M_R_W03_M4 Podsumowanie wiadomości o funkcjach
1. Odczytywanie własności funkcji z wykresu
Wykresy w wielu dziedzinach są nośnikami ważnych informacji: finansowych, giełdowych, statystycznych, medycznych. Wiemy, że jednym z powszechnie wykonywanych badań lekarskich jest elektrokardiogram. Wynik badania otrzymujemy w postaci wykresu funkcji napięcia elektrycznego, wytworzonego na skutek skurczu mięśnia sercowego, w zależności od czasu. Na podstawie takiego wykresu można odczytać prawidłową lub zaburzoną czynność serca.

Umiejętność odczytywania własności funkcji z wykresu, jak widzimy powyżej, jest bardzo przydatna nie tylko z punktu widzenia umiejętności matematycznych. W tym temacie skupimy się na doskonaleniu umiejętności matematycznych w zakresie odczytywania własności funkcji z wykresu.
Odczytasz z wykresu funkcji:
jej dziedzinę,
zbiór wartości,
miejsca zerowe,
argumenty, dla których funkcja przyjmuje wartości ujemne,
argumenty, dla których funkcja przyjmuje wartości dodatnie,
maksymalne przedziały monotoniczności funkcji,
różnowartościowość funkcji,
najmniejszą/największą wartość funkcji oraz argumenty, dla których te wartości są przyjmowane.
Naszkicujesz wykres funkcji spełniający podane własności.
Odczytywanie dziedziny funkcji
Dziedzina funkcjiDziedzina funkcji takiej, że to zbiór wszystkich argumentów , dla których funkcja jest określona. Dziedzinę funkcji oznaczamy przez lub .

Na rysunku powyżej mamy wykres funkcji . Jej dziedziną jest zbiór:
. Na rysunku został on zaznaczony na osi kolorem pomarańczowym.
Odczytywanie zbioru wartości funkcji
Z wykresu funkcji często można odczytać nie tylko wartość, jaką ta funkcja przyjmuje dla danego argumentu, ale także zbiór wszystkich liczb, które są wartościami tej funkcji.
Zbiór ten nazywamy zbiorem wartości funkcji.
Zbiór wartości funkcjiZbiór wartości funkcji to zbiór tych wszystkich , dla których istnieje taki argument , że . Zbiór wartości funkcji oznaczamy przez lub albo po prostu .

Przy odczytywaniu zbioru wartości funkcji wygodnie jest poprowadzić odpowiednie proste poziome (równoległe do osi ). Zbiór wartości funkcji przedstawionej na rysunku został zaznaczony na osi kolorem wrzosowym. Zapisujemy: .
Odczytywanie miejsc zerowych funkcji

Miejsca zerowe funkcji odczytamy z wykresu. Znajdujemy punkty przecięcia wykresu z osią – miejsca te zostały zaznaczone na rysunku kolorem czerwonym. Miejsca zerowe to argumenty, dla których , w tym przypadku mamy trzy miejsca zerowe, , oraz , dla tych argumentów , oraz .
Odczytywanie wartości dodatnich lub ujemnych funkcji

Wartości dodatnie funkcji odczytamy z części wykresu nad osią , która składa się z punktów o drugiej współrzędnej dodatniej, co oznacza, że nierówność zachodzi dla . Wartości nieujemne funkcji odczytamy, gdy a to zachodzi dla .
Wartości ujemne funkcji odczytamy z części wykresu poniżej osi , która składa się z punktów o drugiej współrzędnej ujemnej, co oznacza, że nierówność zachodzi dla . Wartości niedodatnie funkcji odczytamy wtedy, gdy a to zachodzi dla .
Odczytywanie przedziałów monotoniczności funkcji

Znajdujemy na osi maksymalne przedziały monotoniczności funkcjimonotoniczności funkcji .
Na podanym wykresie funkcja jest:
malejąca w przedziale ,
rosnąca w przedziale ,
stałastała w przedziale .
Odczytywanie różnowartościowości funkcji

Funkcja nie jest różnowartościowa, bo istnieją dwa różne argumenty, dla których funkcja przyjmuje tę samą wartość. Wystarczy, gdy narysujemy na przykład prostą . Przecina ona wykres funkcji w punktach i . Zatem funkcja przyjmuje wartość równą dla i .
Odczytywanie najmniejszej lub największej wartości funkcji

Najmniejsza wartość funkcji jest równa . Jest ona przyjmowana np. dla . Odczytujemy tę wartość, jako drugą współrzędną punktu znajdującego się najniżej na wykresie.
Największa wartość funkcji jest równa . Jest ona przyjmowana dla . Odczytujemy tę wartość, jako drugą współrzędną punktu znajdującego się najwyżej na wykresie.

Zbiorem wartości funkcji jest przedział . Najmniejsza wartość funkcji równa jest przyjmowana dla . Funkcja nie przyjmuje wartości największej.
Inne własności funkcji
Na podstawie wykresu funkcji możemy podać argumenty, dla których funkcja przyjmuje daną wartość. Zwróć uwagę, że funkcja , której wykres przedstawiono poniżej, przyjmuje wskazaną wartość dla dwóch argumentów: i .

Zauważmy, że dla , natomiast dla .
Na rysunku przedstawiono wykres funkcji . Odczytamy na podstawie wykresu funkcji jej własności.

Rozwiązanie:
dziedzina funkcjidziedzina funkcji ,
zbiór wartości ,
miejsca zerowe funkcji oraz ,
funkcja przyjmuje wartości dodatnie dla ,
funkcja przyjmuje wartości ujemne dla ,
funkcja jest rosnąca w przedziale ,
funkcja jest malejącamalejąca w przedziale ,
funkcja ma wartość najmniejszą dla , nie przyjmuje wartości największej.
Odczytamy z wykresu funkcji jej dziedzinę, zbiór wartości, miejsca zerowe, przedziały monotoniczności, wartości dodatnie oraz ujemne, najmniejszą wartość i największą wartość oraz argumenty, dla których są one przyjmowane.

Rozwiązanie:
,
,
miejsca zerowe funkcjimiejsca zerowe funkcji oraz ,
funkcja jest rosnąca w przedziałach oraz , malejąca w przedziale ,
wartości dodatnie dla ,
wartości ujemne dla ,
funkcja nie przyjmuje wartości najmniejszej, wartość największa dla .
Odczytamy własności funkcji , której wykres przedstawiony jest na rysunku poniżej.

Rozwiązanie:
,
,
miejsca zerowe funkcji dla ,
funkcja jest rosnącarosnąca w przedziałach oraz , malejąca w przedziałach oraz ,
dla ,
dla ,funkcja nie przyjmuje wartości najmniejszej, wartość największa dla ,
funkcja nie jest różnowartościowa.
Z wykresu funkcji odczytamy jej miejsca zerowe, zbiór rozwiązań nierówności oraz nierówności .
Rozwiązanie:
a)

dla , dla , dla ,
b)

dla , dla , dla .
Zapoznaj się z dynamicznym wykresem funkcji (aplet własności funkcji). Zmieniając wielkość parametru na suwaku, możesz zmieniać elementy wykresu funkcji oraz zaznaczając odpowiednie pola dotyczące własności funkcji sprawdzać, czy poprawnie odczytujesz z wykresu własności wybranej funkcji.

Zasób interaktywny dostępny pod adresem https://zpe.gov.pl/a/D812QT6PM
Na podstawie wykresu w aplecie dla przeanalizuj przebieg wykresu funkcji i odczytaj z wykresu dziedzinę, zbiór wartości, miejsca zerowe, przedziały monotoniczności funkcji. Za dziedzinę funkcji przyjmij przedział .
Na podstawie wykresu w aplecie dla przeanalizuj przebieg wykresu funkcji i odczytaj z wykresu dziedzinę, zbiór wartości, miejsca zerowe, przedziały monotoniczności funkcji. Za dziedzinę funkcji przyjmij przedział .
Poza podstawowymi własnościami funkcji (dziedzina, zbiór wartości, miejsca zerowe, przedziały monotoniczności, wartość największa/najmniejsza, argumenty, dla których funkcja przyjmuje wartości dodatnie/ujemne) na podstawie wykresu funkcji możemy podać również argumenty, dla których funkcja przyjmuje daną wartość.
Funkcja , której wykres przedstawiono poniżej, przyjmuje wskazaną wartość dla dwóch argumentów: i .

Nierówność jest spełniona dla , natomiast dla .
Na rysunku przedstawiono wykres funkcji określonej wzorem:
.

Odczytamy z wykresu tej funkcji jej dziedzinę, zbiór wartości, miejsca zerowe, przedziały monotoniczności, argumenty, dla których funkcja przyjmuje wartości dodatnie, argumenty, dla których funkcja przyjmuje wartości ujemne, wartość najmniejszą i wartość największą.
Rozwiązanie:
dziedzina funkcjidziedzina funkcji: ,
zbiór wartościzbiór wartości: ,
miejsca zerowemiejsca zerowe funkcji: , ,
funkcja przyjmuje wartości dodatnie dla ,
funkcja przyjmuje wartości ujemne dla ,
funkcja jest rosnącarosnąca dla ,
funkcja jest malejącamalejąca dla oraz dla ,
funkcja nie przyjmuje ani wartości najmniejszej, ani wartości największej.
Na rysunku przedstawiono wykres funkcji określonej wzorem:
.
Odczytamy z wykresu zbiór rozwiązań nierówności i nierówności oraz dziedzinę funkcji, zbiór wartości, miejsca zerowe, przedziały monotoniczności, argumenty, dla których funkcja przyjmuje wartości dodatnie, argumenty, dla których funkcja przyjmuje wartości ujemne, wartość najmniejszą i wartość największą..

Rozwiązanie:
dla ,
dla ,
dziedzina funkcjidziedzina funkcji: ,
zbiór wartościzbiór wartości: ,
miejsce zerowemiejsce zerowe funkcji: ,
funkcja przyjmuje wartości dodatnie dla ,
funkcja nie przyjmuje wartości ujemnych,
funkcja jest rosnącarosnąca dla ,
funkcja jest malejącamalejąca dla ,
funkcja jest stałastała dla oraz ,
funkcja ma wartością najmniejszą dla , nie ma wartości największej.
Dany jest wykres funkcji określonej wzorem:
.

Odczytamy z wykresu rozwiązania równań: i oraz zbiory rozwiązań nierówności i .
Rozwiązanie:
dla ,
dla ,
dla ,
dla ,
Na rysunku poniżej przedstawiono wykres funkcji .

Odczytamy z wykresu rozwiązanie równania:
a) oraz zbiór rozwiązań nierówności ,
b) oraz zbiór rozwiązań nierówności ,
c) oraz zbiór rozwiązań nierówności .
Rozwiązanie:
a) dla , dla ,
b) dla , dla ,
c) dla , dla .
Na rysunku przedstawiono wykresy funkcji i .

Odczytamy z wykresów:
a) rozwiązanie równania ,
b) zbiór rozwiązań nierówności ,
c) zbiór rozwiązań nierówności .
Rozwiązanie:
a) Rozwiązując równanie wystarczy zobaczyć na wykresie, w jakich punktach przecięły się wykresy funkcji i oraz podać pierwsze współrzędne tych punktów, więc .
b) Ustalając zbiór rozwiązań nierówności obserwujemy, że wykres funkcji jest położony poniżej wykresu funkcji dla .
c) Wyznaczając zbiór rozwiązań nierówności obserwujemy, dla jakich argumentów wykres funkcji jest położony powyżej wykresu funkcji i dołączamy te argumenty, dla których wartości funkcji i są równe, wystarczy podać dopełnienie zbioru rozwiązań z podpunktu b), stąd .
Zapoznaj się z animacją. Spróbuj samodzielnie rozwiązać podane zadanie. Sprawdź poprawność Twoich rozwiązań z rozwiązaniami przedstawionymi w animacji.

Film dostępny pod adresem /preview/resource/R130Vyg0eHf9Z
Film nawiązujący do treści materiału dotyczącego określania własności funkcji określonej różnymi wzorami w różnych przedziałach na podstawie jej wykresu.
Na podstawie wykresu przedstawionego w animacji odczytaj z wykresu rozwiązanie równania: oraz zbiór rozwiązań nierówności .
Na podstawie wykresów funkcji możemy określić jej własności. Na przykład dziedzinę, zbiór wartości, miejsca zerowe, monotoniczność, znaki funkcji, jej różnowartościowość, itp. Można powiedzieć, że w ten sposób „czytamy” wykres funkcji. Równie ważną umiejętnością jest szkicowanie wykresu funkcji, który spełnia zadane własności.
Szkicowanie wykresu funkcji o zadanych własnościachSzkicowanie wykresu funkcji o zadanych własnościach odbywa się w trzech etapach:
I etap – wyznaczamy obszar, w którym znajduje się wykres funkcji. Aby to zrobić, potrzebna jest znajomość dziedziny i zbioru wartości funkcji;
II etap – zaznaczamy punkty charakterystyczne dla wykresu;
III etap – szkicujemy wykres funkcji, która spełnia pozostałe zadane własności.
Naszkicujemy wykres funkcji spełniającej następujące własności:
,
oraz
funkcja jest rosnąca w przedziale
funkcja jest malejąca w przedziale
funkcja jest stała w przedziale
funkcja ma jedno miejsce zerowe
Rozwiązanie
I etap
Przyjmijmy, że ,

Możemy narysować dodatkowe linie pomocnicze.
W przypadku, gdy koniec jednego przedziału jest otwarty, odpowiednio zaznaczamy linie przerywane.
Otrzymaliśmy obszar, w którym narysujemy wykres spełniający kolejne warunki.
II etap
Przyjmiemy, że oraz

III etap
funkcja jest rosnąca w przedziale
funkcja jest malejąca w przedziale
funkcja jest stała w przedziale
funkcja ma jedno miejsce zerowe

Pytanie problemowe:
Czy istnieje tylko jedna funkcja spełniająca powyższe warunki?
Rozważmy wykres funkcji . Przeanalizujmy, czy spełnia ona wszystkie zadane warunki dla funkcji z etapów: I, II oraz III.

Okazuje się, że obie funkcje i spełniają zadane warunki. Można zatem uznać, że istnieje nieskończenie wiele funkcji spełniających zadane warunki.
Naszkicujemy wykres funkcji spełniającej jednocześnie następujące warunki:
- I etap
- I etap
- II etap
dla - III etap; stąd wyznaczamy miejsca zerowe funkcji.
Rozwiązanie
I i II etap

Przechodzimy do trzeciego etapu:

Na tym etapie wykres funkcji nie spełnia jeszcze warunku zadanej dziedziny i zbioru wartości. Jednak została uwzględniona wartość najmniejsza funkcji.

Powstał przykładowy wykres funkcji spełniającej jednocześnie wszystkie zadane warunki.
Narysujemy wykres funkcji, w przypadku której obszar położenia wykresu funkcji jest określony tylko przez zbiór wartości funkcji.
Niech funkcja spełnia następujące własności:
- I etap wyznaczania obszaru
funkcja przyjmuje wartość najmniejszą dla argumentu - II etap: zaznaczenie punktu szczególnego - np.
dla - III etap: pozostałe własności
Rozwiązanie

W przypadku tej funkcji nasuwa się ciekawy wniosek dotyczący dziedziny funkcji. Nie jest ona bowiem podana w sposób oczywisty, jednak biorąc pod uwagę przedziały, w których funkcja przyjmuje wartości dodatnie oraz zbiór wartości funkcji, można zauważyć, że warunek dotyczący zbioru argumentów, dla których , dotyczy również dziedziny funkcji.
Uwaga
Na rysunku linią przerywaną zaznaczona jest prosta y=4. Jednak liczba 4 należy do zbioru wartości funkcji. Zauważmy więc, że nie ważny jest sposób zaznaczania danego obszaru, ale ważny jest końcowy efekt, czyli sporządzony wykres.
Naszkicujemy wykres funkcji , która spełnia następująca warunki:
- zaznaczamy obszar
funkcja jest rosnąca w przedziale
funkcja jest malejąca w przedziale - na wykresie zaznaczono kolorem fioletowym
wykres funkcji jest symetryczny względem osi
Rozwiązanie

Przy samodzielnej pracy można otrzymać inny wykres, ważne aby spełniał zadane własności.
Przeanalizuj infografikę, zwróć uwagę na wskazówki. Następnie wykonaj samodzielnie polecenia pod infografiką oraz przeanalizuj przykładowe rozwiązania.
- monotoniczność funkcji,
- wartość najmniejsza lub największa funkcji,
- wartości dodatnie lub ujemne,
- symetria wykresu funkcji. I w ostatnim kafelku mamy Krok 4: Sprawdź, czy Twój wykres spełnia wszystkie własności.
Narysuj wykres funkcji spełniającej następujące własności:
funkcja rosnąca w
dla
wykres funkcji jest symetryczny względem osi
Narysuj wykres funkcji spełniającej następujące własności:
miejscami zerowymi funkcji są argumenty oraz
funkcja stała w
funkcja rosnąca w
wykres funkcji symetryczny względem początku układu współrzędnych
Na rysunku przedstawiony jest wykres funkcji . Dziedziną funkcji jest zbiór:

Na rysunku przedstawiony jest wykres funkcji . Zbiorem wartości tej funkcji jest:

Na rysunku przedstawiono wykres funkcji .

Na podstawie analizy przedstawionego na rysunku wykresu funkcji zaznacz poprawnie opisane własności funkcji:

Na rysunku przedstawiono wykres funkcji .

- zbiór wartości Z W indeks dolny, f, koniec indeksu dolnego, równa się luka do uzupełnienia ,
- miejsca zerowe funkcji luka do uzupełnienia , luka do uzupełnienia , luka do uzupełnienia ,
- funkcja przyjmuje wartości dodatnie dla x, należy do luka do uzupełnienia suma zbiorów luka do uzupełnienia ,
- funkcja przyjmuje wartości ujemne dla x, należy do luka do uzupełnienia suma zbiorów luka do uzupełnienia ,
- funkcja jest rosnąca w przedziale luka do uzupełnienia ,
- funkcja jest malejąca w przedziałach: luka do uzupełnienia oraz luka do uzupełnienia ,
- funkcja ma wartością najmniejszą luka do uzupełnienia dla luka do uzupełnienia , funkcja ma wartością największą luka do uzupełnienia dla luka do uzupełnienia .
Na rysunku przedstawiono wykres funkcji .

Odczytaj z wykresu i zapisz:
dziedzinę funkcji,
zbiór wartości,
miejsca zerowe,
argumenty, dla których funkcja przyjmuje wartości ujemne,
argumenty, dla których funkcja przyjmuje wartości dodatnie,
maksymalne przedziały monotoniczności funkcji,
różnowartościowość funkcji,
najmniejszą i największą wartość funkcji oraz argumenty, dla których te wartości są przyjmowane.
Dany jest wykres funkcji

Rozstrzygnij, czy zdanie jest prawdziwe, czy fałszywe.

Na rysunku przedstawiono wykres funkcji .

- zbiór wartości f nawias, D, zamknięcie nawiasu, równa się luka do uzupełnienia ,
- miejsca zerowe funkcji luka do uzupełnienia , luka do uzupełnienia ,
- funkcja przyjmuje wartości dodatnie dla x, należy do luka do uzupełnienia ,
- funkcja przyjmuje wartości ujemne dla x, należy do luka do uzupełnienia suma zbiorów luka do uzupełnienia ,
- funkcja jest rosnąca w przedziale luka do uzupełnienia oraz luka do uzupełnienia ,
- funkcja jest malejąca w przedziałach: luka do uzupełnienia oraz luka do uzupełnienia ,
- funkcja jest stała w przedziale luka do uzupełnienia ,
- funkcja jest nierosnąca w przedziale luka do uzupełnienia ,
- funkcja jest niemalejąca w przedziale luka do uzupełnienia ,
- funkcja ma wartością najmniejszą y, równa się, minus, trzy dla x, równa się, minus, osiem lub x, równa się, minus, dwa, funkcja ma wartością największą y, równa się, trzy dla x, należy do luka do uzupełnienia .
Na rysunku przedstawiono wykres funkcji określonej wzorem:
.

Dany jest wykres funkcji:

Na rysunku przedstawiono wykres funkcji .

Na rysunku przedstawiono wykresy funkcji , .

Odczytaj z wykresu i zapisz:
zbiór rozwiązań równania ,
zbiór rozwiązań nierówności ,
zbiór rozwiązań nierówności .
Na rysunku przedstawiono wykresy funkcji oraz .

Odczytaj z wykresu rozwiązanie równania oraz nierówności .
Do podanego wykresu dobierz własności funkcji.

Przyjrzyj się uważnie przedstawionym wykresom.

- Z W indeks dolny, f, koniec indeksu dolnego, równa się, nawias ostry, zero przecinek cztery, zamknięcie nawiasu ostrego,
- f nawias, minus, cztery, zamknięcie nawiasu, równa się, zero,
- maksymalne przedziały, w których funkcja jest malejąca to nawias ostry, minus, sześć, przecinek, minus, cztery, zamknięcie nawiasu ostrego, nawias ostry, jeden przecinek cztery, zamknięcie nawiasu ostrego?
Uzupełnij poniższy wykres funkcji tak, aby spełniał wszystkie podane własności:
, oraz funkcja jest stała w .

Uzupełnij poniższy wykres funkcji tak, aby spełniał wszystkie podane własności:
, , funkcja stała w ; .

Uzupełnij poniższy wykres tak, aby spełniał poniższe własności:
, funkcja stała w , wykres funkcji symetryczny względem początku układu współrzędnych.

a) Naszkicuj wykres funkcji spełniającej podane własności:
dla
Funkcja rosnąca w ;
Funkcja malejąca w ,
b) Poproś kolegę lub koleżankę, aby na podstawie narysowanego przez ciebie wykresu funkcji określił/a następujące własności funkcji: , , miejsca zerowe, , zbiór argumentów dla których funkcja jest rosnąca oraz malejąca.
c) Porównajcie wspólnie własności funkcji zapisane przez kolegę lub koleżankę z tymi, które miała spełniać funkcja (podane w pkt. a).
Jeśli własności się nie zgadzają, poszukajcie wspólnie błędu w wykresie lub opisie własności i ustalcie prawidłowe rozwiązanie.
Słownik
dziedziną funkcji nazywamy zbiór wszystkich elementów , dla których funkcja jest określona
zbiorem wartości funkcji nazywamy zbiór tych wszystkich , dla których istnieje taki argument , że
argumenty, dla których
funkcja, której wartości rosną wraz ze wzrostem argumentów funkcji
funkcja, której wartości maleją wraz ze wzrostem argumentów funkcji
funkcja, która dla każdego argumentu przyjmuje tę samą wartość
funkcje rosnące, malejące, nierosnące, niemalejące lub stałe w całej dziedzinie
narysować wykres, który spełnia wszystkie podane własności







