[wiskunde] eerste orde benadering

Moderators: ArcherBarry, Fuzzwood

Reageer
Gebruikersavatar
Berichten: 1.201

eerste orde benadering

"Toon aan dat de functie f: R2 -> R: (x, y) |-> 9 - x2 - y2 een eerste orde benadering g heeft rond punt (1, 2). Doe dit door eerst een voorstel te doen voor g en dan expliciet na te gaan dat:
\(
\lim_ {(x, y) \to (1, 2)} \frac {|f(x, y) - g(x, y)|} {|| (x, y) - (1, 2) ||}
\)
Geef de vergelijking voor de grafiek van het raakvlak aan f en het functievoorschrift van de totale afgeleide van f in het punt (1, 2)."

Ik zou g als volgt opstellen:

g: R2 -> R: (1, 2) |-> f(1, 2) + D1f(1, 2).(x - 1) + D2f(1, 2).(y - 2)

= 4 - 2(x - 1) - 4(y - 2)

= 14 -2x - 4y

Nu moet ik aantonen dat
\(
\lim_ {(x, y) \to (1, 2)} \frac {|f(x, y) - g(x, y)|} {|| (x, y) - (1, 2) ||}

=\lim_ {(x, y) \to (1, 2)} \frac {|9 - x^2 - y^2 - 14 +2x + 4y|} {|| \sqrt{(x - 1)^2 + (y - 2)^2} ||}

=\lim_ {(x, y) \to (1, 2)} \frac {|9 - x^2 - y^2 - 14 +2x + 4y|} {|| \sqrt{x^2 + y^2 - 2x -4y + 5} ||}
\)
We kunnen stellen dat |9 - x2 - y2 - 14 +2x + 4y| ≤ |9 + x2 + y2 + 14 +2x + 4y|

Dus het volstaat om aan te tonen dat:
\(
\lim_ {(x, y) \to (1, 2)} \frac {|9 + x^2 + y^2 + 14 +2x + 4y|} {|| \sqrt{x^2 + y^2 - 2x -4y + 5}||}
\)
Maar hoe moet het nu verder ?
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
Berichten: 10.179

Re: eerste orde benadering

Biesmansss schreef: za 12 mei 2012, 16:42
We kunnen stellen dat |9 - x2 - y2 - 14 +2x + 4y| ≤ |9 + x2 + y2 + 14 +2x + 4y|
Het is een klassieke fout, maar dit is niet waar! |9 - (-2)² - (-2)² - 14 + 2(-2) + 4(-2)| = |-25| = 25, en |9 + (-2)² + (-2)² + 14 + 2(-2) + 4(-2)| = |19| = 19.
Zoek je graag naar het meest interessante wetenschapsnieuws? Wij zoeken nog een vrijwilliger voor ons nieuwspostteam.

Gebruikersavatar
Berichten: 1.201

Re: eerste orde benadering

Drieske schreef: zo 13 mei 2012, 11:03
Het is een klassieke fout, maar dit is niet waar! |9 - (-2)² - (-2)² - 14 + 2(-2) + 4(-2)| = |-25| = 25, en |9 + (-2)² + (-2)² + 14 + 2(-2) + 4(-2)| = |19| = 19.
Juist, maar ik heb al een andere manier gevonden

Ik mag wel stellen dat |f(x, y) - g(x, y)| = |g(x, y) - f(x, y).

Dan krijg ik:
\(
\lim_ {(x, y) \to (1, 2)} \frac {|x^2 + y^2 - 2x -4y + 5|} {\sqrt{x^2 + y^2 - 2x -4y + 5}}
\)
Maar deze breuk kan ik toch ook niet vereenvoudigen ? Door deze absolute waarde; maar kan ik niet gewoon stellen dat
\(
\lim_ {(x, y) \to (1, 2)} |x^2 + y^2 - 2x -4y + 5| = 0
\)
?
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
Berichten: 10.179

Re: eerste orde benadering

Volgens mij staan er nu toch wel wat typfouten in... Teller en noemer zijn, op wortel na, identiek. Dat was toch niet? Ik heb nog niet echt geteld, maar hoe je daaraan komt, snap ik niet.
Zoek je graag naar het meest interessante wetenschapsnieuws? Wij zoeken nog een vrijwilliger voor ons nieuwspostteam.

Gebruikersavatar
Berichten: 1.201

Re: eerste orde benadering

Drieske schreef: zo 13 mei 2012, 11:59
Volgens mij staan er nu toch wel wat typfouten in... Teller en noemer zijn, op wortel na, identiek. Dat was toch niet? Ik heb nog niet echt geteld, maar hoe je daaraan komt, snap ik niet.
Toch klopt het volgens mij, ik heb het nog eens na geteld.

Wel we hebben:

f: R2 -> R: (x, y) |-> 9 - x2 - y2

g: R2 -> R: (x, y) |-> f(1, 2) + D1f(1, 2).(x-1) + D2f(1, 2).(y - 2)

= 4 - 2.1.(x - 1) - 2.2.(y - 2)

= 14 - 2x - 4y

|g(x, y) - f(x, y)| = |14 - 2x - 4y -9 + x2 + y 2| = |x2 + y2 - 2x - 4y + 5| (teller)

||(x,y) - (1, 2)|| = √((x-1)2 + (y - 2)2) = √(x2 + y2 -2x - 4y + 5) (noemer)

Dus dan krijgen we uiteindelijk:
\(
\lim_ {(x, y) \to (1, 2)} \frac {|x^2 + y^2 - 2x -4y + 5|} {\sqrt{x^2 + y^2 - 2x -4y + 5}}
\)
Maar hoe moet het nu verder ?

Want zowel teller en noemer gaan naar 0, dus dan krijg ik:
\(
\lim_ {h \to 0} \frac {h} {h}
\)
En dit is nog een onbepaalde vorm, hoe los ik dit op ?
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
Berichten: 10.179

Re: eerste orde benadering

Sorry, je hebt gelijk. Verkeerd gekeken ;) .

Je hebt eigenlijk iets van deze vorm
\(\lim \frac{h}{\sqrt{h}}\)
. Dat kun je herschrijven naar... (vermenigvuldig teller en noemer met wortel(h)).
Zoek je graag naar het meest interessante wetenschapsnieuws? Wij zoeken nog een vrijwilliger voor ons nieuwspostteam.

Gebruikersavatar
Berichten: 1.201

Re: eerste orde benadering

Drieske schreef: zo 13 mei 2012, 12:16
Sorry, je hebt gelijk. Verkeerd gekeken ;) .

Je hebt eigenlijk iets van deze vorm
\(\lim \frac{h}{\sqrt{h}}\)
. Dat kun je herschrijven naar... (vermenigvuldig teller en noemer met wortel(h)).
Moet je niet werken met absolute waardes ?

(|h| / √(h)) . (√(h) / √(h)) = (|h|.√(h)) / |h| = √(h)
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
Berichten: 10.179

Re: eerste orde benadering

Een wortel is altijd positief. Dus
\(|\sqrt{h}| = \sqrt{h}\)
en
\(\frac{|a|}{|b|} = \left|\frac{a}{b}\right|\)
.

Edit: en ondertussen heb je dat beseft :P .
Zoek je graag naar het meest interessante wetenschapsnieuws? Wij zoeken nog een vrijwilliger voor ons nieuwspostteam.

Gebruikersavatar
Berichten: 1.201

Re: eerste orde benadering

Drieske schreef: zo 13 mei 2012, 12:25
Een wortel is altijd positief. Dus
\(|\sqrt{h}| = \sqrt{h}\)
en
\(\frac{|a|}{|b|} = \left|\frac{a}{b}\right|\)
.


Ja maar ik bedoelde eigenlijk het volgende: √(h) . √(h) = |h| of h ?
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
Berichten: 10.179

Re: eerste orde benadering

Ah. Dat is |h| (al kun je daar nog wel wat over zeggen). Maar er rolt hier inderdaad uit wat jij hebt. Helpt je dat bij je opgave?
Zoek je graag naar het meest interessante wetenschapsnieuws? Wij zoeken nog een vrijwilliger voor ons nieuwspostteam.

Gebruikersavatar
Berichten: 1.201

Re: eerste orde benadering

Drieske schreef: zo 13 mei 2012, 12:34
Ah. Dat is |h| (al kun je daar nog wel wat over zeggen). Maar er rolt hier inderdaad uit wat jij hebt. Helpt je dat bij je opgave?


Ja, dan is ze opgelost. Dan krijgen we uiteindelijk gewoon Lim h -> 0 √(h) = 0.

Hartelijk bedankt Dries! :D
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
Berichten: 10.179

Re: eerste orde benadering

Inderdaad :) . Intuïtief kun je dat al vermoeden: een wortel maakt iets kwadratisch lineair, dus gaat wat in de teller staat overheersen ten opzichte van de noemer. Uiteraard is dat maar om een idee te krijgen. En graag gedaan!
Zoek je graag naar het meest interessante wetenschapsnieuws? Wij zoeken nog een vrijwilliger voor ons nieuwspostteam.

Gebruikersavatar
Berichten: 1.201

Re: eerste orde benadering

"Geef de vergelijking voor de grafiek van het raakvlak aan f en het functievoorschrift van de totale afgeleide van f in het punt (1, 2)."

Om nog even terug te komen op dit laatste puntje, de vergelijking van de grafiek van het raakvlak aan f in dit punt is toch gewoon deze g(x,y) |-> 14 - 2x - 4y ? Maar wat is nu de total afgeleide ? Want in onze cursus is hiervoor de volgende formule gegeven:

Rn -> R: y = (y1, ..., yn)
\( \to \sum^n_{i=1} Dif(a)yi \)
Dus dan is deze in dit geval uiteraard:

D1f(x) + D2f(y) = -2x - 4y ?
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

Reageer