Что такое функция в математике 7 класс

Что такое функция в математике

Понятие функции в математике появилось не просто так. Давайте разберемся, зачем придумали функцию и как с ней можно работать.

Что такое функция в математике 7 класс. Смотреть фото Что такое функция в математике 7 класс. Смотреть картинку Что такое функция в математике 7 класс. Картинка про Что такое функция в математике 7 класс. Фото Что такое функция в математике 7 класс

Сколько времени двигается автомобильСколько км проедет автомобиль
1 час60 км
2 часа120 км
3 часа180 км

Если внимательно изучить таблицу станет очевидно, что между временем автомобиля в пути и пройденным расстоянием есть четкая зависимость.

Обозначим за « x » время автомобиля в пути.

Обозначим за « y » расстояние, пройденное автомобилем.

Запишем зависимость « y » (расстояния) от « x » (времени в пути автомобиля).

Давайте убедимся, что мы правильно записали зависимость пройденного расстояния от времени в пути.

Теперь вместо « y » запишем обозначение « y(x) ». Такая запись означает, что « y » зависит от « x ».

Окончательная запись нашей функции, которая показывает зависимость пройденного автомобилем расстояния от времени в пути, выглядит следующим образом:

Функцией называют зависимость « y » от « x ».

Запись функции в виде « y(x) = 60x » называют формульным способом задания функции.

Конечно, нужно понимать, что функция « y(x) = 60x » — это не единственная в мире функция. В математике бесконечное множество самых разнообразных функций.

Примеры других функций:

Единственное, что объединяет все функции, это то, что они показывают зависимость значения функция (« y ») от её аргумента (« x »).

Способы задания функции

Задание функции формулой

Через формульный способ задания функции всегда можно сразу по конкретному значению аргумента « x » найти значение функции « y ».

Например, рассмотрим функцию, заданную формульным способом.

Запишем расчет следующим образом.

Табличный способ задания функции

С табличным способом задания функции мы уже встречались, когда расписывали таблицу для функции, которая описывает движение автомобиля « y(x) = 60x ».

Любую функцию можно записать с помощью таблицы. Для этого достаточно найти несколько значений « y » для произвольно выбранных значений « x ».

Будьте внимательны, когда подставляете значение « x » в функцию,
у которой перед « x » есть минус.

Нельзя терять знак минуса, который стоит перед « x ».

При подстановки отрицательного числа в функцию вместо « x » обязательно заключайте отрицательное число в скобки. Не забывайте использовать правило знаков.

Подставим в функцию « y(x) = −x + 4 » вместо « x » отрицательное число « −1 ».

Неправильно

Что такое функция в математике 7 класс. Смотреть фото Что такое функция в математике 7 класс. Смотреть картинку Что такое функция в математике 7 класс. Картинка про Что такое функция в математике 7 класс. Фото Что такое функция в математике 7 класс

Правильно

Что такое функция в математике 7 класс. Смотреть фото Что такое функция в математике 7 класс. Смотреть картинку Что такое функция в математике 7 класс. Картинка про Что такое функция в математике 7 класс. Фото Что такое функция в математике 7 класс

Запишем полученные результаты в таблицу. Таким образом мы получили табличный способ задания функции « y(x) = −x + 4 ».

xy
−15
04
13

Графический способ задания функции

Теперь давайте разберемся, что называют графиком функции и как его построить.

Прежде чем перейти к изучению графического способа задания функции обязательно вспомните, что называют прямоугольной системой координат.

Рассмотрим функцию « y(x) = −2x + 1 ».

Результаты запишем в таблицу.

xРасчет
−1y(−1) = −2 · (−1) + 1 = 2 + 1 = 3
0y(0) = −2 · 0 + 1 = 0 + 1 = 1
1y(1) = −2 · 1 + 1 = −2 + 1 = −1

Назовем каждую полученную точку и запишем их координаты в новую таблицу.

Имя точкиxy
(·) A−13
(·) B01
(·) C1−1

Что такое функция в математике 7 класс. Смотреть фото Что такое функция в математике 7 класс. Смотреть картинку Что такое функция в математике 7 класс. Картинка про Что такое функция в математике 7 класс. Фото Что такое функция в математике 7 класс

Соединим отмеченные точки прямой. Проведенная прямая будет графиком функции « y(x) = −2x + 1 ».

Что такое функция в математике 7 класс. Смотреть фото Что такое функция в математике 7 класс. Смотреть картинку Что такое функция в математике 7 класс. Картинка про Что такое функция в математике 7 класс. Фото Что такое функция в математике 7 класс

График функции — это объединение всех точек, координаты которых мы можем найти, подставляя в функцию произвольные числовые значения вместо « x ».

Другими словами можно сказать, что под графиком функции мы понимаем множество всех точек, координаты которых мы можем найти, подставляя в функцию любые числовые значения вместо « x ».

Полученный график функции « y(x) = −2x + 1 » это бесконечное множество точек, которые лежат на одной прямой.

При многократном увеличении графика функции мы увидим, что в самом деле вся прямая состоит из рядом стоящих точек.

Что такое функция в математике 7 класс. Смотреть фото Что такое функция в математике 7 класс. Смотреть картинку Что такое функция в математике 7 класс. Картинка про Что такое функция в математике 7 класс. Фото Что такое функция в математике 7 класс

Точки располагаются максимально близко к друг другу, поэтому по расчетам получается, что графиком функции будет являться прямая.

Источник

Что такое Функция?

Что такое функция в математике 7 класс. Смотреть фото Что такое функция в математике 7 класс. Смотреть картинку Что такое функция в математике 7 класс. Картинка про Что такое функция в математике 7 класс. Фото Что такое функция в математике 7 класс

7 класс, 11 класс, ЕГЭ/ОГЭ

Статья находится на проверке у методистов Skysmart.
Если вы заметили ошибку, сообщите об этом в онлайн-чат
(в правом нижнем углу экрана).

Понятие функции

Определение функции можно сформулировать по-разному. Рассмотрим несколько вариантов, чтобы усвоить наверняка.

1. Функция — это взаимосвязь между величинами, то есть зависимость одной переменной величины от другой.

Знакомое обозначение y = f (x) как раз и выражает идею такой зависимости одной величины от другой. Величина у зависит от величины х по определенному закону, или правилу, которое обозначается f.

Вывод: меняя х (независимую переменную, или аргумент) — меняем значение у.

2. Функция — это определенное действие над переменной.

Значит, можно взять величину х, как-то над ней поколдовать — и получить соответствующую величину у.

В технической литературе можно встретить такие определения функции для устройств, в которых на вход подается х — на выходе получается у. Схематично это выглядит так:

Что такое функция в математике 7 класс. Смотреть фото Что такое функция в математике 7 класс. Смотреть картинку Что такое функция в математике 7 класс. Картинка про Что такое функция в математике 7 класс. Фото Что такое функция в математике 7 класс

В этом значении слово «функция» используют и в далеких от математики областях. Например, так говорят о функциях ноутбука, костей в организме или даже о функциях менеджера в компании. В каждом перечисленном случае речь идет именно о неких действиях.

3. Функция — это соответствие между двумя множествами, причем каждому элементу первого множества соответствует один элемент второго множества. Это самое популярное определение в учебниках по математике.

Например, в функции у = 2х каждому действительному числу х ставит в соответствие число в два раза большее, чем х.

Область определения — множество х, то есть область допустимых значений выражения, которое записано в формуле.

Например, для функции вида

Что такое функция в математике 7 класс. Смотреть фото Что такое функция в математике 7 класс. Смотреть картинку Что такое функция в математике 7 класс. Картинка про Что такое функция в математике 7 класс. Фото Что такое функция в математике 7 класс

область определения выглядит так:

И записать это можно так: D (y): х ≠ 0.

Область значений — множество у, то есть это значения, которые может принимать функция.

Например, естественная область значений функции y = x2 — это все числа больше либо равные нулю. Можно записать вот так: Е (у): у ≥ 0.

Для примера рассмотрим соответствие между двумя множествами — человек-владелец странички в инстаграм и сама страничка, у которой есть владелец. Такое соответствие можно назвать взаимно-однозначным — у человека есть страничка, и это можно проверить. И наоборот — по аккаунту в инстаграм можно проверить, кто им владеет.

В математике тоже есть такие взаимно-однозначные функции. Например, линейная функция у = 3х +2. Каждому значению х соответствует одно и только одно значение у. И наоборот — зная у, можно сразу найти х.

Источник

Понятие функции

Урок 12. Алгебра 7 класс

Что такое функция в математике 7 класс. Смотреть фото Что такое функция в математике 7 класс. Смотреть картинку Что такое функция в математике 7 класс. Картинка про Что такое функция в математике 7 класс. Фото Что такое функция в математике 7 класс

Что такое функция в математике 7 класс. Смотреть фото Что такое функция в математике 7 класс. Смотреть картинку Что такое функция в математике 7 класс. Картинка про Что такое функция в математике 7 класс. Фото Что такое функция в математике 7 класс

В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам

Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобрев в каталоге.

Получите невероятные возможности

Что такое функция в математике 7 класс. Смотреть фото Что такое функция в математике 7 класс. Смотреть картинку Что такое функция в математике 7 класс. Картинка про Что такое функция в математике 7 класс. Фото Что такое функция в математике 7 класс

Что такое функция в математике 7 класс. Смотреть фото Что такое функция в математике 7 класс. Смотреть картинку Что такое функция в математике 7 класс. Картинка про Что такое функция в математике 7 класс. Фото Что такое функция в математике 7 класс

Что такое функция в математике 7 класс. Смотреть фото Что такое функция в математике 7 класс. Смотреть картинку Что такое функция в математике 7 класс. Картинка про Что такое функция в математике 7 класс. Фото Что такое функция в математике 7 класс

Конспект урока «Понятие функции»

· ввести понятия «функциональная зависимость»;

· узнать о способах задания функции;

· познакомиться с историей функции.

Изучение темы начнём с рассмотрения нескольких примеров.

Что такое функция в математике 7 класс. Смотреть фото Что такое функция в математике 7 класс. Смотреть картинку Что такое функция в математике 7 класс. Картинка про Что такое функция в математике 7 класс. Фото Что такое функция в математике 7 класс

В рассмотренном примере переменную t называют независимой переменной, так как её значения мы выбирали произвольно. А переменную s называют зависимой переменной, так как её значения определяются выбранными значениями переменной t.

Что такое функция в математике 7 класс. Смотреть фото Что такое функция в математике 7 класс. Смотреть картинку Что такое функция в математике 7 класс. Картинка про Что такое функция в математике 7 класс. Фото Что такое функция в математике 7 класс

Давайте рассмотрим ещё один пример.

Что такое функция в математике 7 класс. Смотреть фото Что такое функция в математике 7 класс. Смотреть картинку Что такое функция в математике 7 класс. Картинка про Что такое функция в математике 7 класс. Фото Что такое функция в математике 7 класс

В этом примере переменная а является независимой переменной, а переменная Р – зависимой переменной.

Что такое функция в математике 7 класс. Смотреть фото Что такое функция в математике 7 класс. Смотреть картинку Что такое функция в математике 7 класс. Картинка про Что такое функция в математике 7 класс. Фото Что такое функция в математике 7 класс

В рассмотренных примерах каждому значению независимой переменной соответствует единственное значение зависимой переменной. Такую зависимость одной переменной от другой называю функциональной зависимостью или функцией.

Независимую переменную называют также аргументом, а зависимую – функцией от этого аргумента.

Так в рассмотренных примерах путь, пройденный автомобилем, является функцией от времени движения автомобиля. А периметр квадрата является функцией от его стороны.

Что такое функция в математике 7 класс. Смотреть фото Что такое функция в математике 7 класс. Смотреть картинку Что такое функция в математике 7 класс. Картинка про Что такое функция в математике 7 класс. Фото Что такое функция в математике 7 класс

Значения, которые принимает независимая переменная, образуют область определения функции.

Все значения зависимой переменной называют значениями функции.

А сейчас выполним следующее упражнение.

Что такое функция в математике 7 класс. Смотреть фото Что такое функция в математике 7 класс. Смотреть картинку Что такое функция в математике 7 класс. Картинка про Что такое функция в математике 7 класс. Фото Что такое функция в математике 7 класс

В семнадцатом веке французские математики Рене Декарт и Пьер Ферма впервые начали выражать зависимость между переменными при помощи формулы.

В рассмотренных выше примерах функции задавались с помощью формулы. И этот способ задания функции является более распространённым. Но давайте рассмотрим ещё несколько примеров.

На рисунке показано, как изменялась высота гиацинта в зависимости от его возраста. Рост указан в сантиметрах, а его возраст в днях.

Что такое функция в математике 7 класс. Смотреть фото Что такое функция в математике 7 класс. Смотреть картинку Что такое функция в математике 7 класс. Картинка про Что такое функция в математике 7 класс. Фото Что такое функция в математике 7 класс

С помощью этого графика мы можем сказать, какую высоту имеет цветок в зависимости от его возраста. Например,

Что такое функция в математике 7 класс. Смотреть фото Что такое функция в математике 7 класс. Смотреть картинку Что такое функция в математике 7 класс. Картинка про Что такое функция в математике 7 класс. Фото Что такое функция в математике 7 класс

В данном случае икс является независимой переменной, а игрек – зависимой переменной.

Что такое функция в математике 7 класс. Смотреть фото Что такое функция в математике 7 класс. Смотреть картинку Что такое функция в математике 7 класс. Картинка про Что такое функция в математике 7 класс. Фото Что такое функция в математике 7 класс

Здесь зависимость одной переменной от другой также является функциональной зависимостью, или функцией. Но, в отличие от предыдущих примеров, функция задана в виде графика.

И рассмотрим таблицу, в которой представлен результат измерений средней температуры воздуха в комнате в течение недели.

Что такое функция в математике 7 класс. Смотреть фото Что такое функция в математике 7 класс. Смотреть картинку Что такое функция в математике 7 класс. Картинка про Что такое функция в математике 7 класс. Фото Что такое функция в математике 7 класс

В данной таблице каждому значению n (то есть номеру дня недели) соответствует значение t (температуры воздуха в комнате). Например,

Что такое функция в математике 7 класс. Смотреть фото Что такое функция в математике 7 класс. Смотреть картинку Что такое функция в математике 7 класс. Картинка про Что такое функция в математике 7 класс. Фото Что такое функция в математике 7 класс

Здесь каждому значению независимой переменной соответствует единственное значение зависимой переменной.

Что такое функция в математике 7 класс. Смотреть фото Что такое функция в математике 7 класс. Смотреть картинку Что такое функция в математике 7 класс. Картинка про Что такое функция в математике 7 класс. Фото Что такое функция в математике 7 класс

А такую зависимость мы называем функцией. В этом примере функция задана в виде таблицы.

Источник

Урок алгебры в 7 классе по теме: «Что такое функция»

Разделы: Математика

Методический комментарий. Данная тема – начальный этап в систематическом изучении функции, одного из глобальных понятий математического анализа.

Очень важно именно на этом этапе научить учащихся “сконструировать” образ функции. Учащиеся должны научиться употреблять такие термины как “область определения функции”, “независимая переменная” (или “аргумент”), “зависимая переменная” (или “функция”), и понимать их смысл, а также двухсмысловое значение термина “функция”.

1. Проверка домашнего задания:

а) № 172 – запись решения одним учеником на доске.

б) № 174 – на доске записаны координаты точек А(3;-3), В(-2;-1), С(1,5;0,5), Д(1,5;3). Отметить эти точки на координатной плоскости магнитной доски цветными магнитами.

2. Устный счет.

Ответы учащиеся показывают на листочках блокнота для устного счета.

а) –1/3х = 9; в) х/15 = 2/3;

б) 3х – 10 = 0; г) 1 – (2 – х) = 0.

3. Кроссворд “Вертикаль” (у каждого учащегося заготовка для кроссворда).

1) Как называется знак, с помощью которого записывается число? (Цифра).

2) Равенство, верное только при определенных значениях переменной? (Уравнение).

3) Как называется значение переменной, при котором уравнение обращается в верное равенство? (Корень).

4) Адрес какой фигуры на координатной плоскости указывает упорядочная пара чисел? (Точка).

5) Как называется одна сотая часть числа? (Процент).

6) Как читается буква латинского алфавита “х”? (Икс).

7) Как называется равенство двух отношений? (Пропорция).

Что такое функция в математике 7 класс. Смотреть фото Что такое функция в математике 7 класс. Смотреть картинку Что такое функция в математике 7 класс. Картинка про Что такое функция в математике 7 класс. Фото Что такое функция в математике 7 класс

4. Совместная работа учителя и учащихся над определением понятия “функция”.

Попробуем сконструировать аппарат, работающий как функция. Мы закладываем в этот аппарат некоторое число “х”, аппарат срабатывает и выдает число “у”.

Что такое функция в математике 7 класс. Смотреть фото Что такое функция в математике 7 класс. Смотреть картинку Что такое функция в математике 7 класс. Картинка про Что такое функция в математике 7 класс. Фото Что такое функция в математике 7 класс

В наших примерах значения переменных t, в, а образно говоря мы закладывали в аппарат. Такие переменные называются независимыми переменными или аргументами. Аппарат нам выдал значения переменных S, Р, Sкв., такие переменные называются зависимыми переменными или функциями (от латинского functio – исполнение, осуществление).

5. Работа с таблицей по уточнению понятия “функция”, как зависимость одной переменной от другой.

В результате этой работы дается образной определение функций.

Функции – это математические портреты устойчивых закономерностей, познаваемых человеком.

6. Современная математика знает множество функций, и у каждой свой неповторимый облик, как неповторим облик каждого из миллионов людей, живущих на Земле.

Однако при всей непохожести одного человека на другого у каждого есть руки и ноги, уши и рот.

Точно так же облик каждой функции можно представить сложенным из набора характерных деталей. В них проявляются основные свойства функций.

Но прежде чем говорить о свойствах функций поговорим о способах заданий функции.

Здесь уместно вспомнить о пословицах. Ведь пословицы – это тоже отражение устойчивых закономерностей, выверенное многовековым опытом народа. Учитель называет пословицу, учащиеся определяют зависимые и независимые величины. “Чем дальше в лес, тем больше дров”. Количество дров нарастает по мере продвижения в глубь леса – от опушек, где все давным-давно собрано, до чащоб, куда еще не ступала нога заготовителя. “Каши маслом не испортишь”.

Составьте зависимость между “х” и “у”, анализируя таблицу и запишите эту зависимость в виде формулы (у = х 2 ).

3) Функция может быть задана формулой:

у = 2х; f(х) = х 2 ; S = 50t.

4) Графиком. Показать таблицу “Графики функций”.

7. Работа с учебником: № 252, 253.

8. Понятие области определения функции.

Построим графическую иллюстрацию к вышесказанным пословицам.

Что такое функция в математике 7 класс. Смотреть фото Что такое функция в математике 7 класс. Смотреть картинку Что такое функция в математике 7 класс. Картинка про Что такое функция в математике 7 класс. Фото Что такое функция в математике 7 класс

По оси ОХ мы откладывали множество значений независимой величины (аргумента). Такое множество называется областью определения функции.

Если функция задана формулой и не указано никаких ограничений, ее областью определения считается множество всех значений аргумента, при которых выполнимы все операции, участвующие в этой формуле.

у = х + 3 х – любое число.

f(х) = 1/х-3 х – все числа, кроме 3.

Работа с учебником № 255, 257, 266 (устно).

Источник

Алгебра

Именная карта банка для детей
с крутым дизайном, +200 бонусов

Закажи свою собственную карту банка и получи бонусы

План урока:

Понятие функции

Понятие функции в школьной программе впервые встречается в 7 классе, поэтому настоятельно рекомендуем перечитать посвященный этой теме урок. Напомним, что функцией (в учебной литературе может использоваться сокращение ф-ция) называется соответствие между элементами двух множеств или, другими словами, зависимость между двумя величинами. Чаще всего в алгебре рассматриваются числовые ф-ции, которые заданы аналитически, то есть формулой. В качестве примера можно привести запись

Здесь х – это независимая переменная, или аргумент, а у – зависимая величина, или просто функция. Принципиально важно, что каждому значению аргумента соответствует только одно значение зависимой величины. Часто в математике используют запись

Она читается как «игрек равен эф от икс» и означает, что величина у как-то зависит от х. По сути, она равноценна записи

Если в скобках стоит конкретное число, то запись означает значение ф-ции при этом значении аргумента.

У каждой ф-ции есть область допустимых значений (используется сокращение ОДЗ), или область определения функции. Это те значения аргумента, при которых ф-ция определена. Здесь возможны два случая. В первом область определения указывается прямо. Например, если рассматривается функция у = х 4 при значениях х от 1 до 3, то и областью определения будет всё множество чисел от 1 до 3. Для обозначения области определения используется запись D(y) или D(f). При изучении неравенств мы уже познакомились с такими объектами, как числовые промежутки. Именно с их помощью указывают ОДЗ.

Пример. Постройте график функции у = х, если D(y) = [– 3; 4].

Решение. Ф-ция у = х – это линейная функция, мы уже умеем строить их графики (они представляют собой прямую линию). Выглядеть он будет так:

Однако в условии также есть запись D (y) = [– 3; 4], которая означает, что ф-ция определена только при х от – 3 до 4. С учетом этого условия график несколько преобразится:

Грубо говоря, часть графика, которая не входит в область определения, просто «отрезана».

Значительно чаще область определения явно не указывается. В этом случае предполагается, что ф-ция определена во всех точках числовой прямой, в которых ее вообще возможно вычислить. Например, ф-цию у = 9х 3 – 47 можно вычислить при любом значении х, поэтому ее область определения – вся числовая прямая, то есть D(y) = (– ∞; + ∞).

А когда же вычислить функцию невозможно? К этому уроку нам известны две таких ситуации:

Например, вычислить ф-цию у = 5/х при х = 0 невозможно, поэтому ее область определения – вся числовая прямая, кроме нуля, то есть

имеет область определения D(y) = [5; + ∞), так как при х 2 при D(y) = [– 2; 2] областью значений будет промежуток [0; 4], то есть Е(у) = [0; 4]. Это видно из графика функции:

Ещё раз напомним, что область определения и область значения функции указываются с помощью числовых промежутков.

Теперь перейдем к тем понятиям, которые не изучались ранее. Первое из них – это нули функции. Так называют те значения аргумента, при которых функция обращается в ноль.

есть два нуля, х = 4 и х = 5. Убедиться в этом можно подстановкой:

у(4) = 4 2 – 9•4 + 20 = 0

у (5) = 5 2 – 9•5 + 20 = 0

Для нахождения нулей ф-ции у = f(x) надо просто решить уравнение

Например, чтобы найти нули приведенной выше функции

надо решить уравнение

Сделаем это, ведь мы уже умеем решать квадратные уравнения:

На графике нули ф-ции – это те точки, в которых график пересекает ось Ох:

Ещё одно новое понятие – промежутки знакопостоянства. Так называют промежутки числовой прямой, на которых ф-ция либо только положительна, либо только отрицательна. Для наглядности покажем их на графике:

Пусть есть ф-ция у = f(x). Для нахождения промежутков знакопостоянства необходимо решить неравенства f(x)>0 и у = f(x) 0:

Получаем, что функция положительна на промежутке (12; + ∞).

Аналогично решив неравенство 3х – 36 2 – 5х. Найдите такое значение величины а, для которого выполняется условие у(а) = у(а + 2).

Решение. Очевидно, что у(а) = а 2 – 5а. Теперь вычислим у(а + 2):

у(а + 2) = (а + 2) 2 – 5(а + 2) = а 2 + 4а + 4 – 5а – 10 = а 2 – а – 6.

Теперь приравняем значения у(а) и у(а + 2):

а 2 – 5а = а 2 – а – 6

а 2 – 5а – а 2 + а = – 6

Убедимся, что мы нашли требуемое значение а:

у(1,5) = 1,5 2 – 5•1,5 = 2,25 – 7,5 = – 5,25

у(1,5 + 2) = у(3,5) = 3,5 2 – 5•3,5 = 12,25 – 17,5 = – 5,25

Растяжение и сжатие графиков функций

Пусть на координатной плоскости есть точка А с координатами (х0; у0). Куда переместится эта точка, если ее ордината (то есть у0) увеличится, например, в два или в три раза? Она отодвинется от оси Ох. Если же ее ордината уменьшится, то точка приблизится к оси. Наконец, если ордината поменяет знак, то точка, изначально, лежащая выше оси, окажется ниже её. Проиллюстрируем это на картинке:

Пусть есть пара функций у(х) и g = k•у(х), где k– какое-то постоянное число (константа), не равная нулю. Примерами таких пар являются:

Посмотрим, как связаны графики таких функций. На рисунке красным цветом показана функция у(х), а синим g = 2у(x):

При любом значении аргумента выполняется условие g(х) = 2у(х). Это значит, что ордината (координата у) каждой точки графика g(х) вдвое больше, чем ордината соответствующей точки графика у(х). В частности, отрезок АА2 вдвое длиннее отрезка АА1:

Аналогично можно записать, что

Таким образом, график g(x) выглядит так, будто бы график у(х) «растянули» в 2 раза. Каждая точка «переезжает» на новое место, сдвигаясь по вертикали. Так, если точка А1 имела координаты (– 6; 2), то при растяжении графика функции она получит координаты (– 6; 4), то есть ее координата у увеличится вдвое. Точка B1 имела координаты (2; – 2), а в графике g(х) занимает позицию (2; – 4).

Убедимся в этом на примере ф-ций у = х 2 и g = 2х 2 :

В общем случае говорят, что график функции g(х) = ky(x) получается растяжением графика у(х) в k раз.

Пример. Функция у(х) задана графически:

Постройте график функции g(х) = 3у(х).

Решение. Каждую точку отодвинем от оси Ох, увеличив координату у точек в 3 раза:

При сжатии графика каждая точка параболы приближается к оси Ох, при этом ордината точек уменьшается вдвое. Так, точка А2 с координатами (3; 9) переходит в точку А1 с координатами (3; 4,5).

Отдельно стоит рассмотреть случай, при котором коэффициент k является отрицательным. В этом случае график отображается симметрично относительно оси Ох. Те точки, которые имели изначально положительную ординату и находились выше Ох, в результате получают отрицательную ординату и оказываются ниже оси Ох. Покажем на рисунке графики ф-ций у = х 2 и у = – х 2 (то есть k =– 1):

Если же, например, коэффициент k = – 2, то надо и растянуть график, и перевернуть его относительно оси Ох. В частности, так выглядит график у = – 2х 2 :

Параллельный перенос графиков функций

Теперь посмотрим, как передвинется отдельная точка на координатной плоскости, если к ее ординате добавить какое-нибудь число. Если это число положительное, то точка поднимется выше, а если отрицательное, то она опустится:

Это означает, что если к какой-нибудь функции добавить некоторое число, то график функции переместится вверх или вниз. Для примера построим графики функций у = х 2 + 2 и у = х 2 – 5:

Параллельный перенос возможен не только в вертикальном, но и в горизонтальном направлении. Для такого перемещения надо изменить абсциссу точки, а не ординату:

Аналогично может сдвинуться не только точка, но и целый график функции. Если вместо аргумента х подставить в ф-цию величину (х +n), то график сместится на n единиц влево.

у(0) = 0 2 = 0 и g(– 3) = g(– 3 + 3) 2 = 0 2 = 0

у(– 1) = (– 1) 2 = 1 и g(– 4) = g(– 4 + 3) 2 = (– 1) 2 = 1

у(– 2) = (– 2) 2 = 4 и g(– 5) = g(– 5 + 3) 2 = (– 2) 2 = 4

Точка А1 сдвинулась влево на 3 единицы и перешла в точку А2. Аналогично точка В1 отобразилась в точку В2.

Пусть в общем случае есть функции у = у(х) и g(x) = у(х +n), где n – некоторое постоянное число. Значение у(х) в точке х0 обозначается как у0. Теперь найдем значение g(x) в точке (х0 – n):

Получили, то же самое значение, что и у у(х). Покажем это на рисунке:

Рассмотрим теперь случай, когда график сдвигается вправо. Для этого из аргумента исходной функции надо вычесть какое-то число. На рисунке показаны графики функций у = 2х и у = 2(х – 4):

Каждая точка исходного графика (например, А1) «переехала» на 4 единицы вправо.

Надо понимать, что иногда один график можно получить из другого в несколько переходов. Пусть надо построить график у = – (х – 4) 2 + 5. Его можно получить из обычной параболы у = х 2 в три шага.

Последний шаг – это построение графика у = – (х – 4) 2 + 5. Его можно получить, подняв предыдущий график на 5 единиц вверх:

Гипербола и обратная пропорциональность

Найдем область определения функции у = 1/х. Ясно, что аргумент не может равняться нулю, так как иначе получим деление на ноль:

При любых других значениях х значение у вычислить можно, а потому областью определения будет промежуток (– ∞; 0)⋃(0;+ ∞).

При положительных значениях аргумента ф-ция также будет положительной:

При отрицательных х величина у будет становиться отрицательной:

Это означает, что график ф-ции будет располагаться в I и III четвертях.

Можно заметить, что чем больше х, тем ближе у к нулю:

И наоборот, чем ближе х к нулю, тем больше у:

При этом у не может равняться нулю. Действительно, дробь равна нулю только тогда, когда ее числитель равен нулю. Однако варьируя х, мы меняем только знаменатель, а в числителе остается единица. Поэтому областью значений функции у = х – 1 является промежуток (– ∞; 0)⋃(0;+ ∞).

Для построения графика найдем некоторые точки графика и занесем их в таблицу. Мы построим две таблицы – одну для положительных х, другую для отрицательных:

Теперь можно посмотреть и на сам график:

Первое, что бросается в глаза – это то, что график не представляет собой единую, непрерывную линию. Он разбит на две ветви, одна из которых располагается в III четверти, а другая – в I четверти. Такой «разрыв» связан с тем, что ноль не входит в область определения ф-ции.

Также можно заметить симметричность графика. Действительно, одна из ветвей является симметричным отображением второй ветви.

Построенный нами график называется гиперболой.

На координатной плоскости есть две прямые линии, к которым гипербола приближается, но при этом он не касается их. Это оси Ох и Оу. Для наглядности покажем их штриховой линией:

В математике подобные линии называют асимптотами функции. Горизонтальная асимптота прямая соответствует линии х = 0, а вертикальная асимптота линии у = 0.

Зная, как выглядит график у = 1/х, мы можем построить и другие, схожие с ним графики для ф-ций у = k/х, где k– это некоторое число. Их можно получить из гиперболы, используя сжатие и растяжение графиков. Если коэффициент k больше единицы, то график «отдаляется» от осей Ох и Оу:

Все эти линии являются примерами гипербол. Если коэффициент k отрицательный, то графики переворачиваются относительно оси Ох и занимают II и IV четверти:

Все приведенные зависимости вида у = k/х называют обратными пропорциональностями.

Примерами обратной пропорциональности являются ф-ции:

Обратная пропорциональность очень часто встречается в жизни. Так, время, затрачиваемое на поездку на автомобиле, обратно пропорционально средней скорости движения. Количество товара, которое можно купить на одну зарплату, обратно пропорционально стоимости этого товара.

Дробно-линейная функция

Теперь рассмотрим несколько более сложные ф-ции, чьи графики, однако, также представляют собой гиперболу. Пусть есть ф-ция вида

Как будет выглядеть ее график? Для ответа на этот вопрос выполним преобразование:

Здесь мы в числителе и знаменателе добавили и сразу вычли слагаемое 2.Этот прием помог нам выделить целую часть из дроби. В результате мы получили ф-цию, график которой можно получить с помощью двух параллельных переносов графика у = 6/х. Сначала график сместится на две единицы вправо:

На следующем шаге график поднимется на единицу вверх:

Стоит обратить внимание, что при таком передвижении гиперболы передвигаются и асимптоты графика гиперболы:

представляет собой дробь, являющуюся отношением двух линейных многочленов, х + 3 и х – 2. В математике подобные ф-ции называют дробно-линейными функциями. В качестве примеров дробно-линейных функций можно привести:

Из любой дробно-линейной функции можно выделить целую часть. Покажем это на нескольких примерах:

Во всех этих случаях график дробно-линейной функции можно построить с помощью двух параллельных переносов гиперболы.

Однако есть одно исключение. Иногда при выделении из дроби целой части дробной части не остается вовсе, то есть линейные полиномы можно сразу сократить. Например:

Графиком таких функций являются прямые горизонтальные линии. Однако на них должна быть одна «исключенная». Действительно, пусть надо построить график ф-ции

Проведя преобразования, получим

то есть у = 2. Однако в знаменателе дроби не может стоять ноль. Если же подставить в дробь х = – 2, то получим деление на ноль:

Поэтому график ф-ции будет выглядеть так:

Итак, по итогам урока мы узнали:

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *