Wykresem funkcji liniowej jest prosta, której położenie zależy od współczynników we wzorze. Zobacz, jak ją narysować oraz określić monotoniczność, dziedzinę i zbiór wartości funkcji.
Przypomnienie
Funkcją liniową nazywamy funkcję określoną wzorem:
gdzie , oraz
nazywamy
nazywamy
Wykres funkcji liniowej
W układzie współrzędnych wykres funkcji liniowej to nic innego jak linia prosta.
Najprostszym sposobem na narysowanie wykresu jest stworzenie tabeli, w której wybieramy dowolne i podstawiając do wzoru obliczamy dla nich wartości .
Uwaga: Do narysowania wykresu funkcji liniowej wystarczą dwa punkty, jednak dla dokładności rysunku wyznaczymy cztery punkty 🙂
Przykład: Dana jest funkcja . Narysuj wykres danej funkcji.
Aby narysować wykres wybieramy dowolne argumenty i obliczamy dla nich wartość funkcji ze wzoru obliczamy .
Otrzymaliśmy punkt , )
, )
, )
, )
, )
Zaznaczamy punkty z tabeli w układzie współrzędnych i łączymy je prostą.
Otrzymaliśmy wykres funkcji.
Przykład: Wskaż równanie prostej, której fragment przedstawiony jest na poniższym wykresie
A.
B.
C.
D.
Sposób 1:
Jednym ze sposobów na rozwiązanie tego zadania jest wyznaczenie równania kierunkowego prostej, które przekształcimy na równanie ogólne (bo w tej postaci mamy nasze odpowiedzi).
Szukamy współczynnika kierunkowego i wyrazu wolnego funkcji liniowej aby uzupełnić niewiadome i w postaci kierunkowej .
Punkt to punkt przecięcia wykresu funkcji liniowej z osią . Widzimy, że wykres przecina oś dla . Znaleźliśmy wyraz wolny , uzupełniamy niewiadomą.
Mamy:
Wykres funkcji przecina oś w punkcie , jest to miejsce zerowe. Podstawmy je do naszego wzoru
Zamiana stronami
Wyznaczyliśmy równanie kierunkowe prostej: .
Wyznaczmy równanie ogólne Doprowadźmy do postaci czyli takiej, która najbardziej przypomina nam możliwe opcje wyboru.
Porządkujemy
Odpowiedź: C.
Sposób 2:
Z wykresu odczytać możemy, że prosta przechodzi przez dwa punkty o współrzędnych i . Aby znaleźć równanie kierunkowe prostej możemy użyć metody wyznaczania prostej przechodzącej przez dwa punkty. Nauczymy Cię jej w kolejnym dziale - potraktuj to jako ćwiczenie 🙂
Dalsza część jak w powyższym przykładzie.
Monotoniczność funkcji liniowej
Funkcja liniowa jest
malejąca
stała
rosnąca
Przykład: Dla jakiego funkcja liniowa jest malejąca?
Funkcja liniowa jest malejąca wtedy i tylko wtedy, gdy współczynnik kierunkowy (liczba przy ) jest mniejszy od , więc rozwiązujemy nierówność:
Uwaga: Pamiętaj o zamianie znaku lub na przeciwny przy dzieleniu nierówności przez liczby ujemne!
Odpowiedź: Funkcja jest malejąca dla .
Przykład: Dla jakiego funkcja liniowa jest stała?
Funkcja liniowa jest stała wtedy i tylko wtedy, gdy współczynnik kierunkowy (liczba przy ) jest równy . W naszym przypadku , zatem rozwiązujemy równanie:
Odpowiedź: Funkcja jest stała dla .
Przykład: Funkcja liniowa jest malejąca i ma dodatnie miejsce zerowe. Wynika stąd, że
A. i
B. i
C. i
D. i
Funkcja liniowa jest malejąca, gdy . Wiedząc, że ma ona dodatnie miejsce zerowe narysujmy przykładowy wykres funkcji. Przecina on oś w punkcie .
Patrząc na przykładowy wykres funkcji widzimy, że musi być dodatnie, czyli .
Ostatecznie i .
Odpowiedź: D.
Przykład: Na rysunku przedstawiono fragment wykresu funkcji liniowej opisanej równaniem kierunkowym . Jakie znaki mają współczynnik kierunkowy prostej i wyraz wolny ?
Funkcja jest rosnąca, zatem .
Funkcja przecina oś pod osią , stąd .
Odpowiedź: i .
Przykład: Na rysunku przedstawiono dwie proste równoległe i .
Zatem:
A.
B.
C.
D.
Proste są malejące, zatem
Iloczyn dwóch liczb ujemnych jest liczbą dodatnią, więc
Wartości i możemy wyczytać wprost z wykresu
Iloczyn liczb dodatniej i ujemnej jest ujemny, zatem
Ostatecznie i .
Odpowiedź:B.
Dziedzina i zbiór wartości funkcji liniowej
Dziedziną funkcji liniowej jest zbiór liczb rzeczywistych (jeżeli w zadaniu nie jest określone inaczej!)
Przykład: Funkcja określona jest wzorem . Podaj dziedzinę tej funkcji.
Narysujmy najpierw wykres funkcji .
Wyobraź sobie, że funkcja rzuca cień na oś .
Widać, że ten cień się nie kończy. Wynika z tego, że dziedziną funkcji jest zbiór liczb rzeczywistych .
Odpowiedź: Dziedziną funkcji jest zbiór liczb rzeczywistych .
Przykład: Funkcja określona jest wzorem dla każdej liczby z przedziału . Podaj dziedzinę tej funkcji.
Funkcja określona jest wzorem . Uwaga! Funkcja jest określona TYLKO dla liczb z przedziału .
Wyobraź sobie, że funkcja rzuca cień na oś . Ten cień to dziedzina.
Widać, że ten cień jest ograniczony. Wynika z tego że dziedziną jest konkretny przedział.
W tym przypadku dziedziną funkcji jest przedział .
Okazuje się, że dziedzina określona była już w zadaniu i do jej wyznaczenia nie potrzeba rysunku. Przeanalizujmy treść ponownie:
Funkcja określona jest wzorem dla każdej liczby z przedziału .
Odpowiedź: Dziedziną funkcji jest przedział .
Zbiorem wartości (przeciwdziedziną) MOŻE BYĆ zbiór liczb rzeczywistych bądź, jeśli funkcja jest stała tj. współczynnik , więc np. , zatem , to zbiorem wartości jest jedna liczba, tutaj akurat ZW=.
Uwaga: Pojęcie zbioru wartości często występuje wraz z pojęciem dziedziny. Jeżeli w zadaniu dziedzina określona jest jako przedział, to również przeciwdziedzina staje się ograniczona.
Przykład: Odczytaj z wykresu dziedzinę i zbiór wartości funkcji.
Nic nie ogranicza nam osi .
Nic nie ogranicza nam osi .
Dziedzina=
Dziedzina=
Nic nie ogranicza nam osi .
Nic nie ogranicza nam osi .
ZW=
ZW=
Przykład: Odczytaj z wykresu dziedzinę i zbiór wartości funkcji.
Widzimy, że oś jest ograniczona przedziałem.
Nasza funkcja rzuca cień na oś od do .
Wynika z tego, że dziedziną funkcji jest przedział .
Widzimy, że oś jest ograniczona przedziałem.
Nasza funkcja rzuca cień na oś od do .
Wynika z tego, że zbiorem wartości funkcji jest przedział .
Odpowiedź: Dziedzina, ZW.
Uwaga: U uczniów częstym problemem jest poprawna kolejność w zapisie dziedziny lub zbioru wartości. Często zamiast ZW zapisuje się ZW.
Dlaczego ten zapis nie jest poprawny ?
W dziedzinie i zbiorze wartości liczby z przedziału powinny występować w kolejności rosnącej np.
Dziedzina.
ZW.
Czy teraz zapis ZW wydaje się nielogiczny ? 🙂
Przykład: Funkcja określona jest wzorem dla każdej liczby z przedziału . Podaj dziedzinę i zbiór wartości tej funkcji.
Na podstawie jednego z poprzednich przykładów możemy odczytać, że
Dziedzina
Widzimy, że oś jest ograniczona przedziałem.
Nasza funkcja rzuca cień na oś od do .
Wynika z tego, że zbiorem wartości funkcji jest przedział .
Odpowiedź: Dziedzina, ZW.
Komentarze