1. Kasr chiziqli funksiya va uning grafigi

P(x) va Q(x) polinom bo‘lgan y = P(x) / Q(x) ko‘rinishdagi funksiya kasrli ratsional funksiya deyiladi.

Ehtimol, siz ratsional sonlar tushunchasi bilan tanish bo'lgansiz. Xuddi shunday ratsional funktsiyalar ikki koʻphadning boʻlimi sifatida ifodalanishi mumkin boʻlgan funksiyalardir.

Agar kasrli ratsional funktsiya ikkita chiziqli funktsiyaning koeffitsienti bo'lsa - birinchi darajali polinomlar, ya'ni. shaklning funktsiyasi

y = (ax + b) / (cx + d), keyin u kasr chiziqli deb ataladi.

y = (ax + b) / (cx + d) funktsiyasida c ≠ 0 (aks holda funktsiya chiziqli y = ax/d + b/d ga aylanadi) va a/c ≠ b/d (aks holda funktsiya doimiy). Kasr chiziqli funksiya hamma uchun aniqlangan haqiqiy raqamlar, x = -d/c bundan mustasno. Kasr chiziqli funksiyalarning grafiklari siz bilgan y = 1/x grafigidan shakli jihatidan farq qilmaydi. y = 1/x funksiyaning grafigi bo'lgan egri chiziq deyiladi giperbola. Mutlaq qiymatdagi x ning cheksiz o'sishi bilan y = 1/x funksiya mutlaq qiymatda cheksiz kamayadi va grafikning ikkala shoxlari ham abscissaga yaqinlashadi: o'ng tomon yuqoridan, chap tomon esa pastdan. Giperbolaning shoxlari yaqinlashadigan chiziqlar uning deyiladi asimptotlar.

1-misol.

y = (2x + 1) / (x – 3).

Yechim.

Butun qismni tanlaymiz: (2x + 1) / (x – 3) = 2 + 7/(x – 3).

Endi bu funksiyaning grafigi y = 1/x funksiya grafigidan quyidagi o‘zgartirishlar orqali olinganligini ko‘rish oson: 3 birlik segmentga o‘ngga siljish, Oy o‘qi bo‘ylab 7 marta cho‘zish va 2 ga siljish. birlik segmentlari yuqoriga.

Har qanday kasr y = (ax + b) / (cx + d) "butun qism" ni ta'kidlab, shunga o'xshash tarzda yozilishi mumkin. Binobarin, barcha kasr chiziqli funksiyalarning grafiklari koordinata o'qlari bo'ylab turli yo'llar bilan siljigan va Oy o'qi bo'ylab cho'zilgan giperbolalardir.

Har qanday ixtiyoriy kasrning grafigini qurish chiziqli funksiya Bu funktsiyani aniqlovchi kasrni o'zgartirish umuman shart emas. Grafik giperbola ekanligini bilganimiz uchun uning shoxlari yaqinlashadigan to'g'ri chiziqlar - x = -d/c va y = a/c giperbolaning asimptotalarini topish kifoya qiladi.

2-misol.

y = (3x + 5)/(2x + 2) funksiya grafigining asimptotalarini toping.

Yechim.

Funktsiya aniqlanmagan, x = -1 da. Demak, x = -1 to'g'ri chiziq vertikal asimptota vazifasini bajaradi. Gorizontal asimptotani topish uchun x argumenti mutlaq qiymatga oshganda y(x) funksiyaning qiymatlari qanday yondashishini aniqlaylik.

Buning uchun kasrning soni va maxrajini x ga bo'ling:

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

X → ∞ sifatida kasr 3/2 ga moyil bo'ladi. Ma'nosi, gorizontal asimptota- bu to'g'ri chiziq y = 3/2.

3-misol.

y = (2x + 1)/(x + 1) funksiya grafigini tuzing.

Yechim.

Kasrning "butun qismini" tanlaymiz:

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

2 – 1/(x + 1).

Endi bu funksiyaning grafigi y = 1/x funksiya grafigidan quyidagi oʻzgartirishlar orqali olinganligini koʻrish oson: chapga 1 birlikka siljish, Oxga nisbatan simmetrik displey va quyidagi oʻzgartirishlar. Oy o'qi bo'ylab yuqoriga 2 birlik segmentlar.

Domen D(y) = (-∞; -1)ᴗ(-1; +∞).

Qiymatlar diapazoni E(y) = (-∞; 2)ᴗ(2; +∞).

O'qlar bilan kesishish nuqtalari: c Oy: (0; 1); c Ox: (-1/2; 0). Funktsiya aniqlanish sohasining har bir oralig'ida ortadi.

Javob: 1-rasm.

2. Kasr ratsional funksiya

y = P(x) / Q(x) ko'rinishdagi kasrli ratsional funktsiyani ko'rib chiqaylik, bu erda P(x) va Q(x) birinchidan yuqori darajali polinomlardir.

Bunday ratsional funktsiyalarga misollar:

y = (x 3 – 5x + 6) / (x 7 – 6) yoki y = (x – 2) 2 (x + 1) / (x 2 + 3).

Agar y = P(x) / Q(x) funksiya ikki darajali ko‘phadning birinchisidan yuqori bo‘linmasini ifodalasa, uning grafigi, qoida tariqasida, murakkabroq bo‘ladi va ba’zan uni to‘g‘ri qurish qiyin bo‘lishi mumkin. , barcha tafsilotlari bilan. Biroq, ko'pincha biz yuqorida tanishtirganlarga o'xshash usullardan foydalanish kifoya.

Kasr to'g'ri kasr bo'lsin (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).

Shubhasiz, kasr ratsional funktsiyaning grafigi elementar kasrlar grafiklarining yig'indisi sifatida olinishi mumkin.

Kasrli ratsional funksiyalarning grafiklarini tuzish

Kasrli ratsional funktsiyaning grafiklarini qurishning bir necha usullarini ko'rib chiqamiz.

4-misol.

y = 1/x 2 funksiya grafigini tuzing.

Yechim.

y = 1/x 2 grafigini qurish uchun y = x 2 funksiyaning grafigidan foydalanamiz va grafiklarni “bo‘lish” texnikasidan foydalanamiz.

Domen D(y) = (-∞; 0)ᴗ(0; +∞).

E(y) = (0; +∞) qiymatlar diapazoni.

O'qlar bilan kesishish nuqtalari yo'q. Funktsiya teng. Barcha x uchun (-∞; 0) oraliqdan ortadi, x uchun 0 dan +∞ gacha kamayadi.

Javob: 2-rasm.

5-misol.

y = (x 2 – 4x + 3) / (9 – 3x) funksiya grafigini tuzing.

Yechim.

Domen 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.

Bu erda biz chiziqli funktsiyaga faktorizatsiya, qisqartirish va qisqartirish texnikasidan foydalandik.

Javob: 3-rasm.

6-misol.

y = (x 2 – 1)/(x 2 + 1) funksiya grafigini tuzing.

Yechim.

Ta'rif sohasi D(y) = R. Funktsiya juft bo'lgani uchun grafik ordinataga nisbatan simmetrikdir. Grafikni qurishdan oldin, keling, butun qismini ajratib ko'rsatib, ifodani yana o'zgartiramiz:

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

E'tibor bering, kasr ratsional funktsiya formulasida butun son qismini ajratib olish grafiklarni qurishda asosiylaridan biridir.

Agar x → ±∞ bo'lsa, u holda y → 1, ya'ni. y = 1 to'g'ri chiziq gorizontal asimptotadir.

Javob: 4-rasm.

7-misol.

y = x/(x 2 + 1) funksiyani ko'rib chiqamiz va uning eng katta qiymatini aniq topishga harakat qilamiz, ya'ni. grafikning o'ng yarmidagi eng yuqori nuqta. Ushbu grafikni to'g'ri tuzish uchun bugungi bilim etarli emas. Shubhasiz, bizning egri chiziq juda baland "ko'tarilishi" mumkin emas, chunki maxraj tezda hisoblagichni "quvib o'tishni" boshlaydi. Funktsiyaning qiymati 1 ga teng bo'lishi mumkinligini ko'rib chiqamiz. Buning uchun x 2 + 1 = x, x 2 – x + 1 = 0 tenglamasini yechishimiz kerak. Bu tenglamaning haqiqiy ildizlari yo'q. Bu bizning taxminimiz noto'g'ri ekanligini anglatadi. Eng ko'p topish uchun katta qiymat funktsiya uchun A = x/(x 2 + 1) tenglama qaysi eng katta A bo'yicha yechimga ega bo'lishini aniqlashingiz kerak. Dastlabki tenglamani kvadratik tenglamaga almashtiramiz: Ax 2 – x + A = 0. Bu tenglama 1 – 4A 2 ≥ 0 bo‘lganda yechimga ega. Bu yerdan topamiz. eng yuqori qiymat A = 1/2.

Javob: 5-rasm, max y(x) = ½.

Hali ham savollaringiz bormi? Funksiyalarni qanday grafik qilishni bilmayapsizmi?
Repetitordan yordam olish uchun ro'yxatdan o'ting.
Birinchi dars bepul!

veb-sayt, materialni to'liq yoki qisman nusxalashda manbaga havola talab qilinadi.

Funksiya grafigi funksiyaning koordinata tekisligidagi xatti-harakatlarining vizual tasviridir. Grafiklar funksiyaning o‘zidan aniqlab bo‘lmaydigan funksiyaning turli tomonlarini tushunishga yordam beradi. Siz ko'p funktsiyalarning grafiklarini qurishingiz mumkin va ularning har biri beriladi ma'lum bir formula. Har qanday funktsiyaning grafigi ma'lum bir algoritm yordamida tuziladi (agar siz ma'lum bir funktsiyaning grafigini chizishning aniq jarayonini unutgan bo'lsangiz).

Qadamlar

Chiziqli funktsiyaning grafigini tuzish

Funktsiyaning chiziqli ekanligini aniqlang. Chiziqli funktsiya shakl formulasi bilan berilgan F (x) = k x + b (\displaystyle F(x)=kx+b) yoki y = k x + b (\displaystyle y=kx+b)(masalan, ) va uning grafigi to'g'ri chiziqdir. Shunday qilib, formulaga bitta o'zgaruvchi va bitta doimiy (doimiy) ko'rsatkichlar, ildiz belgilari va shunga o'xshashlarsiz kiradi. Agar shunga o'xshash turdagi funksiya berilgan bo'lsa, bunday funktsiyaning grafigini tuzish juda oddiy. Bu erda chiziqli funktsiyalarning boshqa misollari:

Y o'qidagi nuqtani belgilash uchun doimiydan foydalaning. Doimiy (b) - bu grafikning Y o'qini kesishgan nuqtaning "y" koordinatasi, ya'ni "x" koordinatasi 0 ga teng bo'lgan nuqta. Shunday qilib, agar x = 0 formulaga almashtirilsa. , keyin y = b (doimiy). Bizning misolimizda y = 2 x + 5 (\displaystyle y=2x+5) doimiy 5 ga teng, ya'ni Y o'qi bilan kesishgan nuqta koordinatalariga (0,5) ega. Ushbu nuqtani joylashtiring koordinata tekisligi.

Chiziqning qiyaligini toping. U o'zgaruvchining ko'paytmasiga teng. Bizning misolimizda y = 2 x + 5 (\displaystyle y=2x+5)"x" o'zgaruvchisi bilan 2 omil mavjud; demak, qiyalik koeffitsienti 2 ga teng. Nishab koeffitsienti to'g'ri chiziqning X o'qiga og'ish burchagini aniqlaydi, ya'ni qiyalik koeffitsienti qanchalik katta bo'lsa, funksiya shunchalik tez ortadi yoki kamayadi.

Nishabni kasr shaklida yozing. Burchak koeffitsienti qiyalik burchagi tangensiga, ya'ni vertikal masofaning (to'g'ri chiziqdagi ikki nuqta orasidagi) gorizontal masofaga (bir xil nuqtalar orasidagi) nisbatiga tengdir. Bizning misolimizda qiyalik 2 ga teng, shuning uchun vertikal masofa 2 va gorizontal masofa 1 ekanligini aytishimiz mumkin. Buni kasr shaklida yozing: 2 1 (\displaystyle (\frac (2)(1))).

• Nishab salbiy bo'lsa, funktsiya pasayadi.

1. To'g'ri chiziq Y o'qini kesishgan nuqtadan vertikal va gorizontal masofalar yordamida ikkinchi nuqtani chizing.

   Ikki nuqta yordamida chiziqli funktsiyaning grafigini tuzish mumkin. Bizning misolimizda Y o'qi bilan kesishish nuqtasi koordinatalariga ega (0,5); Shu nuqtadan boshlab, 2 bo'shliqni yuqoriga va keyin 1 bo'shliqni o'ngga siljiting. Nuqtani belgilang; uning koordinatalari (1,7) bo'ladi. Endi siz to'g'ri chiziq chizishingiz mumkin. Chizgichdan foydalanib, ikkita nuqta orqali to'g'ri chiziq o'tkazing.

   Xatolarga yo'l qo'ymaslik uchun uchinchi nuqtani toping, lekin ko'p hollarda grafik ikkita nuqta yordamida chizilishi mumkin. Shunday qilib, siz chiziqli funktsiyani tuzdingiz.

   1. Koordinata tekisligida nuqtalarni chizish Funktsiyani aniqlang. Funktsiya f(x) bilan belgilanadi. Hammasi mumkin bo'lgan qiymatlar

      Ikkita kesishuvchi perpendikulyar chiziq chizing. Gorizontal chiziq X o'qidir. Vertikal chiziq Y o'qidir.

      Koordinata o'qlarini belgilang. Har bir o'qni teng segmentlarga ajrating va ularni raqamlang. O'qlarning kesishish nuqtasi 0. X o'qi uchun: o'ngga (0 dan) chizilgan. ijobiy raqamlar, chap tomonda esa salbiy. Y o'qi uchun: musbat raqamlar tepada (0 dan), manfiy raqamlar esa pastda joylashgan.

      “x” qiymatlaridan “y” qiymatlarini toping. Bizning misolimizda f(x) = x+2. Tegishli y qiymatlarini hisoblash uchun ushbu formulaga o'ziga xos x qiymatlarini qo'ying. Agar murakkab funktsiya berilgan bo'lsa, tenglamaning bir tomonidagi "y" ni ajratib, uni soddalashtiring.

      • -1: -1 + 2 = 1
      • 0: 0 +2 = 2
      • 1: 1 + 2 = 3

   2. Nuqtalarni koordinata tekisligida chizing. Har bir juft koordinata uchun quyidagilarni bajaring: X o'qi bo'yicha tegishli qiymatni toping va vertikal chiziqni (nuqta) chizing; Y o'qi bo'yicha mos keladigan qiymatni toping va gorizontal chiziqni (chiziq chiziq) torting. Ikki nuqta chiziqning kesishish nuqtasini belgilang; Shunday qilib, siz grafikdagi nuqtani chizdingiz.

      Nuqtali chiziqlarni o'chiring. Grafikdagi barcha nuqtalarni koordinata tekisligida chizgandan keyin buni bajaring. Izoh: f(x) = x funksiyaning grafigi koordinata markazidan o'tuvchi to'g'ri chiziq [koordinatalari (0,0) bo'lgan nuqta]; f(x) = x + 2 grafigi f(x) = x chiziqqa parallel, lekin ikki birlikka yuqoriga siljigan va shuning uchun (0,2) koordinatali nuqtadan o'tuvchi chiziqdir (chunki doimiy 2 ga teng). .

   Murakkab funktsiyaning grafigini tuzish

   Funktsiyaning nollarini toping. Funktsiyaning nollari y = 0 bo'lgan x o'zgaruvchining qiymatlari, ya'ni bu grafik X o'qini kesib o'tadigan nuqtalardir, lekin hamma funktsiyalarda ham nolga ega emasligini yodda tuting har qanday funktsiyani grafikalash jarayonidagi qadam. Funktsiyaning nollarini topish uchun uni nolga tenglashtiring. Masalan:

   Gorizontal asimptotalarni toping va belgilang. Asimptot - bu funksiya grafigi yaqinlashadigan, lekin hech qachon kesishmaydigan chiziq (ya'ni, bu mintaqada funksiya aniqlanmagan, masalan, 0 ga bo'linganda). Asimptotani nuqta chiziq bilan belgilang. Agar "x" o'zgaruvchisi kasrning maxrajida bo'lsa (masalan, y = 1 4 − x 2 (\displaystyle y=(\frac (1)(4-x^(2))))), maxrajni nolga qo'ying va "x" ni toping. Olingan "x" o'zgaruvchining qiymatlarida funktsiya aniqlanmagan (bizning misolimizda x = 2 va x = -2 orqali nuqtali chiziqlar torting), chunki siz 0 ga bo'linmaysiz. Ammo asimptotlar nafaqat funksiya o'z ichiga olgan hollarda mavjud kasr ifodasi. Shuning uchun sog'lom fikrdan foydalanish tavsiya etiladi:

y (x) = e x, hosilasi funksiyaning o'ziga teng.

Ko'rsatkich , yoki sifatida belgilanadi.

Raqam e

Ko'rsatkich darajasining asosi raqam e. Bu irratsional son. Bu taxminan teng
e ≈ 2,718281828459045...

E soni ketma-ketlikning chegarasi orqali aniqlanadi. Bu deb ataladigan narsa ikkinchi ajoyib chegara:
.

e soni qator sifatida ham ifodalanishi mumkin:
.

Eksponensial grafik

Eksponensial grafik, y = e x .

Grafik ko'rsatkichni ko'rsatadi e darajaga qadar X.
y (x) = e x
Grafik ko'rsatkichning monoton ravishda ortib borishini ko'rsatadi.

Formulalar

Asosiy formulalar bilan bir xil eksponensial funktsiya quvvat bazasi bilan e.

;
;
;

Ixtiyoriy a darajali asosli eksponensial funktsiyani eksponensial orqali ifodalash:
.

Shaxsiy qadriyatlar

Keling, y (x) = e x.
.

Keyin

Ko‘rsatkich xossalari e > 1 .

Ko'rsatkich quvvat asosli ko'rsatkichli funktsiyaning xususiyatlariga ega

Domen, qiymatlar to'plami (x) = e x Koʻrsatkich y
barcha x uchun belgilangan.
- ∞ < x + ∞ .
Uning ta'rif sohasi:
0 < y < + ∞ .

Uning ko'p ma'nolari:

Haddan tashqari, ortib boruvchi, kamayuvchi

Eksponensial monoton ravishda ortib boruvchi funktsiyadir, shuning uchun u ekstremalga ega emas. Uning asosiy xususiyatlari jadvalda keltirilgan.

Teskari funksiya
;
.

Ko'rsatkichning teskarisi natural logarifmdir.

Ko'rsatkichning hosilasi e darajaga qadar X Hosil e darajaga qadar X :
.
ga teng
.
n-tartibning hosilasi:

Formulalarni chiqarish > > >

Integral

Kompleks sonlar bilan harakatlar murakkab sonlar yordamida amalga oshiriladi:
,
Eyler formulalari
.

xayoliy birlik qayerda:

; ;
.

Giperbolik funksiyalar orqali ifodalar

; ;
;
.

Trigonometrik funksiyalar yordamida ifodalar

Quvvat seriyasining kengayishi
Foydalanilgan adabiyotlar:

I.N. Bronshteyn, K.A. Semendyaev, muhandislar va kollej talabalari uchun matematika bo'yicha qo'llanma, "Lan", 2009 yil.

Qurilish funktsiyasi Sizning e'tiboringizga barcha huquqlar kompaniyaga tegishli bo'lgan onlayn funktsiyalar grafiklarini yaratish xizmatini taklif qilamiz Desmos

. Funktsiyalarni kiritish uchun chap ustundan foydalaning. Siz qo'lda yoki oynaning pastki qismidagi virtual klaviatura yordamida kirishingiz mumkin. Grafik yordamida oynani kattalashtirish uchun siz chap ustunni ham, virtual klaviaturani ham yashirishingiz mumkin.

• Onlayn diagrammaning afzalliklari
• Kiritilgan funksiyalarni vizual ko'rsatish
• Juda murakkab grafiklarni yaratish
• Bevosita ko'rsatilgan grafiklarni qurish (masalan, ellips x^2/9+y^2/16=1)
• Diagrammalarni saqlash va ularga havolani olish imkoniyati, bu Internetda hamma uchun mavjud bo'ladi
• Masshtabni, chiziq rangini nazorat qilish
• Konstantalardan foydalanib, nuqtalar bo'yicha grafiklarni chizish imkoniyati
• Bir vaqtning o'zida bir nechta funktsiya grafiklarini chizish

Biz bilan har xil murakkablikdagi jadvallarni onlayn yaratish oson. Qurilish darhol amalga oshiriladi. Xizmat funktsiyalarning kesishish nuqtalarini topish, muammolarni hal qilishda illyustratsiya sifatida ularni Word hujjatiga keyingi ko'chirish uchun grafiklarni tasvirlash va funksiya grafiklarining xatti-harakatlarini tahlil qilish uchun talab qilinadi. Ushbu veb-sayt sahifasida grafiklar bilan ishlash uchun optimal brauzer Google Chrome hisoblanadi. Boshqa brauzerlardan foydalanganda to'g'ri ishlash kafolatlanmaydi.