Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
О базовых понятиях и конструкциях элементарной и высшей математики и о некоторых их приложениях.pdf
Скачиваний:
2
Добавлен:
24.11.2025
Размер:
1.81 Mб
Скачать

функцией. Поэтому графики прямой и обратной функций совпадают. Если же у обратной функции, так же как и у исходной функции, аргумент обозначить через x , а зависимую переменную – через у (как обычно принято), то обратная функция запишется в виде y = f 1 (x) . График обратной функции y = f 1 (x)

симметричен графику данной функции y = f (x) относительно биссектрисы

y = x первого координатного угла.

Для того, чтобы найти обратную функцию для взаимно однозначной

функции

y = f (x) , следует решить

уравнение

y = f (x)

относительно

переменной

x , т.е. найти функцию x = f 1 ( y) , а затем поменять обозначения

переменной

x на

y , а y на x и тем самым получить функцию

y = f 1 (x)

обратную к данной.

 

 

 

 

Замечание

3.1.6. В общем случае обратную

функцию

для

функции

y = f (x)

определяют как многозначную, если значению y E( f ) соответствует

несколько или бесконечное множество значений x D( f ).

 

 

На графике,

если любая прямая, параллельная оси Ox пересекает график

функции

y = f (x)

лишь в одной точке,

то обратная для нее функция будет

однозначной. Если же некоторые из таких прямых пересекают график в нескольких точках, то обратная функция будет многозначной. В подобных случаях выбирают такие промежутки изменения x , которым отвечают однозначные «ветви» многозначной обратной функции.

3.2. Геометрические преобразования графиков функций

Если график функции y = f (x) известен, то с помощью некоторых

преобразований плоскости (параллельного переноса, осевой и центральной симметрии, растяжения и т.п.) можно построить графики более сложных функций.

3.2.1. График

функции

f (ω x) ,

где

ω (0,+∞) , получается сжатием

графика функции

f (x) вдоль

оси Ox

в

ω раз к оси Oy при ω>1 или

82

растяжением функции

f (x) вдоль оси Ox в

1

 

раз от оси Oy при 0 < ω<1

ω

 

 

 

 

 

(рис. 3.5 а, б, в)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f(x)

 

f(2x)

 

–1

0

1

x

–1/2

0 1/2

x

а

б

y

 

 

 

f(0.5x)

 

 

 

О

 

 

x

 

 

 

 

 

 

2

–2

 

в

Рис. 3.5. Графики функций:

аy = f (x) ; б – y = f (2x); в – y = f (0.5x)

3.2.2.График функции Af ( x) , где A (0,+∞) , получается растяжением

графика функции f (x) вдоль оси Oy в A раз при A >1 и сжатием вдоль этой

оси в 1A раз при 0 < A <1 (рис. 3.6 а, б, в)

83

y

 

2

y

 

 

 

 

f(x)

 

2·f(x)

 

 

 

1

 

 

1

–1

0

1

x

–1

0

1

x

 

–1

 

 

 

–1

 

 

 

 

 

 

 

–2

 

 

 

а

 

 

 

б

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

1/2

 

 

 

1

f (x)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

–1

 

–1/2 1

 

 

 

 

 

 

в

Рис. 3.6. Графики функций:

аy = f (x) ; б – y = 2 f (x); в – y = 12 f (x)

3.2.3.График функции f ( x + a), получается параллельным переносом

графика функции f (x) в отрицательном направлении оси Ox на a при a > 0 и

в положительном направлении при a < 0 (рис. 3.7 а, б, в)

84

y

y

f(x)

f(x+1)

1

1

–1

0

1

x

–2

–1

0 1 x

 

–1

 

 

 

 

–1

а

б

y

f(x–1)

 

1

 

–1

0

1

2

x

 

 

–1

 

 

 

в

Рис. 3.7. Графики функций:

аy = f (x) ; б – y = f (x +1); в – y = f (x 1)

3.2.4.График функции f ( x) + b , получается параллельным переносом графика функции f (x) в положительном направлении оси Oy на величину b

85

при b > 0 и в отрицательном направлении этой оси на величину b при b < 0

(рис. 3.8 а, б, в)

2

y

2

y

 

f(x)+1

 

 

 

 

f(x)

 

 

1

 

1

 

–1

0

1

x

–1

0

1

x

 

 

–1

 

 

 

 

 

–1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

–2

 

 

 

 

 

–2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а

 

 

 

б

 

 

y

2

1

–1

0

1

x

 

 

 

–1

 

f(x)–1

 

 

 

 

 

 

 

–2

 

 

 

 

 

 

 

 

в

 

 

Рис. 3.8. Графики функций:

а – y = f (x) ; б – y = f (x) +1; в – y = f (x) 1

86

3.2.5.График функции f (x) , получается симметричным отображением графика функции f (x) относительно оси Oy (рис. 3.9. а)

3.2.6.График функции f (x) , получается симметричным отображением графика функции f (x) относительно оси Ox (рис. 3.9 б).

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f(x)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f(x)

f(–x)

1

 

 

 

 

–f(x)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O

 

 

 

 

–1

1

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

 

O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

–1

 

1

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

–1

 

 

 

–1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а

б

Рис. 3.9. Графики функций:

аy = f (x) и y = f (x) ; б – y = f (x) и y = − f (x)

3.2.7.График функции f (x) получается из графика функции f (x)

следующим образом: часть графика f (x), лежащая над осью OX , сохраняется,

часть его, лежащая под осью OX , отображается симметрично относительно оси OX (рис. 3.10 а, б). Указанное правило преобразования графика функции f (x)

следует из формулы:

( ) f (x), если f (x)0,

y = f x = f (x), если f (x)< 0.

3.2.8. График функции f (x ) получается из графика функции f (x) таким образом: часть графика f (x) при x 0 сохраняется, а при x < 0 полученная для

87

x > 0 часть

графика

отображается

симметрично

относительно оси

OY (рис. 3.11 а, б). Данное преобразование выполняется согласно формуле:

 

 

 

 

 

y = f

 

x

 

 

f (x), если x 0,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

=

(x), если x < 0.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

f (x)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

 

 

f (x)

 

 

 

 

 

 

y1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x

O

x

 

 

 

 

 

 

 

x

 

 

 

 

x

O

x2

 

x

x

 

 

x3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

3

 

1

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

б

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 3.10. Графики функций:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а – y = f (x) ; б – y =

 

f (x)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y

y

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

y1

f (x)

 

 

y1

f (

 

x

 

)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

x1

O x2

x3

 

x2

O x2

 

 

 

 

x

x

x3

 

 

x3

а

 

 

 

 

б

 

Рис. 3.11. Графики функций:

 

а – y = f (x) ; б – y = f (

 

x

 

)

 

 

 

88

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]