Класс 11 → Функции и графики → Преобразование функций ↓
Перевод
В изучении функций и графиков важно понимать преобразования, чтобы понять поведение графиков. Важным типом преобразования является перевод. Переводы по существу представляют собой сдвиги графика в координатной плоскости. Они не изменяют форму или ориентацию графика; скорее, они просто перемещают его в другое место.
Что такое перевод?
Перевод в математике означает перемещать фигуру, линию или график, не вращая, не изменяя размер или не изменяя его. Когда мы переводим график, мы сдвигаем его по горизонтали, вертикали или обоим направлениям. В записи функции перевод включает сложение или вычитание постоянных к функции или ее переменным.
Типы переводов
Существует два основных типа перевода:
- Горизонтальный перевод: Перемещение графика влево или вправо.
- Вертикальный перевод: Перемещение графика вверх или вниз.
Горизонтальный перевод
Горизонтальный перевод включает сдвиг графика вправо или влево на определенное количество единиц. Функция f(x)
переводится горизонтально изменением переменной на f(x - k)
, где k
— количество единиц, на которое смещен график.
- Если
k > 0
, график перемещается наk
единиц вправо. - Если
k < 0
, график перемещается на|k|
единиц влево.
Пример горизонтального перевода
Рассмотрим функцию f(x) = x^2
, которая является базовой квадратичной функцией, формирующей параболу с вершиной в начале координат (0,0).
f(x) = (x - 3)^2
Это перевод функции f(x) = x^2
на 3 единицы вправо.
Вертикальный перевод
Вертикальный перевод включает перемещение графика вверх или вниз на определенное количество единиц. Функция f(x)
переводится вертикально путем добавления постоянной c
ко всей функции: f(x) + c
.
- Если
c > 0
, график перемещается вверх наc
единиц. - Если
c < 0
, график перемещается вниз на|c|
единиц.
Пример вертикального перевода
Рассмотрим функцию f(x) = x^2
.
f(x) = x^2 + 4
Эта функция приводит к преобразованию f(x) = x^2
на 4 единицы вверх.
Комбинирование переводов
Переводы могут быть объединены для перемещения графика как по горизонтали, так и по вертикали. Например, можно иметь функцию, которая проходит оба типа переводов:
f(x) = (x - h)^2 + k
В этом случае h
представляет горизонтальный сдвиг, а k
— вертикальный сдвиг. Функция f(x) = (x - h)^2 + k
преобразует оригинальную функцию f(x) = x^2
вправо на h
единиц и вверх на k
единиц.
- Если
h > 0
, перемещаемh
единиц вправо; еслиh < 0
, перемещаем|h|
единиц влево. - Если
k > 0
, перемещаем вверх наk
единиц; еслиk < 0
, перемещаем вниз на|k|
единиц.
Пример комбинированного перевода
Применим одновременно горизонтальный и вертикальный перевод к функции f(x) = x^2
:
f(x) = (x - 2)^2 + 3
Здесь функция переводится на 2 единицы вправо и на 3 единицы вверх.
Понимание эффектов перевода
Перевод в математике означает понимать, как каждая операция влияет на состояние графика. Как только вы поймете, как работает перевод, станет проще предсказывать изменения графиков и применять эти знания к сложным задачам.
Практические примеры и упражнения
Чтобы сделать эти концепции ясными, рассмотрим еще несколько примеров и упражнений:
Пример 1
Рассмотрим эту функцию:
g(x) = (x + 1)^2 - 2
Определите перевод, примененный к f(x) = x^2
:
- График сдвинут по горизонтали на 1 единицу в лево, так как
x + 1
представляет движение в противоположном направлении. - График сдвинут по вертикали вниз на 2 единицы, так как
- 2
уменьшает выходное значение для каждого соответствующегоx
.
Пример 2
Решим этот перевод:
h(x) = 2x - 5
Обратите внимание:
- Горизонтального перевода нет, так как в аргумент функции не добавляется и не вычитается, что могло бы повлиять на
x
. - Вертикальный перевод составляет 5 единиц вниз, что переводит каждую точку на графике параллельно.
Ключевые моменты
- Переводы влияют только на положение графика, а не на его размер или форму.
- Горизонтальный и вертикальный перевод могут выполняться одновременно.
- Перевод необходим для построения графа знаний и понимания задач визуально.
Интерактивные виды
В следующий раз, когда вы увидите модификацию функции, представьте, как эти постоянные перемещают ваш график на плоскости. Понимание переводов не только помогает в построении графиков, но и улучшает способность предсказывать поведение функций без вычислений.
Заключение
Как только использование положительных и отрицательных значений для h
(горизонтальный) и k
(вертикальный) понятно, перевод графиков становится простым. Это понимание дает представление о модификациях функций и о том, как они выглядят графически, что закладывает основу для более углубленных изучений преобразований, таких как отражения и вращения в математическом анализе.