Niveaulijnen van samengestelde functie

Moderators: ArcherBarry, Fuzzwood

Reageer
Gebruikersavatar
Berichten: 1.201

Niveaulijnen van samengestelde functie

probeer een idee te krijgen over de vorm van de grafiek van de volgende functies (zonder het te plotte natuurlijk):

f R² -> R: (x,y) |-> [ 1 / (1 + x² + y²) ] * sin(√(x² + y²))

Van 1 / (1 + x² + y²) is het makkelijk in te zien dat dit een soort 'heuvel' zal vormen; en dat

de niveaulijnen cirkelvormig zijn en liggen tussen ]0, 1].

Maar hoe moet het verder ?

Dank bij voorbaat!
The ideas of economists and political philosophers, both when they are right and when they are wrong, are more powerful than is commonly understood. Indeed the world is ruled by little else. Quote : John Maynard Keynes

Gebruikersavatar
Pluimdrager
Berichten: 10.058

Re: Niveaulijnen van samengestelde functie

Kijk naar m'n laatste post (vorige onderwerp), daar geef ik een aanzet.

Gebruikersavatar
Berichten: 1.201

Re: Niveaulijnen van samengestelde functie

Heb je m'n aanpak begrepen? Want daar moet je van leren ...

In feite komt het toch weer neer op: wat is een functie.

Je hebt te maken met g(x,y)=f(x²+y²)=k, dus x²+y²=f^inv(k), waarin f^inv de inverse functie is. Nu moet duidelijk zijn dat f^inv(k) (als deze bestaat) weer een constante c is, dus zijn je niveaulijnen cirkels met middelpunt O straal c.

Kijk nog eens naar het vb f(x)=x²-x en bekijk niveau 2 ...
voor dit ben ik niet mee:

"Kijk nog eens naar het vb f(x)=x²-x en bekijk niveau 2 ..."

Maar voor sin(√(x² + y²)) kunnen we dan stellen dat:

sin(√(x² + y²)) = 1 (1 speelt geen rol, het kan liggen tussen -1 en 1-

√(x² + y²) = Arcsin 1 = (pi) / 2

x² + y² = (pi)² / 4

Hieruit kunnen we afleiden dat onze niveaulijnen weer allemaal cirkels zullen zijn ?

Maar hoe zit het dan met de effectieve vorm van de grafiek ? En de combinatie van de twee functies ?
The ideas of economists and political philosophers, both when they are right and when they are wrong, are more powerful than is commonly understood. Indeed the world is ruled by little else. Quote : John Maynard Keynes

Berichten: 7.068

Re: Niveaulijnen van samengestelde functie

\(f(x,y) = \frac{\sin(\sqrt{x^2 + y^2})}{1 + x^2 + y^2}\)
Hier werkt dezelfde truc als bij je vorige probleem (poolcoordinaten):
\(= \frac{\sin(\sqrt{r^2})}{1 + r^2} = \frac{\sin( r)}{1 + r^2}\)
Kortom, de waarde van de functie is wederom alleen afhankelijk van de afstand tot de oorsprong.Alle waarden op een cirkel zijn dus gelijk.

Gebruikersavatar
Berichten: 1.201

Re: Niveaulijnen van samengestelde functie

EvilBro schreef:
\(f(x,y) = \frac{\sin(\sqrt{x^2 + y^2})}{1 + x^2 + y^2}\)
Hier werkt dezelfde truc als bij je vorige probleem (poolcoordinaten):
\(= \frac{\sin(\sqrt{r^2})}{1 + r^2} = \frac{\sin( r)}{1 + r^2}\)
Kortom, de waarde van de functie is wederom alleen afhankelijk van de afstand tot de oorsprong.Alle waarden op een cirkel zijn dus gelijk.
Goed :) , beide methodes laten dus zien dat de niveaulijnen cirkels zullen zijn; maar hoe krijg ik dan

effectief het juiste beeld van de grafiek ?

En hoe zit het met bv. de volgende functie:

f R² -> R: (x,y) |-> 1 / (1 + (x + 2y)²)
The ideas of economists and political philosophers, both when they are right and when they are wrong, are more powerful than is commonly understood. Indeed the world is ruled by little else. Quote : John Maynard Keynes

Berichten: 7.068

Re: Niveaulijnen van samengestelde functie

Daar is het minder makkelijk om een beeld te vormen. Voor een niveaulijn geldt:
\(f(x,y) = \frac{1}{1 + (x + 2y)^2} = k\)
\(1 + (x + 2y)^2 = \frac{1}{k}\)
\((x + 2y)^2 = \frac{1}{k} - 1\)
\(x + 2y = \pm \sqrt{\frac{1}{k} - 1}\)
\(2y = \pm \sqrt{\frac{1}{k} - 1} - x\)
\(y = \pm \frac{1}{2} \sqrt{\frac{1}{k} - 1} - \frac{x}{2}\)
Hierin herken je dus twee lijnen. Dit zie je dan ook als je de contourplot bekijkt.

Gebruikersavatar
Berichten: 1.201

Re: Niveaulijnen van samengestelde functie

Klopt, maar om effectief een beeld te krijgen van deze grafiek is toch niet zo eenvoudig. :)

Bedankt allemaal!
The ideas of economists and political philosophers, both when they are right and when they are wrong, are more powerful than is commonly understood. Indeed the world is ruled by little else. Quote : John Maynard Keynes

Gebruikersavatar
Pluimdrager
Berichten: 10.058

Re: Niveaulijnen van samengestelde functie

"Kijk nog eens naar het vb f(x)=x²-x en bekijk niveau 2 ..."


Dit lukt je niet ... ?

Reageer