Już wiesz

Funkcją homograficzną nazywamy funkcję wymiernąfunkcja wymiernafunkcję wymierną

fx=ax+bcx+d

gdzie c≠0 i ad-cb≠0.

Dziedziną funkcji homograficznej jest zbiór ℝ∖-dc.

Powyższy wzór to postać ogólna funkcji homograficznej.

Postać kanoniczna funkcji homograficznej:

fx=rx-p+q, r≠0, Df=ℝ∖p.

Wykresem każdej funkcji homograficznej jest hiperbola. Wykres funkcji fx=rx−p+q powstaje w wyniku przesunięcia wykresu funkcji gx=rx o wektor p,q.

AsymptotamiasymptotaAsymptotami wykresu funkcji fx=rx-p+q są proste o równaniach:

x=p – asymptota pionowa

y=q – asymptota pozioma

Zauważmy, że funkcja nie jest określona dla x=p i właśnie prosta o równaniu x=p jest asymptotą pionową. Podobnie funkcja nie przyjmuje wartości y=q i prosta y=q jest asymptotą poziomą.

Przykład 1

Przekształcimy wzór funkcji fx=3x+3-x+1 do postaci kanonicznej.

Rozwiązanie

fx=3x+3-x+1.

Wyłączamy w mianowniku liczbę -1:

fx=3x+3-x-1.

Licznik i mianownik mnożymy przez -1:

fx=-3x-3x-1.

Przekształcamy licznik tak, by zawierał wyrażenie z mianownika:

fx=-3x-1-6x-1.

Zapisujemy funkcję w postaci sumy ułamków:

fx=-3x-1x-1+-6x-1.

Zapisujemy funkcję w postaci kanonicznej:

fx=-3-6x-1.

Odpowiedź:

Postać kanoniczna funkcji fx=3x+3-x+1 to fx=-6x-1-3.

Przykład 2

Na podstawie wykresu funkcji fx=2x+1-2 podamy własności funkcji, które można określić na podstawie postaci kanonicznej funkcji homograficznej.

Rozwiązanie

Aby narysować wykres funkcji fx=2x+1-2 należy wykres funkcji gx=2x przesunąć o wektor -1,-2.

RsmSWrAcugg1I

Własności funkcji:

  • Df=ℝ∖-1;

  • ZWf=ℝ∖-2;

  • funkcja jest malejąca w każdym z przedziałów: -∞,-1, -1,∞;

  • równanie asymptoty poziomej: y=-2;

  • równanie asymptoty pionowej: x=-1.

Powyższe własności funkcji można określić na podstawie postaci kanonicznej funkcji.

Przykład 3

Wyznaczymy wektor, o który należy przesunąć wykres funkcji gx=rx, r≠0, aby otrzymać funkcję o natępujących własnościach:

  • Df=ℝ∖4;

  • ZWf=ℝ∖3.

Rozwiązanie

Skoro funkcja nie jest określona dla x=4, to prosta o równaniu x=4 jest asymptotą pionową wykresu tej funkcji. Podobnie funkcja nie przyjmuje wartości y=3 i prosta y=3 jest jej asymptotą poziomą.

Funkcja gx=rx, r≠0 posiada asymptoty o równaniach: x=0 oraz y=0, które przesuwają się wraz z przesunięciem wykresu funkcji.

Zatem wektor przesunięcia to 4,3.

Przykład 4

Wyznaczymy postać kanoniczną funkcji homograficznej, której osiami symetrii są proste o równaniach y=x+2 oraz y=-x-6.

Rozwiązanie

Osie symetrii wykresu funkcji przecinają się w tym samym punkcie, co asymptoty wykresu funkcji. Wyznaczymy punkt przecięcia osi symetrii. W tym celu należy rozwiązać układ równań:

y=x+2y=-x-6.

Rozwiązaniem układu równań jest para liczb -4,-2.

Skoro asymptoty wykresu funkcji przecinają się w punkcie -4,-2, to każda funkcja postaci: fx=rx+4-2, r≠0, określa postać kanoniczną tej funkcji.

Przykład 5

Wyznaczymy wzór funkcji homograficznej wiedząc, że jest ona rosnąca w każdym z przedziałów: -∞,-3, -3,∞, ZWf=ℝ∖4 oraz do wykresu funkcji należy punkt -1,3.

Rozwiązanie

Jeśli funkcja nie jest określona dla x=-3, to prosta o równaniu x=-3 jest asymptotą pionową wykresu tej funkcji. Podobnie, funkcja nie przyjmuje wartości y=4 i prosta y=4 jest jej asymptotą poziomą.

W związku z tym, wzór funkcji można zapisać w postaci:

fx=rx+3+4.

Podstawiamy współrzędne punktu -1,3 do wzoru funkcji:

3=r-1+3+4

r=-2.

Odpowiedź:

Wzór funkcji fx=-2x+3+4.

Słownik

funkcja wymierna
funkcja wymierna

funkcja, która jest ilorazem dwóch wielomianów fx=WxPx, gdzie Px≢0

asymptota
asymptota

prosta jest asymptotą danej krzywej, jeśli dla punktu oddalającego się nieograniczenie wzdłuż krzywej, odległość tego punktu od prostej dąży do zera; asymptota funkcji to asymptota krzywej stanowiącej wykres funkcji