Potensekvationer: Skillnad mellan sidversioner

Från Wikiskola
Hoppa till navigering Hoppa till sök
Ingen redigeringssammanfattning
 
(25 mellanliggande sidversioner av 3 användare visas inte)
Rad 1: Rad 1:
__NOTOC__
= Teori =
= Teori =


Rad 8: Rad 9:
'''Potensekvationen''':
'''Potensekvationen''':


En potensekvation är en typ av ekvation där exakt en potens ingår, och basen okänd medan exponenten är ett känt reellt tal.
Ekvationen
<math> x^a = b </math>
<math> x^a = b </math>


där a och b är reella tal men a är ofta 1/3, 1/2, 2 eller 3.
där a och b är reella tal, är en potensekvation.
 
När vi möter potensekvationer i Matematik 1c är exponenten <math>a</math> ofta 2, 3, 1/2 eller 1/3
 
'''Lösning''': balansera ekvation genom exponentiering ("upphöjning").
 
: <math>(x^a)^{1/a} = b^{1/a}</math>
 
: <math>x = b^{1/a}</math>


'''Lösning''': balansera ekvation genom exponentiering.
{{viktigt|
'''Observera''': Vid jämna exponenter finns det två lösningar, en positiv och en negativ.


: <math>(x^a)^{\frac{1}{a}} = b^{\frac{1}{a}}</math>
'''Exempel på en potensekvation med negativ rot''':  


: <math>x = b^{\frac{1}{a}}</math>
: <math>x^2 = 4</math>


'''Observera''': Vid jämna exponenter finns det två lösungar, en positiv och en negativ.
: <math>x = \pm4 ^{1/2}</math>
: <math>x = \pm 2</math>
 
: Alltså: <math>x_1 = - 2,~x_2 = 2</math>
}}


= Exempel =
= Exempel =
Rad 30: Rad 48:
: <math>x = \pm 2</math>
: <math>x = \pm 2</math>


Tänk på att vi inte kan ta roten ur ett negativt tal (ännu, med det vi vet) för då bildas imaginära tal.
Observera den '''negativa roten'''.


'''Exempel 2''':  
'''Exempel 2''':  
Rad 36: Rad 54:
: <math>x^3 = 8</math>
: <math>x^3 = 8</math>


: <math>x =  ^{\frac{1}{3}}</math>
: <math>x =  8^{\frac{1}{3}}</math>
   
   
: <math>x =  2</math>
: <math>x =  2</math>


'''Exempel 3''':
: <math>x^2 = -1 </math>
Denna ekvation saknar reella lösningar. Vi kan inte ta roten ur ett negativt tal (ännu, vi lär oss det i ma2c) för då bildas imaginära tal.
'''Exempel 4''':
: <math>(x + 1)^2 = 16</math>
Två fall:
: <math>(x + 1) = -4</math> och : <math>(x + 1) = 4</math>
Med lösningarna:
: <math> x +  = -5</math> och : <math> x = 3 </math>
'''Exempel 5''':
En kvadrat har arean 144 cm<sup>2</sup>. Hur lång är kvadratens sida?
Lösning:
: <math> x^2 = 144 </math>
:  <math> x = \sqrt{144} </math>
:  <math> x = \pm{12} </math>
Eftersom sidor inte kan vara negativa är svaret 12 cm.


{{clear}}
{{clear}}
= En löst uppgift =
<pdf>Fil:Uppgift_20481.pdf</pdf>


= Aktivitet =
= Aktivitet =
Rad 110: Rad 165:
<pre>
<pre>
# förklarar syftet med spelet
# förklarar syftet med spelet
print("Detta spel handlar om att gissa det tal som din kamrat matar in. Du kan alltid avbryta programmet genom att skriva 'exit'.")
print("Detta spel handlar om att din kamrat ska gissa det tal som du matar in. Skriv in kamratens gissningar och läs upp vad programmet säger. ")


# Ange ett tal
# Ange ett tal
number = input("Ange ett tal mellan 1 - 100. ")
number = input("Ange ett hemligt tal mellan 1 - 100. ")


# använd heltal
# använd heltal
Rad 126: Rad 181:


# gissa talet
# gissa talet
     guess = input ("Gissa talet som din kamrat har angett: ")
     guess = input ("Skriv in talet (mellan 1-100) din kamrat gissar på: ")
     if guess == "exit":
     if guess == "exit":
         break
         break
Rad 135: Rad 190:
# jämför gissning med tal
# jämför gissning med tal
     if guess < number:
     if guess < number:
         print("Talet du angav ar mindre an det sokta talet.")
         print("Talet du angav ar mindre än mitt hemliga tal.")
     elif guess > number:
     elif guess > number:
         print("Talet du angav ar storre an det sokta talet.")
         print("Talet du angav är större än mitt hemliga tal.")
     else:
     else:
         print("Grattis! Du har gissat talet som din kamrat har angett.")
         print("Grattis! Du har gissat talet som jag tänkt på  (matat in).")
         print("Talet är:",number,)         
         print("Talet är:",number,)         
         print("Och det har tagit dig",count,"gissningar.")
         print("Och det har tagit dig",count,"gissningar.")
Rad 149: Rad 204:


Uppgiften är inspirerad av Attila Szabo, Utbildningsförvaltningen Stockholm.
Uppgiften är inspirerad av Attila Szabo, Utbildningsförvaltningen Stockholm.
= Uppgifter =
=== Uppgift 1 ===
Lös ekvationen:
: <math> 9 x^5 = 63 </math>
=== Uppgift definitionsmängd ===
GeoGebra är ett dynamiskt verktyg vilket innebär att du kan pröva vad som händer om man varierar en parameter. Till detta används glidare (sliders).
{{uppgruta|'''När är funktionen definierad för negativa x-värden?'''
# Skapa en glidare som heter k i Geogebra. Skriv helt enkelt k och klicka Skapa glidare. Glidaren kommer kommer automatiskt att ha intervallet <math>-5 \leq k \leq 5 </math>
# Skapa funktionen <math>f(x) = x^k</math>
# För vilka värden på k är funktionen definierad för negativa värden på x?
}}


= Lär mer =
= Lär mer =

Nuvarande version från 25 september 2020 kl. 11.09

[redigera]
Mål för undervisningen Potensekvationer

Vi ska lära oss hur man löser potensekvationer.


Potensekvationen:

En potensekvation är en typ av ekvation där exakt en potens ingår, och basen okänd medan exponenten är ett känt reellt tal.

Ekvationen [math]\displaystyle{ x^a = b }[/math]

där a och b är reella tal, är en potensekvation.

När vi möter potensekvationer i Matematik 1c är exponenten [math]\displaystyle{ a }[/math] ofta 2, 3, 1/2 eller 1/3

Lösning: balansera ekvation genom exponentiering ("upphöjning").

[math]\displaystyle{ (x^a)^{1/a} = b^{1/a} }[/math]
[math]\displaystyle{ x = b^{1/a} }[/math]
Viktigt

Observera: Vid jämna exponenter finns det två lösningar, en positiv och en negativ.

Exempel på en potensekvation med negativ rot:

[math]\displaystyle{ x^2 = 4 }[/math]
[math]\displaystyle{ x = \pm4 ^{1/2} }[/math]
[math]\displaystyle{ x = \pm 2 }[/math]
Alltså: [math]\displaystyle{ x_1 = - 2,~x_2 = 2 }[/math]


[redigera]

Exempel 1:

[math]\displaystyle{ x^2 = 4 }[/math]
[math]\displaystyle{ x = \pm4 ^{\frac{1}{2}} }[/math]
[math]\displaystyle{ x = \pm 2 }[/math]

Observera den negativa roten.

Exempel 2:

[math]\displaystyle{ x^3 = 8 }[/math]
[math]\displaystyle{ x = 8^{\frac{1}{3}} }[/math]
[math]\displaystyle{ x = 2 }[/math]


Exempel 3:

[math]\displaystyle{ x^2 = -1 }[/math]

Denna ekvation saknar reella lösningar. Vi kan inte ta roten ur ett negativt tal (ännu, vi lär oss det i ma2c) för då bildas imaginära tal.


Exempel 4:

[math]\displaystyle{ (x + 1)^2 = 16 }[/math]

Två fall:

[math]\displaystyle{ (x + 1) = -4 }[/math] och : [math]\displaystyle{ (x + 1) = 4 }[/math]

Med lösningarna:

[math]\displaystyle{ x + = -5 }[/math] och : [math]\displaystyle{ x = 3 }[/math]

Exempel 5:

En kvadrat har arean 144 cm2. Hur lång är kvadratens sida?

Lösning:

[math]\displaystyle{ x^2 = 144 }[/math]
[math]\displaystyle{ x = \sqrt{144} }[/math]
[math]\displaystyle{ x = \pm{12} }[/math]

Eftersom sidor inte kan vara negativa är svaret 12 cm.

[redigera]

Undersök GGB:n.

Använd GeoGebran Nedan för att lösa följande uppgifter:

  1. [math]\displaystyle{ x^2 = 4 }[/math]
  2. [math]\displaystyle{ x^2 = 9 }[/math]
  3. [math]\displaystyle{ x^3 = 8 }[/math]
  4. [math]\displaystyle{ x^4 = 6 }[/math]
  5. [math]\displaystyle{ x^3 = 27 }[/math]
  6. [math]\displaystyle{ x^{1.5} = 5.5 }[/math]
  7. [math]\displaystyle{ 2 \cdot x^2 = 8 }[/math]

GeoGebran visar [math]\displaystyle{ x^a = b }[/math]

Tips: Du kan skala en axel genom att trycka Shift och klicka och dra i axeln.

[redigera]

Potensekvationer, av Svetlana Yushmanova.

Potensekvationer 2

[redigera]
Programmeringsuppgift

Python-hjälp Fler uppgifter

Mål för undervisningen Kom igång med programmering i matematiken.

Det är lämpligt att starta lektionen med detta program.

Målet är att du ska köra programmet och spela spelet Gissa talet för att komma till insikt om något som du har nytta av på denna lektion.


Gissa talet

Uppgift
Gissa ett tal
  1. Kör programmet tillsammans med en kompis.
  2. Kör det flera gånger.
  3. Vilken strategi ger minst antal gissningar?
  4. Finns det ett maximalt antal gissningar om man följer strategin?
  5. Hur kan du uttrycka maximala antalet gissningar som en funktion av intervallet talet ligger i?


Python-koden

# förklarar syftet med spelet
print("Detta spel handlar om att din kamrat ska gissa det tal som du matar in. Skriv in kamratens gissningar och läs upp vad programmet säger. ")

# Ange ett tal
number = input("Ange ett hemligt tal mellan 1 - 100. ")

# använd heltal
number = int(number)

# räknare
guess = 0
count = 0

# räknare
while guess != number:

# gissa talet
    guess = input ("Skriv in talet (mellan 1-100) din kamrat gissar på: ")
    if guess == "exit":
        break
# räkna gissningar
    guess = int(guess)
    count += 1
       
# jämför gissning med tal
    if guess < number:
        print("Talet du angav ar mindre än mitt hemliga tal.")
    elif guess > number:
        print("Talet du angav är större än mitt hemliga tal.")
    else:
        print("Grattis! Du har gissat talet som jag tänkt på  (matat in).")
        print("Talet är:",number,)        
        print("Och det har tagit dig",count,"gissningar.")
        
# visar resultatet så länge vi vill 
input("Tryck Enter för att avsluta programmet")

Uppgiften är inspirerad av Attila Szabo, Utbildningsförvaltningen Stockholm.

[redigera]

Uppgift 1

Lös ekvationen:

[math]\displaystyle{ 9 x^5 = 63 }[/math]

Uppgift definitionsmängd

GeoGebra är ett dynamiskt verktyg vilket innebär att du kan pröva vad som händer om man varierar en parameter. Till detta används glidare (sliders).

Uppgift
När är funktionen definierad för negativa x-värden?
  1. Skapa en glidare som heter k i Geogebra. Skriv helt enkelt k och klicka Skapa glidare. Glidaren kommer kommer automatiskt att ha intervallet [math]\displaystyle{ -5 \leq k \leq 5 }[/math]
  2. Skapa funktionen [math]\displaystyle{ f(x) = x^k }[/math]
  3. För vilka värden på k är funktionen definierad för negativa värden på x?



[redigera]
Swayen till detta avsnitt: Potensekvationer


Wikipedia Potenser



Lär mer GeoGebra

Sidan GeoGebra ger länkar till tutorials och en långfilm med Jonas Hall.

Exit ticket