Käänteiskuvauslause ja käänteisfunktio lukiomatematiikassa

Tässä pro gradu -tutkielmassa tutkitaan käänteiskuvauslausetta ja käänteisfunktiota. Käänteiskuvauslause antaa ehdot käänteiskuvauksen ja sen derivaatan olemassaololle. Lukion pitkässä matematiikassa käsiteltävä käänteisfunktio on käänteiskuvauksen yksiuloitteinen tapaus. Käänteiskuvauslauseen muk...

Täydet tiedot

Bibliografiset tiedot
Päätekijä: Piironen, Aleksi
Muut tekijät: Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta, Faculty of Sciences, Matematiikan ja tilastotieteen laitos, Department of Mathematics and Statistics, Jyväskylän yliopisto, University of Jyväskylä
Aineistotyyppi: Pro gradu
Kieli:fin
Julkaistu: 2025
Aiheet:
Linkit: https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/102804
_version_ 1833678924807143424
author Piironen, Aleksi
author2 Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta Faculty of Sciences Matematiikan ja tilastotieteen laitos Department of Mathematics and Statistics Jyväskylän yliopisto University of Jyväskylä
author_facet Piironen, Aleksi Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta Faculty of Sciences Matematiikan ja tilastotieteen laitos Department of Mathematics and Statistics Jyväskylän yliopisto University of Jyväskylä Piironen, Aleksi Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta Faculty of Sciences Matematiikan ja tilastotieteen laitos Department of Mathematics and Statistics Jyväskylän yliopisto University of Jyväskylä
author_sort Piironen, Aleksi
datasource_str_mv jyx
description Tässä pro gradu -tutkielmassa tutkitaan käänteiskuvauslausetta ja käänteisfunktiota. Käänteiskuvauslause antaa ehdot käänteiskuvauksen ja sen derivaatan olemassaololle. Lukion pitkässä matematiikassa käsiteltävä käänteisfunktio on käänteiskuvauksen yksiuloitteinen tapaus. Käänteiskuvauslauseen mukaan avoimessa joukossa $A \subset \mathbb{R}^n$ määritellyllä jatkuvasti derivoituvalla kuvauksella $f:A \to \mathbb{R}^n$ on käänteiskuvaus pisteen $x_0 \in A$ lähiympäristössä, jos derivaattakuvaus $f'(x_0)$ on kääntyvä. Lisäksi lauseesta saadaan kyseisen käänteiskuvaksen derivoituvuus pisteessä $f(x_0)$ sekä kaava käänteiskuvauksen derivaatalle pisteessä $f(x_0)$. Työn alussa esitellään tarvittavat esitiedot, joista suurin osa liittyy vektorianalyysiin. Esitietojen jälkeen käänteiskuvauslause todistetaan kahdesta eri lähestymiskulmasta. Ensimmäisessä lähestymiskulmassa todistus pohjautuu implisiittifunktiolauseeseen, jonka todistusta alustetaan Cousinin lemmalla sekä moniuloitteisella differentiaalilaskennan väliarvolauseella. Toisessa lähestymiskulmassa todistuksessa ei käytetä implisiittifunktiolausetta, vaan sen todistus pohjautuu kiintopistelauseeseen. Työn lopussa tutkitaan, miten ja millä kursseilla käänteisfunktiota on käsitelty lukion pitkässä matematiikassa 2000-luvun aikana. Tutkintaan käytetään 2000-luvun lukion opetussuunnitelmia ja niihin perustuvia kirjasarjoja. Kirjasarjojen perusteella huomataan, että käänteisfunktion käsittely lukiomatematiikassa on pysynyt koko 2000-luvun lähes identtisenä. Ainoa suurempi muutos tapahtui vuoden 2015 lukion opetussuunnitelmassa, kun käänteisfunktio siirrettiin pakollisilta kursseilta valinnaisille kursseille.
first_indexed 2025-05-28T20:04:42Z
format Pro gradu
free_online_boolean 1
fullrecord [{"key": "dc.contributor.advisor", "value": "Laitinen, Anni", "language": null, "element": "contributor", "qualifier": "advisor", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.author", "value": "Piironen, Aleksi", "language": null, "element": "contributor", "qualifier": "author", "schema": "dc"}, {"key": "dc.date.accessioned", "value": "2025-05-27T18:25:23Z", "language": null, "element": "date", "qualifier": "accessioned", "schema": "dc"}, {"key": "dc.date.available", "value": "2025-05-27T18:25:23Z", "language": null, "element": "date", "qualifier": "available", "schema": "dc"}, {"key": "dc.date.issued", "value": "2025", "language": null, "element": "date", "qualifier": "issued", "schema": "dc"}, {"key": "dc.identifier.uri", "value": "https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/102804", "language": null, "element": "identifier", "qualifier": "uri", "schema": "dc"}, {"key": "dc.description.abstract", "value": "T\u00e4ss\u00e4 pro gradu -tutkielmassa tutkitaan k\u00e4\u00e4nteiskuvauslausetta ja k\u00e4\u00e4nteisfunktiota. K\u00e4\u00e4nteiskuvauslause antaa ehdot k\u00e4\u00e4nteiskuvauksen ja sen derivaatan olemassaololle. Lukion pitk\u00e4ss\u00e4 matematiikassa k\u00e4sitelt\u00e4v\u00e4 k\u00e4\u00e4nteisfunktio on k\u00e4\u00e4nteiskuvauksen yksiuloitteinen tapaus.\t\t\nK\u00e4\u00e4nteiskuvauslauseen mukaan avoimessa joukossa $A \\subset \\mathbb{R}^n$ m\u00e4\u00e4ritellyll\u00e4 jatkuvasti derivoituvalla kuvauksella $f:A \\to \\mathbb{R}^n$ on k\u00e4\u00e4nteiskuvaus pisteen $x_0 \\in A$ l\u00e4hiymp\u00e4rist\u00f6ss\u00e4, jos derivaattakuvaus $f'(x_0)$ on k\u00e4\u00e4ntyv\u00e4. Lis\u00e4ksi lauseesta saadaan kyseisen k\u00e4\u00e4nteiskuvaksen derivoituvuus pisteess\u00e4 $f(x_0)$ sek\u00e4 kaava k\u00e4\u00e4nteiskuvauksen derivaatalle pisteess\u00e4 $f(x_0)$.\nTy\u00f6n alussa esitell\u00e4\u00e4n tarvittavat esitiedot, joista suurin osa liittyy vektorianalyysiin. Esitietojen j\u00e4lkeen k\u00e4\u00e4nteiskuvauslause todistetaan kahdesta eri l\u00e4hestymiskulmasta. Ensimm\u00e4isess\u00e4 l\u00e4hestymiskulmassa todistus pohjautuu implisiittifunktiolauseeseen, jonka todistusta alustetaan Cousinin lemmalla sek\u00e4 moniuloitteisella differentiaalilaskennan v\u00e4liarvolauseella. Toisessa l\u00e4hestymiskulmassa todistuksessa ei k\u00e4ytet\u00e4 implisiittifunktiolausetta, vaan sen todistus pohjautuu kiintopistelauseeseen.\nTy\u00f6n lopussa tutkitaan, miten ja mill\u00e4 kursseilla k\u00e4\u00e4nteisfunktiota on k\u00e4sitelty lukion pitk\u00e4ss\u00e4 matematiikassa 2000-luvun aikana. Tutkintaan k\u00e4ytet\u00e4\u00e4n 2000-luvun lukion opetussuunnitelmia ja niihin perustuvia kirjasarjoja. Kirjasarjojen perusteella huomataan, ett\u00e4 k\u00e4\u00e4nteisfunktion k\u00e4sittely lukiomatematiikassa on pysynyt koko 2000-luvun l\u00e4hes identtisen\u00e4. Ainoa suurempi muutos tapahtui vuoden 2015 lukion opetussuunnitelmassa, kun k\u00e4\u00e4nteisfunktio siirrettiin pakollisilta kursseilta valinnaisille kursseille.", "language": "fi", "element": "description", "qualifier": "abstract", "schema": "dc"}, {"key": "dc.description.abstract", "value": "", "language": "en", "element": "description", "qualifier": "abstract", "schema": "dc"}, {"key": "dc.description.provenance", "value": "Submitted by Paivi Vuorio (paelvuor@jyu.fi) on 2025-05-27T18:25:23Z\nNo. of bitstreams: 0", "language": "en", "element": "description", "qualifier": "provenance", "schema": "dc"}, {"key": "dc.description.provenance", "value": "Made available in DSpace on 2025-05-27T18:25:23Z (GMT). No. of bitstreams: 0\n Previous issue date: 2025", "language": "en", "element": "description", "qualifier": "provenance", "schema": "dc"}, {"key": "dc.format.extent", "value": "37", "language": null, "element": "format", "qualifier": "extent", "schema": "dc"}, {"key": "dc.language.iso", "value": "fin", "language": null, "element": "language", "qualifier": "iso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.rights", "value": "In Copyright", "language": null, "element": "rights", "qualifier": null, "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.other", "value": "k\u00e4\u00e4nteiskuvauslause", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "other", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.other", "value": "k\u00e4\u00e4nteisfunktio", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "other", "schema": "dc"}, {"key": "dc.title", "value": "K\u00e4\u00e4nteiskuvauslause ja k\u00e4\u00e4nteisfunktio lukiomatematiikassa", "language": null, "element": "title", "qualifier": null, "schema": "dc"}, {"key": "dc.type", "value": "master thesis", "language": null, "element": "type", "qualifier": null, "schema": "dc"}, {"key": "dc.identifier.urn", "value": "URN:NBN:fi:jyu-202505274625", "language": null, "element": "identifier", "qualifier": "urn", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.faculty", "value": "Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta", "language": "fi", "element": "contributor", "qualifier": "faculty", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.faculty", "value": "Faculty of Sciences", "language": "en", "element": "contributor", "qualifier": "faculty", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.department", "value": "Matematiikan ja tilastotieteen laitos", "language": "fi", "element": "contributor", "qualifier": "department", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.department", "value": "Department of Mathematics and Statistics", "language": "en", "element": "contributor", "qualifier": "department", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.organization", "value": "Jyv\u00e4skyl\u00e4n yliopisto", "language": null, "element": "contributor", "qualifier": "organization", "schema": "dc"}, {"key": "dc.contributor.organization", "value": "University of Jyv\u00e4skyl\u00e4", "language": null, "element": "contributor", "qualifier": "organization", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.discipline", "value": "Matematiikan opettajankoulutus", "language": "fi", "element": "subject", "qualifier": "discipline", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.discipline", "value": "Teacher education programme in Mathematics", "language": "en", "element": "subject", "qualifier": "discipline", "schema": "dc"}, {"key": "dc.type.coar", "value": "http://purl.org/coar/resource_type/c_bdcc", "language": null, "element": "type", "qualifier": "coar", "schema": "dc"}, {"key": "dc.rights.copyright", "value": "\u00a9 The Author(s)", "language": "fi", "element": "rights", "qualifier": "copyright", "schema": "dc"}, {"key": "dc.rights.accesslevel", "value": "openAccess", "language": null, "element": "rights", "qualifier": "accesslevel", "schema": "dc"}, {"key": "dc.type.publication", "value": "masterThesis", "language": null, "element": "type", "qualifier": "publication", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "matematiikka", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "lukio", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "opetussuunnitelmat", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.subject.yso", "value": "funktiot", "language": null, "element": "subject", "qualifier": "yso", "schema": "dc"}, {"key": "dc.rights.url", "value": "https://rightsstatements.org/page/InC/1.0/", "language": null, "element": "rights", "qualifier": "url", "schema": "dc"}]
id jyx.123456789_102804
language fin
last_indexed 2025-05-28T20:04:42Z
main_date 2025-01-01T00:00:00Z
main_date_str 2025
online_boolean 1
online_urls_str_mv {"url":"https:\/\/jyx.jyu.fi\/bitstreams\/dd7c7589-ed9d-44eb-aae0-db439f93ce22\/download","text":"URN:NBN:fi:jyu-202505274625.pdf","source":"jyx","mediaType":"application\/pdf"}
publishDate 2025
record_format qdc
source_str_mv jyx
spellingShingle Piironen, Aleksi Käänteiskuvauslause ja käänteisfunktio lukiomatematiikassa käänteiskuvauslause käänteisfunktio Matematiikan opettajankoulutus Teacher education programme in Mathematics matematiikka lukio opetussuunnitelmat funktiot
title Käänteiskuvauslause ja käänteisfunktio lukiomatematiikassa
title_full Käänteiskuvauslause ja käänteisfunktio lukiomatematiikassa
title_fullStr Käänteiskuvauslause ja käänteisfunktio lukiomatematiikassa Käänteiskuvauslause ja käänteisfunktio lukiomatematiikassa
title_full_unstemmed Käänteiskuvauslause ja käänteisfunktio lukiomatematiikassa Käänteiskuvauslause ja käänteisfunktio lukiomatematiikassa
title_short Käänteiskuvauslause ja käänteisfunktio lukiomatematiikassa
title_sort käänteiskuvauslause ja käänteisfunktio lukiomatematiikassa
title_txtP Käänteiskuvauslause ja käänteisfunktio lukiomatematiikassa
topic käänteiskuvauslause käänteisfunktio Matematiikan opettajankoulutus Teacher education programme in Mathematics matematiikka lukio opetussuunnitelmat funktiot
topic_facet Matematiikan opettajankoulutus Teacher education programme in Mathematics funktiot käänteisfunktio käänteiskuvauslause lukio matematiikka opetussuunnitelmat
url https://jyx.jyu.fi/handle/123456789/102804 http://www.urn.fi/URN:NBN:fi:jyu-202505274625
work_keys_str_mv AT piironenaleksi käänteiskuvauslausejakäänteisfunktiolukiomatematiikassa