R1b3GwvjzJ62h
Ilustracja przedstawia rollercoaster. napis. Wyznaczanie wzoru funkcji liniowej na podstawie jej własności

Własności funkcji liniowej

Źródło: Olaf Pictures, dostępny w internecie: www.pixabay.com.

2. Wyznaczanie wzoru i wykresu funkcji liniowej na podstawie jej własności.1

R1XZV5f3rdOc11
William Thomson, lord Kelvin
Źródło: Messrs. Dickinson, dostępny w internecie: www.commons.wikimedia.org, domena publiczna.

Dzięki doświadczalnemu wykryciu zależności liniowej między ciśnieniem gazów a ich temperaturą, francuski fizyk Guillaume Amontos wprowadził w 1702 roku określenie „zera bezwzględnego”. Zero bezwzględne skali gazowej pokrywa się z zerem skali bezwzględnej temperatury zaproponowanej w 1848 roku przez Williama Thomsona, lorda Kelvina, który określił wartość zera bezwzględnego na około -273,15°C. Na cześć Williama Thomsona jednostkę skali bezwzględnej temperatur nazwano Kelvinem.

Zależność między skalą temperatur wyrażoną w kelwinach a skalą wyrażoną w stopniach Celsjusza jest też zależnością liniową: TK=tC+273. Jest to jeden z przykładów praktycznego zastosowania funkcji liniowej. W tym materiale nauczysz się wyznaczać wzór funkcji liniowej znając jej własności oraz rysować na podstawie własności funkcji jej wykres.

Twoje cele
  • Podasz wzór funkcji liniowej na podstawie informacji o jej własnościach.

  • Naszkicujesz wykres funkcji liniowej na podstawie informacji o jej własnościach.

  • Wykorzystasz wykresy funkcji liniowej do rozwiązywania zadań.

  • Wykorzystasz własności funkcji liniowej do rozwiązywania zadań.

Wyznaczanie wzoru na podstawie własności

Mając dane dwa różne punkty możemy narysować tylko jedną prostą przechodzącą przez oba te punkty. Innymi słowy - dwa punkty jednoznacznie wyznaczają prostą. Jeśli wybrane punkty mają dodatkowo różne pierwsze współrzędne, możemy wyznaczyć wzór funkcji liniowej, która opisuje narysowaną prostą.

Przykład 1

Napisz wzór funkcji liniowej, której wykres przechodzi przez punkt P=2,10 i jest równoległy do wykresu funkcji y=3x+1.

Rozwiązanie:

Jeżeli proste y=ax+by=cx+d są równoległe, to a=c.

Prosta y=ax+b jest równoległa do prostej y=3x+1, więc a=3.

Równanie naszej prostej przyjmuje postać: y=3x+b.

Ponieważ wykres przechodzi przez punkt P=2,10, to znaczy, że współrzędne tego punktu spełniają równanie y=3x+b.

y=3x+b

10=32+b

10=6+b

b=10-6=4

Odpowiedź:

Wzór funkcji liniowej: y=3x+4.

Przykład 2

Znajdź wzór funkcji liniowej y=ax+b, której wykres przechodzi przez punkt P=a,4 i która przyjmuje wartości dodatnie w przedziale 0,+, zaś ujemne w przedziale -,0.

Rozwiązanie:

Funkcja y=ax+b przyjmuje wartości dodatnie w przedziale 0,+, zaś ujemne w przedziale -,0, oznacza to, że x=0 jest miejscem zerowym tej funkcji i jest to funkcja rosnąca a>0.

RQqjgy27Zf42I

y<0 dla x-,0 y>0 dla x0,.

x0=0, więc y0=f0=0, czyli 0=a0+b, stąd b=0.

Punkt P=a,4 należy do wykresu funkcji liniowej y=ax+b, więc otrzymujemy 4=aa+b.

b=0, stąd otrzymujemy równanie a2=4. Rozwiązaniem równania a2=4 są liczby: 2-2.

Funkcja przyjmuje wartości dodatnie w przedziale 0,+, zaś ujemne w przedziale -,0, funkcja jest rosnąca czyli a>0, stąd a=2.

a=2,  b=0

Odpowiedź:

Wzór funkcji: y=2x.

Rysowanie wykresu na podstawie własności funkcji liniowej

Wykres funkcji liniowej sporządzamy zazwyczaj tak, że znajdujemy jego punkty wspólne z osiami układu współrzędnych, a następnie prowadzimy przez nie prostą. Dla funkcji y=ax+b, a0, są to punkty: A=-ba,0B=0,b.

Przykład 3

Narysujemy wykres funkcji liniowej mając dane jej miejsce zerowe x0=-12 i punkt B=0,-2, przez który przechodzi wykres tej funkcji.

Z treści zadania wynika, że mamy podane punkty przecięcia z osiami układu współrzędnych: A=-12,0B=0,-2.

R1Y22tXVwoLMw
Przykład 4

Narysujemy wykres funkcjiwykres funkcjiwykres funkcji liniowej, wiedząc, że jest on równoległy do wykresu funkcji y=-13x-6 i że przechodzi on przez punkt P=3,1. Podamy miejsce zerowe tej funkcji a następnie obliczymy pole trójkąta ograniczonego wykresem tej funkcji i osiami układu współrzędnych.

Jeśli proste y=ax+by=cx+d są równoległe, to a=c.

Prosta y=ax+b jest równoległa do prostej y=-13x-6 więc a=-13.

Równanie naszej prostej przyjmuje postać: y=-13x+b.

Ponieważ wykres przechodzi przez punkt P=3,1 to znaczy, że współrzędne tego punktu spełniają równanie:

y=-13x+b

1=-13·3+b

1=-1+b

b=2

b=2 więc mamy punkt przecięcia z osią Y: A=0,2. Rysujemy prostą przechodzącą przez punkty P=3,1A=0,2:

R1Bwy3vPFunTC

Aby obliczyć pole trójkąta ograniczonego wykresem tej funkcji i osiami układu współrzędnych potrzebujemy punktu przecięcia z osią X: x0,0.

Miejsce zerowe funkcjimiejsce zerowe funkcjiMiejsce zerowe funkcji możemy obliczyć ze wzoru:

x0=-ba=-2-13=6.

Pole powstałego trójkąta obliczamy ze wzoru:

P = 1 2 c d, gdzie cd to długości przyprostokątnych otrzymanego trójkąta.

P=12·2·6=6.

Przykład 5

Narysujemy wykres funkcji liniowej, której wykres przechodzi przez punkt M=-2,3 i która przyjmuje wartości dodatnie tylko w przedziale -,1, zaś wartości ujemne tylko w przedziale 1,+.

Funkcja y=ax+b przyjmuje wartości dodatnie w przedziale -,1, zaś ujemne w przedziale 1,+, oznacza to, że x0=1 jest miejscem zerowym tej funkcji.

x0=1, więc mamy punkt przecięcia z osią X: A=1,0

Rysujemy wykres funkcji liniowej przechodzącej przez punkty M=-2,3A=1,0:

RDRpnh9PbI0QI

Animacja multimedialna

Zapoznaj się z animacją prezentującą rysowanie wykresów funkcji liniowej na podstawie danych własności tych funkcji. Następnie rozwiąż zadania i porównaj z odpowiedziami.

R1XC9NybTLRoj
Film nawiązujący do treści materiału, prezentujący sposób rysowania wykresów funkcji liniowych.
Polecenie 1

Narysuj wykres funkcji liniowej y=ax+b, mając dany współczynnik a=2 oraz punkt P=-2,-2 należący do wykresu tej funkcji.

Polecenie 2

Narysuj wykres funkcji liniowej, której wykres przechodzi przez dany punkt M=-4,2 i jest równoległy do wykresu funkcji y=12x-3.

Zestaw ćwiczeń multimedialnych

Pokaż ćwiczenia:
1
Ćwiczenie 1
R1IZw7oKOvrTH
Wybierz wzór funkcji liniowej o współczynniku kierunkowym a, równa się, minus, trzy, jeśli do jej wykresu należy punkt A, równa się, nawias, minus, dwadzieścia trzy przecinek siedem, zamknięcie nawiasu. Możliwe odpowiedzi: 1. y, równa się, minus, trzy x, plus, dziewięć, 2. y, równa się, minus, trzy x, plus, dwadzieścia początek ułamka, jeden, mianownik, trzy, koniec ułamka, 3. y, równa się, minus, trzy x, minus, siedem, 4. y, równa się, minus, trzy x, plus, pięć
1
Ćwiczenie 2
RyxGKofTFSSj0
Dobierz wzór funkcji liniowej do odpowiadających mu punktów przecięcia jej wykresu z osiami układu współrzędnych. y, równa się, pięć x, minus, jeden Możliwe odpowiedzi: 1. nawias, minus, początek ułamka, jeden, mianownik, pięć, koniec ułamka, przecinek, zero, zamknięcie nawiasu i nawias, zero, przecinek, minus, jeden, zamknięcie nawiasu, 2. nawias, piętnaście przecinek zero, zamknięcie nawiasu i nawias, zero przecinek trzy, zamknięcie nawiasu, 3. nawias, piętnaście przecinek zero, zamknięcie nawiasu i nawias, zero, przecinek, minus, jeden, zamknięcie nawiasu, 4. nawias, piętnaście przecinek zero, zamknięcie nawiasu i nawias, zero, przecinek, minus, trzy, zamknięcie nawiasu y, równa się, minus, początek ułamka, jeden, mianownik, pięć, koniec ułamka, x, plus, trzy Możliwe odpowiedzi: 1. nawias, minus, początek ułamka, jeden, mianownik, pięć, koniec ułamka, przecinek, zero, zamknięcie nawiasu i nawias, zero, przecinek, minus, jeden, zamknięcie nawiasu, 2. nawias, piętnaście przecinek zero, zamknięcie nawiasu i nawias, zero przecinek trzy, zamknięcie nawiasu, 3. nawias, piętnaście przecinek zero, zamknięcie nawiasu i nawias, zero, przecinek, minus, jeden, zamknięcie nawiasu, 4. nawias, piętnaście przecinek zero, zamknięcie nawiasu i nawias, zero, przecinek, minus, trzy, zamknięcie nawiasu y, równa się, zero przecinek dwa x, minus, trzy Możliwe odpowiedzi: 1. nawias, minus, początek ułamka, jeden, mianownik, pięć, koniec ułamka, przecinek, zero, zamknięcie nawiasu i nawias, zero, przecinek, minus, jeden, zamknięcie nawiasu, 2. nawias, piętnaście przecinek zero, zamknięcie nawiasu i nawias, zero przecinek trzy, zamknięcie nawiasu, 3. nawias, piętnaście przecinek zero, zamknięcie nawiasu i nawias, zero, przecinek, minus, jeden, zamknięcie nawiasu, 4. nawias, piętnaście przecinek zero, zamknięcie nawiasu i nawias, zero, przecinek, minus, trzy, zamknięcie nawiasu y, równa się, minus, pięć x, minus, jeden Możliwe odpowiedzi: 1. nawias, minus, początek ułamka, jeden, mianownik, pięć, koniec ułamka, przecinek, zero, zamknięcie nawiasu i nawias, zero, przecinek, minus, jeden, zamknięcie nawiasu, 2. nawias, piętnaście przecinek zero, zamknięcie nawiasu i nawias, zero przecinek trzy, zamknięcie nawiasu, 3. nawias, piętnaście przecinek zero, zamknięcie nawiasu i nawias, zero, przecinek, minus, jeden, zamknięcie nawiasu, 4. nawias, piętnaście przecinek zero, zamknięcie nawiasu i nawias, zero, przecinek, minus, trzy, zamknięcie nawiasu
Ćwiczenie 3
R1GeOrTjbnBrc2
Dostępne opcje do wyboru: minus, siedem, pięć, minus, dwa. Polecenie: Miejscem zerowym funkcji liniowej y, równa się, a x, plus, b jest x, równa się, minus, początek ułamka, dwa, mianownik, siedem, koniec ułamka, a do jej wykresu należy punkt A, równa się, nawias, minus, początek ułamka, trzy, mianownik, siedem, koniec ułamka, przecinek, minus, pięć, zamknięcie nawiasu. Przenieś podane poniżej elementy w odpowiednie pola. Współczynnik kierunkowy a, równa się luka do uzupełnienia .
Współczynnik b, równa się luka do uzupełnienia .
Wartość funkcji dla minus, jeden wynosi: f nawias, minus, jeden, zamknięcie nawiasu, równa się luka do uzupełnienia .
RlJAD60Pope3Z1
Ćwiczenie 4
Funkcja liniowa przechodząca przez punkt P, równa się, nawias, minus, pięć przecinek dwa, zamknięcie nawiasu, której wykres jest równoległy do prostej opisanej równaniem y, równa się, minus, początek ułamka, trzy, mianownik, pięć, koniec ułamka, x, minus, jeden, jest opisana wzorem: Możliwe odpowiedzi: 1. y, równa się, początek ułamka, pięć, mianownik, trzy, koniec ułamka, x, minus, jeden, 2. y, równa się, minus, początek ułamka, trzy, mianownik, pięć, koniec ułamka, x, plus, pięć, 3. y, równa się, minus, początek ułamka, trzy, mianownik, pięć, koniec ułamka, x, minus, jeden, 4. y, równa się, minus, początek ułamka, trzy, mianownik, pięć, koniec ułamka, x, minus, trzy początek ułamka, cztery, mianownik, pięć, koniec ułamka
2
Ćwiczenie 5
R16s9KvgRud6U1
Wybierz wzór funkcji liniowej, której wykres przechodzi przez punkt A, równa się, nawias, trzy, przecinek, minus, jeden, zamknięcie nawiasu i która przyjmuje ujemne wartości tylko dla x, należy do, nawias, minus, nieskończoność, przecinek, sześć, zamknięcie nawiasu. Możliwe odpowiedzi: 1. y, równa się, początek ułamka, jeden, mianownik, trzy, koniec ułamka, x, minus, dwa, 2. y, równa się, sześć x, minus, dwa, 3. y, równa się, początek ułamka, jeden, mianownik, trzy, koniec ułamka, x, plus, sześć, 4. y, równa się, sześć x, plus, siedemnaście
2
Ćwiczenie 6

Narysuj wykres funkcji liniowej fx=ax+b, wiedząc że jest on równoległy do prostej o równaniu y=-5x+7 i przechodzi przez punkt P=35,2.

R1dOiOfttmXOQ
Możliwe odpowiedzi: 1. Wykres funkcji f nawias x zamknięcie nawiasu przecina oś Y w punkcie nawias zero, średnik, pięć zamknięcie nawiasu
2
Ćwiczenie 7
R1DPZV14G3rtJ
Narysuj wykres funkcji liniowej f nawias x zamknięcie nawiasu, równa się, a x, plus, b, do której wykresu należą punkty A, równa się, nawias, minus, trzy tysiące sto dwadzieścia, średnik, sześć tysięcy dwieście czterdzieści siedem zamknięcie nawiasu i B, równa się, nawias, minus, trzy tysiące sto piętnaście, średnik, sześć tysięcy dwieście trzydzieści siedem zamknięcie nawiasu, a następnie w puste miejsca wstaw odpowiednie liczby całkowite.

Najpierw wyznacz współczynnik kierunkowy prostej. Skorzystaj ze wzoru a=yB-yAxB-xA.

2
Ćwiczenie 8

Narysuj wykres funkcji liniowej fx=-13x+b, do której wykresu należy punkt A=6,3, a następnie wybierz zdanie prawdziwe.

RcwtG6uQY2bnf
Możliwe odpowiedzi: 1. Wykres funkcji f nawias x zamknięcie nawiasu przecina oś Y w punkcie nawias zero, średnik, jeden zamknięcie nawiasu, 2. Wykres funkcji f nawias x zamknięcie nawiasu przecina oś Y w punkcie nawias zero, średnik, minus, jeden zamknięcie nawiasu, 3. Wykres funkcji f nawias x zamknięcie nawiasu przecina oś Y w punkcie nawias zero, średnik, trzy zamknięcie nawiasu, 4. Wykres funkcji f nawias x zamknięcie nawiasu przecina oś Y w punkcie nawias zero, średnik, minus, trzy zamknięcie nawiasu
2
Ćwiczenie 9
Ro8hXYpMkaNE1
Łączenie par. Narysuj wykres funkcji liniowej f nawias, x, zamknięcie nawiasu, równa się, a x, plus, siedem jeśli f nawias, minus, dwieście dziesięć, zamknięcie nawiasu, równa się, minus, sześćset dwadzieścia trzy. Oceń prawdziwość poniższych zdań..
RTJqZcjU0NULV2
Ćwiczenie 10
Narysuj wykres funkcji liniowej, której wykres przechodzi przez punkt A, równa się, nawias, minus, trzy, średnik, jeden zamknięcie nawiasu i która przyjmuje dodatnie wartości tylko dla x, należy do, nawias, minus, nieskończoność, średnik, pięć zamknięcie nawiasu, a następnie wybierz zdanie prawdziwe. Możliwe odpowiedzi: 1. Współczynnik kierunkowy tej funkcji to a, równa się, osiem, 2. Współczynnik kierunkowy tej funkcji to a, równa się, minus, osiem, 3. Współczynnik kierunkowy tej funkcji to a, równa się, minus, początek ułamka, jeden, mianownik, osiem, koniec ułamka, 4. Współczynnik kierunkowy tej funkcji to a, równa się, początek ułamka, jeden, mianownik, osiem, koniec ułamka
R1XRSKLRJAB893
Ćwiczenie 11
Narysuj wykres funkcji liniowej f nawias x zamknięcie nawiasu, równa się, a x, plus, b, do której wykresu należą punkty A, równa się, nawias, minus, dwieście PI, średnik, czterdzieści PI, minus, trzy zamknięcie nawiasu i B, równa się, nawias trzysta PI, średnik, minus, sześćdziesiąt PI, minus, trzy zamknięcie nawiasu, a następnie wybierz zdania prawdziwe. Możliwe odpowiedzi: 1. Miejscem zerowym funkcji f nawias x zamknięcie nawiasu jest x, równa się, minus, piętnaście, 2. Wykres tej funkcji przecina oś Y w punkcie nawias zero, średnik, trzy zamknięcie nawiasu, 3. Funkcja ta wyraża się wzorem y, równa się, początek ułamka, jeden, mianownik, pięć, koniec ułamka, x, minus, trzy, 4. Pole trójkąta ograniczonego wykresem funkcji f nawias x zamknięcie nawiasu i osiami układu współrzędnych wynosi dwadzieścia dwa przecinek pięć
2
Ćwiczenie 12

Napisz wzór funkcji liniowej y=ax+b, mając dany współczynnik a=2 oraz punkt A=-2,1 należący do wykresu tej funkcji.

2
Ćwiczenie 13

Napisz wzór funkcji liniowej f, której wykres przechodzi przez punkt A=1,3 i jest równoległy do wykresu funkcji gx=-3x+3. Następnie:

a) podaj miejsca zerowe obu funkcji,

b) sporządź wykresy obu funkcji,

c) oblicz pole figury ograniczonej wykresami obu funkcji i osiami układu współrzędnych.

Słownik

miejsce zerowe
miejsce zerowe

argument, dla którego funkcja przyjmuje wartość zero

funkcja liniowa
funkcja liniowa

funkcja postaci y=ax+b, gdzie ab są danymi liczbami rzeczywistymi, „a” nazywamy współczynnikiem kierunkowym, „b” – wyrazem wolnym

miejsce zerowe funkcji
miejsce zerowe funkcji

argument, dla którego wartość funkcji wynosi 0