Zbiór wartości funkcji liczbowej to zbiór wszystkich tych liczb, które są wartościami funkcji dla wszystkich jej argumentów.
Wypisanie wszystkich wartości funkcji jest możliwe tylko w przypadku, gdy dziedziną funkcji jest zbiór skończony.
Jeżeli dziedziną funkcji jest zbiór nieskończony, to wypisanie wszystkich wartości funkcji nie jest możliwe.
W takiej sytuacji pomocnym może być wykres funkcji.
Ważne!
Pamiętamy, że wykres funkcji f, to zbiór wszystkich punktów płaszczyzny o współrzędnych , gdzie , a jest wartością funkcji dla argumentu .
Zbiór wartości funkcji odczytujemy na osi .
Poniższe przykłady pokażą nam sposoby wyznaczania zbioru wartości funkcji na podstawie wykresu tej funkcji.
Przykład 1
Wyznaczymy zbiór wartości funkcji opisanej za pomocą wykresu.
R1CzK0auVSEmz
Grafika przedstawia układ współrzędnych z poziomą osią od minus sześciu do ośmiu oraz z pionową osią od minus dwóch do sześciu. Dziedziną funkcji przedstawionej na płaszczyźnie jest przedział od minus sześciu do siemiu i pół. Funkcja składa się z czterech ukośnych odcinków. Pierwszy od lewej ma początek w punkcie o współrzędnych i koniec w punkcie o współrzędnych . Ten punkt jest równocześnie początkiem drugiego odcinka, którego koniec znajduje się w punkcie o współrzędnych . Punkt ten jest równocześnie początkiem trzeciego odcinka, którego koniec znajduje się w punkcie o współrzędnych . W tym punckie równocześnie zaczyna się czwarty odcinek, którego koniec znajduje się w punkcie o współrzędnych .
Rozwiązanie:
Wyobraźmy sobie prostą równoległą do osi , która przesuwa się od najniżej położonego punktu na wykresie funkcji do góry, do punktu położonego najwyżej.
Gdy prosta przetnie się z wykresem funkcji, rzutujemy ten punkt na oś .
Postępujemy tak do wyczerpania miejsc przecięcia się wykresu i prostej.
Na osi otrzymujemy przedział, który jest zbiorem wartości funkcji.
R1evhCKJ8Rmjg
Ilustracja przedstawia wyżej opisany wykres funkcji, przy czym tutaj mamy rzut wykresu na oś . Rzut ten jest zbiorem wartości przyjmowanych przez funkcję i przebiega od punktu do punktu , przy czym wyróżniono tu też punkt na wysokości .
W przypadku naszego wykresu jest to przedział .
Możemy zapisać to symbolicznie .
Przykład 2
Wyznaczymy zbiór wartości funkcji opisanej za pomocą wykresu.
RcUyPKpH3YE0W
Grafika przedstawia układ współrzędnych z poziomą osią od minus sześciu do ośmiu oraz z pionową osią od minus dwóch do pięciu. Funkcja składa się z czterech części. Pierwsza część to półprosta biegnąca od minus nieskończoności do niezamalowanego punktu o współrzędnych . Półprosta ta przechodzi również na przykład przez punkt . Druga część wykresu to ukośny odcinek lewostronnie otwarty o początku w niezamalowanym punkcie . i końcu w zamalowanym punkcie o współrzędnych . Trzecia część to fragment paraboli o ramionach skierowanych w dół i wierzchołku w punkcie o współrzędnych . Lewy koniec znajduje się w niezamalowanym punkcie o współrzędnych , a prawy symetrycznie względem pionowej osi, czyli w punkcie o współrzędnych , który również nie jest zamalowany. Czwarta część wykresu to ukośna półprosta o początku w zamalowanym punkcie o współrzędnych przechodząca przez punkt o współrzędnych .
Rozwiązanie:
Postępując podobnie, jak w poprzednim przykładzie, odczytujemy na osi zbiór wartości funkcji .
R11S60aMoJ6L3
Ilustracja przedstawia wyżej opisany wykres funkcji, przy czym tutaj mamy rzut wykresu na oś . Rzut ten jest zbiorem wartości przyjmowanych przez funkcję i przebiega od punktu do plus nieskończoności, przy czym wyróżniono tu też punkty końcowe poszczególnych części wykresu i zrzutowano je na oś pionową. Są to punkty na następujących wysokościach: .
Otrzymaliśmy przedział .
Możemy zapisać to symbolicznie .
Przykład 3
Wyznaczymy zbiór wartości funkcjizbiór wartości funkcji liczbowejzbiór wartości funkcji opisanej za pomocą wykresu.
R1GJulSXRpjOz
Grafika przedstawia układ współrzędnych z poziomą osią od minus siedmiu do pięciu oraz z pionową osią od minus dwóch do pięciu. Funkcja składa się z trzech części. Pierwsza część to łuk wybrzuszony w stronę początku układu współrzędnych, biegnący od zamalowanego punktu o współrzędnych do niezamalowanego punktu o współrzędnych . Druga część wykresu to poziomy odcinek prawostronnie otwarty o początku w zamalowanym punkcie i końcu w niezamalowanym punkcie o współrzędnych . Trzecia część to ukośny odcinek prawostronnie otwarty o początku w zamalowanym punkcie o współrzędnych i końcu w niezamalowanym punkcie o współrzędnych .
Rozwiązanie:
Postępując podobnie, jak w poprzednich przykładach, odczytujemy na osi zbiór wartości funkcji .
R3sJYhUGKceXd
Ilustracja przedstawia wyżej opisany wykres funkcji, przy czym tutaj mamy rzut wykresu na oś . Rzut ten jest zbiorem wartości przyjmowanych przez funkcję i przebiega od zamalowanego punktu na wysokości do niezamalowanego punktu na wysokości i dalej od zamalowanego punktu na wysokości do niezamalowanego punktu na wysokości . Te wyszczególnione punkty są zrzutowanymi na pionową oś końcami poszczególnych części wykresu.
Otrzymaliśmy zbiór .
Możemy zapisać to symbolicznie .
Przykład 4
Wyznaczymy zbiór wartości funkcji opisanej za pomocą wykresu.
Sprawdzimy, która z liczb, należących do zbioru jest wartością funkcji .
RSbFFbtaHhaIq
Grafika przedstawia układ współrzędnych z poziomą osią od minus sześciu do sześciu oraz z pionową osią od minus pięciu do pięciu. Funkcja składa się z trzech części. Pierwsza część to łukowaty fragment krzywej wybrzuszony w stronę początku układu współrzędnych, przy czym wybrzuszenie to jest przesunięte w kierunku górnego końca tej części wykresu. Początek fragmentu krzywej znajduje się w zamalowanym punkcie o współrzędnych , a koniec znajduje się w niezamalowanym punkcie o współrzędnych . Druga część wykresu to fragment paraboli o ramionach skierowanych w dół i wierzchołki w punckie . Lewy koniec fragmentu paraboli znajduje się w zamalowanym punkcie , a prawy w zamalowanym punkcie . Trzecia część to łuk znajdujący się w pierwszej ćwiartce układu wybrzuszony w stronę początku układu współrzędnych. Początek łuku znajduje się niezamalowanym punkcie o współrzędnych , natomiast koniec znajduje się w zamalowanym punkcie o współrzędnych .
Rozwiązanie:
Postępujemy analogicznie, jak w poprzednich przykładach.
R3lLIGv82dkhm
Ilustracja przedstawia wyżej opisany wykres funkcji, przy czym tutaj mamy rzut wykresu na oś . Rzut ten jest zbiorem wartości przyjmowanych przez funkcję i przebiega od zamalowanego punktu na wysokości do zamalowanego punktu na wysokości i dalej od zamalowanego punktu na wysokości do niezamalowanego punktu na wysokości . Te wyszczególnione punkty są zrzutowanymi na pionową oś końcami poszczególnych części wykresu.
Otrzymaliśmy zbiór .
Możemy zapisać to symbolicznie .
Sprawdzamy, która z podanych liczb należy do zbioru wartości funkcji :
, czyli należy do zbioru wartości funkcji . To znaczy, że istnieje takie , że .
, to znaczy, że nie istnieje takie , że .
Podobnie liczby i nie należą do zbioru wartości funkcji .
Czy zbiór wartości funkcjizbiór wartości funkcji liczbowejzbiór wartości funkcji może być zbiorem jednoelementowym?
Odpowiedź na to pytanie znajdziemy analizując kolejny przykład.
Przykład 5
Wyznaczymy zbiór wartości funkcji opisanej za pomocą wykresu.
RcWddSv87RqCf
Grafika przedstawia układ współrzędnych z poziomą osią od minus pięciu do pięciu oraz z pionową osią od minus jeden do czterech. Wykres składa się z poziomego odcinka o końcach w zamalowanych punktach o współrzędnych: oraz .
Rozwiązanie:
Z wykresu możemy odczytać, że funkcja przyjmuje tylko jedną wartość, równą dla każdej liczby należącej do dziedziny funkcji.
RILyS93rKDrdi
Ilustracja przedstawia wyżej opisany wykres funkcji, przy czym tutaj mamy rzut wykresu na oś . Rzut ten jest zbiorem wartości przyjmowanych przez funkcję i jest to w tym przypadku zbiór jednoelementowy zawierający punkt na wysokości .
Możemy zapisać to symbolicznie .
Przykład 6
Wyznaczymy zbiór wartości funkcji opisanej za pomocą wykresu.
RzseUeRc1UKGF
Grafika przedstawia układ współrzędnych z poziomą osią od minus pięciu do pięciu oraz z pionową osią od minus trzech do czterech. Wykres składa się z siedmiu punktów o następujących współrzędnych: .
Rozwiązanie:
Wykres funkcji składa się ze skończonej liczby punktów.
Zbiór wartości funkcji tworzą drugie współrzędne punktów należących do wykresu funkcji.
R65JiMpbJ2Uzx
Ilustracja przedstawia wyżej opisany wykres funkcji, przy czym tutaj mamy rzut wykresu na oś . Rzut ten jest zbiorem wartości przyjmowanych przez funkcję i jest to w tym przypadku zbiór siedmioelementowy zawierający punkty na wysokościach: .
Możemy zapisać to symbolicznie .
Słownik
zbiór wartości funkcji liczbowej
zbiór wartości funkcji liczbowej
to zbiór wszystkich tych liczb, które są wartościami funkcji dla wszystkich jej argumentów