Функція та її основні властивості
Поняття функції — центральне для всієї шкільної математики. Далі кожна нова тема (квадратична, показникова, тригонометрична функція) — це той самий набір питань, заданий про новий об'єкт: яка область визначення, де нулі, де зростає, чи парна. Тому цю тему варто розглядати як список питань, який ти ставитимеш кожній функції в курсі.
Поняття функції
Функція — це відповідність, за якою кожному значенню (аргументу) відповідає єдине значення . Множину допустимих називають областю визначення , а множину отриманих — областю значень .
Слово «єдине» тут ключове. Одному не може відповідати два різних — саме тому коло не є графіком функції: вертикальна пряма перетинає його двічі. Це дає зручний графічний критерій: якщо будь-яка вертикальна пряма перетинає лінію не більш ніж в одній точці, це графік функції.
Обери функцію й посунь повзунок — віджет обчислює і показує точку на графіку:
Способи задання функції
- формулою — ;
- таблицею значень;
- графіком на координатній площині;
- словесно (описом).
Нулі функції
Нуль функції — це значення аргументу, за якого . Графічно — точки перетину графіка з віссю .
Зверни увагу: нуль функції — це значення аргументу, тобто , а не . Питання «знайти нулі функції» означає «розв'язати рівняння ».
Область визначення
Часто область визначення обмежують:
- дріб — знаменник не дорівнює нулю;
- корінь парного степеня — підкореневий вираз ;
- многочлен — визначений для всіх .
визначена при ; — при .
Якщо обмежень кілька, вони діють одночасно — треба брати перетин умов.
Знайдемо область визначення функції .
- Підкореневий вираз невід'ємний: , тобто ;
- знаменник не дорівнює нулю: , тобто ;
- перетинаємо обидві умови.
Відповідь: . Врахувати лише корінь і забути про знаменник — типова помилка.
Зростання і спадання
Функція зростає на проміжку, якщо більшому відповідає більше , і спадає, якщо більшому відповідає менше .
Важливо, що монотонність — властивість проміжку, а не функції загалом. Парабола спадає на і зростає на , тому сказати про неї просто «зростає» не можна.
Парність
| Вид | Умова | Симетрія графіка | Приклад |
|---|---|---|---|
| Парна | відносно осі (як у дзеркалі) | ||
| Непарна | відносно початку координат | ||
| Загального вигляду | жодна умова не виконується | немає |
Як перевірити парність — покроково
- Підстав у формулу замість і спрости вираз.
- Порівняй те, що вийшло, з та з .
- Зроби висновок за таблицею вище.
Чого очікувати на прикладах:
- : . Вийшло те саме, що → функція парна (мінус «зникає», бо степінь парний).
- : . Вийшло протилежне до → непарна (мінус «виходить назовні», бо степінь непарний).
- : . Це не (бо стало ) і не (бо перший доданок різний) → функція загального вигляду.
Якщо у формулі лише парні степені — функція парна; якщо лише непарні — непарна. А коли степені змішані (як ) — це майже завжди функція загального вигляду.
«Ні парна, ні непарна» — цілком нормальна відповідь; більшість функцій саме такі. Помилка — намагатися неодмінно віднести функцію до однієї з двох категорій.
Нехай графік функції перетинає вісь у точках і , має найнижчу точку при і симетричний відносно вертикальної прямої, що проходить через неї.
- Нулі функції: і (де графік перетинає );
- проміжок спадання: — до найнижчої точки;
- проміжок зростання: ;
- парність: вісь симетрії — не , а пряма , тому функція не парна.
Останній пункт важливий: симетрія графіка сама собою парності не дає — вісь симетрії має бути саме віссю .
Типові помилки
- Плутають нулі функції зі значенням функції в нулі. Нулі — це корені рівняння , а — точка перетину з віссю .
- Враховують не всі обмеження області визначення.
- Називають функцію зростаючою без зазначення проміжку.
- Плутають область визначення з областю значень. — множина допустимих , — множина отриманих .
- Вважають будь-яку симетрію графіка ознакою парності.
Перевір себе
Числові відповіді — одним числом. Для області визначення й парності натисни потрібний варіант.