15.4  Asymptoten en perforaties >
Asymptoten en perforaties
1
a

x > ln ( 1000 )

b

f ( x ) = 1 2 e x , dus f ( x ) = 0 x = ln ( 2 ) . De extreme waarde is: f ( ln ( 2 ) ) = 1 2 ln ( 2 ) + 1 2 .

2
a

x 2 x 1 = x 2 1 x 1 + 1 x 1 = x + 1 + 1 x 1 , dus a = b = c = 1 .
Of andere aanpak:
a x + b + c x 1 = a x 2 + ( b a ) x + c b x 1 , dus a = 1 en c b = 0 en b a = 0 , dus a = b = c = 1 .

b

y = x + 1 ; lim x ± f ( x ) ( x + 1 ) = 0 .

c

x = 1 ; lim x 1 f ( x ) = en lim x 1 f ( x ) = .

d

Er moet gelden: f ( 1 x ) + f ( 1 + x ) = 4 .
f ( 1 x ) + f ( 1 + x ) = ( 1 x ) 2 x + ( 1 + x ) 2 x = 4 x x = 4 ; klopt.

3
a

f ( x ) = x + 1 x + 1 en g ( x ) = x + x x 2 + 1

b

x = 1

c

f ( x ) = g ( x ) x x 2 + 1 = 1 x + 1 x = 1

d

Uit het vorige onderdeel en de grafieken volgt: x < 1 of x 1 .

4
a

f 5 ( x ) = 2 x ( 2 x 5 ) + 4 2 x 5 = 2 x + 4 2 x 5 , dus de scheve asympoot is y = 2 x . De hoek die de scheve asymptoot met de x -as maakt is tan 1 ( 2 ) = 63 ° , dus β = 27 ° .

b

f a ( x ) = ( 8 x 10 ) ( 2 x a ) ( 4 x 2 10 x + 4 ) 2 ( 2 x a ) 2 . Eén van de toppen ligt op de y -as als f a ( 0 ) = 0 10 a 8 a 2 = 0 a = 4 5 . Als a = 4 5 dan
f a ( x ) = 8 x 2 6 2 5 x ( 2 x 4 5 ) 2 , dus het andere nulpunt van f a ( x ) is 4 5 , dus het is inderdaad de linkertop die op de y -as ligt.

c

Er is een perforatie als 4 x 2 10 x + 4 = 0 voor x = 1 2 a , dus a 2 5 a + 4 = 0 a = 1  of  a = 4 , dus: a = 4 .
f 4 ( x ) = 4 x 2 10 x + 4 2 x 4 = ( 2 x 1 ) ( x 2 ) ( x 2 ) = 2 x 1  als  x 2 . De perforatie is ( 2,3 ) .

5
a

(elk getal zit in het domein).

b

f ( x ) = ln ( 3 x 2 + 2 x + 3 x 2 + 1 ) , dus lim x ± f ( x ) = lim x ± ln ( 3 + 2 x + 3 x 2 1 + 1 x 2 ) = ln 3 .

c

Omdat de functie ln stijgend is geldt: f ( x ) is extreem als g ( x ) = 3 x 2 + 2 x + 3 x 2 + 1 dat is.
g ( x ) = 2 x 2 + 2 ( x 2 + 1 ) 2 , dus f ( x ) is extreem als x = ± 1 .
Het minimum van f is f ( 1 ) = ln 2 en het maximum is f ( 1 ) = 2 ln 2 .

Perforatie of niet
6
a

y = 1 2 x en y = 1 2 x

b

Zoals bekend: g ( a ) = lim x a g ( x ) g ( a ) x a . Als je voor a = 0 neemt en voor g de functie x e x , dan vind je lim x 0 e x 1 x = e 0 , het klopt dus.

7
a

Het domein bestaat uit alle getallen behalve 2 en 2 .

b

f 4 ( x ) = 2 x + 4 x 2 4 = 2 x 2 als x 2 . De functie x 2 x 2 heeft verticale asymptoot x = 2 .
lim x 2 f 4 ( x ) = lim x 2 2 x 2 = 1 2 ; de perforatie is ( 2, 1 2 ) .

c

Dan moeten in ieder geval 2 x + p en x 2 4 voor enzelfde waarde van x gelijk aan 0 zijn. Dat is als p = 4 of als p = 4 .
lim x 2 f 4 ( x ) = lim x 2 2 x + 2 = 1 2 , dus f 4 heeft perforatie ( 2, 1 2 ) .
De grafiek van f p heeft dus een perforatie als p = ± 4 .

8
a

lim x 1 f ( x ) = lim x 1 x ( x 1 ) x 2 1 = lim x 1 x x + 1 = 1 2 ;
lim x 1 f ( x ) = lim x 1 x ( x + 1 ) x 2 1 = lim x 1 x x 1 = 1 2 ;
lim x f ( x ) = lim x x 2 x x 2 1 = 1 ; lim x f ( x ) = lim x x 2 x x 2 1 = 1 .
De grafiek heeft twee perforaties ( 1, 1 2 ) en ( 1, 1 2 ) , geen verticale asymptoten en twee horizontale asymptoten: y = 1 en y = 1 .

b

f ( x ) = | x | x x x 2 1 = | x | x x x 2 1 = f ( x ) voor alle x in het domein van f . Dus de grafiek van f is puntsymmetrisch in de oorsprong O .

9
a

-

b

1 2 π behoort niet tot het domein.

c

lim x 1 2 π cos 2 ( x ) sin ( x ) 1 = lim x 1 2 π 1 sin 2 ( x ) sin ( x ) 1 = lim x 1 2 π sin ( x ) 1 = 2

Meer over asymptoten
10
a

Het domein bestaat uit alle getallen behalve 0 .

b

lim x ± f ( x ) = , lim x 0 f ( x ) = 0 ;
f ( x ) = 2 e x ln | x | + e x , dus lim x 0 f ( x ) = 0 .

c

f ( x ) = 0 ln | x | = 1 2 x = ± 1 e .
De extreme waarde is f ( ± 1 e ) = 1 2 .

d

De x -as

11
a

Beide 0 .

b

f ( x ) = ( 1 x 2 ) e 1 2 x 2 , dus f ( x ) = 0 x = ± 1 . Dus die punten zijn ( ± 1, ± 1 e )

c

1 e < p < 1 e en p 0 ; teken de grafiek en kijk wanneer de lijn y = p twee punten met de grafiek van f gemeen heeft.

12
a

p < 0

b

f ( x ) = ( 2 x + p x 2 ) e p x , dus f ( 1 ) = 0 p = 2 .

13
a

Je moet bewijzen dat lim x f ( x ) ( x + 1 ) = 0 .
Vervang x door 1 a . Dan a 0 als x , dus lim x f ( x ) ( x + 1 ) =
lim a 0 e a 1 a 1 = 0 .

b

Als a , dan lim a 1 a = 0 en lim a e a = 0 , dus lim a 1 a e a = 0 .
Vervang hierin a door 1 x .
Als a , dan x 0 en lim x 0 x e 1 x = lim a 1 a e a = 0 .

c

f ( x ) = e 1 x ( 1 1 x ) , dus f ( x ) = 0 x = 1 , dus dat punt is: ( 1, e) .

14
a

Dit is juist als (kwadrateer): x 2 < x 2 + 1 < x 2 + 2 + 1 x 2 , en dat is zo.

b

Er geldt: f ( x ) = f ( x ) voor alle x .

c

Een eenheid naar links schuiven, dus y = x + 1 en y = ( x + 1 ) .

d

Door ten opzichte van O met 10 te vermenigvuldigen, krijg je de functie met formule y = 10 ( 1 10 x ) 2 + 1 = 100 ( ( 1 10 x ) 2 + 1 ) = g ( x ) .

e

De lijnen die je krijgt door de lijnen y = ± x ten opzichte van O met 10 te
vermenigvuldigen, dus ook de lijnen y = ± x .