Wróć do informacji o e-podręczniku Wydrukuj Pobierz materiał do PDF Pobierz materiał do EPUB Pobierz materiał do MOBI Zaloguj się, aby dodać do ulubionych Zaloguj się, aby skopiować i edytować materiał Zaloguj się, aby udostępnić materiał Zaloguj się, aby dodać całą stronę do teczki

Zależność przytoczoną we wprowadzeniu można wyrazić za pomocą wzoru: ht=50-5t2, gdzie czas jest mierzony w sekundach, a wysokość w metrach (przyjęliśmy tutaj, że przyśpieszenie ziemskie wynosi 10 m/s2, w rzeczywistości wielkość ta jest minimalnie mniejsza).

Z powyższego wzoru możemy się dowiedzieć, że na przykład po upływie dwóch sekund od upuszczenia kamienia jego wysokość nad ziemią (wyrażona w metrach) będzie równa: h2=50-5·22=30.

Przykład 1
RiRhWkSBcDZI51

Na wykresie obok przedstawiono, jak w zależności od czasu (mierzonego w dniach) zmienia się w pewnej próbce liczba atomów polonu 210. Początkowo jest ich około tysiąca. Następnie, co pewien czas, kolejne atomy polonu ulegają rozpadowi tak, że ich liczba maleje. Z wykresu możemy na przykład odczytać, ile jest atomów polonu po 200 dniach. Wykreślamy pionową prostą, która przecina oś czasu w punkcie 200 i wykres w dokładnie jednym punkcie A. Następnie przez punkt A prowadzimy prostą poziomą, która przecina oś liczby atomów w punkcie około 370. W ten sposób odczytujemy, że po upływie 200 dni w próbce będzie około 370 atomów polonu 210.

We wprowadzeniu oraz w powyższym przykładzie każdej liczbie (czasowi) z pewnego przedziału została przypisana dokładnie jedna liczba (wysokość kamienia nad powierzchnią ziemi we wprowadzeniu, liczba atomów polonu 210 w przykładzie wyżej). Możemy zatem powiedzieć, że w tych przykładach określono pewne funkcje.

Funkcja f ze zbioru A w zbiór B

FunkcjąFunkcja f ze zbioru A w zbiór BFunkcją f ze zbioru A w zbiór B nazywamy przyporządkowanie każdemu elementowi zbioru A dokładnie jednego elementu zbioru B. Zbiór A nazywamy dziedziną funkcji f, a elementy tego zbioru argumentami funkcji f.

Uwaga! Jeśli pewnemu argumentowi x ze zbioru A została przyporządkowana wartość y ze zbioru B, to mówimy, że funkcja f przyjmuje wartość y dla argumentu x i zapisujemy ten fakt wzorem fx=y.

Funkcje można określać w różny sposób. Czasem łatwiej jest to zrobić za pomocą opisu słownego, grafu, diagramu czy tabeli, a czasami bardziej użyteczne jest podanie wzoru funkcji lub narysowanie jej wykresu.

Przykład 2

W tabeli poniżej przedstawiono dane, opisujące, ile procent wśród ryb złowionych w pewnym włoskim porcie w latach 1914‑1918, stanowiły ryby drapieżne.

Rpq0UweTJILNS

Każdemu elementowi ze zbioru: A=1914,1915,1916,1917,1918 jest przyporządkowana dokładnie jedna liczba ze zbioru: B=12,21,22,36.

Przyporządkowanie to jest zatem funkcją. Zbiorem argumentów tej funkcji jest zbiór A, natomiast zbiorem wartości - zbiór B. Określoną w powyższej tabeli funkcję możemy także przedstawić za pomocą diagramu lub grafu.

RMFP9sy77XvUN
Przykład 3
R11m8cW6Kg75o1
Źródło: WikiImages, dostępny w internecie: https://pixabay.com/pl/.

Kosmonauta podczas pobytu na Księżycu upuszcza kamień z wysokości 5 m nad powierzchnią Księżyca. Możemy powiedzieć, że wysokość ht (mierzona w metrach), na jakiej znajduje się kamień, po upływie czasu t (mierzonego w sekundach) jest z dobrym przybliżeniem równa: ht=5-0,8t2.

Wzór definiuje zatem funkcję h o nieujemnych wartościach określoną na przedziale 0;2,5. Każda liczba t z przedziału 0;2,5 jest argumentem funkcji h, a każda liczba z przedziału 0;5 - wartością tej funkcji.

Na poniższym wykresie przedstawiono zależność pomiędzy wysokością h i czasem t. Z wykresu możemy odczytać, że po upływie półtorej sekundy od upuszczenia kamienia będzie się on znajdował nieco ponad trzy metry nad powierzchnią Księżyca. Wartość dokładną możemy znaleźć, korzystając ze wzoru: h1,5=5-0,8·2,25=5-1,8=3,2.

R7uOhAevAipcS
Ciekawostka

Wykres funkcji, której argumentami i wartościami są liczby rzeczywiste, to zbiór tych punktów płaszczyzny, których pierwsza współrzędna jest argumentem funkcji, a druga współrzędna - wartością funkcji dla tego argumentu.

Pokazaliśmy dotąd kilka przykładów przyporządkowań, które są funkcjami. Jednak nie każde przyporządkowanie, nie każdy graf i nie każdy wykres określają funkcję.

Ciekawostka

Graf na rysunku poniżej nie określa żadnej funkcji, ponieważ liczbie 1 został przyporządkowany więcej niż jeden element.

RNgVdgJfQf5C7
Ciekawostka

Przedstawiona na rysunku poniżej krzywa (okrąg) nie jest wykresem funkcji, ponieważ każdej liczbie z przedziału -2;2 został przyporządkowany więcej niż jeden element.

RmG7HO76xcNB9
Ciekawostka

Przyporządkowanie angielskim królom ich żon nie jest funkcją, gdyż na przykład Henrykowi VIII musielibyśmy przyporządkować aż 6 elementów ze zbioru żon.

RmLKIWpDbSW6t
Henryk VIII i jego 6 żon
Źródło: dostępny w internecie: https://commons.wikimedia.org/; http://www.geocities.com/tudorhist/tudor.htm.
Przykład 4

Przedstaw w postaci tabeli i na wykresie funkcję f, która każdej liczbie ze zbioru 10,11,12,13,14 przypisuje sumę jej cyfr. Jaki jest zbiór wartości tej funkcji?

Na początku stwórzmy tabelę.

RzRwCFRjZKvdt

Korzystając z tabeli, rysujemy wykres.

Rd2Yv8qzoxMJx

Odpowiedź: Zbiorem wartości funkcji f jest zbiór 1,2,3,4,5.

Przykład 5

Na zdjęciu poniżej przedstawiono ceny za nocleg w pewnym schronisku. Funkcja f każdej liczbie naturalnej n=1,2,3, przypisuje cenę za n noclegów w tym schronisku. Podaj wzór funkcji f.

R1d91LNivCBCd
Źródło: OpenClipart-Vectors, cortez13, dostępny w internecie: https://pixabay.com/pl/.

Obliczmy wartości funkcji f dla kilku początkowych liczb naturalnych: f1=30, f2=30+25, f3=30+2·25, f4=30+3·25.

Zauważamy, że: fn=30+n-1·25, gdyż spośród n noclegów za pierwszy płacimy 30 zł, a za każdy spośród n-1 pozostałych noclegów po 25 zł.

Odpowiedź: Szukany wzór to fn=30+n-1·25, gdzie n jest liczbą naturalną dodatnią.

Przykład 6

Funkcja f o wartościach w zbiorze liczb rzeczywistych jest dana za pomocą wzoru fx=x. Jaki jest największy zbiór argumentów, dla których  funkcja f jest określona?

Aby pierwiastek był poprawnie określony, wyrażenie pod pierwiastkiem musi być nieujemne, zatem x0.

Odpowiedź: Szukanym zbiorem jest przedział 0;+.

Przykład 7

Funkcja h każdej  liczbie naturalnej n przyporządkowuje sumę wszystkich jej naturalnych dzielników. Oblicz h6 oraz h10.

Naturalnymi dzielnikami liczby 6 są liczby 1, 2, 3 oraz 6. Otrzymujemy zatem: h6=1+2+3+6=12.

Naturalnymi dzielnikami liczby 10 są liczby 1, 2, 5 oraz 10, a więc: h10=1+2+5+10=18.

Odpowiedź: Szukane wartości funkcji to h6=12 oraz h10=18.

Przykład 8
R1SNROB1kF1jM1

W kwadracie ABCD o boku długości 1 wybieramy na boku AB punkt E różny od punktów A oraz B. Funkcja f przypisuje danej długości odcinka AE długość odcinka EC. Podaj wzór funkcji f i określ jej dziedzinę.

Na mocy twierdzenia Pitagorasa w trójkącie EBC: EC=1+EB2.

Oznaczmy przez x długość odcinka AE. Wtedy EB=1-x, zatem: fx=1+1-x2=1+1-2x+x2=2-2x+x2.

Dziedzina funkcji f - według opisu sytuacji z zadania - to przedział 0;1, gdyż punkt E musi leżeć na odcinku AB i być różny od jego końców.

Odpowiedź: Funkcję f opisuje wzór fx=2-2x+x2. Jej dziedzina to przedział 0;1.

Słownik

Funkcja f ze zbioru A w zbiór B
Funkcja f ze zbioru A w zbiór B

Funkcją f ze zbioru A w zbiór B nazywamy przyporządkowanie każdemu elementowi zbioru A dokładnie jednego elementu zbioru B. Zbiór A nazywamy dziedziną funkcji f, a elementy tego zbioru argumentami funkcji f.