Basisfuncties: Rationale functies
Definitie en basiseigenschappen
Gebroken functie
De machtsfunctie is een voorbeeld van een gebroken functie. De functie heet gebroken omdat de grafiek, een hyperbool genaamd, opgesplitst is in twee stukken gescheiden door een verticale asymptoot en horizontale asymptoot. Dit zijn in de figuur rechts de gestippelde lijnen.
Als de -waarde in de buurt komt van , dan komt het bijpassende punt dicht bij de verticale lijn , de verticale asymptoot. In is niet gedefinieerd.
Als de absolute waarde van zeer groot is, dan komt het bijpassende punt dicht bij de horizontale lijn , de horizontale asymptoot. Anders opgeschreven betekent dit dat als .
Asymptoot Een asymptoot is een lijn waar de grafiek van een functie steeds dichterbij in de buurt komt te liggen en waar de grafiek uiteindelijk mee samen lijkt te vallen.
Laten we eens naar een eenvoudige variant kijken:
De grafiek van lijkt op die van : de grafiek wordt verkregen door horizontale translatie naar rechts over een afstand , gevolgd door een verticale vermenigvuldiging met en een verticale translatie met . Het belangrijkste verschil is dat de verticale respectievelijk horizontale asymptoot gegeven zijn door de vergelijkingen en . Dit betekent dat als en als .
Ook is de functie in niet gedefinieerd, maar weten we wel dat de functiewaarde zeer groot wordt als in de buurt van komt. Meer precies, als en als , waarbij de pijlen en betekenen dat je een domeinwaarde nadert vanuit de rechter- respectievelijk linkerkant.
Je kunt bovenstaande functie ook anders opschrijven:
Gebroken lineaire functie
Een gebroken lineaire functie is een functie van de vorm
Door de sliders in nevenstaande figuur te bewegen krijg je een idee hoe de grafiek van de gebroken lineaire functie
Een gebroken lineaire functie is een speciaal geval van een rationale functie.
Rationale functie
Men noemt in het algemeen elke functie waarvan het functievoorschrift herleid kan worden tot een quotiënt van veeltermen een rationale functie. Zo'n functie is van de vorm
Voorbeeld
Rekenregels De rekenregels voor rationale functies zijn de gebruikelijke regels voor het manipuleren van wiskundige formules, met dien verstande dat het domein waarop de functies gedefinieerd zijn kan afwijken
(zie Precalculus: Breuken met letters, Breuken vereenvoudigen).
Als , , en veeltermen zijn, dan gelden de volgende rekenregels op de domeinen waarin linker- en rechterlid beide gedefinieerd zijn:
Perforatie De derde rekenregel betekent bijvoorbeeld dat
Asymptotiek bij rationale functies
Onder de veronderstelling dat er geen gemeenschappelijke factoren in de twee veeltermen en voorkomen worden de verticale asymptoten van de rationale functie beschreven door de vergelijkingen met . Met andere woorden, de verticale asymptoten van een rationale functie horen bij de nulpunten van de veelterm in de noemer van het functievoorschrift.
Het gedrag voor grote waarden van de onafhankelijke variabele hangt af van de graden van de veeltermen in teller en noemer want als .
Hieruit volgt bijvoorbeeld dat zodra , dan als .
Voorbeeld
Mathcentre video
Simplification of Algebraic Fractions (17:33)