[edellinen] [sisällys] [seuraava]


4.1. Raja-arvo

Aloitetaan tarkastelemalla oheista johdantoesimerkkiä.

 
Esimerkki 3.1.

Tarkastellaan rationaalifunktiota

, .

Tämä funktio ei ole määritelty nimittäjän nollakohdassa . Funktio on kuitenkin määritelty kaikkialla tämän kohdan läheisyydessä. Tutki, mitä funktion arvoille tapahtuu, kun muuttujan arvot lähestyvät kohtaa ?

    Ratkaisu:

Lasketaan oheiseen taulukkoon funktion arvoja kohdan molemmin puolin.

 

-1,1

-1,01

-1,001

-1

-0,999

-0,99

-0,9

 

-1,921

-1,9902

-1,999

 

-2,001

-2,0102

-2,119

Taulukon perusteella näyttää siltä, että funktion arvot lähestyvät lukua -2, kun muuttujan arvot lähestyvät nimittäjän nollakohtaa . Sama ilmenee myös oheisesta funktion kuvaajasta.

Vastaus:

Kun lähestytään kohtaa sekä oikealta että vasemmalta, lähestyvät funktion arvot lukua -2.

 

Koska johdantoesimerkissämme funktion arvot lähestyivät lukua -2, kun muuttujan arvot lähestyivät kohtaa sekä oikealta että vasemmalta, sanotaan, että funktion raja-arvo kohdassa on -2. Tätä voidaan merkitä kahdella eri tavalla:

 

Jälkimmäinen merkintä luetaan: "limes , kun lähestyy lukua -1, on -2". Merkinnän lyhenne lim tulee latinan kielen sanasta limes, joka tarkoittaa rajaa.

Funktiolla sanotaan olevan kohdassa raja-arvo , jos funktion arvot tulevat miten tahansa lähelle lukua , kun muuttujan arvot ovat riittävän lähellä lukua . Sitä, että funktion raja-arvo kohdassa on , voidaan merkitä kahdella eri tavalla: joko

 

tai

.

Lue sitten matematiikan peopedeuttisen kurssin luentomonisteen luvusta 5.1, mitä siellä on kerrottu funktion raja-arvosta. Erityisesti sinun on syytä huomata, että funktion raja-arvo kertoo funktion käyttäytymisestä tarkastelukohdan läheisyydessä, mutta se ei kerro mitään funktion arvosta kyseisessä kohdassa. Katso huolella luentomonisteen kuvat sivulta 129. Kaikissa kuvien esittämissä tilanteissa funktiolla on sama raja-arvo kohdassa , mutta kyseisessä kohdassa funktio käyttäytyy eri tavalla kaikissa eri tilanteissa. Lue monisteesta myös huomautus, jossa puhutaan funktion vasemman- ja oikeanpuoleisista raja-arvoista. Raja-arvon laskemiseen liittyvät esimerkit voit sivuuttaa, sillä tällä kurssilla tyydymme tarkastelemaan raja-arvon käsitettä ainoastaan funktioiden kuvaajien avulla. Raja-arvon laskemiseen liityville tekniikoille meillä ei ole jatkossa käyttöä, joten niiden opiskelun jätän vapaaehtoiseksi.

Luettuasi raja-arvon käsitettä esittelevät kohdat luentomonisteesta voit vielä tarkistaa oheisella testaa tietosi -tehtävällä, olitko ymmärtänyt asian.

 

Testaa tietosi I

http://www.cc.jyu.fi/~anvihola/testit/testaa/raja_arvo.php

 

    Huom! Palataan vielä hetkeksi johdantoesimerkkiimme 3.1. Siinä esiintyi rationaalifunktio

, .

Olen maininnut aiemmin, että rationaalifunktion kuvaajalla on pystysuora asymptootti jokaisessa nimittäjän nollakohdassa. Näin ei nyt kuitenkaan ole, kuten funktion kuvaajasta havaitsemme. Kun rationaalifunktion esittämä jakolasku suoritetaan (esim. jakokulmassa), havaitaan, että

, .

Funktion kuvaaja on siten muutoin sama kuin edellä saadun kolmannen asteen polynomifunktion kuvaaja, mutta kuvaajassa on "reikä" kohdassa , koska funktiota ei ole määritelty tässä kohdassa.

Lasketaan vielä edellä saadun kolmannen asteen polynomifunktion arvo kohdassa :

.

Laskemalla olisimme siis voineet päätellä funktion raja-arvon nimittäjän nollakohdassa seuraavasti:

.

Sama asia voitaisiin merkitä myös näin:

.

[edellinen] [sisällys] [seuraava]