Гипермаркет знаний>>Математика>>Математика 8 класс>>Математика:Функция у = k/x, ее свойства и график
Функция у = k/x, ее свойства и график
В этом параграфе мы познакомимся с новой функцией — функцией Коэффициент k может принимать любые значения, кроме k = 0. Рассмотрим сначала случай, когда k = 1; таким образом, сначала речь пойдет о функции .
Чтобы построить график функции , поступим так же, как и в предыдущем параграфе: дадим независимой переменной х несколько конкретных значений и вычислим (по формулe ) соответствующие значения зависимой переменной у. Правда, на этот раз удобнее проводить вычисления и построения постепенно, сначала придавая аргументу только положительные значения, а затем — только отрицательные.
Первый этап. Если х = 1, то у = 1 (напомним, что мы пользуемся формулой );
Короче говоря, мы составили следующую таблицу:
Второй этап.
Короче говоря, мы составили следующую таблицу:
А теперь объединим два этапа в один, т. е. из двух рисунков 24 и 26 сделаем один (рис. 27). Это и есть график функции его называют гиперболой.
Попробуем по чертежу описать геометрические свойства гиперболы.
Во-первых, замечаем, что эта линия выглядит так же красиво, как парабола, поскольку обладает симметрией. Любая прямая, проходящая через начало координат О и расположенная в первом и третьем координатных углах, пересекает гиперболу в двух точках, которые лежат на этой прямой по разные стороны от точки О, но на равных расстояниях от нее (рис. 28). Это присуще, в частности, точкам (1; 1) и (- 1; – 1),
и т. д.Значит – О центр симметрии гиперболы. Говорят также, что гипербола симметрична относительно начала координат.
Во-вторых, видим, что гипербола состоит из двух симметричных относительно начала координат частей; их обычно называют ветвями гиперболы.
В-третьих, замечаем, что каждая ветвь гиперболы в одном направлении подходит все ближе и ближе к оси абсцисс, а в другом направлении — к оси ординат. В подобных случаях соответствующие прямые называют асимптотами.
Значит, график функции , т.е. гипербола, имеет две асимптоты: ось х и ось у.
Если внимательно проанализировать построенный график, то можно обнаружить еще одно геометрическое свойство, не такое очевидное, как три предыдущих (математики обычно говорят так: «более тонкое свойство»). У гиперболы имеется не только центр симметрии, но и оси симметрии.
В самом деле, построим прямую у = х (рис. 29). А теперь смотрите: точки расположены по разные стороны от проведенной прямой, но на равных расстояниях от нее. Они симметричны, относительно этой прямой. Тоже можно сказать о точках , где, конечно Значит, прямая y =x – ось симетрии гиперболы ( равно как и y = -x)
Пример 1. Найти наименьшее и наибольшее значения функции а) на отрезке ; б) на отрезке [- 8, – 1].
Решение, а) Построим график функции и выделим ту его часть, которая соответствует значениям переменной х из отрезка (рис. 30). Для выделенной части графика находим:
б) Построим график функции и выделим ту его часть, которая соответствует значениям переменной х из отрезка [- 8, – 1] (рис. 31). Для выделенной части графика находим:
Итак, мы рассмотрели функцию для случая, когда k= 1. Пусть теперь k — положительное число, отличное от 1, например k = 2.
Рассмотрим функцию и составим таблицу значений этой функции:
Построим точки (1; 2), (2; 1), (-1; -2), (-2; -1),
на координатной плоскости (рис. 32). Они намечают некоторую линию, состоящую из двух ветвей; проведем ее (рис. 33). Как и график функции , эту линию называют гиперболой.
Рассмотрим теперь случай, когда k < 0; пусть, например, k = – 1. Построим график функции (здесь k = – 1).
В предыдущем параграфе мы отметили, что график функции у = -f(x) симметричен графику функции у = f(x) относительно оси х. В частности, это значит, что график функции y = – f(x) симметричен графику функции у = f(x) относительно оси x. В частности, это значит, что график функции , симетричен графику односительно оси абсцисс ( рис. 34) Таким образом, мы получим гиперболу, ветви которой расположены во втором и четвертом координатных углах.
Вообще, графиком функции является гипербола, ветви которой расположены в первом и третьем координатных углах, если k > 0 (рис. 33), и во втором и четвертом координатных углах, если k < О (рис. 34). Точка (0; 0) — центр симметрии гиперболы, оси координат — асимптоты гиперболы.
Обычно говорят, что две величины х и у обратно пропорциональны, если они связаны соотношением ху = k (где k — число, отличное от 0), или, что то же самое, . По этой причине функцию называют иногда обратной пропорциональностью (по аналогии с функцией у – kx, которую, как вы, наверное,
помните, называют прямой пропорциональностью); число k — коэффициент обратной пропорциональности.
Свойства функции при k > 0
Описывая свойства этой функции, мы будем опираться на ее геометрическую модель— гиперболу (см., рис. 33).
1. Область определения функции состоит из всех чисел, кроме х = 0.
2. у > 0 при х>0;у<0 при х<0.
3. Функция убывает на промежутках (-°°, 0) и (0, +°°).
4. Функция не ограничена ни снизу, ни сверху.
5. Ни наименьшего, ни наибольшего значений у функции
6. Функция непрерывна на промежутках (-оо, 0) и (0, +оо) и претерпевает разрыв при х = 0.
Свойства функции при k < 0
Описывая свойства этой функции, мы будем опираться на ее геометрическую модель — гиперболу (см. рис. 34).
1. Область определения функции состоит из всех чисел, кроме х = 0.
2. у > 0 при х < 0; у < 0 при х > 0.
3. Функция возрастает на промежутках (-оо, 0) и (0, +оо).
4. Функция не ограничена ни снизу, ни сверху.
5. Ни наименьшего, ни наибольшего значений у функции нет.
6. Функция непрерывна на промежутках (-оо, 0) и (0, +оо) и претерпевает разрыв при х = 0.
Пример 2. Решить уравнение
Решение.
1) Рассмотрим две функции: и у = 5 – х.
2) Построим график функции гиперболу (рис. 35).
3) Построим график линейной функции Это — прямая, ее можно построить по двум точкам (0; 5) и (5; 0). Она изображена на том же чертеже (рис. 35).
4) По чертежу устанавливаем, что гипербола и прямая пересекаются в точках А (1; 4) и В (4; 1). Проверка показывает, что это на самом деле так.
Значит, данное уравнение имеет два корня: 1 и 4 — это абсциссы точек А и Б.
Ответ: 1,4.
Пример 3. Построить и прочитать график функции у = f(x), где
Решение. Построение графика, как обычно в таких случаях, осуществим «по кусочкам». Сначала построим параболу у = – х2 и выделим ее часть на отрезке [- 2, 1] (рис. 36).
Затем построим гиперболу у и выделим ее часть на открытом луче (1, +оо) (рис. 37). Наконец, оба «кусочка» изобразим в одной системе координат — получим график функции у = f(x) (рис. 38).
Перечислим свойства функции у = f(x), т.е. прочитаем график.
1. Область определения функции — луч [-2, +оо).
2. у = 0 при х = 0; у < 0 при – 2 < д; < 0 и при я > 0.
3. Функция возрастает на промежутке [-2, 0] и [1, +оо), убывает на отрезке [0, 1].
4. Функция ограничена и снизу и сверху.
5. унаим = – 4 (достигается при х = – 2); yнаиб = 0 (достигается при х = 0).
6. Функция непрерывна в заданной области определения.
(И В заключение рассмотрим пример, считающийся достаточно сложным.
Значит, f(x – 3) – f(x + 2) = 2,5f (х – 3) . f(х + 2), что и требовалось доказать.
Мордкович А. Г., Алгебра. 8 кл.: Учеб. для общеобразоват. учреждений.— 3-е изд., доработ. — М.: Мнемозина, 2001. — 223 с: ил.
Видео по математикескачать, домашнее задание, учителям и школьникам на помощь онлайн
Содержание урока конспект урока опорный каркас презентация урока акселеративные методы интерактивные технологии Практика задачи и упражнения самопроверка практикумы, тренинги, кейсы, квесты домашние задания дискуссионные вопросы риторические вопросы от учеников Иллюстрации аудио-, видеоклипы и мультимедиа фотографии, картинки графики, таблицы, схемы юмор, анекдоты, приколы, комиксы притчи, поговорки, кроссворды, цитаты Дополнения рефераты статьи фишки для любознательных шпаргалки учебники основные и дополнительные словарь терминов прочие Совершенствование учебников и уроков исправление ошибок в учебнике обновление фрагмента в учебнике элементы новаторства на уроке замена устаревших знаний новыми Только для учителей идеальные уроки календарный план на год методические рекомендации программы обсуждения Интегрированные уроки
Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, напишите нам.
Если вы хотите увидеть другие корректировки и пожелания к урокам, смотрите здесь – Образовательный форум.
Авторські права | Privacy Policy |FAQ | Партнери | Контакти | Кейс-уроки
© Автор системы образования 7W и Гипермаркета Знаний – Владимир Спиваковский
При использовании материалов ресурса
ссылка на edufuture.biz обязательна (для интернет ресурсов –
гиперссылка).
edufuture.biz 2008-© Все права защищены.
Сайт edufuture.biz является порталом, в котором не предусмотрены темы политики, наркомании, алкоголизма, курения и других “взрослых” тем.
Разработка – Гипермаркет знаний 2008-
Ждем Ваши замечания и предложения на email:
По вопросам рекламы и спонсорства пишите на email:
График дробно-рациональной функции. Гипербола.
Функция $y=frac{k}{x}$ . Гипербола. Свойства.
Пример 1: Построить график для функции $y=frac{1}{x}$, $fleft(xright)=frac{1}{x}$
- Вычислим значения функции в разнознаковых точках и нанесем точки с вычисленными координатами в системе $XOY$.
- $x=1$ $fleft(1right)=1$ $x=frac{1}{2}$ $fleft(frac{1}{2}right)=2$ $x=-1$ $fleft(-1right)=-1$ $x=-frac{1}{2}$ $fleft(-frac{1}{2}right)=-2$
- $x=2$ $fleft(2right)=frac{1}{2}$ $x=frac{1}{4}$ $fleft(frac{1}{4}right)=4$ $x=-2$ $fleft(-2right)=-frac{1}{2}$ $x=-frac{1}{4}$ $fleft(-frac{1}{4}right)=-4$
- $x=4$ $fleft(4right)=frac{1}{4}$ $x=frac{1}{8}$ $fleft(1right)=8$ $x=-4$ $fleft(-4right)=-frac{1}{4}$ $x=-frac{1}{8}$ $fleft(-frac{1}{8}right)=-8$ .
- В системе координат укажем точки $(1;1)$, $(2;1/2)$, $(4;1/4)$, $(1/2;2)$, $(1/4;4)$, $(1/8;8)$, $(-1;-1)$, $(-2;-1/2)$,
- Еще точки: $(-4;-1/4)$, $(-1/2;-2)$, $(-1/4;-4)$, $(-1/8;-8)$ . По всем точкам построим кривые – график функции $y=frac{1}{x}$
- Функция $y=frac{1}{x}$ не вычисляется при $x=0$, О.Д.З. $xne0$ . График имеет разрыв по вертикальной линии $x=0$. Ветви “прижаты” к ней.
- Ветви графика прижимаются к горизонтальной линии $y=0$. Функция $y=frac{1}{x}$ ни при каких $x$ не принимает значение $y=0$
Графиком функции $y=frac{k}{x}$ $kne0$ является гипербола , ветви прижимаются к асимптотическим линиям.
- если коэффициент $k > 0$ , в I и III координатных четвертях. Точка $(0;0)$ – центр симметрии.
- если $k < 0$ , то во II и IV координатных четвертях. Точка $(0;0)$ – центр симметрии.
- Асимптоты: Вертикальная асимптота, линия $x=0$, Горизонтальная асимптота, линия $y=0$
Cвойства функции $y=frac{k}{x}$ при $k > 0$ ( ветви гиперболы расположены в первом и третьем координатных углах) .
- Свойство 1: Область Определения Функции – вся числовая прямая , кроме $x=0$.
- Свойство 2: $y > 0$ при $x > 0$; $y < 0$ при $x < 0$.
- Свойство 3: Функция убывает на промежутках $( – ∞ ; 0 )$ и $( 0 ; + ∞)$
- Свойство 4: Функция не ограничена ни снизу, ни сверху.
- Свойство 5: Ни наименьшего, ни наибольшего значений $у$ функций нет.
- Свойство 6: Функция непрерывна на $( – ∞ ; 0 )$ и $( 0 ; + ∞)$.
- Свойство 7: Область значений функции – $( – ∞ ; 0 )$ U $( 0 ; + ∞)$. имеет разрыв в точке $x=0$.
Cвойства функции $y=frac{k}{x}$ при $k < 0$ (ветви гиперболы расположены во втором и четвертом координатных углах).
- Свойство 1: Область Определения Функции – вся числовая прямая , кроме $x=0$.
- Свойство 2: $y > 0$ при $x < 0$ ; $y < 0$ при $x > 0$.
- Свойство 3: Функция возврастает на промежутках $( – ∞ ; 0 )$ и $( 0 ; + ∞)$
- Свойство 4: Функция не ограничена ни снизу, ни сверху.
- Свойство 5: Ни наименьшего, ни наибольшего значений $у$ функций нет.
- Свойство 6: Функция непрерывна на $( – ∞ ; 0 )$ и $( 0 ; + ∞)$
- Свойство 7: Область значений функции – объединение $( – ∞ ; 0 )$ U $( 0 ; + ∞)$ . имеет разрыв в точке $x=0$.
Метод Замены для построения Графика Функции.
Мысль: Умеем строить график функции по-проще … используем его для построения функции при “сдвинутых” аргументах и значениях.
Как построить график функции $y=kcdot fleft(xright)$, если известен график функции $y=fleft(xright)$.
- График $y=5cdot fleft(xright)$: Растянуть вертикально вверх по оси $OY$ 5 раз все, что над $OX$ графика $y=fleft(xright)$ , $k$ раза.
- График $y=5cdot fleft(xright)$: Расстянуть вертикально вниз по оси $OY$ 5 раз все, что под $OX$ графика $y=fleft(xright)$ , $k$ раза.
- График $y=frac{1}{3}cdot fleft(xright)$: Сжать по вертикали, оси $OY$ график $y=fleft(xright)$ 3 раза.
- Еще способ: Перемасштабирование. Для $y=5cdot fleft(xright)$ … построить $y=fleft(xright)$, изменить масштаб: “1” станет “5”, “-2” станет “-10”, и т.д.
Как построить график функции $y=-fleft(xright)$, если известен график функции $y=fleft(xright)$.
- Эти функции принимают ровно противоположные значения. Значит: график $y=fleft(xright)$ надо отразить по оси $OX$, “перевернуть”.
Как построить график функции $y=fleft(x+lright)$, если известен график функции $y=fleft(xright)$.
- Построить график $y=fleft(x+lright)$, где $l > 0$? Сдвинуть график $y=fleft(xright)$ вдоль оси $OX$ на $l$ единиц масштаба влево.
- Построить график $y=fleft(x-lright)$, где $l < 0$? Сдвинуть график $y=fleft(xright)$ вдоль оси $OX$ на $l$ единиц масштаба вправо.
Как построить график функции $y=fleft(xright)+m$, если известен график функции $y=fleft(xright)$.
- Построить график $y=fleft(xright)+m$, где $m > 0$? Сдвинуть график $y=fleft(xright)$ вдоль оси $OY$ на $m$ единиц масштаба вверх;
- Построить график $y=fleft(xright)-m$, где $m > 0$? Сдвинуть график $y=fleft(xright)$ вдоль оси $OY$ на $m$ единиц масштаба вниз.
Как построить график функции $y=fleft(x+lright)+m$, если известен график функции $y=fleft(xright)$.
- График функции $y=fleft(x+lright)+m$ можно получить из графика $y=fleft(xright)$ параллельными сдвигами по осям $OX$ и $OY$.
График Дробной Функции.
Пример 2: Построить график функции $y=-frac{5}{x+3}$ .
- сначала построим график функции $y=-frac{5}{x}$ … от графика $y=frac{1}{x}$ … отразим от $OX$ и растянем по вертикали 5 раз.
- сдвинем получившуюся гиперболу вдоль оси $OX$ на $3$ единицы влево, получится требуемый график.
- это гипербола с асимптотами $x=-3$; $y=0$. “почему так?” – как мы строим графики?
- берем несколько $x$ – точек и находим для каждого свои $y$ – значения в соответствии “с формулой функции”.
- По точкам проводим график. Очевидно, если, скажем, $x=0,52$ функция $y=-frac{5}{x+3}$ дает какое-то значение,
- … то, конечно для $x=3,52$ другая функция, $y=-frac{5}{x}$ дает ровно такое же значение.
- значит, точки графиков будут различаться на $3$ единицы по $x$ – координате и совпадать по $y$ – координате.
- Ровно так и для всех точек. “Сравни две функции и вообрази их графики: каковы различия и что общего?”
Пример 3: Построить график функции $y=frac{4}{x}-5$ .
- Сначала надо построить график функции $y=frac{4}{x}$ . Гиперболу $y=frac{1}{x}$ “растянем” четыре раза.
- Сдвинуть получившуюся гиперболу вдоль оси $OY$ на $5$ клеточек вниз. Т.к. каждое значение должно отличаться на 5 единиц.
- получится требуемый график. Это гипербола с асимптотами $x=0$; $y=-5$.
- Важно знать где пересекается с нулем. Решение, корень $frac{4}{x}-5=0$ дает абсциссу $x=0.8$. Точка графика $left(0,8;0right)$.
Вертикальная асимптота – $x=0$, проходит в полюсе, точке разрыва функции. Точка обнуления знаменателя. Параллельно $OY$.
Горизонтальная асисмптота -$y=-5$, линия, на которую “ложится” график при значениях $х$ около $+-infty$. Параллельно $OX$.
Гипербола – график простой дроби, две асимптоты делят на 4 четверти, ветви гиперболы “зажаты – прижаты” к асимптотическим линиям .
Наклонная асимптота – линия типа $y=2x+3$, к которой “прижимаются” ветви графика “на” или “около” + – бесконечнoсти.
Пример 4: Построить график функции $y=frac{x-5}{x^2-25}$
- Если выражение функции упрощается, то следует это сделать. Ибо получится функция проще, легче вычисляемая и рисуемая.
- Тождественное преобразование, сокращение $frac{x-5}{x^2-25}=frac{x-5}{(x+5)(x-5)}=frac{1}{x+5}$. Так, что график $y=frac{1}{x+5}$ ?
- Не спеши! Мы сократили на $x-5$ , которое незаконно для $x=5$. Нарушается О.Д.З – в исходной функции нет места $x=5$.
- Значит: можем строить гиперболу $y=frac{1}{x+5}$ взамен нашей $y=frac{x-5}{x^2-25}$, но “без точки $x=5$”.
- Точка $x=5$ разрывает “гладкий” график гиперболы. Она называется “выколотая точка с координатами $left(5;0,1right)$”.
Важно уметь исследовать функцию – график около точек разрыва. + / – поблизости. Куда тянется?
- Исследуем около $x=-5$. Возьмем “близкие” точки $-5,01$ и $-4,99$. Вычислим приближенные значения.
- Чуть левее … $fleft(-5,01right)=frac{-5,01-5}{(-5,01)^2-5^2}approx -100$. Чуть правее … $fleft(-4,99right)=frac{-4,99-5}{(-4,99)^2-5^2}approx 100$.
- Прямая $x=-5$ – вертикальная асимптота. Ветвь слева прижимается “вниз”, к $-infty$ . А справа поднимается вверх к $+infty$.
- Около $x=5$. Чуть левее $fleft(4,99right)=frac{4,99-5}{4,99^2-5^2}approx0,101$. $fleft(5,01right)=frac{5,01-5}{5,01^2-5^2}approx0,099$.
- Значит, $x=5$ точка разрыва, на графике выколотая точка $left(5;0,1right)$. Т.к. в ней $y=frac{1}{5+5}=0,1$.
- “О нулях”: при $x=0$ $y=0,2$ . Но функция нигде не обнуляется, $yne0$. Прямая $y=0$ – горизонтальная асимптота.
Пример 5: Построить график функции $y=frac{x^2-16}{x+4}$
- О.Д.З функции $xne-4$. Оговорив это, со спокойной совестью сократим $y=frac{x^2-16}{x+4}=x-4$.
- График нащей функции – прямая линия $y=x-4$ с выколотой точкой $left(-4;-8right)$ при $x=-4$.
- “Близко чуть левее”: $x=-4,01$ значение $fleft(-4,01right)=frac{(-4,01)^2-16}{-4,01+4}=-8,01$. Ближе? … Предел $approx-8$.
- “О нулях”. при $x=0$ $y=-4$ . Обнуление функции $y=0$ при $x=4$ – пересечение с $x$ – осью.
График Дробно – Рациональной Функции.
Определение: дробно-рациональной порядка $left(n;mright)$ называется функция вида $y=frac{acdot x^n+5x^3-x+c}{bcdot x^m-4x^2-7x+d}$
Числитель – многочлен степени $n$ , знаменатель – многочлен степени $m$ . Общий вид: $y=frac{Pleft(xright)}{Qleft(xright)}$
Нули функции – корни числителя $Pleft(xright)=0$ , Асимптоты (полюсы) – корни знаменателя $Qleft(xright)=0$.
Пример 6: Построить график функции $y=frac{x^2}{x^2-9}$.
- Функция $fleft(xright)=frac{x^2}{x^2-9}$ – четная: $fleft(xright)=fleft(xright)$ $fleft(8right)=fleft(-8right)$ – Слева и справа от $OY$ симметрично.
- Вычисления: $fleft(-4right)=frac{left(-4right)^2}{left(-4right)^2-9}=frac{16}{7}approx2,3$ $fleft(-10right)=frac{100}{91}approx 1,1$ $fleft(-5right)=frac{25}{16}approx 1,6$ $fleft(-3,5right)=frac{12.25}{3,25}approx 3,8$
- $fleft(-2right)=fleft(2right)=frac{4}{-5}approx -0,8$ $fleft(-1right)=fleft(1right)approx -0,1$ $fleft(3,5right)approx 3,8$ $fleft(4right)approx 2,3$ $fleft(5right)approx 1,6$ $fleft(10right)approx 1,1$
- Наша функция имеет нули в точке $x=0$ , а вертикальные асимтоты – линии $x=-3$ , $x=3$
- Асимптота – прямая линия, к которой “прижимается” график функции, “подходя” к ней бесконечно близко.
- Чему равно $frac{x^2}{x^2-9}$ при очень больших $x$ ? $xapproxpm1000$ ? Конечно, $yapprox1$ горизонтальная асимптота $y=1$ .
- Анализ графика: 1) Обнуляется при $x=0$ . 2) Значение в нуле : $y=frac{x^2}{x^2-9}$ в $x=0$ равно $y=0$.
- 3) Поведение в разрывах: “чуть левее” полюса $xapprox-3-0,01$ значение $y > 0$ – “большое положительное”.
- “чуть правее” разрыва $xapprox-3+0,01$ значение функции “большое отрицательное”.
- Поведение около другого разрыва: когда $x$ “чуть левее” , например $xapprox3-0,01$ , то $y < 0$ ;
- когда $x$ “чуть правее” , например $xapprox3+0,01$ , то $y > 0$.
- 4) Поведение на бесконечности: при $xapproxpminfty$ значение “ложится” около $yapprox1$.
- 5) Область определения функции – все точки оси $x$ , кроме $x=pm3$
- 6) Функция положительна $y > 0$ на интервалах $x < -3$ , $x > 3$.
- 7) Функция отрицательна $y < 0$ на интервалах $-3 < x < 0$ , $0 < x < 3$.
пробaп
Графический способ решения уравнений
Пример 7: Решить уравнение $frac{2}{x}=x^2+1$ графическим способом.
- Рассмотрим две функции : $y=frac{2}{x}$ и $y=x^2+1$ построим гиперболу $y=frac{2}{x}$ и параболу $y=x^2+1$ по
- чертежу видно, что графики пересекаются в точке с координатами $left(1;2right)$. если подставить $x=1$ в уравнение,
- то равенство выполняется: $frac{2}{1}=1^2+1$ обе функции принимают одно и то же значение $2=2$.
- ответ: $x=1$. при таком $x$ графики пересекаются.
- “почему?”: при каких $x$ – числах выравниваются обе части уравнения? при тех $x$ – числах, при которых левая
- функция и правая функция приобретают одинаковые значения … это то же самое, что графики этих функций
- пересекаются в точках с такими $x$ – координатами.
Пример 8: Решить уравнение $frac{5}{x}=x-4$.
- рассмотрим две функции: $y=frac{5}{x}$ и $y=x-4$, построим их графики: гиперболу $y=frac{5}{x}$ и прямую $y=x-4$.
- по чертежу видно, что гипербола и прямая пересекаются в точках $(-1;-5)$ и $(5;1)$. проверим, подставим
- $x=-1$ и $x=5$ в уравнение : $frac{5}{-1}=-1-4$ $Leftrightarrow$ $-5=-5$ и $frac{5}{5}=5-4$ $Leftrightarrow$ $1=1$ . равенство
- выполняется, значит данное уравнение имеет два корня – абсциссы точек пересечения графиков.
- ответ: $x_1=-1$; $x_2=5$.
Пример 9: Найти наименьшее и наибольшее значения функции $y=frac{1}{x}$ на отрезках а) $left[frac{1}{3};5right]$ и б) $left[-7;-1right]$.
- Построим график функции $y=frac{1}{x}$ .
- Выделим часть графика, соответствующую значениям переменной $x$ на отрезке $left[frac{1}{3};5right]$.
- Для выделенной части графика находим: наименьшее значение $y=frac{1}{5}$ при $x=5$ , наибольшее $y=3$ при $x=frac{1}{3}$.
- Выделим часть графика, соответствующую значениям переменной $x$ на отрезке $left[-7;-1right]$.
- Для выделенной части графика находим: наименьшее значение $y=-frac{1}{7}$ при $x=-7$ наибольшее $y=-1$ при $x=-1$.
Пример 10: Доказать, что функция $y=fleft(xright)$ , где $fleft(xright)=frac{4}{x}$
удовлетворяет соотношению $fleft(x-5right)-fleft(x+1right)=1,5cdot fleft(x-5right)cdot fleft(x+1right)$.
- Подставим в аргументы функций значения $x-5$ и $x+1$, получим: $fleft(x-5right)=frac{4}{x-5}$ и $fleft(x+1right)=frac{4}{x+1}$ .
- распишем левую часть тождества $fleft(x-5right)-fleft(x+1right)=frac{4}{x-5}-frac{4}{x+1}=frac{4left(x+1right)-4left(x-5right)}{left(x-5right)left(x+1right)}=frac{24}{left(x-5right)left(x+1right)}$. аналогично,
- с правой стороны получим $1,5cdot fleft(x-5right)cdot fleft(x+1right)=1,5frac{4}{x-5}cdotfrac{4}{x+1}=frac{1,5cdot16}{left(x-5right)left(x+1right)}=frac{24}{left(x-5right)left(x+1right)}$. одинаковые! ч.т.д.
Упражнения
Смотрите бесплатные видео-уроки на канале Ёжику Понятно по теме “Графики функций”.
Видео-уроки на канале Ёжику Понятно. Подпишись!
Содержание страницы:
Декартова система координат
Система координат – это две взаимно перпендикулярные координатные прямые, пересекающиеся в точке, которая является началом отсчета для каждой из них.
Координатные оси – прямые, образующие систему координат.
Ось абсцисс (ось x ) – горизонтальная ось.
Ось ординат (ось y ) – вертикальная ось.
Функция
Функция – это отображение элементов множества X на множество Y. При этом каждому элементу x множества X соответствует одно единственное значение y множества Y.
Прямая
Линейная функция – функция вида y = a x + b где a и b – любые числа.
Графиком линейной функции является прямая линия.
Рассмотрим, как будет выглядеть график в зависимости от коэффициентов a и b :
Если a > 0 , прямая будет проходить через I и III координатные четверти.
b – точка пересечения прямой с осью y .
Если a < 0 , прямая будет проходить через II и IV координатные четверти.
b – точка пересечения прямой с осью y .
Если a = 0 , функция принимает вид y = b .
Отдельно выделим график уравнения x = a .
Важно: это уравнение не является функцией так как нарушается определение функции (функция ставит в соответствие каждому элементу x множества X одно единственно значение y множества Y). Данное уравнение ставит в соответствие одному элементу x бесконечное множества элементов y. Тем не менее, график данного уравнения построить можно. Просто не будем называть его гордым словом «Функция».
Парабола
Графиком функции y = a x 2 + b x + c является парабола.
Для того, чтобы однозначно определить, как располагается график параболы на плоскости, нужно знать, на что влияют коэффициенты a , b , c :
- Коэффициент a указывает на то, куда направлены ветки параболы.
- Если a > 0 , ветки параболы направлены вверх.
- Если a < 0 , ветки параболы направлены вниз.
- Коэффициент c указывает, в какой точке парабола пересекает ось y.
- Коэффициент b помогает найти x в – координату вершины параболы.
x в = − b 2 a
- Дискриминант позволяет определить, сколько точек пересечения у параболы с осью .
- Если D > 0 – две точки пересечения.
- Если D = 0 – одна точка пересечения.
- Если D < 0 – нет точек пересечения.
Гипербола
Графиком функции y = k x является гипербола.
Характерная особенность гиперболы в том, что у неё есть асимптоты.
Асимптоты гиперболы – прямые, к которым она стремится, уходя в бесконечность.
Ось x – горизонтальная асимптота гиперболы
Ось y – вертикальная асимптота гиперболы.
На графике асимптоты отмечены зелёной пунктирной линией.
Если коэффициент k > 0 , то ветви гиперолы проходят через I и III четверти.
Если k < 0, ветви гиперболы проходят через II и IV четверти.
Чем меньше абсолютная величина коэффиента k (коэффициент k без учета знака), тем ближе ветви гиперболы к осям x и y .
Квадратный корень
Функция y = x имеет следующий график:
Возрастающие/убывающие функции
Функция y = f ( x ) возрастает на интервале, если большему значению аргумента (большему значению x ) соответствует большее значение функции (большее значение y ) .
То есть чем больше (правее) икс, тем больше (выше) игрек. График поднимается вверх (смотрим слева направо)
Примеры возрастающих функций:
Функция y = f ( x ) убывает на интервале, если большему значению аргумента (большему значению x ) соответствует меньшее значение функции (большее значение y ) .
То есть чем больше (правее) икс, тем меньше (ниже) игрек. График опускается вниз (смотрим слева направо).
Примеры убывающих функций:
Для того, чтобы найти наибольшее значение функции, находим самую высокую точку на графике и смотрим, какая у нее координата по оси ординат (по оси y ) . Это значение и будет являться наибольшим значением функции.
Для того, чтобы найти наименьшее значение функции, находим самую нижнюю точку на графике и смотрим, какая у нее координата по оси ординат (по оси y ) . Это значение и будет являться наименьшим значением функции.
Задание №11 из ОГЭ 2020. Типовые задачи и принцип их решения.
Скачать домашнее задание к уроку 5.
Свойства гиперболы
1) Область определения и область значений
По аналитическому заданию функции видно, что х ≠-a, поскольку знаменатель дроби не может ровняться нулю. Таким образом получим:
D(f)=(-∞;-а) U (-a;+∞)
Область значений
Е(f)=(-∞;+∞)
2) Нули функции
Если b=0, то график функции не пересекает ось ОХ;
Если b≠0, то гипербола имеет одну точку пересечения с ОХ:*
x=-(k+ab)/b
3) Промежутки знакопостоянства
Рассмотрим только 2 простых случая, остальные случаи вы можете рассмотреть аналитически самостоятельно по алгоритму из раздела Свойства функций -> Знакопостоянство
Случай 1: a=0, b=0, k>0
f(x)>0, при x ∈ (0; +∞)
f(x)<0, при x ∈ (-∞;0)
Случай 1: a=0, b=0, k<0
f(x)<0, при x ∈ (0; +∞)
f(x)>0, при x ∈ (-∞;0)
4) Промежутки монотонности
Аналогично с промежутками знакопостоянства рассмотрим только 2 случая
Случай 1: a=0, b=0, k>0
Функция убывает при
x ∈ (-∞;0) U (0; +∞)
Функция возрастает при
x ∈ (-∞;0) U (0; +∞)
5) Четность и нечетность
Функция является нечетной при a=0, b=0, то есть если имеет вид y=k/x
График функции, заданной формулой вида или , , — гипербола.
Область определения функции, заданной формулой , — все действительные числа, кроме 0, значит, график этой функции не пересекает ось ординат. Аналогично график, заданный , не будет проходить ни через одну точку плоскости с абсциссой (то есть не пересекает вертикальную прямую ).
В зависимости от значений, которые принимают параметры , гипербола – может быть по-разному расположена на декартовой плоскости. При
Рис.1
При наличии параметров и график гиперболы получается из графика параллельным переносом вправо вдоль оси на и вверх вдоль оси на (см. рис. 2).
Рис.2
Пример 1. Установите соответствие между графиками функций (см. рис. 3) и формулами, которые их задают.
Рис. 3
1) ; 2) ; 3 ) ; 4) .
Решение. Все три графика — гиперболы, то есть заданы формулами вида или .
Для графика А значение параметра , значит, он может быть задан формулами 1 или 4. Проверим точку (1; -2), через которую проходит этот график. Формула номер 1: — подходит. Формула номер 4: — не подходит. Следовательно, из предложенных формул графику А соответствует формула 1. Для графика Б выполняется