Pojęcie funkcji i sposoby jej opisu

Funkcja to przepis: wrzucasz liczbę, dostajesz jedną liczbę. Ten sam przepis można podać wzorem, tabelką, wykresem albo zdaniem. Na maturze wszystkie cztery zapisy się mieszają, więc tu nauczysz się przechodzić między nimi i liczyć wartości bez pomyłek, także dla funkcji zapisanej kilkoma wzorami.

Dział V: Funkcje. Matura podstawowa i rozszerzona. Około 45 minut, 3 przykłady i 9 zadań z rozwiązaniami. Aktualizacja: .

Po tym poradniku:

  • rozpoznajesz, czy przyporządkowanie jest funkcją
  • odróżniasz argument od wartości i liczysz f(a)f(a) ze wzoru
  • znajdujesz argument, dla którego funkcja ma daną wartość
  • przechodzisz między wzorem, tabelą, wykresem i opisem słownym
  • wyznaczasz dziedzinę funkcji danej wzorem i liczysz wartości funkcji określonej przedziałami

Czym jest funkcja

Funkcja ff to przyporządkowanie, które każdemu elementowi zbioru XX przyporządkowuje dokładnie jeden element zbioru YY. Nazwy, które będą wracać w każdym zadaniu:

  • xx to argument (to, co wrzucasz);
  • f(x)f(x) to wartość funkcji dla argumentu xx (to, co wychodzi);
  • zbiór wszystkich argumentów to dziedzina funkcji, oznaczana DD albo DfD_f;
  • zbiór wszystkich wartości to zbiór wartości funkcji.

Zapis f(3)=7f(3) = 7 czytasz: „dla argumentu 33 funkcja przyjmuje wartość 77”. Na wykresie to punkt (3,7)(3, 7).

Najważniejsze słowo w definicji to „dokładnie jeden”. Na wykresie sprawdzasz to testem pionowej prostej: każda prosta pionowa przecina wykres funkcji co najwyżej w jednym punkcie. Okrąg poniżej nie jest wykresem funkcji, bo prosta x=3x = 3 przecina go w dwóch punktach. Argument 33 miałby dwie wartości: 44 i −4-4.

xy−6−4−2246−6−4−2246(3, 4)(3, −4)
Okrąg nie jest wykresem funkcji: jednemu argumentowi odpowiadają dwa punkty.

Zadanie 1

2 pkt

Oceń, czy opisane przyporządkowanie jest funkcją.

Oceń każde zdanie: prawda (P) czy fałsz (F)?

  1. Każdemu uczniowi Twojej klasy przyporządkowujemy jego datę urodzenia.
  2. Każdej liczbie rzeczywistej xx przyporządkowujemy liczbę yy taką, że y2=xy^2 = x.
  3. Przyporządkowanie z tabeli: x122y567\begin{array}{c|c|c|c} x & 1 & 2 & 2 \\ \hline y & 5 & 6 & 7 \end{array}
  4. Każdej liczbie ze zbioru {1,2,3}\{1, 2, 3\} przyporządkowujemy liczbę 55.
Odpowiedź i rozwiązanie, zadanie 1

Odpowiedź:

  • Każdemu uczniowi Twojej klasy przyporządkowujemy jego datę urodzenia.: P (prawda)
  • Każdej liczbie rzeczywistej xx przyporządkowujemy liczbę yy taką, że y2=xy^2 = x.: F (fałsz)
  • Przyporządkowanie z tabeli: x122y567\begin{array}{c|c|c|c} x & 1 & 2 & 2 \\ \hline y & 5 & 6 & 7 \end{array}: F (fałsz)
  • Każdej liczbie ze zbioru {1,2,3}\{1, 2, 3\} przyporządkowujemy liczbę 55.: P (prawda)

Rozwiązanie

  1. Dla każdego argumentu sprawdzasz, ile ma wartości. Musi mieć dokładnie jedną.

  2. Powtarzające się wartości są w porządku. Powtarzający się argument z różnymi wartościami oznacza, że to nie jest funkcja.

Rozwiąż interaktywnie w kursie: zadanie 1

Wzór, tabela, wykres i słowa

Tę samą funkcję możesz opisać na cztery sposoby. Weźmy dziedzinę D={−1,0,1,2,3}D = \{-1, 0, 1, 2, 3\}.

  • Słowa: każdej liczbie z DD przyporządkowujemy liczbę o 11 mniejszą od jej podwojenia.
  • Wzór: f(x)=2x−1f(x) = 2x - 1 dla x∈Dx \in D.
  • Tabela: x−10123f(x)−3−1135\begin{array}{c|c|c|c|c|c} x & -1 & 0 & 1 & 2 & 3 \\ \hline f(x) & -3 & -1 & 1 & 3 & 5 \end{array}
  • Wykres: pięć punktów (x,f(x))(x, f(x)), jak na rysunku.
xy−6−4−2246−6−4−2246
Dziedzina ma pięć liczb, więc wykres to pięć punktów, a nie prosta.

Przykład Wartość, argument i punkt na wykresie

Funkcja jest dana wzorem f(x)=3x−2f(x) = 3x - 2 dla x∈Rx \in \mathbb{R}. Oblicz f(−1)f(-1). Znajdź argument, dla którego f(x)=10f(x) = 10. Sprawdź, czy punkt (2,5)(2, 5) należy do wykresu.

  1. Wartość: wstawiasz argument w miejsce xx. f(−1)=3⋅(−1)−2=−5f(-1) = 3 \cdot (-1) - 2 = -5

  2. Argument: tu znasz wynik, a szukasz xx. Rozwiązujesz równanie: 3x−2=10  ⇒  3x=12  ⇒  x=43x - 2 = 10 \;\Rightarrow\; 3x = 12 \;\Rightarrow\; x = 4

  3. Punkt: f(2)=3⋅2−2=4f(2) = 3 \cdot 2 - 2 = 4, a druga współrzędna punktu to 55. Skoro 4≠54 \neq 5, punkt (2,5)(2, 5) nie należy do wykresu.

Zadanie 2

2 pkt

Funkcja ff jest określona wzorem f(x)=−2x+7f(x) = -2x + 7 dla x∈Rx \in \mathbb{R}. Oblicz f(−3)f(-3) i znajdź argument, dla którego funkcja przyjmuje wartość −3-3.

Odpowiedź i rozwiązanie, zadanie 2

Odpowiedź:

  • f(−3)=f(-3) = 1313
  • f(x)=−3f(x) = -3 dla x=x = 55

Rozwiązanie

  1. f(−3)=−2⋅(−3)+7=6+7=13f(-3) = -2 \cdot (-3) + 7 = 6 + 7 = 13
  2. −2x+7=−3  ⇒  −2x=−10  ⇒  x=5-2x + 7 = -3 \;\Rightarrow\; -2x = -10 \;\Rightarrow\; x = 5
  3. Sprawdzenie: f(5)=−10+7=−3f(5) = -10 + 7 = -3. Zgadza się.

Rozwiąż interaktywnie w kursie: zadanie 2

Zadanie 3

1 pkt

Funkcja ff jest określona wzorem f(x)=x2−3xf(x) = x^2 - 3x dla x∈Rx \in \mathbb{R}. Do wykresu funkcji ff należy punkt:

  • A.
    (−1,4)(-1, 4)
  • B.
    (−1,2)(-1, 2)
  • C.
    (4,−1)(4, -1)
  • D.
    (2,2)(2, 2)
Odpowiedź i rozwiązanie, zadanie 3
Odpowiedź:
A. (−1,4)(-1, 4)

Rozwiązanie

  1. Dla każdego punktu (a,b)(a, b) liczysz f(a)f(a) i porównujesz z bb.

  2. f(−1)=1+3=4f(-1) = 1 + 3 = 4: punkt (−1,4)(-1, 4) należy do wykresu. f(4)=4≠−1f(4) = 4 \neq -1 i f(2)=−2≠2f(2) = -2 \neq 2, więc pozostałe punkty nie należą.

Skąd biorą się błędne odpowiedzi

  • B
    (−1)2(-1)^2 policzone jak −12=−1-1^2 = -1. Kwadrat liczby ujemnej jest dodatni: (−1)2=1(-1)^2 = 1.
  • C
    Współrzędne zamienione miejscami. Pierwsza współrzędna to argument: f(4)=16−12=4f(4) = 16 - 12 = 4, a nie −1-1.
  • D
    f(2)=4−6=−2f(2) = 4 - 6 = -2. Odejmujesz 3⋅23 \cdot 2 od 222^2, a nie odwrotnie.

Rozwiąż interaktywnie w kursie: zadanie 3

Zadanie 4

1 pkt

Funkcja ff jest określona tabelą. Który wzór ją opisuje? x−1012f(x)31−1−3\begin{array}{c|c|c|c|c} x & -1 & 0 & 1 & 2 \\ \hline f(x) & 3 & 1 & -1 & -3 \end{array}

  • A.
    f(x)=−2x+1f(x) = -2x + 1
  • B.
    f(x)=2x+1f(x) = 2x + 1
  • C.
    f(x)=−2x+3f(x) = -2x + 3
  • D.
    f(x)=−x+1f(x) = -x + 1
Odpowiedź i rozwiązanie, zadanie 4
Odpowiedź:
A. f(x)=−2x+1f(x) = -2x + 1

Rozwiązanie

  1. Gdy xx rośnie o 11, wartość spada o 22, więc współczynnik przy xx to −2-2.

  2. Dla x=0x = 0 wartość to 11, więc wyraz wolny to 11: f(x)=−2x+1f(x) = -2x + 1.

  3. Sprawdzenie ostatniej kolumny: f(2)=−4+1=−3f(2) = -4 + 1 = -3.

Skąd biorą się błędne odpowiedzi

  • B
    Pasuje tylko kolumna x=0x = 0. Dla x=1x = 1 ten wzór daje 33, a w tabeli jest −1-1. Sprawdzaj wszystkie kolumny, nie jedną.
  • C
    Liczba 33 stoi pod x=−1x = -1, nie pod x=0x = 0. Wyraz wolny to wartość dla x=0x = 0, czyli 11.
  • D
    Dla x=1x = 1 wychodzi 00, a w tabeli jest −1-1. Wartości spadają o 22 przy każdym kroku, więc współczynnik przy xx to −2-2.

Rozwiąż interaktywnie w kursie: zadanie 4

Zadanie 5

1 pkt

Funkcja ff każdej liczbie rzeczywistej przyporządkowuje różnicę kwadratu tej liczby i jej potrojenia. Zapisz wzór tej funkcji.

Odpowiedź i rozwiązanie, zadanie 5
Odpowiedź:
f(x)=f(x) = x2−3xx^{2} - 3x

Rozwiązanie

  1. Liczbę oznaczasz przez xx. Jej kwadrat to x2x^2, a potrojenie to 3x3x.

  2. Różnica w podanej kolejności: f(x)=x2−3xf(x) = x^2 - 3x.

Rozwiąż interaktywnie w kursie: zadanie 5

Wolisz sprawdzać od razu? W kursie te same zadania oceniają się same, a przy błędnej odpowiedzi widzisz, co poszło nie tak. Przećwicz ten rozdział w kursie, za darmo

Dziedzina funkcji danej wzorem

Czasem dziedzina jest podana wprost, np. „f(x)=x2f(x) = x^2 dla x∈⟨−2;3⟩x \in \langle -2; 3\rangle”. Wtedy liczysz wartości tylko dla tych xx.

Jeśli dziedziny nie podano, przyjmujesz wszystkie liczby, dla których wzór ma sens. Na poziomie podstawowym przeszkodą jest mianownik: nie może być równy 00. To ten sam warunek, który zapisujesz przy wyrażeniach wymiernych i równaniach z ułamkami.

f(x)=4x+1  ⇒  x+1≠0  ⇒  D=R∖{−1}f(x) = \frac{4}{x + 1} \;\Rightarrow\; x + 1 \neq 0 \;\Rightarrow\; D = \mathbb{R} \setminus \{-1\}
wyrzucasz z dziedziny liczby, które zerują mianownik

Zadanie 6

1 pkt

Dziedziną funkcji f(x)=x+2x−3f(x) = \dfrac{x + 2}{x - 3} jest zbiór:

  • A.
    R∖{3}\mathbb{R} \setminus \{3\}
  • B.
    R∖{−2}\mathbb{R} \setminus \{-2\}
  • C.
    R∖{−3}\mathbb{R} \setminus \{-3\}
  • D.
    R\mathbb{R}
Odpowiedź i rozwiązanie, zadanie 6
Odpowiedź:
A. R∖{3}\mathbb{R} \setminus \{3\}

Rozwiązanie

  1. Warunek: x−3≠0x - 3 \neq 0, czyli x≠3x \neq 3.

  2. D=R∖{3}D = \mathbb{R} \setminus \{3\}.

Skąd biorą się błędne odpowiedzi

  • B
    −2-2 zeruje licznik, a nie mianownik. f(−2)=0−5=0f(-2) = \frac{0}{-5} = 0 to zwykła wartość funkcji.
  • C
    Znak: x−3=0x - 3 = 0 daje x=3x = 3, nie −3-3.
  • D
    Dla x=3x = 3 w mianowniku jest 00, a przez zero nie dzielimy. Tę liczbę trzeba wyrzucić.

Rozwiąż interaktywnie w kursie: zadanie 6

Przykład Dziedzina, gdy w mianowniku jest kwadrat

Wyznacz dziedzinę funkcji f(x)=x−1x2−4xf(x) = \dfrac{x - 1}{x^2 - 4x} i oblicz f(2)f(2).

  1. Warunek: mianownik różny od zera, x2−4x≠0x^2 - 4x \neq 0.

  2. Wyłączasz xx przed nawias: x(x−4)≠0\hl{x(x - 4)} \neq 0. Iloczyn jest zerem, gdy zerem jest któryś czynnik, więc x≠0x \neq 0 i x≠4x \neq 4.

    Komentarz:
    Szukasz wszystkich liczb, które zerują mianownik. Dlatego rozkładasz go na czynniki.

    Typowy błąd

    Źle:

    Dzielisz obie strony przez xx: x−4≠0x - 4 \neq 0, więc D=R∖{4}D = \pen{\mathbb{R} \setminus \{4\}}.

    Co poszło nie tak:
    Dzielenie przez xx gubi liczbę 00. A dla x=0x = 0 mianownik też jest zerem: 02−4⋅0=00^2 - 4 \cdot 0 = 0.
  3. D=R∖{0,4}D = \mathbb{R} \setminus \{0, 4\}.

  4. 22 należy do dziedziny, więc f(2)=2−14−8=−14f(2) = \dfrac{2 - 1}{4 - 8} = -\dfrac{1}{4}.

Zadanie 7

2 pkt

Funkcja ff jest określona wzorem f(x)=ax−6x+2f(x) = \dfrac{ax - 6}{x + 2} dla x≠−2x \neq -2. Wiadomo, że f(4)=1f(4) = 1. Oblicz aa, a potem f(−1)f(-1).

Odpowiedź i rozwiązanie, zadanie 7

Odpowiedź:

  • a=a = 33
  • f(−1)=f(-1) = −9-9

Rozwiązanie

  1. f(4)=4a−64+2=4a−66f(4) = \frac{4a - 6}{4 + 2} = \frac{4a - 6}{6}, więc 4a−66=1\frac{4a - 6}{6} = 1.

  2. 4a−6=64a - 6 = 6, czyli 4a=124a = 12 i a=3a = 3. Wzór: f(x)=3x−6x+2f(x) = \frac{3x - 6}{x + 2}.

  3. −1≠−2-1 \neq -2, więc −1-1 należy do dziedziny: f(−1)=−3−6−1+2=−91=−9f(-1) = \frac{-3 - 6}{-1 + 2} = \frac{-9}{1} = -9.

Rozwiąż interaktywnie w kursie: zadanie 7

Funkcja określona przedziałami

Funkcja może mieć różne wzory na różnych przedziałach. Zapisuje się to klamrą:

f(x)={x+2dla x<1−x+5dla x≥1f(x) = \begin{cases} x + 2 & \text{dla } x < 1 \\ -x + 5 & \text{dla } x \geq 1 \end{cases}

To nadal jedna funkcja. Klamra mówi tylko, którego wzoru użyć. Zanim cokolwiek policzysz, sprawdź, do którego przedziału należy argument. Najbardziej uważaj na liczbę z granicy (11 w przykładzie) i na znaki << oraz ≥\geq.

Przykład Wartości i równanie dla funkcji z klamrą

Dla funkcji ff z klamry powyżej oblicz f(−2)f(-2), f(1)f(1), f(4)f(4) i rozwiąż równania f(x)=2f(x) = 2 oraz f(x)=6f(x) = 6.

  1. −2<1-2 < 1, więc górny wzór: f(−2)=−2+2=0f(-2) = -2 + 2 = 0.

  2. 1≥11 \geq 1, więc dolny wzór: f(1)=−1+5=4f(1) = -1 + 5 = 4. Górny wzór dałby 33, ale dla x=1x = 1 nie wolno go użyć.

  3. 4≥14 \geq 1, więc dolny wzór: f(4)=−4+5=1f(4) = -4 + 5 = 1.

  4. f(x)=2f(x) = 2 rozwiązujesz osobno dla każdego wzoru. Górny: x+2=2x + 2 = 2, więc x=0x = 0. Warunek 0<10 < 1 jest spełniony. Dolny: −x+5=2-x + 5 = 2, więc x=3x = 3. Warunek 3≥13 \geq 1 jest spełniony. Dwa rozwiązania: 00 i 33.

  5. f(x)=6f(x) = 6. Górny: x=4x = 4, ale 4<14 < 1 to nieprawda, więc odrzucasz. Dolny: x=−1x = -1, ale −1≥1-1 \geq 1 to nieprawda, więc też odrzucasz. Równanie nie ma rozwiązań. Na wykresie widać to od razu: funkcja nigdzie nie sięga wysokości 66.

xy−6−4−2246−6−4−2246(1, 4)
Dla x=1x = 1 wykres „przeskakuje”: punkt (1,3)(1, 3) nie należy do wykresu (puste kółko, tak jak na maturze), a punkt (1,4)(1, 4) należy.

Zadanie 8

2 pkt

Funkcja ff jest określona wzorem f(x)={2x+5dla x<−1x2−2dla x≥−1f(x) = \begin{cases} 2x + 5 & \text{dla } x < -1 \\ x^2 - 2 & \text{dla } x \geq -1 \end{cases} Oblicz podane wartości.

Odpowiedź i rozwiązanie, zadanie 8

Odpowiedź:

  • f(−2)=f(-2) = 11
  • f(−1)=f(-1) = −1-1
  • f(3)=f(3) = 77

Rozwiązanie

  1. −2<−1-2 < -1: f(−2)=−4+5=1f(-2) = -4 + 5 = 1.

  2. −1≥−1-1 \geq -1: f(−1)=(−1)2−2=−1f(-1) = (-1)^2 - 2 = -1. Górny wzór dałby 33, to typowa pułapka.

  3. 3≥−13 \geq -1: f(3)=9−2=7f(3) = 9 - 2 = 7.

Rozwiąż interaktywnie w kursie: zadanie 8

Zadanie 9

2 pkt

Funkcja ff jest określona wzorem f(x)={−x+1dla x<22x−7dla x≥2f(x) = \begin{cases} -x + 1 & \text{dla } x < 2 \\ 2x - 7 & \text{dla } x \geq 2 \end{cases} Wyznacz wszystkie argumenty, dla których funkcja przyjmuje podaną wartość.

Odpowiedź i rozwiązanie, zadanie 9

Odpowiedź:

  • f(x)=−1f(x) = -1 dla x∈x \in {3}\{3\}
  • f(x)=3f(x) = 3 dla x∈x \in {−2, 5}\{-2,\ 5\}

Rozwiązanie

  1. f(x)=−1f(x) = -1. Górny: −x+1=−1-x + 1 = -1, więc x=2x = 2, ale 2<22 < 2 to nieprawda, odrzucasz. Dolny: 2x−7=−12x - 7 = -1, więc x=3x = 3 i 3≥23 \geq 2. Rozwiązanie: {3}\{3\}.

  2. f(x)=3f(x) = 3. Górny: −x+1=3-x + 1 = 3, więc x=−2x = -2 i −2<2-2 < 2. Dolny: 2x−7=32x - 7 = 3, więc x=5x = 5 i 5≥25 \geq 2. Rozwiązania: {−2,5}\{-2, 5\}.

Rozwiąż interaktywnie w kursie: zadanie 9

Ściąga: najważniejsze wzory

Przepisz ją do zeszytu. Przepisywanie też uczy.

f(a)=b  ⟺  (a,b) nalez˙y do wykresuf(a) = b \iff (a, b) \text{ należy do wykresu}
argument a, wartość b
f(10)  vs  f(x)=10f(10) \;\text{vs}\; f(x) = 10
wstawiasz argument albo rozwiązujesz równanie
…g(x):  g(x)≠0\frac{\ldots}{g(x)}: \; g(x) \neq 0
dziedzina funkcji danej wzorem: mianownik różny od zera
f(x)={…x<a…x≥af(x) = \begin{cases} \ldots & x < a \\ \ldots & x \geq a \end{cases}
najpierw wybierz wzór, potem licz; sprawdzaj granicę przedziału

Inne poradniki

Wszystkie poradniki