Lecția III.3 conține următoarele grupuri de exerciții:

Alege rezolvarea exercițiului:

Exercițiul 1 (gratuit)

Rezolvare scurtă

a)
\( O(0, 0) \in G_f \iff f(0) = 0 \) \( f(0) = 3 \cdot 0 + 1 = 1 \) \( 1 \neq 0 \implies O \notin G_f \implies \) A
b)
\( D = \{-3, 4, 7\} \) este o mulțime finită. \( G_f = \{(-3, 8), (4, 1), (7, -2)\} \) Graficul este format din 3 puncte izolate, nu o dreaptă. F
c)
\( P(-1, -1) \in G_f \iff -1 \in (-1, \infty) \) și \( f(-1) = -1 \) \( -1 \notin (-1, \infty) \) (interval deschis) Punctul nu aparține graficului. F

Rezolvare detaliată

a) Graficul funcției \( f : \mathbb{R} \to \mathbb{R}, f(x) = 3x + 1 \) nu trece prin originea sistemului de axe xOy

Originea sistemului de axe are coordonatele \( O(0, 0) \). Pentru ca graficul unei funcții să treacă prin origine, trebuie ca imaginea lui \( 0 \) să fie \( 0 \), adică \( f(0) = 0 \). Să calculăm \( f(0) \) pentru funcția dată: \[ f(0) = 3 \cdot 0 + 1 = 0 + 1 = 1 \] Deoarece \( f(0) = 1 \neq 0 \), punctul \( O(0, 0) \) nu aparține graficului funcției. Afirmația spune că graficul nu trece prin origine, ceea ce este adevărat. Răspuns: A

b) Graficul funcției \( f : \{-3, 4, 7\} \to \mathbb{R}, f(x) = -x + 5 \) este o dreaptă

Domeniul de definiție al funcției este mulțimea finită \( D = \{-3, 4, 7\} \). Conform regulilor de reprezentare geometrică, dacă domeniul unei funcții este o mulțime finită de puncte, graficul este format exclusiv din puncte izolate. O dreaptă este reprezentarea grafică a unei funcții de gradul I definită pe întreaga mulțime \( \mathbb{R} \). În acest caz, avem doar 3 puncte: \( f(-3) = -(-3) + 5 = 8 \implies A(-3, 8) \) \( f(4) = -4 + 5 = 1 \implies B(4, 1) \) \( f(7) = -7 + 5 = -2 \implies C(7, -2) \) Graficul este mulțimea \( \{A, B, C\} \), nu o dreaptă continuă. Prin urmare, afirmația este falsă. Răspuns: F

c) \( P(-1, -1) \) este punctul având coordonatele egale situat pe graficul funcției \( f : (-1, \infty) \to \mathbb{R}, f(x) = 2x + 1 \)

Pentru ca un punct să se afle pe graficul unei funcții, trebuie îndeplinite două condiții: 1. Abscisa punctului trebuie să aparțină domeniului de definiție: \( x_P \in D \). 2. Ordonata punctului trebuie să fie egală cu valoarea funcției în acel punct: \( f(x_P) = y_P \). Verificăm prima condiție: domeniul este intervalul deschis \( (-1, \infty) \). Numărul \( -1 \) nu aparține acestui interval (intervalul este deschis la stânga, deci nu conține capătul). Deoarece \( -1 \notin (-1, \infty) \), punctul \( P(-1, -1) \) nu poate fi pe graficul funcției, indiferent de legea de corespondență. Afirmația este falsă. Răspuns: F

Rezolvare scurtă:

a) \( f(0) = 3(0) + 1 = 1 \neq 0 \). Graficul nu trece prin origine. A b) Domeniul \( \{-3, 4, 7\} \) este finit \( \implies \) graficul este o mulțime de puncte, nu o dreaptă. F c) \( x = -1 \notin (-1, \infty) \). Punctul nu este pe grafic. F

Cele mai importante aspecte ale lecției

• Funcția constantă \( f(x) = b \) are ca grafic o dreaptă orizontală.
• Funcția de gradul I \( f(x) = ax + b \) (\(a \neq 0\)) are ca grafic o dreaptă oblică. Taie \(Ox\) în \( (-\frac{b}{a}, 0) \) și \(Oy\) în \( (0, b) \).
• Desenarea graficului: Găsim intersecțiile cu axele (sau oricare alte două puncte) și le unim printr-o dreaptă.
• Restricții de domeniu: Dacă domeniul nu este \( \mathbb{R} \), graficul devine un segment, o semidreaptă sau o mulțime de puncte.
• Coliniaritate: Se poate demonstra folosind formula distanțelor (ex. \( AB+BC=AC \)) sau formula mijlocului unui segment.
Funcțiile de forma \( f : \mathscr{D} \to \mathbb{R}, f(x) = ax + b \), unde \( a, b \in \mathbb{R} \), descriu dependențe între mărimi (inclusiv dependența direct proporțională când \(b=0\)).
În funcție de valoarea parametrului \(a\), distingem două cazuri principale:
Funcția constantă (\( a = 0 \)): Funcția devine \( f(x) = b \). Valorile funcției sunt egale cu \(b\) pentru orice \(x\).
Funcția de gradul I (\( a \neq 0 \)): Funcția rămâne \( f(x) = ax + b \).
Pentru funcția de gradul I, intersecțiile cu axele de coordonate se calculează astfel:
• Intersecția cu axa \( Ox \) (\( y = 0 \)): \( ax + b = 0 \implies x = -\frac{b}{a} \). Punctul este \( A\left(-\frac{b}{a}, 0\right) \).
• Intersecția cu axa \( Oy \) (\( x = 0 \)): \( f(0) = a \cdot 0 + b = b \). Punctul este \( B(0, b) \).
Forma graficului depinde de tipul funcției și de domeniul de definiție (dacă este \( \mathbb{R} \)).
Graficul unei funcții constante \( f(x) = b \) este o dreaptă orizontală care trece prin punctul \( B(0, b) \).
Graficul unei funcții de gradul I \( f(x) = ax + b \) (\(a \neq 0\)) este o dreaptă oblică.
Un sistem de axe de coordonate Cartezian xOy, cu originea în O(0,0). Axele Ox și Oy sunt desenate cu săgeți indicând direcțiile pozitive și sunt etichetate 'x' și 'y' respectiv.

Un punct B este poziționat pe axa Oy la coordonatele (0, b), unde b este o valoare pozitivă (exemplu vizual pentru poziționare: (0, 8)).

O dreaptă orizontală, reprezentând funcția constantă f(x)=b, este trasată trecând prin punctul B(0, b) și extinzându-se vizibil pe orizontală pe ambele părți ale axei Oy. Această dreaptă este etichetată cu 'f(x)=b'.

Un punct A este poziționat pe axa Ox la coordonatele (-b/a, 0), unde 'a' este o valoare negativă, astfel încât -b/a rezultă într-o valoare pozitivă pe axa Ox (exemplu vizual pentru poziționare: (2, 0), obținut pentru b=8 și a=-4).

O dreaptă oblică, reprezentând funcția de gradul I f(x)=ax+b, este trasată trecând prin punctul A(-b/a, 0) și prin punctul B(0, b). Această dreaptă este etichetată cu 'f(x)=ax+b'.

Punctele O, A și B sunt etichetate explicit cu coordonatele lor: O(0,0), A(-b/a, 0) și B(0, b).
  • Pentru a trasa graficul (dreapta), este suficient să determinăm coordonatele a două puncte care aparțin acestuia și să le unim.
  • Orice dreaptă orizontală sau oblică din plan este graficul unei funcții de această formă.
  • Nicio dreaptă verticală NU este graficul unei funcții.
Dacă domeniul de definiție \( \mathscr{D} \) nu este întreaga mulțime \( \mathbb{R} \), graficul nu va fi o dreaptă infinită, ci o porțiune din ea, în funcție de tipul intervalului sau mulțimii.
Domeniul \( \mathscr{D} \) Forma graficului funcției \( f : \mathscr{D} \to \mathbb{R} \)
\( (-\infty, \alpha] \) sau \( [\beta, +\infty) \) Semidreaptă care își conține originea (capătul)
\( (-\infty, \alpha) \) sau \( (\beta, +\infty) \) Semidreaptă care NU își conține originea
\( [\alpha, \beta] \) Segment care își conține ambele capete
\( (\alpha, \beta) \) Segment care NU își conține capetele
\( [\alpha, \beta) \) sau \( (\alpha, \beta] \) Segment care își conține doar un singur capăt
\( \{ \alpha_1, \alpha_2, \dots, \alpha_n \} \) \( n \) puncte coliniare discrete
Ce formă geometrică are graficul funcției \( f: [-2, 5) \to \mathbb{R}, f(x) = 3x+1 \)?
Deoarece domeniul este un interval închis la stânga și deschis la dreapta \( [\alpha, \beta) \), graficul este un segment care își conține doar unul dintre capete (capătul corespunzător lui \(x=-2\)).
Adesea, este necesar să demonstrăm că trei puncte \( A, B, C \) sunt coliniare (se află pe aceeași dreaptă, adică aparțin aceluiași grafic). Există două metode algebrice principale:
1. Metoda distanțelor
Se calculează lungimile segmentelor folosind formula distanței dintre două puncte: \[ AB = \sqrt{(x_A - x_B)^2 + (y_A - y_B)^2} \] Punctele sunt coliniare dacă suma lungimilor a două segmente este egală cu lungimea celui de-al treilea (ex: \( AB + BC = AC \)).
2. Metoda mijlocului
Se verifică dacă un punct este mijlocul segmentului format de celelalte două, utilizând coordonatele mijlocului: \[ x_M = \frac{x_A + x_B}{2}, \quad y_M = \frac{y_A + y_B}{2} \]

Exerciții

Ușoară: Determinați coordonatele punctelor de intersecție ale graficului funcției \( f: \mathbb{R} \to \mathbb{R}, f(x) = 2x - 6 \) cu axele sistemului de coordonate \( xOy \).
1. Intersecția cu axa \( Ox \) (\( y = 0 \)): \[ f(x) = 0 \implies 2x - 6 = 0 \implies 2x = 6 \implies x = 3 \] Punctul este \( A(3, 0) \).
2. Intersecția cu axa \( Oy \) (\( x = 0 \)): \[ f(0) = 2(0) - 6 = -6 \] Punctul este \( B(0, -6) \).
Medie: Determinați funcția \( f: \mathbb{R} \to \mathbb{R}, f(x) = ax + b \) știind că graficul său conține punctele \( A(0, 4) \) și \( B(2, 10) \).
Dacă un punct aparține graficului, coordonatele sale verifică legea funcției: \( f(x) = y \).
Pentru \( A(0, 4) \): \( f(0) = 4 \implies a \cdot 0 + b = 4 \implies b = 4 \).
Pentru \( B(2, 10) \): \( f(2) = 10 \implies a \cdot 2 + b = 10 \).
Înlocuim \( b = 4 \) în a doua ecuație: \[ 2a + 4 = 10 \implies 2a = 6 \implies a = 3 \] Funcția este: \( f(x) = 3x + 4 \).
Dificilă: Fie funcția \( f: \mathbb{R} \to \mathbb{R}, f(x) = -4x + 8 \). Dacă \( A \) și \( B \) sunt punctele de intersecție ale graficului funcției cu axele \( Ox \), respectiv \( Oy \), calculați aria triunghiului \( OAB \), unde \( O \) este originea sistemului de axe.
Aflăm punctele de intersecție:
Intersecția cu \( Ox \): \( -4x + 8 = 0 \implies 4x = 8 \implies x = 2 \implies A(2, 0) \).
Intersecția cu \( Oy \): \( f(0) = 8 \implies B(0, 8) \).

Triunghiul \( OAB \) este dreptunghic în \( O \) (axele sunt perpendiculare).
Catetele sunt distanțele de la origine la punctele \( A \) și \( B \):
\( OA = |x_A| = 2 \)
\( OB = |y_B| = 8 \)
Aria triunghiului este: \( \mathcal{A} = \frac{OA \cdot OB}{2} = \frac{2 \cdot 8}{2} = 8 \) u.m. (unități de măsură la pătrat).

Învinge
tema
cu mii de rezolvări, lecții și teste: