Vad är en skärningspunkt?
En skärningspunkt är en punkt som ligger på båda graferna samtidigt. Där har funktionerna samma x-värde och samma y-värde. Att hitta skärningspunkten är alltså samma sak som att hitta det x där de två funktionerna ger lika stort y.
Därför börjar man alltid med att sätta uttrycken lika. Får man en förstagradsekvation finns högst en lösning, och får man en andragradsekvation kan det finnas noll, en eller två. Det gör att två räta linjer skär varandra i högst en punkt, medan en linje och en parabel kan ha upp till två gemensamma punkter.
Två linjer
Linjerna y = 2x + 1 och y = −x + 7 skär varandra där . Samla x på vänster sida: , så . Sätt in i någon av linjerna: . Skärningspunkten är (2; 5). Kontrollera med den andra linjen: , det stämmer.
Linjers k-värden avgör hur de möts. Olika k ger alltid exakt en skärningspunkt. Samma k men olika m ger parallella linjer som aldrig möts, som y = 2x + 1 och y = 2x + 4. Samma k och samma m betyder att det är samma linje. k-värdet ur två punkter räknar du ut i k-värdeskalkylatorn, och linjens hela ekvation i kalkylatorn för räta linjens ekvation.
Ekvationssystem
Att hitta skärningspunkten mellan två linjer är samma sak som att lösa ett ekvationssystem med två obekanta. Ekvationerna och bildar ett system, och lösningen x = 2, y = 5 är skärningspunkten. Ekvationssystem kan också lösas med additionsmetoden, och när linjerna är givna på andra former kan ekvationssystemskalkylatorn vara smidigare.
En linje och en parabel
Linjen y = x + 1 och parabeln y = x² − 2x − 3 möts där . Flytta allt till en sida: . pq-formeln ger , alltså x = −1 och x = 4. Insättning i linjen ger punkterna (−1; 0) och (4; 5).
Om diskriminanten blir noll har ekvationen en dubbelrot. Då nuddar linjen parabeln i en enda punkt utan att korsa den, och linjen är en tangent. Linjen y = −2x − 4 tangerar y = x² − 2x − 4 i (0; −4). Blir diskriminanten negativ skär linjen inte parabeln alls. Hur parabelns vertex och nollställen hittas visas i parabelkalkylatorn, och själva andragradsekvationen kan du lösa i kalkylatorn för andragradsekvationer.
Två parabler
Två parabler möts där . Samla termerna: , och efter division med 2: . Lösningarna är irrationella, så kalkylatorn visar närmevärdena (−0,791; −0,791) och (3,79; 3,79). Om de två parablerna har samma a försvinner x²-termen, och då blir det en förstagradsekvation med högst en lösning.
Skärningspunkten mellan en graf och x-axeln är ett specialfall, eftersom x-axeln är linjen y = 0. De punkterna kallas nollställen och räknas ut i nollställeskalkylatorn.
Vanliga fel
- Att bara räkna ut x. En skärningspunkt har två koordinater, så sätt alltid in x för att få y.
- Teckenfel när termer flyttas över likhetstecknet. Byt tecken på allt som flyttas, och skriv gärna ut varje steg.
- Att glömma den andra lösningen. När ekvationen blir av andra graden kan det finnas två skärningspunkter.
- Att avrunda x för tidigt. Räkna y med det exakta x-värdet, annars blir y-koordinaten fel.
- Att tro att parallella linjer saknar lösning för att man räknat fel. Får du ett påstående som 0 = 3 är det rätt svar: linjerna möts aldrig.
Typiska provuppgifter
En vanlig uppgift ger två linjer och frågar var de skär varandra. Sätt uttrycken lika, lös ut x och sätt in. En variant ger graferna ritade och ber dig läsa av skärningspunkten och sedan kontrollera algebraiskt. Avläsningen ger ofta bara ett närmevärde, så den algebraiska lösningen är det exakta svaret.
En annan typ frågar för vilket värde på en konstant som en linje tangerar en parabel. Sätt uttrycken lika, flytta allt till en sida och kräv att diskriminanten är noll. Då får du en ekvation för konstanten.
Skärningspunkter i vardagen
Skärningspunkter svarar på frågor av typen "när lönar det sig?". Ett företag säljer en vara för 12 kr och har en rörlig kostnad på 4 kr per styck och 4 000 kr i fasta kostnader. Intäkten är y = 12x och kostnaden y = 4x + 4 000. Skärningspunkten (500; 6 000) visar att det behövs 500 sålda varor innan intäkterna täcker kostnaderna. Det är samma sak som räknas ut i break even-kalkylatorn.
Ett klippkort på badhuset kostar 300 kr i månaden plus 20 kr per besök, medan ett enstaka besök kostar 80 kr. Linjerna y = 20x + 300 och y = 80x skär varandra i (5; 400). Vid 5 besök kostar båda lika mycket, och går du oftare än så blir kortet billigare. Samma tankesätt används när man jämför olika sätt att betala för en bil i kalkylatorn för att leasa eller köpa bil.
Så gör du på räknaren
- För två linjer: räkna x = (m₂ − m₁) ÷ (k₁ − k₂) och sätt sedan in x i någon av linjerna.
- För en linje och en parabel: flytta allt till en sida, dela med a och använd pq-formeln.
- Grafritande räknare kan rita båda funktionerna och hitta skärningspunkten i grafläget, ofta under en meny för beräkningar.
- Kontrollera alltid genom att sätta in punkten i båda funktionerna.
Fler kalkylatorer om linjer, parabler och tillväxt finns bland kalkylatorerna för funktioner och grafer och på matematiksidan.