Wiskunde
1. Reële functies
1.1. Basisbegrippen
1.1.1. Functie en functievoorschrift
Definitie:
Een functie f is een relatie tussen twee verzamelingen X en Y, zodat
met ieder element x ∈ X juist één element y ∈ Y gekoppeld.
Notaties:
• Functie f: X -> Y
- X: definitiegebied def(f)
- Y: beeld im(f)
• Functievoorschrift y = f(x)
- x: argumennt
- y: functiewaarde in punt x
• Reële functie f: X = def(f) ∈ ℝ
Y = ℝ, im(f) ∈ ℝ
1.1.2. Definitiegebied en beeld
Definitie
Gegeven een functie f:X -> Y, dan is
• Verzameling X van x-waarden: het definitiegebied van f,
genoteerd als def(f)
• Verzameling Y waarin y waarden aanneemt: het codomein van f
• Deelverzameling van Y die bestaat uit de beelden v.d. elementen
van X: het beeld van f, genoteerd als im(f)
1.1.3. Grafische voorstelling
Orthogonaal assenstelsel: x-as ⊥ y-as
y = f(x) → punten met coördinaten: (x,y) = (x, f(x))
, 1.1.4. Stijgen en dalen
Functie f gedefinieerd in interval l:
f stijgend: grotere x-waarden afgebeeld op grotere y-waarden
f dalend: grotere x-waarden afgebeeld op kleinere y-waarden
f stijgend in l als ∀ x1<x2 in l geldt: f(x1) ≤ f(x2)
f dalend in l als ∀ x1<x2 in l geldt: f(x1) ≥ f(x2)
f strikt stijgend als ∀ x1<x2 in l geldt: f(x1) < f(x2)
f strikt dalend als ∀ x1<x2 in l gelft: f(x1) > f(x2)
Definitie:
Een functie wordt (strikt) stijgend/dalend genoemd indien ze
stijgend/dalend is in gans het definitiegebied.
1.1.5. Bijzondere punten
Nulpunt
Een nulpunt v.e functie f is een punt x0 ∈ def(f) waarvoor geldt dat f(x0)=0
Oplossen door f(x)=0
Globaal extrema
Een functie f bereikt een globaal maximum in x0 als ∀ x in def(f) geldt dat
f(x0) ≥ f(x).
Een functie f bereikt een globaal minimum in x0 als ∀ x in def(f) geldt dat
f(x0) ≤ f(x).
Oplossen door f’(x)=0
Lokaal extrema
Een functie f bereikt een lokaal maximum in x0 als er een 𝛿 > 0 bestaat
zodanig dat f(x0) ≥ f(x) ∀ x-waarden die ∈ ]x0-𝛿, x0+ 𝛿[ ∩ def(f)
Een functie f bereikt een lokaal minimum in x0 als er een 𝛿 > 0 bestaat
zodanig dat f(x0) ≤ f(x) ∀ x-waarden die ∈ ]x0-𝛿, x0+ 𝛿[ ∩ def(f)
Oplossen door f’’(x)=0
,1.1.6. Even, oneven en periodieke functies
Een functie f wordt even genoemd als voor elke x v. def(f) geldt dat:
f(x) = f(-x)
Een functie wordt oneven genoemd als voor elke x v. def(f) geldt dat:
f(x) = -f(-x)
Grafiek is punt symmetrisch t.o.v. oorsprong
f(0)=0
Bestaat er een vast getal 𝜔 ∈ ℝ, zodanig dat ∀ x ∈ def(f) waarvoor ook
x+ 𝜔 ∈ def(f), geldt dat:
f(x+ 𝜔) = f(x)
Dan heet de functie f periodiek met periode 𝜔.
Grafisch: functiekromme herhaalt na elk interval met breedte 𝜔
Grafiek met periode 𝜔: door f te tekenen in interval [x0,x0+ 𝜔]
1.1.7. Inverse van een functie
De inverse relatie v.e. functie f, genoteerd als f-1, is gedefinieerd door:
(x0,y0) ∈ f-1 als en slechts als (x0,y0)
Inverse relatie niet altijd functie!
Als ∀ x1 ≠ x2 dan geldt dat f(x1) ≠ f(x2), dan is f-1 functie
Grafiek f en f-1 symmetrisch
Def(f-1) = im(f)
1. Inverse v.e. lineaire functie = lineaire functie
f(x) = ax + b a≠0
y = f-1(x)
x = f(y)
x = ay + b
1 𝑏
y = 𝑎x – 𝑎
, 2. Inverse v.e. kwadratische functie ≠ functie
f(x) = ax2 + bx + c a≠0
vb. f(x)=x2 y = f-1(x)
x = f(y)
x = y2
y = √𝑥 of y = -√𝑥
3. Inverse v.e. kwadratische functie met beperkt def.gebied = functie
f(x) = ax2 + bx + c a≠0
vb. f(x)=x2, x≥0 y = f-1(x)
x = f(y)
x = y2
y = √𝑥
1.2. Veeltermfuncties
Een veeltermfunctie is een f van de vorm…
y = f(x) = anxn + an-1xn-1 + … + a0, an ≠ 0
…waarbij de graad n v.d. veeltermfunctie 𝜖 ℕ, de coëfficiënten a0, a1,…,an
𝜖 ℝ en def(f) = ℝ.
Constante functie: n=0 dus graad 0 → y = a0
Elke x-waarde dezelfde y-waarde
Rechte door (0,a0) \\ x-as
Geen nulpunten
Lineaire functie: n=1 dus graad 1 → y = a1x + a0
a1 ≠ 0
Rechte met 1 nulpunt
Snijpunten met assen (-a0/a1, 0) en (0,a0)
Kwadratische functie: n=2 dus graad 2 → y = a2x2 + a1x + a0
a2 ≠ 0
parabool met 1,2 of geen nulpunten