EuraStudy
Samenvattingen/Wiskunde B/Functies, grafieken en samenstellen
Samenvattingen · Wiskunde BNL · VWO

Functies, grafieken en samenstellen

Een grafiek is de meetkundige weergave van een functie; uit haar lees je nulpunten, snijpunten, symmetrie en stijg- en daalgedrag af. Daarnaast leer je functies samenstellen tot een kettingfunctie f(g(x))f(g(x))f(g(x)) — het idee dat straks de kettingregel voor differentiëren draagt — en het begrip even en oneven functies gebruiken om symmetrie te herkennen. Met deze gereedschappen schets en analyseer je functies zonder telkens puntsgewijs te rekenen.

4 Onderdelen·~17 min leestijd·4 Vaardigheden·Niveau Basis 1 · Standaard 3

T·0444 / 16
Examenprofiel
B2 · Kenmerken van een grafiek bepalen: nulpunten, snijpunten, symmetrie, stijgen en dalenFuncties samenstellen tot een kettingfunctie f\circ gEven en oneven functies herkennen (f(-x)=f(x) resp. f(-x)=-f(x))Een grafiek schetsen uit gegeven kenmerken
Operatoren:bepaalberekentoon aanschetsonderzoekleg uitstel op

basisniveau

Grafieken lezen, functies samenstellen en symmetrie onderzoeken horen tot de centraal-examenstof van subdomein B2.

verhoogd niveau

Verdieping zit in het samenstellen van meer dan twee functies, het bepalen van het domein van een samengestelde functie en het combineren van symmetrie met transformaties.

Diepte

Leesdiepte: Verdieping

Tekst

Tekstgrootte: Standaard

Inhoud · 4 onderdelen▾
  1. Functies, grafieken en samenstellen
    • 01Grafieken lezen: nulpunten, snijpunten en gedrag○
    • 02Functies samenstellen (kettingfunctie)◐
    • 03Even en oneven functies◐
    • 04Grafieken schetsen uit kenmerken◐
§ 01

Grafieken lezen: nulpunten, snijpunten en gedrag#

●○○BasisLPexamenblad-wiskunde-b-subdomein-B2

Kernpunten

Uit een grafiek lees je een reeks kenmerken af die de functie beschrijven. De nulpunten zijn de xxx-waarden waar de grafiek de xxx-as snijdt; daar is f(x)=0f(x)=0f(x)=0. Het snijpunt met de yyy-as is (0,f(0))(0,f(0))(0,f(0)): je vindt het door x=0x=0x=0 in te vullen. Waar de grafiek stijgt, neemt fff toe; waar hij daalt, neemt fff af; en op de toppen en dalen wisselt dat gedrag. Deze aflezingen zijn de brug tussen het algebraïsche voorschrift en het meetkundige beeld: een nulpunt in de grafiek is een oplossing van f(x)=0f(x)=0f(x)=0, een top is een (lokaal) maximum van de functiewaarden.
Het snijpunt van twee grafieken is de plek waar beide functies dezelfde waarde hebben, dus waar f(x)=g(x)f(x)=g(x)f(x)=g(x). In Afb. 1 snijden y=x2y=x^{2}y=x2 en y=x+2y=x+2y=x+2 elkaar; algebraïsch los je x2=x+2x^{2}=x+2x2=x+2 op, wat via x2−x−2=(x−2)(x+1)=0x^{2}-x-2=(x-2)(x+1)=0x2−x−2=(x−2)(x+1)=0 de xxx-waarden 222 en −1-1−1 geeft. De bijbehorende punten zijn (2,4)(2,4)(2,4) en (−1,1)(-1,1)(−1,1). Zo verbind je het meetkundige „waar kruisen de krommen?” met het algebraïsche „los de vergelijking f(x)=g(x)f(x)=g(x)f(x)=g(x) op”. Deze techniek gebruik je overal: bij het vinden van evenwichten, van gelijke kosten, of van de grenzen van een gearceerd gebied.

Snijpunten van y = x² en y = x + 2

Snijpunten van y = x² en y = x + 2Schaubild von y = x², Tiefpunkt bei (0, 0), y-Achsenabschnitt bei y = 0, im Bereich x von -2.5 bis 3, Schaubild von y = x + 2, Nullstellen bei x = -2, y-Achsenabschnitt bei y = 2, steigend, im Bereich x von -2.5 bis 3−2−11232468(2; 4)(−1; 1)y = x²y = x + 2yx
Afb. 1Afb. 1 — De grafieken y = x² en y = x + 2 snijden elkaar waar x² = x + 2, dus in (−1; 1) en (2; 4).
Het stijg- en daalgedrag beschrijf je met intervallen. Je zegt bijvoorbeeld „fff is stijgend op ⟨−∞,−1⟩\langle-\infty,-1\rangle⟨−∞,−1⟩ en dalend op ⟨−1,∞⟩\langle-1,\infty\rangle⟨−1,∞⟩”, met open punthaken omdat de grens zelf (de top) noch stijgend noch dalend is. Een functie is monotoon stijgend op een interval als een grotere xxx altijd een grotere f(x)f(x)f(x) geeft. Deze taal — stijgend/dalend op een interval, (lokaal) maximum/minimum in een punt — is precies wat op het examen gevraagd wordt en wat je later met de afgeleide exact onderbouwt.
Symmetrie maakt een grafiek herkenbaar en het rekenwerk lichter. Een grafiek kan symmetrisch zijn in de yyy-as (het linker- en rechterdeel zijn elkaars spiegelbeeld) of puntsymmetrisch in de oorsprong (draai de grafiek 180∘180^{\circ}180∘ en hij valt op zichzelf). Een parabool is symmetrisch in zijn verticale symmetrieas; een derdegraadskromme als y=x3y=x^{3}y=x3 is puntsymmetrisch in de oorsprong. Herken je symmetrie, dan hoef je maar de helft te onderzoeken en spiegel je de rest. In de volgende paragrafen maak je dit begrip precies met even en oneven functies.
Bij het lezen van een grafiek let je ook op asymptoten en op het domein. Een verticale asymptoot verraadt een verboden xxx-waarde (een noemer die nul wordt); een horizontale asymptoot toont naar welke waarde fff voor grote ∣x∣|x|∣x∣ nadert. Het domein herken je aan waar de grafiek bestaat (een wortelfunctie begint bij een randpunt, een logaritme nadert een verticale asymptoot). Al deze kenmerken samen — nulpunten, snijpunten, gedrag, symmetrie, asymptoten, domein — vormen het complete „profiel” van een functie, dat je zowel uit een grafiek afleest als, omgekeerd, gebruikt om een grafiek te schetsen.
nulpunt: f(x)=0snijpunt met de y-as: (0,f(0))\text{nulpunt: } f(x)=0\qquad \text{snijpunt met de }y\text{-as: } (0,f(0))nulpunt: f(x)=0snijpunt met de y-as: (0,f(0))

Snijpunten met de assen

Een nulpunt los je op uit f(x)=0f(x)=0f(x)=0; het snijpunt met de yyy-as vind je door x=0x=0x=0 in te vullen.

snijpunt van twee grafieken: f(x)=g(x)\text{snijpunt van twee grafieken: } f(x)=g(x)snijpunt van twee grafieken: f(x)=g(x)

Snijpunt van twee grafieken

Stel de functiewaarden gelijk en los op; de oplossingen zijn de xxx-coördinaten van de snijpunten.

Uitgewerkt voorbeeld

Nulpunten en snijpunten berekenen

Gegeven f(x)=x2−2x−3f(x)=x^{2}-2x-3f(x)=x2−2x−3 en g(x)=x−3g(x)=x-3g(x)=x−3. Bepaal de nulpunten van fff, het snijpunt met de yyy-as, en de snijpunten van fff en ggg.

  1. 01Nulpunten van f

    Los f(x)=0f(x)=0f(x)=0 op door te ontbinden.

    x2−2x−3=(x−3)(x+1)=0  ⇒  x=3 of x=−1x^{2}-2x-3=(x-3)(x+1)=0\;\Rightarrow\; x=3\ \text{of}\ x=-1x2−2x−3=(x−3)(x+1)=0⇒x=3 of x=−1
  2. 02Snijpunt met de y-as

    Bereken f(0)f(0)f(0).

    f(0)=−3  ⇒  (0; −3)f(0)=-3\;\Rightarrow\;(0;\,-3)f(0)=−3⇒(0;−3)
  3. 03Snijpunten van f en g

    Stel f(x)=g(x)f(x)=g(x)f(x)=g(x) en los op.

    x2−2x−3=x−3  ⇒  x2−3x=0  ⇒  x(x−3)=0x^{2}-2x-3=x-3\;\Rightarrow\; x^{2}-3x=0\;\Rightarrow\; x(x-3)=0x2−2x−3=x−3⇒x2−3x=0⇒x(x−3)=0
  4. 04Snijpunten berekenen

    Uit x=0x=0x=0 en x=3x=3x=3 volgen de bijbehorende yyy-waarden met ggg: g(0)=−3g(0)=-3g(0)=−3 en g(3)=0g(3)=0g(3)=0.

    (0; −3) en (3; 0)(0;\,-3)\ \text{en}\ (3;\,0)(0;−3) en (3;0)

Resultaat: Nulpunten x=−1x=-1x=−1 en x=3x=3x=3; snijpunt met de yyy-as (0;−3)(0;-3)(0;−3); snijpunten van fff en ggg in (0;−3)(0;-3)(0;−3) en (3;0)(3;0)(3;0).

Eindexamen-focus

  • Examendoel: nulpunten, het snijpunt met de yyy-as en de snijpunten van twee grafieken algebraïsch bepalen door de juiste vergelijking op te lossen.
  • Examendoel: het stijg- en daalgedrag van een functie met intervallen beschrijven.
  • Examendoel: symmetrie en asymptoten uit een grafiek herkennen en aan het voorschrift koppelen.

Veelgemaakte fouten

  • Bij het bepalen van een snijpunt alleen de xxx-coördinaat geven en de yyy-coördinaat vergeten.
  • Nulpunten (snijpunten met de xxx-as, f(x)=0f(x)=0f(x)=0) verwarren met het snijpunt met de yyy-as (x=0x=0x=0).
  • Bij f(x)=g(x)f(x)=g(x)f(x)=g(x) termen fout naar één kant halen, waardoor een oplossing verdwijnt.
  • Stijgen en dalen met gesloten intervalgrenzen noteren terwijl de top/dal zelf noch stijgt noch daalt.

Actieve herhaling

Gegeven f(x)=x2−4f(x)=x^{2}-4f(x)=x2−4 en g(x)=−x+2g(x)=-x+2g(x)=−x+2. Bepaal de nulpunten van fff, het snijpunt met de yyy-as en de snijpunten van fff en ggg. Op welk interval is fff dalend?

Actief ophalen

Haal de kernpunten op — onthul ze daarna.

Bronnen: Examenblad.nl — wiskunde B (VWO) (CvTE / DUO)

§ 02

Functies samenstellen (kettingfunctie)#

●●○StandaardLPexamenblad-wiskunde-b-subdomein-B2

f∘g en g∘f zijn verschillend

(f∘g) versus (g∘f)Schaubild von (f∘g)(x)=(x+2)², Tiefpunkt bei (-2, 0), y-Achsenabschnitt bei y = 4, im Bereich x von -4 bis 2, Schaubild von (g∘f)(x)=x²+2, Tiefpunkt bei (0, 2), y-Achsenabschnitt bei y = 2, im Bereich x von -4 bis 2−4−3−2−11212345678top (−2; 0)top (0; 2)(f∘g)(x) = (x+2)²(g∘f)(x) = x²+2yx
Afb. 2Afb. 1 — Met f(u)=u² en g(x)=x+2: (f∘g)(x)=(x+2)² (top (−2; 0)) is niet gelijk aan (g∘f)(x)=x²+2 (top (0; 2)).

Kernpunten

Twee functies kun je achter elkaar uitvoeren: je stopt de uitvoer van de ene in de andere. Dat heet samenstellen, en het resultaat is een kettingfunctie. De notatie (f∘g)(x)=f(g(x))(f\circ g)(x)=f\bigl(g(x)\bigr)(f∘g)(x)=f(g(x)) lees je als „eerst ggg, dan fff”: je berekent eerst de binnenfunctie g(x)g(x)g(x) en past daar de buitenfunctie fff op toe. Als g(x)=x+2g(x)=x+2g(x)=x+2 en f(u)=u2f(u)=u^{2}f(u)=u2, dan is (f∘g)(x)=f(x+2)=(x+2)2(f\circ g)(x)=f(x+2)=(x+2)^{2}(f∘g)(x)=f(x+2)=(x+2)2. Het is een lopendebandidee: het getal xxx gaat door machine ggg en het resultaat vervolgens door machine fff.
De volgorde is essentieel: f∘gf\circ gf∘g en g∘fg\circ fg∘f zijn in het algemeen verschillend. In Afb. 1 staan (f∘g)(x)=(x+2)2(f\circ g)(x)=(x+2)^{2}(f∘g)(x)=(x+2)2 en (g∘f)(x)=x2+2(g\circ f)(x)=x^{2}+2(g∘f)(x)=x2+2 voor dezelfde fff en ggg: de eerste is de parabool 222 naar links geschoven (top (−2,0)(-2,0)(−2,0)), de tweede 222 omhoog (top (0,2)(0,2)(0,2)). Ze zijn dus echt niet gelijk. Bij het samenstellen let je daarom goed op wat de binnen- en wat de buitenfunctie is; verwissel je ze, dan krijg je een andere functie.
Samenstellen bereken je door substitutie: overal waar in de buitenfunctie de variabele staat, vul je de héle binnenfunctie in. Voor f(u)=uf(u)=\sqrt{u}f(u)=u​ en g(x)=2x−1g(x)=2x-1g(x)=2x−1 is (f∘g)(x)=2x−1(f\circ g)(x)=\sqrt{2x-1}(f∘g)(x)=2x−1​; voor f(u)=euf(u)=e^{u}f(u)=eu en g(x)=x2g(x)=x^{2}g(x)=x2 is (f∘g)(x)=ex2(f\circ g)(x)=e^{x^{2}}(f∘g)(x)=ex2. Werk de substitutie zorgvuldig uit, met haakjes om de binnenfunctie, zodat je bij een kwadraat of een teken niets verliest: (f∘g)(x)(f\circ g)(x)(f∘g)(x) met f(u)=u2−1f(u)=u^{2}-1f(u)=u2−1 en g(x)=x+3g(x)=x+3g(x)=x+3 geeft (x+3)2−1=x2+6x+8(x+3)^{2}-1=x^{2}+6x+8(x+3)2−1=x2+6x+8, niet x2−1+3x^{2}-1+3x2−1+3.
Omgekeerd is het vaak nuttig een ingewikkelde functie te ontleden in een binnen- en een buitenfunctie. Bij h(x)=(3x2+1)5h(x)=(3x^{2}+1)^{5}h(x)=(3x2+1)5 herken je de binnenfunctie g(x)=3x2+1g(x)=3x^{2}+1g(x)=3x2+1 en de buitenfunctie f(u)=u5f(u)=u^{5}f(u)=u5; bij h(x)=ln⁡(cos⁡x)h(x)=\ln(\cos x)h(x)=ln(cosx) is de binnenfunctie cos⁡x\cos xcosx en de buitenfunctie ln⁡u\ln ulnu. Dit „uit elkaar halen” is precies de vaardigheid die je nodig hebt voor de kettingregel: om h′(x)h'(x)h′(x) te vinden, differentieer je de buitenfunctie met de binnenkant onveranderd en vermenigvuldig je met de afgeleide van de binnenkant. Samenstellen is dus niet alleen een rekentruc maar de conceptuele voorbereiding op een van de belangrijkste differentieertechnieken.
Het domein van een samengestelde functie vraagt aandacht: een xxx mag alleen als g(x)g(x)g(x) in het domein van fff valt. Voor (f∘g)(x)=2x−1(f\circ g)(x)=\sqrt{2x-1}(f∘g)(x)=2x−1​ moet het argument van de wortel niet-negatief zijn, dus 2x−1≥02x-1\ge 02x−1≥0, oftewel x≥12x\ge\tfrac{1}{2}x≥21​ — ook al zou g(x)=2x−1g(x)=2x-1g(x)=2x−1 zelf voor alle xxx bestaan. Je bepaalt het domein van de kettingfunctie dus door zowel de eisen van de binnen- als van de buitenfunctie te respecteren. Deze zorgvuldigheid voorkomt dat je later oplossingen meeneemt die eigenlijk buiten het domein vallen.
(f∘g)(x)=f(g(x))(f\circ g)(x)=f\bigl(g(x)\bigr)(f∘g)(x)=f(g(x))

Samenstellen

Eerst de binnenfunctie ggg, dan de buitenfunctie fff; substitueer de héle binnenfunctie in fff.

(f∘g)(x)≠(g∘f)(x) in het algemeen(f\circ g)(x)\neq (g\circ f)(x)\ \text{in het algemeen}(f∘g)(x)=(g∘f)(x) in het algemeen

Volgorde telt

Samenstellen is niet commutatief: de volgorde van binnen- en buitenfunctie bepaalt het resultaat.

Uitgewerkt voorbeeld

Samenstellen en het domein bepalen

Gegeven f(u)=uf(u)=\sqrt{u}f(u)=u​ en g(x)=6−2xg(x)=6-2xg(x)=6−2x. Bepaal (f∘g)(x)(f\circ g)(x)(f∘g)(x) en (g∘f)(x)(g\circ f)(x)(g∘f)(x), en geef het domein van (f∘g)(f\circ g)(f∘g).

  1. 01f∘g: g in f invullen

    Vervang uuu in u\sqrt{u}u​ door 6−2x6-2x6−2x.

    (f∘g)(x)=6−2x(f\circ g)(x)=\sqrt{6-2x}(f∘g)(x)=6−2x​
  2. 02g∘f: f in g invullen

    Vervang xxx in 6−2x6-2x6−2x door x\sqrt{x}x​.

    (g∘f)(x)=6−2x(g\circ f)(x)=6-2\sqrt{x}(g∘f)(x)=6−2x​
  3. 03Domein van f∘g

    Het argument van de wortel moet niet-negatief zijn.

    6−2x≥0  ⇒  x≤36-2x\ge 0\;\Rightarrow\; x\le 36−2x≥0⇒x≤3

Resultaat: (f∘g)(x)=6−2x(f\circ g)(x)=\sqrt{6-2x}(f∘g)(x)=6−2x​ met domein x≤3x\le 3x≤3; (g∘f)(x)=6−2x(g\circ f)(x)=6-2\sqrt{x}(g∘f)(x)=6−2x​ (domein x≥0x\ge 0x≥0).

Eindexamen-focus

  • Examendoel: twee functies samenstellen tot f(g(x))f\bigl(g(x)\bigr)f(g(x)) door correcte substitutie, met haakjes om de binnenfunctie.
  • Examendoel: een samengestelde functie ontleden in een binnen- en een buitenfunctie (voorbereiding op de kettingregel).
  • Examendoel: het domein van een kettingfunctie bepalen door de eisen van binnen- en buitenfunctie te combineren.

Veelgemaakte fouten

  • De volgorde omdraaien: (f∘g)(f\circ g)(f∘g) betekent eerst ggg, dan fff — niet andersom.
  • Bij het invullen de haakjes vergeten, zodat (x+3)2−1(x+3)^{2}-1(x+3)2−1 fout als x2−1+3x^{2}-1+3x2−1+3 wordt uitgewerkt.
  • Het domein van de samengestelde functie gelijkstellen aan dat van de binnenfunctie en de eis van de buitenfunctie vergeten.
  • Aannemen dat f∘g=g∘ff\circ g=g\circ ff∘g=g∘f; dat geldt in het algemeen niet.

Actieve herhaling

Gegeven f(u)=u2+1f(u)=u^{2}+1f(u)=u2+1 en g(x)=x−3g(x)=x-3g(x)=x−3. Bepaal (f∘g)(x)(f\circ g)(x)(f∘g)(x) en (g∘f)(x)(g\circ f)(x)(g∘f)(x), werk beide volledig uit en ga na of ze gelijk zijn. Ontleed daarna h(x)=x2+4h(x)=\sqrt{x^{2}+4}h(x)=x2+4​ in een binnen- en een buitenfunctie.

Actief ophalen

Haal de kernpunten op — onthul ze daarna.

Bronnen: Examenblad.nl — wiskunde B (VWO) (CvTE / DUO)

§ 03

Even en oneven functies#

●●○StandaardLPexamenblad-wiskunde-b-subdomein-B2

Een even functie: y = x⁴ − 4x²

Even functie: y = x⁴ − 4x²Schaubild von y = f(x), Nullstellen bei x = -2, 0, 2, Tiefpunkt bei (-1.414, -4), Hochpunkt bei (0, 0), Tiefpunkt bei (1.414, -4), y-Achsenabschnitt bei y = 0, im Bereich x von -2.4 bis 2.4−2−112−4−224daldaltop (0; 0)y = f(x)yx
Afb. 3Afb. 1 — De even functie f(x) = x⁴ − 4x² is symmetrisch in de y-as: dalen bij x = ±√2, nulpunten bij x = 0 en x = ±2.

Kernpunten

Een functie is even als f(−x)=f(x)f(-x)=f(x)f(−x)=f(x) voor alle xxx in het domein. Meetkundig betekent dit dat de grafiek symmetrisch is in de yyy-as: het linker- en rechterdeel zijn elkaars spiegelbeeld. In Afb. 1 staat de even functie f(x)=x4−4x2f(x)=x^{4}-4x^{2}f(x)=x4−4x2; het deel links van de yyy-as is de spiegeling van het deel rechts. Typische even functies zijn y=x2y=x^{2}y=x2, y=x4y=x^{4}y=x4, y=∣x∣y=|x|y=∣x∣ en y=cos⁡xy=\cos xy=cosx. De naam „even” komt van de machtsfuncties: xnx^{n}xn met nnn even is een even functie, want (−x)n=xn(-x)^{n}=x^{n}(−x)n=xn.
Een functie is oneven als f(−x)=−f(x)f(-x)=-f(x)f(−x)=−f(x) voor alle xxx. Meetkundig is de grafiek dan puntsymmetrisch in de oorsprong: draai je hem 180∘180^{\circ}180∘ om de oorsprong, dan valt hij op zichzelf. Typische oneven functies zijn y=xy=xy=x, y=x3y=x^{3}y=x3, y=1xy=\dfrac{1}{x}y=x1​ en y=sin⁡xy=\sin xy=sinx. Ook hier verklaart de macht de naam: xnx^{n}xn met nnn oneven is een oneven functie, want (−x)n=−xn(-x)^{n}=-x^{n}(−x)n=−xn. Merk op: als een oneven functie in 000 gedefinieerd is, dan moet f(0)=0f(0)=0f(0)=0 zijn, want f(0)=−f(0)f(0)=-f(0)f(0)=−f(0) kan alleen als f(0)=0f(0)=0f(0)=0.
Om te onderzoeken of een functie even, oneven of geen van beide is, bereken je f(−x)f(-x)f(−x) en vergelijk je het met f(x)f(x)f(x) en met −f(x)-f(x)−f(x). Voor f(x)=x4−4x2f(x)=x^{4}-4x^{2}f(x)=x4−4x2 geldt f(−x)=(−x)4−4(−x)2=x4−4x2=f(x)f(-x)=(-x)^{4}-4(-x)^{2}=x^{4}-4x^{2}=f(x)f(−x)=(−x)4−4(−x)2=x4−4x2=f(x): even. Voor g(x)=x3−xg(x)=x^{3}-xg(x)=x3−x geldt g(−x)=−x3+x=−(x3−x)=−g(x)g(-x)=-x^{3}+x=-(x^{3}-x)=-g(x)g(−x)=−x3+x=−(x3−x)=−g(x): oneven. Voor h(x)=x2+xh(x)=x^{2}+xh(x)=x2+x is h(−x)=x2−xh(-x)=x^{2}-xh(−x)=x2−x, wat noch h(x)h(x)h(x) noch −h(x)-h(x)−h(x) is: geen van beide. De meeste functies zijn geen van beide; even of oneven zijn is de uitzondering, en juist daarom nuttig als je het herkent.
Deze symmetrie is een krachtige rekenbesparing. Ken je een even functie op de positieve xxx-as, dan weet je haar meteen op de negatieve helft (spiegelen in de yyy-as). Ken je een oneven functie op [0,∞⟩[0,\infty\rangle[0,∞⟩, dan volgt de rest door puntspiegeling. Bij het schetsen hoef je zo maar de helft te bepalen. Ook bij het integreren is symmetrie handig: de integraal van een oneven functie over een symmetrisch interval [−a,a][-a,a][−a,a] is nul, want het positieve en het negatieve deel heffen elkaar op — een inzicht dat je in de integraalrekening tegenkomt.
Even en oneven functies hangen samen met de transformatie „spiegelen”. Even zijn betekent dat spiegelen in de yyy-as niets verandert (f(−x)=f(x)f(-x)=f(x)f(−x)=f(x)); oneven zijn betekent dat spiegelen in de yyy-as hetzelfde effect heeft als spiegelen in de xxx-as (f(−x)=−f(x)f(-x)=-f(x)f(−x)=−f(x)). Zo is dit begrip de precieze, algebraïsche formulering van de meetkundige symmetrieën uit het onderwerp standaardfuncties. In examenopgaven wordt symmetrie vaak gebruikt om een bewering te onderbouwen („toon aan dat de grafiek symmetrisch is in de yyy-as”) of om een berekening te vereenvoudigen; het paraat hebben van de definities en de standaardvoorbeelden is dan het halve werk.
even: f(−x)=f(x) (symmetrisch in de y-as)\text{even: } f(-x)=f(x)\ \text{(symmetrisch in de }y\text{-as)}even: f(−x)=f(x) (symmetrisch in de y-as)

Even functie

De functiewaarde verandert niet als je xxx door −x-x−x vervangt; de grafiek is symmetrisch in de yyy-as.

oneven: f(−x)=−f(x) (puntsymmetrisch in de oorsprong)\text{oneven: } f(-x)=-f(x)\ \text{(puntsymmetrisch in de oorsprong)}oneven: f(−x)=−f(x) (puntsymmetrisch in de oorsprong)

Oneven functie

De functiewaarde wisselt van teken als je xxx door −x-x−x vervangt; de grafiek is puntsymmetrisch in de oorsprong.

Uitgewerkt voorbeeld

Onderzoeken op even en oneven

Onderzoek voor f(x)=x3−4xf(x)=x^{3}-4xf(x)=x3−4x en g(x)=x2+2xg(x)=x^{2}+2xg(x)=x2+2x of ze even, oneven of geen van beide zijn.

  1. 01f(−x) berekenen

    Vervang xxx door −x-x−x en let op de haakjes bij de oneven macht.

    f(−x)=(−x)3−4(−x)=−x3+4xf(-x)=(-x)^{3}-4(-x)=-x^{3}+4xf(−x)=(−x)3−4(−x)=−x3+4x
  2. 02Vergelijken met −f(x)

    Bereken −f(x)-f(x)−f(x) en vergelijk.

    −f(x)=−(x3−4x)=−x3+4x=f(−x)  ⇒  f oneven-f(x)=-(x^{3}-4x)=-x^{3}+4x=f(-x)\;\Rightarrow\; f\ \text{oneven}−f(x)=−(x3−4x)=−x3+4x=f(−x)⇒f oneven
  3. 03g(−x) berekenen en vergelijken

    Doe hetzelfde voor ggg.

    g(−x)=x2−2x≠g(x) en ≠−g(x)  ⇒  g geen van beideg(-x)=x^{2}-2x\neq g(x)\ \text{en}\ \neq -g(x)\;\Rightarrow\; g\ \text{geen van beide}g(−x)=x2−2x=g(x) en =−g(x)⇒g geen van beide

Resultaat: fff is oneven (puntsymmetrisch in de oorsprong); ggg is noch even noch oneven.

Eindexamen-focus

  • Examendoel: met f(−x)=f(x)f(-x)=f(x)f(−x)=f(x) (even) of f(−x)=−f(x)f(-x)=-f(x)f(−x)=−f(x) (oneven) de symmetrie van een functie onderzoeken en aantonen.
  • Examendoel: de meetkundige betekenis benoemen — even is symmetrisch in de yyy-as, oneven is puntsymmetrisch in de oorsprong.
  • Examendoel: symmetrie gebruiken om een schets of berekening te vereenvoudigen.

Veelgemaakte fouten

  • De haakjes bij (−x)n(-x)^{n}(−x)n fout uitwerken, bijvoorbeeld (−x)3=x3(-x)^{3}=x^{3}(−x)3=x3 in plaats van −x3-x^{3}−x3.
  • Concluderen dat elke functie even of oneven is; de meeste zijn geen van beide.
  • Even en oneven verwisselen (symmetrie in de yyy-as is even, puntsymmetrie in de oorsprong is oneven).
  • Bij een oneven functie vergeten dat f(0)=0f(0)=0f(0)=0 moet gelden als 000 in het domein ligt.

Actieve herhaling

Onderzoek of f(x)=xx2+1f(x)=\dfrac{x}{x^{2}+1}f(x)=x2+1x​ even, oneven of geen van beide is, en geef de meetkundige betekenis. Doe hetzelfde voor g(x)=cos⁡x+1g(x)=\cos x + 1g(x)=cosx+1.

Actief ophalen

Haal de kernpunten op — onthul ze daarna.

Bronnen: Examenblad.nl — wiskunde B (VWO) (CvTE / DUO)

§ 04

Grafieken schetsen uit kenmerken#

●●○StandaardLPexamenblad-wiskunde-b-subdomein-B2

Schets van f(x) = x³ − 4x met alle kenmerken

f(x) = x³ − 4xSchaubild von y = f(x), Nullstellen bei x = -2, 0, 2, Hochpunkt bei (-1.155, 3.079), Tiefpunkt bei (1.155, -3.079), y-Achsenabschnitt bei y = 0, im Bereich x von -2.5 bis 2.5−2−112−4−3−2−11234x = −2x = 0x = 2topdaly = f(x)yx
Afb. 4Afb. 1 — f(x) = x³ − 4x: nulpunten −2, 0, 2; top (−1,15; 3,08) en dal (1,15; −3,08); puntsymmetrisch in de oorsprong.

Kernpunten

Een grafiek schetsen is niet puntsgewijs tekenen maar een vloeiende kromme neerzetten die alle bekende kenmerken correct weergeeft. Je verzamelt eerst de kenmerken uit het voorschrift: het domein, de nulpunten (los f(x)=0f(x)=0f(x)=0 op), het snijpunt met de yyy-as (f(0)f(0)f(0)), de toppen en dalen, de asymptoten en de symmetrie. In Afb. 1 staat f(x)=x3−4xf(x)=x^{3}-4xf(x)=x3−4x: nulpunten bij x=−2,0,2x=-2,0,2x=−2,0,2, een top links en een dal rechts, en puntsymmetrie in de oorsprong (het is een oneven functie). Met die kenmerken teken je de kromme met vertrouwen.
De volgorde bij het schetsen is: zet eerst de „vaste bouwstenen” neer — de asymptoten (als stippellijnen), de snijpunten met de assen en de toppen/dalen — en trek dan de kromme daar vloeiend doorheen, rekening houdend met het stijg- en daalgedrag. Voor f(x)=x3−4xf(x)=x^{3}-4xf(x)=x3−4x betekent dit: markeer (−2,0)(-2,0)(−2,0), (0,0)(0,0)(0,0), (2,0)(2,0)(2,0) op de xxx-as, de top ongeveer bij (−1,15; 3,08)(-1{,}15;\,3{,}08)(−1,15;3,08) en het dal bij (1,15; −3,08)(1{,}15;\,-3{,}08)(1,15;−3,08), en verbind ze met een gladde derdegraadskromme die van linksonder naar rechtsboven loopt. Zo krijgt de schets meteen de juiste globale vorm.
Het gedrag „aan de uiteinden” (voor grote ∣x∣|x|∣x∣) bepaalt hoe de kromme wegloopt. Bij een veelterm kijk je naar de hoogste-graadsterm: bij f(x)=x3−4xf(x)=x^{3}-4xf(x)=x3−4x domineert x3x^{3}x3, dus f→+∞f\to+\inftyf→+∞ als x→+∞x\to+\inftyx→+∞ en f→−∞f\to-\inftyf→−∞ als x→−∞x\to-\inftyx→−∞. Bij een gebroken functie loopt de kromme naar de horizontale asymptoot; bij een exponentiële functie naar haar horizontale asymptoot aan één kant en onbegrensd aan de andere. Dit eindgedrag voorkomt dat je schets „de verkeerde kant op” buigt en is vooral belangrijk als de opgave geen assenverdeling geeft.
Symmetrie halveert het werk en voorkomt fouten. Weet je dat fff oneven is (zoals x3−4xx^{3}-4xx3−4x), dan hoef je alleen de rechterhelft goed te bepalen en spiegel je puntsgewijs door de oorsprong voor de linkerhelft. Weet je dat fff even is, dan spiegel je in de yyy-as. Controleer je schets altijd tegen de symmetrie: is de grafiek van een even functie inderdaad een spiegelbeeld in de yyy-as? Zo niet, dan zit er een fout in een van de kenmerken. Deze controle is een gratis kwaliteitscontrole op je eigen tekening.
Een goede schets is meer dan een plaatje: hij toont dat je de functie begrijpt en helpt je bij het beantwoorden van vervolgvragen. Uit een correcte schets lees je af hoeveel oplossingen een vergelijking f(x)=cf(x)=cf(x)=c heeft (het aantal snijpunten met de horizontale lijn y=cy=cy=c), waar een ongelijkheid f(x)>0f(x)>0f(x)>0 geldt (waar de grafiek boven de xxx-as ligt) en waar de functie haar grootste of kleinste waarde bereikt. De schets is daarmee een redeneermiddel. Op het examen wordt vaak expliciet om een schets gevraagd, met de bijbehorende kenmerken erin; een nette schets met gemarkeerde nulpunten, toppen en asymptoten levert de volledige score op.
kenmerken: domein, nulpunten, f(0), toppen/dalen, asymptoten, symmetrie\text{kenmerken: domein, nulpunten, } f(0),\ \text{toppen/dalen, asymptoten, symmetrie}kenmerken: domein, nulpunten, f(0), toppen/dalen, asymptoten, symmetrie

Checklist voor een schets

Verzamel deze kenmerken uit het voorschrift voordat je de kromme tekent.

f(x)=x3−4x: nulpunten x=−2,0,2; oneven (puntsymmetrisch)f(x)=x^{3}-4x:\ \text{nulpunten }x=-2,0,2;\ \text{oneven (puntsymmetrisch)}f(x)=x3−4x: nulpunten x=−2,0,2; oneven (puntsymmetrisch)

Voorbeeldkenmerken

Uit deze kenmerken volgt de globale vorm; de toppen liggen bij x=±23≈±1,15x=\pm\tfrac{2}{\sqrt{3}}\approx\pm 1{,}15x=±3​2​≈±1,15.

Uitgewerkt voorbeeld

Kenmerken verzamelen voor een schets

Verzamel de kenmerken van f(x)=x3−3x2f(x)=x^{3}-3x^{2}f(x)=x3−3x2 die je nodig hebt voor een schets: nulpunten, snijpunt met de yyy-as, en het eindgedrag.

  1. 01Nulpunten

    Ontbind f(x)=x2(x−3)f(x)=x^{2}(x-3)f(x)=x2(x−3) en los f(x)=0f(x)=0f(x)=0 op.

    x2(x−3)=0  ⇒  x=0 (dubbel) of x=3x^{2}(x-3)=0\;\Rightarrow\; x=0\ (\text{dubbel})\ \text{of}\ x=3x2(x−3)=0⇒x=0 (dubbel) of x=3
  2. 02Snijpunt met de y-as

    Bereken f(0)f(0)f(0).

    f(0)=0  ⇒  (0; 0)f(0)=0\;\Rightarrow\;(0;\,0)f(0)=0⇒(0;0)
  3. 03Eindgedrag

    De hoogste-graadsterm x3x^{3}x3 domineert.

    x→+∞: f→+∞;x→−∞: f→−∞x\to+\infty:\ f\to+\infty;\qquad x\to-\infty:\ f\to-\inftyx→+∞: f→+∞;x→−∞: f→−∞

Resultaat: Nulpunten x=0x=0x=0 (raakt de as, dubbel) en x=3x=3x=3; snijpunt met de yyy-as (0;0)(0;0)(0;0); de kromme loopt van linksonder naar rechtsboven.

Eindexamen-focus

  • Examendoel: uit een voorschrift de kenmerken (domein, nulpunten, f(0)f(0)f(0), toppen/dalen, asymptoten, symmetrie) halen en er een correcte schets uit tekenen.
  • Examendoel: het eindgedrag voor grote ∣x∣|x|∣x∣ bepalen aan de hand van de hoogste-graadsterm of de asymptoot.
  • Examendoel: symmetrie gebruiken om de schets te halveren en te controleren.

Veelgemaakte fouten

  • Puntsgewijs tekenen zonder de globale vorm (eindgedrag, symmetrie) te bepalen, waardoor de kromme de verkeerde kant op buigt.
  • Een dubbel nulpunt als gewoon snijpunt tekenen in plaats van als raakpunt met de xxx-as.
  • De asymptoten vergeten te tekenen bij een gebroken functie, of ze als deel van de grafiek opvatten.
  • Toppen en dalen op willekeurige plaatsen zetten in plaats van ze (later met de afgeleide) te berekenen.

Actieve herhaling

Verzamel de kenmerken van f(x)=−x3+3xf(x)=-x^{3}+3xf(x)=−x3+3x (nulpunten, snijpunt met de yyy-as, symmetrie, eindgedrag) en schets de grafiek. Hoeveel oplossingen heeft f(x)=1f(x)=1f(x)=1?

Actief ophalen

Haal de kernpunten op — onthul ze daarna.

Bronnen: Examenblad.nl — wiskunde B (VWO) (CvTE / DUO)

Inhoud

Sectie -- / 04

    • 01Grafieken lezen: nulpunten, snijpunten en gedrag○
    • 02Functies samenstellen (kettingfunctie)◐
    • 03Even en oneven functies◐
    • 04Grafieken schetsen uit kenmerken◐

0/4 Gelezen

Van samenvatting naar oefening

Functies, grafieken en samenstellen

Verstevig dit onderwerp met vragen uit de vragenbank.

~17
min
4
Vaardigheden
Oefenen

Referenties en bronnen

Bronnen

CvTE / DUO

  • Examenblad.nl — wiskunde B (VWO)

Vorig onderwerp

Standaardfuncties en transformaties

Volgend onderwerp

Inverse functies

EuraStudy·Samenvattingen T·04·MMXXVI

Ga verder met het volgende onderwerp — je leerpad blijft bewaard.