3.2 Wykres funkcji
Kartkówka
Grupa A
Zadanie 1 (3 pkt)
Który zbiór punktów jest wykresem pewnej funkcji zmiennej \(x\)? Odpowiedź uzasadnij.
a)
b)
c)
d)
e)
f)
Wykresami funkcji zmiennej \(x\) są zbiory punktów z podpunktów: a), c) oraz e).
Wskazówki:
- Zbiór punktów na płaszczyźnie jest wykresem funkcji zmiennej \(x\), gdy każdemu argumentowi \(x\) odpowiada dokładnie jedna wartość \(y\).
- Stosujemy test pionowej prostej: jeżeli jakakolwiek prosta pionowa o równaniu \(x = c\) przecina wykres w więcej niż jednym punkcie, zbiór nie przedstawia funkcji.
- Kółko zamalowane oznacza przynależność punktu do wykresu, natomiast kółko otwarte oznacza, że dany punkt nie należy do wykresu.
Rozwiązanie krok po kroku:
-
Analiza podpunktu a) – test pojedynczego przyporządkowania:
Dla każdego argumentu \(x \in \langle -4, 4\rangle\) istnieje dokładnie jeden odpowiadający mu punkt na łamanej. Dowolna prosta pionowa \(x = c\) przecina wykres co najwyżej w jednym punkcie.
Wniosek: Wykres jest wykresem funkcji. -
Analiza podpunktu b) – wielokrotne przecięcie na pętli:
Prowadząc prostą pionową \(x = 1\), otrzymujemy aż 3 punkty przecięcia z wykresem. Jednemu argumentowi \(x = 1\) przypisane są trzy różne wartości \(y\).
Wniosek: Zbiór nie jest wykresem funkcji. -
Analiza podpunktu c) – weryfikacja punktu brzegowego:
Dla \(x \in \{-4, -3, -2\}\) mamy pojedyncze punkty. W punkcie \(x = -2\) do zbioru należy wyłącznie punkt \((-2, -1)\), ponieważ punkt \((-2, 2)\) jest otwarty (nie należy do wykresu). Dla \(x > -2\) półprosta wyznacza dokładnie jedną wartość \(y = 2\).
Wniosek: Wykres jest wykresem funkcji. -
Analiza podpunktu d) – nieskończenie wiele wartości:
Dla argumentu \(x = -2\) wykres tworzy odcinek pionowy, co oznacza, że jednemu argumentowi odpowiada nieskończenie wiele wartości \(y \in (-3, 3\rangle\). Prosta pionowa pokrywa się z wykresem.
Wniosek: Zbiór nie jest wykresem funkcji. -
Analiza podpunktu e) – łączenia przedziałów:
W punktach zmiany wzoru mamy:- dla \(x = -2\): wartość wynosi \(y = -2\) (kółko zamalowane), natomiast punkt \((-2, 1)\) jest otwarty,
- dla \(x = 2\): wartość wynosi \(y = 2\) (kółko zamalowane), natomiast punkt \((2, 0)\) jest otwarty.
Wniosek: Wykres jest wykresem funkcji. -
Analiza podpunktu f) – nakładanie się ramion wykresu:
Dla przedziału \(x \in (-1, 3)\) (np. dla \(x = 1\)) prosta pionowa przecina wykres dwukrotnie: na górnym oraz na dolnym odcinku.
Wniosek: Zbiór nie jest wykresem funkcji.
Odpowiedź: Wykresami funkcji zmiennej \(x\) są zbiory punktów z podpunktów a), c) oraz e).
Zadanie 2 (3 pkt)
Dany jest zbiór \(A = \left\{ \sqrt[3]{-27}, \log_3 81, \sqrt[3]{-8}, \dfrac{1}{2}\log_2 8, \log_4 32 - \log_4 2 \right\}\). Funkcja \(f\) każdej liczbie ze zbioru \(A\) przyporządkowuje liczbę o \(2\) od niej większą.
a) Narysuj wykres tej funkcji.
b) Napisz wzór funkcji \(f\).
a) Narysuj wykres tej funkcji.
b) Napisz wzór funkcji \(f\).
a) Wykres składa się z pięciu punktów: \((-3, -1)\), \((-2, 0)\), \((1{,}5;\; 3{,}5)\), \((2, 4)\), \((4, 6)\).
b) \(f(x) = x + 2\) dla \(x \in \left\{-3, -2, 1\frac{1}{2}, 2, 4\right\}\)
b) \(f(x) = x + 2\) dla \(x \in \left\{-3, -2, 1\frac{1}{2}, 2, 4\right\}\)
Wskazówki:
- Oblicz najpierw wartość każdego z wyrażeń znajdujących się w zbiorze \(A\), korzystając z własności potęg, pierwiastków oraz logarytmów (np. \(\log_a x - \log_a y = \log_a \frac{x}{y}\)).
- Zapisz zbiór \(A\) w najprostszej postaci – stanowi on dziedzinę funkcji \(f\).
- Przyporządkowanie „liczba o 2 większa” oznacza zależność \(f(x) = x + 2\). Oblicz wartości funkcji dla wszystkich argumentów ze zbioru \(A\).
- Pamiętaj, że dziedzina jest zbiorem skończonym, więc wykresem funkcji nie jest ciągła prosta, lecz zbiór pojedynczych punktów.
Rozwiązanie krok po kroku:
-
Uproszczenie wszystkich elementów zbioru \(A\):
Obliczamy wartości poszczególnych liczb wchodzących w skład zbioru \(A\): $$\sqrt[3]{-27} = -3 \quad \text{ponieważ} \quad (-3)^3 = -27$$ $$\log_3 81 = 4 \quad \text{ponieważ} \quad 3^4 = 81$$ $$\sqrt[3]{-8} = -2 \quad \text{ponieważ} \quad (-2)^3 = -8$$ $$\dfrac{1}{2}\log_2 8 = \dfrac{1}{2} \cdot 3 = \dfrac{3}{2} = 1{,}5$$ $$\log_4 32 - \log_4 2 = \log_4\left(\dfrac{32}{2}\right) = \log_4 16 = 2 \quad \text{ponieważ} \quad 4^2 = 16$$ Zatem dziedzina funkcji \(f\) to zbiór: $$A = \left\{-3, -2, 1\dfrac{1}{2}, 2, 4\right\}$$ -
Wyznaczenie wartości funkcji dla każdego argumentu:
Funkcja \(f\) przyporządkowuje każdemu argumentowi liczbę o \(2\) większą, czyli dodajemy \(2\) do każdego elementu: $$f(-3) = -3 + 2 = -1 \implies (-3, -1)$$ $$f(-2) = -2 + 2 = 0 \implies (-2, 0)$$ $$f(1{,}5) = 1{,}5 + 2 = 3{,}5 \implies (1{,}5;\; 3{,}5)$$ $$f(2) = 2 + 2 = 4 \implies (2, 4)$$ $$f(4) = 4 + 2 = 6 \implies (4, 6)$$ -
Sporządzenie wykresu funkcji \(f\):
Zaznaczamy w kartezjańskim układzie współrzędnych pięć wyznaczonych punktów. Ponieważ dziedzina składa się tylko z pięciu liczb, punktów nie łączymy linią ciągłą. -
Zapisanie wzoru funkcji \(f\):
Relacja polega na dodaniu liczby \(2\) do każdego argumentu \(x\), pamiętając o określeniu dziedziny: $$f(x) = x + 2 \quad \text{dla} \quad x \in \left\{-3, -2, 1\dfrac{1}{2}, 2, 4\right\}$$
Odpowiedź:
a) Wykres funkcji stanowią punkty: \((-3, -1)\), \((-2, 0)\), \((1{,}5;\; 3{,}5)\), \((2, 4)\), \((4, 6)\).
b) \(f(x) = x + 2\) dla \(x \in \left\{-3, -2, 1\frac{1}{2}, 2, 4\right\}\).
a) Wykres funkcji stanowią punkty: \((-3, -1)\), \((-2, 0)\), \((1{,}5;\; 3{,}5)\), \((2, 4)\), \((4, 6)\).
b) \(f(x) = x + 2\) dla \(x \in \left\{-3, -2, 1\frac{1}{2}, 2, 4\right\}\).
Zadanie 3 (3 pkt)
Narysuj wykres funkcji \(f\), jeśli:
a) \(f(x) = \begin{cases} 2, & \text{jeśli } x \in \{-3, -2, -1, 0\} \\ -\sqrt{x}, & \text{jeśli } x \in \{1, 4, 9\} \end{cases}\)
b) \(f(x) = \begin{cases} \dfrac{4}{x}, & \text{jeśli } x \in \{-4, -2, -1, 1, 2, 4\} \\ 3x, & \text{jeśli } x = 0 \end{cases}\)
Podaj współrzędne punktu wspólnego wykresu funkcji \(f\) i osi \(OY\).
a) \(f(x) = \begin{cases} 2, & \text{jeśli } x \in \{-3, -2, -1, 0\} \\ -\sqrt{x}, & \text{jeśli } x \in \{1, 4, 9\} \end{cases}\)
b) \(f(x) = \begin{cases} \dfrac{4}{x}, & \text{jeśli } x \in \{-4, -2, -1, 1, 2, 4\} \\ 3x, & \text{jeśli } x = 0 \end{cases}\)
Podaj współrzędne punktu wspólnego wykresu funkcji \(f\) i osi \(OY\).
a) Punkt wspólny z osią \(OY\): \((0, 2)\)
b) Punkt wspólny z osią \(OY\): \((0, 0)\)
b) Punkt wspólny z osią \(OY\): \((0, 0)\)
Wskazówki:
- Dziedzina funkcji składa się ze skończonej liczby pojedynczych argumentów, dlatego wykresem funkcji będzie zbiór odosobnionych punktów (nie łączymy ich linią ciągłą).
- Punkt wspólny wykresu z osią \(OY\) to punkt, dla którego pierwsza współrzędna wynosi zero (\(x = 0\)). Jego współrzędne to \((0, f(0))\).
- Dla każdego podanego argumentu oblicz wartość \(f(x)\) według odpowiedniego wzoru przypisanego do danej części dziedziny.
Rozwiązanie krok po kroku:
-
Wyznaczenie punktów oraz sporządzenie wykresu dla podpunktu a):
Dziedziną funkcji jest zbiór \(D = \{-3, -2, -1, 0, 1, 4, 9\}\). Obliczamy wartości funkcji dla poszczególnych argumentów:
Dla \(x \in \{-3, -2, -1, 0\}\) wartość wynosi stale \(2\): $$f(-3) = 2 \implies (-3, 2)$$ $$f(-2) = 2 \implies (-2, 2)$$ $$f(-1) = 2 \implies (-1, 2)$$ $$f(0) = 2 \implies (0, 2)$$ Dla \(x \in \{1, 4, 9\}\) wartość obliczamy ze wzoru \(-\sqrt{x}\): $$f(1) = -\sqrt{1} = -1 \implies (1, -1)$$ $$f(4) = -\sqrt{4} = -2 \implies (4, -2)$$ $$f(9) = -\sqrt{9} = -3 \implies (9, -3)$$ Punktem wspólnym z osią \(OY\) jest punkt dla argumentu \(x = 0\), czyli \((0, 2)\). -
Wyznaczenie punktów oraz sporządzenie wykresu dla podpunktu b):
Dziedziną funkcji jest zbiór \(D = \{-4, -2, -1, 0, 1, 2, 4\}\). Obliczamy wartości dla każdego argumentu:
Dla \(x \neq 0\) korzystamy ze wzoru \(\dfrac{4}{x}\): $$f(-4) = \dfrac{4}{-4} = -1 \implies (-4, -1)$$ $$f(-2) = \dfrac{4}{-2} = -2 \implies (-2, -2)$$ $$f(-1) = \dfrac{4}{-1} = -4 \implies (-1, -4)$$ $$f(1) = \dfrac{4}{1} = 4 \implies (1, 4)$$ $$f(2) = \dfrac{4}{2} = 2 \implies (2, 2)$$ $$f(4) = \dfrac{4}{4} = 1 \implies (4, 1)$$ Dla \(x = 0\) korzystamy ze wzoru \(3x\): $$f(0) = 3 \cdot 0 = 0 \implies (0, 0)$$ Punktem wspólnym wykresu z osią \(OY\) jest początek układu współrzędnych, czyli \((0, 0)\).
Odpowiedź: a) Punkt wspólny z osią \(OY\): \((0, 2)\); b) Punkt wspólny z osią \(OY\): \((0, 0)\)
Zadanie 4 (3 pkt)
Naszkicuj wykres funkcji \(f\), jeśli:
a) \(f(x) = x, \quad x \in \langle -2, 3)\)b) \(f(x) = -x, \quad x \in \{-3, -1\} \cup (1, 4\rangle\)
c) \(f(x) = \sqrt{x}, \quad x \in \langle 0, 4) \cup \{9\}\)
d) \(f(x) = -\sqrt{x}, \quad x \in (0, 1\rangle \cup \langle 4, +\infty)\)
a) Odcinek o końcach w punktach \((-2, -2)\) (punkt zamalowany) oraz \((3, 3)\) (punkt niezamalowany).
b) Dwa punkty izolowane \((-3, 3)\) i \((-1, 1)\) oraz odcinek o końcach w punktach \((1, -1)\) (punkt niezamalowany) i \((4, -4)\) (punkt zamalowany).
c) Łuk paraboli od punktu \((0, 0)\) (zamalowany) do punktu \((4, 2)\) (niezamalowany) oraz pojedynczy punkt \((9, 3)\) (zamalowany).
d) Łuk krzywej pierwiastkowej od punktu \((0, 0)\) (niezamalowany) do punktu \((1, -1)\) (zamalowany) oraz nieograniczona w prawo gałąź zaczynająca się w punkcie \((4, -2)\) (zamalowany).
Dokładne wykresy w rozwiązaniu
b) Dwa punkty izolowane \((-3, 3)\) i \((-1, 1)\) oraz odcinek o końcach w punktach \((1, -1)\) (punkt niezamalowany) i \((4, -4)\) (punkt zamalowany).
c) Łuk paraboli od punktu \((0, 0)\) (zamalowany) do punktu \((4, 2)\) (niezamalowany) oraz pojedynczy punkt \((9, 3)\) (zamalowany).
d) Łuk krzywej pierwiastkowej od punktu \((0, 0)\) (niezamalowany) do punktu \((1, -1)\) (zamalowany) oraz nieograniczona w prawo gałąź zaczynająca się w punkcie \((4, -2)\) (zamalowany).
Dokładne wykresy w rozwiązaniu
Wskazówki:
- Rozpoznaj kształt bazowy funkcji: \(f(x)=x\) i \(f(x)=-x\) to proste, natomiast \(f(x)=\sqrt{x}\) i \(f(x)=-\sqrt{x}\) to gałęzie paraboli położone w odpowiednich ćwiartkach.
- Zwróć uwagę na rodzaj nawiasów w dziedzinie: nawias ostrokątny \(\langle\) lub \(\rangle\) oznacza koniec należący do dziedziny (kółko zamalowane), a nawias okrągły \((\) lub \()\) oznacza punkt nienależący (kółko puste/niezamalowane).
- Pojedyncze elementy zbioru podane w nawiasach klamrowych \(\{ \}\) zaznaczamy na wykresie jako wyizolowane punkty.
Rozwiązanie krok po kroku:
-
Szkicowanie wykresu funkcji \(f(x) = x\) dla \(x \in \langle -2, 3)\):
Wykres funkcji to fragment prostej \(y = x\) (dwusiecznej I i III ćwiartki). Obliczamy wartości funkcji na krańcach przedziału: $$f(-2) = -2, \quad f(3) = 3$$ Dla \(x = -2\) przedział jest domknięty, więc punkt \((-2, -2)\) zaznaczamy jako kółko zamalowane. Dla \(x = 3\) przedział jest otwarty, zatem punkt \((3, 3)\) oznaczamy kółkiem niezamalowanym. Łączymy te punkty odcinkiem prostoliniowym. -
Szkicowanie wykresu funkcji \(f(x) = -x\) dla \(x \in \{-3, -1\} \cup (1, 4\rangle\):
Dziedzina składa się z dwóch punktów izolowanych oraz jednego przedziału. Obliczamy wartości dla każdego elementu: $$f(-3) = -(-3) = 3 \implies \text{punkt } (-3, 3)$$ $$f(-1) = -(-1) = 1 \implies \text{punkt } (-1, 1)$$ Dla przedziału \(x \in (1, 4\rangle\) wyznaczamy punkty brzegowe odcinka: $$f(1) = -1 \implies (1, -1) \quad (\text{kółko niezamalowane})$$ $$f(4) = -4 \implies (4, -4) \quad (\text{kółko zamalowane})$$ -
Szkicowanie wykresu funkcji \(f(x) = \sqrt{x}\) dla \(x \in \langle 0, 4) \cup \{9\}\):
Bazowy wykres funkcji \(y = \sqrt{x}\) to górna połowa paraboli skierowanej w prawo. Wyznaczamy punkty na podanych zbiorach: $$f(0) = \sqrt{0} = 0 \implies (0, 0) \quad (\text{kółko zamalowane})$$ $$f(1) = \sqrt{1} = 1 \implies (1, 1)$$ $$f(4) = \sqrt{4} = 2 \implies (4, 2) \quad (\text{kółko niezamalowane})$$ Dla punktu izolowanego \(x = 9\): $$f(9) = \sqrt{9} = 3 \implies (9, 3) \quad (\text{kółko zamalowane})$$ -
Szkicowanie wykresu funkcji \(f(x) = -\sqrt{x}\) dla \(x \in (0, 1\rangle \cup \langle 4, +\infty)\):
Wykres funkcji \(y = -\sqrt{x}\) powstaje przez odbicie wykresu \(y = \sqrt{x}\) względem osi \(OX\) i leży w IV ćwiartce układu współrzędnych.
Dla przedziału \((0, 1\rangle\): $$f(0) = -\sqrt{0} = 0 \implies (0, 0) \quad (\text{kółko niezamalowane})$$ $$f(1) = -\sqrt{1} = -1 \implies (1, -1) \quad (\text{kółko zamalowane})$$ Dla przedziału \(\langle 4, +\infty)\) wykres zaczyna się w punkcie domkniętym i biegnie nieograniczenie w prawo w dół: $$f(4) = -\sqrt{4} = -2 \implies (4, -2) \quad (\text{kółko zamalowane})$$ $$f(9) = -\sqrt{9} = -3 \implies (9, -3)$$
Odpowiedź: Wykresy funkcji zostały przedstawione powyżej dla każdego z podpunktów a)–d).
Zadanie 5 (3 pkt)
Oblicz współrzędne punktu wspólnego wykresu funkcji \(f\) z osią \(OX\), a następnie współrzędne punktu wspólnego tego wykresu z osią \(OY\), jeżeli:
a) \(f(x) = \dfrac{5x + 10}{2}, \quad x \in \mathbb{R}\)
b) \(f(x) = 12 - 4x, \quad x \in \mathbb{R}\)
c) \(f(x) = 3(x - 2)(x - 4), \quad x \in \mathbb{R}\)
d) \(f(x) = (x + 3)^2, \quad x \in \mathbb{R}\)
b) \(f(x) = 12 - 4x, \quad x \in \mathbb{R}\)
c) \(f(x) = 3(x - 2)(x - 4), \quad x \in \mathbb{R}\)
d) \(f(x) = (x + 3)^2, \quad x \in \mathbb{R}\)
a) Oś \(OX\): \((-2, 0)\), Oś \(OY\): \((0, 5)\)
b) Oś \(OX\): \((3, 0)\), Oś \(OY\): \((0, 12)\)
c) Oś \(OX\): \((2, 0)\) oraz \((4, 0)\), Oś \(OY\): \((0, 24)\)
d) Oś \(OX\): \((-3, 0)\), Oś \(OY\): \((0, 9)\)
b) Oś \(OX\): \((3, 0)\), Oś \(OY\): \((0, 12)\)
c) Oś \(OX\): \((2, 0)\) oraz \((4, 0)\), Oś \(OY\): \((0, 24)\)
d) Oś \(OX\): \((-3, 0)\), Oś \(OY\): \((0, 9)\)
Wskazówki:
- Współrzędne punktu przecięcia z osią \(OX\) to \((x, 0)\), gdzie \(x\) spełnia równanie \(f(x) = 0\).
- Współrzędne punktu przecięcia z osią \(OY\) to \((0, y)\), gdzie \(y = f(0)\).
Rozwiązanie krok po kroku:
-
Rozwiązanie podpunktu a) dla funkcji \(f(x) = \dfrac{5x + 10}{2}\):
Przyrównujemy funkcję do zera, aby znaleźć punkt na osi \(OX\): $$\dfrac{5x + 10}{2} = 0 \implies 5x + 10 = 0 \implies 5x = -10 \implies x = -2$$ Punkt przecięcia z osią \(OX\) to \((-2, 0)\).
Obliczamy wartość funkcji dla \(x = 0\), aby znaleźć punkt na osi \(OY\): $$f(0) = \dfrac{5 \cdot 0 + 10}{2} = \dfrac{10}{2} = 5$$ Punkt przecięcia z osią \(OY\) to \((0, 5)\). -
Rozwiązanie podpunktu b) dla funkcji \(f(x) = 12 - 4x\):
Szukamy punktu na osi \(OX\): $$12 - 4x = 0 \implies 4x = 12 \implies x = 3$$ Punkt przecięcia z osią \(OX\) to \((3, 0)\).
Szukamy punktu na osi \(OY\): $$f(0) = 12 - 4 \cdot 0 = 12$$ Punkt przecięcia z osią \(OY\) to \((0, 12)\). -
Rozwiązanie podpunktu c) dla funkcji \(f(x) = 3(x - 2)(x - 4)\):
Szukamy punktów przecięcia z osią \(OX\): $$3(x - 2)(x - 4) = 0 \implies x - 2 = 0 \quad \text{lub} \quad x - 4 = 0$$ $$x = 2 \quad \text{lub} \quad x = 4$$ Punkty przecięcia z osią \(OX\) to \((2, 0)\) oraz \((4, 0)\).
Szukamy punktu przecięcia z osią \(OY\): $$f(0) = 3(0 - 2)(0 - 4) = 3 \cdot (-2) \cdot (-4) = 24$$ Punkt przecięcia z osią \(OY\) to \((0, 24)\). -
Rozwiązanie podpunktu d) dla funkcji \(f(x) = (x + 3)^2\):
Szukamy punktu na osi \(OX\): $$(x + 3)^2 = 0 \implies x + 3 = 0 \implies x = -3$$ Wykres styka się z osią \(OX\) w punkcie \((-3, 0)\).
Szukamy punktu na osi \(OY\): $$f(0) = (0 + 3)^2 = 3^2 = 9$$ Punkt przecięcia z osią \(OY\) to \((0, 9)\).
Odpowiedź:
a) Oś \(OX\): \((-2, 0)\), Oś \(OY\): \((0, 5)\)
b) Oś \(OX\): \((3, 0)\), Oś \(OY\): \((0, 12)\)
c) Oś \(OX\): \((2, 0)\) oraz \((4, 0)\), Oś \(OY\): \((0, 24)\)
d) Oś \(OX\): \((-3, 0)\), Oś \(OY\): \((0, 9)\)
a) Oś \(OX\): \((-2, 0)\), Oś \(OY\): \((0, 5)\)
b) Oś \(OX\): \((3, 0)\), Oś \(OY\): \((0, 12)\)
c) Oś \(OX\): \((2, 0)\) oraz \((4, 0)\), Oś \(OY\): \((0, 24)\)
d) Oś \(OX\): \((-3, 0)\), Oś \(OY\): \((0, 9)\)
Grupa B
Zadanie 1 (3 pkt)
Który zbiór punktów jest wykresem pewnej funkcji zmiennej \(x\)? Odpowiedź uzasadnij.
a)
b)
c)
d)
e)
f)
Wykresami funkcji zmiennej \(x\) są zbiory punktów z podpunktów: a) oraz e).
Zadanie 2 (3 pkt)
Dany jest zbiór \(A = \left\{ \sqrt[3]{-8}, \log_2\left(\dfrac{1}{2}\right), \sqrt{16}, \dfrac{1}{2}\log_2 8, \log_2 40 - \log_2 5 \right\}\). Funkcja \(f\) każdej liczbie ze zbioru \(A\) przyporządkowuje liczbę o \(3\) od niej mniejszą.
a) Narysuj wykres tej funkcji.
b) Napisz wzór funkcji \(f\).
a) Narysuj wykres tej funkcji.
b) Napisz wzór funkcji \(f\).
a) Wykres składa się z pięciu punktów: \((-2, -5)\), \((-1, -4)\), \((1{,}5;\; -1{,}5)\), \((3, 0)\), \((4, 1)\).
b) \(f(x) = x - 3\) dla \(x \in \left\{-2, -1, 1\frac{1}{2}, 3, 4\right\}\)
b) \(f(x) = x - 3\) dla \(x \in \left\{-2, -1, 1\frac{1}{2}, 3, 4\right\}\)
Zadanie 3 (3 pkt)
Narysuj wykres funkcji \(f\), jeśli:
a) \(f(x) = \begin{cases} -1, & \text{jeśli } x \in \{-4, -2, 0\} \\ \sqrt{x}, & \text{jeśli } x \in \{1, 4, 9\} \end{cases}\)
b) \(f(x) = \begin{cases} -\dfrac{2}{x}, & \text{jeśli } x \in \left\{-2, -1, -\dfrac{1}{2}, \dfrac{1}{2}, 1, 2\right\} \\ 4x - 2, & \text{jeśli } x = 0 \end{cases}\)
Podaj współrzędne punktu wspólnego wykresu funkcji \(f\) i osi \(OY\).
a) \(f(x) = \begin{cases} -1, & \text{jeśli } x \in \{-4, -2, 0\} \\ \sqrt{x}, & \text{jeśli } x \in \{1, 4, 9\} \end{cases}\)
b) \(f(x) = \begin{cases} -\dfrac{2}{x}, & \text{jeśli } x \in \left\{-2, -1, -\dfrac{1}{2}, \dfrac{1}{2}, 1, 2\right\} \\ 4x - 2, & \text{jeśli } x = 0 \end{cases}\)
Podaj współrzędne punktu wspólnego wykresu funkcji \(f\) i osi \(OY\).
a) Punkt wspólny z osią \(OY\): \((0, -1)\)
b) Punkt wspólny z osią \(OY\): \((0, -2)\)
b) Punkt wspólny z osią \(OY\): \((0, -2)\)
Zadanie 4 (3 pkt)
Naszkicuj wykres funkcji \(f\), jeśli:
a) \(f(x) = x, \quad x \in (-\infty, -1) \cup \langle 1, 3\rangle\)b) \(f(x) = -x, \quad x \in \langle -4, 0) \cup \{2, 4\}\)
c) \(f(x) = \sqrt{x}, \quad x \in \{0\} \cup (1, 4\rangle \cup \{9\}\)
d) \(f(x) = -\sqrt{x}, \quad x \in \langle 0, 4) \cup (4, 9\rangle\)
Wskazówki:
- Dla przedziałów nieograniczonych (z symbolem \(-\infty\) lub \(+\infty\)) wykres rysujemy jako półprostą lub krzywą ciągnącą się do krawędzi układu współrzędnych.
- Jeśli punkt graniczny jest wyłączony z obu sąsiadujących przedziałów (lub jeden punkt jest "wycięty" ze środka dziedziny), w tym miejscu na wykresie pojawia się wyraźna "dziura" (kółko niezamalowane).
- Pojedyncze punkty ze zbioru dyskretnego \(\{ \dots \}\) nanosimy jako zamalowane kropki o współrzędnych \((x, f(x))\).
Rozwiązanie krok po kroku:
-
Szkicowanie wykresu funkcji \(f(x) = x\) dla \(x \in (-\infty, -1) \cup \langle 1, 3\rangle\):
Dla \(x \in (-\infty, -1)\) wykresem jest półprosta biegnąca w dół i w lewo wzdłuż prostej \(y = x\), zakończona kółkiem niezamalowanym w punkcie: $$f(-1) = -1 \implies (-1, -1) \quad (\text{kółko niezamalowane})$$ Dla \(x \in \langle 1, 3\rangle\) mamy odcinek łączący punkty: $$f(1) = 1 \implies (1, 1) \quad (\text{kółko zamalowane})$$ $$f(3) = 3 \implies (3, 3) \quad (\text{kółko zamalowane})$$ -
Szkicowanie wykresu funkcji \(f(x) = -x\) dla \(x \in \langle -4, 0) \cup \{2, 4\}\):
Dla przedziału \(x \in \langle -4, 0)\) wyznaczamy punkty brzegowe odcinka: $$f(-4) = -(-4) = 4 \implies (-4, 4) \quad (\text{kółko zamalowane})$$ $$f(0) = -0 = 0 \implies (0, 0) \quad (\text{kółko niezamalowane})$$ Dla punktów pojedynczych ze zbioru \(\{2, 4\}\): $$f(2) = -2 \implies (2, -2) \quad (\text{kółko zamalowane})$$ $$f(4) = -4 \implies (4, -4) \quad (\text{kółko zamalowane})$$ -
Szkicowanie wykresu funkcji \(f(x) = \sqrt{x}\) dla \(x \in \{0\} \cup (1, 4\rangle \cup \{9\}\):
Obliczamy wartości funkcji w poszczególnych podzbiorach: $$f(0) = \sqrt{0} = 0 \implies (0, 0) \quad (\text{kółko zamalowane})$$ Dla przedziału \(x \in (1, 4\rangle\): $$f(1) = \sqrt{1} = 1 \implies (1, 1) \quad (\text{kółko niezamalowane})$$ $$f(4) = \sqrt{4} = 2 \implies (4, 2) \quad (\text{kółko zamalowane})$$ Dla pojedynczego punktu \(x = 9\): $$f(9) = \sqrt{9} = 3 \implies (9, 3) \quad (\text{kółko zamalowane})$$ -
Szkicowanie wykresu funkcji \(f(x) = -\sqrt{x}\) dla \(x \in \langle 0, 4) \cup (4, 9\rangle\):
Zauważmy, że dziedziną jest cały przedział \(\langle 0, 9\rangle\) z wyłączeniem jednego punktu \(x = 4\). Wyznaczamy punkty charakterystyczne: $$f(0) = -\sqrt{0} = 0 \implies (0, 0) \quad (\text{kółko zamalowane})$$ $$f(4) = -\sqrt{4} = -2 \implies (4, -2) \quad (\text{kółko niezamalowane - dziura w wykresie})$$ $$f(9) = -\sqrt{9} = -3 \implies (9, -3) \quad (\text{kółko zamalowane})$$ Rysujemy ciągłą gałąź pierwiastkową od \((0, 0)\) do \((9, -3)\) z "wyciętym" punktem \((4, -2)\).
Odpowiedź: Wykresy funkcji zostały przedstawione powyżej dla każdego z podpunktów a)–d).
Zadanie 5 (3 pkt)
Oblicz współrzędne punktu wspólnego wykresu funkcji \(f\) z osią \(OX\), a następnie współrzędne punktu wspólnego tego wykresu z osią \(OY\), jeżeli:
a) \(f(x) = \dfrac{3x - 12}{4}, \quad x \in \mathbb{R}\)
b) \(f(x) = 6 - 3x, \quad x \in \mathbb{R}\)
c) \(f(x) = 2(x - 3)(x + 1), \quad x \in \mathbb{R}\)
d) \(f(x) = (x - 4)^2, \quad x \in \mathbb{R}\)
b) \(f(x) = 6 - 3x, \quad x \in \mathbb{R}\)
c) \(f(x) = 2(x - 3)(x + 1), \quad x \in \mathbb{R}\)
d) \(f(x) = (x - 4)^2, \quad x \in \mathbb{R}\)
a) Oś \(OX\): \((4, 0)\), Oś \(OY\): \((0, -3)\)
b) Oś \(OX\): \((2, 0)\), Oś \(OY\): \((0, 6)\)
c) Oś \(OX\): \((3, 0)\) oraz \((-1, 0)\), Oś \(OY\): \((0, -6)\)
d) Oś \(OX\): \((4, 0)\), Oś \(OY\): \((0, 16)\)
b) Oś \(OX\): \((2, 0)\), Oś \(OY\): \((0, 6)\)
c) Oś \(OX\): \((3, 0)\) oraz \((-1, 0)\), Oś \(OY\): \((0, -6)\)
d) Oś \(OX\): \((4, 0)\), Oś \(OY\): \((0, 16)\)
