Лінійна функція. Теорія

Лінійною функцією називається функція виду y=kx+b, де x-незалежна змінна, k та b-будь-які числа.
Графік лінійної функції є пряма.

1. Щоб постояти графік функції, нам потрібні координати двох точок, що належать графіку функції. Щоб їх знайти, потрібно взяти два значення х, підставити їх на рівняння функції, і за ними обчислити відповідні значення y.

Наприклад, щоб побудувати графік функції y=x+2, зручно взяти x=0 та x=3, тоді ординати цих точок дорівнюватимуть y=2 та y=3. Отримаємо точки А(0;2) та В(3;3). З'єднаємо їх та отримаємо графік функції y=x+2:

2. У формулі y=kx+b число k називається коефіцієнтом пропорційності:
якщо k>0, то функція y=kx+b зростає
якщо k
Коефіцієнт b показує усунення графіка функції вздовж осі OY:
якщо b>0, то графік функції y=kx+b виходить із графіка функціїy=kx зрушенням на b одиниць вгору вздовж осі OY
якщо b
На малюнку нижче зображено графіки функцій y=2x+3; y= ½ x+3; y=x+3

Зауважимо, що у всіх цих функціях коефіцієнт k більше нуля,та функції є зростаючими.Причому чим більше значення k, тим більше кут нахилу прямий до позитивного спрямування осі OX.

У всіх функціях b=3 – і бачимо, що це графіки перетинають вісь OY у точці (0;3)

Тепер розглянемо графіки функцій y=-2x+3; y=- ½ x+3; y=-x+3

На цей раз у всіх функціях коефіцієнт k менше нуля,та функції спадають.Коефіцієнт b=3, і графіки як у попередньому випадку перетинають вісь OY в точці (0;3)

Розглянемо графіки функцій y=2x+3; y=2x; y=2x-3

Тепер у всіх рівняннях функцій коефіцієнти k дорівнюють 2. І ми отримали три паралельні прямі.

Але коефіцієнти b різні, і ці графіки перетинають вісь OY у різних точках:
Графік функції y=2x+3 (b=3) перетинає вісь OY у точці (0;3)
Графік функції y=2x (b=0) перетинає вісь OY у точці (0;0) – початку координат.
Графік функції y=2x-3 (b=-3) перетинає вісь OY у точці (0;-3)

Отже, якщо знаємо знаки коефіцієнтів k і b, можемо відразу уявити, як виглядає графік функції y=kx+b.
Якщо k 0

Якщо k>0 та b>0, то графік функції y=kx+b має вигляд:

Якщо k>0 та b, то графік функції y=kx+b має вигляд:

Якщо k, то графік функції y=kx+b має вигляд:

Якщо k=0, то функція y=kx+b перетворюється на функцію y=b та її графік має вигляд:

Ординати всіх точок графіка функції y=b дорівнюють b Якщо b=0, То графік функції y = kx (пряма пропорційність) проходить через початок координат:

3. Окремо відзначимо графік рівняння x = a.Графік цього рівняння є пряму лінію, паралельну осі OY всі точки якої мають абсцису x=a.

Наприклад, графік рівняння x=3 виглядає так:
Увага!Рівняння x=a не є функцією, тому одному значенню аргументу відповідають різні значенняфункції, що відповідає визначенню функції.


4. Умова паралельності двох прямих:

Графік функції y=k 1 x+b 1 паралельний графіку функції y=k 2 x+b 2 якщо k 1 =k 2

5. Умова перепендикулярності двох прямих:

Графік функції y=k 1 x+b 1 перепендикулярний графіку функції y=k 2 x+b 2 якщо k 1 *k 2 =-1 або k 1 =-1/k 2

6. Точки перетину графіка функції y=kx+b із осями координат.

З віссю ОY. Абсцис будь-якої точки, що належить осі ОY дорівнює нулю. Тому, щоб знайти точку перетину з віссю ОY потрібно в рівняння функції замість х підставити нуль. Отримаємо y=b. Тобто точка перетину з віссю OY має координати (0; b).

З віссю ОХ: Ордината будь-якої точки, що належить осі ОХ, дорівнює нулю. Тому, щоб знайти точку перетину з віссю ОХ, потрібно в рівняння функції замість y підставити нуль. Отримаємо 0=kx+b. Звідси x=-b/k. Тобто точка перетину з віссю OX має координати (-b/k; 0):

Лінійною функцієюназивається функція виду y = kx + b, задана на багатьох дійсних чисел. Тут k- Кутовий коефіцієнт (дійсне число), b вільний член (дійсне число), x- Незалежна змінна.

В окремому випадку, якщо k = 0, отримаємо постійну функцію y = bграфік якої є пряма, паралельна осі Ox, що проходить через точку з координатами (0; b).

Якщо b = 0, то отримаємо функцію y = kxяка є прямою пропорційністю.

bдовжина відрізка, Який відсікає пряма по осі Oy, рахуючи від початку координат.

Геометричний зміст коефіцієнта kкут нахилупрямий до позитивного напрямку осі Ox вважається проти годинникової стрілки.

Властивості лінійної функції:

1) Область визначення лінійної функції є вся речова вісь;

2) Якщо k ≠ 0, то область значень лінійної функції є вся речова вісь. Якщо k = 0, то область значень лінійної функції складається з числа b;

3) Парність та непарність лінійної функції залежать від значень коефіцієнтів kі b.

a) b ≠ 0, k = 0,отже, y = b – парна;

b) b = 0, k ≠ 0,отже y = kx - непарна;

c) b ≠ 0, k ≠ 0,отже y = kx + b – функція загального вигляду;

d) b = 0, k = 0,отже y = 0 – як парна, і непарна функція.

4) Властивістю періодичності лінійна функція не має;

5) Точки перетину з осями координат:

Ox: y = kx + b = 0, x = -b/k, отже (-b/k; 0)- Точка перетину з віссю абсцис.

Ой: y = 0k + b = b, отже (0; b)- Точка перетину з віссю ординат.

Зауваження.Якщо b = 0і k = 0, то функція y = 0звертається в нуль за будь-якого значення змінної х. Якщо b ≠ 0і k = 0, то функція y = bне звертається в нуль за жодних значень змінної х.

6) Проміжки знаковості залежать від коефіцієнта k.

a) k > 0; kx + b > 0, kx > -b, x > -b/k.

y = kx + b- Позитивна при xз (-b/k; +∞),

y = kx + b- негативна при xз (-∞; -b/k).

b) k< 0; kx + b < 0, kx < -b, x < -b/k.

y = kx + b- Позитивна при xз (-∞; -b/k),

y = kx + b- негативна при xз (-b/k; +∞).

c) k = 0, b> 0; y = kx + bпозитивна по всій області визначення,

k = 0, b< 0; y = kx + b негативна по всій області визначення.

7) Проміжки монотонності лінійної функції залежить від коефіцієнта k.

k > 0, отже y = kx + bзростає по всій області визначення,

k< 0 , отже y = kx + bзменшується по всій області визначення.

8) Графіком лінійної функції є пряма. Для побудови прямої достатньо знати дві точки. Положення прямої на координатній площині залежить від значень коефіцієнтів kі b. Нижче наведено таблицю, яка наочно це ілюструє.