Podstawowe przekształcenia wykresu funkcji
2. Przesunięcie wykresu funkcji wzdłuż osi Y
Dźwig, wyciąg pionowy, potocznie zwany windą, porusza się wzdłuż prowadnic w pionowym szybie dźwigowym. Służy do transportu osób lub towarów. Z powodu ograniczonej powierzchni pojawiła się potrzeba budowania wieżowców, w których winda jest niezbędnym elementem. W tej lekcji będziemy przesuwać wzdłuż osi wykres funkcji, w analogiczny sposób jak porusza się winda, czyli w górę lub w dół.
Określisz współrzędne punktu otrzymanego w wyniku przesunięcia danego punktu wzdłuż osi .
Przesuniesz wykres funkcji wzdłuż osi o podaną liczbę jednostek w odpowiednim kierunku.
Wyznaczysz zależność między wzorem funkcji danej i otrzymanej w wyniku przesunięcia wzdłuż osi .
Określisz własności funkcji , , gdzie , znając własności funkcji .
Rozpoczniemy od przesuwania punktów wzdłuż osi .
Dany jest punkt o współrzędnychpunkt o współrzędnych . Wyznaczymy współrzędne punktu:
a) , który otrzymamy w wyniku przesunięcia punktu o jednostki w górę wzdłuż osi ,
b) , który otrzymamy w wyniku przesunięcia punktu o jednostki w dół wzdłuż osi .
Rozwiązanie:
Zwróćmy uwagę, że w wyniku przesunięcia punktu wzdłuż osi , odcięta punktu zostaje bez zmian, natomiast rzędna zmienia się zgodnie z intuicją: przesuwając w górę dodajemy do niej liczbę jednostek, przesuwając w dół odejmujemy liczbę jednostek.

Dany jest wykres funkcji . Sporządzimy wykres funkcji otrzymany w wyniku przesunięcia danego wykresu:
a) o jednostki w górę,
b) o jednostki w dół.

Rozwiązanie:
Chcąc przesunąć wykres wzdłuż osi należy pamiętać o zachowaniu kształtu. W tym celu skupiamy się na charakterystycznych punktach danego wykresu, które przesuwamy analogicznie, jak w przykładzie pierwszym.
W kolejnym przykładzie będziemy przesuwać wzdłuż osi wykres funkcji . W przykładzie tym zwróć uwagę na zmianę współrzędnych punktu, który obrazuje przesunięcie punktu wzdłuż osi oraz na zmianę wzoru funkcji podczas przesuwania suwakiem w górę lub w dół.

Zasób interaktywny dostępny pod adresem https://zpe.gov.pl/a/D5N63R9J3
Wyprowadzimy zależność między wzorem , a wzorem danej funkcji i liczbą jednostek, o którą przesuwamy dany wykres wzdłuż osi .

Zauważmy, że
Z powyższego wynika, że przy przesuwaniu wykresu funkcji f o jednostek wzdłuż osi , zachodzi zależność .
Jeżeli przesuwamy wykres funkcji wzdłuż osi o jednostek, gdzie , to:
w wyniku przesunięcia w górę otrzymamy wykres funkcji ,
w wyniku przesunięcia w dół otrzymamy wykres funkcji .
gdy przesuwamy wykres o jednostek w górę, wówczas każda wartość funkcji, czyli , jest powiększona o , czyli ,
gdy przesuwamy wykres o jednostki w dół, wówczas każda wartość funkcji, czyli , jest pomniejszona o , czyli .

Dany jest wykres funkcji . Przesuniemy wykres funkcji mając wzór funkcji oraz wypiszemy dla każdej z tych funkcji: dziedzinę funkcji, zbiór wartościzbiór wartości, wartość najmniejszą, wartość największą oraz punkt przecięcia wykresu funkcji z osią punkt przecięcia wykresu funkcji z osią .

Sporządzimy wykres funkcji:
a) ,
b) .
Rozwiązanie:
Sporządzimy wykres funkcji . W tym celu sporządzimy tabelę częściową z wartościami funkcji:
Mając tabelę zaznaczymy otrzymane punkty w układzie współrzędnych i wykreślimy prostą. Pamiętamy, że przez dwa punkty na płaszczyźnie przechodzi dokładnie jedna prosta. Oznacza to, że wystarczy wyznaczyć współrzędne dwóch punktów, by sporządzić wykres funkcji liniowej.

Korzystając z umiejetności przesuwania wykresu funkcji wzdłuż osi sporządzimy wykres funkcji . Zauważmy, że wartości funkcji są o większe od wartości funkcji , zatem każdy punkt wykresu funkcji należy przesunąć o jednostek w górę.

Zwróćmy uwagę na współrzędne punktu przecięcia wykresów funkcji z osią .
Wykres funcji przecina oś w punkcie , zaś wykres funkcji w punkcie .
Przesunięcie wykresu funkcji wzdłuż osi ma wpływ na:
zbiór wartości funkcjizbiór wartości funkcji , której wykres otrzymano,
najmniejszą, największą wartość funkcji (o ile istnieją),
rzędną punktu przecięcia wykresu funkcji z osią punktu przecięcia wykresu funkcji z osią .
Przesuwając hiperbolę , gdzie , , wzdłuż osi należy pamiętać, aby przesunąć w tym samym kierunku i o tyle samo jednostek asymptotę poziomą wykresu funkcji.


Załóżmy, że . Wykres funkcji powstaje w wyniku przesunięcia wykresu funkcji o jednostek w górę, zaś wykres funkcji powstaje w wyniku przesunięcia wykresu funkcji o jednostek w dół.
Na poniższym rysunku przedstawiono wykres funkcji .

Naszkicujemy wykresy funkcji i . Podamy zbiory wartości funkcji , i oraz punkty przecięcia wykresów tych funkcji z osią . Przypomnijmy sobie, jakie przekształcenie należy wykonać, aby uzyskać wykresy tych funkcji.
Rozwiązanie
Aby otrzymać wykres funkcji należy wykres danej funkcji f przesunąć o jednostki w dół, wzdłuż osi .
Aby otrzymać wykres funkcji należy wykres danej funkcji f przesunąć o jednostki w górę wzdłuż osi .
Wykonamy te czynności w jednym układzie współrzędnych.

Korzystając z wykresów funkcji odczytamy zbiory wartości oraz współrzędne punktu przecięcia wykresów z osią .
– przesunięcie w dółprzesunięcie w dół o jednostki
– przesunięcie w góręprzesunięcie w górę o jednostki.
Punkt przecięcia wykresu funkcji z osią Punkt przecięcia wykresu funkcji z osią :
Punkt przecięcia wykresu funkcji z osią :
Punkt przecięcia wykresu funkcji z osią : .

Na powyższym rysunku dany jest wykres funkcji . Podamy , oraz , , jeżeli .
Rozwiązanie
Chcąc wyznaczyć wszystkie wymienione własności funkcji bez sporządzania wykresu, wyznaczymy własności funkcji .
Funkcja powstaje w wyniku przesunięcia w dółprzesunięcia w dół wykresu funkcji o jednostki. Zatem:
.
Uzupełnimy tabelę, mając dane informacje na temat funkcji
Funkcja | Dziedzina | Zbiór wartości | Punkt przecięcia z osią |
|---|---|---|---|
Rozwiązanie
Aby uzupełnić własności funkcji , rozpoczniemy od interpretacji wzoru:
to przesunięcie w górę o jednostek wykresu funkcji , zatem:
Punkt przecięcia z osią :
Analogicznie postępujemy z własnościami funkcji , rozpoczniemy od interpreatcji wzoru:
, to przesunięcie w dół o jednostki wykresu funkcji , zatem:
Punkt przecięcia z osią :
Funkcja | Dziedzina | Zbiór wartości | Punkt przecięcia z osią |
|---|---|---|---|
Dany jest wykres funkcji

Wyznaczymy dziedzinędziedzinę, zbiór wartościzbiór wartości, najmniejszą, największą wartość funkcji oraz punkt przecięcia wykresu funkcji z osią dla danej funkcji oraz funkcji:
Rozwiązanie
Rozpoczniemy od wyznaczenia wszystkich własności dla funkcji , odczytując je z wykresu funkcji:
punkt przecięcia wykresu funkcji z osią :
Wzór funkcji oznacza, że wykres funkcji należy przesunąć w górę o jednostkę wzdłuż osi , zatem:
nie ulega zmianie, gdyż to przesunięcie nie ma wpływu na argumenty
punkt przecięcia wykresu funkcji z osią :
Wzór funkcji oznacza, że wykres funkcji należy przesunąć w dół o jednostek wzdłuż osi , zatem:
punkt przecięcia wykresu funkcji z osią : .
Dany jest wykres funkcji

Wyznaczymy argumenty, dla których .
Rozwiązanie
Można to wykonać na dwa sposoby:
I sposób:
Możemy przekształcić nierówność i rozwiązać nierówność równoważną, tzn.
Korzystając z danego wykresu odczytujemy, że
II sposób:
Rozwiążemy nierówność korzystając z przesunięcia wykresu danej funkcji o jednostkę w górę i odczytamy rozwiązanie.

.
Symulacja interaktywna
Zobacz w symulacji interaktywnej, jak zmienia się wzór funkcji, gdy przesuniesz dany wykres wzdłuż osi (w górę lub w dół), a następnie wykonaj poniższe polecenia.

Zasób interaktywny dostępny pod adresem https://zpe.gov.pl/a/D5N63R9J3
Korzystając z symulacji interaktywnej funkcji liniowej () sporządź wykres funkcji .
Używając suwaka przesuń wykres o jednostki w górę. Podaj wzór otrzymanej funkcji oraz punkt przecięcia wykresu z osią .
Korzystając z symulacji interaktywnej funkcji kwadratowej (), dokonując odpowiedniego przesunięcia, podaj współrzędne wierzchołka paraboli oraz zbiór wartości tej funkcji.
Korzystając z wykresu trzeciej funkcji symulacji interaktywnej (), dokonując odpowiedniego przesunięcia wzdłuż osi , wyznacz dziedzinę, zbiór wartości oraz miejsca zerowe funkcji
Zestaw ćwiczeń interaktywnych
Rysunek przedstawia wykres funkcji
Wskaż wykres funkcji .
Poniżej zamieszczono opis wykresu funkcji f.
Rysunek przedstawia wykres funkcji . Określamy funkcję wzorem .
Zbiorem wartości funkcji g jest Z W indeks dolny, g, koniec indeksu dolnego, równa się 1. nawias ostry, minus, dwa przecinek trzy zamknięcie nawiasu ostrego, 2. minus, dwa, 3. nawias ostry, minus, trzy przecinek dwa zamknięcie nawiasu ostrego, 4. nawias ostry, minus, pięć przecinek zero zamknięcie nawiasu ostrego, 5. minus, jeden, 6. zero, 7. jeden, 8. nawias ostry, minus, dwa przecinek dwa zamknięcie nawiasu ostrego
Rysunek przedstawia wykres funkcji . Określamy funkcję wzorem .
Miejscem zerowym funkcji g jest x, równa się 1. nawias ostry, minus, pięć przecinek jeden zamknięcie nawiasu, 2. nawias, minus, jeden przecinek pięć zamknięcie nawiasu ostrego, 3. nawias ostry, minus, jeden przecinek pięć zamknięcie nawiasu, 4. jeden, 5. nawias ostry, minus, trzy przecinek trzy zamknięcie nawiasu, 6. dwa, 7. trzy, 8. minus, jeden.
Zbiorem wartości funkcji jest przedział . Wyznacz zbiór wartości funkcji .
O ile jednostek i w którą stronę należy przesunąć wzdłuż osi wykres funkcji , aby otrzymać wykres funkcji ?
a)
b)
c)
Dany jest wykres funkcji .

Wiedząc, że , przyporządkuj poprawne informacje do poszczególnych funkcji.
Zbiorem wartości funkcji jest . Połącz wzór funkcji z jej zbiorem wartości.
Dany jest wykres funkcji

Określamy funkcję wzorem . Wyznacz , , punkt przecięcia wykresu funkcji z osią .
Dany jest wykres funkcji . Połącz w pary wzór funkcji z jej własnością.

Dany jest wykres funkcji

Słownik
dziedzina funkcji liczbowej określonej za pomocą wzoru w postaci wyrażenia algebraicznego - zbiór wszystkich liczb rzeczywistych, dla których wzór tej funkcji (dane wyrażenie algebraiczne) ma sens liczbowy
punkt, którego odciętą jest , zaś rzędną jest wartość funkcji dla argumentu , czyli jest to punkt o współrzędnych
wzór , gdzie oznacza przesunięcie wykresu funkcji w górę o jednostek wzdłuż osi
wzór , gdzie oznacza przesunięcie wykresu funkcji w dół o jednostek wzdłuż osi
w układzie współrzędnych uporządkowana para liczb ; pierwsza liczba to pierwsza współrzędna punktu nazywamy odciętą, zaś druga to rzędna punktu
zbiór tych wszystkich liczb , dla których istnieje taki argument , że ; mając dany wykres funkcji, zbiór wartości odczytujemy z osi





