Funkcja f(x)=a/x (homograficzna)


Spis treści

  1. Funkcja homograficzna.
  2. Wykres funkcji homograficznej - hiperbola.
  3. Proporcjonalność odwrotna.

Funkcja homograficzna.

Definicja: Funkcja homograficzna.

Funkcję [tex]f[/tex] określoną wzorem

[tex]f(x) = \cfrac{a}{x}[/tex]

na zbiorze [tex]\mathbb{R} \setminus \{ 0 \}[/tex] nazywamy funkcją homograficzną.

 

Dziedziną funkcji homograficznej (zgodnie z definicją) jest zbiór [tex]\mathbb{R} \setminus \{ 0 \}[/tex].

Zbiorem wartości (przeciwdziedziną) funkcji homograficznej jest [tex]\mathbb{R} \setminus \{ 0 \}[/tex].

 

Wykresem funkcji homograficznej [tex]y = \cfrac{a}{x}[/tex] jest hiperbola, która posiada dwie asymptoty:

  • prosta [tex]y = 0[/tex] jest asymptotą poziomą
  • prosta [tex]x = 0[/tex] jest asymptotą pionową

 

Monotoniczność funkcji homograficznej.

  • Dla [tex]a > 0[/tex] funkcja homograficzna jest malejąca w przedziałach [tex](-\infty, 0)[/tex] i [tex](0, +\infty)[/tex].
    Spójrz na rysunek poniżej.


 

  • Dla [tex]a < 0[/tex] funkcja homograficzna jest rosnąca w przedziałach [tex](-\infty, 0)[/tex] i [tex](0, +\infty)[/tex].
    Spójrz na rysunek poniżej


 

Wykres funkcji homograficznej dla różnych [tex]a[/tex] dodatnich:

Wykres funkcji homograficznej dla różnych [tex]a[/tex] ujemnych:


Wnioski:  
  • Zmniejszanie wartości [tex]|a|[/tex] powoduje zbliżenie się hiperboli do osi układu.
  • Zwiększanie wartości [tex]|a|[/tex] powoduje oddalenie się hiperboli do osi układu.
  • Dla [tex]a[/tex] dodatnich wykres funkcji leży w ćwiartce I i III układu współrzędnych.
  • Dla [tex]a[/tex] ujemnych wykres funkcji leży w ćwiartce II i IV układu współrzędnych.

 

 

Wykres funkcji homograficznej - hiperbola.

Wykresem funkcji [tex]f(x) = \cfrac{a}{x}[/tex] jest hiperbolą składającą się niejako z dwóch części. Aby narysować jej przybliżony wykres, wyznaczamy kilka punktów tej hiperboli dla [tex]x>0[/tex] i [tex]x<0[/tex].

Następnie rysujemy hiperbolę, której asymptotami są osie układu. Im więcej zaznaczymy punktów, które należą do wykresu funkcji, tym bardziej dokładny będzie jej wykres.

 

 

Przykład 1

Narysuj wykres [tex]y = \cfrac{-2}{x}[/tex].

 

Wyznaczamy punkty należące do wykresu tej funkcji.

  • Jeżeli [tex]x=2[/tex] to [tex]y=\cfrac{-2}{2}=-1[/tex].

Zatem do wykresu funkcji należy punkt:

 [tex]A_1 = (2, -1)[/tex]

  • Podobnie dla [tex]x=1[/tex] otrzymujemy [tex]y=\cfrac{-2}{1}=-2[/tex]

[tex]B_1 =(1, -2)[/tex]

Teraz wyznaczmy punkty dla [tex]x<0[/tex].

  • Jeżeli [tex]x=-2[/tex] to [tex]y=\cfrac{-2}{-2}=1[/tex].

[tex]A_2  = (-2, 1)[/tex]

  • Jeżeli [tex]x=-1[/tex] to [tex]y=\cfrac{-2}{-1}=2[/tex].

[tex]B_2 = (-1, 2)[/tex]

Nanosimy punkty do układu współrzędnych

 

Rysujemy pierwszą część hiperboli przechodzącą przez punkty [tex]A_1, B_1[/tex] przyjmując osie układu za asymptoty

Rysujemy drugą część hiperboli przechodzącą przez punkty [tex]A_2, B_2[/tex] przyjmując osie układu za asymptoty. Podpisujemy wykres.

 

 

 

UWAGA!

Aby uzyskać większą dokładność wykresu powinniśmy zwiększyć ilość wyliczonych punktów.

 

Proporcjonalność odwrotna.

Definicja: Proporcjonalność odwrotna

Proporcjonalność odwrotna to taka zależność między dwiema zmiennymi wielkościami [tex]x[/tex] i [tex]y[/tex], w której iloczyn tych wielkości jest stały. Czyli:

[tex]x \cdot y=a[/tex]

gdzie

[tex]a \in \mathbb{R}[/tex]

Wielkości [tex] x [/tex] i [tex] y [/tex] są odwrotnie proporcjonalne.

Z powyższego wzoru możemy obliczyć $x$ w zależności od $y$, wtedy:

[tex]x=\cfrac{a}{y}[/tex]

oraz $y$ w zależności od $x$, wtedy:

[tex]y=\cfrac{a}{x}[/tex]

Zauważ że ostatni wzór to wzór funkcji homograficznej.

Wniosek: 

Wielkości odwrotnie proporcjonalne możemy opisywać za pomocą funkcji homograficznej.

 

 

Przykład 2

Weźmy dla przykładu podstawowy wzór fizyczny:

[tex]v=\cfrac{s}{t}[/tex].

Zakładając że droga (s) jest stała, prędkość jest odwrotnie proporcjonalna do czasu. Np. jedzie samochód z miasta A do miasta B. Im szybciej jedzie, tym mniej czasu mu to zajmie. Odległość między tymi miastami się  nie zmienia, czyli droga (s) jest wielkością stałą.

 




Jeżeli materiał był dla Ciebie pomocny, pomóż nam w promocji i podziel się z innymi linkiem.
Kliknij w poniższe przyciski. Dzięki :)

Zadania do przećwiczenia (4):

Liceum » Funkcja wymierna, wyrażenia wymierne » #557
0

Funkcja [tex]f[/tex] jest przesunięciem o wektor [tex]\vec{v}=[-\cfrac{1}{2},-3][/tex] funkcji [tex]g(x)=\cfrac{1}{2x}[/tex]. Rozwiąż nierówność:

[tex]f(x)>f(x-3)[/tex].


R
D
Liceum » Funkcja wymierna, wyrażenia wymierne » #558
7

Dwóch pracowników pracując razem wykonuje pewną pracę w ciągu dwóch godzin. Pierwszy pracownik wykonuje pracę wolniej niż drugi. Gdyby miał on wykonać całą pracę samodzielnie, to pracowałby o 3 godziny dłużej niż drugi pracownik. W jakim czasie każdy z pracowników jest w stanie wykonać całą pracę samodzielnie?


R
D
Liceum » Funkcja wymierna, wyrażenia wymierne » #242
0

Zasada dźwigni Archimedesa głosi, że jeżeli na dźwigni umieścimy dwa przedmioty tak, że będą one w równowadze, to ciężary tych przedmiotów są odwrotnie proporcjonalne do ich odległości od punktu podparcia dźwigni.

 

 

a) W jakim miejscu należy ustawić punkt podparcia dźwigni o długości [tex]80\ cm[/tex], tak aby dwa odważniki o masie [tex]3\ kg[/tex] oraz [tex]2\ kg[/tex] umieszczone na końcach dźwigni pozostały w równowadze?

b) Jak długa musiałaby być dźwignia, aby te same odważniki pozostały w równowadze, gdy punkt podparcia znajdowałby się w odległości [tex]60\ cm[/tex] od lżejszego odważnika?


P
D
Liceum » Funkcja wymierna, wyrażenia wymierne » #1034
0

Wskaż wykres funkcji [tex]f(x)=\cfrac{2}{x}[/tex]:


P
T

Komentarze (
0
):