Funksiya xossalari: aniqlanish va qiymatlar sohasi, juft-toqlik, davriylik
y=x2+28 funksiyaga x o'rniga istalgan sonni qo'yish mumkin, lekin y hech qachon 4 dan oshmaydi va hech qachon 0 ga teng bo'lmaydi. Shuning uchun "qiymatlar sohasida nechta butun son bor" degan savolga grafiksiz javob berish mumkin: 1,2,3,4. Bu darsda funksiyaning besh xossasini o'rganamiz: aniqlanish sohasi, qiymatlar sohasi, monotonlik, juft-toqlik va davriylik.
Funksiya nima
x ning har bir qiymatiga y ning aynan bitta qiymati mos qo'yilsa, y ni x ning funksiyasi deyiladi va y=f(x) deb yoziladi. x argument, y funksiyaning qiymati deyiladi.
f(a) yozuvi formuladagi har bir x o'rniga a qo'yilganini bildiradi. f(x)=x2−6x+5 bo'lsa, f(2)=4−12+5=−3.x2+y2=25 tenglik esa y ni x ning funksiyasi qilmaydi, chunki x=3 da y=4 ham, y=−4 ham to'g'ri keladi.
Argument murakkab son bo'lsa, avval formulani qulay ko'rinishga keltirgan ma'qul. f(x)=x2−4x+1 va x=2+5 bo'lsin. To'liq kvadrat ajratamiz: f(x)=(x−2)2−3. Endi x−2=5, demak f(2+5)=5−3=2.
Aniqlanish sohasi
Aniqlanish sohasi D(f) deb formula ma'noga ega bo'ladigan barcha x lar to'plamiga aytiladi. Formuladagi har bir shart yoziladi va ular bir vaqtda bajarilishi kerak.
Ifoda
Shart
BA
B=0
A,4A (juft darajali ildiz)
A≥0
3A,5A (toq darajali ildiz)
A ning o'zi ma'noga ega bo'lsa bas
BA
B>0
BA
BA≥0,B=0
BA
A≥0,B>0
A0,A−n (n natural)
A=0
logaA
A>0,a>0,a=1
tgA
A=2π+πn,n butun
ctgA
A=πn,n butun
arcsinA,arccosA
−1≤A≤1
Funksiya
Shartlar
D(y)
Funksiyay=x2−161
Shartlarx2=16
D(y)x=±4
Funksiyay=3x−12
Shartlar3x−12≥0
D(y)[4;+∞)
Funksiyay=3x−121
Shartlar3x−12>0
D(y)(4;+∞)
Funksiyay=3x−5
Shartlarshart yo'q
D(y)(−∞;+∞)
Funksiyay=x−3x+1
Shartlarx≥−1,x=3
D(y)[−1;3)∪(3;+∞)
Formulani soddalashtirishdan oldin shartlarni yozing. y = (x² − 4)/(x − 2) qisqartirilsa x + 2 chiqadi, lekin x = 2 baribir aniqlanish sohasiga kirmaydi.
Ildiz ostida ko'paytma yoki kasr turgan bo'lsa, oraliqlar usuli ishlatiladi. y=x−4(x−1)(x+2) uchun nollar −2,1,4. Ishoralarni tekshiramiz: x=−3 da kasr manfiy, x=0 da musbat, x=2 da manfiy, x=5 da musbat. Surat nollari kiradi, maxraj noli kirmaydi: D(y)=[−2;1]∪(4;+∞).
Savol ko'pincha to'plamning o'zini emas, undagi sonlarni so'raydi. [a;b] kesmada (a,b butun) b−a+1 ta butun son bor. Natural sonlar 1 dan boshlanadi. Tub sonlar 2,3,5,7,11,… bo'lib, 1 tub son emas. Chiqarib tashlangan nuqtalarni sanoqdan ayirish kerak.
Argumenti ifoda bo'lgan funksiyaning sohasi
D(f)=[a;b] bo'lsa, f ning qavsi ichidagi butun ifoda shu kesmada yotishi kerak. Masalan, D(f)=[−1;5] bo'lsa, y=f(x+2) uchun −1≤x+2≤5, ya'ni D=[−3;3]. Xuddi shunday y=f(2x) uchun −1≤2x≤5, ya'ni D=[−2;10].
Teskari savol ham uchraydi. y=f(2x−1) ning sohasi [1;3] bo'lsa, 1≤x≤3 dan 1≤2x−1≤5 kelib chiqadi. Demak D(f)=[1;5].
f(x + 2) ning sohasi f ning sohasiga 2 ni qo'shish bilan emas, ayirish bilan topiladi: tengsizlik x ga nisbatan yechiladi.
Parametr bilan berilgan soha
y=x2+kx+9x+1 ning sohasidan faqat x=3 chiqib ketishi uchun maxraj yagona ildizga ega bo'lishi kerak: x2+kx+9=(x−3)2, demak k=−6. Soha butun son o'qi bo'lishi uchun esa maxraj ildizga ega bo'lmasligi kerak: k2−36<0, ya'ni −6<k<6.
Qiymatlar sohasi
Qiymatlar sohasi (qiymatlar to'plami) E(f) deb f(x) qabul qiladigan barcha qiymatlar to'plamiga aytiladi. y0∈E(f) degani f(x)=y0 tenglama aniqlanish sohasida kamida bitta ildizga ega degani.
Funksiya
E(y)
y=kx+b,k=0
(−∞;+∞)
y=x2,y=∣x∣,y=x,y=4x
[0;+∞)
y=x3,y=3x
(−∞;+∞)
y=xk,k=0
(−∞;0)∪(0;+∞)
y=sinx,y=cosx
[−1;1]
y=ax,a>0,a=1
(0;+∞)
y=logax,a>0,a=1
(−∞;+∞)
1-usul, to'liq kvadrat.
y=x2−6x+11
=(x−3)2+2≥2
Shuning uchun E(y)=[2;+∞)
y=−x2+4x+1
=−(x−2)2+5≤5
Shuning uchun E(y)=(−∞;5]
2-usul, maxrajni baholash. y=x2+28 da x2+2≥2 va bu qiymat x=0 da olinadi. Maxraj kattalashgani sari kasr kichrayadi va 0 ga yaqinlashadi, lekin 0 ga teng bo'lmaydi. Demak E(y)=(0;4].
y=x2+28: eng katta qiymat 4,x uzoqlashganda grafik Ox ga yaqinlashadi, lekin uni kesmaydi
3-usul, butun qismni ajratish. Surat va maxrajda bir xil uchhad bo'lsa, kasrdan butun qism ajratiladi.
y=x2−4x+5x2−4x+15
=1+x2−4x+510
Maxraj (x−2)2+1≥1, shuning uchun 0<x2−4x+510≤10 va E(y)=(1;11]. Bu oraliqdagi tub sonlar 2,3,5,7,11.
4-usul, modulni ochish. y=x−2∣x−2∣+3 da x=2.x>2 da kasr 1 ga, x<2 da −1 ga teng. Demak funksiya faqat ikki qiymat oladi: E(y)={2;4}.
5-usul, monotonlik. Funksiya oraliqda o'suvchi bo'lsa, qiymatlari oraliq uchlaridagi qiymatlar orasida yotadi. y=x3+1 va −1<x<2 bo'lsa, −1<x3<8, demak 0<y<9.
6-usul, tenglama. y=x2+12x funksiya y qiymatini qabul qilishi uchun yx2−2x+y=0 tenglama ildizga ega bo'lishi kerak. y=0 da ildiz x=0.y=0 da D=4−4y2≥0, ya'ni −1≤y≤1. Demak E(y)=[−1;1]. Chegaralar haqiqatan olinadi: y(1)=1,y(−1)=−1.
O'suvchi va kamayuvchi funksiya
I oraliqdagi ixtiyoriy x1<x2 uchun f(x1)<f(x2) bo'lsa, f shu oraliqda o'suvchi; f(x1)>f(x2) bo'lsa, kamayuvchi deyiladi.
Monotonlik doim oraliq bilan aytiladi. y=x2 funksiya (−∞;0] da kamayadi, [0;+∞) da o'sadi. [−4;6] kesmada u o'suvchi ham, kamayuvchi ham emas: f(−4)=16,f(0)=0,f(6)=36.
y=x1 funksiya (−∞;0) da ham, (0;+∞) da ham kamayadi, lekin ularning birlashmasida kamayuvchi emas: −1<1 va f(−1)=−1<f(1)=1. Shuning uchun javob "(−∞;0) va (0;+∞) da kamayadi" deb yoziladi.
y=x1: har bir bo'lakda grafik pasayadi, lekin chapdagi nuqtalar o'ngdagilardan pastda turadi
Amal
Monotonlikka ta'siri
Misol
Amalf(x)+c
Monotonlikka ta'sirio'zgarmaydi
Misolx3+1 o'sadi
Amalc⋅f(x),c>0
Monotonlikka ta'sirio'zgarmaydi
Misol2x3 o'sadi
Amalc⋅f(x),c<0
Monotonlikka ta'siriteskarisiga almashadi
Misol−x3 kamayadi
Amalikki o'suvchining yig'indisi
Monotonlikka ta'sirio'suvchi
Misolx3+x o'sadi
y=x va y=4x o'zining butun sohasi [0;+∞) da o'sadi: masalan, 416=2,481=3.
Oraliqda o'suvchi yoki kamayuvchi funksiya bir qiymatni bir martadan ortiq qabul qilmaydi. Shuning uchun f(x)=a tenglama bunday oraliqda ko'pi bilan bitta ildizga ega. Masalan, x3+x=10 tenglamaning ildizi x=2 va boshqa ildizi yo'q.
Avval aniqlanish sohasi topiladi, chunki monotonlik oralig'i shu soha ichida bo'ladi. Masalan, quyidagi funksiyani olaylik.
f(x)=x−3(x−3)x2−10x+21
Ildiz ostidagi uchhad (x−3)(x−7) ga teng. Shartlar: (x−3)(x−7)≥0 va x=3. Bundan D(f)=(−∞;3)∪[7;+∞).
Sohada f(x)=(x−5)2−4. Ildiz ostidagi parabola uchi x=5 sohaga kirmaydi. Funksiya (−∞;3) da kamayadi, [7;+∞) da o'sadi.
Kesmadagi eng katta va eng kichik qiymatlar ham shu yo'l bilan topiladi. f(x)=x2+3610,−8≤x≤8 bo'lsin. Maxraj x=0 da eng kichik, ∣x∣=8 da eng katta.
fmax=f(0)=610=35
fmin=f(±8)=1010=1
Juft va toq funksiya
Funksiyaning aniqlanish sohasi 0 ga nisbatan simmetrik bo'lsin (ya'ni x∈D bo'lsa, −x∈D). Barcha x∈D uchun f(−x)=f(x) bo'lsa, funksiya juft; f(−x)=−f(x) bo'lsa, toq deyiladi.
Tekshirish tartibi: avval soha simmetrikligi, keyin f(−x) hisobi. Soha simmetrik bo'lmasa, funksiya na juft, na toq, f(−x) ni hisoblashga hojat yo'q. Tenglik bitta nuqtada buzilsa, funksiya juft (toq) emas; bir nechta nuqtada bajarilishi esa juftlikni isbotlamaydi, buning uchun umumiy x da hisoblash kerak.
Funksiya
Tekshiruv
Xulosa
Funksiyay=x4+x2+3
Tekshiruv(−x)4+(−x)2+3=x4+x2+3
Xulosajuft
Funksiyay=x2−9x2
Tekshiruvsoha simmetrik, f(−x)=f(x)
Xulosajuft
Funksiyay=∣x∣
Tekshiruv∣−x∣=∣x∣
Xulosajuft
Funksiyay=x3−x
Tekshiruv(−x)3−(−x)=−(x3−x)
Xulosatoq
Funksiyay=x2−9x
Tekshiruvsoha simmetrik, f(−x)=−f(x)
Xulosatoq
Funksiyay=x∣x∣
Tekshiruv(−x)∣−x∣=−x∣x∣
Xulosatoq
Funksiyay=x∣x∣
Tekshiruvsoha x=0,f(−x)=−f(x)
Xulosatoq
Funksiyay=x∣x∣+1
Tekshiruvy(1)=2,y(−1)=0
Xulosajuft ham, toq ham emas
Funksiyay=x2+∣x+1∣
Tekshiruvy(1)=3,y(−1)=1
Xulosajuft ham, toq ham emas
Funksiyay=(x−2)2
Tekshiruvy(1)=1,y(−1)=9
Xulosajuft ham, toq ham emas
Funksiyay=(x−1)2x3
Tekshiruvsoha x=1, simmetrik emas
Xulosajuft ham, toq ham emas
Funksiyay=x,y=4x
Tekshiruvsoha [0;+∞), simmetrik emas
Xulosajuft ham, toq ham emas
Funksiyay=x2,x∈[−2;3]
Tekshiruv3∈D, lekin −3∈/D
Xulosajuft ham, toq ham emas
y=cosx juft; y=sinx,y=tgx,y=ctgx toq. Faqat y=0 funksiya (simmetrik sohada) bir vaqtda ham juft, ham toq bo'ladi.
Juft funksiya: y=x2 grafigi Oy o'qiga nisbatan simmetrikToq funksiya: y=x3 grafigi koordinata boshiga nisbatan simmetrik, masalan, A(1;1) va B(−1;−1)
Amal (umumiy sohada)
Natija
juft ± juft
juft
toq ± toq
toq
juft ⋅ juft, toq ⋅ toq
juft
juft ⋅ toq
toq
juft + toq (ikkalasi ham nol emas)
juft ham, toq ham emas
Toq funksiya x=0 da aniqlangan bo'lsa, f(0)=0, chunki f(0)=−f(0). Juft funksiyada f(−a)=f(a), toq funksiyada f(−a)=−f(a) tengliklari noma'lum qiymatni topishga imkon beradi.
Davriy funksiya
T=0 son uchun aniqlanish sohasidagi har bir x da x+T va x−T ham sohada yotsa va f(x+T)=f(x) bo'lsa, f davriy funksiya, T esa uning davri deyiladi. Musbat davrlarning eng kichigi eng kichik musbat davr deyiladi.
T davr bo'lsa, 2T,3T,−T ham, umuman nT (n noldan farqli butun son) ham davr bo'ladi: f(x+nT)=f(x). Shuning uchun argumentdan davrning karralisini ayirib, uni ma'lum nuqtaga keltirish mumkin.
[−1;1] da f(x)=∣x∣ va davri T=2 bo'lgan funksiya: grafik har 2 birlikda takrorlanadi, f(1)=f(3)=1
Funksiya
Eng kichik musbat davr
sinx,cosx
2π
tgx,ctgx
π
sin(kx+b),cos(kx+b),k=0
∣k∣2π
tg(kx+b),ctg(kx+b),k=0
∣k∣π
Masalan, sin4x ning eng kichik musbat davri 42π=2π.y=x2 yoki y=x3 davriy emas. y=5 o'zgarmas funksiya uchun har qanday noldan farqli son davr, lekin eng kichik musbat davri yo'q.
Davr va juft-toqlik ko'pincha birga beriladi. f toq, davri 5 va f(2)=3 bo'lsin.
f(8)=f(8−2⋅5)=f(−2)
=−f(2)=−3
Funksional tenglikdan qiymat topish
f formulasi berilmay, faqat tenglik berilgan bo'lsa, o'zgaruvchilar o'rniga qulay sonlar qo'yiladi: ko'pincha 0,1 yoki qiymati berilgan son. Masalan, barcha x,y uchun f(x+y)=f(xy) bo'lsa, y=0 deb olamiz: f(x)=f(0). Demak f o'zgarmas funksiya.
Ishlangan misollar
Aniqlanish sohasidagi tub sonlar
Funksiyaning aniqlanish sohasiga nechta tub son tegishli?
y=(x−4)(18+7x−x2)
18+7x−x2=−(x−9)(x+2)
uchhadning ildizlari 9 va −2, bosh koeffitsiyent −1
(x−4)(x−9)(x+2)≤0
ildiz sharti ≥ 0 edi, −1 ga ko'paytirganda belgi almashdi
x≤−2yoki4≤x≤9
oraliqlar usuli, ishoralar o'ngdan: +, −, +, −
5,7
tub sonlar musbat, shuning uchun faqat [4; 9] qaraladi
Javob: 2 ta
Ifodaning qiymatlar sohasi
y=x2+2x+3x2+2x+13 funksiyaning qiymatlar sohasidagi butun sonlar nechta?
y=1+x2+2x+310
surat maxrajdan 10 ga katta
x2+2x+3=(x+1)2+2≥2
x = −1 da maxraj eng kichik, u 2 ga teng
0<x2+2x+310≤5
kasr noldan katta, eng kattasi 10 : 2
E(y)=(1;6]
har bir tomonga 1 qo'shamiz, 1 kirmaydi, 6 kiradi
2,3,4,5,6
butun sonlarni sanaymiz
Javob: 5 ta
Soha va funksiya qiymati birga
y=x−2x2+x−12 funksiyaning aniqlanish sohasidagi eng kichik natural sonni va shu nuqtadagi qiymatini toping.
x2+x−12=(x+4)(x−3)
suratni ko'paytuvchilarga ajratamiz
x−2(x+4)(x−3)≥0
kasr manfiy bo'lmasligi kerak
x∈[−4;2)∪[3;+∞)
x = 2 maxrajni nolga aylantiradi, u kirmaydi
x=1
1 soni [−4; 2) ichida, u eng kichik natural son
y=1−21+1−12=10
x = 1 ni formulaga qo'yamiz
Javob: x=1,y=10
Juft va toq funksiya bilan tenglik
f toq, g juft funksiya, f(x)=x+2g(x+2)+x va f(−3)=2.g(−5) ni toping.
f(3)=−f(−3)=−2
f toq, x = 3 ni qo'yganda g(5) chiqadi
5g(5)+3=−2
berilgan formulaga x = 3 ni qo'yamiz
g(5)=−10−3=−13
ikkala tomonni 5 ga ko'paytiramiz va 3 ni o'tkazamiz
g(−5)=g(5)=−13
g juft
Javob: −13
Davriy funksiya
f ning eng kichik musbat davri 6 ga teng va f(2)=5.f(14)+f(−4)−f(−10) ni hisoblang.
f(14)=f(2+2⋅6)=5
14 soni 2 dan davrning karralisi bilan farq qiladi, f(x + nT) = f(x)
f(−4)=f(2−6)=5
−4 soni ham 2 dan bitta davrga farq qiladi
f(−10)=f(2−2⋅6)=5
−10 soni 2 dan ikkita davrga farq qiladi
5+5−5=5
qiymatlarni qo'shamiz
Javob: 5
Funksional tenglik
Barcha haqiqiy x,y uchun f(x+y)=f(xy) va f(53)=4.f(7)+f(−2) ni toping.
y=0:f(x)=f(0)
x + 0 = x va x · 0 = 0, demak har bir qiymat f(0) ga teng
f(0)=f(53)=4
o'zgarmas funksiyaning qiymati berilgan
f(7)+f(−2)=4+4=8
ikkala qiymat ham 4
Javob: 8
Ko'p uchraydigan xatolar
Xato
To'g'risi
y=x−31 uchun x≥3
maxrajda ildiz: x>3
y=x−2x2−4 uchun D=R
qisqartirishdan oldin: x=2
D(f)=[−1;5],f(x+2) uchun [1;7]
−1≤x+2≤5, ya'ni [−3;3]
y=x2+28 uchun E=[0;4]
0 olinmaydi: E=(0;4]
x1 butun sohada kamayuvchi
(−∞;0) va (0;+∞) da alohida kamayadi
y=x2 har qanday kesmada juft
kesma 0 ga nisbatan simmetrik bo'lishi shart
y(1)=y(−1) bo'lgani uchun funksiya juft
bitta nuqta yetmaydi: y=x3+x2−x uchun y(1)=y(−1)=1, lekin y(2)=10,y(−2)=−2
y=x∣x∣+1 toq, chunki x∣x∣ toq
o'zgarmas qo'shiluvchi toqlikni buzadi
sin4x ning davri 4⋅2π
42π=2π
1 ni tub son deb sanash
tub sonlar 2 dan boshlanadi
Eslab qoling
Soha shartlari: maxraj =0, juft darajali ildiz ostida ≥0, logarifm ostida >0, hammasi birga.
D(f)=[a;b] bo'lsa, f(ifoda) uchun a≤ifoda≤b yechiladi.
Qiymatlar sohasi: to'liq kvadrat, musbatk ni baholash, butun qism, modulni ochish, tenglama usuli.
O'suvchi: x1<x2⇒f(x1)<f(x2). Kamayuvchi: x1<x2⇒f(x1)>f(x2). Doim oraliq bilan aytiladi.
Juft: simmetrik soha va f(−x)=f(x). Toq: simmetrik soha va f(−x)=−f(x).
Davr: f(x+nT)=f(x).
sin(kx+b),cos(kx+b) ning davri ∣k∣2π.
tg(kx+b),ctg(kx+b) ning davri ∣k∣π.
Endi doskada ko'ringUstoz ovozi bilan qadam-baqadam yechim, 10 ta yechimli misol va 10 ta topshiriq.Darsni boshlash