIGUUR O<br />
-6 -4 -2 2 4<br />
Moederfunksie: f(x) = 6 x<br />
Beeldfunksies: ........................................................<br />
........................................................<br />
........................................................<br />
........................................................<br />
........................................................<br />
........................................................<br />
Tipe transformasie(s): ........................................................<br />
........................................................<br />
5<br />
4<br />
3<br />
2<br />
1<br />
147
Leereenheid 1<br />
14. FIGUUR M<br />
Moederfunksie: ........................................................<br />
Beeldfunksies: ........................................................<br />
148<br />
-7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 1<br />
........................................................<br />
........................................................<br />
........................................................<br />
........................................................<br />
........................................................<br />
Tipe transformasie(s): ........................................................<br />
........................................................<br />
9<br />
8<br />
7<br />
6<br />
5<br />
4<br />
3<br />
2<br />
1<br />
-1
15. FIGUUR P<br />
Moederfunksie: ........................................................<br />
Beeldfunksies: ........................................................<br />
Tipe transformasie(s): ........................................................<br />
........................................................<br />
16. Die aantal bakterieë in 'n kweking word na t minute bereken deur die formule:<br />
4 <br />
N 400 <br />
3 <br />
16.1 Hoeveel bakterieë is aanvanklik in die kweking?<br />
16.2 Hoeveel bakterieë sal na 4 minute teenwoordig wees?<br />
17. Elke musieknoot word geassosieer met<br />
'n frekwensie wat in hertz (Hz) gemeet<br />
word. Hz beteken die aantal vibrasies<br />
per sekonde. In die volgende tabel is<br />
die benaderde frekwensies van die<br />
oktaaf note vanaf middel-C op 'n klavier<br />
opwaarts tot by die volgende C .<br />
As jy 'n klavier oopmaak behoort jy te<br />
kan sien dat die snare 'n eksponensiële<br />
kurwe vorm van lank tot kort.<br />
t<br />
Leereenheid 1<br />
149
Leereenheid 1<br />
150<br />
Klaviernote<br />
Nootname Note bokant middel-C Frekwensie (Hz) Verhoudings<br />
Middel-C 0 262<br />
C# 1 277<br />
D 2 294<br />
D# 3 311<br />
E 4 330<br />
F 5 349<br />
F# 6 370<br />
G 7 392<br />
G# 8 415<br />
A 9 440<br />
A# 10 466<br />
B 11 494<br />
C 12 523<br />
17.1 Teken hierdie punte m.b.v. GSP (gebruik plot points)<br />
17.2 Vind ‘n model wat deur hierdie punte pas (met die verhoudings-metode) deur tot<br />
vier desimale syfers noukeurig te werk.<br />
17.3 Kontroleer met die eerste- laaste punt metode.<br />
17.4 Gebruik die note E en B om met ‘n derde metode die model te vind.<br />
17.5 Lewer die drie modelle ‘n verskil?<br />
17.6 Teken jou modelle m.b.v. GSP op dieselfde grafiek as 17.1.<br />
17.7 Gebruik die model in 17.2 om die frekwensie te bepaal van ‘n noot twee oktawe<br />
bokant middel-C. (noot 24)<br />
17.8 Watter noot het ‘n frekwensie van 600 Hz?<br />
17.9 Die gemiddelde menslike oor kan frekwensies tussen 20 en<br />
20 000 Hz waarneem. Indien die klavier uitgebrei sou word, wat is die laagste<br />
17.10 en hoogste tone wat die menslike oor kan waarneem t.o.v. middel-C?<br />
17.11 Is hierdie 'n voorbeeld van 'n meetkundige ry? Motiveer jou antwoord.<br />
18. Precalculus Oefening 4.2 no. 2<br />
19. Precalculus Oefening 4.2 no. 4
20. Precalculus Oefening 4.2 no. 8<br />
21. Precalculus Oefening 4.2 no. 11<br />
22. Precalculus Oefening 4.2 no. 17<br />
23. Precalculus Oefening 4.2 no. 22<br />
24. Precalculus Oefening 4.2 no. 31<br />
25. Precalculus Oefening 4.2 no. 20<br />
26. Precalculus Oefening 4.2 no. 25<br />
27. Die geprojekteerde populasie P van 'n stad word gegee deur:<br />
P e<br />
0, 005t<br />
100000 ,<br />
waar t die aantal jare na 1990 is. Voorspel die populasie in 2010.<br />
Leereenheid 1<br />
28. 'n Hemositometer is 'n telkamer wat in vierkante verdeel is om mikroskopiese strukture<br />
in 'n vloeistof te bestudeer. In 'n bekende eksperiment is suurdeegselle verdun en<br />
deeglik gemeng in 'n vloeistof. Die mengsel is in 'n hemositometer geplaas.<br />
Die aantal selle op elke vierkant is met 'n mikroskoop getel. Die waarskynlikheid dat<br />
daar presies x suurdeegselle in 'n vierkant getel word, word gegee deur die bekende<br />
<br />
x<br />
e <br />
model van 'n Poisson distribusie funksie f x , met = 1,8. Bereken die<br />
x!<br />
waarskynlikheid (tot 3 desimale syfers) dat daar presies 4 selle op 'n bepaalde vierkant<br />
gevind is.<br />
[Die antwoord beteken dat daar byvoorbeeld uit 400 vierkante<br />
400X(jou antwoord) …………………….. selle gevind word.]<br />
Het u sommige van die oefeninge met The Geometer’s Sketchpad gekontroleer?<br />
Sien assessering en terugvoering op p. viii<br />
151
Leereenheid 1<br />
1.5.7 Logaritmiese Funksies<br />
Die logaritmiese funksie is die inverse van die eksponensiële funksie en word verder as deel<br />
van die inverse funksies in leergedeelte 2.3 hanteer.<br />
152
1.5.8 Algebraïese Funksies<br />
Jy benodig ongeveer 3 uur om hierdie leergedeelte suksesvol te voltooi.<br />
Leereenheid 1<br />
Algebraïese funksies word saamgestel deur die gebruik van algebraïese bewerkings.<br />
Onthou dat hierdie groep ook die rasionale funksies en dus ook polinome insluit.<br />
’n Voorbeeld van ’n algebraïese funksie vind ons in relawitietsteorie. Die massa m van ’n<br />
deeltjie met snelheid v is<br />
m <br />
f<br />
v <br />
m<br />
o<br />
v<br />
1 <br />
c<br />
met mo die massa van die deeltjie in rus en s km<br />
c / 10 3<br />
5<br />
die spoed van lig in ’n vakuum.<br />
Voltooi die volgende:<br />
Opdrag 12A :<br />
2<br />
2<br />
Selfstudie: Alle Oefeninge oor Grafieke in die Addendum pp. 60-62<br />
Neem u antwoorde saam na die kontakgeleentheid/ groepbyeenkoms vir<br />
bespreking<br />
Individuele oefening.<br />
1. Precalculus p. 221 no. 24<br />
2. Precalculus p. 293 no. 21<br />
3. Precalculus Oefening 3.2 no. 75<br />
5x<br />
2<br />
4. Teken f x en bepaal die interval waarop die funksie dalend is.<br />
2<br />
x<br />
153
Leereenheid 1<br />
x<br />
5. Bepaal die funksie met f x Ca as<br />
154<br />
model en meegaande grafiese<br />
voorstelling:<br />
6. Precalculus Oefening 4.6 no. 11<br />
2<br />
x<br />
7. Gebruik GSP en teken grafieke van f x x en gx 2 op dieselfde assestelsel.<br />
Plaas 'n punt op elke grafiek en ”measure” die koördinate. Skuif die punte sodat die xkoördinate<br />
12 is. “Measure” die y - koördinate. “Calculate” die verhouding tussen die<br />
2<br />
x<br />
y -koördinate van f x x en gx 2 . Stuur via eFundi.<br />
8. Soos in Opdrag 12B.<br />
Opdrag 12B:<br />
Klassifiseer die volgende funksies:<br />
1. f x 1 x<br />
2. g x 2x 2<br />
2x<br />
3<br />
3x<br />
3. hx<br />
10e<br />
20 3<br />
<br />
j x .<br />
x 6<br />
4. <br />
k m 3m<br />
5. 6<br />
s t 10t 9,<br />
8t<br />
6. 2<br />
(-1 ; 15)<br />
7. Precalculus Oefening 4.1 no. 40. (Moenie die funksiewaardes uitwerk nie. Plaas punte<br />
op beide grafieke en gebruik “measure coordinates” om die funksie-waardes te<br />
bereken.)<br />
8. Bestudeer die volgende grafieke en beantwoord die vrae deur geen, een of twee<br />
moontlike antwoorde te gee:<br />
y<br />
5<br />
x
-3<br />
y<br />
10 y=f(x)<br />
4<br />
2<br />
20<br />
10<br />
-6 -4 -2 2 4 6<br />
8<br />
6<br />
2<br />
y<br />
-10<br />
-20<br />
-30<br />
-40<br />
y = m(x)<br />
-5 5 10<br />
y=w(x)<br />
-5<br />
y<br />
4 4<br />
-2<br />
-2<br />
y=p(x)<br />
-1<br />
y<br />
4<br />
1<br />
-2<br />
2<br />
2<br />
5<br />
Leereenheid 1<br />
8.1 Watter funksie sal die volgende situasie die beste beskryf? “As jy ’n vaste<br />
hoeveelheid heiningdraad het, die oppervlakte van jou reghoekige tuin deur die<br />
wydte bepaal word. Met die wydte klein, is die oppervlakte klein. As die wydte<br />
toeneem, word die oppervlakte groter. Die oppervlakte word al hoe stadiger<br />
groter tot op ’n maksimum. As die wydte verder vergroot word, word die<br />
oppervlakte vinniger kleiner totdat dit 0 is.<br />
8.2 Gee die definisieversameling van p in versamelingkeurdernotasie.<br />
8.3 Gee die waardeversameling van p in intervalnotasie.<br />
8.4 Gee die definisieversameling van w in intervalnotasie.<br />
x<br />
8.5 Gee die waardeversameling van w in versamelingkeurdernotasie.<br />
x<br />
x<br />
x<br />
20<br />
15<br />
10<br />
5<br />
-3 -2 -1 1 2 3 4<br />
2<br />
y<br />
-5<br />
-10<br />
-15<br />
-20<br />
-25<br />
y<br />
2<br />
1<br />
-1<br />
-2<br />
1<br />
y=h(x)<br />
-300 -200 -100 100 200 300<br />
y<br />
y=v(x)<br />
2<br />
y<br />
3<br />
2<br />
1<br />
3<br />
y=g(x)<br />
-4 -2 2 4<br />
1<br />
-1 -1<br />
-2<br />
-3<br />
y=q(x)<br />
x<br />
500 x<br />
x<br />
x<br />
155
Leereenheid 1<br />
156<br />
8.6 Watter grafiek(e) is stuksgewyse funksies?<br />
8.7 Watter grafieke is die van ewe funksie(s)?<br />
8.8 Watter grafieke is die van onewe funksie(s)?<br />
8.9 Watter grafieke is nie ʼn ewe of onewe funksie nie?<br />
8.10 Op watter interval is f stygend?<br />
8.11 Gee die “rise” van q.<br />
8.12 Gee die “run” van q:<br />
8.13 Gee die vergelyking van q.<br />
8.14 Gee die vergelyking van f.<br />
8.15 Gee die vergelyking van p in wortelvorm.<br />
8.16 Gee die vergelyking van h in wortelvorm as gegee is dat a=2.<br />
8.17 Gee die vergelyking van die vierdegraadse polinoom m in wortelvorm as gegee<br />
is dat a=1.<br />
Het u sommige van die oefeninge met The Geometer’s Sketchpad gekontroleer?<br />
Sien assessering en terugvoering op p. viii
1.5.9 Trigonometriese Funksies<br />
Jy benodig ongeveer 15 uur om hierdie leergedeelte suksesvol te voltooi.<br />
Leereenheid 1<br />
Die oplos van vergelykings, veral in trigonometrie, word dikwels slegs algebraïes gedoen met<br />
behulp van tegnieke wat aangeleer word. Indien vergelykings grafies opgelos sou word, word<br />
dit slegs ter wille van die oplossing gedoen - die verband met lewenswerklike probleme word<br />
meestal geïgnoreer of buite rekening gelaat. Gevolglik word in hierdie module aandag gegee<br />
aan die opstel van vergelykings uit lewenswerklike situasies en die oplos daarvan op<br />
algebraïese sowel as grafiese wyse, asook die interpretasie van oplossings.<br />
Bestudeer Precalculus:<br />
pp. 400 – 415<br />
Weet jy waar die trigonometriese funksies vandaan kom?<br />
'n Groot aantal fisiese verskynsels of prosesse in die werklike lewe het te doen met<br />
harmoniese gedrag (dit is gedrag wat reëlmatig periodies herhaal word).<br />
Kan u aan voorbeelde van sulke prosesse dink?<br />
Enkele voorbeelde hiervan is die meeste vibrasies, golfbeweging, rotasiebeweging,<br />
wisselstrome en wisselspannings en selfs die getye van die oseane.<br />
Die vraag is hoe ons dan nou te werk kan gaan om sulke verskynsels of prosesse wiskundig<br />
voor te stel.<br />
Ons kan aanvoel dat 'n sekere tipe wiskundige funksie, wat 'n reëlmatig-herhaalde gedrag<br />
voorstel, hiervoor nodig sal wees.<br />
Ken u 'n voorbeeld van so 'n funksie?<br />
Die antwoord lê, heel verrassend, in die manier waarop die trigonometriese funksies y=sin θ<br />
en y=cos θ gedefinieer is.<br />
Vir die meeste mense is hierdie twee basiese trigonometriese funksies iets wat uitsluitlik met<br />
driehoeke en sye en binnehoeke geassosieer word.<br />
Dit is egter so dat y=sin θ en y=cos θ vir heeltemal ander sake ook nuttig is.<br />
Dit sal eers duidelik blyk wanneer ons ondersoek instel na 'n eenvoudige voorbeeld van<br />
reëlmatig-herhaalde beweging, naamlik die beweging van 'n punt P op die rand van 'n<br />
roterende sirkelskyf met radius van een eenheid.<br />
Kom ons ondersoek hierdie situasie:<br />
Voer die volgende drie aktiwiteite self uit:<br />
157
Leereenheid 1<br />
158
Doen ook aktiwiteit nr. 2:<br />
Leereenheid 1<br />
159
Leereenheid 1<br />
Doen ook aktiwiteit nr. 3:<br />
Wat is die verband tussen die sinus- en cosinusgrafiek? .......................................................<br />
....................................................................................................................................................<br />
160
U resultate kan as volg opgesom word:<br />
En ook:<br />
y= sin x<br />
y= cos x<br />
amplitude=1<br />
amplitude=1<br />
-1<br />
-1<br />
O<br />
O<br />
Leereenheid 1<br />
Dit is insiggewend dat die beweging van 'n punt op die omtrek (rand) van 'n roterende<br />
sirkelskyf met radius a gebruik kan word om die krommes van die funksies y= a sin θ<br />
en y= a cos θ te genereer.<br />
Indien slegs die horisontale posisie van die punt beskou word, dan vind mens dat terwyl die<br />
sirkel roteer, dit lyk asof die punt heen-en-weer beweeg tussen a en -a.<br />
Indien slegs die vertikale posisie van die punt beskou word, dan vind mens dat terwyl die<br />
sirkel roteer, dit lyk asof die punt op-en-af beweeg tussen a en -a.<br />
Die sinus- en kosinusfunksie kom dus "vanself" na vore waar harmoniese prosesse soos<br />
byvoorbeeld rotasiebeweging plaasvind!<br />
Y<br />
1<br />
Y<br />
1<br />
90<br />
90<br />
360<br />
360<br />
180<br />
270<br />
180<br />
270<br />
360<br />
360 X<br />
X<br />
161
Leereenheid 1<br />
Die voorafgaande gee ons 'n manier om enige reëlmatig-herhaalde proses wiskundig voor te<br />
stel as 'n sinus- of kosinusfunksie.<br />
Werk deur die volgende om weer die gevoel te versterk dat die sinus-grafiek verkry word<br />
deur die hoogte (teenoorstaande sy in die driehoek met skuinssy 1 eenheid) van 'n<br />
reëlmatige beweging.<br />
As jy met 'n eenheidsirkel (radius 1) werk, is<br />
162<br />
teenoorstaande sy vertikale verplasing<br />
sin hoogte (bo of onder x as) .<br />
skuinssy 1<br />
Die hoogte word as positief geplot bokant die x-as en negatief onderkant die x-as.<br />
Netso is<br />
aangrensende sy horisontale verplasing vanaf oorsprong<br />
cos horisontale verplasing<br />
skuinssy 1<br />
x; y cos ; sin <br />
in ‘n eenheidsirkel.<br />
Ek gebruik die woord ”verplasing” i.p.v. afstand, want verplasing is 'n vektor wat grootte en<br />
rigting het. Verplasing is positief in die rigting van die positiewe x-as en negatief in die rigting<br />
van die negatiewe x-as. Om die cosinus-kurwe te kry, teken ons die horisontale verplasing<br />
vertikaal (volgens 'n skaal op die y-as).<br />
CD-ROM.<br />
SBO: Skakel CD aan en kliek op G.<br />
Residensieel: Lees paragraaf hieronder.<br />
[Indien jy dit self op die Internet wil doen, gaan na die adres: http://www.keymath.com/, kliek<br />
op “Discovering Advanced Algebra”, kliek daarna op “Dynamic Algebra Explorations”, kliek<br />
daarna op “Defining Circular Functions”. Maak seker dat jy op die eerste skets 'n<br />
eenheidsirkel het, ander kliek jy op “unit circle”. Skuif die punt (x, y) en kyk na die tekens van<br />
sinus en cos in die verskillende kwadrante. Die tweede en derde sketse wys hoe die sinus-<br />
en kosinuskrommes geteken kan word.] Op eFundi sal jy ook die programme Sinus<br />
tracer.gsp en Cos tracer.gsp vind wat dieselfde bewegings uitvoer.<br />
Bogenoemde animasies sal in die kontaksessie vertoon word.<br />
Werk deur die volgende om weer te besef dat die sinus-grafiek verkry word deur die vertikale<br />
verplasing (teenoorstaande sy) van die driehoek in 'n sirkelbeweging.
1.5<br />
1<br />
0.5<br />
Leereenheid 1<br />
Gebruik hierdie assestelsel om die punte te teken wat op die volgende twee bladsye gevra<br />
word. Vul ook die gevraagde h-waardes in op die tweede bladsy:<br />
50 100 150 200 250 300<br />
-0.5<br />
-1<br />
-1.5<br />
163
Leereenheid 1<br />
164
Leereenheid 1<br />
165
Leereenheid 1<br />
Hoeksnelheid:<br />
Veral tydafhanklike harmoniese funksies kan goed gehanteer word deur die konsep van<br />
hoeksnelheid in te voer:<br />
Noem die tyd wat een volle siklus van 'n reëlmatig-herhaalde proses duur, die periode T van<br />
die proses.<br />
Hou egter in gedagte dat een volledige omwenteling van 'n sirkel met 'n hoek van 360º<br />
geassosieer word.<br />
Ons moet nou 'n verband vind tussen T en die rotasiehoek θ van die sirkel.<br />
Dit kan maklik gedoen word deur te stel dat die grootte van die hoek θ afhang van hoe vinnig<br />
die rotasie van die sirkel plaasvind. Net soos ons snelheid definieer as die tempo waarteen<br />
s<br />
verplasing verander, of verandering in verplasing gedeel deur die verandering in tyd: v ,<br />
t<br />
<br />
noem ons hierdie draaitempo die hoeksnelheid en dui dit aan met <br />
t<br />
<br />
, gemeet in grade<br />
per sekonde.<br />
<br />
of<br />
t<br />
166<br />
360 of<br />
T<br />
2<br />
T<br />
grade<br />
Dus: = x t Want : grade sekonde<br />
sekonde<br />
Vir een volle siklus geld nou: x T = 360<br />
Dit gee 'n handige manier om die periode T van 'n harmoniese proses of beweging te<br />
bereken indien die hoeksnelheid bekend is.<br />
T<br />
<br />
<br />
<br />
360<br />
Ons kan dus die trigonometriese funksies y= a sin θ en y= a cos θ wat eintlik funksies van<br />
hoeke is, gaan herskryf as funksies van tyd, en in terme van hoeksnelheid:<br />
Let daarop dat die veranderlike a die amplitude van die proses genoem word (by<br />
rotasiebeweging kom a ooreen met die radius van die rotasie).<br />
Die sin- en cos-funksies kan nou grafies voorgestel word as funksies van tyd, sodat die<br />
horisontale as eintlik nou 'n Tyd-as (afgemeet in gerieflike tydeenhede, gewoonlik sekondes)<br />
word.<br />
Ook sal alle afsnitte op die horisontale as nou tyds-waardes wees:
Leereenheid 1<br />
Enige harmoniese proses besit ook 'n frekwensie f, dit is 'n getal gemeet in Hertz (wat<br />
"siklusse per sekonde" beteken).<br />
Frekwensie word gedefinieer as die resiprook (omgekeerde) van die periode, so<br />
1<br />
f <br />
T<br />
.......... .......... .<br />
1 Uit ons definisie van hoeksnelheid het ons gesien dat<br />
360<br />
T <br />
<br />
.......... ........<br />
2 Vervang ons nou (2) in (1) kry ons:<br />
1 <br />
f <br />
360<br />
360<br />
<br />
<br />
amplitude=a<br />
amplitude=a<br />
O<br />
O<br />
y<br />
a<br />
-a<br />
y<br />
a<br />
-a<br />
90<br />
90<br />
180<br />
periode<br />
180<br />
periode<br />
270<br />
270<br />
360<br />
360<br />
t (in sekondes)<br />
t (in sekondes)<br />
167
Leereenheid 1<br />
Sodoende kan die hoeksnelheid van enige harmoniese proses waarvan die frekwensie f<br />
bekend is, gerieflik bereken word met behulp van = 360xf.<br />
Ons wiskundige modelle vir harmoniese prosesse naamlik die funksies y = asint en ook<br />
y = acost is nou gereed vir gebruik.<br />
Laat ons nou 'n lewenswerklike probleem beskou en met behulp van die kennis wat ons in<br />
die voorafgaande bespreking ontwikkel het, probeer oplos:<br />
'n Moontlike oplossing is:<br />
Vorm van vergelyking: y = asint (Hoekom nie y = acost nie? ...............................................<br />
....................................................................................................................................................<br />
amplitude is 30 mm<br />
168<br />
Gestel 'n punt P op die rand van<br />
'n wiel met radius van 30 mm<br />
beweeg antikloksgewys vanuit<br />
die aangeduide posisie. Indien<br />
die frekwensie van die<br />
draaibeweging 1,25 siklusse per<br />
sekonde is, bepaal grafies...<br />
1. die grootte van die hoek<br />
waardeur die punt P in 0,5<br />
sekondes beweeg<br />
2. die vertikale afstand wat punt<br />
P na 0,5 sekondes bo of onder<br />
die as van die wiel sal wees.<br />
en<br />
= 1,25 siklusse/s<br />
= 1,25 (360)/s<br />
y = 30sin(450t) ......(1) (Hoekom staan hier 'n t? ........................................................)<br />
Stel 450t = 90 vir die eerste maksimum (Hoekom? Om die horisontale as te herkalibreer<br />
vanaf hoeke na tyd)<br />
t = 0,2 s<br />
Hoogte<br />
(mm)<br />
O<br />
radius=30 mm<br />
P<br />
Afstand<br />
(mm)
Algebraïese oplossing:<br />
1. hoek = 450t<br />
= 450(0,5) vir t = 0,5 s<br />
= 225<br />
2. y = 30sin(450t)<br />
Grafiese oplossing:<br />
150<br />
180<br />
210<br />
120<br />
240<br />
<br />
O<br />
90<br />
270<br />
=225<br />
= 30sin(450x0,5) vir t = 0,5 s<br />
= -21,213 mm<br />
21,213 mm onder die as van die wiel<br />
60<br />
Hoogte van P<br />
(mm)<br />
300<br />
30<br />
30<br />
P<br />
330<br />
A<br />
0 0,2<br />
0,4 0,5 0,6<br />
0,8<br />
afgelees as -21,2 mm, ge-interpreteer as<br />
21,2 mm onder die vlak van O<br />
Leereenheid 1<br />
Tyd<br />
(sekondes)<br />
Een laaste opmerking: Die eenhede waarin hoeke in gevorderde wiskunde gemeet word, is<br />
radiale en nie grade nie. Aangesien radiaalmaat nie op skool hanteer word nie, het ons in<br />
die voorafgaande besprekings alle hoekwaardes in grade aangegee.<br />
Ook hoekfrekwensie, in radiale per sekonde, is vir die doel van hierdie bespreking uitgedruk<br />
in grade per sekonde.<br />
169
Leereenheid 1<br />
Radiaalmaat (ʼn eenheid waarin hoekgroottes gemeet word) word altyd gebruik vir die<br />
definisie van die trigonometriese funksies as reële funksies<br />
170<br />
Agtergrond: Waar kom Radiaalmaat vandaan?<br />
Die gedagte om 'n volsirkel (een omwenteling) in 360 gelyke dele te verdeel, en elke<br />
verdelinkie 'n graad te noem, is eeue oud. Ons almal ken dit as die eenhede waarin hoeke<br />
tradisioneel gemeet word, en ons het almal 'n goeie aanvoeling van watter deel van<br />
omwenteling 'n sekere hoek-grootte voorstel (bv. 60º is 'n sesde van 'n omwenteling). Hierdie<br />
is egter 'n diskrete maat met basis 60, want ons verdeel 1 graad in 60 minute en 1 minuut in<br />
60 sekondes. As 'n mens vanaf die Suidpool 'n hoek van 1 graad sou trek sal die bene by die<br />
ewenaar ongeveer <strong>111</strong> km uit mekaar wees; een minuut sou 1,85 km wees en 1 sekonde<br />
meer as 30 meter. Ons benodig dus 'n kontinue desimale eenheid.<br />
In Wiskunde het ons egter die behoefte ontwikkel om 'n hoek Wiskundig te definieer in terme<br />
van 'n sirkel (omwenteling). So 'n benadering gee ons 'n manier om 'n hoek te definieer in<br />
terme van 'n radius en booglengte, en daaruit volg 'n hele aantal nuwe moontlikhede, soos<br />
bv. om die lengte van 'n boog en die oppervlakte van 'n sirkelsektor te bereken. (Dit is<br />
gewoon nie moontlik solank ons 'n hoek net as 'n aantal 360stes van 'n volsirkel beskou nie)<br />
Definisie van 'n hoek in radiale<br />
Beskou enige sirkel met radius r en enige twee punte A en B op die omtrek, sodat<br />
die boog s tussen A en B lê:<br />
Ons definieer dan die hoek (in radiale uitgedruk) as die verhouding van die lengte<br />
van die boog s tot die lengte van die radius r , en skryf dus<br />
<br />
s<br />
r<br />
Let daarop dat die hoek 'n grootte van 1 radiaal sal hê indien s r .<br />
Y<br />
6<br />
4<br />
2<br />
O<br />
-5 5<br />
-2<br />
-4<br />
-6<br />
<br />
r<br />
A<br />
r<br />
s<br />
B<br />
X
Maar hoe "groot" is 'n hoek van 1 radiaal dan werklik?<br />
Leereenheid 1<br />
Om u 'n gevoel te gee vir die grootte van 'n hoek in radiale, is dit nuttig om hoeke wat in<br />
radiale uitgedruk is, om te skakel na grade. Ons sal dus nou 'n metode ontwikkel om<br />
presies dit te doen.<br />
Per definisie is die omtrek van 'n volsirkel (een omwenteling) gelyk aan 2 r .<br />
Maar die omtrek van 'n sirkel kan beskou word as die boog s wat 'n hoek gelyk<br />
aan een omwenteling onderspan (sien bogenoemde skets). Dan geld:<br />
s<br />
wat<br />
r<br />
2r as een omwenteling is, beteken dat en dit lewer dat 2<br />
radiale.<br />
r<br />
Maar, in grade gemeet, verteenwoordig een omwenteling 360º.<br />
Kombineer ons nou bogenoemde uitdrukkings, kry ons 2 radiale=360º<br />
en dit beteken dat radiale =180º.<br />
Uit bogenoemde volg:<br />
1. Algemene formule om grade om te skakel na radiale:<br />
2. 180 <br />
radiale, so 1<br />
Net so is 1 radiaal= 180<br />
<br />
Hoek in grade Hoek in radiale<br />
<br />
360 2<br />
<br />
radiale… dus<br />
180<br />
<br />
radiale.<br />
180<br />
en dit lewer ongeveer 57,296º.<br />
3. Ons verkies om sulke hoeke liewer in onegte breukvorm te hanteer, aangesien<br />
desimale breuke lomp kan wees en sakrekenaars benaderde waardes lewer.<br />
4. Nuttig om te onthou:<br />
Hoek in Grade 0 30 45 60 90 180 270 360<br />
<br />
<br />
Hoek in Radiale 0 <br />
6 4 3 2<br />
3<br />
2 <br />
2<br />
171
Leereenheid 1<br />
5. Hoeke soos 135° en 210° kan sonder insident met behulp van bogenoemde ook as<br />
eksakte radiaalwaardes geskryf word, bv.:<br />
172<br />
en ook<br />
135 90 45<br />
<br />
<br />
2 4<br />
2<br />
<br />
<br />
4<br />
3<br />
<br />
4<br />
210 180 30<br />
<br />
<br />
6<br />
6<br />
<br />
<br />
6<br />
7<br />
<br />
6<br />
Geplaas met die toestemming van John C. Polking
Leereenheid 1<br />
Kyk nou weer na die oplossing van die vorige probleem – hier is dit in beide grade en radiale<br />
gedoen.<br />
'n Moontlike oplossing is:<br />
Vorm van vergelyking: y = asint<br />
amplitude is 30 mm<br />
en<br />
= 1,25 siklusse/s<br />
= 1,25 (360)/s of 1,25(2) rad/s<br />
y = 30sin(450t) ......(1) of y = 30sin2,5t ..........(2)<br />
<br />
Stel 450t = 90 of 2,5t = vir die eerste maksimum (Hoekom? .........................................<br />
2<br />
t = 0,2 s ........................................................................................)<br />
Algebraïese oplossing:<br />
1. hoek = 450t of 2,5t<br />
= 450(0,5) of 2,5t(0,5) vir t = 0,5 s<br />
= 225 of 1,25 radiale<br />
2. y = 30sin(450t) of 30sin2,5t<br />
= 30sin(450x0,5) of 30sin2,5(0,5) vir t = 0,5 s<br />
= -21,213 mm<br />
21,213 mm onder die as van die wiel<br />
Onthou om die sakrekenaar te stel na radiale<br />
Bestudeer Precalculus:<br />
pp. 369 – 375, 377 - 384<br />
Maak seker dat jy die identiteite op p. 381 ken. Som dit hier op: [Gebruik cosec i.p.v. csc.]<br />
173
Leereenheid 1<br />
174<br />
Individuele PC-opdrag /GSP<br />
Gebruik GSP en teken die grafieke van al 6 die trigonometriese funksies.<br />
Stoor dit op jou geheuestokkie. Onthou om die indelings op die asse te maak<br />
in grade of radiale soos jy verkies. Voor jy die grafiek “plot”, moet jy eers na<br />
“Edit” gaan, “Preferences” kies en die eenhede(“units”) stel vir grade of<br />
radiale. Kontroleer jou grafieke met behulp van die getekende grafieke op bl.<br />
388, 400 en 401. Maak ook seker dat jy sketsgrafieke met jou sakrekenaar<br />
kan teken deur omtrent 3 waardes te bereken.
PRAKTIESE WERK:<br />
Leereenheid 1<br />
Maak 'n ”rectangular grid” oop in GSP. Stel die x-as sodat 400 (gebruik grade) sigbaar is.<br />
Teken die volgende sketse en onthou om grade te gebruik.<br />
Teken sin x , 2 sin x en 4sin x op dieselfde assestelsel.<br />
Wat is die invloed van a in y a sin x ?<br />
.....................................................................................................................................<br />
Teken sin x , sin 2x<br />
en sin 3x<br />
op dieselfde assestelsel.<br />
Wat is die invloed van in y sin x ?<br />
.....................................................................................................................................<br />
.....................................................................................................................................<br />
Teken sin x , sin x 30<br />
en sin x 45<br />
op dieselfde assestelsel.<br />
Wat is die invloed van c in y sin x c<br />
?<br />
.....................................................................................................................................<br />
.....................................................................................................................................<br />
Teken cosx, cos x 30<br />
en cos x 45<br />
op dieselfde assestelsel.<br />
Wat is die invloed van c in y co s x c<br />
?<br />
.....................................................................................................................................<br />
.....................................................................................................................................<br />
Watter verskil merk u op by horisontale translasies as u die sinus- en kosinusfunksie<br />
vergelyk?<br />
.....................................................................................................................................<br />
.....................................................................................................................................<br />
<br />
Teken sin x , sin x 3 3 sin x sin x 3<br />
en 2 sin x op dieselfde assestelsel:<br />
Wat is die invloed van b in y sin x b ?<br />
175
Leereenheid 1<br />
176<br />
.....................................................................................................................................<br />
.....................................................................................................................................<br />
Teken sin x , sin2x 60<br />
and sin2 x 30<br />
op dieselfde assestelsel.<br />
Stem u saam dat die “c ” beter grafies waarneembaar is in die vorm y sin x c<br />
<br />
y sin x c )?<br />
as<br />
.....................................................................................................................................<br />
.....................................................................................................................................<br />
Bestudeer Precalculus:<br />
pp. 386 – 394 (voorbeeld 6), 399 – 404; 412 – 418 (voorbeeld 6)<br />
OPSOMMEND: In die grafiek y = asin((x - c)) + b en y = acos((x - c)) + b is:<br />
Amplitude = a [maksimum verplasing van die voorwerp] {eenheid m, km, volt ens.}<br />
Periode =<br />
<br />
Frekwensie =<br />
2 <br />
2<br />
360<br />
of [tydsduur van een siklus] {eenheid s, ure, ens. }<br />
<br />
[aantal siklusse per tydseenheid] {Hz d.w.s. /s}<br />
<br />
360 2<br />
<br />
is die hoeksnelheid in rad/s (of /s) <br />
of of <br />
t<br />
T T <br />
Horisontale verplasing of fase:<br />
c > 0 het positiewe fase {eenheid s, dae ens.} (moederfunksie skuif na regs)<br />
c < 0 het negatiewe fase (moederfunksie skuif na links)<br />
(vir die sinusgrafiek dui dit die stygende been se snypunt op die horisontale as<br />
aan; vir die cosinusgrafiek is dit waar die maksimumwaarde sal voorkom)<br />
Vertikale verplasing = b {eenheid soos amplitude}
Teken die figure op p. 415 hieronder:<br />
Leereenheid 1<br />
Voordat lewenswerklike funksies in GSP geteken word is dit nodig om die amplitude en<br />
periode te bereken sodat die assestelsel se skaal reg gekies kan word.<br />
Bestudeer Voorbeeld 1:<br />
ʼn Opwekker (generator) lewer 'n spanning van V 200 cos 50<br />
t volt, met t die tyd in<br />
sekondes. Dus is 50 se eenheid rad/s en 50t 'n hoek in radiale. In GSP moet ons dus 'n<br />
reghoekige koördinaatstelsel kies. Omdat die amplitude 200 V is, moet 200 sigbaar wees op<br />
2<br />
die vertikale as. Die periode is = 0,04 s; sodat 1 taamlik na regs op die horisontale as<br />
50<br />
moet wees. Probeer dit skets en kontroleer op jou skets soos volg lyk:<br />
fx = 200cos 50x <br />
200<br />
150<br />
100<br />
50<br />
-50<br />
-100<br />
-150<br />
-200<br />
0.02 0.04 0.06 0.08<br />
177
Leereenheid 1<br />
Teken en voltooi self die volgende voorbeelde met GSP:<br />
Voltooi Voorbeeld 2:<br />
Voor 'n konsert, word die instrumente van die orkes gestem deur 'n A-noot op die klavier of<br />
fluit te speel. Die vibrasie word gegee deur: y 3, 2cos 880<br />
t met die verplasing y in mm en<br />
tyd t in sekondes.<br />
Amplitude = ................................................................................................<br />
Periode = ................................................................................................<br />
Voltooi Voorbeeld 3:<br />
Die dwarsdeursnee van 'n watergolf is y<br />
meter.<br />
<br />
1<br />
2, 1sin<br />
x , met x en y gemeet in<br />
2 2 <br />
Amplitude: ................................................................................................<br />
Periode: ................................................................................................<br />
Fase : ................................................................................................<br />
Voltooi Voorbeeld 4:<br />
178<br />
................................................................................................<br />
'n Satelliet wentel om die aarde sodat die afstand y , in km, noord of suid (hoogte buite<br />
rekening gelaat) van die ewenaar gegee word deur y 2000cos 0, 025t 10<br />
minute na die lansering.<br />
Amplitude: ................................................................................................<br />
Periode: ................................................................................................<br />
Fase: ................................................................................................<br />
met t tyd in<br />
Om die vergelyking van lewenswerklike probleme te vind, is die moeiliker aspek
Bestudeer Voorbeeld 5:<br />
ʼn Masjien wat golwe maak in ʼn swembad bestaan uit ʼn<br />
silinder met ʼn radius van 2 m wat teen 1 omwenteling<br />
elke 10 s roteer. Die silinder begin met die staaf B in die<br />
hoogste posisie en roteer deur ʼn hoek in t sekondes.<br />
A is ʼn vaste punt reg onderkant die silinder.<br />
Beantwoord nou die volgende vrae :<br />
1. Druk in terme van t uit.<br />
2. Skryf nou die hoogte van die staaf, na 10 s, bokant<br />
(i) O (ii) A.<br />
Hierdie probleem sal makliker verstaan word met die volgende skets:<br />
Ons kan soos volg redeneer:<br />
1. Die beweging is sirkelvormig sinus- of kosinusfunksie<br />
Leereenheid 1<br />
Die apparaat raak aan die wateroppervlakte. Dit<br />
bestaan uit twee silinders wat vas is aanmekaar.<br />
Elke keer as die staaf (kleiner silinder) onder kom,<br />
stoot dit die water vorentoe en maak sodoende 'n<br />
golf.<br />
Die beginpunt is bo hoogte is 'n maksimum by 0 kosinus funksie<br />
Radius van 2 m Amplitude is 2 Hoogte = 2 cos(hoek)<br />
360<br />
Rotasie van een omwenteling van 360 in 10 sekondes = (36 in 1 sekonde)<br />
10<br />
= 36t<br />
[Na 1 sekonde is die hoek 36(1), 36(2) = 72 na 2 sekondes ens.]<br />
2. (i) Hoogte = 2 cos(36t) = 2cos (36x10) = 2 meter.<br />
(ii) Hoogte = 2 + 2 cos (36t) = 2 + 2cos(36x10) = 4 meter<br />
[Die hele grafiek moet 2 meter opskuif]<br />
179
Leereenheid 1<br />
Bestudeer Voorbeeld 6:<br />
Wanneer ʼn spesifieke stemvurk geslaan word, vibreer elke been<br />
teen ʼn frekwensie van 256 Hz (hertz of siklusse/sekonde).<br />
Die maksimum verplasing van die punt van die stemvurk is 0,3<br />
mm.<br />
Beantwoord nou die volgende vrae:<br />
1. Teken ʼn grafiek wat die verplasing van die punt van ʼn been van die stemvurk in ʼn<br />
spesifieke tydsverloop gee. Veronderstel die aanvanklike verplasing is 0,3 mm<br />
2. As aangeneem word dat dit ʼn sinusgrafiek is, druk y (die verplasing in millimeters) uit<br />
as ʼn funksie van t, die tyd wat verloop het vandat die beweging begin het.<br />
Ons redeneer soos volg:<br />
180<br />
1. amplitude = 0,3 mm<br />
1<br />
f = 256 siklusse per sekonde periode = sekondes<br />
256<br />
omdat die aanvanklike verplasing 0,3 mm (toppunt) is teken ons 'n cos-grafiek:<br />
2. Vorm: y = a cos(t) of y = a sin (t - c)°<br />
Amplitude: a = 0,3<br />
y<br />
0,3<br />
-0,3<br />
Daar is twee maniere om te bereken:<br />
(i) = 256 Hz/s<br />
= 256 (360)/s want daar is 360 in een omwenteling<br />
= 92160 /s<br />
1<br />
256<br />
t
of<br />
(ii) Periode =<br />
= 92160 /s<br />
360 <br />
<br />
1<br />
256<br />
Leereenheid 1<br />
Omdat die periode 256 -1 sekondes is en die sinus-en kosinus-grafieke 90 uit fase is, is<br />
die afstand links van die oorsprong is een kwart van 'n siklus of periode,<br />
m.a.w. 256 - 1 / 4 = 1024 -1 .<br />
of<br />
Faseverskuiwing: t c <br />
1<br />
sekondes<br />
1024<br />
Dus, y = 0,3 cos(92 160t) of 1 <br />
y 0, 3sin<br />
92160<br />
t °<br />
1024 <br />
181
Leereenheid 1<br />
Bestudeer Voorbeeld 7:<br />
'n Meisie sit op 'n groot wiel (soos in pretparke) wat elke 30 sekondes roteer. As die wiel<br />
begin roteer, sit sy in die posisie soos aangedui in die skets, gemerk met A.<br />
Beantwoord nou die volgende vrae :<br />
1. As die deursnee van die wiel 16 m is, hoe hoog is die meisie bokant die laagste punt B,<br />
t sekondes nadat die wiel begin draai het? Wenk: Druk die hoogte (y) in terme van die<br />
tyd (t) uit.<br />
2. Stel die trigonometriese funksie (soos bereken in 1.) grafies voor.<br />
3. Op watter tydstip(pe) is die meisie 15 m bokant die grond?<br />
4. Wanneer is sy op die hoogste punt?<br />
Voordat die 4 vrae beantwoord word, gaan ons eers na verskillende beginposisies vir die<br />
meisie kyk.<br />
182<br />
(a) 'n Mens sou kon begin op die grond waar die meisie opklim, of in die posisie<br />
waar sy nou sit. Aangesien ons met rotasie in 'n sirkel werk, sou dit dalk die<br />
maklikste wees om te begin waar die hoek 0 is. M.a.w., gestel die meisie sit op<br />
die x-as wanneer die wiel begin roteer (die middelpunt van die wiel is in die<br />
oorsprong geplaas).<br />
Teken 'n sirkel met radius 8. Vanuit die middelpunt van die sirkel trek ons hoeke<br />
in veelvoude van 30, omdat ons daaruit die grafiek redelik goed kan teken. Trek<br />
nou lyne parallel aan die x-as deur die punte waar die hoeklyne die sirkel sny.<br />
Teken regs van die sirkel 'n y-as loodreg op die verlenging van die x-as. Merk op<br />
die nuwe assestelsel hoeke in veelvoude van 30 af.
8<br />
6<br />
4<br />
2<br />
5 5 10 15<br />
2<br />
4<br />
6<br />
8<br />
Leereenheid 1<br />
(b) Die hoogte (y) van die meisie bokant en onderkant die middellyn van die wiel<br />
word nou vir elke hoek (verskillende tye t) geteken. By 0 is die hoogte 0. Ons<br />
merk dit op die nuwe oorsprong. By 30 of P1 op die sirkel word 'n loodlyn (y) na<br />
die x-as getrek. Hierdie hoogte word by 30 (t1) getrek op die tweede assestelsel.<br />
8<br />
6<br />
4<br />
2<br />
2<br />
4<br />
6<br />
8<br />
30<br />
30<br />
90<br />
90<br />
5 5 10 15<br />
180<br />
180<br />
183
Leereenheid 1<br />
(c) Die proses word met elke punt op die sirkel herhaal. As ons die hoogtes op die tweede<br />
assestelsel verbind, kry ons die volgende sinuskromme:<br />
(d) Die vergelyking van die grafiek word gegee deur:<br />
184<br />
y = 8 sin (t - c) + b (ons kan duidelik sien die amplitude is 8)<br />
(e) Die periode is 30 sekondes (die wiel roteer elke 30 sekondes).<br />
Dit beteken dat<br />
360<br />
12<br />
/ s <br />
30s<br />
hoek<br />
tyd<br />
Dus, y = 8 sin12(t - c) + b (die hoogte van die meisie bokant die middellyn van die wiel)<br />
As A die aanvanklike posisie van die meisie is wanneer die wiel begin draai, beteken<br />
dit dat ons die y-as 30 na regs moet skuif: Dit beteken 'n fase verandering of<br />
horisontale skuif van 30. Om dit om te skakel na 'n fase in sekondes, gebruik ons die<br />
30<br />
hoeksnelheid van 12 /s. Die tydsduur vir 30 is dus 2,<br />
5 s.<br />
12<br />
/ s<br />
Die hoogte van die meisie bokant die lyn deur die middelpunt van die sirkel, kan dus<br />
gegee word deur: h = 8 sin12(t – (-2,5))+ b [Skuif na links]<br />
h = 8 sin12(t + 2,5) + b<br />
.
Leereenheid 1<br />
(f) Om die vrae 1 – 4 te beantwoord, moet die hoogte bokant die grond bereken word. Die<br />
wiel moet dus 8 m in ʼn opwaartse rigting verskuif word. Dit beteken 'n vertikale<br />
skuif van 8 opwaarts in die vergelyking van die grafiek. Die hoogte word dus<br />
gegee deur: y = 8 sin 12(t + 2,5) + 8 of<br />
Antwoorde van vrae 1 – 4:<br />
y = 8 + sin 12(t + 2,5)<br />
1. y = 8 + 8 sin 12(t + 2,5) (die hoogte van die meisie t sekondes nadat die wiel begin<br />
draai het)<br />
2.<br />
Die y-afsnit of hoogte by t = 0:<br />
y 8 8 sin12<br />
y<br />
8 8 sin 30<br />
8 8(<br />
12 m<br />
1<br />
2<br />
)<br />
0 2,<br />
5<br />
Vir fase : stel 12(t + 2,5) = 0<br />
t = - 2,5 s<br />
Eerste maksimum by: 12(t + 2,5)= 90 (Hoekom? .............................................)<br />
t = 5 s<br />
Die tweede maksimum is dus by 5+30=35 s, want die periode is 30 sekondes.<br />
185
Leereenheid 1<br />
3. Ons behoort die volgende vergelyking op te los: y 8 8 sin12( t 2,<br />
5)<br />
<br />
Oplossing:<br />
186<br />
8 8 sin12(<br />
t 2,<br />
5)<br />
15<br />
<br />
12<br />
8 sin12(<br />
t 2,<br />
5)<br />
7<br />
Verwysingshoek<br />
t 2,<br />
5<br />
t<br />
2,<br />
5<br />
sin12(<br />
t 2,<br />
50)<br />
0,<br />
875<br />
t<br />
2,<br />
6 of<br />
(Kontroleer<br />
5,<br />
083 30n;<br />
9,<br />
917 30n<br />
t 7,<br />
4 of<br />
jou<br />
61<br />
61<br />
360n;<br />
180 61<br />
360n<br />
n <br />
t 32,<br />
6 of<br />
t 37,<br />
4<br />
antwoorde op jou grafiek)<br />
4. By die hoogste punt, waar y = 16, moet ons die volgende vergelyking oplos:<br />
8 8 sin12( t 2,<br />
5)<br />
16<br />
.<br />
Oplossing :<br />
8 8 sin 12(<br />
t 2,<br />
5)<br />
16<br />
<br />
y<br />
12<br />
18<br />
16<br />
14<br />
12<br />
10<br />
8<br />
6<br />
4<br />
2<br />
-2<br />
8 sin 12(<br />
t 2,<br />
5)<br />
8<br />
Verwysingshoek<br />
t 2,<br />
5<br />
t<br />
5 of<br />
5<br />
sin12(<br />
t 2,<br />
5)<br />
1<br />
t<br />
2,<br />
5 7,<br />
5 30n<br />
t 35 of<br />
5 10 15 20 25 30 35<br />
90<br />
90 360n<br />
met n <br />
t 65 of<br />
t 95;<br />
..<br />
(Toets jou antwoorde op jou grafiek)<br />
y=8sin12(t+2,5) + 8<br />
20<br />
t in sekondes
Doen Voorbeeld 8 self en kontroleer dan u antwoorde:<br />
Leereenheid 1<br />
Verkope van Ocean Queen “Boogie Boards” fluktueer/wissel sinusoïdaal vanaf 'n<br />
hoogtepunt van 350 eenhede per week gedurende Februarie (t = 0) tot 'n laagtepunt<br />
van 50 eenhede per week elke Augustus (t = 6). Gebruik 'n kosinusfunksie om die<br />
weeklikse verkope s(t) , van Ocean Queen “Boogie Boards” te modelleer, met t die tyd<br />
in maande.<br />
8.1 Bereken eers die volgende: (werk tot 3 desimale syfers noukeurig)<br />
8.1.1 amplitude,<br />
8.1.2 vertikale verplasing,<br />
8.1.3 horisontale verplasing of fase in radiale<br />
8.1.4 periode in maande en die<br />
8.1.5 koëffisiënt van t (hoeksnelheid) gemeet in radiale per maand.<br />
8.2 Skryf nou die gevraagde funksie neer.<br />
8.3 Maak 'n sketsgrafiek<br />
8.4 Hoe sal die vergelyking van die funksie in vraag 1.2 verander as Januarie t = 0 is?<br />
8.5 Watter vergelyking moet jy oplos om te bepaal wanneer die verkope 300 “Boogie<br />
Boards” per week sal wees? Skryf net die vergelyking neer. Moet dit nie oplos nie.<br />
Oplossing:<br />
8.1.1<br />
350 50<br />
150 eenhede per week <br />
2<br />
350 50<br />
8.1.2 200<br />
2<br />
450<br />
400<br />
350 350 <br />
300<br />
250<br />
200<br />
150<br />
100<br />
50 50<br />
-50<br />
<br />
<br />
2x amplitude<br />
eenhede per week<br />
8.1.3 0 (geen) [ons kan dit so kies dat Feb. 0 op die horisontale as is]<br />
8.1.4 12 maande [Feb. tot Feb.! Oppas Aug. is ʼn laagtepunt – periode is die horisontale<br />
afstand tussen twee punt wat in fase is – d.w.s. van hoogtepunt tot hoogtepunt]<br />
187
Leereenheid 1<br />
8.1.5<br />
188<br />
<br />
hoek in radiale<br />
periode<br />
2<br />
<br />
12<br />
<br />
rad/maand<br />
6<br />
<br />
8.2 st<br />
150cos t 200<br />
6 <br />
8.3 [Doen dit stap vir stap – maar gebruik die regte vergelyking – ek doen eers ʼn grafiek<br />
met die regte tipe funksie, die amplitude en periode]<br />
8.4<br />
s<br />
[Nou bring ons die vertikale skuif by]<br />
y<br />
350<br />
50<br />
350<br />
300<br />
250<br />
200<br />
150<br />
100<br />
50<br />
<br />
cos vir ʼn skuif van 1 maand na regs<br />
6<br />
t 150 t 1<br />
200<br />
y<br />
150<br />
100<br />
50<br />
-50<br />
-100<br />
-150<br />
-200<br />
of<br />
y=150cos t/6 6 12 t<br />
5 10 15<br />
y=150cos t/6<br />
+200<br />
6 12 t<br />
5 10 15<br />
8.5 Stel s(t) = 300 of 300 150cos<br />
t 1<br />
200<br />
<br />
6
Voltooi die volgende:<br />
OPDRAG 13A:<br />
Bestudeer Precalculus:<br />
pp. 427 – 429 (voorbeeld 1)<br />
Leereenheid 1<br />
Individuele addisionele voorbeelde<br />
Indien jy nog onseker is oor die gebruik van trigonometriese funksies om<br />
probleme in die praktyk op te los, laai Trig-lewenswerklik.doc vanaf eFundi en<br />
werk deur die voorbeelde. (Erkenning: Mnr. R.J. van de Venter)<br />
Selfstudie: Alle Oefeninge oor Grafieke in die Addendum pp. 63-64<br />
Neem u antwoorde saam na die kontakgeleentheid/ groepbyeenkoms vir<br />
bespreking<br />
Individuele oefening.<br />
1. Precalculus Oefening 5.1 no. 24<br />
2. Precalculus Oefening 6.1 no. 4<br />
3. Precalculus Oefening 6.1 no. 16<br />
4. Precalculus Oefening 6.1 no. 79<br />
5. Precalculus Oefening 5.2 no. 81<br />
6. Precalculus Oefening 5.3 no. 40<br />
7. Precalculus Oefening 5.3 no. 47<br />
8. Precalculus p. 398 Discovery Project<br />
9.<br />
<br />
9.1 Ek modelleer 'n sekere situasie deur die vergelyking: y 2, 5 cos<br />
t 5 . As jy<br />
6 <br />
die sinus-funksie as model gekies het, wat sal jou vergelyking wees?<br />
9.2 Die weeklikse verkope van 'n sekere item word gegee deur st A Bcos t <br />
Wat is st se maksimum waarde? Verduidelik jou antwoord.<br />
.<br />
9.3 Voltooi die volgende sin. As die koste van 'n item beskryf word deur<br />
189
Leereenheid 1<br />
190<br />
t A B wt <br />
c cos , fluktueer/wissel die koste met ..9.3.1.. om 'n basis van<br />
..9.3.2.. met 'n periode van ..9.3.3.. en bereik 'n maksimum by t = ..9.3.4.<br />
10. In 1893 is 'n Ferris wiel met deursnede 76 m in<br />
Chicago gebou. Die hoek tussen die speke<br />
wat die karretjies met die middelpunt verbind<br />
<br />
is radiale. Hoeveel karretjies is daar om die<br />
3<br />
wiel? [Moenie eers dink aan grade nie.]<br />
11. In die figuur word die sketse van<br />
(1) y 5cos 2x 2<br />
en<br />
(2) y cos x<br />
8<br />
y<br />
6<br />
4<br />
2<br />
2<br />
4<br />
voorgestel vir 0 x 180<br />
.<br />
11.1 Bereken die koördinate van die snypunte van grafiek (1) met die x-as algebraïes.<br />
11.2 Bereken die koördinate van die snypunte van grafiek (1) met die grafiek (2)<br />
algebraïes en verifieer dit m.b.v. GSP.<br />
12. Stel dat die hoogte van die gety ( h in meter) by 'n hawe-ingang voorgestel word deur:<br />
h t 2, 5sin 30t 5,<br />
met t die aantal uur na middernag.<br />
<br />
P<br />
(a) Stel h grafies voor.<br />
B<br />
(1)<br />
50 A<br />
100 150 200<br />
Q<br />
(2)<br />
x
13. Gestel 'n waterwiel met radius 2 meter word<br />
gebruik om koring te maal. Gestel die wiel roteer<br />
antikloksgewys teen 12 omwentelinge per minuut<br />
vanaf 'n posisie OP. (die speek wat die waterbak<br />
dra) Omdat ons nie na die hoogte van die bakke<br />
gaan kyk nie, maar na die skaduwees van die<br />
speek OP, beskou ons die kosinus-funksie as<br />
model. (ons meet aangrensende sylengtes)<br />
Leereenheid 1<br />
13.1 Gestel die son se strale skyn reg van bo af. Teken die verplasing van die<br />
skaduwees wat die speek van hierdie bak (P) maak, op 'n grafiek soos hieronder.<br />
Neem verplasing na oos positief en na wes negatief. (Opmerking: hierdie skets<br />
hou nie rekening met die fase-skuif nie)<br />
13.2 Hoe lank neem dit die wiel om een siklus te voltooi (m.a.w. die periode)?<br />
13.3 Wat is die amplitude van hierdie beweging?<br />
13.4 Bereken die hoeksnelheid in grade/s.<br />
13.5 Wat is die fase verskuiwing?<br />
13.6 Gee nou die vergelyking van die verplasing van die skaduwee wat die speek van<br />
hierdie bak (P) maak as y(t). (Opmerking: hier is geen vertikale skuif nie)<br />
13.7 Maak 'n skets van y(t). (Jy mag in meer as een stap werk. Gebruik die figuur op<br />
die volgende bladsy.)<br />
14. Doen voorbeeld 6 en werk in radiale.<br />
Het u sommige van die oefeninge met The Geometer’s Sketchpad gekontroleer?<br />
Sien assessering en terugvoering op p. viii<br />
4<br />
3<br />
2<br />
1<br />
1<br />
2<br />
3<br />
P<br />
30<br />
90<br />
180<br />
270<br />
360<br />
191
Leereenheid 1<br />
Opdrag 13B:<br />
1. Precalculus Oefening 5.1 no. 27<br />
2. Precalculus Oefening 6.1 no. 14<br />
3. Precalculus Oefening 6.1 no. 30<br />
4. Precalculus Oefening 6.1 no. 86a<br />
5. Precalculus Oefening 5.3 no. 34<br />
6. Precalculus Oefening 5.3 no. 43<br />
7. Precalculus Oefening 5.3 no. 79<br />
8. Precalculus Oefening 5.6 no. 41<br />
9.<br />
192<br />
<br />
9.1 Ek modelleer 'n sekere situasie deur die vergelyking: y 2, 5 cos<br />
t 5 . As jy<br />
6 <br />
die sinus-funksie as model gekies het, wat sal jou vergelyking wees?<br />
9.2 Die weeklikse verkope van 'n sekere item word gegee deur st A Bcos t <br />
Wat is st se maksimum waarde? Verduidelik jou antwoord.<br />
.<br />
9.3 Voltooi die volgende sin. As die koste van 'n item beskryf word deur<br />
ct A B cos wt ,<br />
fluktueer/wissel die koste met ..9.3.1.. om 'n basis van ..9.3.2..<br />
met 'n periode van ..9.3.3.. en bereik 'n maksimum by t = ..9.3.4.<br />
10. Getye (laag-en hoogwater) word veroorsaak deur gravitasiekrag tydens die<br />
omwenteling van die maan om die aarde. Die hoogte ( h in meter) van die getye kan<br />
deur middel van 'n sinus- of kosinusfunksie voorgestel word.<br />
10.1 Skets die grafiek van die hoogte van die gety as 'n funksie van die tyd as die<br />
volgende gegee is: Die hoogte van die gety is 5,7 m tydens laagwater en 7,3 m<br />
tydens hoogwater en 12 uur verloop tussen opeenvolgende hoogwaters.<br />
(Gebruik 'n sinus-grafiek as model en maak die fase 0)<br />
10.2 Gebruik die grafiek om die hoogte van die gety ( h meter) as 'n funksie van die<br />
tyd (t uur) na hoogwater uit te druk. (Werk in radiale.)<br />
10.3 Druk h as 'n funksie van t uit as h = 3,6 tydens laagwater en h = 4,9 tydens<br />
hoogwater.
11. 'n Windmeul word gebruik om water te pomp. Die<br />
radius van die lem is 1,5 meter. Die middelpunt<br />
van die kop is 5 meter bokant die grond. Gestel die<br />
lem maak 'n hoek van 45 op tydstip t 0 en dit<br />
draai teen 5 omwentelinge per sekonde.<br />
11.1 Gee 'n vergelyking wat die hoogte ( y ) van die<br />
lem bokant die grond beskryf. (Gebruik die<br />
sinus-funksie as model)<br />
11.2 Bewys dat bogenoemde antwoord reduseer tot<br />
'n kosinusfunksie as die lem begin in die<br />
posisie van maksimum hoogte.<br />
Leereenheid 1<br />
12. 'n Industriële wisselspanning word gelewer en voorgestel deur die funksie<br />
1 <br />
V 380 sin 100<br />
t<br />
, met V (op die vertikale-as) in volt en t (op die horisontale-<br />
300 <br />
as) in sekondes. Om huishoudelike apparaat by hierdie spanning te gebruik moet die<br />
stoom telkens deur 'n weerstand gestuur word om die spanning tot 220 volt te beperk.<br />
Bereken die tydsintervalle wanneer die stroom deur die weerstand gestuur moet word<br />
vir die eerste 0,035 sekondes:<br />
12.1 grafies m.b.v. GSP (Wenk: Stel die V [-400; 400] en t [-0,01; 0,04]<br />
13. ʼn Agentskap vir tydelike werk raadpleeg 'n ekonoom. Hy dui aan dat die aanvraag na<br />
tydelike werk (gemeet in duisende werksaansoeke per week) in ons land gemodelleer<br />
f t 4, 3sin 0, 82 t 0, 366 7, 3 waar t die tyd in jare is<br />
word deur die funksie: <br />
sedert Januarie 1995.<br />
13.1 Bereken die:<br />
13.1.1 amplitude,<br />
13.1.2 vertikale verplasing,<br />
13.1.3 horisontale verplasing of fase (3 desimale syfers noukeurig) en die<br />
13.1.4 periode.<br />
13.2 Wat is die maksimum werksaansoeke per week?<br />
13.3 Wat is die minimum werksaansoeke per week?<br />
13.4 Maak 'n sketsgrafiek.<br />
13.5 Wanneer (in watter maand) na Januarie 1995 word die eerste maksimum<br />
bereik?<br />
14. Doen voorbeeld 6 en werk in radiale.<br />
193
Leereenheid 1<br />
Het u sommige van die oefeninge met The Geometer’s Sketchpad gekontroleer?<br />
Sien assessering en terugvoering op p. viii<br />
Opdrag 13 Opsioneel:<br />
1. Precalculus Oefening 5.1 no. 3, 10, 21, 26, 30, 35, 40 , 44, 54<br />
2. Precalculus Oefening 5.2 no. 3, 5, 8, 15, 20, 30, 39, 51, 58, 66<br />
3. Precalculus Oefening 5.3 no. 7, 20, 29, 46, 61, 68, 75, 78<br />
4. Precalculus Oefening 5.6 no. 4, 11, 16, 20, 23, 30, 37, 44<br />
5. Precalculus Oefening 6.1 no. 4, 7, 16, 20, 51, 56, 59, 70<br />
194
1.5.10 HIPERBOLIESE FUNKSIES<br />
Jy benodig ongeveer 0 uur om hierdie leergedeelte suksesvol te voltooi.<br />
Waar die model van belasde kabels (soos hangbrûe )<br />
Leereenheid 1<br />
deur parabole voorgestel word, is die model vir 'n kabel sonder enige las (soos<br />
telefoonkabels ) behalwe sy eie gewig 'n hiperbool. Sien ook “Figure 4” op p. 3 in die<br />
addendum.<br />
Ons weet dat daar 'n spesiale verhouding bestaan tussen die trigonometriese funksies sin<br />
en cos. Weet jy nog wat dit is? sin 2 + ...............................................<br />
Netso bestaan daar 'n spesiale band tussen kombinasies van die funksies e x en e -x en die<br />
hiperbool. Daarom word hulle hiperboliese funksies genoem.<br />
Die res van hierdie leeronderdeel is opsioneel en kan vir verryking bestudeer word.<br />
Bestudeer die aangetoonde materiaal in die addendum:<br />
Werk deur pp. 2-4 om die definisies te leer en kontroleer die grafieke deur met GSP hulle te<br />
teken (gebruik die definisies). Maak seker dat jy hulle definisie- en waardeversamelings en<br />
asimptote kan bepaal.<br />
195
Leereenheid 1<br />
Voltooi:<br />
196<br />
sinh x =<br />
cosh x =<br />
tanh x =<br />
Teken die drie grafieke hier en skryf die definisie- en waardeversamelings by.:<br />
....................................................................................................................................................<br />
....................................................................................................................................................<br />
Gebruik die definisies en bewys: cosh 2 - sinh 2 = 1<br />
cosh 2 - sinh 2 =<br />
=<br />
=<br />
=<br />
Dit beteken dat 'n punt met koördinate (cosh x; sinh x) op die regterbeen van die hiperbool<br />
gedefinieer deur die vergelyking x 2 – y 2 = 1 lê. Vandaar die naam hiperboliese funksies.<br />
Hoekom die regterbeen en nie die linkerbeen nie? .................................................................<br />
....................................................................................................................................................<br />
In die figuur hieronder het ons 'n punt A op die regterbeen van die hiperbool geskuif totdat<br />
die koördinate daarvan ooreenstem met die waardes van cosh 2 en sinh 2 om sodoende die<br />
verband te bewys.<br />
Gebruik die skakel: http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/hframe.html<br />
om hierdie eienskap met 'n skets te sien wat animeer.
VOLTOOI VOORBEELD 1<br />
Gestel die vergelyking van 'n kettingboog<br />
(onbelasde kabel ) word gegee deur:<br />
x <br />
y 4 cosh<br />
<br />
4 <br />
<br />
<br />
2<br />
<br />
e<br />
<br />
x<br />
4<br />
e<br />
waar (x; y) 'n punt op die kabel is. As die<br />
stutpaal 5,8 meter hoog is, bereken die<br />
afstand tussen die stutpale.<br />
x<br />
4<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
Dit beteken dat y = ……………. en ons moet die x-waardes bereken.<br />
<br />
<br />
A: (3.76, 3.63)<br />
cosh 2 =<br />
sinh 2 =<br />
C: (2.35, -2.13)<br />
cosh (-1,5) =<br />
sinh (-1,5) =<br />
Stel<br />
<br />
e<br />
<br />
<br />
e<br />
x<br />
4<br />
<br />
2e<br />
<br />
<br />
x<br />
4<br />
0.5 e2+e-2<br />
= 3.76<br />
0.5 e2-e-2<br />
= 3.63<br />
x<br />
24<br />
e<br />
1<br />
<br />
e<br />
x<br />
4<br />
x<br />
4<br />
0.5 e-1.5+e1.5 = 2.35<br />
0.5 e-1.5-e1.5 = -2.13<br />
e<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
x<br />
4<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
2,<br />
9<br />
<br />
2,<br />
9<br />
<br />
5,<br />
8<br />
0<br />
6<br />
4<br />
2<br />
-5 5<br />
-2<br />
-4<br />
-6<br />
C<br />
C<br />
A<br />
A<br />
Leereenheid 1<br />
197
Leereenheid 1<br />
[Gebruik nou die k-metode om k op te los.]<br />
Stel<br />
4<br />
x<br />
198<br />
k <br />
e<br />
x<br />
4<br />
…………………………………………………<br />
k 2 + 1 – 2,9k = 0<br />
………………………………………………… (standaardvorm)<br />
k = (kwadratiese formule)<br />
= (substitusie)<br />
=<br />
2, 9 <br />
2<br />
4,<br />
41<br />
= …………………. of ……………………………<br />
x<br />
e = ……………….. of… 4 e = ……………………………..<br />
loge e x/4 = loge 2,5 of ……………………………………………<br />
x<br />
ln e ln 2,<br />
5 of ………………………………………………<br />
4<br />
[Opmerking: loge = ln, die natuurlike logaritme]<br />
x<br />
1 ln 2,<br />
5<br />
of ……………………………………………….<br />
4<br />
x = 4 ln 2,5 of ……………………………………………..<br />
x = 3,665 of …………………..<br />
Die stutpale is dus 2(3,665) = 7,33 meter van mekaar af.<br />
Sodra ons inverse hiperboliese funksies doen, gaan ons die k-metode gebruik om formules<br />
af te lei vir inverse funksies. Dan hoef ons nie hierdie lang k-metode te gebruik nie.<br />
Voltooi die volgende:<br />
OPDRAG ??A:<br />
Individuele oefening.<br />
1 Gebruik die definisie en bereken:<br />
1.1 cosh 0
1.2 sinh 0<br />
1.3 tanh 0<br />
1.4 cosh 1<br />
1.5 sinh 1<br />
1.6 tanh 1<br />
1.7 cosh 2<br />
1.8 sinh 3<br />
1.9 tanh 4<br />
2. Addendum Oef. 7.6 no. 10 (p. 7)<br />
3. Addendum Oef. 7.6 no. 17<br />
4. Bereken sinh x en tanh x indien gegee is dat<br />
Leereenheid 1<br />
5<br />
cosh x . (Wenk: Gebruik ’n identiteit.)<br />
4<br />
5. Die boonste elektriese kabel, gemodelleer deur die kettingvergelyking<br />
x<br />
y 500cosh 110 <br />
500<br />
500cosh<br />
0,<br />
3<br />
word gestut deur twee kragmaste wat 300 voet uitmekaar is.<br />
http://www.tamegoeswild.com/thedailymumble/uploaded_images/pylon-05-771972.JPG<br />
5.1 Hoe hoog is die kragkabel op sy laagste punt bokant die grond?<br />
5.2 Hoe lank is die kragmaste?<br />
5.3 Wat is die deursakking?<br />
y<br />
x<br />
199
Leereenheid 1<br />
OPDRAG ??B:<br />
1. ʼn Telefoonkabel hang tussen twee pale in die vorm van die kettingvergelyking:<br />
200<br />
waar x en y in meter gemeet word.<br />
x <br />
y 20cosh 15<br />
,<br />
20 <br />
-10 -5 5<br />
-7 0<br />
7<br />
1.1 Hoe hoog is die kabel op sy laagste punt bokant die grond?<br />
1.2 Hoe lank is die telefoonpale?<br />
1.3 Wat is die deursakking?<br />
2. Addendum Oef. 7.6 no. 1 (p. 7)<br />
3. Addendum Oef. 7.6 no. 2<br />
4. Addendum Oef. 7.6 no. 3<br />
5. Addendum Oef. 7.6 no. 4<br />
6. Addendum Oef. 7.6 no. 5<br />
7. Addendum Oef. 7.6 no. 9<br />
8. Addendum Oef. 7.6 no. 20 (Wenk: Gebruik die identiteit cosh 2 x – sinh 2 x = 1)<br />
9. Die spoed van 'n golf in die see word gegee deur die vergelyking:<br />
g<br />
d <br />
v tanh<br />
2<br />
<br />
,<br />
2<br />
g <br />
met g die gravitasie versnellingskonstante<br />
die golflengte en<br />
d die diepte van die golf<br />
8<br />
6<br />
4<br />
2<br />
-2<br />
y<br />
x
Leereenheid 1<br />
9.1 Bereken die spoed van 'n golf met golflengte 3 m en diepte 1,715 m. Werk tot 3<br />
desimale syfers noukeurig.<br />
9.2 Wat gebeur met die spoed vergelyking as die golwe baie diep (d > 3) raak?<br />
[Wenk: hou die asimptote van die tanh-funksie in gedagte.]<br />
9.3. Hoe verander die spoed vergelyking as die golwe baie vlak raak? {Wenk: Teken<br />
met GSP die grafiek van tanh x. Plaas 'n punt op die grafiek. Meet sy koördinate.<br />
Skuif die punt en kyk wat gebeur met die y-koördinaat as die x-koördinaat baie<br />
klein word.]<br />
Sien assessering en terugvoering op p. viii<br />
Individuele PC-opdrag /<br />
eFundi<br />
Op eFundi is 'n GSP-lêer chain[1] gelaai. Speel 'n bietjie daarmee rond om te<br />
kyk watter van die drie grafieke jy op mekaar kan pas en watter op die foto<br />
van die kettinkie pas.<br />
201
Leereenheid 1<br />
1.6 STRATEGIEË VIR KEUSE VAN WISKUNDIGE<br />
MODELLE<br />
Jy benodig ongeveer 3 uur om hierdie leergedeelte suksesvol te voltooi.<br />
UITKOMSTE:<br />
Na voltooiing van hierdie leergedeelte moet jy in staat wees om<br />
’n tabel te analiseer om die korrekte wiskundige model te kies waarmee die data sinvol<br />
gemoduleer kan word.<br />
Hoe kies u ʼn model as u ʼn tabel met waardes het?<br />
202<br />
Bestudeer die aangetoonde materiaal in die addendum pp. 9 - 15<br />
Eerste of tweede konstante verskille of spesiale verhoudings is deurslaggewend om ʼn regte<br />
model te kies. Tydens die kontaksessie sal die dosent aan u die verband tussen konstante<br />
verskille en die hellings van raaklyne (differensiasie) verduidelik.<br />
Selfstudie: Alle Oefeninge oor Grafieke in die Addendum pp. 90 en 94-95<br />
Neem u antwoorde saam na die kontakgeleentheid/ groepbyeenkoms vir<br />
bespreking
Opdrag 14:<br />
Individuele oefening, tensy anders vermeld.<br />
1. Watter van die volgende tabelle stel die volgende funksies voor?<br />
1.1 lineêre funksie<br />
1.2 eksponensiële funksie<br />
1.3 derdegraadse funksie<br />
1.4 kwadratiese funksie<br />
TABEL A<br />
x y<br />
2 4<br />
5 25<br />
8 64<br />
11 121<br />
14 196<br />
TABEL B<br />
x y<br />
2 7<br />
5 11<br />
8 15<br />
11 19<br />
14 23<br />
TABEL C<br />
x y<br />
2 4<br />
5 32<br />
8 256<br />
11 2048<br />
14 16384<br />
2. Vind ’n formule om die volgende verwantskap te modelleer:<br />
x y<br />
0 -4<br />
1 -1<br />
2 8<br />
3 23<br />
4 44<br />
3. Vind ’n formule om die volgende verwantskap te modelleer:<br />
x y<br />
1 10<br />
2 5<br />
4 2,5<br />
5 2<br />
4. Addendum p. 16 nr. 1-12 (Gee die patroon en die model)<br />
Leereenheid 1<br />
TABEL D<br />
x y<br />
2 8<br />
5 125<br />
8 512<br />
11 1331<br />
14 2744<br />
203
Leereenheid 1<br />
5. Addendum p. 18 nr. 31<br />
Het u sommige van die oefeninge met The Geometer’s Sketchpad gekontroleer?<br />
Sien assessering en terugvoering op p. viii<br />
204<br />
Antwoorde/oplossings<br />
Gedeeltelik deur dosent nagesien. Volledige memorandums op eFundi vir<br />
selfkontrole van die res.<br />
Blaai nou terug na die leeruitkomste wat aan die begin van die leergedeelte gestel is. Het jy<br />
die nodige kennis en vaardighede verwerf wat gestel is?
INVERSE FUNKSIES<br />
Jy benodig ongeveer 30 uur om hierdie leereenheid suksesvol te voltooi.<br />
UITKOMSTE:<br />
Na voltooiing van hierdie leereenheid moet jy in staat wees om<br />
vas te stel of ʼn funksie ʼn inverse het;<br />
Leereenheid 2<br />
die inverses van funksies in leergedeeltes 1.5.1 tot 1.5.10 te bepaal met spesiale<br />
aandag aan die inverse van die eksponensiële funksie<br />
Jy gaan die volgende studiemateriaal nodig kry: Addendum hoofstuk 7 en Precalculus<br />
hoofstuk 2.<br />
205
Leereenheid 2<br />
1.2 DEFINISIE<br />
Jy benodig ongeveer 2 uur om hierdie leergedeelte suksesvol te voltooi.<br />
UITKOMSTE:<br />
Na voltooiing van hierdie leergedeelte moet jy in staat wees om<br />
Verstaan wat met die inverse van 'n funksie bedoel word<br />
Jy gaan die volgende studiemateriaal nodig kry: Precalculus hoofstuk 2.<br />
Soms is dit nodig om wiskundige prosesse om te keer. Een van die bekendste voorbeelde is<br />
temperatuuromskakelings.<br />
As 'n mens 'n ou oond het wat in grade Fahrenheit werk, en 'n nuwe resep met 'n<br />
temperatuuraanduiding in grade Celsius, sal jy moet weet hoe om C na F om te skakel. Die<br />
reël is: vermenigvuldig die resep se met 9, deel die antwoord deur 5 en tel dan 32 by.<br />
Wiskundig geld die volgende reël, verband of funksie:<br />
Grafies kan ons dit soos volg voorstel:<br />
206<br />
F<br />
350<br />
300<br />
250<br />
200<br />
150<br />
100<br />
50<br />
9<br />
<br />
5<br />
y f x x 32 , (I)<br />
waar x C omgeskakel word na y F.<br />
-100 100 200 300 400 500<br />
-50<br />
C
Leereenheid 2<br />
Indien jy egter met 'n nuwe oond en oumagrootjie se kookboeke sit, sal jy die<br />
teenoorgestelde moet kan doen. Dan sal jy haar aanwysings in F moet omskakel C toe.<br />
Die formule is om 32 af te trek, die antwoord met 5 te vermenigvuldig en daarna met 9 te<br />
deel. Wiskundig kan ons dit voorstel met 'n ander funksie:<br />
wat x F omskakel na y C.<br />
5<br />
32<br />
, (II)<br />
9<br />
1<br />
y f x x<br />
Op dieselfde assestelsel lyk dit soos volg:<br />
350<br />
300<br />
250<br />
200<br />
150<br />
100<br />
50<br />
-100 D<br />
100 200 300 400 500<br />
-50<br />
Die eenhede is nou by die asse weggelaat, want die x-as stel nou F vir<br />
steeds C vir f .<br />
Bestudeer Precalculus:<br />
pp. 199 – 202<br />
f<br />
y = x<br />
f -1<br />
1<br />
f voor en nog<br />
207
Leereenheid 2<br />
As ons 'n wiskundige proses omkeer, kan ons dit ook met 'n funksie doen en hierdie word<br />
1<br />
dan die inverse funksie, f van f genoem.<br />
Skematies kan ons dit soos volg voorstel:<br />
'n Funksie en sy inverse is spieëlbeelde van mekaar in die lyn y x , of anders gestel f en<br />
1<br />
f is simmetries m.b.t. die lyn y x .<br />
Voltooi:<br />
Die definisieversameling van f is die waardeversameling van …………. en omgekeerd.<br />
Is<br />
208<br />
1<br />
f 'n funksie? …………………<br />
Lewer elke invoer ( x) van<br />
1<br />
f slegs een uitvoer ( y )? …………………..<br />
Het elke reguit lyn ( y mx c ) 'n inverse? …………………<br />
Het elke reguit lyn ( y mx c ) 'n inverse funksie? …………………<br />
Het die reguit lyn y 3 'n inverse? …………………<br />
Het die reguit lyn y 3 'n inverse funksie? …………………<br />
(Kyk nou weer na jou antwoord oor elke reguit lyn se inverse.)<br />
Is jy nou in staat om die vraag of alle funksies inverses het, te beantwoord?<br />
Maak seker dat jy die volgende begrippe onder die knie het:<br />
Een-eenduidigheid van funksies<br />
Die horisontale lyn toets<br />
Definisie van die inverse funksie<br />
Verband tussen f en<br />
Notasie verskille tussen<br />
x f<br />
x = f -1 (y) f -1 y<br />
1<br />
f se gebied en terrein<br />
1<br />
f 1<br />
en<br />
f<br />
Die kansellasie vergelykings (p. 201)<br />
y = f(x)<br />
Algoritme om inverse funksie te bepaal (Jy mag stappe 2 en 3 omruil op p. 202.)
Die grafiese betekenis van<br />
1<br />
f .<br />
Beantwoord nou die volgende vrae:<br />
1. Watter van die volgende funksies is een-eenduidig?<br />
.....................................................<br />
A B<br />
C D<br />
E.<br />
2<br />
3<br />
4<br />
1<br />
-5<br />
f<br />
h<br />
3<br />
q<br />
5<br />
6<br />
7<br />
8<br />
5<br />
2. Gee die definisie- en waardeversamelings van elke grafiek in vraag 1 hierbo.<br />
.........................................................................................................................<br />
.........................................................................................................................<br />
.........................................................................................................................<br />
.........................................................................................................................<br />
.........................................................................................................................<br />
.........................................................................................................................<br />
.........................................................................................................................<br />
8<br />
6<br />
4<br />
2<br />
-5 5 10<br />
-2<br />
g<br />
p<br />
Leereenheid 2<br />
209
Leereenheid 2<br />
210<br />
.........................................................................................................................<br />
.........................................................................................................................<br />
.........................................................................................................................<br />
3. Gee die definisie- en waardeversamelings van die inverse funksies in 1.<br />
.........................................................................................................................<br />
.........................................................................................................................<br />
.........................................................................................................................<br />
.........................................................................................................................<br />
.........................................................................................................................<br />
.........................................................................................................................<br />
.........................................................................................................................<br />
.........................................................................................................................<br />
.........................................................................................................................<br />
.........................................................................................................................<br />
1<br />
4. In 1A is f f 2 <br />
1<br />
5. In 1A is f f 2 <br />
1<br />
6. In 1A is f f 7 <br />
1<br />
7. In 1A is f f 7 <br />
.....................................<br />
.....................................<br />
.....................................<br />
.....................................<br />
8. Toon aan dat die vergelyking (II) wel die inverse van (I) is deur die algoritme toe te pas.<br />
.........................................................................................................................<br />
.........................................................................................................................<br />
.........................................................................................................................<br />
.........................................................................................................................<br />
.........................................................................................................................<br />
9. As (1; -4) op die grafiek van f lê, lê …………. op die grafiek van<br />
1<br />
f .<br />
Verkry internettoegang en voer die meegaande opdrag uit -opsioneel.<br />
Hierdie inligting is ook op die NWU se webtuiste gereserveer. Kliek op:<br />
nwu.ac.za – eFundi – <strong>MATE</strong> <strong>111</strong> – Webcontent<br />
As jy meer wil weet oor Inverse Funksies gebruik die adres:<br />
www.keymath.com/DAA - kliek op Dynamic Algebra Explorations – kies<br />
Chapter 5.5 – kies Building Inverses of functions
Leereenheid 2<br />
Selfstudie: Alle Oefeninge oor Grafieke in die Addendum pp. 96 – 98<br />
Neem u antwoorde saam na die kontakgeleentheid/ groepbyeenkoms vir<br />
bespreking<br />
Individuele oefening.<br />
Voltooi die volgende opdrag:<br />
Opdrag 15:<br />
1. Precalculus Oefening 2.7 no. 4<br />
2. Precalculus Oefening 2.7 no. 5<br />
3. Precalculus Oefening 2.7 no. 13<br />
4. Precalculus Oefening 2.7 no. 17<br />
5. Precalculus Oefening 2.7 no. 22<br />
6. Precalculus Oefening 2.7 no. 28<br />
7. Precalculus Oefening 2.7 no. 31<br />
8. Precalculus Oefening 2.7 no. 37<br />
9. Precalculus p. 212 no. 11<br />
Opdrag 15 Opsioneel:<br />
1. Precalculus Oefening 2.7 no. 7<br />
2. Precalculus Oefening 2.7 no.10<br />
3. Precalculus Oefening 2.7 no. 11<br />
4. Precalculus Oefening 2.7 no. 21<br />
5. Precalculus Oefening 2.7 no. 27<br />
6. Precalculus Oefening 2.7 no. 34<br />
7. Precalculus Oefening 2.7 no. 36<br />
8. Precalculus Oefening 2.7 no. 79<br />
Het u sommige van die oefeninge met The Geometer’s Sketchpad gekontroleer?<br />
Sien assessering en terugvoering op p. viii<br />
211
Leereenheid 2<br />
1.3 BEKENDE INVERSE FUNKSIES<br />
Jy benodig ongeveer 10 uur om hierdie leergedeelte suksesvol te voltooi.<br />
UITKOMSTE:<br />
Na voltooiing van hierdie leergedeelte moet jy in staat wees om<br />
vas te stel of ʼn funksie ʼn inverse het;<br />
die inverses van lineêre funksies, absolute waarde, polinome, magsfunksies, rasionale<br />
funksies en algebraïese funksies te bepaal<br />
2.2.1 Inverse Van Lineêre Funksies<br />
212<br />
Bestudeer Precalculus:<br />
pp. 202 Example 6<br />
Die funksie y mx c het altyd ʼn inverse afbeelding of relasie. Die inverse is slegs 'n funksie<br />
as y mx c een-eenduidig is. Dit is waar behalwe as m 0 . As die gradiënt nul word, het<br />
ons y c (bv. y 3 ) wat 'n horisontale lyn is.<br />
Die reguit lyn x k ( k 'n konstante) is nie ʼn funksie nie en het dus nie ʼn inverse funksie nie.<br />
Samevattend: Alle reguit lyne van die vorm y mx c het inverses. Alle reguit lyne van die<br />
vorm y mx c (m 0) het inverses funksies.<br />
Verkry internettoegang en voer die meegaande opdrag uit.<br />
Hierdie inligting is ook op die NWU se webtuiste gereserveer. Kliek op:<br />
nwu.ac.za – eFundi – <strong>MATE</strong> <strong>111</strong> – Webcontent<br />
Gebruik die adres: http://www.purplemath.com/modules/invrsfcn3.htm<br />
en werk deur die eerste voorbeeld ( y 3x 2 ) en maak seker dat jy die<br />
inverse funksie van ʼn reguit lyn kan bereken.<br />
[Soek met “Inverse functions” in http://www.purplemath as u probleme<br />
ondervind.]
Leereenheid 2<br />
Selfstudie: Alle Oefeninge oor Grafieke in die Addendum p. 99<br />
Neem u antwoorde saam na die kontakgeleentheid/ groepbyeenkoms vir<br />
bespreking<br />
213
Leereenheid 2<br />
2.2.2 Inverse Van Absolute Waarde:<br />
Die absolute waarde grafiek slaag nie die horisontale lyn toets nie. Dit is dus nie eeneenduidig<br />
nie. Dus kan ons nie inverse funksies bepaal nie.<br />
Deur 'n beperking op die definisieversameling van die absolute waarde funksie te plaas, kan<br />
ons wel een-eenduidigheid verkry.<br />
VOORBEELD:<br />
Kyk na die skets van y 2 x 3 4 :<br />
Die knakpunt is (3; 4).<br />
Indien ons dus die definisieversameling sou beperk tot x x 3<br />
of tot x x 3<br />
,<br />
het ons te doen met net een been van die grafiek. Dan sou die inverse funksie bereken kan<br />
word. Gestel ons noem die linkerbeen van die grafiek f en die regterbeen g .<br />
214<br />
<br />
f x y 2 x 3 4<br />
2x 6 4<br />
2x 10<br />
Ruil x en y om vir die inverse:<br />
x 2y 10<br />
2y x 10<br />
x 10<br />
y <br />
2<br />
x<br />
<br />
2<br />
(hoekom?)<br />
1<br />
f x x <br />
10<br />
8<br />
6<br />
4<br />
2<br />
-5 5 10<br />
5 met 4<br />
Bereken die inverse van g :<br />
Selfstudie: Alle Oefeninge oor Grafieke in die Addendum pp. 100 – 101<br />
Neem u antwoorde saam na die kontakgeleentheid/ groepbyeenkoms vir<br />
bespreking
2.2.3 Inverse Van Polinome:<br />
Leereenheid 2<br />
Net soos by die absolute waarde funksie is polinoom funksies nie eeneenduidig nie. Ons kan<br />
dus inverse afbeeldings bereken, maar hulle sal net funksies wees indien ons die<br />
definisieversameling beperk.<br />
Gestel 'n paraboliese reflektor/teleskoop wys na bo soos op meegaande skets. Dan sal die<br />
vergelyking wat die parabool beskryf gegee word deur y <br />
2<br />
x<br />
.<br />
16<br />
Indien 'n ster na aan die horison waargeneem moet word, moet die teleskoop deur 90 na<br />
regs gedraai word.<br />
Die nuwe parabool is dan die inverse afbeelding (nie funksie) van die oorspronklike parabool,<br />
want hulle is simmetries t.o.v. die lyn y x .<br />
Die vergelyking na rotasie word gegee deur:<br />
16 y x<br />
2<br />
q x<br />
= x<br />
x 16 y<br />
Manipuleer sodat x nuwe onderwerp word<br />
<br />
1<br />
f ( x ) y x<br />
Y<br />
O<br />
6<br />
4<br />
2<br />
-5 5<br />
-2<br />
-4<br />
-6<br />
16 Ruil die veranderlikes om vir die inverse<br />
X<br />
215
Leereenheid 2<br />
216<br />
Verkry internettoegang en voer die meegaande opdrag uit.<br />
Hierdie inligting is ook op die NWU se webtuiste gereserveer. Kliek op:<br />
nwu.ac.za – eFundi – <strong>MATE</strong> <strong>111</strong> – Webcontent<br />
Gebruik die adres: http://www.purplemath.com/modules/invrsfcn3.htm en<br />
http://www.purplemath.com/modules/invrsfcn4.htmwerk deur die tweede<br />
2<br />
voorbeeld ( y x 1).<br />
Werk ook deur die gevalle waar die definisieversamelings<br />
tot x 0 en x 0 beperk word.<br />
Gebruik die adres: http://www.purplemath.com/modules/invrsfcn5.htm en<br />
2<br />
werk deur die voorbeeld y x 3x 2, x 15 , .<br />
In die onderstaande figuur is beide hierdie gedeelte van die parabool en sy inverse funksie<br />
geskets. Die simmetrie-as y x is ook geskets. Verskeie punte met hulle refleksies is<br />
aangebring sodat jy presies kan sien wat inverses meetkundig beteken.<br />
fx = 0.5 3- 1+4x0.5<br />
<br />
g x<br />
= x2-3x +2<br />
hx = x<br />
10<br />
8<br />
6<br />
4<br />
2<br />
5 10 15
Vierkantsvoltooing:<br />
Leereenheid 2<br />
Soms benodig ons die tegniek van vierkantsvoltooing om die inverse van ‘n kwadratiese<br />
funksie te bereken.<br />
Aangesien 2 2 2<br />
2<br />
volg uit bekende skoolwerk, gaan ons soos volg te werk:<br />
2<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
vermenigvuldig<br />
en deel met koëffisiënt<br />
van<br />
kwadratiese term<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
2 <br />
2<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
vermenigvuldig<br />
en deel<br />
<br />
die middelterm met 2 sodat<br />
<br />
dit<br />
die korrekte vorm het<br />
tel<br />
die kwadraat van<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
2 2<br />
<br />
2 <br />
2<br />
2 <br />
2<br />
<br />
<br />
<br />
die faktor tussen die "2" en<br />
die<br />
veranderlike van die<br />
<br />
middelterm<br />
by en trek dit<br />
ook<br />
af - moenie die koëffisiënt<br />
<br />
van<br />
die kwadratiese term<br />
<br />
vergeet<br />
nie<br />
2<br />
<br />
2<br />
<br />
2<br />
<br />
2 2<br />
<br />
<br />
2 2<br />
<br />
Soms doen u bogenoemde in ‘n vergelyking. Dan kan u elke term aan die linkerkant en elke<br />
term aan die regterkant met deel. Die term<br />
vergelyking bygetel word.<br />
<br />
<br />
2<br />
<br />
2<br />
sal dan beide kante van die<br />
Polinoomfunksies van graad 3 of hoër kan maklik bereken word as alle koëffisiënte in die<br />
polinoom 0 is , behalwe die term met hoogste graad en die konstante term.<br />
5<br />
Voorbeeld: As f x y x 6 , toon ek hoe om die inverse te bereken. Aan die<br />
linkerkante word stap 2 deur stap 3 in die algoritme gevolg. Aan die regterkant wys ek stap 3<br />
gevolg deur stap 2:<br />
5 5<br />
x y 6 (2) of x y 6 (3)<br />
<br />
1<br />
6 5<br />
5<br />
6<br />
x y y x <br />
<br />
1<br />
5<br />
f x y x <br />
6<br />
Polinoomfunksies van graad 3 en hoër met meer nie-nul koëffisiënte, se inverses kan met<br />
die algoritme bereken word, maar hoef nie in standaardvorm geskryf te word nie.<br />
217
Leereenheid 2<br />
Voorbeeld: As 3 2<br />
218<br />
f x x 2x 3x 4 , kan die inverse soos volg gegee word:<br />
Die inverse word gegee deur:<br />
3 2<br />
x y y y<br />
2 3 4.<br />
Selfstudie: Alle Oefeninge oor Grafieke in die Addendum pp. 102 – 103<br />
Neem u antwoorde saam na die kontakgeleentheid/ groepbyeenkoms vir<br />
bespreking
2.2.4 Inverse Van Magsfunksies<br />
Leereenheid 2<br />
Verkry internettoegang en voer die meegaande opdrag uit.<br />
Hierdie inligting is ook op die NWU se webtuiste gereserveer. Kliek op:<br />
nwu.ac.za – eFundi – <strong>MATE</strong> <strong>111</strong> – Webcontent<br />
Gebruik die adres: http://www.purplemath.com/modules/invrsfcn4.htm en<br />
werk deur die voorbeeld ( y x 2 ) en maak seker dat jy die<br />
beperkings op die definisieversamelings van die funksie en sy inverse funksie<br />
ook verstaan.<br />
Bestudeer Precalculus:<br />
pp. 203 Example 7<br />
Hierdie word maklik volgens die algoritme bereken.<br />
Selfstudie: Alle Oefeninge oor Grafieke in die Addendum p. 104<br />
Neem u antwoorde saam na die kontakgeleentheid/ groepbyeenkoms vir<br />
bespreking<br />
Individuele oefening.<br />
Voltooi die volgende opdrag:<br />
OPDRAG 16:<br />
1. Precalculus Oefening 2.7 no. 40<br />
2. Precalculus Oefening 2.7 no. 51 (wenk: kwadraatsvoltooiing)<br />
3. Precalculus Oefening 2.7 no. 59<br />
4. Precalculus Oefening 2.7 no. 76<br />
5. Opdrag 9 no. 2.5 tot 2.9<br />
Het u sommige van die oefeninge met The Geometer’s Sketchpad gekontroleer?<br />
Sien assessering en terugvoering op p. viii<br />
219
Leereenheid 2<br />
2.2.5 Inverse van Rasionale Funksies<br />
220<br />
Verkry internettoegang en voer die meegaande opdrag uit.<br />
Hierdie inligting is ook op die NWU se webtuiste gereserveer. Kliek op:<br />
nwu.ac.za – eFundi – <strong>MATE</strong> <strong>111</strong> – Webcontent<br />
Gebruik die adres: http://www.purplemath.com/modules/invrsfcn4.htm en<br />
2<br />
werk deur die voorbeeld ( y ) en maak seker dat jy die beperkings<br />
x 5<br />
op die definisieversamelings van die rasionale funksie en sy inverse funksie<br />
ook verstaan.<br />
Gebruik die adres: http://www.purplemath.com/modules/invrsfcn5.htm en<br />
werk deur die voorbeeld van die rasionale funksie y <br />
x 2<br />
x 2<br />
.<br />
Bestudeer Precalculus:<br />
pp. 203 Example 8<br />
Selfstudie: Alle Oefeninge oor Grafieke in die Addendum pp. 105<br />
Neem u antwoorde saam na die kontakgeleentheid/ groepbyeenkoms vir<br />
bespreking<br />
Individuele oefening.<br />
Voltooi die volgende opdrag:<br />
OPDRAG 17:<br />
1. Precalculus Oefening 2.7 no. 44 (Gee ook die definisieversamelings van f en<br />
2. Precalculus Oefening 2.7 no. 49 (Gee ook die definisieversamelings van f en<br />
3. Vanaf Opdrag 10A: 6.6 Bereken die inverse van f indien moontlik.<br />
Het u sommige van die oefeninge met The Geometer’s Sketchpad gekontroleer?<br />
Sien assessering en terugvoering op p. viii<br />
1<br />
f ).<br />
1<br />
f ).
2.2.6 Inverse van Algebraïese Funksies<br />
Leereenheid 2<br />
Verkry internettoegang en voer die meegaande opdrag uit.<br />
Hierdie inligting is ook op die NWU se webtuiste gereserveer. Kliek op:<br />
nwu.ac.za – eFundi – <strong>MATE</strong> <strong>111</strong> – Webcontent<br />
Gebruik die adres: http://www.purplemath.com/modules/invrsfcn6.htm en<br />
werk deur die voorbeeld y <br />
2<br />
4 x .<br />
Bestudeer Precalculus:<br />
pp. 204 Example 9<br />
Individuele oefening.<br />
Voltooi die volgende opdrag:<br />
OPDRAG 18:<br />
1. Precalculus oefening 2.7 no. 15<br />
2. Precalculus oefening 2.7 no. 85<br />
3. Precalculus oefening 2.7 no. 51 (Wenk: vierkantsvoltooiing)<br />
4. Precalculus oefening 2.7 no. 54<br />
5. Precalculus oefening 2.7 no. 81<br />
6. Bereken die vergelyking van die inverse funksie van<br />
Opdrag 18 Opsioneel:<br />
1. Precalculus oefening 2.7 no. 39<br />
2. Precalculus oefening 2.7 no. 43<br />
3. Precalculus oefening 2.7 no. 56<br />
4. Precalculus oefening 2.7 no. 58<br />
5. Precalculus oefening 2.7 no. 72<br />
1 <br />
y <br />
1 <br />
Het u sommige van die oefeninge met The Geometer’s Sketchpad gekontroleer?<br />
Sien assessering en terugvoering op p. viii<br />
x<br />
x<br />
221
Leereenheid 2<br />
1.4 INVERSE VAN EKSPONENSIËLE FUNKSIES<br />
OOK GENOEM LOGARITMIESE FUNKSIES<br />
Jy benodig ongeveer 6 uur om hierdie leergedeelte suksesvol te voltooi.<br />
UITKOMSTE:<br />
Na voltooiing van hierdie leergedeelte moet jy in staat wees om<br />
die inverses van die eksponensiële funksies te bepaal<br />
om met die natuurlike logaritme (basis e) te werk<br />
Jy gaan die volgende studiemateriaal nodig kry: Precalculus hoofstuk 4.<br />
Voltooi Voorbeeld 1:<br />
Die volgende tabel kom uit die papiervou-voorbeeld by die eksponensiële funksie: 2 x<br />
y of<br />
2 x<br />
f x .<br />
222<br />
Aantal voue x 0 1 2 3 4 5 6<br />
Aantal dele y 1 2 4 8 16 32 64<br />
Indien ons nou die inverse funksie wil bepaal, ruil ons die x- en y-waardes om.<br />
Aantal dele x 1 2 4 8 16 32 64<br />
Aantal voue y 0 1 2 3 4 5 6<br />
Nou kan ons vra hoeveel voue lewer 8 dele op die papier?<br />
<br />
Wiskundig gestel: f <br />
1<br />
8 3<br />
As ons die koördinate in die lyn y x reflekteer, lyk dit grafies soos volg:
fx = 2x<br />
g x<br />
= x<br />
y<br />
1<br />
Nuwe wiskundige notasie: <br />
10<br />
8<br />
6<br />
4<br />
2<br />
(3; 8)<br />
-5 5 10<br />
f 8 log 8 3<br />
2<br />
Leereenheid 2<br />
Die inverse van die eksponensiële funksie 2 x<br />
y is dus die logaritmiese funksie y log2 x .<br />
Skat 2 3 log vanuit bostaande grafiek of tabel: ,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,………………………………………<br />
Gebruik die definisie en voltooi: 2 32 log ……………want………………..<br />
10 1000 log ……..want………………..<br />
3 27 log ……………want………………..<br />
Hoe kan jy sonder GSP die grafiek van y log3 x teken? (Beskryf 2 metodes)<br />
……………………………………………………………………………………………………………<br />
……………………………………………………………………………………………………………<br />
……………………………………………………………………………………………………………<br />
……………………………………………………………………………………………………………<br />
Bestudeer Precalculus:<br />
pp. 315 – 321; 337 – 338; 340 – 350<br />
Hersiening van skooluitkomstes: 325 – 329; 331 - 336<br />
Let op die definisie van die natuurlike logaritmiese funksie (ln) as inverse van die<br />
x<br />
natuurlike eksponensiële funksie y e . [ ln x loge x soortgelyk aan log x log10 x ]<br />
Voorbeelde 11 en 12 op pp. 337 - 338 toon 'n baie belangrike tegniek. Veranderlike(s) kan<br />
uit 'n eksponent verwyder word deur aan die linker- en regterkant van die vergelyking<br />
logaritmes toe te pas en daarna wet 3 van logaritmes te gebruik.<br />
(8; 3)<br />
x<br />
223
Leereenheid 2<br />
Bestudeer Voorbeeld 2: (Erkenning: Mnr. RJ van de Venter)<br />
Beskou die volgende grafiek en meegaande wiskundige model vir die waarde van ‘n sekere<br />
beleggingsrekening op enige tydstip:<br />
Waarde / Value<br />
(Rand)<br />
4996,3<br />
3298,68<br />
A<br />
t <br />
6t<br />
2<br />
224<br />
2000<br />
0 2<br />
tyd / time (jaar / years)<br />
<br />
20001<br />
<br />
<br />
6t<br />
7 <br />
<br />
600<br />
14 <br />
3298,<br />
681<br />
<br />
600<br />
; 0 t 2<br />
; 2<br />
t 5<br />
Hierdie belegging se rente word elke 2 maande bereken, dit beteken 6 keer per jaar. Dit is<br />
waarom die formule ietwat anders lyk. Moet u nou nie hieroor bekommer nie.<br />
O<br />
<br />
<br />
5 t
Bereken die waarde van die belegging na twee jaar.<br />
Let op dat ons met die eerste twee jaar van die beleggingsfunksie se inligting werk.<br />
Dus:<br />
A<br />
<br />
t A<br />
2 <br />
20001<br />
<br />
<br />
<br />
20001<br />
<br />
<br />
<br />
20001<br />
<br />
<br />
2000<br />
<br />
1, 1493.....<br />
<br />
2298,<br />
684<br />
7<br />
600<br />
7<br />
600<br />
7<br />
600<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
6t<br />
62<br />
Die waarde is dus R2 298,68 na twee jaar.<br />
12<br />
2 Let<br />
op die volgorde van bewerkings : bereken<br />
<br />
u vermenigvu ldiging doen!<br />
Leereenheid 2<br />
Let<br />
op dat die skryfwyse A aan die linkerkant nou maar<br />
<br />
<br />
<br />
net beteken dat ons 2 aan die regterkant in vervang waar<br />
daar<br />
vantevore 'n<br />
t gestaan het.<br />
A2<br />
beteken letterlik : die waarde van die funksie At<br />
<br />
<br />
<br />
wanneer t 2<br />
magte VOOR<br />
Na twee jaar het die rekeninghouer duidelik nog R1000 in die belegging gedeponeer. Die<br />
bank het sy rente toe verdubbel na 14%, steeds tweemaandeliks (dit wil sê, ses maal per<br />
jaar) bereken. Bereken nou die tyd wat dit die belegging neem om ʼn waarde van R4000 te<br />
bereik.<br />
Dit is uit die grafiek en ook ons vorige berekening duidelik dat die belegging nooit R4000<br />
gaan bereik voor die einde van die eerste twee jaar nie. Dus sal dit net gebeur nadat die<br />
ekstra R1000 inbetaal is en die belegging se rentekoers aangepas is.<br />
Vir hierdie deel van ons berekening gebruik ons dus die wiskundige model<br />
A<br />
t <br />
3298,<br />
681<br />
<br />
<br />
14<br />
600<br />
<br />
<br />
<br />
t2 <br />
6<br />
.<br />
(Let op dat ons nie At hoef te skryf nie; dit is slegs belangrik om dit so te skryf wanneer<br />
ons wil aandui dat A van t afhanklik is. At beteken nie A vermenigvuldig met t nie!)<br />
225
Leereenheid 2<br />
Stel A 4000 in die<br />
226<br />
t 2<br />
t 2<br />
t 2<br />
wiskundige<br />
model :<br />
jare<br />
t 2<br />
14 <br />
4000 3298,<br />
681<br />
<br />
600 <br />
Dit is duidelik dat ons die vergelyking<br />
nou vir<br />
4000<br />
3298,<br />
68<br />
6<br />
6<br />
6<br />
t 2<br />
t<br />
<br />
1<br />
<br />
<br />
<br />
log<br />
8,<br />
357...<br />
<br />
6<br />
1,<br />
3929...<br />
2<br />
3,<br />
393<br />
14<br />
600<br />
14 <br />
1<br />
<br />
600 <br />
t 2<br />
4000<br />
3298,<br />
68<br />
4000 <br />
log<br />
3298,<br />
68<br />
<br />
<br />
<br />
14 <br />
log1<br />
<br />
600 <br />
<br />
6<br />
<br />
<br />
<br />
6<br />
8,<br />
3576.....<br />
t<br />
moet gaan oplos :<br />
Deel<br />
weerskante<br />
met die koëffisiënt<br />
voor die grondtal<br />
<br />
<br />
Let op dat dit 'n<br />
eenvoudige eksponensiële<br />
vergelyking<br />
<br />
3<br />
is, soos byvoorbeeld<br />
8 2 .<br />
.<br />
So<br />
'n<br />
vergelyking<br />
kan in logaritmiese<br />
vorm geskryf word<br />
<br />
<br />
as 3 log 2 8.<br />
Omdat ek vir 6t<br />
2,<br />
die eksponent in die vorige stap, graag<br />
<br />
alleen<br />
aan die een kant van die vergelyking<br />
wil kry,<br />
<br />
skryf<br />
ek die eksponensiële<br />
vergelyking<br />
uit die vorige<br />
<br />
stap nou in logaritmiese<br />
vorm. * * *<br />
<br />
log a<br />
Hier<br />
het ons die handige logwet log b a gebruik,<br />
log b<br />
<br />
waarmee<br />
ons enige logaritmiese<br />
uitdrulling<br />
op ons sak -<br />
rekenaars<br />
kan uitreken, as 'n<br />
gewone deelsom.<br />
<br />
<br />
Let daarop dat log a eintlik log 10 a beteken.<br />
Hierdie<br />
waardes word vanaf die sakrekenaar<br />
se vertoon<br />
<br />
paneel<br />
verkry. U moet natuurlik nie nou afrond nie, gebruik<br />
<br />
al die desimale syfers. Ek is net te lui om almal neer te<br />
<br />
skryf!<br />
Kyk gerus of u die oplossing van hierdie vraag op die grafiek hierbo kan aflees.<br />
*** Alternatiewe oplossingsmetode:<br />
In plaas daarvan om die eksonensiële vergelyking in logaritmiese vorm te skryf, kan u ook<br />
soos volg te werk gaan nadat die vergelyking in eenvoudigste eksponensiële vorm geskryf is:
4000 14 <br />
log<br />
log 1<br />
<br />
3298,<br />
68 600 <br />
4000 <br />
log<br />
6<br />
3298,<br />
68 <br />
t 2<br />
6<br />
14 <br />
<br />
600 <br />
<br />
Pas<br />
beide kante die logaritmiese<br />
funksie<br />
Leereenheid 2<br />
t 2<br />
log 1<br />
vergelyking<br />
te deel met log 1 kan dieselfde .<br />
toe<br />
n<br />
Hier<br />
het ek die handige logwet log b a n log b a<br />
<br />
gebruik.<br />
Deur nou die regter - en linkerkant van die<br />
<br />
<br />
14 <br />
<br />
<br />
<br />
600 <br />
oplossingsmetode<br />
gevolg as hierbo<br />
<br />
<br />
verder gevolg word.<br />
Bogenoemde is baie werk, maar ek hoop ek het daarin geslaag om die hele saak van<br />
eksponensiële vergelykings en logaritmes so ʼn bietjie vir u op te klaar.<br />
Hoe kan ons log 5 x teken m.b.v. GSP? ..................<br />
Kontroleer dat jy al die eksponensiële en logaritmiese wette ken soos wat jy dit reeds op<br />
skool gebruik het. Jy kan Precalculus of 'n skoolhandboek gebruik. Die belangrikstes is in die<br />
bylaag.<br />
Praktiese voorbeeld.<br />
Klasvoorbeeld: CA p. 448 no.22<br />
Individuele PC-opdrag /<br />
PowerPoint op eFundi: (Eksp.funksies; Eksp verval; Beperkte Eksp.groei)<br />
Ander op E-leerplatform: Werklikheidsgetroue Eksponensiële en Logaritmiese<br />
Vergelykings (Erkenning: Mnr. R.J. van de Venter)<br />
227
Leereenheid 2<br />
228<br />
Individuele oefening.<br />
Voltooi die volgende opdrag:<br />
Opdrag 19A:<br />
1. Skets y log 2 x,<br />
y log 4 x,<br />
y log 6 x en y log8<br />
x op dieselfde assestelsel m.b.v. GSP<br />
en voorsien elke grafiek van sy vergelyking. Wat is die verband tussen die grafieke?<br />
(Stuur via eFundi.)<br />
2. Skets y ln x,<br />
x<br />
x<br />
y log10<br />
x,<br />
y e en y 10<br />
op dieselfde assestelsel m.b.v. GSP en<br />
voorsien elke grafiek van sy vergelyking. (Stuur via eFundi.)<br />
3. Raak ontslae van die eksponente in die volgende vergelykings deur dit m.b.v. die<br />
definisie om te skakel na logaritmiese vergelyking:<br />
3.1 3 2 = 9<br />
3<br />
1<br />
3.2 4 64<br />
3.3 (0,5) -2 = 4<br />
1 3<br />
1<br />
<br />
3.4 2<br />
8 <br />
3.5 27 9<br />
3<br />
2<br />
<br />
4. Bereken sonder sakrekenaar die waardes van:<br />
log<br />
1<br />
4.1 2 4<br />
4.2 log5125<br />
log<br />
1<br />
4.3 7 7<br />
log<br />
1<br />
4.4 8 4<br />
5. Vereenvoudig:<br />
6.<br />
5.1 log39 + log327 – log381<br />
5.2 log515 – log53<br />
5.3 2log 7 7<br />
6.1 Skets, m.b.v. GSP , op dieselfde assestelsel y = log10x, y = log2x en y = log 3x.<br />
6.2 Gebruik die logaritmiese wette om die verwantskap tussen die grafieke te<br />
verduidelik. Toets dit in Sketchpad . (Voeg bladsye by in jou dokument.)
7. As <br />
log 4! 1, 9746<br />
5<br />
OPDRAG 19B:<br />
, bereken 5 5!<br />
log sonder ʼn sakrekenaar.<br />
Leereenheid 2<br />
1. 'n Kolonie bakterieë verdubbel elke uur. Gestel daar is aanvanklik (t = 0) 1 bakterie.<br />
1.1 Gee 'n vergelyking met veranderlike t (tyd in uur) wat hierdie proses beskryf.<br />
(Wenk: stel 'n tabel op om jou te help)<br />
1.2 Hoe sal die vergelyking lyk as die bakterieë 1000-voudig vermeerder het?<br />
1.3 Verduidelik waarom 9 < t < 10 as die bakterieë 1000-voudig vermeerder het?<br />
1.4 Druk t uit as 'n logaritme met basis 2.<br />
1.5 Bereken t tot 2 desimale syfers noukeurig.<br />
2. Die halfleeftyd, t in dae, van bismut-210 word gemodelleer deur die vergelyking<br />
t<br />
<br />
10 0, 87 5 . Gebruik logaritmes om die halfleeftyd in dae tot 2 desimale syfers<br />
korrek te bereken.<br />
3. Die tydsduur (in ps) om N berekeninge deur 'n spesifieke rekenaar uit te voer is<br />
t N log N .<br />
2<br />
3.1 Skets die grafiek van die funksie met die hand deur 'n tabel te gebruik met N -<br />
waardes 0; 2; 4; 8; 16<br />
3.2 Skets die grafiek met GSP (Wenk: Verander die basis na 10)<br />
4. Atmosferiese druk, p , wissel volgens die hoogte, h , bokant die aarde se oppervlak.<br />
Vir hoogtes tot en met ongeveer 10 km, word die druk (in mm kwik) benader deur<br />
met h in km.<br />
p e <br />
0, 125h<br />
760 ,<br />
4.1 Bereken die druk op 'n hoogte van 7,3 km.<br />
4.2 Op watter hoogte sal die druk 400 mm kwik wees?<br />
5. Die arbeid, in joule, verrig deur 'n 1-kg monster stikstof gas as die volume van 'n<br />
aanvangswaarde i V verander na 'n finale waarde van V f teen 'n konstante<br />
temperatuur proses word gegee deur <br />
4 V<br />
f <br />
W 9 , 1 10 ln<br />
<br />
. Bereken die arbeid verrig<br />
Vi<br />
<br />
(tot die naaste 100 J) as hierdie monster se volume toeneem vanaf 3 liter tot 7 liter.<br />
6. Beskou die skets van 'n dryfkatrol en plat dryfband. Die verhouding tussen die<br />
stywekantkrag ( T 1)<br />
en die slapkantkrag ( T 2)<br />
word gegee deur<br />
229
Leereenheid 2<br />
230<br />
T<br />
T<br />
1 <br />
e , met die wrywingskoëffisiënt en die kontakhoek in radiale.<br />
2<br />
6.1 Bereken die kontak hoek as T 1 1,3 keer groter as T 2 en = 0,4.<br />
6.2 Dis wenslik dat die kontakhoek nie kleiner as 120 moet wees nie, om te<br />
voorkom dat die band gly. Watter afleiding kan jy maak oor hierdie voorbeeld.<br />
7. Die Griekse sterrekundiges Hipparchos en Ptolemy het die helderste sterre eerste<br />
magnitude en die dofste sterre sesde magnitude genoem. Die ontwikkeling van die<br />
teleskoop het baie meer sterre sigbaar gemaak sodat 'n wiskundige definisie vir hulle<br />
helderheid nodig was. Dit word gegee deur M log I log I<br />
5<br />
100 0 met I die<br />
intensiteit van die lig vanaf die ster en I0 die intensiteit van die lig van 'n ster met<br />
magnitude 0. Hoe kleiner die magnitude, hoe helderder die ster. Die helderste ster,<br />
Sirius, het magnitude -1,45, terwyl die planeet Venus 'n helderheid van -4,4 magnitude<br />
kan bereik. Die Hubble teleskoop kan sterre so dof as 25 magnitude waarneem. Neem<br />
6<br />
I 2, 45 10 en bereken:<br />
0<br />
7.1 Die intensiteit van lig vanaf Sirius.<br />
7.2 Die intensiteit van lig vanaf 'n ster met magnitude 25.<br />
7.3 Hoeveel keer is die lig vanaf Sirius helderder as die vanaf 'n ster met magnitude<br />
25.<br />
8. Luidheid (die krag van klank) word gewoonlik gemeet in desibel. Omdat die mense-oor<br />
'n geweldige omvang van klankhardheid kan waarneem, word die vlak van klank<br />
beskryf deur die funksie <br />
I <br />
10 log<br />
<br />
<br />
,<br />
I 0 <br />
met die luidheid in desibel, I die intensiteit in watt per vierkante meter, en I 0 die<br />
12 2<br />
drumpel-intensiteit van gehoor. Neem 0 10 W/m<br />
I<br />
<br />
.<br />
Bereken sonder 'n sakrekenaar:<br />
T 1<br />
8.1 Die geruis van blare met intensiteit<br />
T 2<br />
<br />
11<br />
2<br />
10 W/m .
8.2 'n Besige straat se verkeer teen<br />
5<br />
2<br />
10 W/m .<br />
6<br />
2<br />
8.3 'n Gewone gesprek met intensiteit 3 10 W/m .<br />
9. Watter verband is daar tussen die formules van vraag 7 en 8?<br />
Leereenheid 2<br />
10. In Chemie word die pH van 'n oplossing gedefinieer deur: pH = -log[H + ], waar [H + ] die<br />
waterstof-ioon konsentrasie van die oplossing is. Bereken die waterstof-ioon<br />
konsentrasie in 'n monster van suurlemoensap met pH = 3,42.<br />
11. Opdrag 11A no. 26.3<br />
Opdrag 19C<br />
1. Precalculus oefening 4.2 no. 2<br />
2. Precalculus oefening 4.2 no. 18<br />
3. Precalculus oefening 4.2 no. 24<br />
4. Precalculus oefening 4.2 no. 32<br />
5. Bereken sonder sakrekenaar log66!, as gegee is dat log65! = 2,672.<br />
6. Gebruik die vergelyking<br />
1.5.6.<br />
7. Gebruik die vergelyking<br />
cx<br />
y a.e om 'n model vir voorbeeld 4 te vind in leeronderdeel<br />
ct<br />
s a.e <br />
om 'n model vir opdrag 11A no. 5 te vind.<br />
8. Sondagaand gewaar jy 32 muskiete in jou kamer. Maandagaand<br />
tel jy 48 muskiete. Dinsdagaand is daar 72. (eina!) Aanvaar dat die<br />
aantal muskiete eksponensieel toeneem.<br />
8.1 Wat is die groeikoers ('n persentasie)?<br />
8.2 Skryf 'n vergelyking wat die aantal muskiete, y , na x dae<br />
modelleer.<br />
8.3 Bereken die aantal muskiete na twee weke.<br />
8.4 Na hoeveel dae sal daar 2000 000 muskiete wees?<br />
8.5 Gee minstens een rede hoekom die muskietbevolking nie<br />
werklik eksponensieel aanteel nie.<br />
9. 'n Nuwe maatskappy met 5 werknemers verwag dat die aantal werknemers sal groei<br />
teen 'n tempo van 120% per jaar. Hoeveel werknemers sal daar na 4 jaar wees?<br />
231
Leereenheid 2<br />
10. Die verkoopsbestuurder van 'n kitskos groep bevind dat die verkope<br />
van ontbyt afneem aan die einde van 'n promosie-veldtog. Die<br />
verkope in rand is 'n funksie van die aantal dae d na die veldtog se<br />
afloop en word beskryf deur<br />
11. Precalculus Oefening 4.6 no. 5<br />
232<br />
S(<br />
d )<br />
0,<br />
1d<br />
4 <br />
4800<br />
.<br />
3 <br />
Die bestuurder wil verhoed dat die verkope onder R 2700 per dag<br />
val voordat hy 'n nuwe reklame-veldtog begin. Wanneer moet hy<br />
weer met 'n veldtog begin? (Wenk: Stel S d 2700)<br />
12. Precalculus Oefening 4.6 no. 23 (gebruik basis e)<br />
13. Precalculus Oefening 4.6 no. 30 (Lees Opdrag 19B no. 10)<br />
14. Precalculus Oefening 4.6 no. 36 (Lees Opdrag 19B no. 7)<br />
15. Precalculus Oefening 4.6 no. 41 (Lees Opdrag 19B no. 8)<br />
Het u sommige van die oefeninge met The Geometer’s Sketchpad gekontroleer?<br />
Sien assessering en terugvoering op p. viii<br />
Opdrag 19D<br />
1. Precalculus Oefening 4.3 no. 3<br />
2. Precalculus Oefening 4.3 no. 6<br />
3. Precalculus Oefening 4.3 no. 10<br />
4. Precalculus Oefening 4.3 no. 13<br />
5. Precalculus Oefening 4.3 no. 21<br />
6. Precalculus Oefening 4.3 no. 32<br />
7. Precalculus Oefening 4.3 no. 46<br />
8. Precalculus Oefening 4.3 no. 65<br />
9. Precalculus Oefening 4.3 no. 87<br />
10. Precalculus Oefening 4.4 no. 1<br />
11. Precalculus Oefening 4.4 no. 2<br />
12. Precalculus Oefening 4.4 no. 9<br />
13. Precalculus Oefening 4.4 no. 14<br />
14. Precalculus Oefening 4.4 no. 28<br />
15. Precalculus Oefening 4.4 no. 33
16. Precalculus Oefening 4.4 no. 46<br />
17. Precalculus Oefening 4.4 no. 48<br />
18. Precalculus Oefening 4.4 no. 55<br />
19. Precalculus Oefening 4.5 no. 3<br />
20. Precalculus Oefening 4.5 no. 10<br />
21. Precalculus Oefening 4.5 no. 23<br />
22. Precalculus Oefening 4.5 no. 30<br />
23. Precalculus Oefening 4.5 no. 38<br />
24. Precalculus Oefening 4.5 no. 45<br />
25. Precalculus Oefening 4.5 no. 60<br />
26. Precalculus Oefening 4.5 no. 73<br />
27. Precalculus Oefening 4.5 no. 76<br />
28. Precalculus Oefening 4.6 no. 1<br />
29. Precalculus Oefening 4.6 no. 4<br />
30. Precalculus Oefening 4.6 no. 11<br />
31. Precalculus Oefening 4.6 no.16<br />
32. Precalculus Oefening 4.6 no. 19<br />
33. Precalculus Oefening 4.6 no. 26<br />
34. Precalculus Oefening 4.6 no. 36 (Lees Opdrag 19B no. 7)<br />
35. Precalculus Oefening 4.6 no. 40<br />
Het u sommige van die oefeninge met The Geometer’s Sketchpad gekontroleer?<br />
Sien assessering en terugvoering op p. viii<br />
Leereenheid 2<br />
233
Leereenheid 2<br />
2.4 INVERSE VAN TRIGONOMETRIESE FUNKSIES<br />
Jy benodig ongeveer 6 uur om hierdie leergedeelte suksesvol te voltooi.<br />
UITKOMSTE:<br />
Na voltooiing van hierdie leergedeelte moet jy in staat wees om<br />
die inverses van die sinus- kosinus en tangens funksies te kan bepaal, skets en<br />
probleme daarmee op te los<br />
Jy gaan die volgende studiemateriaal nodig kry: Precalculus hoofstuk 5.<br />
234<br />
Bestudeer Precalculus:<br />
pp. 406 - 411<br />
Opmerking: Volgens Stewart is die inverse tangensfunksie bgtan, maar op die meeste<br />
sakrekenaars word dit aangedui deur tan -1 . Ons gebruik tan -1 (positiewe getal) om een<br />
verwysingshoek te bereken. Ons gebruik tan -1 (positiewe of negatiewe getal) om die<br />
hoofwaarde te bereken. Die hoofwaarde is die hoek uit die beperkte definisieversameling.<br />
Foerster (skrywer van Precalculus with Trigonometry) gebruik bgtan om alle moontlike<br />
hoeke (omwentelinge ingesluit) aan te dui. Vir hom is bgtan dus die inverse tangensrelasie.<br />
Dis soortgelyk aan die vierkantswortelfunksie: daar is twee waardes wat x 2 = 4 bevredig,<br />
maar ons kom ooreen dat die vierkantswortel van 4 die positiewe waarde is.
Hier volg van die bekende waardes (spesiale hoeke) van die inverse tangensfunksie:<br />
x 1<br />
tan x<br />
-1<br />
in rad bg tan x in <br />
-60<br />
-45<br />
-30<br />
0 0 (0) 0<br />
Voltooi die volgende tabel met spesiale hoeke:<br />
1<br />
3<br />
1<br />
x bg sin x <br />
0<br />
0,5<br />
in radiale<br />
Voltooi die volgende tabel met spesiale hoeke:<br />
<br />
1<br />
3<br />
1<br />
2<br />
3<br />
2<br />
1<br />
1<br />
x cos x <br />
1<br />
3<br />
2<br />
1<br />
2<br />
0,5<br />
0<br />
in radiale<br />
30<br />
45<br />
60<br />
<br />
1<br />
sin x<br />
in <br />
bg cos x <br />
in grade<br />
Leereenheid 2<br />
235
Leereenheid 2<br />
BESTUDEER VOORBEELD 1:<br />
1<br />
Bereken sin tan x<br />
Oplossing:<br />
236<br />
<br />
1<br />
Ons weet tan x<br />
.<br />
is net 'n ander manier om<br />
te sê “die hoek waarvan die tangens x is”.<br />
Ons teken dus 'n reghoekige driehoek met<br />
een van die hoeke . Dan noem ons die<br />
teenoorstaande sy x en die aangrensende<br />
x<br />
1<br />
sy 1. Dan sal tan x of tan x<br />
.<br />
Dit beteken is die hoek wat ons benodig.<br />
Volgens die stelling van Pythagoras kan die<br />
2 skuinssy bereken word as x 1 .<br />
<br />
1<br />
tan x<br />
1<br />
sin sin<br />
<br />
x<br />
x<br />
2<br />
1<br />
Topografiese kaart<br />
Selfstudie: Alle Oefeninge oor Grafieke in die Addendum pp. 68-70<br />
Neem u antwoorde saam na die kontakgeleentheid/ groepbyeenkoms vir<br />
bespreking<br />
<br />
1<br />
x
Voltooi die volgende:<br />
Opdrag 20A:<br />
1.<br />
Individuele oefening.<br />
Leereenheid 2<br />
(Gee by elk van die volgende ook ʼn verwysingshoek in beide grade en radiale en bereken<br />
ook die algemene oplossing. Wenk: Maak 'n skets van die 4 kwadrante.)<br />
1.1 Precalculus Oefening 5.5 no. 4(b)<br />
1.2 Precalculus Oefening 5.5 no. 5(a)<br />
1.3 Precalculus Oefening 5.5 no. 8(a)<br />
1.4 Precalculus Oefening 5.5 no. 8(b)<br />
1.5 Precalculus Oefening 5.5 no. 10(b)<br />
2. Precalculus Oefening 5.5 no. 2<br />
3. Precalculus Oefening 5.5 no. 19<br />
4. Precalculus Oefening 5.5 no. 26 (sonder sakrekenaar)<br />
5. Bepaal die presiese waarde van die uitdrukking<br />
is.<br />
6. Precalculus Oefening 5.5 no. 44<br />
<br />
<br />
indien dit gedefinieer<br />
4 <br />
1<br />
cos cos<br />
7. ʼn Opwekker (generator) lewer 'n spanning van V 200 cos 50<br />
t volt, met t die tyd in<br />
sekondes. (Voorbeeld 1 by trigonometriese funksies) op watter tydstip sal die spanning<br />
150 V wees? Werk tot 3 desimale syfers noukeurig.<br />
8. Voor ʼn konsert, word die instrumente van die orkes gestem deur ʼn A-noot op die<br />
klavier of fluit te speel. Die vibrasie word gegee deur: y 3, 2cos 880<br />
t met die<br />
verplasing y in mm en t in sekondes. Op watter tydstip (in sekondes tot 4 desimale<br />
syfers) sal die verplasing 1,6 mm wees?<br />
9. Die dwarsdeursnee van ʼn watergolf is y <br />
<br />
2,<br />
1sin<br />
x , met x en y gemeet in<br />
2 4 <br />
meter. Hoe ver vanaf die oorsprong het die golf ʼn hoogte van 1,5 meter?<br />
10. ʼn Satelliet wentel om die aarde sodat die afstand y , in km, noord of suid (hoogte buite<br />
rekening gelaat) van die ewenaar gegee word deur y 2000cos 0, 025t 0, 25<br />
, met t<br />
tyd in minute na die lansering. Op watter tydstip sal die satelliet 1000 km suid van die<br />
ewenaar wees?<br />
237
Leereenheid 2<br />
1<br />
11. Bereken cos 2 sin x<br />
238<br />
.<br />
(Wenk: dubbelhoeke – kies die regte een van die drie formules)<br />
12. ʼn Rak word ondersteun deur ʼn driehoekige stut/klamp met sye a, b, en c soos<br />
aangetoon in meegaande skets. Vind ʼn uitdrukking om die hoek tussen sye b en c te<br />
beskryf. (Wenk: kosinusreël)<br />
A<br />
b<br />
13. Die verskil in hoogte tussen die hoofsuil- en die republiektoring van die Taalmonument<br />
op Paarlberg is 29 m. Gestel jy staan op ʼn afstand d meter weg van die voet van die<br />
monument. Laat die hoogtehoek na die republiektoring wees en die hoogtehoek na<br />
die hooftaaltoring . Toon aan dat<br />
1<br />
29 <br />
tan tan <br />
d<br />
<br />
<br />
d<br />
Rak<br />
14. Gestel dat die hoogte van die gety ( h ) in meter by 'n hawe-ingang voorgestel word<br />
<br />
deur: h 3 sin t 2<br />
15 , met t die aantal uur na middernag.<br />
6<br />
c<br />
a<br />
29 m
Wat is die funksie se:<br />
14.1 amplitude;<br />
14.2 periode;<br />
14.3 fase;<br />
14.4 vertikale verplasing?<br />
14.5 Stel h grafies voor.<br />
Leereenheid 2<br />
14.6 Op watter tydstip (na middernag) is die eerste hoogwater? Toon dit grafies<br />
aan.<br />
14.7 Toon algebraïes aan wanneer alle hoogwaters bereik sal word.<br />
14.8 Wat is diepste wat 'n boot kan wees om te alle tye die hawe binne te<br />
vaar?<br />
15. Vanuit Opdrag 13A no. 12<br />
(b) Op watter tye (na middernag) is die hoogte van die gety 6 m?<br />
(c) Gestel 'n skip kan slegs die hawe binnekom of verlaat as die water dieper as 6 m<br />
is, vir hoeveel uur van die dag is dit moontlik?<br />
16. Vanuit Opdrag 13A no. 13<br />
13.8 Op watter tydstippe en hoeke gooi die speek OP die langste skaduwee?<br />
13.9 Op watter tydstippe en hoeke is die skaduwee wat OP gooi die kortste (geen<br />
skaduwee)?<br />
Het u sommige van die oefeninge met The Geometer’s Sketchpad gekontroleer?<br />
Sien assessering en terugvoering op p. viii<br />
Opdrag 20B<br />
1.<br />
(Gee by elk van die volgende die verwysingshoek in beide grade en radiale en gee ook die<br />
algemene oplossing. Wenk: Maak 'n skets van die 4 kwadrante.)<br />
1.1 Precalculus Oefening 5.5 no. 4(b)<br />
1.2 Precalculus Oefening 5.5 no. 5(c)<br />
1.3 Precalculus Oefening 5.5 no. 7(b)<br />
1.4 Precalculus Oefening 5.5 no. 8(b)<br />
1.5 Precalculus Oefening 5.5 no. 9(a)<br />
1.6 Precalculus Oefening 5.5 no. 9(b)<br />
1.7 Precalculus Oefening 5.5 no. 10(a)<br />
1.8 Precalculus Oefening 5.5 no. 23 sonder sakrekenaar<br />
239
Leereenheid 2<br />
1.9 Precalculus Oefening 5.5 no. 25 sonder sakrekenaar<br />
2. Precalculus Oefening 5.5 no. 2<br />
3. Precalculus Oefening 5.5 no. 19<br />
1<br />
4. Bepaal die presiese waarde van die uitdrukking tan tan<br />
6<br />
<br />
<br />
indien dit gedefinieer is.<br />
<br />
5. Precalculus Oefening 5.5 no. 44<br />
7. ʼn Agentskap vir tydelike werk raadpleeg 'n ekonoom. Hy dui aan dat die aanvraag na<br />
tydelike werk (gemeet in duisende werksaansoeke per week) in ons land gemodelleer<br />
f t 4, 3sin 0, 82t 0, 3 7, 3 waar t die tyd in jare is<br />
240<br />
word deur die funksie: <br />
sedert Januarie 1995.<br />
7.1 Bereken die:<br />
7.1.1 amplitude,<br />
7.1.2 vertikale verplasing,<br />
7.1.3 horisontale verplasing of fase (3 desimale syfers noukeurig) en die<br />
7.1.4 periode.<br />
7.2 Wat is die maksimum werksaansoeke per week?<br />
7.3 Wat is die minimum werksaansoeke per week?<br />
7.4 Maak 'n sketsgrafiek.<br />
7.5 Wanneer (in watter maand) na Januarie 1995 word die eerste maksimum bereik?<br />
8. Die jaarlikse kontantvloei na aandeelfondse(gemeet as 'n persentasie van die totale<br />
bates) het sedert 1955 gefluktueer in siklusse van ongeveer 40 jaar. Gedurende 1955<br />
was 'n hoogtepunt bereik. Die hoogtepunte was ongeveer +15% van die totale bates<br />
en die laagtepunte ongeveer -10% van die totale bates.<br />
8.1 Modelleer hierdie kontantvloei met 'n kosinusfunksie van die tyd t in jare, waar<br />
t 0 , 1955 voorstel deur die volgende te bereken: (werk tot 3 desimale<br />
syfers noukeurig)<br />
8.1.1 amplitude,<br />
8.1.2 vertikale verplasing,<br />
8.1.3 horisontale verplasing of fase in radiale<br />
8.1.4 periode en die<br />
8.1.5 koëffisiënt van t gemeet in radiale per jaar.<br />
8.2 Skryf nou die gevraagde funksie neer.<br />
8.3 Maak 'n sketsgrafiek<br />
8.4 Wanneer (vir watter waardes van t tot 3 desimale syfers noukeurig) sal daar<br />
geen kontantvloei na aandeelfondse wees nie? Werk met t in die interval [0; 60]<br />
8.5 Wanneer (in watter jaar en maand) na Januarie 1955 is daar vir die eerste keer<br />
geen kontantvloei na aandeelfondse nie?
9. 'n Nuwe spoorlyn moet deur ʼn berg en<br />
oor ʼn rivier gebou word. Gebruik 'n<br />
koördinaat stelsel met oorsprong by die<br />
ingang van die tonnel. Gestel die berg<br />
is 250 m op sy hoogste punt bokant die<br />
spoorlyn en die diepste punt van die<br />
vallei is 50 meter onder die spoorlyn.<br />
M.a.w. die spoorlyn word op die x-as<br />
gemodelleer. Gestel die horisontale<br />
afstand tussen die toppunt van die berg<br />
en die laagste punt in die rivier is<br />
700 meter. Gestel ons modelleer die<br />
vertikale hoogte, y (in meter) vanaf die<br />
spoorlyn tot die aardoppervlakte as 'n<br />
sinusfunksie m.b.t. x (in meter), gemeet<br />
vanaf die tonnel se ingang.<br />
9.1 Bereken die amplitude.<br />
9.2 Bereken die vertikale verplasing.<br />
9.3 Bereken die periode in meter.<br />
9.4 Bereken die koëffisiënt van x in<br />
radiale per meter.<br />
Leereenheid 2<br />
9.5 Gebruik die gewens tot jou beskikking en skryf die vergelyking neer wat die<br />
situasie modelleer. Omdat die fase onbekend is, sal daar 'n veranderlike “c” in die<br />
hoek voorkom.<br />
9.6 Bereken c deur die oorsprong (0; 0) in die vergelyking in 9.5 te stel en op te los.<br />
9.7 Gee die fase.<br />
9.8 Gee die vergelyking wat die situasie modelleer.<br />
9.9 Bereken die lengte van die tonnel.<br />
9.10 Bereken die lengte van die brug.<br />
10. Vanuit Opdrag 13B<br />
12.2 algebraïes (Wenk: Stel sakrekenaar in op radiale; gebruik verwysingshoek in al<br />
vier kwadrante met veelvoude 2n )<br />
Het u sommige van die oefeninge met The Geometer’s Sketchpad gekontroleer?<br />
Sien assessering en terugvoering op p. viii<br />
y<br />
ingang<br />
250 m<br />
tonnel<br />
700 m<br />
brug<br />
50 m<br />
x<br />
241
Leereenheid 2<br />
2.5 INVERSE HIPERBOLIESE FUNKSIES<br />
Jy benodig ongeveer 0 uur om hierdie leergedeelte suksesvol te voltooi.<br />
UITKOMSTE (Opsioneel en slegs vir verryking):<br />
Na voltooiing van hierdie leergedeelte moet jy in staat wees om<br />
die formules van die inverse hiperboliese funksies te kan aflei<br />
die inverses van die hiperboliese funksies te kan bepaal, skets en probleme daarmee op<br />
te los (formules sal verskaf word)<br />
Jy gaan die volgende studiemateriaal nodig kry: Addendum hoofstuk 7<br />
Waar het ons inverse hiperboliese funksies nodig het in die praktyk? Om die vraag te<br />
beantwoord beskou ons weer 'n vorige voorbeeld van 'n onbelaste kabel: 'n Telefoonkabel<br />
hang tussen twee pale in die vorm van die kettingvergelyking:<br />
242<br />
waar x en y in meter gemeet word.<br />
x <br />
y 20cosh 15<br />
,<br />
20 <br />
As ons hoogtes (y) het en horisontale afstande (x) wil bereken, het ons die inverse cosh<br />
funksie nodig.
Bestudeer die aangetoonde materiaal in die addendum:<br />
Leereenheid 2<br />
Werk dus deur pp. 4 en 5. Jy moet definisie 2 ken. Definisies 3,4 en 5 moet jy kan aflei en<br />
gebruik. Jy hoef dit nie te memoriseer nie. Probeer op GSP die grafieke teken m.b.v. hierdie<br />
drie definisies. Werk ook deur voorbeeld 3 op p. 5.<br />
Skryf die definisies hier neer:<br />
Gestel y = acosh(bx) + c<br />
is die model vir een of ander lewenswerklike voorbeeld.<br />
[In die voorbeeld van ʼn iglo kan x die helfte van die breedte en y die<br />
hoogte van die iglo voorstel.]<br />
As die waarde van x bekend is en y bereken moet word, moet jy die cosh(bx) gedeelte<br />
verander deur die definisie van die cosh-funksie i.t.v. e bx te gebruik.<br />
As die waarde van y bekend is en x bereken moet word, moet jy nie die definisie van<br />
cosh(bx) gebruik nie, maar dit so hou sodat jy cosh -1 kan gebruik. D.w.s. dan gebruik jy die<br />
formule wat hierbo neergeskryf is.<br />
Opmerking: sinh<br />
1<br />
x <br />
sinh x<br />
1 , want sinh -1 x is die inverse funksie.<br />
243
Leereenheid 2<br />
Voorbeeld:<br />
Die Gateway Boog in St. Louis word beskryf deur 'n omgekeerde<br />
kettingboog met y die hoogte en die verplasing vanaf die middelpunt,<br />
beide gemeet in voet. Die model word gegee deur:<br />
x <br />
y 127 , 7 cosh<br />
757 , 7<br />
127,<br />
7 <br />
315 x 315 .<br />
1. Gebruik die definisie van die cosh-funksie om y te skryf in terme<br />
van eksponensiële funksies.<br />
2. Hoe hoog is die brug?<br />
1<br />
2<br />
3. Hoe breed is die brug? (Wenk: cosh a ln<br />
a a 1<br />
a 1)<br />
<br />
<br />
4. Hoeveel verskil jou antwoord met dit wat jy kan aflei uit die<br />
beperking op die definisieversameling van y?<br />
Oplossing:<br />
1.<br />
244<br />
<br />
e e <br />
cosh<br />
<br />
2<br />
<br />
e<br />
y 127,<br />
7<br />
<br />
<br />
x<br />
127,<br />
7<br />
e<br />
2<br />
x<br />
127,<br />
7<br />
<br />
<br />
757,<br />
7<br />
<br />
<br />
2. Uit die volgende skets wat saamgestel is uit die gegewens, kan ons sien dat die<br />
maksimum hoogte op die y-as bereik word.<br />
<br />
e<br />
y 127,<br />
7<br />
<br />
<br />
0<br />
127,<br />
7<br />
e<br />
2<br />
y<br />
-315 315 x<br />
0<br />
127,<br />
7<br />
1 1<br />
= -127,7 757 , 7<br />
2 <br />
<br />
<br />
757,<br />
7<br />
<br />
<br />
deur x=0 te stel
= 630<br />
Dus brug is 630 voet hoog<br />
3. Vir die breedte benodig ons die x-afsnitte en moet dus y = 0 stel.<br />
Stel<br />
x <br />
127, 7 cosh 757,<br />
7<br />
127,<br />
7 <br />
0 om die x-afsnitte te bepaal<br />
<br />
x <br />
127,<br />
7 cosh<br />
<br />
127,<br />
7 <br />
757,<br />
7<br />
x <br />
cosh<br />
5,<br />
933<br />
127,<br />
7 <br />
1<br />
x <br />
cosh<br />
<br />
cosh<br />
cosh<br />
127,<br />
7 <br />
<br />
<br />
x<br />
<br />
127,<br />
7<br />
<br />
1<br />
cosh ( 5,<br />
933)<br />
ln<br />
2,<br />
466...<br />
x<br />
vereenvoudig<br />
tot<br />
1<br />
2<br />
5, 933 5,<br />
933 1<br />
<br />
314, 972<br />
629,<br />
944<br />
voet<br />
Breedte 314,<br />
972 2<br />
voet<br />
5, 933<br />
3.4 Uit gegewens volg: Breedte is: 315 X 2 = 630<br />
Verskil is: 630 – 629,944 = 0,056 voet<br />
vorm cosh( a ) b<br />
Leereenheid 2<br />
pas links en regs inverse hiperboliese<br />
cos toe<br />
245
Leereenheid 2<br />
Voltooi die volgende:<br />
OPDRAG 21A:<br />
246<br />
Individuele oefening.<br />
1. Addendum (p. 7) Oef. 7.6 no. 5b<br />
2. Addendum Oef. 7.6 no. 6b<br />
3. Addendum Oef. 7.6 no. 21(Bereken: 21.1 x 21.2 sinh x 21.3 cosh x tot 3 desimale<br />
syfers)<br />
4. Addendum: Gebruik die skets en vergelyking in Oef. 7.6 no. 49 en bereken die kortste<br />
afstand tussen twee duiwe wat beide op 'n hoogte van 6 meter op die kabel sit. (Wenk:<br />
die duiwe kan weerskante van dieselfde stutpaal sit. Moenie die k-metode gebruik nie,<br />
maar gebruik die formule.)<br />
5. Bewys definisie 4 op p. 489 (gebruik die k-metode)<br />
6. Gebruik GSP en skets die grafieke van:<br />
a. sinh -1 x<br />
b. cosh -1 x<br />
c. tanh -1 x in een dokument op drie bladsye in “bold”. Skets ook op elke bladsy<br />
die lyn y x in “dashed” en die oorspronklike funksie in “thin”.<br />
7. Iglo’s word gebou volgens 'n omgekeerde<br />
kettingboog funksie. Stephan weet nog nie van<br />
refleksies nie. Daarom gebruik hy die funksie<br />
f(x) = 5cosh(0,5x) – 5<br />
soos hier langsaan geteken.<br />
7.1 Hy kry ook nie die cosh-funksie op sy<br />
sakrekenaar nie. Help hom deur die<br />
gebruik van die definisie van die coshfunksie<br />
om y te skryf in terme van<br />
eksponensiële funksies.<br />
7.2 Help hom om te bereken hoe hoog sy<br />
igloe gaan wees as hy dit 4 meter breed<br />
wil hê. (Werk tot die naaste mm)<br />
y<br />
6<br />
5<br />
4<br />
3<br />
2<br />
1<br />
-6 -4 -2 2 4 6<br />
-1<br />
-2<br />
x
Leereenheid 2<br />
7.3 Hoe breed (tot die naaste mm) moet die igloe wees as Stephan dit graag 3 meter<br />
hoog wil hê? 1<br />
(Wenk: cosh a ln<br />
a <br />
<br />
2<br />
a 1<br />
<br />
a 1)<br />
Opdrag 21B:<br />
Gebruik die formules en bereken:<br />
1. cosh -1 (2)<br />
2. sinh -1 (10)<br />
3. tanh -1 (0,1)<br />
3<br />
4. As sinh x , bereken<br />
4<br />
4.1 x<br />
4.2 cosh x<br />
4.3 tanh x<br />
4.4 Bereken cosh x direk uit 'n identiteit (sonder om x te bereken) en vergelyk jou<br />
antwoord met 4.2.<br />
5. Jy wil graag (?) die meegaande pizza<br />
oond deur 'n wiskundige vergelyking<br />
modelleer.<br />
Daarom begin jy met die volgende<br />
moederfunksie: y1 = cosh x<br />
6<br />
y<br />
5<br />
4<br />
3<br />
2<br />
1<br />
-4 -2 2 4 x 6<br />
Daarna reflekteer jy y1 m.b.t. die x-as om y2<br />
te verkry.<br />
5.1 Skryf die vergelyking van y2 neer.<br />
Jy meet die pizza oond en kry die hoogte 1,5<br />
meter. Daarom transleer jy y2 vertikaal<br />
y 1<br />
2<br />
y<br />
1<br />
-4 -2 2 4 6 x<br />
-1<br />
-2<br />
-3<br />
-4<br />
-5<br />
y 2<br />
247
Leereenheid 2<br />
opwaarts om y3 te kry.<br />
248<br />
5.2 Skryf die vergelyking van y3 neer.<br />
5.3 Bereken die deursnede van die<br />
pizza oond.<br />
Werk tot 3 desimale syfers<br />
noukeurig.<br />
(Wenk:<br />
2 a a 1<br />
a 1<br />
1<br />
cosh a ln<br />
)<br />
5.4 Jy meet die pizza oond en kry 'n<br />
deursnede wat presies die helfte<br />
is van jou antwoord in 8.3.<br />
Verkry y4 deur die grafiek<br />
van y3 horisontaal met 'n faktor<br />
van 0,5 te krimp. M.a.w. in y4 is<br />
die bene van die grafiek nader na<br />
mekaar sodat y4 die oond presies<br />
modelleer.<br />
Skryf die vergelyking van y4 neer.<br />
5.5 Gebruik die definisie van die<br />
cosh-funksie en herskryf y4 i.t.v.<br />
eksponensiële funksies.<br />
5.6. Skryf die waardeversameling van<br />
y4 in versamelingkeurdernotasie.<br />
5.7 Is y4 is 'n ewe of onewe funksie?<br />
Motiveer jou antwoord.<br />
Het u sommige van die oefeninge met The Geometer’s Sketchpad gekontroleer?<br />
Sien assessering en terugvoering op p. viii<br />
y<br />
1.5 1,5<br />
1<br />
0.5<br />
-2 -1 1 2 x<br />
-0.5<br />
-1<br />
y<br />
1.5 1,5<br />
1<br />
0.5<br />
-2 -1 1 2 x<br />
-0.5<br />
-1<br />
y 4<br />
y 3
Individuele oefening oor skoolwerk vir hersiening.<br />
Voltooi die volgende OOR ‘N VERSKEIDENHEID VAN FUNKSIES EN HUL<br />
INVERSES:<br />
OPDRAG 22A:<br />
Leereenheid 2<br />
1. Die skets word die grafieke van die funksies gegee deur f(x) = x 2 – 2x – 3 en h, 'n<br />
absolute waarde funksie, voorgestel. Beantwoord die volgende vrae m.b.v. die skets:<br />
1.1 Vir watter waardes van x is f stygend/toenemend?<br />
1.2 Wat is die maksimumwaarde van –x 2 + 2x + 3?<br />
1.3 Vir watter waarde(s) van p sal x 2 – 2x – 3 = p:<br />
1.3.1 Gelyke wortels hê<br />
1.3.2 Geen reële wortels hê.<br />
1.4 Vir watter waarde(s) van c sal die wortels van x 2 – 2x + c = 0 dieselfde teken hê?<br />
1.5 Bepaal b as h(x) = x + b.<br />
1.6 Vir watter waardes van x is h(x) f(x)?<br />
1.7 Bepaal die snypunte van die grafieke f(x) en die funksie gedefinieer deur<br />
y = -4x + 5.<br />
h<br />
2. In die skets word die volgende funksies voorgestel:<br />
f, met die vergelyking y = 3 x<br />
6<br />
4<br />
2<br />
-5 5<br />
T<br />
-2<br />
-4<br />
O<br />
3<br />
f<br />
249
Leereenheid 2<br />
250<br />
g, die refleksie van f in die lyn y = x<br />
h, die refleksie van g in die x-as<br />
2.1 Bepaal die definiërende vergelyking van g en h in die vorm y = …<br />
2.2 Bepaal, m.b.v. die skets, die waarde(s) van x waarvan:<br />
2.2.1 3 x > 0<br />
2.2.2 log x 0<br />
1<br />
3<br />
(0; 1)<br />
4<br />
3<br />
2<br />
1<br />
-2 2 4 6<br />
-1<br />
-2<br />
f<br />
O (1; 0)<br />
3. Die skets, stel die grafieke van die funksies f(x) = k x en g(x) = ax 2 + bx + c, voor. Die<br />
1 <br />
twee grafieke sny by A (op die y-as) en g raak die x-as by ; 0 . Die koördinate van<br />
2 <br />
B, wat op die grafiek van f lê word aangedui.<br />
y=x<br />
h<br />
g
3.1 Verduidelik waarom die koördinate van A (0; 1) is.<br />
3.2 Bepaal die waarde van k.<br />
3.3 Bepaal die waarde van a.<br />
3.4 Bepaal f -1 , die inverse van f, in die vorm y = …..<br />
Leereenheid 2<br />
3.5 Wat is die definiërende vergelyking van h as h die refleksie van f in die x-as is?<br />
4. Gegee die funksies: f(x) = x + 4 en<br />
g( x ) 16 x<br />
4.1 Teken, (sonder GSP) op dieselfde assestelsel, die sketsgrafieke van f en g.<br />
Toon duidelik al die afsnitte met die asse aan.<br />
4.2 Skryf die waardeversameling (terrein) van f neer.<br />
4.3 Vir watter waardes van x is f(x) < g(x)?<br />
4.4 Los vir x algebraïes op uit die vergelyking x + 4 = 6<br />
4.5 Toon op die grafiek van vraag 4.1 aan waar die oplossings van vraag 4.4<br />
afgelees kan word. gebruik die letters A en B en stippellyne.<br />
Sien assessering en terugvoering op p. viii<br />
A<br />
8<br />
6<br />
4<br />
2<br />
0 1<br />
-2 -1 1 2 3 4<br />
2<br />
B<br />
f<br />
2<br />
g<br />
251
Leereenheid 2<br />
Opdrag 22B:<br />
1. In die bygaande skets word<br />
die grafieke<br />
252<br />
f 'n hiperbool; ( x 0<br />
)<br />
g 'n halfsirkel; en<br />
hx x p , 'n<br />
absolute waarde<br />
grafiek, voorgestel.<br />
Die punt A(4; 2) is die snypunt<br />
van die drie grafieke.<br />
1.1 Bepaal die vergelyking<br />
van:<br />
1.1.1 f<br />
1.1.2 g<br />
1.2 Toon aan dat die waarde van p gelyk is aan 2.<br />
1.3 Bereken die koördinate van B. Toon AL die berekeninge.<br />
1.4 Gebruik die grafiek om die waardes van x te bepaal waarvoor gx hx<br />
.<br />
2. Gegee: f x x 2 en gx<br />
x 2<br />
2.1 Teken sketsgrafieke van f en g op dieselfde assestelsel. Toon duidelik die<br />
koördinate van alle afsnitte met die asse.<br />
2.2 Gebruik die grafieke om die waardes van x te bepaal waarvoor f x gx<br />
0.<br />
2.3 Gee die vergelyking van die grafiek wat simmetries is aan f met betrekking tot<br />
die lyn y 0.<br />
2<br />
3. Die halfsirkel y 9 x en die<br />
hiperbool xy k raak mekaar slegs<br />
by een punt. Herde punt lê op die<br />
lyn y x.<br />
Bereken die waarde van<br />
k .<br />
B<br />
g<br />
y<br />
0<br />
f<br />
y<br />
C<br />
h<br />
A(4; 2)<br />
y=x<br />
x<br />
xy=k<br />
O x
4. Die sketsgrafiek toon die krommes<br />
van .<br />
x<br />
x<br />
f x a en g x 5 Die<br />
krommes sny die y -as by P.<br />
4.1 Skryf die koördinate van P<br />
neer.<br />
4.2 Bepaal AL die moontlike<br />
waardes van a .<br />
4.3 Teken 'n sketsgrafiek van<br />
1<br />
g<br />
, die inverse van g . Toon die<br />
koördinate van enige afsnitte<br />
met die asse.<br />
4.4 Skryf die waardes van x<br />
waarvoor log 0.<br />
x<br />
5<br />
Het u sommige van die oefeninge met The Geometer’s Sketchpad gekontroleer?<br />
Sien assessering en terugvoering op p. viii<br />
y<br />
P<br />
O<br />
g<br />
Leereenheid 2<br />
f<br />
x<br />
253
Leereenheid 2<br />
254
NUWE FUNKSIES UIT OU<br />
FUNKSIES<br />
Jy benodig ongeveer 12 uur om hierdie leergedeelte suksesvol te voltooi.<br />
Uitkomste<br />
Na voltooiing van hierdie leereenheid moet jy in staat wees om<br />
gegewe funksies te kombineer (optel, aftrek, vermenigvuldig of deel);<br />
twee gegewe funksies saam te stel tot 'n nuwe funksie<br />
te toets of twee funksies mekaar se inverses is deur samestelling.<br />
Leereenheid 3<br />
Die volgende studiemateriaal gaan gebruik word: GSP en Precalculus hoofstukke 2 en 5.<br />
255
Leereenheid 3<br />
3.1 TRANSFORMASIES VAN FUNKSIES<br />
Reeds afgehandel in Leereenheid 1.4.<br />
256
3.2 KOMBINASIES VAN FUNKSIES<br />
Jy benodig ongeveer 6 uur om hierdie leergedeelte suksesvol te voltooi.<br />
Uitkomste<br />
Na voltooiing van hierdie leergedeelte moet jy in staat wees om<br />
Leereenheid 3<br />
nuwe funksies te vorm deur middel van KOMBINASIES van ander bekende funksies<br />
funksies met behulp van GSP te kombineer<br />
Jy gaan die volgende studiemateriaal nodig kry: Precalculus hoofstukke 2 en 5.<br />
Baie lewenswerklike modelle kan nie deur een funksie voorgestel word nie, maar vereis die<br />
kombinasie van meer as een funksie. Dit is die geval by alle soorte golwe (klank, lig, water<br />
en elektriese stroom).<br />
Enige musiekinstrument produseer klank as<br />
'n kombinasie van verskillende klanke. Om<br />
dus klank akkuraat elektronies te<br />
reproduseer met 'n sintetiseerder, moet die<br />
relatiewe sterktes van elke komponent van al<br />
die indiwiduele klanke en toonhoogtes<br />
gespesifiseer word. Elke toonhoogte word<br />
deur 'n sinusfunksie voorgestel. Die<br />
kombinasie van hierdie funksies lewer dan<br />
die kenmerkende klank.<br />
257
Leereenheid 3<br />
VOORBEELD 1:<br />
258<br />
By 'n fluit en viool is die fundamentele periode<br />
dieselfde. Dit word bepaal deur die term<br />
Asin 440x<br />
. Die ander botone is veelvoude van die<br />
basiese frekwensie 440 met kleiner amplitudes.<br />
Hier volg 'n voorbeeld van die klankgolf van 'n dwarsfluit, waar x die tyd meet en y die<br />
luidheid of amplitude van die klank. (Stel die horisontale as in radiale). In die eerste term<br />
beteken 440 die aantal omwentelinge per sekonde. Daarom word dit met 'n faktor 2<br />
vermeerder omdat daar 2 radiale in 'n omwenteling is.<br />
<br />
<br />
Fluit: y 16 sin 440 2 x 9 sin 880 2 x 3 sin 1320 2 x <br />
25<br />
20 y<br />
klank<br />
15<br />
druk<br />
of<br />
10<br />
luidheid<br />
5<br />
-5<br />
-10<br />
-15<br />
-20<br />
2, 5 sin 1760 2 x sin 2200 2 x<br />
f x = 16sin 4402x +9sin 8802x +3sin 13202x +2.5sin 17602x +sin22002x <br />
0.001 0.002 0.003 0.004 0.005<br />
x tyd in sekondes
Dit is 'n kombinasie (optelling) van die volgende 5 grafieke:<br />
20 y<br />
klank<br />
15<br />
druk<br />
of<br />
10<br />
luidheid<br />
CD-ROM.<br />
SBO: Skakel CD aan kliek op J<br />
Leereenheid 3<br />
Residensieel: Tydens die kontaksessie sal hierdie skets stap<br />
vir stap gedemonstreer word.<br />
Bestudeer Precalculus:<br />
pp. 190 – 192<br />
Twee funksies f en g kan gekombineer word deur optel, aftrek, vermenigvuldig of deling.<br />
Voltooi die volgende tabel met die definisies op p. 191.<br />
Algebra van funksies:<br />
Kombinasie Definisieversameling<br />
f g x f x g x <br />
5<br />
-5<br />
-10<br />
-15<br />
f x = 16sin 4402x <br />
qx = 2.5sin 17602x <br />
rx = sin22002x <br />
0.0005 0.001 0.0015 0.002 0.0025<br />
hx = 3sin 13202x <br />
gx = 9sin 8802x <br />
x tyd in sekondes<br />
259
Leereenheid 3<br />
BESTUDEER VOORBEELD 2:<br />
Gestel f(x) = x 2 f<br />
- 9, en g(x) = x - 3. Vereenvoudiging van die formule vir lewer:<br />
g<br />
<br />
<br />
<br />
f<br />
g<br />
260<br />
<br />
<br />
<br />
x <br />
<br />
<br />
<br />
f<br />
g<br />
x x 2<br />
x 9<br />
x 3<br />
x 3x<br />
3<br />
x 3<br />
x 3<br />
hierdie stap waar jy die definisie van ʼn kombinasie toon is baie belangrik –<br />
moet dit nie weglaat nie<br />
Daar is 'n tegniese aspek wat ons nie by hierdie voorbeeld uit die oog moet verloor nie.<br />
f <br />
f<br />
<br />
x g<br />
<br />
is nie identies dieselfde as die funksie h x x 3 nie, want is nie gedefinieer by<br />
<br />
g<br />
x 3 nie, terwyl h oral gedefinieer is.<br />
y= x+3<br />
8<br />
7<br />
6<br />
5<br />
4<br />
3<br />
2<br />
1<br />
-8 -6 -4 -2 2 4 6 8<br />
<br />
f<br />
g<br />
x <br />
ongedefinieer<br />
by x=3<br />
-1<br />
-2<br />
8<br />
7<br />
6<br />
5<br />
4<br />
3<br />
2<br />
1<br />
-8 -6 -4 -2 2 4 6 8<br />
-1<br />
-2<br />
<br />
3
BESTUDEER VOORBEELD 3<br />
Gestel f(x) = 5x+2 en g(x) = x 2 -1. Ons bereken elke kombinasie by x = 4:<br />
Leereenheid 3<br />
f(4)=5(4)+2=22 en g(4)=4 2 -1=15. Kontroleer die berekeninge in hierdie tabel en maak seker<br />
dat jy die definisies nou goed verstaan.<br />
Uitdrukking Kombineer en bereken Bereken en kombineer<br />
(f+g)(x) (5x+2) + (x 2 -1)<br />
=x 2 +5x+1<br />
(f-g)(x) (5x+2) - (x 2 -1)<br />
=-x 2 +5x+3<br />
(f·g)(x) (5x+2)*(x 2 -1)<br />
=5x 3 +2x 2 -5x-2<br />
5x<br />
2<br />
x<br />
2 <br />
1<br />
(f+g)(4) 4 2 +5(4)+1<br />
=16+20+1<br />
=37<br />
(f-g)(4) -4 2 +5(4)+3<br />
=-16+20+3<br />
=7<br />
(f·g)(4) 5(4 3 )+2(4 2 )-5(4)-2<br />
=5(64)+2(16)-20-2<br />
=330<br />
f<br />
<br />
<br />
g<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
4 5<br />
4 4<br />
2<br />
2<br />
<br />
1<br />
22<br />
15<br />
f(4)+g(4) 22+15<br />
=37<br />
f(4)-g(4) 22-15<br />
=7<br />
f(4)·g(4) 22(15)<br />
=330<br />
In hierdie tabel is die definisieversameling van f, g, f+g, f-g, en fg die reële getalle. Die<br />
f<br />
definisieversameling van is egter {x : x 1 } omdat noemers nie nul mag word nie.<br />
g<br />
Bestudeer Precalculus:<br />
pp. 394 – 395<br />
Selfstudie: Alle Oefeninge oor Grafieke in die Addendum pp. 71-73<br />
Neem u antwoorde saam na die kontakgeleentheid/ groepbyeenkoms vir<br />
bespreking<br />
22<br />
15<br />
261
Leereenheid 3<br />
262<br />
Individuele oefening.<br />
Voltooi die volgende opdrag:<br />
Opdrag 23A:<br />
1. As f x 3x 1<br />
1.1 f g<br />
1.2 f g<br />
1.3 fg<br />
1.4<br />
f<br />
g<br />
en 2 3<br />
g x x x , bereken (Moenie die definisies vergeet nie):<br />
2. Skets die grafiek van 'n gekompliseerde vioolklankgolf wat uit 15 toonhoogtes<br />
bestaan! Stel GSP sodat die y -as 90 en die x-as 0,003 radiale vertoon. Vir<br />
interessantheid kan net die eerste term geskets word en daarna kan die ander terme<br />
een vir een met “EDIT” ingevoeg word om te sien hoe die golf verander.<br />
y = 19sin(4402x) + 9sin(8802x)+ 8sin(13202x) + 9sin(17602x) +<br />
12,5sin(22002x) + 10,5sin(26402x) + 14sin(30802x) + 11sin(35202x) +<br />
8sin(39602x) + 7sin(44002x) + 5,5sin(48402x) + sin(52802x) +<br />
4,5sin(57202x) + 4sin(61602x) + 3sin(66002x)<br />
3. Die vertikale verplasing van 'n boei wat op die see dryf word beskryf deur<br />
y cos 0, 2t 0, 3 sin 0, 4t<br />
met y in meter en t in sekondes. Skets die eerste 40 sekondes van die grafiek met<br />
GSP. (Hoekom moet jy in radiale werk?)<br />
3.1 Wat is die amplitude van die boei se beweging? (Wenk: Bereken dit met<br />
“measure coordinates”)<br />
3.2 Wat is die periode van die boei se beweging?<br />
4. Gestel f(t) = 0,32; g(t) = 0,5sint ene h(t) = 0,2cos2t. Die elektriese stroom (i) in 'n<br />
sekere stroombaan word gegee deur i(t) = f(t) + g(t) – h(t), met t in millisekondes en i<br />
in mA. Skets 2 siklusse (so groot as moontlik) van i as 'n funksie van t. (Wenk: Jy mag<br />
t as x gebruik in GSP en werk in radiale)<br />
5. Bereken f g , f g , fg , en<br />
g<br />
geval ook die definisieversameling.<br />
f 2<br />
as f x x 3x 2<br />
en g x x 2<br />
. Gee in elke
Leereenheid 3<br />
f 3 2<br />
6. Bereken f g , f g , fg , en as f x x 2x en 3 1<br />
g<br />
2 g x x . Gee in elke<br />
geval ook die definisieversameling.<br />
7. Precalculus Oefening 2.6 no. 9<br />
8. Gestel x x 3<br />
x<br />
f en h x .<br />
2<br />
x 25 x 5<br />
8.1 Bepaal die definisieversameling, D f , van f in versamelingkeurdernotasie.<br />
8.2 Bepaal die definisieversameling van h in intervalnotasie.<br />
8.3 Bepaal die definisieversameling van h f in versamelingkeurdernotasie.<br />
8.4 Bereken h f .<br />
8.5<br />
8.6<br />
f<br />
Bepaal die definisieversameling van in versamelingkeurdernotasie.<br />
h<br />
f<br />
Bereken .<br />
h<br />
8.7 Bereken<br />
1<br />
h en gee ook die beperking op die definisieversameling.<br />
9. Opsioneel (vir die wat hou van 'n uitdaging):<br />
263
Leereenheid 3<br />
[Wenk: Om te sien hoe die wiele beweeg, gaan na:<br />
http://www.keymath.com/DAA/dynamic/double_ferris_wheel.html<br />
264<br />
Antwoorde:<br />
<br />
a) y = 10sin18(x + 15) + 12 of y 10 sin x 5<br />
12<br />
10<br />
2<br />
30 <br />
b) y = 11sin12(x + +22,5) + 23 of y 11sin x 23<br />
30 4 <br />
c) y = (10sin18(x + 15) + 12) + (11sin12(x + +22,5) + 23) – 12 ]<br />
Opdrag 23B:<br />
1. Precalculus Oefening 2.6 no. 5<br />
2. Precalculus Oefening 2.6 no. 10<br />
3. Precalculus Oefening 2.6 no. 11<br />
2<br />
4. Gestel f x x 16<br />
4.1 Bereken x , en g x x 4<br />
f <br />
<br />
g<br />
<br />
<br />
.<br />
.<br />
f <br />
<br />
g<br />
<br />
<br />
4.2 Wat is die definisieversameling van x f <br />
4.3 Maak ʼn sketsgrafiek van x g<br />
.<br />
<br />
5. Gebruik GSP (stuur een dokument met 7 bladsye via eFundi) en skets minstens een<br />
siklus van elk van die volgende:<br />
5.1 y cos sin<br />
5.2 y sin<br />
cos<br />
5.3 y 3 cos sin 4<br />
5.4 y 3 cos sin 4<br />
5.5 y<br />
5sin cos11<br />
?
16<br />
5.6 y 4 cos x 2 sin x<br />
5 5<br />
Leereenheid 3<br />
5.7 Die beskikbare sonenergie is afhanklik van die hoeveelheid daglig, en die<br />
hoeveelheid tyd per dag vir sonlig hang af van die dag in die jaar.<br />
1<br />
1<br />
C 10 sin n 80<br />
7,<br />
5 cos n 80,<br />
is 'n benaderde korreksie faktor (in<br />
29<br />
58<br />
minute) vir standaardtyd, met n die getal van die in die jaar. Skets C as 'n<br />
funksie van n.<br />
6. Gestel <br />
bc ad x f x en hx<br />
2 2 2<br />
c<br />
x<br />
d<br />
ax b<br />
.<br />
cx d<br />
6.1 Bepaal die definisieversameling, D f , van f in<br />
versamelingkeurdernotasie.<br />
6.2 Bepaal die definisieversameling van h in intervalnotasie.<br />
6.3 Bepaal die definisieversameling van f h in<br />
versamelingkeurdernotasie.<br />
6.4 Bereken f h .<br />
6.5<br />
6.6<br />
f<br />
Bepaal die definisieversameling van in versamelingkeurdernotasie.<br />
h<br />
f<br />
Bereken .<br />
h<br />
6.7 Bereken<br />
Sien assessering en terugvoering op p. viii<br />
1<br />
h en gee ook die beperking op die definisieversameling.<br />
Het u sommige van die oefeninge met The Geometer’s Sketchpad gekontroleer?<br />
Opdrag 23C:<br />
1. Precalculus Oefening 2.6 no. 1 Toon alle berekeninge.)<br />
2. Precalculus Oefening 2.6 no. 6 (Opsioneel)<br />
3. Precalculus Oefening 2.6 no. 7<br />
4. Precalculus Oefening 2.6 no. 16 (Gebruik grafiekpapier.)<br />
265
Leereenheid 3<br />
3.3 SAMESTELLING VAN FUNKSIES<br />
Jy benodig ongeveer 6 uur om hierdie leergedeelte suksesvol te voltooi.<br />
Uitkomste<br />
Na voltooiing van hierdie leergedeelte moet jy in staat wees om :<br />
nuwe funksies te vorm deur middel van samestelling van bekende funksies;<br />
lewenswerklike probleme op te los deur die samestelling van funksies te gebruik<br />
Jy gaan die volgende studiemateriaal nodig kry: Precalculus hoofstuk 2.<br />
Daar is dikwels ʼn verband tussen twee funksies. Om 'n probleem op te los het 'n mens dan<br />
ook beide funksies nodig.<br />
266
BESTUDEER VOORBEELD 1:<br />
Leereenheid 3<br />
Grafiek A vertoon 'n swemmer se spoed as funksie van tyd. Grafiek B skets die swemmer se<br />
verbruik van suurstof as 'n funksie van sy spoed. Tyd word gemeet in sekondes, spoed in<br />
meter per sekonde en suurstofverbruik in liters per minuut.<br />
3<br />
2.5<br />
Spoed<br />
(m /s )<br />
2<br />
1.5<br />
1<br />
0.5<br />
35<br />
30<br />
25<br />
O2 ve rbruik<br />
20<br />
(l/m in)<br />
15<br />
10<br />
5<br />
-5<br />
Grafiek A (funksie f)<br />
y=f(x)<br />
10 20 30 40 50 60<br />
Tyd (se k onde s )<br />
Grafiek B (funksie g)<br />
y=g(x)<br />
0.5 1 1.5 2 2.5 3<br />
Spoed (m/s)<br />
As ons die suurstofverbruik na 20 sekondes wil weet, gebruik ons eers grafiek A om die<br />
spoed by 20 s af te lees as 1,5 m/s. Daarna gebruik ons grafiek B om die suurstofverbruik by<br />
1,5 m/s af te lees as 11,5 l/min.<br />
267
Leereenheid 3<br />
As grafiek A die funksie f en grafiek B die funksie g g voorstel, kan ons dit wiskundig skryf<br />
as die genesde funksie g(f(x)). Dit beteken f se waardeversameling word g se<br />
definisieversameling. [Notasie: g(f(x)) = (g f)(x) Sê: f gevolg deur g ]<br />
Ons kan ook vanaf grafiek B na grafiek A terug werk. Om te bepaal hoeveel sekondes<br />
verloop het om 15 l/min suurstof te verbruik, begin ons by grafiek B. Dit lewer 'n spoed van<br />
1,8 m/s. Daarna gebruik ons grafiek A om 'n tydsverloop van ongeveer 35 sekondes af te<br />
lees.<br />
1 1<br />
In hierdie geval het ons f g x<br />
268<br />
<br />
en<br />
definisieversameling. [Notasie: f -1 (g -1 (x)) = (f -1 g -1 )(x)]<br />
f<br />
f<br />
g o f<br />
f -1<br />
g o f<br />
f -1 og -1<br />
1<br />
g se waardeversameling word<br />
1<br />
f se<br />
'n Nuwe funksie kan dus verkry word deur twee gegewe funksies saam te stel. As y ʼn funksie<br />
is van v en v is op sy beurt ʼn funksie van x, dan beteken dit dat y uiteindelik 'n funksie van x<br />
is.<br />
Samestellings van funksies kan met ʼn pyldiagram of ʼn masjiendiagram geïllustreer word.<br />
g -1<br />
Verkry internettoegang en voer die meegaande opdrag uit.<br />
Hierdie inligting is ook op die NWU se webtuiste gereserveer. Kliek op:<br />
nwu.ac.za – eFundi – <strong>MATE</strong> <strong>111</strong> – Webcontent<br />
'n Baie mooi illustrasie kan jy vind by die adres :<br />
http://ptolemy.eecs.berkeley.edu/eecs20/week2/composition.html<br />
g<br />
g
Leereenheid 3<br />
Maak 'n diagram van hoe samestellings (genesde) funksies gebruik word in die ontwerp van<br />
modems:<br />
CD-Rom.<br />
Bestudeer Precalculus:<br />
pp. 192 – 195<br />
<br />
MR TN MT x x<br />
SBO: Skakel CD aan en kliek op K.<br />
BESTUDEER EN VOLTOOI VOORBEELD 2:<br />
Residensieel: Tydens die volgende kontaksessie sal die<br />
volgende verduidelik word: http://www.keymath.com/ (Disc Adv Alg<br />
– Student web Links – Chapter 4 – 4.8 - Learn more about the<br />
FUNCTION COMPOSITION APPLET.<br />
Om te toets of twee funksies inverses van mekaar is:<br />
1<br />
Gestel g x f x<br />
Dan is:<br />
En:<br />
.<br />
f a b f b a ]<br />
1<br />
[Onthou: <br />
g f x g f x<br />
1<br />
f f x<br />
<br />
x<br />
<br />
f g x f g x<br />
<br />
1<br />
<br />
<br />
f f x<br />
x<br />
<br />
uit aannname<br />
kansellasie-reël<br />
uit aannname<br />
kansellasie-reël<br />
Dit beteken f<br />
1<br />
f <br />
en<br />
1 f f is die identiteitsfunksie. (Onthou die beperking op die<br />
definisieversameling vir eeneenduidigheid)<br />
269
Leereenheid 3<br />
Illustreer voorbeeld 2 hierbo deur gebruik te maak van:<br />
270<br />
a) f x sin x<br />
en<br />
1<br />
met 30 en <br />
<br />
1<br />
f f x<br />
.....................................<br />
.....................................<br />
.....................................<br />
.....................................<br />
9<br />
5<br />
f x bg sin x<br />
1<br />
(b) y f x x 32 en y f x x 32<br />
1<br />
1<br />
<br />
en f f x<br />
f f x<br />
5 <br />
<br />
9 <br />
= f x 32<br />
<br />
5<br />
9<br />
= ………………………………………<br />
9 5 <br />
= x 32<br />
32<br />
= ……………………………………….<br />
5 9 <br />
= 1 x 32 32<br />
= ……………………………………….<br />
= x = ……….<br />
Verkry internettoegang en voer die meegaande opdrag uit.<br />
Hierdie inligting is ook op die NWU se webtuiste gereserveer. Kliek op:<br />
nwu.ac.za – eFundi – <strong>MATE</strong> <strong>111</strong> – Webcontent<br />
Gebruik die webadres:<br />
http://www.ugrad.math.ubc.ca/coursedoc/math100/notes/zoo/composite.html<br />
en doen 'n selfstudie oor hoe interessante voorbeeld van hoe die aantal<br />
mense die aantal walvisse en uiteindelik die hoeveelheid plankton beïnvloed.<br />
Gebruik die webadres:<br />
http://regentsprep.org/Regents/mathb/f/fogprac.htm vir oulike oefeninge.<br />
Werk baie noukeurig deur VOORBEELD 3: (Erkenning: Mnr. RJ van de Venter)<br />
Hierdie voorbeeld gaan jy weer in <strong>MATE</strong> 312 gebruik en m.b.v. die kettingreël differensieer.<br />
Maak dus seker dat jy dit goed verstaan.<br />
Saamgestelde funksies is funksies waarvan die onafhanklike veranderlike self ook 'n funksie<br />
is van 'n ander onafhanklike veranderlike, en verwante veranderingstempo's is wanneer die<br />
tempo waarteen een funksie verander, afhang van die tempo waarteen 'n ander, verwante<br />
funksie verander.<br />
Ons sal nou probeer om die idee van 'n saamgestelde funksie met behulp van nog 'n<br />
lewenswerklike proses te verduidelik, en om die idee van 'n verwante tempo met behulp van<br />
'n proses waarvan die veranderingstempo afhanklik is van die veranderingstempo van 'n<br />
ander proses, te onwikkel.
Leereenheid 3<br />
Voorbeeld 3: Beskou 'n ballon wat met gas gevul is, beslaan 'n volume van 4188,79 cm³.<br />
Op 'n sekere oomblik ontstaan daar 'n klein gaatjie en die ballon begin afblaas sodat dit na<br />
presies 5 s leeg is.<br />
Ons probleem is om 'n manier te bepaal hoe ons die tempo waarteen die ballon se<br />
volume met tyd verander, kan uitreken.<br />
Grafies lyk die situasie soos volg:<br />
4188,790<br />
4000<br />
3000<br />
2000<br />
1000<br />
Uit die grafiek is dit duidelik dat daar vir elke tydstip t in die interval 0 t 5, t een en<br />
slegs een V-waarde bestaan – dus is die volume V afhanklik van tyd t.<br />
Daarom kan ons skryf: V is 'n funksie van t:<br />
O<br />
Volume V<br />
(cm 3 )<br />
V V ( t)<br />
[1]<br />
Op hierdie stadium kan ons met reg vra: Hoe kan dit?<br />
As die volume V van die ballon van tyd t afhanklik is, dan moet daar tog 'n t in die formule vir<br />
4 3<br />
die volume van die ballon wees! En tog: V r<br />
bevat duidelik geen t.<br />
3<br />
Om hierdie vraagstuk op te los, moet ons verder ondersoek instel na ons waarnemings.<br />
5<br />
tyd<br />
(s)<br />
271
Leereenheid 3<br />
Die aanvanklike volume van die ballon was 4188,79 cm³, wat beteken dat sy radius toe 10<br />
4<br />
cm was (onthou dat vir 'n sfeer geld dat V r<br />
3<br />
Dit kan ook grafies so voorgestel word:<br />
272<br />
4188,79<br />
4000<br />
3000<br />
2000<br />
1000<br />
3<br />
sodat 3 3V<br />
r , en 3<br />
Ons sien dus dat die volume van die ballon afhanklik is van sy radius.<br />
Daarom kan ons skryf: V is 'n funksie van r:<br />
O<br />
Volume V<br />
(cm 3 )<br />
2<br />
V f ( r)<br />
[2]<br />
4<br />
6<br />
4<br />
3V<br />
4<br />
V<br />
<br />
4188,79<br />
10 ).<br />
Vergelyking [2] klop wel, aangesien ons weet dat die formule vir die volume van 'n sfeer<br />
4 3<br />
(soos hierbo gebruik) wel 'n r bevat: V r<br />
3<br />
Dus: Die ballon se volume V neem af omdat sy radius r krimp namate die ballon afblaas;<br />
hoe kleiner r, hoe kleiner V, en dit is in lyn met ons waarnemings.<br />
8<br />
10<br />
Radius r<br />
(cm)
Leereenheid 3<br />
Maar beskou ons die ballon se radius soos wat die tyd aanstap, sien ons die volgende:<br />
Uit die grafiek is dit duidelik dat daar vir elke tydstip t in die interval 0 t 5, t een en<br />
slegs een r-waarde bestaan – dus is die radius r afhanklik van tyd t.<br />
Daarom kan ons skryf: r is 'n funksie van t:<br />
r g( t)<br />
[3]<br />
Kom ons som ons resultate op:<br />
volume V is afhanklik van tyd t, so V V ( t)<br />
[1]<br />
volume V is afhanklik van radius r so V f ( r)<br />
[2]<br />
radius r is afhanklik van tyd t, so r g( t)<br />
[3]<br />
Vervang ons nou vir [3] in [2], verkry ons:<br />
( ) <br />
V f g t<br />
[4]<br />
Stel die regterkant van [1] gelyk aan die regterkant van [4] (wat ons mag doen omdat beide<br />
[1] en [4] se linkerkante V is) en dit lewer:<br />
<br />
10<br />
O<br />
radius r<br />
(cm)<br />
V ( t) f <br />
<br />
g t <br />
[5]<br />
Kyk nou terug na [1] en [2] – kan u sien dat daar geen teenstrydigheid bestaan nie,<br />
aangesien V wel van tyd afhanklik is soos [1] sê, en [2] ook van tyd afhanklik is aangesien<br />
g( t ) (dit is die radius in [2]) van tyd t afhanklik is, soos [3] sê.<br />
Die verklaring vir bogenoemde is dus dat V 'n saamgestelde funksie is; dit is 'n funksie van g,<br />
wat op sy beurt weer 'n funksie van t is. Daarom is V tog ook 'n funksie van tyd.<br />
t beïnvloed vir g, en r beïnvloed vir V; dus is V gevolg deur r afhanklik van t.<br />
<br />
Skematies: t g t f g t <br />
5<br />
tyd t<br />
(s)<br />
273
Leereenheid 3<br />
Ons skryf ook soms: V ( t) f g t <br />
aan g gevolg deur f.<br />
274<br />
en lees dit: "V is 'n tydsafhanklike funksie en is gelyk<br />
Ons is nou gereed om V as tydafhanklike funksie te skryf:<br />
V<br />
t f gt<br />
<br />
f gt <br />
met<br />
4 3<br />
f ( r) r en r g( t)<br />
3<br />
Uit die grafiek van r teenoor t is dit duidelik dat die radius r gegee word deur g( t) 2t 10 .<br />
4<br />
V t g t <br />
3 <br />
Dus: 3<br />
Opmerkings:<br />
met g( t ) die radius r en g( t) 2t 10 en t ; 0 t 5 [6]<br />
Volume V is dus gekoppel aan twee veranderlikes, naamlik radius r en tyd t. Die<br />
waardeversameling van die radius r g( t)<br />
dien as definisieversameling vir f .<br />
Om V uit te reken, moet ons eers vir g( t ) bereken (met behulp van t se waarde) en dan<br />
vir g( t ) in f vervang.<br />
Vergelyk [5] en [6]. Kan u sien dat g( t ) die binneste funksie en f die buitenste<br />
funksie is?<br />
Dus is die waarde van V afhanklik van twee verwante sake, naamlik<br />
1. die waarde van r en<br />
2. die waarde van t<br />
(aangesien r deur die verwantskap r g( t)<br />
self van tyd afhanklik is)<br />
Selfstudie: Alle Oefeninge oor Grafieke in die Addendum pp. 74-76<br />
Neem u antwoorde saam na die kontakgeleentheid/ groepbyeenkoms vir<br />
bespreking
Voltooi die volgende:<br />
Opdrag 24A:<br />
Individuele oefening.<br />
(Wenk: <br />
<br />
f g x f g x f ..... en werk van binne af buite toe)<br />
1. Precalculus Oefening 2.6 (p. 196) no. 21<br />
2. Precalculus Oefening 2.6 no. 25<br />
3. Precalculus Oefening 2.6 no. 29<br />
4. Precalculus Oefening 2.6 no. 38<br />
5. Precalculus Oefening 2.6 no. 46<br />
6. Precalculus Oefening 2.6 no. 54<br />
Leereenheid 3<br />
7. Gestel f x sin x en gx 1 x . Bereken f g , g f , f f en g g . Bepaal<br />
ook die definisieversameling van elke nuwe samestelling.<br />
8. Beskou onderstaande twee grafieke. Die eerste toon die radius van ʼn kol wat op see<br />
uitlek uit ʼn oliebron as funksie van tyd. Die tweede toon die oppervlakte van die kol as<br />
funksie van die radius.<br />
4<br />
3.5<br />
Radius<br />
3<br />
(km)<br />
2.5<br />
2<br />
1.5<br />
1<br />
0.5<br />
-0.5<br />
f x<br />
= 0.375x+0.5<br />
1 2 3 4 5 6<br />
Tyd (ure )<br />
B: (4.00, 2.00)<br />
275
Leereenheid 3<br />
276<br />
10<br />
8.1 Wat is die oppervlakte van die kol na 4 ure?<br />
8.2 Hoe lank neem die oliekol om 'n oppervlakte van 2,5 km 2 te vorm?<br />
8.3 Bereken g f .<br />
8.4 Wat is die fisiese grootheid van g f se definisieversameling?<br />
8.5 Wat is die eenheid van g f se waardeversameling?<br />
8.6 Bereken<br />
8<br />
Ar ea<br />
(k m 2)<br />
6<br />
4<br />
2<br />
-2<br />
1 1<br />
f g .<br />
8.7 Wat is die eenheid van<br />
8.8 Wat is die eenheid van<br />
g(x) = x 2<br />
0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5<br />
Radius (km )<br />
f g<br />
1 1<br />
se definisieversameling?<br />
1 1<br />
f g se waardeversameling?<br />
9. Die aantal mense wat langs die kus woon beïnvloed die<br />
aantal walvisse in die nabygeleë kuswater, omdat die<br />
walvisse nie hou van die geraas wat die mense maak<br />
nie. Omdat walvisse plankton eet, het die aantal<br />
walvisse 'n effek op die aantal plankton in die see.<br />
Gestel die aantal mense in duisende word deur x<br />
voorgestel en die aantal walvisse deur y. 'n Eenvoudige<br />
model word gegee deur 1000<br />
2 <br />
x<br />
y f x<br />
.<br />
As z die hoeveelheid plankton weergee, is 'n eenvoudige<br />
model 400<br />
5 <br />
y<br />
z g y<br />
.<br />
9.1 Bereken 'n saamgestelde funksie h wat die hoeveelheid plankton in terme van<br />
die aantal mense in duisende weergee.<br />
9.2 Watter van hierdie drie funksie(s) is dalend?<br />
9.3 Watter funksie(s) is stygend?<br />
(1,5; 7)
Opsioneel:<br />
Leereenheid 3<br />
9.4 Gebruik die funksie h om die hoeveelheid plankton te bereken as die populasie<br />
300 000 is.<br />
9.5 Wat is die veranderingstempo van die aantal walvisse met betrekking tot die<br />
aantal mense?<br />
9.6 Wat is die veranderingstempo van die hoeveelheid plankton met betrekking tot<br />
die aantal walvisse?<br />
9.7 Wat is die veranderingstempo van die hoeveelheid plankton met betrekking tot<br />
die aantal mense?<br />
9.8 Verduidelik die verband tussen die laasgenoemde 3 getalle.<br />
10. Precalculus Oefening 2.6 no. 24<br />
11. Precalculus Oefening 2.6 no. 26<br />
12. Precalculus Oefening 2.6 no. 27<br />
13. Precalculus Oefening 2.6 no. 28<br />
14. Precalculus Oefening (p 210) no. 78<br />
15. Precalculus Oefening 2.6 no. 51<br />
16. Precalculus Oefening 2.6 no. 57<br />
17. Precalculus Oefening 2.6 no. 22<br />
18. Precalculus Oefening 2.6 no. 23<br />
19. Precalculus Oefening 2.6 no. 32<br />
20. Precalculus Oefening 2.6 no. 34<br />
21. Precalculus Oefening 2.6 no. 40<br />
22. Precalculus Oefening 2.6 no. 41<br />
23. 'n Sferiese lugballon wat opgeblaas word m.b.v. 'n kompressor. Die volume word<br />
3<br />
t<br />
beskryf deur die funksie V t <br />
4<br />
<br />
3<br />
. Ontbind V as 'n samestelling van twee<br />
funksies en verduidelik wat elke funksie beteken.<br />
Het u sommige van die oefeninge met The Geometer’s Sketchpad gekontroleer?<br />
Sien assessering op p. viii<br />
Opdrag 24B:<br />
(Wenk: <br />
<br />
f g x f g x f ..... en werk van binne af buite toe)<br />
1. Precalculus Oefening 2.6 (p. 196) no. 21<br />
277
Leereenheid 3<br />
2. Precalculus Oefening 2.6 no. 25<br />
3. Precalculus Oefening 2.6 no. 29<br />
4. Precalculus Oefening 2.6 no. 38<br />
5. Precalculus Oefening 2.6 no. 46<br />
6. Precalculus Oefening 2.6 no. 54<br />
7. Gestel f x x en g x<br />
278<br />
1<br />
x 1<br />
. Bereken f g , g f , f f en g g . Bepaal<br />
x<br />
x 2<br />
ook die definisieversameling van elke nuwe samestelling.<br />
8. Temperature word gemeet in drie skale: grade Fahrenheit (ou Britse skaal), grade<br />
Celsius (desimale skaal) en Kelvin (termodinamiese temperatuur waar die absolute<br />
minimum 0 K is). In Fahrenheit vries water teen 32F en kook teen 212F. Temperatuur<br />
is 'n maatstaf van die vibrasies van molekules. Teen -273C is daar geen vibrasie nie,<br />
sodat dit die laagste bereikbare temperatuur is en word dus 0 K in die Kelvin skaal. Om<br />
temperature vanaf Fahrenheit na Celsius om te skakel gebruik ons die funksie<br />
f t <br />
5<br />
t 32<br />
. Temperature in Celsius word na Kelvin omgeskakel met die funksie<br />
9<br />
g t t .<br />
273<br />
8.1 Bereken g f g f.<br />
8.2 Wat beteken g f ?<br />
8.3 Wat is die eenheid van die definisieversameling van g f ?<br />
8.4 Wat is die eenheid van die waardeversameling van g f ?<br />
8.5 Teen watter temperatuur kook water in die Kelvin skaal? (Gebruik die<br />
saamgestelde funksie en toon alle berekeninge.)<br />
8.6 Teen watter temperatuur vries water in die Kelvin skaal? (Gebruik die<br />
saamgestelde funksie en toon alle berekeninge.)<br />
8.7 Skakel 122F om na C. (Toon berekeninge)<br />
8.8 Skakel 122F om na K. (Gebruik die inverse van die saamgestelde funksie en<br />
toon alle berekeninge.)<br />
9. 'n CD se groothandelprys is x rand. Die kleinhandelaar betaal volgens die funksie<br />
r x x . Die verbruiker betaal volgens die funksie c x 2x<br />
, waar x die prys is<br />
3<br />
wat die kleinhandelaar betaal.<br />
9.1 Bereken 'n samestelling ( f ) wat die prys sal beskryf wat die verbruiker betaal<br />
i.t.v die groothandelprys.<br />
9.2 Bereken m.b.v. f die prys wat die verbruiker sal betaal as die groothandelprys<br />
R60 is.<br />
9.3 Bereken<br />
1<br />
f .
9.4 Gebruik<br />
R153 betaal.<br />
Opsioneel:<br />
10. Precalculus Oefening 2.6 no. 24<br />
11. Precalculus Oefening 2.6 no. 26<br />
12. Precalculus Oefening 2.6 no. 29<br />
13. Precalculus Oefening 2.6 no. 30<br />
Leereenheid 3<br />
1<br />
f om die groothandelprys van die CD te bereken as die vergruiker<br />
14. Precalculus Oefening (p 210) no. 78<br />
15. Precalculus Oefening 2.6 no. 51<br />
16. Precalculus Oefening 2.6 no. 57<br />
17. Precalculus Oefening 2.6 no. 22<br />
18. Precalculus Oefening 2.6 no. 23<br />
19. Precalculus Oefening 2.6 no. 32<br />
20. Precalculus Oefening 2.6 no. 34<br />
21. Precalculus Oefening 2.6 no. 40<br />
22. Precalculus Oefening 2.6 no. 41<br />
23. 'n Sferiese lugballon wat opgeblaas word m.b.v. 'n kompressor. Die volume word<br />
3<br />
beskryf deur die funksie<br />
V t <br />
4<br />
t<br />
<br />
3 . Ontbind V as 'n samestelling van<br />
twee funksies en verduidelik wat elke funksie beteken.<br />
Het u sommige van die oefeninge met The Geometer’s Sketchpad gekontroleer?<br />
Sien assessering op p. viii.<br />
Opdrag 24C:<br />
(Wenk: <br />
<br />
f g x f g x f ..... en werk van binne af buite toe)<br />
1. Precalculus Oefening 2.6 (p. 196) no. 21<br />
2. Precalculus Oefening 2.6 no. 25<br />
3. Precalculus Oefening 2.6 no. 29<br />
4. Precalculus Oefening 2.6 no. 38<br />
5. Precalculus Oefening 2.6 no. 46<br />
6. Precalculus Oefening 2.6 no. 54<br />
279
Leereenheid 3<br />
7. Precalculus Oefening 2.6 no. 64<br />
8. Studies in sosiologie het getoon dat daar ʼn verband bestaan tussen 'n persoon se<br />
status, opleiding en inkomste. Gestel S is ʼn numeriese waarde vir die status wat<br />
afhang van die jaarlikse inkomste I . Vir ʼn sekere bevolkingsgroep is<br />
280<br />
<br />
0 53<br />
0 45 1000 ,<br />
S f I , I .<br />
Gestel 'n persoon se inkomste I is 'n funksie van E , die aantal jare opleiding, waar<br />
8.1 Bereken f g E<br />
.<br />
3 68<br />
7202 0 29 ,<br />
I g E , E .<br />
8.2 Wat word deur hierdie funksie beskryf?<br />
1<br />
8.3 Bereken f g E<br />
.<br />
8.4 Wat word deur hierdie funksie beskryf?<br />
9 'n Wiskunde toets het 'n bonusvraag. Volgens die<br />
aanwysings kry u 5 bonuspunte as u die vraag korrek<br />
beantwoord en u toetsuitslag word met 7% verhoog.<br />
Gestel x is die punte van u toets voordat die bonusvraag<br />
beantwoord is.<br />
9.1 Skryf 'n funksie f neer wat u uitslag na die 5<br />
bonuspunte sal beskryf.<br />
9.2 Skryf 'n funksie g neer wat die 7% verhoging sal<br />
beskryf.<br />
9.3 Verduidelik die betekenis van f g .<br />
9.4 Bereken 75 <br />
f g .<br />
9.5 Verduidelik die betekenis van g f .<br />
9.6 Bereken 75 <br />
f g .<br />
9.7 Geld 75 <br />
Opsioneel:<br />
<br />
g f = g f 75 in hierdie probleem?<br />
9.8 Wat sou u verkies? (Skryf slegs A of B neer)<br />
<br />
Moet u dosent eerste A : die 5 bonuspunte bytel en daarna die 7% verhoging<br />
toepas of<br />
B : die 7% verhoging toepas en daarna 5 punte bytel?<br />
10. Precalculus Oefening 2.6 no. 24<br />
11. Precalculus Oefening 2.6 no. 26
12. Precalculus Oefening 2.6 no. 31<br />
13. Precalculus Oefening 2.6 no. 32<br />
14. Precalculus Oefening (p 210) no. 78<br />
15. Precalculus Oefening 2.6 no. 51<br />
16. Precalculus Oefening 2.6 no. 57<br />
17. Precalculus Oefening 2.6 no. 22<br />
18. Precalculus Oefening 2.6 no. 23<br />
19. Precalculus Oefening 2.6 no. 32<br />
20. Precalculus Oefening 2.6 no. 34<br />
21. Precalculus Oefening 2.6 no. 40<br />
22. Precalculus Oefening 2.6 no. 41<br />
Leereenheid 3<br />
23. 'n Sferiese lugballon wat opgeblaas word m.b.v. 'n kompressor. Die volume word<br />
3<br />
beskryf deur die funksie<br />
V t <br />
4<br />
t<br />
<br />
3 . Ontbind V as 'n samestelling van twee<br />
funksies en verduidelik wat elke funksie beteken.<br />
Het u sommige van die oefeninge met The Geometer’s Sketchpad gekontroleer?<br />
Sien assessering op p. viii<br />
281
Leereenheid 3<br />
282
TEMPO VAN VERANDERING<br />
EN LIMIETE<br />
Jy benodig ongeveer 9 uur om hierdie leereenheid suksesvol te voltooi.<br />
Uitkomste<br />
Na voltooiing van hierdie leereenheid moet jy in staat wees om<br />
raaklyn- en snelheidsprobleme met behulp van eenvoudige limiete op te los;<br />
die limiet van ʼn funksie m.b.v. grafieke te bepaal.<br />
Jy gaan die volgende studie materiaal nodig kry: Precalculus hoofstuk 13.<br />
Leereenheid 4<br />
283
Leereenheid 4<br />
4.1 RAAKLYN- EN SNELHEIDSPROBLEME<br />
Jy benodig ongeveer 6 uur om hierdie leergedeelte suksesvol te voltooi.<br />
Uitkomste<br />
Na voltooiing van hierdie leergedeelte moet jy in staat wees om<br />
raaklyn- en snelheidsprobleme met behulp van eenvoudige limiete op te los;<br />
gemiddelde- en oombliklike veranderingstempo’s te bereken vanuit grafieke en tabelle.<br />
Jy gaan die volgende studie materiaal nodig kry: Precalculus hoofstuk 13.<br />
Opmerking: Gemiddelde veranderingstempo’s is alreeds in leergedeelte 1.3 behandel.<br />
Raaklyn- en veranderingstempo situasies is onontbeerlik in die daaglike lewe. 'n Man wil<br />
graag weet hoe vinnig 'n motor van 0 tot 100 km/h kan versnel (versnelling is die toename of<br />
veranderingstempo van die snelheid). In die sakewêreld wil ons weet hoe vinnig die inflasie<br />
koers afneem of toeneem (sien voorbeeld 2) of watter besigheid se wins groei die vinnigste,<br />
ens.<br />
284<br />
Bestudeer Precalculus:<br />
pp. 856 – 857<br />
As jy twee punte op 'n grafiek met 'n snylyn verbind, kan jy die een punt staties hou en die<br />
ander punt al hoe nader aan die statiese een laat beweeg. Die versameling snylyne kom dan<br />
al hoe nader aan die raaklyn.<br />
Verkry internettoegang en voer die meegaande opdrag uit:<br />
Hierdie inligting is ook op die NWU se webtuiste gereserveer. Kliek op:<br />
nwu.ac.za – eFundi – <strong>MATE</strong> <strong>111</strong> – Webcontent<br />
Laai die adres: www.math.umn.edu/~garrett/qy/Secant.html<br />
en sien met 'n bewegende skets hoe snylyne die raaklyn by 'n punt<br />
benader.
Leereenheid 4<br />
Uit ons daaglikse ondervinding weet ons dat beweging die verandering in posisie van 'n<br />
voorwerp is. Die beweging van 'n voorwerp is volledig bekend as ons weet waar die<br />
voorwerp in die ruimte is op elke tydstip.<br />
Gestel 'n motor beweeg volgens onderstaande afstand-tyd grafiek. [die vertikale as se<br />
betekenis word altyd eerste genoem en daarna dié van die horisontale as.] Dan weet ons uit<br />
200<br />
vorige ervaring dat die motor se snelheid tydens die eerste twee ure (AB) 100 km/h ( )<br />
2<br />
was. Die volgende half-uur (BC) is daar geen verandering in die afstand nie, wat beteken dat<br />
die motor stilstaan. Die spoed tydens CD is 133 km/h. Gemiddelde spoed word volgens<br />
definisie bereken deur die formule:<br />
v gem<br />
s<br />
, waar verandering in<br />
t<br />
s die afstand, t die tyd en v die spoed beteken.<br />
s<br />
400 200<br />
Bv. oor CD is v gem <br />
133 km / h<br />
t<br />
4 2,<br />
5<br />
Meetkundig beteken dit dat die gemiddelde spoed die gradiënte van die lyne is, want<br />
s y en t x .<br />
s<br />
400<br />
350<br />
300<br />
Afstand<br />
in km<br />
250<br />
200<br />
150<br />
100<br />
A<br />
50<br />
t<br />
1 2 3 4<br />
Tyd in ure<br />
Hierdie voorstelling is egter nie realisties nie, want 'n motor beweeg nie elke oomblik teen 'n<br />
konstante spoed nie. Die grafiek sal eerder soos volg lyk:<br />
B<br />
C<br />
D<br />
285
Leereenheid 4<br />
Die gemiddelde spoed tussen A en B is nog steeds 100 km/h, want die verandering in<br />
afstand is nog steeds s = (200 – 0) en die verandering in tyd t = (2 – 0). Tussen A en B<br />
die spoed egter. Daarom is dit nodig om oombliklike snelheid (spoed op 'n bepaalde<br />
tydstip) te definieer. Net soos die gemiddelde spoed meetkundig die gradiënt van 'n lyn was,<br />
gebruik ons ook nou die gradiënt van 'n lyn. Omdat die kurwe 'n kromme is, gebruik ons die<br />
helling van die raaklyn aan die kromme by 'n spesifieke tydstip of afstand. Dus:<br />
Grafies lyk dit soos volg<br />
286<br />
400<br />
350<br />
300<br />
Afstand<br />
in km<br />
250<br />
200<br />
150<br />
100<br />
A<br />
50<br />
400<br />
350<br />
300<br />
s<br />
Afs tand<br />
in km 250<br />
200<br />
150<br />
100<br />
A<br />
50<br />
v<br />
1 2 3 4<br />
Tyd in ure<br />
s<br />
, met die veranderings geneem op die raaklyn.<br />
t<br />
P: (1.00, 91.20)<br />
B<br />
t<br />
C<br />
R: (3.00, 280.64)<br />
1 2 3 4<br />
t:Tyd in ure<br />
B<br />
C<br />
s<br />
Q: (3.00, 91.20)<br />
D<br />
D
Leereenheid 4<br />
Die gemiddelde spoed word nog steeds gegee deur die gradiënt van AB, wat nou 'n snylyn<br />
is. Die oombliklike snelheid op tydstip t 1 , word gegee deur die gradiënt van die raaklyn<br />
aan die kurwe deur die punt P. Ons bereken dit soos volg:<br />
s<br />
s<br />
v <br />
t<br />
t<br />
R<br />
R<br />
s<br />
t<br />
P<br />
P<br />
280,<br />
64 91,<br />
2<br />
<br />
94,<br />
72 km / h<br />
3 1<br />
Let op dat die punte R en P op die raaklyn deur P lê, en nie op die lyn AB nie.<br />
Verkry internettoegang en voer die meegaande opdrag uit:<br />
Hierdie inligting is ook op die NWU se webtuiste gereserveer. Kliek op:<br />
nwu.ac.za – eFundi – <strong>MATE</strong> <strong>111</strong> – Webcontent<br />
Laai die adres: math.hws.edu/javamath/config_applets/SecantTangent.html<br />
Beweeg die groen punt en kyk hoe die snylyn al hoe nader aan die raaklyn beweeg. Die<br />
gradiënt / helling (“slope”) van die snylyn kom ook al hoe nader aan die waarde van die<br />
gradiënt van die raaklyn. Dis interessant om daarop te let dat die gradiënt van die snylyn<br />
“undefined” is as die snylyn en die raaklyn dieselfde is. Eintlik behoort die waardes presies<br />
dieselfde te wees. Ek neem aan die program herken nie 'n snylyn as 'n raaklyn as hulle bo<br />
op mekaar val nie.<br />
Bogenoemde animasie kan ons soos volg voorstel:<br />
8<br />
6<br />
4<br />
2<br />
-5 5 10<br />
x<br />
A<br />
raaklyn<br />
x+h 3<br />
y<br />
x+h 2<br />
-2<br />
y=f(x)<br />
Die snylyne l1, l2 en l3 kom al hoe nader aan die raaklyn aan die funksie f by die punt<br />
x 4 . Die koördinate van die ander snypunt van l3 en f kan gegee word deur<br />
x h3 ; f x h3 <br />
4 2 ; f 4 2 2 ; f 2<br />
.<br />
l 3<br />
x+h 1<br />
l 2<br />
l 1<br />
x<br />
287
Leereenheid 4<br />
'n Snylyn baie naby aan die raaklyn sal dus 'n snypunt met f met koördinate van die vorm<br />
x h ; f x h<br />
288<br />
hê, waar h 'n baie klein getal is. Ons kan h al hoe kleiner maak sodat die<br />
snylyn met die raaklyn saamval. Wiskundig kan ons dit so stel:<br />
raaklyn lim l , waar lim staan vir limiet wat iets soos 'n grens beteken.<br />
s<br />
Ons kan dus definieer:<br />
s<br />
oombliklik e<br />
snelheid<br />
s<br />
lim <br />
t 0<br />
t<br />
0<br />
s(<br />
t h ) s(<br />
t )<br />
lim<br />
<br />
h<br />
h<br />
2<br />
Beskou nou die kromme van y x 4 met P en Q punte daarop sodat PQ 'n snylyn is:<br />
(Hierdie sketse sal weer in <strong>MATE</strong> 312 behandel word by differensiasie)<br />
3<br />
2<br />
1<br />
-2 -1 1 2 3 4 5 6<br />
P<br />
-1<br />
-2<br />
-3<br />
-4<br />
-5<br />
-6<br />
Let nou goed op wat gebeur as die punt P nader aan Q beweeg<br />
h<br />
y=x 2 -4<br />
Q<br />
R<br />
Slope PQ = 1.20153<br />
yQ-yP = 1.20153<br />
xQ-xP s<br />
l<br />
( t )<br />
afstand h tussen Q en P se x-koordinate = 7.13244 cm<br />
f'(x)= lim f(x+h)-f(x)<br />
h0 h<br />
.
3<br />
2<br />
1<br />
-1<br />
-2<br />
-3<br />
-4<br />
-5<br />
-6<br />
Leereenheid 4<br />
-2 -1 1 2 3 4 5 6<br />
3<br />
2<br />
1<br />
-1<br />
-2<br />
-3<br />
-4<br />
-5<br />
-6<br />
P<br />
h<br />
y=x 2 -4<br />
Q<br />
R<br />
afstand h tussen Q en P se x-koordinate = 5.12454 cm<br />
Slope PQ = 1.89290<br />
yQ-yP<br />
= 1.89290<br />
xQ-xP<br />
f'(x)= lim f(x+h)-f(x)<br />
h0 h<br />
-2 -1 1 2 3 4 5 6<br />
P<br />
h<br />
y=x 2 -4<br />
Q<br />
R<br />
afstand h tussen Q en P se x-koordinate = 2.94514 cm<br />
Slope PQ = 2.64331<br />
yQ-yP = 2.64331<br />
xQ-xP f'(x)= lim f(x+h)-f(x)<br />
h0 h<br />
289
Leereenheid 4<br />
290<br />
Wat gebeur met die waarde van h as P al hoe nader aan Q kom?<br />
........................................................................................................................................<br />
Wat noem ons die lyn PQ wanneer P en Q op dieselfde punt val?<br />
..............................<br />
Wat is die betekenis van die gradiënt van PQ wanneer h so klein as moontlik<br />
gemaak word? .....................................................................................................<br />
Bestudeer Precalculus:<br />
pp. 861 – 862<br />
3<br />
2<br />
1<br />
-2 -1 1 h 2 3 4 5 6<br />
-1<br />
-2<br />
-3<br />
-4<br />
-5<br />
-6<br />
y=x 2 -4<br />
Q<br />
P R<br />
afstand h tussen Q en P se x-koordinate = 0.34539 cm<br />
Slope PQ = 3.53846<br />
yQ-yP = 3.53846<br />
xQ-xP f'(x)= lim f(x+h)-f(x)<br />
h0 h
BESTUDEER VOORBEELD 1: [Funksie-vergelyking is bekend]<br />
1. Gestel ʼn voorwerp beweeg volgens die posisiefunksie 2<br />
sekondes en s in meters gemeet.<br />
Leereenheid 4<br />
s f t 3t 5 , met t in<br />
1.1 Bereken die gemiddelde snelheid tydens die interval [10; 10,1]. (Wenk:<br />
v gem <br />
s<br />
)<br />
t<br />
1.2 Bereken die snelheid (oombliklike veranderingstempo van verplasing met<br />
betrekking tot tyd) as t 10 sekondes.<br />
1.3 Wat is die meetkundige betekenis van die antwoord in 1.2?<br />
1.4 Wat is die werklike betekenis van die antwoord in 1.2?<br />
Oplossing:<br />
1.2<br />
1.1<br />
v gem<br />
<br />
s<br />
<br />
t<br />
f ( 10,<br />
1)<br />
f ( 10)<br />
10,<br />
1<br />
10<br />
2<br />
3(<br />
10,<br />
1)<br />
5 <br />
<br />
0,<br />
1<br />
60,<br />
3 m/s<br />
uit eerste beginsels :<br />
v<br />
10 <br />
lim<br />
h0<br />
h0<br />
f<br />
( 10<br />
60 m/s<br />
2 310 5<br />
h)<br />
f<br />
h<br />
( 10)<br />
10 2<br />
mag ook `n ander<br />
2<br />
3(<br />
10 h)<br />
5 ( 3 5)<br />
lim<br />
h0<br />
h<br />
2<br />
3100<br />
20h<br />
h <br />
5 ( 300 5)<br />
lim<br />
h0<br />
h<br />
2<br />
300 60h<br />
3h<br />
300<br />
lim<br />
h0<br />
h<br />
3h(<br />
20 h)<br />
lim<br />
h0<br />
h<br />
lim 3(<br />
20 h)<br />
h<br />
simbool wees<br />
Die volgende variasie van die definisie vereenvoudig die rekenwerk as die funksie ‘n<br />
polinoom van graad groter as 2 is, want dan word die produk van tweeterme<br />
uitgeskakel.<br />
291
Leereenheid 4<br />
292<br />
v<br />
10 <br />
t<br />
10<br />
f<br />
3t<br />
lim<br />
t<br />
10<br />
3t<br />
lim<br />
t<br />
10<br />
3<br />
lim<br />
t<br />
10<br />
3<br />
lim<br />
t<br />
10<br />
lim 3<br />
t<br />
10<br />
3<br />
lim<br />
t f 10 2<br />
2<br />
5 305 t 10<br />
t 10<br />
2 t 100<br />
t 10<br />
t 10t<br />
10<br />
t 10<br />
t 10<br />
10 10<br />
60 m / s<br />
t 10<br />
300<br />
1.2 m.b.v. differensiasie<br />
'<br />
v( t ) f ( t )<br />
6t<br />
v( 10 ) 6( 10 )<br />
<br />
60 m/s of ms<br />
1.3 Die helling van die raaklyn aan 2<br />
1<br />
s f t 3t 5 by t 10 sekondes, is 60 m/s.<br />
1.4 Die tempo van verandering van posisie t.o.v. tyd is 60 m/s as t 10 sekondes.<br />
BESTUDEER VOORBEELD 2: [Vergelyking van funksie is onbekend.]<br />
2. Die inflasiekoers in die VSA is ʼn funksie van tyd. Die volgende tabel gee die<br />
inflasiekoers I t vanaf 1987 tot1993 (as ʼn persentasie per jaar):<br />
Jaar (t ) 1987 1989 1991 1993<br />
Inflasie ( I ) 3,6 4,8 4,2 3,0<br />
2.1 Bepaal die gemiddelde groeitempo:<br />
2.1.1 vanaf 1989 tot 1991<br />
2.1.2 vanaf 1991 tot 1993<br />
2.2 Bereken die oombliklike groeitempo in 1991 deur gebruik te maak van die<br />
gemiddeld van twee gemiddelde groeitempo’s. Gee ook die eenheid.<br />
2.3 Wat beteken die antwoord in 2.2?
Oplossing:<br />
2.1.1 Gem. groeitempo<br />
2.1.2 Gem. groeitempo<br />
I<br />
<br />
t<br />
4, 2 4, 8<br />
<br />
1991 1989<br />
0,<br />
6<br />
<br />
2<br />
0, 3 %/jaar<br />
I<br />
<br />
t<br />
3 4, 2<br />
<br />
1993 1991<br />
0, 6 % / jaar<br />
Leereenheid 4<br />
2.2 Omdat ons nie die funksie as 'n vergelyking het nie, maar in tabelvorm, kan ons<br />
nie die gradiënt van 'n raaklyn gebruik as oombliklike veranderingstempo (van<br />
inflasie) nie. Daarom gebruik ons die gemiddeld van twee gemiddelde<br />
groeitempo’s met 1991 in die middel van die intervalle .(In hierdie probleem is<br />
veranderingstempo spesifiek die groeitempo van inflasie)<br />
Oombliklike groeitempo<br />
0, 3 ( 0,<br />
6 )<br />
<br />
2<br />
0, 45 %/jaar<br />
2.3 Die inflasiekoers verander (neem af a.g.v. – teken) teen 'n tempo van -0,45 % per<br />
jaar teen 1991.<br />
293
Leereenheid 4<br />
VOLTOOI VOORBEELD 3:<br />
Gestel grafiek 1 en 2 stel twee besighede se wins voor oor 'n sekere tydperk.<br />
Watter besigheid vaar die beste? ..............................................<br />
Motiveer jou antwoord: ............................................................................................<br />
294<br />
y<br />
4<br />
3<br />
2<br />
1<br />
grafiek 1<br />
-4 -2 2 4 x<br />
...........................................................................................................................................<br />
Bespreek die definisieversameling van die funksie krities: .......................................................<br />
....................................................................................................................................................<br />
Verkry internettoegang en voer die meegaande opdrag uit:<br />
Hierdie inligting is ook op die NWU se webtuiste gereserveer. Kliek op:<br />
nwu.ac.za – eFundi – <strong>MATE</strong> <strong>111</strong> – Webcontent<br />
Laai die adres:<br />
http://www.math.montana.edu/frankw/ccp/calculus/estlimit/lesttang/discvr.htm<br />
om ʼn soortgelyke lewenswerklike probleem vir interessantheid deur te werk.<br />
A<br />
B<br />
grafiek 2
Voltooi die volgende:<br />
Opdrag 25:<br />
Individuele oefening.<br />
Leereenheid 4<br />
1. Teken m.b.v. GSP ʼn verplasing-tydgrafiek van ‘n bal wat vryval volgens die wet van<br />
2<br />
Galileo s 4, 9t<br />
(met s t die afstand gemeet in meter en t die tydsverloop in<br />
sekondes ) vir die eerste 7s.<br />
Bereken die volgende m.b.v. die grafiek:<br />
1.1 Die gemiddelde snelheid oor die tydsintervalle [5; 7], [5; 6], [5; 5,5]; [5; 5,2].<br />
Doen elkeen op ʼn nuwe bladsy in dieselfde dokument. Wys ook op die grafiek<br />
hoe jy dit bereken het. (Gebruik loodlyne en/of ewewydige lyne om seker te maak<br />
dat jy die sye van die hellingsdriehoeke akkuraat genoeg skets. Gebruik<br />
“Measure” , “Abscissa” en “Ordinate” om seker te maak dat jy die koördinate van<br />
die hellingsdriehoeke akkuraat genoeg meet.)<br />
Gebruik 3 metodes:<br />
y s<br />
; en deur die helling van die snylyn te meet.<br />
t<br />
t<br />
1.2 Gee die verwantskap tussen die gemiddelde snelhede en die helling van die<br />
snylyne.<br />
1.3 Gaan na ʼn nuwe bladsy in dieselfde dokument. Wat was die bal se snelheid op<br />
die tydstip t 5 (m.a.w. die oombliklike snelheid as t 5 )? Dui op die grafiek<br />
aan hoe jy dit bereken.<br />
1.4 Gee die verwantskap tussen die oombliklike snelheid en die helling van die<br />
raaklyn.<br />
Stuur opdrag via eFundi en lewer ook ‘n drukstuk in.<br />
Sien assessering en terugvoering op p. viii<br />
Uit opdrag 25 behoort die volgende duidelik te wees:<br />
Oombliklike snelheid (as t 5 ) =<br />
lim (gemiddelde snelheid)<br />
t 5<br />
Meetkundig beteken dit dat die gemiddelde snelheid van die bal oor ʼn spesifieke tydsinterval<br />
gegee word deur die gradiënt van die snylyn (getrek tussen die twee tye wat ter sprake is).<br />
Die oombliklike snelheid op ʼn spesifieke tydstip word gegee deur die gradiënt van die raaklyn<br />
aan die grafiek op die spesifieke tydstip.<br />
295
Leereenheid 4<br />
Verduidelik met 'n skets en formule wat jy onder die helling van 'n snylyn verstaan:<br />
Gebruik dieselfde skets as hierbo en gee die definisie van die helling van 'n raaklyn by die<br />
punt (a; f(a)) i.t.v. x en a en ook i.t.v. x en h:<br />
Maak seker dat jy die definisies van gemiddelde en oombliklike veranderingstempo’s<br />
verstaan<br />
Wenk:<br />
Die helling van die raaklyn (of oombliklike veranderingstempo) aan f by x a vanuit eerste<br />
f a h f a <br />
beginsels word gewoonlik bepaal deur die uitdrukking lim<br />
. Dit kan ook deur<br />
h0<br />
h<br />
f x f a <br />
lim<br />
bereken word. As die funksie eksponente van 3 of hoër besit, is<br />
x a<br />
296<br />
x a<br />
laasgenoemde uitdrukking makliker, mits jy kan faktoriseer. Die eerste uitdrukking sal baie<br />
tweeterme besit wat vermenigvuldig moet word.<br />
Voltooi die volgende:<br />
Individuele oefening.
Opdrag 26 :<br />
1. Precalculus Oefening 13.3 no. 6 vanuit eerste beginsels<br />
2. Precalculus Oefening 13.3 no. 27 vanuit eerste beginsels (gebruik limiet)<br />
Leereenheid 4<br />
3. As 'n vastestof verhit word, neem die lengte toe volgens die formule l 125 2x<br />
. Die<br />
125 2( x h ) ( 125 2x<br />
)<br />
tempo waarteen dit verleng word gegee deur lim<br />
. Bereken<br />
h 0<br />
h<br />
hierdie limiet.<br />
4. Precalculus Oefening 13.3 no. 32<br />
5. Precalculus Oefening 13.3 no. 33<br />
6. 'n Sferiese ballon word opgeblaas.<br />
6.1 Watter uitdrukking beskryf die oombliklike veranderingstempo van die volume<br />
4 <br />
<br />
<br />
<br />
<br />
3 <br />
3<br />
r<br />
V met betrekking tot die radius?<br />
6.2 Bereken die veranderingstempo as die radius 2 meter is.<br />
7. Precalculus Oefening 13.3 no. 30 vanuit eerste beginsels (Kyk na die wenk op die<br />
vorige bladsy.)<br />
8. Opdrag 8B vraag 8.2, 8.3 en 8.4<br />
Opsioneel:<br />
9. Precalculus Oefening 13.3 no.3<br />
10. Precalculus Oefening 13.3 no.28<br />
11. Precalculus Oefening 13.3 no.29 d.m.v. differensiasie<br />
Het u sommige van die oefeninge met The Geometer’s Sketchpad gekontroleer?<br />
Sien assessering en terugvoering op p. viii<br />
297
Leereenheid 4<br />
4.2 DIE LIMIET VAN ‘N FUNKSIE<br />
Jy benodig ongeveer 3 uur om hierdie leergedeelte suksesvol te voltooi.<br />
Uitkomste<br />
Na voltooiing van hierdie leergedeelte moet jy in staat wees om<br />
limiete vanuit grafieke te kan bereken.<br />
Jy gaan die volgende studie materiaal nodig kry: Precalculus hoofstuk 13.<br />
Limiete ontstaan uit alledaagse gebeurtenisse soos die bepaling van hoe vinnig 'n kalkoen<br />
afkoel nadat dit uit die oond gehaal is of om te verklaar wat die spoedmeterlesings van 'n<br />
motor werklik beteken.<br />
In hierdie leergedeelte sal die verband tussen die bepaling van die gradiënt van 'n raaklyn en<br />
die definisie van 'n limiet duidelik word. Ons konsentreer op die bepaling van limiete met<br />
behulp van grafieke.<br />
Asimptote is vertikale of horisontale lyne wat deur ʼn kromme genader, maar nooit geraak<br />
word nie.<br />
298<br />
Bestudeer Precalculus:<br />
pp. 840 – 844 tot voor “One-Sided Limits”
Verkry internettoegang en voer die meegaande opdrag uit:<br />
Leereenheid 4<br />
Hierdie inligting is ook op die NWU se webtuiste gereserveer. Kliek op:<br />
nwu.ac.za – eFundi – <strong>MATE</strong> <strong>111</strong> – Webcontent<br />
Laai die adres:<br />
http://www.math.ucdavis.edu/~kouba/CalcOneDIRECTORY/limcondirectory/L<br />
imitConstant.html<br />
en werk deur die probleme 1 tot 7 en 9.<br />
Gebruik die adres: http://www.mecca.org/~halfacre/MATH/limits.htm indien jy<br />
sukkel om die limiet-begrip te verstaan. Hierdie is ʼn baie goeie PowerPoint<br />
aanbieding met klank.<br />
299
Leereenheid 4<br />
Voltooi die volgende:<br />
Opdrag 27:<br />
300<br />
Individuele oefening.<br />
1. Precalculus Oefening 13.1 no. 1<br />
2. Precalculus Oefening 13.1 no. 18 (a), (d), (e)<br />
3. Precalculus Oefening 13.1 no. 19 (c), (f), (g), (h)<br />
4. Precalculus Oefening 13.1 no. 20 (a), (b), (f)<br />
5. Precalculus Oefening 13.1 no. 29 (c)<br />
6.<br />
6.1 Bereken a) 0 5<br />
y<br />
3.5<br />
3<br />
2.5<br />
2<br />
1.5<br />
1<br />
0.5<br />
-0.5<br />
f , en b) f ( x )<br />
lim<br />
x 0<br />
, 5<br />
y=f(x)<br />
in die volgende skets:<br />
-0.2 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2<br />
x
6.2 Bereken a) 0, 8<br />
y<br />
3<br />
2<br />
6.3 Bereken a) 2<br />
g en b) g(<br />
x)<br />
lim<br />
x 0,<br />
8<br />
h en b) h(<br />
x)<br />
<br />
y=g(x)<br />
lim<br />
x 2<br />
y<br />
7<br />
6<br />
5<br />
4<br />
3<br />
2<br />
1<br />
-1<br />
-2<br />
in die volgende skets:<br />
0,8<br />
in die volgende skets:<br />
•<br />
y=h(x)<br />
x<br />
Leereenheid 4<br />
-6 -4 -2 2 4 6 8<br />
x<br />
301
Leereenheid 4<br />
302<br />
6.4 Bereken a) f 0 en b) f ( x)<br />
lim<br />
x 0<br />
6.5 Bereken a) f 0 en b) f ( x)<br />
lim<br />
x 0<br />
(Wenk: Gebruik analise ook.)<br />
y<br />
110<br />
100<br />
90<br />
80<br />
70<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
10<br />
-10<br />
y=f(x)<br />
in die volgende skets:<br />
-3 -2 -1 1 2 3 4 5<br />
y<br />
10<br />
8<br />
6<br />
4<br />
2<br />
1<br />
f( x)<br />
= ( 1 + x)<br />
x<br />
in die volgende skets.<br />
1 1 2 3 4 5 6<br />
x<br />
x
6.6 Bereken a) 1, f 1, f 2 skets:<br />
lim<br />
x 1<br />
lim<br />
x 1<br />
lim<br />
x 2<br />
Leereenheid 4<br />
f en b) f ( x)<br />
, f ( x)<br />
, f ( x)<br />
in die volgende<br />
6.7 Bereken a) f 0 en b) f ( x)<br />
lim<br />
x 0<br />
Sien assessering en terugvoering op p. viii<br />
y<br />
3<br />
2<br />
1<br />
y<br />
1<br />
6<br />
4<br />
2<br />
-2<br />
-4<br />
-6<br />
y=f(x)<br />
2 x<br />
in die volgende skets:<br />
y=f(x)<br />
-5 5<br />
Jy benodig 'n verdere 8 uur vir jou finale voorbereiding vir die eksamen.<br />
Ek hoop jy het die module geniet en dat die baie lewenswerklike voorbeelde jou in staat sal<br />
stel om op skoolvlak wiskunde met groter insig en selfvertroue te kan fasiliteer. Hoop dit sal<br />
jou in staat stel om Wiskunde 'n “cool” vak te maak! Beste wense vir die eksamen.<br />
x<br />
303
Bylaag<br />
1. Doen alle vrae.<br />
304<br />
BYLAAG:<br />
2. Toon alle berekeninge wat u doen.<br />
1. Wenke vir Vraestelle en Opdragte<br />
3. Doen rofwerk aan die regterkant van die bladsy.<br />
4. Werk slegs aan die linkerkant van die bladsy, vanaf die linkerkantse kantlyn.<br />
5. Alle sketse en grafieke moet netjies in potlood gedoen word.<br />
6. Benader irrasionale getalle in finale antwoorde tot drie desimale plekke.<br />
7. Spasieer u werk.<br />
8. Begin elke nuwe vraag op ʼn nuwe bladsy.<br />
9. Trek ʼn lyn na elke volledige vraag.<br />
2.1 Faktore<br />
2. Inligting en Voorkennis<br />
Die volgende tabel is nuttig om die nodige kennis van Faktorisering op te som:<br />
Veelterm met<br />
Tipe Produk<br />
Gemeenskaplike faktor<br />
Vorm van Produk<br />
Gefaktoriseerde Vorm<br />
x y z ( x y z)<br />
Groepeerbare Veelterm m n m n<br />
( m n)( )<br />
2 2<br />
Verskil van Volkome Vierkante a b<br />
( a b)( a b)<br />
Kwadratiese Drieterme<br />
Volkome Vierkante<br />
Verskil van Volkome Derdemagte<br />
Som van Volkome Derdemagte<br />
2<br />
ax bx c of<br />
2 2<br />
ax bxy cy<br />
x 2xy<br />
y<br />
2 2<br />
3 3<br />
x y<br />
3 3<br />
x y<br />
( x )( x )<br />
of<br />
( x y)( x y)<br />
( x y)<br />
2 2<br />
( x y)( x xy y )<br />
2 2<br />
( x y)( x xy <br />
y )<br />
2
Bylaag<br />
In die algemeen geld die volgende stappe wanneer ʼn uitdrukking gefaktoriseer moet<br />
word:<br />
1. TEL die terme in die uitdrukking.<br />
2. Moet nooit hakies verwyder deur te vermenigvuldig nie, want ons is met<br />
faktorisering besig, nie vereenvoudiging nie! Sien Stap 3.<br />
3. Gebruik die k -metode waar dieselfde hakie in meer as een term voorkom.<br />
4. Let op of daar nie miskien in elke term 'n Gemeenskaplike Faktor voorkom<br />
nie. (Indien wel, moet die GF altyd eers uitgehaal word voordat u verder<br />
probeer gaan.)<br />
5. Werk van bo na onder in die tabel op die vorige bladsy en probeer die uitdrukking se<br />
vorm herken as een van die produkte in die tabel.<br />
6. Herskryf die uitdrukking in gefaktoriseerde vorm.<br />
7. Vervang die k terug met dit waarmee u dit vervang het in Stap 2<br />
8. Gaan versigtig na of een of meer van die hakies uit Stap 5 nie miskien op sy<br />
beurt self verder gefaktoriseer kan word nie.<br />
9. Onthou dat die finale antwoord verkieslik nie hakies binne hakies mag bevat<br />
nie – indien so iets voorkom, vermenigvuldig die binneste hakies uit.<br />
305
Bylaag<br />
2.2 Eksponente<br />
306<br />
m n m n<br />
x x x <br />
<br />
( x ) x <br />
<br />
x<br />
x<br />
m n m n<br />
m<br />
n<br />
x<br />
m n<br />
n m<br />
m<br />
n<br />
x x<br />
1 m<br />
x m<br />
x<br />
Grafieke:<br />
1<br />
O<br />
Y<br />
a<br />
y x is kontinue magskrommes as a 0 , bv. reguitlyne,<br />
1<br />
parabole, derdegraadse krommes, ens. Sommige<br />
hiervan kan sonder die hulp van 'n tabel geskets word,<br />
bv. reguitlyne, parabole en derdegraadse krommes:<br />
y=x a , 0a1<br />
y=x 1<br />
y=x 0,5<br />
y=x 0<br />
X
y=x a , 1a3<br />
-1<br />
O<br />
Y<br />
1<br />
-1<br />
y=x 3<br />
1<br />
y=x 2<br />
y=x 1,5<br />
y=x 1<br />
Bylaag<br />
X<br />
307
Bylaag<br />
308<br />
y=x a ,a
y=a x ,a>0<br />
x<br />
x<br />
y a is die eksponensiaalfunksie. NB: a 0 vir a 0 .<br />
y=0,8 x<br />
y=0,5 x<br />
Bylaag<br />
Hierdie krommes is kontinu en stel eksponensiële groei voor (as<br />
a 1) , of eksponensiële verval (as 0 a 1) .<br />
y=0,25 x<br />
1<br />
O<br />
Y<br />
1<br />
y=2 x<br />
y=1,5 x<br />
y=1 x<br />
X<br />
309
Bylaag<br />
310<br />
Spesiale gevalle:<br />
NB: e=2,71828...<br />
-1<br />
x<br />
y e en<br />
y=e -x<br />
x<br />
y e <br />
:<br />
Eksponensiaalkrommes kan almal dmv 'n tabel geskets word.<br />
Y<br />
3<br />
e<br />
e -1<br />
2<br />
O<br />
1<br />
1<br />
y=e x<br />
X
2.3 Logaritmes<br />
p<br />
x b p log x; x 0, b 0<br />
ln x log x ; e 2,71828....<br />
e<br />
b<br />
Wet 1: x y log x log y met b 0, x 0 en y 0<br />
log b<br />
b<br />
b<br />
x<br />
Wet 2: log b log b x log b y met b 0, x 0 en y 0<br />
y<br />
m<br />
Wet 3: ln x m ln x , ook vir logba m = mlogba<br />
Wet 4: logmm = 1, ook lne = 1<br />
Wet 5:<br />
ln x<br />
1 <br />
log b x , so : logb x ln x<br />
lnb <br />
lnb<br />
<br />
<br />
Grafieke: y ln x is die logaritmiese kromme; slegs gedefinieer as x 0 .<br />
(Hierdie grafieke kan ook dmv 'n tabel geskets word, maar die x -afsnit<br />
moet bereken word deur y 0 te stel in die grafiek se vergelyking en vir<br />
x op te los.)<br />
Y<br />
1<br />
O<br />
Die Krommes van y=log b(x) vir b>0<br />
1<br />
y=log 0,5(x)<br />
y=ln(x)<br />
y=log(x)<br />
Bylaag<br />
311<br />
X
Bylaag<br />
Baie Belangrik: Al bogenoemde funksies se krommes kan ondersoek word<br />
2.4 Trigonometrie<br />
312<br />
sin x<br />
tan x <br />
cos x<br />
cos x<br />
cot x <br />
sin x<br />
1<br />
sec x <br />
cos x<br />
1<br />
cos ecx <br />
sin x<br />
2 2<br />
sin x cos x 1<br />
2 2<br />
sec x tan x 1<br />
2 2<br />
cosec x cot x 1<br />
sin 2 x 2 sin x cos x<br />
cos2 cos sin<br />
met behulp van dinamiese SketchPad-sketse:<br />
Dynamic Power Function Graphs.gsp<br />
Dynamic Exp and Log Graphs.gsp<br />
Hierdie sketse sal op eFundi beskikbaar gestel word.<br />
2 2<br />
x x x<br />
1<br />
2<br />
2<br />
sin x (1 cos 2 x)<br />
1<br />
2<br />
2<br />
cos x (1 cos 2 x)
Grafieke: y sin x en y cos x is kontinue, periodiese krommes.<br />
y=a sin bx<br />
y tan x en die ander besit diskontinuïteite (spronge).<br />
Goeie metodes bestaan waarmee ons hierdie grafieke sonder<br />
die hulp van 'n tabel kan skets, alhoewel 'n tabel wel gebruik<br />
kan word.<br />
Vir u inligting sluit ons grafieke van die drie basiese<br />
trigonometriese funksies in:<br />
amplitude=a<br />
O<br />
Y<br />
a<br />
-a<br />
90<br />
b<br />
180<br />
b<br />
periode<br />
270<br />
b<br />
360 X<br />
b<br />
Bylaag<br />
313
Bylaag<br />
314<br />
y=a cos bx<br />
y=a tan bx<br />
amplitude=a<br />
-90<br />
b<br />
90<br />
b<br />
180<br />
b<br />
periode<br />
Let op die diskontinuïteite by die tan-kromme.<br />
O<br />
Y<br />
a<br />
Y<br />
a<br />
-a<br />
O<br />
-a<br />
periode<br />
270 360<br />
b b<br />
X<br />
90 135<br />
b b<br />
45<br />
b<br />
180 X<br />
b
2.5 Algemene wenke vir die skets van enige grafiek<br />
1. Maak seker dat u die eienskappe en gedrag (hoe die grafiek se kromme<br />
lyk) van elke soort grafiek ken.<br />
2. Maak seker dat u die standaardvorm van elke soort grafiek se<br />
Bylaag<br />
vergelyking sonder moeite kan uitken. (hoe lyk die vergelyking van elke spesifieke<br />
soort grafiek – ken die verskille).<br />
3. Enige grafiek kan m.b.v. 'n tabel geskets word, maar dit is tydrowend en<br />
kan misleidend wees as 'n mens nie aan punte 1. en 2. hierbo aandag<br />
gegee het nie. In punt 4 hieronder gee ons nog maniere om die vorm<br />
van 'n grafiek en sy gedrag te bepaal…<br />
4. Die volgende algemene riglyne geld algemeen:<br />
4.1 Vind die y -afsnit(te) deur x 0 te stel en y op te los.<br />
4.2 Vind die x -afsnit(te) of wortels deur y 0 te stel en x op te los.<br />
4.3 Bepaal die draaipunte, infleksiepunte en diskontinuïteite –<br />
metodes om dit te doen, sal in hierdie kursus na vore kom.<br />
4.4 Probeer vasstel wat met die y -waardes gebeur as x baie groot<br />
word, en as x baie klein (groot negatief) word. Hiervoor word<br />
limiete gebruik – meer hiervan in <strong>MATE</strong> 321.<br />
315
Bylaag<br />
www.nald.ca/fulltext/ numeracy/num1/num1.gif<br />
316<br />
"What counts is not memorising, but understanding,<br />
not watching, but searching,<br />
not receiving, but seizing,<br />
not learning, but practising."<br />
- A. Diesterweg