Cebir ve fonksiyonlar · Fonksiyon dönüşümleri

Fonksiyon dönüşümleri

Ötelemeler, germeler ve yansımalar y = f(x) grafiğini y = a·f(b(x − h)) + k grafiğine dönüştürür. Parametreleri ayarlayın; eğrinin ve üzerindeki bir noktanın hareketini izleyin.

01

Bu görselleştirmede fonksiyon dönüşümleri

Bir fonksiyon grafiğinin dönüşümü, onu öteler, gerer, sıkıştırır veya yansıtır. Dört parametreyle dönüştürülmüş fonksiyon g(x)=a f(b(x−h))+kg(x) = a\,f(b(x - h)) + k olur; burada b≠0b \ne 0. Sayfa varsayılan olarak simetrisiz ff kırık çizgisini kullanır; böylece her dönüşüm görünür. Yedi yaygın temel fonksiyon da vardır: x2x^2, x3x^3, x\sqrt{x}, 1/x1/x, ∣x∣|x|, 2x2^x ve sin⁡x\sin x.

Kesikli eğri temel grafik y=f(x)y = f(x), kesintisiz eğri y=g(x)y = g(x)'dir. Temel grafik üzerindeki P = (x0,f(x0))(x_0, f(x_0)) noktası ve gg üzerindeki P′ görüntüsü, her adım için bir tane olmak üzere kırmızı oklarla bağlanır. Grafiğin her noktası aynı kuralla hareket eder:

Nokta dönüşümü
(x,y)↦(xb+h, a y+k)(x, y) \mapsto \left(\frac{x}{b} + h,\ a\,y + k\right)

İç kısım neden ters etki eder? x0=b(x−h)x_0 = b(x - h), ff için bir girdi olduğunda ve y=a f(x0)+ky = a\,f(x_0) + k sağlandığında (x,y)(x, y) noktası gg grafiğinde bulunur. Yeni x koordinatı için çözünce x=x0/b+hx = x_0/b + h elde edilir: hh ötelemesi eklenir, ama eski koordinat bb değerine bölünür. Bu nedenle formülde x−2x - 2 yazsa da h=2h = 2 grafiği sağa taşır; b=2b = 2 genişliği yarılar. Dış parametreler çıktıya doğrudan etkir.

y=f(x+φ)y = f(x + \varphi) biçiminde de yazılır: φ>0\varphi > 0 için grafik φ\varphi kadar sola gider; bu sayfada h=−φh = -\varphi demektir. y=Asin⁡(ωx+φ)+ky = A\sin(\omega x + \varphi) + k sinüzoidi de bu sayfanın özel bir durumudur: a=Aa = A, b=ωb = \omega, h=−φ/ωh = -\varphi/\omega.

02

Adımların sırası

Kırmızı düğme ff grafiğinden gg grafiğini adım adım kurar: önce parantez içi (yatay), sonra dışı (düşey). İçeride, düğmenin yanındaki kolla seçilen iki yol vardır. Önce ölçekle: x koordinatlarını bb değerine böl (y eksenine göre yatay germe veya sıkıştırma; b<0b < 0 ise yansıma da), sonra hh ekle. Önce ötele: x koordinatlarına bhbh ekle, sonra bb değerine böl; öteleme de bölünür ve tam hh kalır. Dışarıda: y koordinatlarını aa ile çarp (x eksenine göre düşey germe veya sıkıştırma; a<0a < 0 ise yansıma da), sonra kk ekle. Parametresinin hiçbir şeyi değiştirmediği adımlar atlanır.

İki yol da aynı gg grafiğinde biter. Her çalışmadan sonra yol üzerindeki grafikler bir parametre değişene kadar soluk halde kalır. Kolu değiştirip yeniden basarsanız iki yol yan yana görünür.

Öteleme hh veya kk olarak yazıldığında her yönde germe önce gelir: önce hh kadar öteleyip sonra x koordinatlarını bb değerine bölmek ötelemeyi de böler; sonuçta grafik h/bh/b kadar ötelenir. (Öteleme bhbh ise önce ötelemek doğrudur: kolun Ötele tarafı.) Yatay ve düşey adımlar birbirini etkilemez; iki yönden biri önce uygulanabilir.

03

Yanlış yorumlamaya açık noktalar

  • (2x−6)2=(2(x−3))2(2x - 6)^2 = (2(x - 3))^2: x2x^2 grafiği yarı genişliğe sıkıştırılır, sonra 6 değil 3 sağa ötelenir. Ötelemeyi okumadan önce bb ortak çarpanını ayırın.
  • b=2b = 2 grafiği yarı genişliğe sıkıştırır; b=12b = \tfrac12 iki kat genişliğe gerer. aa için tersi geçerlidir: a=2a = 2 yükseklikleri iki katına çıkarır.
  • bb bu sayfada 0 olamaz: nokta dönüşümü bb değerine böler (üstelik 1/x1/x için f(0⋅x)=f(0)f(0 \cdot x) = f(0) tanımlı bile değildir). a=0a = 0 kullanılabilir ve grafiği f(b(x−h))f(b(x - h)) tanım kümesi üzerinde y=ky = k üzerine yassılaştırır: x\sqrt{x} için bir ışın, 1/x1/x için x=hx = h noktası eksik bir doğru (bu durumda düşey asimptot yoktur).
  • Çift fonksiyonda (x2x^2, ∣x∣|x|) b=−1b = -1 hiçbir şeyi değiştirmez, çünkü f(−x)=f(x)f(-x) = f(x). Tek fonksiyonda (x3x^3, 1/x1/x, sin⁡x\sin x) a=−1a = -1 ve b=−1b = -1 aynı grafiği verir, çünkü −f(x)=f(−x)-f(x) = f(-x). ∣x∣|x| için ∣2x∣=2∣x∣|2x| = 2|x|: yatay sıkıştırma ve düşey germe aynı eğriyi çizer; yalnızca P noktası onları ayırır (öne çıkan 7). ff kırık çizgisinde bu çakışmaların hiçbiri yoktur.
  • Asimptotlar ve tanım kümeleri grafikle taşınır: a≠0a \ne 0 için 1/x1/x asimptotları x=hx = h ve y=ky = k konumuna gider; b(x−h)\sqrt{b(x - h)} tanım kümesi b(x−h)≥0b(x - h) \ge 0 olan yerdir.
  • P temel grafik boyunca (veya P′, gg boyunca) sürüklenebilir. Tüm grafiği kaydırmak için gg üzerinde başka bir yeri tutun; hh ve kk sürgüleri de izler.
04

İlgili konular