Графік функції. Функції та їх графіки 3 x 1 2 графік

1. Дробно-лінійна функція та її графік

Функція виду y = P(x) / Q(x), де P(x) та Q(x) – багаточлени, називається дробово-раціональною функцією.

З поняттям раціональних чисел ви вже, напевно, знайомі. Аналогічно раціональні функції– це функції, які можна як приватне двох многочленов.

Якщо дробно-раціональна функція є приватне двох лінійних функцій – многочленів першого ступеня, тобто. функцію виду

y = (ax + b) / (cx + d), то її називають дробово-лінійною.

Зауважимо, що функції y = (ax + b) / (cx + d), c ≠ 0 (інакше функція стає лінійною y = ax/d + b/d) і що a/c ≠ b/d (інакше функція константа ). Дробно-лінійна функція визначена за всіх дійсних числах, крім x = -d/c. Графіки дробово-лінійних функцій формою не відрізняються від відомого вам графіка y = 1/x. Крива, що є графіком функції y = 1/x, називається гіперболою. При необмеженому збільшенні x за абсолютною величиною функція y = 1/x необмежено зменшується за абсолютною величиною і обидві гілки графіка наближаються до осі абсцис: права наближається зверху, а ліва – знизу. Прямі, до яких наближаються гілки гіперболи, називають її асимптотами.

приклад 1.

y = (2x + 1) / (x - 3).

Рішення.

Виділимо цілу частину: (2x + 1) / (x - 3) = 2 + 7 / (x - 3).

Тепер легко бачити, що графік цієї функції виходить з графіка функції y = 1/x наступними перетвореннями: зсувом на 3 одиничні відрізки вправо, розтягуванням вздовж осі Oy в 7 разів і зсувом на 2 одиничних відрізки вгору.

Будь-який дріб y = (ax + b) / (cx + d) можна записати аналогічним чином, виділивши цілу частину. Отже, графіки всіх дробово-лінійних функцій є гіперболи, по-різному зсунуті вздовж координатних осей і розтягнуті по осі Oy.

Для побудови графіка будь-якої довільної дробово-лінійної функції не обов'язково дріб, що задає цю функцію, перетворювати. Оскільки знаємо, що графік є гіпербола, досить знайти прямі, яких наближаються її гілки – асимптоти гіперболи x = -d/c і y = a/c.

приклад 2.

Знайти асимптоти графіка функції y = (3x + 5) / (2x + 2).

Рішення.

Функція не визначена при x = -1. Значить, пряма x = -1 є вертикальною асимптотою. Для знаходження горизонтальної асимптоти, з'ясуємо, чого наближаються значення функції y(x), коли аргумент x зростає по абсолютній величині.

Для цього розділимо чисельник та знаменник дробу на x:

y = (3+5/x)/(2+2/x).

При x → ∞ дріб прагнутиме 3/2. Значить, горизонтальна асимптота – пряма y = 3/2.

приклад 3.

Побудувати графік функції y = (2x + 1) / (x + 1).

Рішення.

Виділимо у дробу «цілу частину»:

(2x + 1) / (x + 1) = (2x + 2 – 1) / (x + 1) = 2(x + 1) / (x + 1) – 1/(x + 1) =

2 - 1/(x + 1).

Тепер легко бачити, що графік цієї функції виходить з графіка функції y = 1/x наступними перетвореннями: зсувом на 1 одиницю вліво, симетричним відображенням щодо Ox і зрушенням на 2 одиничних відрізки вгору осі Oy.

Область визначення D(y) = (-∞; -1)ᴗ(-1; +∞).

Область значень E(y) = (-∞; 2) ᴗ(2; +∞).

Точки перетину з осями: c Oy: (0; 1); c Ox: (-1/2; 0). Функція зростає кожному з проміжків області визначення.

Відповідь: рисунок 1.

2. Дробно-раціональна функція

Розглянемо дробово-раціональну функцію виду y = P(x) / Q(x), де P(x) і Q(x) – багаточлени, ступеня вище за першу.

Приклади таких раціональних функцій:

y = (x 3 - 5x + 6) / (x 7 - 6) або y = (x - 2) 2 (x + 1) / (x 2 + 3).

Якщо функція y = P(x) / Q(x) являє собою приватне двох багаточленів ступеня вище за першу, то її графік буде, як правило, складніше, і побудувати його точно, з усіма деталями буває іноді важко. Однак, часто достатньо застосувати прийоми, аналогічні тим, з якими ми вже ознайомилися вище.

Нехай дріб – правильний (n< m). Известно, что любую несократимую рациональную дробь можно представить, и притом единственным образом, в виде суммы конечного числа элементарных дробей, вид которых определяется разложением знаменателя дроби Q(x) в произведение действительных сомножителей:

P(x)/Q(x) = A 1 /(x – K 1) m1 + A 2 /(x – K 1) m1-1 + … + A m1 /(x – K 1) + …+

L 1 /(x – K s) ms + L 2 /(x – K s) ms-1 + … + L ms /(x – K s) + …+

+ (B 1 x + C 1) / (x 2 +p 1 x + q 1) m1 + … + (B m1 x + C m1) / (x 2 + p 1 x + q 1) + …+

+ (M 1 x + N 1) / (x 2 + p t x + q t) m1 + … + (M m1 x + N m1) / (x 2 + p t x + q t).

Очевидно, що графік дробово-раціональної функції можна одержати як суму графіків елементарних дробів.

Побудова графіків дробово-раціональних функцій

Розглянемо кілька способів побудови графіків дробово-раціональної функції.

приклад 4.

Побудувати графік функції y = 1/x2.

Рішення.

Використовуємо графік функції y = x 2 для побудови графіка y = 1/x 2 та скористаємося прийомом «поділу» графіків.

Область визначення D(y) = (-∞; 0)ᴗ(0; +∞).

Область значень E(y) = (0; +∞).

Точок перетину з осями немає. Функція парна. Зростає при всіх з інтервалу (-∞; 0), зменшується при x від 0 до +∞.

Відповідь: рисунок 2.

Приклад 5.

Побудувати графік функції y = (x 2 - 4x + 3) / (9 - 3x).

Рішення.

Область визначення D(y) = (-∞; 3)ᴗ(3; +∞).

y = (x 2 – 4x + 3) / (9 – 3x) = (x – 3)(x – 1) / (-3(x – 3)) = -(x – 1)/3 = -x/ 3+1/3.

Тут ми використовували прийом розкладання на множники, скорочення та приведення до лінійної функції.

Відповідь: рисунок 3.

Приклад 6.

Побудувати графік функції y = (x 2 - 1) / (x 2 + 1).

Рішення.

Область визначення D(y) = R. Оскільки функція парна, то графік симетричний щодо осі ординат. Перш ніж будувати графік, знову перетворимо вираз, виділивши цілу частину:

y = (x 2 - 1) / (x 2 + 1) = 1 - 2 / (x 2 + 1).

Зауважимо, що виділення цілої частини у формулі дробово-раціональної функції є одним із основних при побудові графіків.

Якщо x → ±∞ то y → 1, тобто. Пряма y = 1 є горизонтальною асимптотою.

Відповідь: рисунок 4.

Приклад 7.

Розглянемо функцію y = x/(x 2 + 1) і спробуємо точно визначити максимальне її значення, тобто. найвищу точку правої половини графіка. Щоб точно збудувати цей графік, сьогоднішніх знань недостатньо. Вочевидь, що крива неспроможна «піднятися» дуже високо, т.к. знаменник досить швидко починає «обганяти» чисельник. Подивимося, чи може значення функції дорівнювати 1. Для цього потрібно вирішити рівняння x 2 + 1 = x, x 2 – x + 1 = 0. Це рівняння не має дійсних коренів. Отже, наше припущення не є вірним. Щоб знайти найбільше значення функції, треба дізнатися, при якому найбільшому рівнянні А = x/(x 2 + 1) буде мати рішення. Замінимо вихідне рівняння квадратним: Аx 2 – x + А = 0. Це рівняння має рішення, коли 1 – 4А 2 ≥ 0. Звідси знаходимо найбільше значення А = 1/2.

Відповідь: рисунок 5, max y(x) = ½.

Залишились питання? Чи не знаєте, як будувати графіки функцій?
Щоб отримати допомогу репетитора – зареєструйтесь.
Перший урок – безкоштовно!

сайт, при повному або частковому копіюванні матеріалу посилання на першоджерело обов'язкове.

Функція y=x^2 називається квадратичною функцією. Графіком квадратичної функції парабола. Загальний вигляд параболи представлений малюнку нижче.

Квадратична функція

Рис 1. Загальний вигляд параболи

Як очевидно з графіка, він симетричний щодо осі Оу. Ось Оу називається віссю симетрії параболи. Це означає, що якщо провести на графіку пряму паралельну осі Ох вище це осі. То вона перетне параболу у двох точках. Відстань від цих точок до осі Оу буде однаковою.

Ось симетрії поділяє графік параболи на дві частини. Ці частини називаються гілками параболи. А точка параболи, яка лежить на осі симетрії, називається вершиною параболи. Тобто вісь симетрії проходить через вершину параболи. Координати цієї точки (0; 0).

Основні властивості квадратичної функції

1. При х = 0, у = 0, і у> 0 при х0

2. Мінімальне значення квадратична функція досягає у своїй вершині. Ymin при x=0; Слід також зауважити, що максимального значення функції не існує.

3. Функція зменшується на проміжку (-∞;0] і зростає на проміжку )