- •1. ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ МНОЖЕСТВ, МАТЕМАТИЧЕСКОЙ ЛОГИКИ И КОМБИНАТОРИКИ
- •1.1. Множества, операции над множествами
- •1.2. Общие сведения о числовых множествах
- •2. ДЕЙСТВИТЕЛЬНЫЕ ЧИСЛА. МЕТОД КООРДИНАТ. КОМПЛЕКСНЫЕ ЧИСЛА
- •2.1. Натуральные числа. Целые числа
- •2.2. Рациональные числа. Иррациональные числа
- •2.3. Действительные числа
- •2.4. Метод координат
- •2.5. Алгебраические операции и их классификация
- •2.6. Поле комплексных чисел
- •3. ФУНКЦИИ ОДНОЙ ДЕЙСТВИТЕЛЬНОЙ ПЕРЕМЕННОЙ
- •3.1. Общие сведения о действительных функциях одной действительной переменной
- •3.2. Геометрические преобразования графиков функций
- •3.3. Действительные элементарные функции
- •3.3.1. Линейная функция. Прямая пропорциональная зависимость
- •3.3.2. Квадратичная функция
- •3.3.4. Степенная функция
- •3.3.5. Показательная и логарифмическая функции. Преобразование показательных и логарифмических выражений
- •3.3.6.Тригонометрческие функции
- •3.3.7. Гиперболические функции, обратные гиперболические функции
- •3.3.8. Функции знака, Хевисайда, Дирихле и антье
- •4.1 Порядок исследования функций и схема построения их графиков
- •4.2 Графики простейших элементарных функций
- •4.2.1 Примеры графиков степенных функций с натуральными показателями
- •4.2.2 Примеры графиков степенных функций с рациональными показателями
- •4.2.3 Примеры графиков показательных функции и логарифмической функции
- •4.2.4 Части графиков синуса и косинуса
- •4.3 Графики параметрически заданных функций. Графики функций, содержащих знак модуля
- •4.3.1 Графики функций, заданных параметрически, и некоторые их научно-технические приложения
- •4.3.3. Графики кривых в декартовой системе координат
- •4.3.4 Кривые третьего порядка
- •4.3.5 Кривые четвертого порядка
- •5. ОБ АСИМПТОТИЧЕСКИХ РАЗЛОЖЕНИЯХ ВЕЛИЧИН И НЕКОТОРЫХ ИХ ПРИЛОЖНИЯХ К МЕХАНИКЕ
- •5.1 Асимптотические разложения
- •5.2 Метод асимптотических разложений в задачах механики разрушения
- •ЛИТЕРАТУРА
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:
а– y = 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:
а– y = 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:
а– y = 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:
а– y = 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
