40.4.4 Functies met een vierkantswortel

De eenvoudigste groep irrationele functies zijn die met een vierkantswortel, waaronder een lineaire of kwadratische uitdrukking staat. De grafiek van een dergelijke functie is een halve kegelsnede. Een aantal karakteristieke voorbeelden:

$f(x) = \sqrt{x}$                                                                             $f(x) = -\frac{1}{2}\sqrt{4x^2 + 5} + 3$

$f(x) = \sqrt{9-x^2}$                                                                              $f(x) = \sqrt{x^2 + x – 2}$

Het domein is meestal begrensd omdat men niet de wortel van een negatief getal mag trekken. Aan de rand van het domein is de raaklijn aan de grafiek verticaal; de eerste afgeleide wordt daar oneindig groot.

Om de nulpunten te vinden (of andere vergelijkingen van de vorm f(x) = c op te lossen), doet men het volgende:

  • isoleer de uitdrukking met de wortel aan één kant van de vergelijking
  • neem het kwadraat aan beide zijden
  • los op
  • controleer of de gevonden oplossingen daadwerkelijk oplossingen zijn; dit is belangrijk omdat het kwadrateren in de tweede stap “extra” oplossingen kan invoeren.

Bepaal het domein en de nulpunten van $f(x) = 6 – 3 \cdot \sqrt{x^2 -4x -1}$

Domein: de uitdrukking onder het wortel teken moet ≥ 0 zijn. Bepaal de randen van dit domein:

$x^2 – 4x – 1 = 0$

$(x-2)^2 = 5$

$x = 2 \pm \sqrt{5}$.

Tussen deze waarden in is $x^2 – 4x -1$ negatief (probeer bijv. x = 2), maar daarbuiten positief. Het domein wordt dus beschreven als

$x \leq 2 – \sqrt{5}$ of $x \geq 2 + \sqrt{5}$.

  • Nulpunten: $6-3 \cdot \sqrt{x^2 – 4x – 1} = 0$

$\sqrt{x^2 – 4x + 1 } = 2$        3√… bijgeteld, door 3 gedeeld

$x^2 – 4x – 1 = 4$         beide zijden gekwadrateerd

$x = -1 \; \text{of} \; x = 5$$       kwadratische vergelijking opgelost

Inderdaad is f(1) = 0 en f(5) = 0.