Skillnad mellan versioner av "2.2 Genomsnittlig förändringshastighet"

Från Mathonline
Hoppa till: navigering, sök
m
m
 
(2 mellanliggande versioner av samma användare visas inte)
Rad 10: Rad 10:
  
  
[[Media: Lektion_13_Genomsnittlig_forandringshastigheta.pdf|<b><span style="color:blue">Lektion 13: Genomsnittlig förändringshastighet</span></b>]]
+
<!-- [[Media: Lektion_13_Genomsnittlig_forandringshastigheta.pdf|<b><span style="color:blue">Lektion 13: Genomsnittlig förändringshastighet</span></b>]] -->
 
<big>
 
<big>
 
=== <b><span style="color:#931136">Tre exempel på genomsnittlig förändringshastighet</span></b> ===
 
=== <b><span style="color:#931136">Tre exempel på genomsnittlig förändringshastighet</span></b> ===
Rad 216: Rad 216:
  
  
[[Matte:Copyrights|Copyright]] © 2011-2018 Math Online Sweden AB. All Rights Reserved.
+
[[Matte:Copyrights|Copyright]] © 2020 [https://www.techpages.se <b><span style="color:blue">TechPages AB</span></b>]. All Rights Reserved.

Nuvarande version från 2 maj 2020 kl. 21.26

        <<  Förra avsnitt          Genomgång          Övningar          Nästa avsnitt  >>      


Tre exempel på genomsnittlig förändringshastighet

Exempel 1 Marginalskatt

Martins månadslön höjs från 23000 kr till 24200 kr.

I Skatteverkets skattetabell för 2017 hittar vi 5579 kr skatt för den gamla och 5955 kr skatt för den nya lönen.

Beräkna marginalskatten som är den procentuella andelen av varje lönehöjning som går till skatt.

Lösning: Skatten som en diskret funktion av lönen:

x y
23000 5579
24200 5955


x= Månadslönen i kr.

y= Skatten i kr.

Diskret loneSkattfkt 235.png

Skattefunktionens lutning, dvs kvoten mellan skattehöjning och lönehöjning kallas för skattens genomsnittliga förändringshastighet:

ΔyΔx=y:sändringx:sändring=SkattehöjningenLönehöjningen=595555792420023000=3761200=0,313=31,3%

I intervallet 23000x24200 har funktionen y den genomsnittliga förändringshastigheten 0,313.

Dvs y växer i detta intervall med 0,313y-enheter per x-enhet. Med andra ord, marginalskatten är lutningen i figuren ovan.

Matematisk tolkning:  Marginalskatten = Skattens genomsnittliga förändringshastighet när skatten anses som en funktion av lönen.

Ekonomisk tolkning:  Marginalskatten är 31,3%, dvs Martin måste betala 31,3 öre i skatt för varje mer intjänad krona.


Vi ersätter nu den diskreta skattefunktionen i tabellform med en kontinuerlig funktion som är given med ett algebraiskt uttryck:

Exempel 2 Kvadratisk funktion

Givet:        Funktionen y=f(x)=x2
Intervallet 0x2

Sökt:         Funktionens genomsnittliga förändringshastighet i intervallet 0x2.

Lösning:

ΔyΔx=y:sändringx:sändring=f(2)f(0)20=220220=402=42=2

I intervallet 0x2 har funktionen y=x2 den genomsnittliga förändringshastigheten 2.

Dvs funktionen y=x2 växer i detta intervall med 2y-enheter per x-enhet.

    Ex1a.jpg

Geometrisk tolkning:    Om kurvan y=x2 i intervallet 0x2 ersätts av en rät linje, kallad sekant, har denna linje lutningen 2.

Sekantens lutning är kurvans genomsnittliga förändringshastighet i intervallet 0x2.


Generellt gäller:

En funktions genomsnittliga förändringshastighet i ett intervall är lutningen till den räta linjen (sekanten)
som ersätter funktionen i intervallet.



Exempel 3 Oljetank

En oljetank läcker genom ett hål i tankens botten.

Utströmningen följer följande funktion som beskriver oljans volym:

y=f(x)=4x2380x+9000

där x=Tideniminuter

y=Oljansvolymiliter

a)    Rita grafen till funktionen som beskriver utströmningen.

b)    Hur stor är oljans genomsnittliga utströmningshastighet

        i hela tidsintervallet från början tills tanken är tom.

    Ex2a.jpg

c)    Beräkna oljans genomsnittliga utströmningshastighet i tidsintervallet 20x30.

Lösning:

a)  Se grafen ovan.

b)  Grafen tyder på att tanken kommer att vara tom efter ca. 45 minuter.

Den exakta tiden får man genom att sätta volymen y till 0 dvs genom att lösa 2:a gradsekvationen:
4x2380x+9000=0
Ekvationslösning med miniräknare visar att x=45 är även den exakta lösningen.
Därför är hela tidsintervallet från början tills tanken är tom: 0x45
I detta intervall är oljans genomsnittliga utströmningshastighet:
ΔyΔx=f(45)f(0)450=0900045=900045=200
Dvs i intervallet 0x45 sjunker oljans volym med 200 liter per minut.


c)  Oljans genomsnittliga utströmningshastighet i intervallet 20x30:

f(30)=430238030+9000=1200
f(20)=420238020+9000=3000
ΔyΔx=f(30)f(20)3020=120030003020=180010=180
Dvs i intervallet 20x30 sjunker oljans volym med 180 liter per minut.



Allmän definition

Givet:        Funktionen y=f(x) i form av en formel, tabell eller graf.

Något intervall på x-axeln med givna gränser x1 och x2 dvs x1xx2 och x1x2.

Sökt:         Funktionens genomsnittliga förändringshastighet i intervallet x1xx2.

Lösning:     ΔyΔx=y:sändringx:sändring=y2y1x2x1=f(x2)f(x1)x2x1 Detta uttryck har använts i exemplen ovan.

Övergång till notation med intervallängden h:

Uttrycket ovan används inledningsvis pga dess kända form som lutning. Men i fortsättningen kommer vi att använda en annan variant av uttrycket.

Denna variant som används vid derivatans definition får vi genom att i uttrycket ovan införa en ny beteckning h för x-intervallets längd:

h=x2x1|+x1x1+h=x2

Om vi nu i det inramade uttrycket ovan ersätter x2 med x1+h och x2x1 med h, får vi den allmänna definitionen:

Funktionen y=f(x):s   genomsnittliga förändringshastighet   i ett intervall av längden h0 är:

ΔyΔx=f(x1+h)f(x1)hiintervalletx1xx1+h

Andra beteckningar som allihopa är synonymer: Förändringskvot Ändringskvot Differenskvot

Uttrycket ovan användes redan i Aktiviteten och kommer att användas även i fortsättningen i detta kapitel.


Internetlänkar

http://www.youtube.com/watch?v=08yI3grz17I

http://www.youtube.com/watch?v=Cze2KrRhHiM

http://www.iceclimbers.net/fil/matematik_c/12.genomsnittlig_forandringshastighet.pdf

http://ingforum.haninge.kth.se/matCD/F%F6rel%E4sning01.pdf






Copyright © 2020 TechPages AB. All Rights Reserved.