В новой 9 задаче профильного ЕГЭ много заданий на линейные функции. Самое сложное, что нужно сделать, решая эти задачи – определить формулу линейной функции, т.е. найти (k) и (b) по графику. Примеры таких заданий (решения будут внизу статьи):
В статье я расскажу про два простых способа найти (k) и (b), если известен график линейной функции.
Способ 1
Первый способ основывается на трех фактах:
-
Линейная функция пересекает ось (y) в точке (b).
Примеры:Но не советую определять так (b), если прямая пересекает ось не в целом значении или если точка пересечения вообще не видна на графике. Для таких случаев пользуйтесь вторым способом.
Примеры:
-
Если функция возрастает, то знак коэффициента (k) плюс, если убывает – минус, а если постоянна, то (k=0).
Примеры:
-
Чтоб конкретнее определить (k) надо построить на прямой прямоугольный треугольник так, чтобы гипотенуза лежала на графике функции, а вершины треугольника совпадали с вершинами клеточек. Далее, чтоб определить (k) нужно вертикальную сторону треугольника поделить на горизонтальную и поставить знак согласно возрастанию/убыванию функции.
Примеры:
Пример (ЕГЭ)
Давайте пока что не будем искать формулу иррациональной функции, сосредоточимся только на линейной функции.
(b=3) – это сразу видно. Функция идет вниз, значит (k<0).
Достроим прямую до прямоугольного треугольника. Вершинами будут жирные точки, которые нам дали в задаче.
(k=-frac{AC}{BC}=-frac{1}{3}). Получается (g(x)=-frac{1}{3}x+3).
Способ 1 быстрее способа 2, но не во всех ситуациях помогает. Поэтому важно владеть и вторым способом тоже.
Способ 2
Вы обращали внимание, что в задачах ЕГЭ на прямых всегда жирно выделяют 2 точки? Так вот, чтобы найти формулу линейной функции, достаточно подставить координаты этих точек в формулу (f(x)=kx+b) и решить получившуюся систему уравнений.
Пример (ЕГЭ)
Обозначим жирные точки какими-нибудь буквами и найдем их координаты.
(A(-2;2)) и (B(2;-5)) подставим эти значения вместо (x) и (f(x)) в формулу (f(x)=kx+b):
Получим:
(begin{cases}2=-2k+b\-5=2k+bend{cases})
Теперь найдем (k) и (b), решив эту систему.
Для этого сложим уравнения друг с другом, чтобы исчезло (k):
(2+(-5)=-2k+b+2k+b)
(-3=2b)
(b=-1,5)
Теперь подставим найденное (b) во второе уравнение системы и найдем (k):
(-5=2k-1,5)
(-5+1,5=2k)
(-3,5=2k)
(k=-1,75)
Получается (f(x)=-1,75x-1,5). Остается последний шаг – вычислим при каком иксе функция, то есть (f(x)), равна (16):
(16=-1,75x-1,5)
(17,5=-1,75x)
(x=-10).
Ответ: (-10).
Пример (ЕГЭ)
Чтоб решить задачу, нам понадобятся формулы каждой из двух функций. Давайте формулу нижней функции найдем с помощью способа 1, а формулу верхней с помощью способа 2. Начнем с нижней функции.
Функция (f(x)) возрастает, значит (k>0). (k=+frac{AC}{BC}=frac{4}{4}=1,b=1). (f(x)=x+1).
Теперь перейдем к функции (g(x)). Найдем координаты точек (D) и (E): (D(-2;4)), (E(-4;1)). Можно составить систему:
(begin{cases}4=-2k+b\1=-4k+bend{cases})
Вычтем второе уравнение из первого, чтоб убрать (b):
(4-1=-2k+b-(-4k+b))
(3=2k)
(k=1,5)
Найдем (b):
(4=-2cdot 1,5+b)
(4=-3+b)
(b=7)
(g(x)=1,5x+7). Обе функции найдены, теперь можно найти абсциссу (икс) точки пересечения. Приравняем (f(x)) и (g(x)).
(x+1=1,5x+7)
(x-1,5x=7-1)
(-0,5x=6)
(x=6:(-0,5))
(x=-12).
Ответ: (-12).
Картинку в хорошем качестве, можно скачать нажав на кнопку «скачать статью».
Смотрите также:
Как определить a, b и c по графику параболы
Скачать статью
На прошлых уроках мы рассмотрели линейную функцию и научились строить ее график на координатной плоскости. На этом уроке мы углубимся в теорию и разберем, почему график выглядит именно так.
Вспомним, что линейная функция имеет вид $y = kx+b$, где $x$ – переменная, а $k$ и $b$ – некоторые числа, называемые коэффициентами.
Например,
- $y = textcolor{blue}{5}x + color{green}{10}$ – линейная функция
- $color{blue} k = 5$
- $color{green} b = 10$.
График линейной функции – прямая линия, а ее положение на плоскости зависит от того, какие у функции $k$ и $b$.
Коэффициент $k$ называют угловым, так как он показывает угол наклона линейной функции на графике относительно оси $Ox$
При $k > 0$ угол между графиком и осью $Ox$ меньше $90 degree$ (острый)
При $k < 0$ угол между графиком и осью $Ox$ больше $90 degree$ (тупой)
Коэффициент b
Коэффициент $b$ называют свободным. На графике он показывает длину отрезка, который отсекает линия функции по оси ординат относительно начала координат.
Другими словами, коэффициент $b$ показывает, насколько график выше или ниже оси $Oy$.
- Если $b > 0$, график сдвинут вверх,
- если $b < 0$, то график сдвинут вниз.
На нашем графике функции из примера про копилку видно, что прямая пересекает ось $Oy$ выше начала координат на $500$ единиц (этому числу и равен коэффициент $b$).
Частные случаи. b = 0
Если коэффициент $b = 0$, функция приобретает вид $y = kx + 0$, что можно сократить до $y = kx$.
Подставим в формулу $x = 0$, получим: $$y = k times 0$$
Значит, график будет проходить через начало координат $O(0;0)$.
Для построения графика функции вида $y = kx$ достаточно найти одну точку, вторая – начало координат.
k = 0
Если коэффициент $k = 0$, угол наклона также будет равен $0$.
Функция при этом принимает вид $y = 0 times x + b$, то есть $y = b$.
Куда делась переменная $x$? Она нам больше не нужна, так как какой бы $x$ мы не подставили, значение $y$ не изменится.
Таблица
Нахождение коэффициентов квадратичной функции y=ax2 + bx +c
I Нахождение коэффициента а :
-
по графику параболы определяем координаты вершины (m,n)
-
по графику параболы определяем координаты любой точки A (x;y)
-
подставляем эти значения в формулу квадратичной функции, заданной в другом виде:
y=а(х-m)2+n
-
решаем полученное уравнение.
II. нахождение коэффициента b: b= — (х1 + х2) это для приведённого уравнения
-
Сначала находим значение коэффициента a (шаг I, смотри выше)
В формулу для абсциссы параболы m = подставляем значения m и а
-
Вычисляем значение коэффициента b.
III. нахождение коэффициента с: с = х1 ∙ х2 это для приведённого уравнения
-
Находим координату у точки пересечения графика параболы с осью Оу, это значение равно коэффициенту с, т.е. точка (0;C)-точка пересечения графика параболы с осью Оу.
-
Если по графику невозможно найти точку пересечения с осью Оу, то выполняем шаги I, II {находим коэффициенты а,Ь)
-
Подставляем найденные значения а, b ,А(х ; у) в уравнение у=ах2 +bх+с и находим с.
I Нахождение коэффициента а :
-
по графику параболы определяем координаты вершины (m,n)
-
по графику параболы определяем координаты любой точки A (x;y)
-
подставляем эти значения в формулу квадратичной функции, заданной в другом виде:
y=а(х-m)2+n
-
решаем полученное уравнение.
II. нахождение коэффициента b:
-
Сначала находим значение коэффициента a (шаг I, смотри выше)
В формулу для абсциссы параболы m = подставляем значения m и а
-
Вычисляем значение коэффициента b.
III. нахождение коэффициента с:
-
Находим координату у точки пересечения графика параболы с осью Оу, это значение равно коэффициенту с, т.е. точка (0;C)-точка пересечения графика параболы с осью Оу.
-
Если по графику невозможно найти точку пересечения с осью Оу, то выполняем шаги I, II {находим коэффициенты а,b)
-
Подставляем найденные значения а, b ,А(х ; у) в уравнение у=ах2 +bх+с и находим с.
Рассмотрим задачу: где невозможно по графику найти точно m и n необходимо найти все коэффициенты уравнения, задающего график:
Найти все коэффициенты по графику функции
Подставляем в уравнение: координаты выбранных точек, например, таких: (2;2), (5;2), (4;-3). Получается:
Последние два уравнения вычтем:
Данное выражение подставим в первое и второе уравнения:
Вычтем два получившихся уравнения:
Зная а, можем найти и остальные коэффициенты:
Следующая задача: найти коэффициенты уравнения, задающего график функции, изображенный на рисунке:
Найти все коэффициенты по графику функции
Здесь будет немного попроще, так как определить коэффициент с можно по рисунку: с=-5. Это значит, что потребуется только две точки, и система будет состоять только из двух уравнений. Возьмем для ее составления точки (1;-3) и (2;-3):
Вычтем получившиеся уравнения (второе – из первого) и определим коэффициенты а и b:
Найти все коэффициенты по графику функции
Наконец, еще одно такое же задание. Снова необходимо определить все коэффициенты функции, график которой представлен на рисунке:
Зададимся точками. Их будет три, уравнений тоже три, так как нам необходимо найти три коэффициента – a, b и c.
Точки будут: (-2; -3),(-5; -3) и (-3; -5) . Тогда уравнения:
Из первого уравнения вычитаем второе:
Полученное подставим в первое и третье:
Полученные уравнения вычтем вновь, и найдем искомое:
Как найти k и b по графику линейной функции?
В новой 9 задаче профильного ЕГЭ много заданий на линейные функции. Самое сложное, что нужно сделать, решая эти задачи – определить формулу линейной функции , т.е. найти (k) и (b) по графику. Примеры таких заданий (решения будут внизу статьи):
В статье я расскажу про два простых способа найти (k) и (b), если известен график линейной функции.
Способ 1
Первый способ основывается на трех фактах:
Линейная функция пересекает ось (y) в точке (b).
Примеры:
Но не советую определять так (b), если прямая пересекает ось не в целом значении или если точка пересечения вообще не видна на графике. Для таких случаев пользуйтесь вторым способом.
Если функция возрастает, то знак коэффициента (k) плюс, если убывает – минус, а если постоянна, то (k=0).
Чтоб конкретнее определить (k) надо построить на прямой прямоугольный треугольник так, чтобы гипотенуза лежала на графике функции, а вершины треугольника совпадали с вершинами клеточек. Далее, чтоб определить (k) нужно вертикальную сторону треугольника поделить на горизонтальную и поставить знак согласно возрастанию/убыванию функции.
Давайте пока что не будем искать формулу иррациональной функции, сосредоточимся только на линейной функции.
(b=3) – это сразу видно. Функция идет вниз, значит (k 0). (k=+frac=frac<4><4>=1,b=1). (f(x)=x+1).
Теперь перейдем к функции (g(x)). Найдем координаты точек (D) и (E): (D(-2;4)), (E(-4;1)). Можно составить систему:
Вычтем второе уравнение из первого, чтоб убрать (b):
(g(x)=1,5x+7). Обе функции найдены, теперь можно найти абсциссу (икс) точки пересечения. Приравняем (f(x)) и (g(x)).
Картинку в хорошем качестве, можно скачать нажав на кнопку «скачать статью».
Коэффициенты k и b
Содержание
Положение прямой на графике зависит от величины коэффициентов $k$ и $b$
Коэффициент $k$ называют угловым, так как он показывает угол наклона линейной функции на графике относительно оси $Ox$
При $k > 0$ угол между графиком и осью $Ox$ меньше $90 degree$ (острый)
При $k
Коэффициент b
Коэффициент $b$ называют свободным. На графике он показывает длину отрезка, который отсекает линия функции по оси ординат относительно начала координат.
Другими словами, коэффициент $b$ показывает, насколько график сдвинут вдоль оси $Oy$. Если $b > 0$, то график будет сдвинут вверх, и если $b
Так на нашем графике функции из примера про копилку видно, что прямая пересекает ось $Oy$ выше начала координат на $500$ единиц (этому числу и равен коэффициент $b$).
График функции $y=50x + 500$
Частные случаи. b = 0
В случае, когда коэффициент $b = 0$, а функция прямо пропорциональна, ее график будет проходить через начало координат $O(0;0)$. Ведь при подставлении в формулу $x = 0$ получим и $y = 0$.
Для построения графика такой функции достаточно найти одну точку, вторая – начало координат $О(0;0)$.
Важно: график в виде вертикальной прямой, параллельной оси $Oy$, не является графиком функции. В таком случае одному значению аргумента соответствует множество значений $y$. Это не наш случай, потому что он не соответствует самому определению функции.
При этом прямой, параллельной оси $Ox$, график функции может быть. Это возможно, когда коэффициент $k = 0$. Угол наклона также будет равен $0$. Формула принимает вид $y = b$.
Вывести уравнение прямой по координатам двух точек
По введенным пользователем координатам двух точек вывести уравнение прямой, проходящей через эти точки.
Общее уравнение прямой имеет вид y = kx + b . Для какой-то конкретной прямой в уравнении коэффициенты k и b заменяются на числа, например, y = 4x — 2 . Задача сводится именно к нахождению этих коэффициентов.
Так как координаты точки это значения x и y , то мы имеем два уравнения. Пусть, например, координаты точки А(3;2), а координаты B(-1;-1). Получаем уравнения:
2 = k*3 + b,
-1 = k*(-1) + b.
Решая полученную систему уравнений находим значения k и b :
b = 2 — 3k
-1 = -k + 2 — 3k
4k = 3
k = 3/4 = 0.75
b = 2 — 3 * 0.75 = 2 — 2.25 = -0.25
Таким образом, получается уравнение конкретной прямой, проходящей через указанные точки: y = 0.75x — 0.25.
Алгоритм решения данной задаче на языке программирования будет таков:
- Получить значения координат первой точки и присвоить их переменным, например x1 и y1 .
- Получить значения координат ( x2, y2 ) второй точки.
- Вычислить значение k по формуле k = (y1 — y2) / (x1 — x2) .
- Вычислить значение b по формуле b = y2 — k * x2 .
- Вывести на экран полученное уравнение.
График линейной функции, его свойства и формулы
О чем эта статья:
Понятие функции
Функция — это зависимость y от x, где x является независимой переменной или аргументом функции, а y — зависимой переменной или значением функции. |
---|
Задать функцию значит определить правило, следуя которому по значениям независимой переменной можно найти соответствующие значения функции. Вот какими способами ее можно задать:
Табличный способ помогает быстро определить конкретные значения без дополнительных измерений или вычислений.
Аналитический способ — через формулы. Компактно, и можно посчитать функцию при произвольном значении аргумента из области определения.
Словесный способ.
Графический способ — наглядно. Его мы и разберем в этой статье.
График функции — это множество точек (x; y), где x — это аргумент, а y — значение функции, которое соответствует данному аргументу. |
---|
Понятие линейной функции
Линейная функция — это функция вида y = kx + b, где х — независимая переменная, k, b — некоторые числа. При этом k — угловой коэффициент, b — свободный коэффициент. |
---|
Геометрический смысл коэффициента b — длина отрезка, который отсекает прямая по оси OY, считая от начала координат.
Геометрический смысл коэффициента k — угол наклона прямой к положительному направлению оси OX, считается против часовой стрелки.
Если известно конкретное значение х, можно вычислить соответствующее значение у.
Нам дана функция: у = 0,5х — 2. Значит:
если х = 0, то у = -2;
если х = 2, то у = -1;
если х = 4, то у = 0 и т. д.
Для удобства результаты можно оформлять в виде таблицы:
Графиком линейной функции является прямая. Для ее построения достаточно двух точек, координаты которых удовлетворяют уравнению функции.
Угловой коэффициент отвечает за угол наклона прямой, свободный коэффициент — за точку пересечения графика с осью ординат.
k и b — это числовые коэффициенты функции. На их месте могут стоять любые числа: положительные, отрицательные или дроби.
Давайте потренируемся и определим для каждой функций, чему равны числовые коэффициенты k и b.
Функция | Коэффициент k | Коэффициент b |
---|---|---|
y = 2x + 8 | k = 2 | b = 8 |
y = −x + 3 | k = −1 | b = 3 |
y = 1/8x − 1 | k = 1/8 | b = −1 |
y = 0,2x | k = 0,2 | b = 0 |
Может показаться, что в функции y = 0,2x нет числового коэффициента b, но это не так. В данном случае он равен нулю. Чтобы не поддаваться сомнениям, нужно запомнить: в каждой функции типа y = kx + b есть коэффициенты k и b.
Свойства линейной функции
Область определения функции — множество всех действительных чисел.
Множеством значений функции является множество всех действительных чисел.
График линейной функции — прямая. Для построения прямой достаточно знать две точки. Положение прямой на координатной плоскости зависит от значений коэффициентов k и b.
Функция не имеет ни наибольшего, ни наименьшего значений.
Четность и нечетность линейной функции зависят от значений коэффициентов k и b:
b ≠ 0, k = 0, значит, y = b — четная;
b = 0, k ≠ 0, значит, y = kx — нечетная;
b ≠ 0, k ≠ 0, значит, y = kx + b — функция общего вида;
b = 0, k = 0, значит, y = 0— как четная, так и нечетная функция.
Свойством периодичности линейная функция не обладает, потому что ее спектр непрерывен.
График функции пересекает оси координат:
ось абсцисс ОХ — в точке (−b/k; 0);
ось ординат OY — в точке (0; b).
x = −b/k — является нулем функции.
Если b = 0 и k = 0, то функция y = 0 обращается в ноль при любом значении переменной х.
Если b ≠ 0 и k = 0, то функция y = b не обращается в нуль ни при каких значениях переменной х.
Функция монотонно возрастает на области определения при k > 0 и монотонно убывает при k 0 функция принимает отрицательные значения на промежутке (−∞; −b/k) и положительные значения на промежутке (−b/k; +∞).
При k 0, то этот угол острый, если k
Построение линейной функции
В геометрии есть аксиома: через любые две точки можно провести прямую и притом только одну. Исходя из этой аксиомы следует: чтобы построить график функции вида у = kx + b, достаточно найти всего две точки. А для этого нужно определить два значения х, подставить их в уравнение функции и вычислить соответствующие значения y.
Например, чтобы построить график функции y = 1/3x + 2, можно взять х = 0 и х = 3, тогда ординаты этих точек будут равны у = 2 и у = 3. Получим точки А (0; 2) и В (3; 3). Соединим их и получим такой график:
В уравнении функции y = kx + b коэффициент k отвечает за наклон графика функции:
если k > 0, то график наклонен вправо;
если k 0, то график функции y = kx + b получается из y = kx со сдвигом на b единиц вверх вдоль оси OY;
если b 0, то график функции y = kx + b выглядит так:
0″ src=»https://user84060.clients-cdnnow.ru/uploads/5fc1049363f94987951092.png» style=»height: 600px;»>
Если k > 0 и b > 0, то график функции y = kx + b выглядит так:
0 и b > 0″ src=»https://user84060.clients-cdnnow.ru/uploads/5fc104b2640e6151326286.png» style=»height: 600px;»>
Если k > 0 и b
В задачах 7 класса можно встретить график уравнения х = а. Он представляет собой прямую линию, которая параллельна оси ОY все точки которой имеют абсциссу х = а.
Важно понимать, что уравнение х = а не является функцией, так как различным значениям аргумента соответствует одно и то же значение функции, что не соответствует определению функции.
Например, график уравнения х = 3:
Условие параллельности двух прямых:
График функции y = k1x + b1 параллелен графику функции y = k2x + b2, если k1 = k2.
Условие перпендикулярности двух прямых:
График функции y = k1x + b1 перпендикулярен графику функции y = k2x + b2, если k1k2 = −1 или k1 = −1/k2.
Точки пересечения графика функции y = kx + b с осями координат:
С осью ОY. Абсцисса любой точки, которая принадлежит оси ОY равна нулю. Поэтому, чтобы найти точку пересечения с осью ОY, нужно в уравнение функции вместо х подставить ноль. Тогда получим y = b.
Координаты точки пересечения с осью OY: (0; b).
С осью ОХ. Ордината любой точки, которая принадлежит оси ОХ равна нулю. Поэтому, чтобы найти точку пересечения с осью ОХ, нужно в уравнение функции вместо y подставить ноль. И получим 0 = kx + b. Значит x = −b/k.
Координаты точки пересечения с осью OX: (−b/k; 0).
Решение задач на линейную функцию
Чтобы решать задачи и строить графики линейных функций, нужно рассуждать и использовать свойства и правила выше. Давайте потренируемся!
Пример 1. Построить график функции y = kx + b, если известно, что он проходит через точку А (-3; 2) и параллелен прямой y = -4x.
В уравнении функции y = kx + b два неизвестных параметра: k и b. Поэтому в тексте задачи нужно найти два условия, которые характеризуют график функции.
Из того, что график функции y = kx + b параллелен прямой y = -4x, следует, что k = -4. То есть уравнение функции имеет вид y = -4x + b.
Осталось найти b. Известно, что график функции y = -4x + b проходит через точку А (-3; 2). Подставим координаты точки в уравнение функции и мы получим верное равенство:
Таким образом, нам надо построить график функции y = -4x — 10
Мы уже знаем точку А (-3; 2), возьмем точку B (0; -10).
Поставим эти точки в координатной плоскости и соединим прямой:
Пример 2. Написать уравнение прямой, которая проходит через точки A (1; 1); B (2; 4).
Если прямая проходит через точки с заданными координатами, значит координаты точек удовлетворяют уравнению прямой y = kx + b.
Следовательно, если координаты точек подставить в уравнение прямой, то получим верное равенство.
Подставим координаты каждой точки в уравнение y = kx + b и получим систему линейных уравнений.
Вычтем из второго уравнения системы первое, и получим k = 3.
Подставим значение k в первое уравнение системы, и получим b = -2.
Ответ: уравнение прямой y = 3x — 2.
http://obrazavr.ru/algebra/7-klass-algebra/linejnaya-funktsiya-i-eyo-grafik/linejnaya-funktsiya/koeffitsienty-k-i-b/
http://gospodaretsva.com/straight.html
http://skysmart.ru/articles/mathematic/grafik-linejnoj-funkcii
Рассматривая линейную функцию вида (y=kx + b), особо выделяют случай, когда (b=0).
Тогда линейная функция принимает вид (y=kx) и называется прямой пропорциональностью.
Графиком функции (y=kx) является прямая, проходящая через начало координат.
Важно уметь переходить от аналитической модели (y=kx) к геометрической и, наоборот, от геометрической к аналитической модели.
Например, рассмотрим прямую, изображённую на рисунке.
Эта прямая является графиком линейной функции (y=kx), так как проходит через начало координат. Нужно лишь определить значение коэффициента (k).
Из формулы (y=kx) получим, что
k=yx
.
Чтобы определить коэффициент (k), необходимо выбрать некоторую точку на прямой и вычислить частное ординаты и абсциссы заданной точки.
Прямая проходит через точку (M(4; 2)), следовательно получим
24=0,5
. Значит, (k=0,5), и данная прямая является графиком линейной функции (y=0,5x).
Если в формуле (y=kx) вместо (x) подставим (1), то получим (y=k). Это означает, что прямая (y=kx) проходит через точку ((1; k)). Поэтому график линейной функции можно строить по двум точкам: ((0;0)) и ((1; k)).
Иногда вместо точки ((1; k)) удобнее взять другую точку.
Коэффициент (k) определяет угол между прямой и положительным направлением оси (x).
Если (k>0), то этот угол острый (как на первом рисунке), а
если (k<0), то этот угол тупой (как на втором рисунке).
Поэтому коэффициент (k) в записи (y=kx) называют угловым коэффициентом.
Обобщая сведения о линейных функциях, можно сделать вывод:
прямая, служащая графиком линейной функции (y=kx + b), параллельна прямой, служащей графиком линейной функции (y=kx).
На рисунке показаны параллельные прямые с одним и тем же коэффициентом (k = 4).
Поэтому коэффициент (k) в записи (y=kx + b) также называют угловым коэффициентом, и
если (k>0), то прямая (y=kx + b) образует с положительным направлением оси (x) острый угол;
если (k<0), то этот угол тупой.