Как строить график с модулем

Функция с модулем

Функция с модулем — функция которая задана формулой y=|x|.

Из определения функции следует:
y=x (при x≥0) и y=-x (при x≤0).

Для построения графика функции y=|x| нужно изобразить прямую y=x и оставить часть, соответствующую условию x≥0, после этого изобразить y=-x и оставить часть, соответствующую условию x≤0.

Графики прямой, параболы, гиперболы, с модулем

«Навешивание» модулей на прямые, параболы, гиперболы.

Графики — самая наглядная тема по алгебре. Рисуя графики, можно творить, а если еще и сможешь задать уравнения своего творчества, то и учитель достойно это оценит.

Для понимания друг друга введу немного «обзываний» системы координат:

Для начала построим график прямой y = 2x − 1.

Не сомневаюсь, что ты помнишь. Я напомню себе, что через 2 точки можно провести одну прямую.

Возьмем значение X = 0 и Х = 1 и подставим в выражение y = 2x − 1, тогда соответственно Y = − 1 и Y = 1

Через данные две точки А = (0; −1) и B = (1; 1) проводим единственную прямую:

А если теперь добавить модуль y = |2x − 1|.

Модуль — это всегда положительное значение , получается, что «y» должен быть всегда положительным.

Значит, если модуль «надет» на весь график, то, что было в нижней части «−y», отразится в верхнюю (как будто сворачиваете лист по оси х и то, что было снизу, отпечатываете сверху).

Получается такая зеленая «галочка».

Красота! А как же будет выглядеть график, если надеть модуль только на «х»: y = 2|x| − 1?

Одна строчка рассуждений и рисуем:

Модуль на «x», тогда в этом случае x = −x, то есть все, что было в правой части, отражаем в левую. А то, что было в плоскости «−x», убираем.

Здесь отражаем относительно оси «y» . Такая же галочка, только теперь через другую ось.

Смертельный номер: y = |2|x| − 1|.

Черную прямую y = 2x − 1 отражаем относительно оси Х, получим y = |2x − 1|. Но мы выяснили, что модуль на х влияет только на левую часть.

В правой части: y = |2x − 1| и y = |2|x| − 1| идентичны!

А после этого отражаем относительно оси «y» то, что мы получили справа налево:

Если ты человек амбициозный, то прямых тебе будет мало! Но то, что описано выше, работает на всех остальных графиках, значит делаем по аналогии.

Разберем по винтикам параболу y = x² + x − 2. Точки пересечения с осью «x» получим с помощью дискриминанта: x ₁ = 1 и x ₂ = -2.

Можно найти вершину у параболы и взять пару точек для точного построения.

А как будет выглядеть график: y = |x²| + x − 2? Слышу: «Такого мы еще не проходили», а если подумаем? Модуль на x², он же и так всегда положителен, от модуля тут толку, как от стоп-сигнала зайцу − никакого.

При y = x² + |x| − 2 все так же стираем всю левую часть, и отражаем справа налево:

А дальше что мелочиться: рассмотри сразу остальные графики с модулем!

Следующий смертельный номер: |y| = x² + x − 2, подумай хорошенько, а еще лучше попробуй нарисовать сам.

При положительных значениях «y» от модуля нет смысла − уравнения y = x² + x − 2, а при «−y» ничего не меняется, будет так же y = x² + x − 2!

Рисуем параболу в верхней части системы координат (где у > 0), а затем отражаем вниз.

А теперь сразу комбо:

Cиний: похож на y = x² + |x| − 2, только поднят вверх. Строим график в правой части, а затем отражаем через ось Y влево.

Оранжевый: строим в правой части и отражаем относительно оси Х. Доходим до оси Y и отражаем все что было справа налево. Двойка в знаменателе показывает, что график будет «шире», расходится в бока он быстрее остальных.

Зеленый: Так же начинаем с правой части и отражаем относительно оси оси Y. Получается график y = |x² + x − 2|, но еще есть −2, поэтому опустим график на 2 вниз. Теперь параболы как бы отражается относительно Y = − 2.

Легкий и средний уровень позади, и настала пора выжать концентрацию на максимум , потому что дальше тебя ждут гиперболы, которые частенько встречаются во второй части ЕГЭ и ОГЭ.

y = 1/x — простая гипербола, которую проще всего построить по точкам, 6-8 точек должно быть достаточно:

А что будет, если мы добавим в знаменателе «+1»? График сдвинется влево на единицу:

А что будет, если мы добавим в знаменателе « − 1»? График сдвинется вправо на единицу.

А если добавить отдельно «+1» y = (1/x) + 1? Конечно, график поднимется вверх на единицу!

Глупый вопрос: а если добавить отдельно «−1» y = (1/x) − 1? Вниз на единицу!

Теперь начнем «накручивать» модули: y = |1/x + 1| — отражаем все из нижней части в верхнюю.

Возьмем другой модуль, мой амбициозный друг, раз ты дошел до этогог места: y = |1/(x + 1)|. Как и выше, когда модуль надет на всю функцию, мы отражаем снизу вверх.

Можно придумывать массу вариантов, но общий принцип остается для любого графика. Принципы повторим в выводах в конце статьи.

Фиолетовый: Вычитаем из дроби −1 и сдвигаем график вниз на единицу. Ставим модуль − отражаем все, что снизу вверх.

Оранжевый: Ставим +1 в знаменателе и график смещается влево на единицу. Вычитаем из дроби −1 и сдвигаем график вниз на единицу. А после этого ставим модуль − отражаем все, что снизу вверх.

Зеленый: Сначала получим фиолетовый график. После этого ставим «−» и отражаем график по горизонтали. Сгибаем лист по оси Х и переводим его вниз. Остается добавить +1, это значит, что его нужно поднять вверх на единицу.

Модули не так уж страшны, если еще вспомнить, что их можно раскрыть по определению:

И построить график, разбив его на кусочно-заданные функции.

Например для прямой:

Для параболы с одним модулем будет два кусочно-заданных графика:

C двумя модулями кусочно-заданных графиков будет четыре:

Таким способом, медленно и кропотливо можно построить любой график!

Построение графиков. Элементарные преобразования графиков. Графики функций, связанные с модулем

Графики функций — это, по сути, преобразования графика y = x (самого элементарного). Если говорить о функциях, то у них каждому значению аргумента ставится в соответствие единственное значение функции. Эта страница (в общем) касается именно числовых функций — функций над числовыми множествами. Под графиком функции обычно подразумевается её график (графическая визуализация, которая даёт представление о её геометрическом образе) в декартовой системе координат (прямолинейной и прямоугольной системе координат с взаимно перпендикулярными осями на плоскости с одинаковыми масштабами по осям).

Можно быстро ввести всем известное . График функции (ƒ) — это геометрическое место точек (здесь обсуждаются лишь двумерные графики на плоскости), абсциссы (x) и ординаты (y) которых связаны функцией: точки c координатами (x;y) располагаются на графике только тогда, когда y=ƒ(x). А вообще, график функции ƒ — это графическое представление (линейная диаграмма) коллекции всех пар (x, ƒ(x)).

Рассматривать графики функций имеет смысл, начиная с линейных функций (функций вида y = k x + b ). У линейных функций графики — прямые. Это очевидно, так как это график функции y = x , где аргумент умножается на число, а далее к функции прибавляется число. Для построения графика линейной функции достаточно двух любых точек (пар значений аргумента и функции) — это очевидно следует из геометрии.

y = x
y = k x ⇔ x умножается на k — это прямая пропорциональность
y = k x + b ⇔ к y прибавляется b

Рассмотрим данные преобразования, и что они означают. Но, прежде — преобразовывать можно не только линейные функции, но и параболы и т.д. Поэтому следовало бы кратко рассмотреть такие элементарные функции, как y =√ x , y = x ² и т.д. Функции с модулем здесь заслуживают отдельного внимания и рассматриваются чуть ниже.

y = √x Функция квадратного корня есть здесь на графике. Быстро возрастает до 0.5, потом медленнее. По сути, является половиной параболы, повёрнутой на 90°. Подробнее можно почитать о квадратном корне и о функции квадратного корня. y = x² Квадратичная функция является параболой; тоже есть на графике. Её свойства более подробно рассмотрены на соответствующей странице. Парабола обычно чертится по 3-ём точкам. Это функция задаётся квадратными уравнениями.

Также элементарными функциями являются, конечно, тригонометрические, но они здесь не обсуждаются, как и тригонометрия в целом. Ещё следует рассмотреть кубическую функцию и функции корней, а также другие степенные функции и т.д. Но они все похожи, просто точно также преобразовываются, а эта страница о самих преобразованиях. Поэтому они здесь не рассматриваются. Зная элементарные функции и преобразования, можно легко построить почти любой график.

Элементарные преобразования графиков функций

y = kf( x )

y = f(x+a)

y = f( x )+a

y = f(-x)

y = -f( x )

Функция y = |x| и преобразования связанные с модулем

Функция y =|x| (y равен х ) на чертеже. Также как со сменой знака и умножением на -1 происходит отражение графика, так и при добавлении модуля происходит замена и отражение полуплоскостей. Действия с модулем наиболее, пожалуй, интуитивны. Свойства модуля можно посмотреть на этой странице.

Преобразование для модуля f( x ) — |f( x )|

Если поставить модуль на функцию, происходит отражение нижней полуплоскости вверх (каждое отрицательное значение функции заменяется противоположным).

Преобразование для модуля x f( x ) — f(| x |)

Если поставить модуль на аргумент функции, происходит замена левой полуплоскости симметричной правой (каждое отрицательное значение аргумента внутри функции заменяется положительным ∴ отрицательному значению будет соответствовать то значение функции, которое соответствовало противоположному).

fedor1113
К остальным темам Fork me on GitHub

Построение графиков с модулем
путём преобразований

Если Вы попали на эту страницу из поисковика, миновав предыдущие разделы темы «Графики функций и их преобразования», то рекомендую сначала повторить графики основных элементарных функций и общие правила преобразования графиков функций.

|x| = x

х ≥ 0

|x| = −x

х < 0

В контексте построения графиков это означает использование преобразования симметрии относительно осей координат.

y = x график функции y = модуль x

Построить график функции y = f(x) .
Исключить его часть, расположенную в отрицательной половине оси абсцисс. (Например, просто стереть ластиком, если график был построен карандашом.)
Построить левую ветвь графика (при отрицательных x) симметричным отображением его правой ветви относительно оси Oy.

Построить график функции y = f(x) .
Участок графика, расположенный ниже оси абсцисс (при отрицательных y) развернуть на верхнюю половину координатной сетки преобразованием симметрии относительно оси Ox.

Пример 1.

y = |x|-3 y = |x-3|

В этом примере оба графика получены из графика функции y = x − 3.
Первый — преобразованием Гf(x) → Гf(|x|) , второй — преобразованием Гf(x) → Г|f(x)| .

Пример 2.

y =|x|^2 -2|x|-3 y = |x^2 -2x-3|

В этом примере оба графика получены из графика функции y = x 2 − 2x − 3.
Первый — преобразованием Гf(x) → Гf(|x|) , второй — преобразованием Гf(x) → Г|f(x)| .

Один из способов быстро и точно построить исходную параболу по характерным точкам показан в видео на канале Mathematichka.

IV Равенство вида |y| = f (x) по определению не является функцией, так как допускает неоднозначность при вычислении значения y. Однако линию на координатной плоскости оно задает, и эту линию тоже можно построить, исходя из графика функции y = f(x) .
Для этого нужно:

Построить график функции y = f(x) .
Исключить его часть, расположенную ниже оси абсцисс, поскольку указанное равенство возможно только для положительных значений f(x).
Построить нижнюю часть линии (при отрицательных y) симметричным отображением относительно оси Ox.

Пример 3.

Задан график функции y = x 2 .
Построить кривые, удовлетворяющие уравнению, |y| = x 2 − 2|x| − 5 .

Заметим, что x 2 = |x| 2 (значение четной степени, как и значение модуля, всегда неотрицательно). Поэтому, выделяя полный квадрат, преобразуем функцию к виду |y| = (|x| − 1) 2 − 6 и строим её график последовательными преобразованиями.

Строим график функции f(x) = (x − 1) 2 − 6 переносом на 1 вправо вдоль оси Ox, а затем переносом вниз на 6 единиц вдоль оси Oy.
Строим график функции f(|x|) = (|x| − 1) 2 − 6 с использованием преобразования симметрии относительно оси Oy.
Строим линии, удовлетворяющие уравнению |y| = (|x| − 1) 2 − 6 с использованием преобразования симметрии относительно оси Ox.

Следующий график постройте самостоятельно, чтобы убедиться, что вы правильно поняли материал.

Пример 4.

Задан график функции y = x 2 .
Построить график функции y = |x 2 − 2x − 5| .

y = (x-1)^2-6

Сумма модулей

Если формула функции включает сумму или разность несколько модулей, то следует разбить координатную плоскость на участки и построить каждую ветвь графика отдельно. Границы участков определяются приравниванием каждого модуля к нулю и решением соответствующего уравнения. Подробный пример такого подхода можно увидеть в задаче 1 на странице, посвященной решению уравнений с параметрами.

Однако, если подмодульные выражения простые и содержат элементарные функции, графики которых вам хорошо известны, то можно получить результат прямым сложением ординат этих графиков в характерных точках.

Пример 5.

Построить график функции y = |x + 2| + |x − 1| .

y = |x-1| + |x-1|

Эти два модуля содержат только линейные функции, графиками которых являются прямые линии. В результате сложения должна получиться ломаная линия, состоящая из трёх звеньев. (2 модуля, следовательно 2 уравнения, каждое из которых имеет одно решение, следовательно 2 границы, которыми плоскость разбита на 3 участка.) Трёхзвенную ломаную можно построить по 4-ём точкам.

На одних осях независимо друг от друга строим графики функций y = |x + 2| и y = |x − 1| , используя сдвиг и отражение. Складываем ординаты в точках излома x = −2 и x = 1 и в двух удобных точках на крайних участках, например, при x = −3 и x = 3 . На приведенном рисунке красным цветом представлен результирующий график, полученный по этим 4-ём точкам: (−3;5 ), (−2;3 ), (1; 3), (3;7).

Теперь проверьте себя.

Пример 6.

Построить график функции y = |x + 2| + |x − 1| − |x| .