W tym materiale omówimy przesunięcia równoległe wykresów funkcjiwykres funkcjiwykresów funkcji wzdłuż osi układu współrzędnych. Będziemy przesuwać wykres danej funkcji w górę lub w dół wzdłuż osi oraz w lewo lub prawo wzdłuż osi .
Przesunięcie równoległe zachowuje kształt i wielkość figury. Oznacza to, że w wyniku przesunięcia wykresu funkcji otrzymamy także wykres funkcjifunkcjafunkcji.
R19Uhwr4jFrDA
Ilustracja przedstawia układ współrzędnych z poziomą osią x i pionową osią y. W drugiej ćwiartce układu narysowano wykres przypominający łuk. Od tego wykresu prowadzi strzałka w dół, gdzie w trzeciej ćwiartce znajduje się identyczny wykres oraz strzałka w bok, gdzie w pierwszej ćwiartce układu również znajduje się identyczny wykres.
Przykład 1
Na rysunku jest przedstawiony wykres funkcji oraz wykres funkcji , który powstał z wykresu funkcji w wyniku przesunięcia wzdłuż osi o jednostki w górę.
R1KXTqjpGoCyT
Ilustracja przedstawia układ współrzędnych z poziomą osią x od minus 4 do 4 i pionową osią y od minus 1 do cztery. W układzie zaznaczono dwa wykresy o tym samym kształcie. Pierwszy z nich oznaczony rozpoczyna się w zamalowanym punkcie o współrzędnych nawias minus cztery średnik zero zamknięcie nawiasu, dalej biegnie ukośnie do punktu nawias minus dwa średnik dwa zamknięcie nawiasu, stąd biegnie ukośnie do punktu nawias zero średnik zero zamknięcie nawiasu, skąd biegnie ukośnie do punktu nawias dwa średnik dwa zamknięcie nawiasu, skąd biegnie do zamalowanego punktu nawias cztery średnik zero zamknięcie nawiasu. Drugi wykres znajduje się powyżej pierwszego wykresu. Wykres ten rozpoczyna się w zamalowanym punkcie nawias minus cztery średnik dwa zamknięcie nawiasu, dalej biegnie ukośnie do punktu nawias minus dwa średnik cztery zamknięcie nawiasu, dalej znów biegnie ukośnie do punktu nawias zero średnik dwa zamknięcie nawiasu, skąd biegnie ukośnie do punktu nawias dwa średnik cztery zamknięcie nawiasu, dalej biegnie ukośnie do zamalowanego punktu nawias cztery średnik dwa zamknięcie nawiasu.
I ogólnie . Dziedzina funkcjidziedzina funkcjiDziedzina funkcji jest przy tym taka sama jak dziedzina funkcji .
Ważne!
Podczas przesuwania wykresu funkcji w górę lub w dół punkty wykresu „wędrują” wzdłuż prostych pionowych. Nie zmienia się więc dziedzina funkcji, natomiast zmienia się zazwyczaj zbiór wartości funkcji.
RHavcSEt0qAYH
Ilustracja przedstawia pierwszą ćwiartkę układu współrzędnych z poziomą osią x i pionową osią y. W ćwiartce tej znajduje się krzywa ograniczona dwoma pionowymi prostymi, pod tą krzywą znajduje się identyczna krzywa, która jest ograniczona tymi samymi prostymi.
Przykład 2
Na rysunku jest przedstawiony wykres funkcji oraz wykres funkcji , który powstał z wykresu funkcji w wyniku przesunięcia wzdłuż osi o jednostki w dół. Widzimy, że:
I ogólnie .
Zauważmy, że i tym razem dziedziny obu funkcji są takie same.
R1WZ8iz2JdtQG
Ilustracja przedstawia układ współrzędnych z poziomą osią x od minus 4 do 4 i pionową osią y od minus 4 do dwa. W układzie zaznaczono dwa wykresy o tym samym kształcie. Pierwszy z nich oznaczony rozpoczyna się w zamalowanym punkcie o współrzędnych nawias minus cztery średnik zero zamknięcie nawiasu, dalej biegnie ukośnie do punktu nawias minus dwa średnik dwa zamknięcie nawiasu, stąd biegnie ukośnie do punktu nawias zero średnik zero zamknięcie nawiasu, skąd biegnie ukośnie do punktu nawias dwa średnik dwa zamknięcie nawiasu, skąd biegnie do zamalowanego punktu nawias cztery średnik zero zamknięcie nawiasu. Drugi wykres znajduje się poniżej pierwszego wykresu. Wykres ten rozpoczyna się w zamalowanym punkcie nawias minus cztery średnik minus cztery zamknięcie nawiasu, dalej biegnie ukośnie do punktu nawias minus dwa średnik minus dwa zamknięcie nawiasu, dalej znów biegnie ukośnie do punktu nawias zero średnik minus cztery zamknięcie nawiasu, skąd biegnie ukośnie do punktu nawias dwa średnik minus dwa zamknięcie nawiasu, dalej biegnie ukośnie do zamalowanego punktu nawias cztery średnik minus cztery zamknięcie nawiasu.
O przesuwaniu wykresu funkcji wzdłuż osi
Twierdzenie: O przesuwaniu wykresu funkcji wzdłuż osi
Niech będzie liczbą dodatnią, natomiast pewną funkcją. Aby uzyskać wykres funkcji danej wzorem , należy wykres funkcji przesunąć wzdłuż osi o jednostek w górę.
Aby uzyskać wykres funkcji danej wzorem , należy wykres funkcji przesunąć wzdłuż osi o jednostek w dół.
Przykład 3
Na rysunku przedstawiony jest wykres funkcji oraz wykres funkcji , który powstał z wykresu funkcji w wyniku przesunięcia wzdłuż osi o jednostki w prawo.
Rp2OTA6Fgs0er
Ilustracja przedstawia układ współrzędnych z poziomą osią x od minus 4 do 3 i pionową osią y od minus 1 do cztery. W układzie zaznaczono dwa wykresy o tym samym kształcie. Pierwszy z nich oznaczony rozpoczyna się w zamalowanym punkcie o współrzędnych nawias minus cztery średnik jeden zamknięcie nawiasu, dalej biegnie ukośnie do punktu nawias minus trzy średnik cztery zamknięcie nawiasu, stąd biegnie ukośnie do punktu nawias minus dwa średnik trzy zamknięcie nawiasu, skąd biegnie ukośnie do punktu nawias minus jeden średnik cztery zamknięcie nawiasu, skąd biegnie do zamalowanego punktu nawias zero średnik jeden zamknięcie nawiasu. Drugi wykres został przesunięty w prawo. Wykres ten rozpoczyna się w zamalowanym punkcie nawias minus jeden średnik jeden zamknięcie nawiasu, dalej biegnie ukośnie do punktu nawias zero średnik cztery zamknięcie nawiasu, dalej znów biegnie ukośnie do punktu nawias jeden średnik trzy zamknięcie nawiasu, skąd biegnie ukośnie do punktu dwa średnik cztery zamknięcie nawiasu, dalej biegnie ukośnie do zamalowanego punktu nawias trzy średnik jeden zamknięcie nawiasu.
Dziedziną funkcji jest przedział , zaś dziedziną funkcji przedział . Spójrzmy teraz na wartości funkcji oraz dla kilku wybranych punktów:
-
-
-
-
-
-
Widzimy, że np.: , , .
Ogólnie zachodzi równość:
.
Przykład 4
Przesuwając wykres funkcji wzdłuż osi o jednostkę w lewo, uzyskujemy wykres funkcji . Jakim wzorem można opisać funkcję ?
R1EprwiqHTk5E
Ilustracja przedstawia układ współrzędnych z poziomą osią x od minus 5 do 2 i pionową osią y od minus 1 do cztery. W układzie zaznaczono dwa wykresy o tym samym kształcie. Pierwszy z nich oznaczony rozpoczyna się w zamalowanym punkcie o współrzędnych nawias minus cztery średnik jeden zamknięcie nawiasu, dalej biegnie ukośnie do punktu nawias minus trzy średnik cztery zamknięcie nawiasu, stąd biegnie ukośnie do punktu nawias minus dwa średnik trzy zamknięcie nawiasu, skąd biegnie ukośnie do punktu nawias minus jeden średnik cztery zamknięcie nawiasu, skąd biegnie do zamalowanego punktu nawias zero średnik jeden zamknięcie nawiasu. Drugi wykres został przesunięty w lewo. Wykres ten rozpoczyna się w zamalowanym punkcie nawias minus pięć średnik jeden zamknięcie nawiasu, dalej biegnie ukośnie do punktu nawias minus cztery średnik cztery zamknięcie nawiasu, dalej znów biegnie ukośnie do punktu nawias minus trzy średnik trzy zamknięcie nawiasu, skąd biegnie ukośnie do punktu minus dwa średnik cztery zamknięcie nawiasu, dalej biegnie ukośnie do zamalowanego punktu nawias minus jeden średnik jeden zamknięcie nawiasu.
Rozwiązanie
Spójrzmy na wartości funkcji oraz dla kilku wybranych punktów:
-
-
Widzimy, że np.: , . Ogólnie zachodzi równość: . Dziedziną funkcjidziedzina funkcjiDziedziną funkcji jest przedział , zaś dziedziną funkcji jest przedział .
Ważne!
Podczas przesunięcia w lewo lub prawo wykresu funkcji, punkty wykresu „wędrują” wzdłuż prostych poziomych. Nie zmienia się więc zbiór wartości funkcji, natomiast zmieniają się argumenty, dla których wartości te są osiągane.
R5ZcLaxxXcPZm
Ilustracja przedstawia pierwszą i drugą ćwiartkę układu współrzędnych z poziomą osią x i pionową osią y. W pierwszej ćwiartce tej znajduje się krzywa ograniczona dwoma poziomymi prostymi, obok tej krzywej, w drugiej ćwiartce znajduje się identyczna krzywa, która jest ograniczona tymi samymi prostymi.
O przesuwaniu wykresu funkcji wzdłuż osi
Twierdzenie: O przesuwaniu wykresu funkcji wzdłuż osi
Niech będzie liczbą dodatnią, natomiast pewną funkcją. Aby uzyskać wykres funkcji danej wzorem , należy wykres funkcji przesunąć wzdłuż osi o jednostek w prawo.
Aby uzyskać wykres funkcji danej wzorem , należy wykres funkcji przesunąć wzdłuż osi o jednostek w lewo.
Przykład 5
Na rysunku został przedstawiony wykres funkcji . W jaki sposób należy przesunąć ten wykres, aby uzyskać wykres funkcji oraz ?
R1eQpepcGEy95
Ilustracja przedstawia układ współrzędnych z poziomą osią x od minus 5 do 3 i pionową osią y od minus 1 do trzy. W układzie zaznaczono wykres funkcji , który rozpoczyna się w zamalowanym punkcie o współrzędnych nawias minus pięć średnik trzy, dalej biegnie ukośnie do punktu nawias minus cztery średnik jeden zamknięcie nawiasu, dalej biegnie poziomo do punktu minus dwa średnik jeden, skąd biegnie ukośnie do punktu nawias zero średnik trzy, dalej biegnie ukośnie do zamalowanego punktu o współrzędnych nawias trzy średnik minus jeden zamknięcie nawiasu.
Rozwiązanie
Bezpośrednio z twierdzenia wynika, że w przypadku funkcji należy przesunąć wykres o jednostki w prawo, natomiast w przypadku funkcji o jednostkę w dół.
RxTNNA1fplqUa
Ilustracja przedstawia układ współrzędnych z poziomą osią x od minus 5 do 5 i pionową osią y od minus 2 do trzy. W układzie zaznaczono trzy wykresy. Najpierw linią przerywaną zaznaczono wykres funkcji , który rozpoczyna się w zamalowanym punkcie o współrzędnych nawias minus pięć średnik trzy, dalej biegnie ukośnie do punktu nawias minus cztery średnik jeden zamknięcie nawiasu, dalej biegnie poziomo do punktu minus dwa średnik jeden, skąd biegnie ukośnie do punktu nawias zero średnik trzy, dalej biegnie ukośnie do zamalowanego punktu o współrzędnych nawias trzy średnik minus jeden zamknięcie nawiasu. Drugi wykres rozpoczyna się w punkcie nawias minus pięć średnik dwa zamknięcie nawiasu, dalej biegnie ukośnie do punktu nawias minus cztery średnik zero zamknięcie nawiasu, dalej biegnie poziomo do punktu nawias minus dwa średnik zero zamknięcie nawiasu, stąd biegnie ukośnie do punktu nawias zero średnik dwa zamknięcie nawiasu, dalej biegnie ukośnie do zamalowanego punktu o współrzędnych nawias trzy średnik minus dwa zamknięcie nawiasu. Trzeci wykres rozpoczyna się w punkcie nawias minus trzy średnik trzy zamknięcie nawiasu, skąd biegnie ukośnie do punktu nawias minus dwa średnik jeden zamknięcie nawiasu, dalej biegnie poziomo do punktu nawias zero średnik jeden zamknięcie nawiasu, skąd biegnie ukośnie do punktu nawias dwa średnik trzy zamknięcie nawiasu, dalej biegnie ukośnie do zamalowanego punktu o współrzędnych nawias pięć średnik minus jeden.
Przykład 6
Na rysunku przedstawiono wykres funkcji . Przesuń ten wykres o jednostki w prawo i jednostki w dół. Jaki jest wzór funkcji , której wykres powstał w wyniku tego przesunięcia?
R1f02bUJqYJGH
Ilustracja przedstawia układ współrzędnych z poziomą osią x od minus 3 do 5 i pionową osią y od 0 do trzy. W układzie zaznaczono wykres funkcji , który rozpoczyna się w zamalowanym punkcie o współrzędnych nawias minus trzy średnik jeden, dalej biegnie ukośnie do punktu nawias minus dwa średnik trzy zamknięcie nawiasu, dalej biegnie ukośnie do punktu minus dwa średnik jeden, skąd biegnie ukośnie do zamalowanego punktu o współrzędnych nawias trzy średnik dwa zamknięcie nawiasu.
Rozwiązanie
Szukany wykres funkcji znajdujemy w dwóch krokach: najpierw przesuwamy wykres funkcji o jednostki w prawo, uzyskując wykres funkcji , następnie wykres funkcji przesuwamy o jednostki w dół, otrzymując wykres funkcji . Po przesunięciu wykresu funkcji o jednostki w prawo uzyskaliśmy wykres funkcji: .
RhbXB9LHIFxLO
Ilustracja przedstawia układ współrzędnych z poziomą osią x od minus 1 do 5 i pionową osią y od minus 2 do trzy. W układzie zaznaczono wykres funkcji , który rozpoczyna się w zamalowanym punkcie o współrzędnych nawias minus jeden średnik jeden, dalej biegnie ukośnie do punktu nawias zero średnik trzy zamknięcie nawiasu, dalej biegnie ukośnie do punktu minus cztery średnik jeden, skąd biegnie ukośnie do zamalowanego punktu o współrzędnych nawias pięć średnik dwa zamknięcie nawiasu.
Po przesunięciu wykresu funkcji o 3 jednostki w dół dostaliśmy wykres funkcji: .
R1JmnZeULXQLo
Ilustracja przedstawia układ współrzędnych z poziomą osią x od minus 1 do 5 i pionową osią y od minus 2 do trzy. W układzie zaznaczono wykres funkcji , który rozpoczyna się w zamalowanym punkcie o współrzędnych nawias minus jeden średnik minus dwa, dalej biegnie ukośnie do punktu nawias zero średnik zero zamknięcie nawiasu, dalej biegnie ukośnie do punktu cztery średnik minus dwa zamknięcie nawiasu, skąd biegnie ukośnie do zamalowanego punktu o współrzędnych nawias pięć średnik minus jeden zamknięcie nawiasu.
Podsumowując, funkcja dana jest wzorem: .
Przykład 7
Zbiorem wartości funkcji jest przedział . Jaki jest zbiór wartości funkcji ?
Rozwiązanie
Wykres funkcji powstaje z wykresu funkcji po przesunięciu o jednostek w górę. Przy przesuwaniu każda wartość zwiększa się o , więc funkcja ma następujący zbiór wartości . Podsumowując, zbiorem wartości funkcji jest przedział: .
Przykład 8
Jaki jest wzór funkcji , której wykres powstaje z wykresu funkcji po przesunięciu: a) o jednostki w prawo; b) o jednostki w górę?
Rozwiązanie
a) Na mocy twierdzenia mamy: . Do wzoru funkcji w miejsce , podstawiamy . Zatem: . Korzystając ze wzoru skróconego mnożenia, możemy ten wzór zapisać także bez nawiasów:.
b) Na mocy twierdzenia wiemy, że: .
Przykład 9
Wyznacz wzór oraz dziedzinę funkcji , której wykres otrzymamy po przesunięciu o jednostki w lewo wykresu funkcji .
Rozwiązanie
Na mocy twierdzenia: . Dziedziną funkcji jest zbiór wszystkich liczb rzeczywistych, dla których wyrażenie jest różne od zera. A zatem dziedziną jest zbiór liczb rzeczywistych różnych od . Podsumowując: Funkcja wyraża się wzorem , a jej dziedziną jest zbiór liczb rzeczywistych różnych od .
Słownik
dziedzina funkcji
dziedzina funkcji
zbiór wszystkich argumentów funkcji
funkcja
funkcja
przyporządkowanie każdemu elementowi jednego zbioru dokładnie jednego elementu drugiego zbioru
wykres funkcji
wykres funkcji
wykres funkcji jest to zbiór wszystkich punktów płaszczyzny o współrzędnych , w prostokątnym uładzie współrzędnych, gdzie należy do dziedziny tej funkcji, natomiast jest wartością funkcji dla argumentu .