Temat: Wykresy funkcji, przekształcanie wykresów.
(liceum) wyk-fun.doc – 71 kB
Celem lekcji jest zapoznanie z przekształceniami wykresów funkcji.
Przebieg lekcji:
1. Przypomnienie wykresów funkcji
elementarnych: y=ax+b, y=ax2+bx+c, y=x3, y=a/x,
y=(ax+b)/(cx+d), y=sin(x), y=cos(x), y=tg(x), y=ctg(x).
2. Ułożenie programu do
rysowania wykresów funkcji lub wykorzystanie gotowego programu „Narzędzia
Matematyczne II” – WSiP.
|
Program Wykresy_funkcji; {Turbo Pascal} uses
graph; var
karta,tryb,n,j:integer; x,y,Dx:real; function
f(x:real):real; begin f:=3/(x-2); end; begin karta:=detect; initGraph(karta,tryb,''); j:=20; setColor(darkGray); for n:=-319 div j to 320 div j do line(n*j+320,0,n*j+320,479); for n:=-239 div j to 240 div j do line(0,n*j+240,639,n*j+240); setColor(white); line(0,240,639,240); line(320,0,320,479); x:=-320/j; Dx:=0.00025; repeat x:=x+Dx;
y:=f(x); if abs(y)<240/j then
putPixel(round(x*j+320),round(-y*j+240),yellow); until x>320/j; readLn; closeGraph; end. |
program Wykresy_funkcji; {Think Pascal} var
n, j: integer; x: real; function f (x: real): real; begin f := 3 / (x - 2); end; begin j := 36; frameRect(0, 0, 400, 600); for n := -300 div j to 300 div j do drawLine(300+n*j,0,300+n*j,400); for n := -200 div j to 200 div j do drawLine(0,200+n*j,600,200+n*j); penSize(2, 2); drawLine(300, 0, 300, 400); drawLine(0, 200, 600, 200); foreColor(blueColor); x := -300 / j; repeat x := x + 1 / j; paintCircle(round(x*j+301),
round(200-f(x)*j),1); until x > 300 / j; end. |
3. Wykonanie przykładowych
wykresów funkcji.
|
|
|
Rys.1. Przykładowe wykresy funkcji y=sqrt(abs(16-x*x)) i
y=tg(x)=sin(x)/cos(x).
4. Uzupełnienie programu o
możliwość wykonania dwóch wykresów funkcji na jednym układzie współrzędnych.
Należy zadeklarować w programie drugą funkcję g(x) w sposób podobny do deklaracji funkcji f(x) oraz w pętli rysującej wykres dopisać linię
if abs(f(x))<240/j then
putPixel(round(x*j+320),round(240-g(x)*j),14) - Turbo Pascal
paintCircle(round(x*j+301),round(200-g(x)*j),1); - Think
Pasacal
Program “Wyk-sk2.exe” standardowo wyposażony jest w
możliwość rysowania wielu funkcji.
Problem 1.
Dana jest funkcja y=3/(x-2). Narysuj, przy pomocy programu
"Wyk-sk2.exe" wykres danej funkcji oraz wykres funkcji do niej
symetrycznej, względem:
a) osi OX, b) osi OY, c) punktu (0,0), d)
prostej y=x,
e) prostej y=-x, f)
prostej x=1, g)
prostej y=2.
Do każdego z podpunktów
sformułuj wniosek ogólny dotyczący wzoru funkcji symetrycznej.
W czasie rozwiązywania problemu
uczniowie powinni wpisywać do programu wzór danej funkcji jako funkcję f(x) oraz wzór proponowanej funkcji
symetrycznej jako funkcję g(x). Po
uruchomieniu programu powinni sprawdzać czy wykres funkcji g(x) jest symetryczny do f(x).
|
|
|
Rys.2. Symetrie wykresów funkcji y=3/(x-2).
Odpowiedź:
Funkcje
symetryczne do funkcji y=3/(x-2) oraz wzory ogólne poszczególnych symetrii mają
następującą postać:
a) funkcja
symetryczna względem osi OX: y= -3/(x-2), wzór ogólny y= -f(x)
b) funkcja
symetryczna względem osi OY: y= 3/(-x-2), wzór ogólny y= f(-x),
c) funkcja symetryczna względem punktu (0,0):
y= -3/(-x-2)=3/(x+2), wzór ogólny y= -f(-x),
d) funkcja
symetryczna względem prostej y=x: y= 3/x+2, wzór ogólny dla funkcji
różnowartościowej otrzymujemy przez zamianę zmiennych i przekształcenie wzoru
do postaci y= f(x),
e) funkcja
symetryczna względem prostej y=-x: y= 3/(x+2), wzór ogólny dla funkcji
różnowartościowej otrzymujemy przez podstawienie y= -x i x= -y, a następnie
doprowadzenie do postaci y= f(x),
f) funkcja
symetryczna względem prostej x= -4:
y=3/(6-x), wzór ogólny y= f(2a-x),
g) funkcja
symetryczna względem prostej y=1: y=
(2x-7)/(x-2), wzór ogólny y= 2b-f(x).
6. Rozwiązanie drugiego
problemu.
Problem 2.
Znajdź sposób otrzymywania z wykresu funkcji y=f(x) wykresu funkcji:
a) y=k*f(x), b) y=f(k*x), c) y=f(x)+k, d) y=f(x+k).
Obserwując wykresy
odpowiednich funkcji uczniowie powinni wywnioskować jakie otrzymali
przekształcenie.
|
|
|
Rys.3. Wykresy rodzin funkcji y=k*sin(x) i y=sin(x)+k.
Odpowiedź:
a) wykres
funkcji y=k*f(x) otrzymujemy z wykresu funkcji y=f(x) przez
powinowactwo względem osi OX w skali k,
b) wykres
funkcji y=f(k*x) otrzymujemy z wykresu funkcji y=f(x) przez
powinowactwo względemosi OY w skali 1/k,
c) wykres
funkcji y=f(x)+k otrzymujemy z wykresu funkcji y=f(x) przez translację o wektor
[0,k],
d) wykres
funkcji y=f(x+k) otrzymujemy z wykresu funkcji y=f(x) przez translację o wektor
[-k,0].
7. Wykonywanie składnia przekształceń wykresów
funkcji według wzoru y=a*f(b*x+c) + d, np. y=3sin(2x -1),
y=cos(x/2+1)+3, itp.