Funkcja liniowa jest rosnąca, gdy , malejąca, gdy , i stała, gdy . W zadaniach z parametrem współczynniki lub zależą od litery : zapisujesz odpowiedni warunek (nierówność albo równanie) dla wyrażenia z parametrem i rozwiązujesz go względem . Cała trudność polega na przetłumaczeniu treści zadania na jeden poprawny warunek.
O co chodzi w zadaniach z funkcją liniową z parametrem
W zwykłym zadaniu dostajesz konkretną funkcję, na przykład , i coś o niej liczysz. W zadaniu z parametrem zamiast konkretnej liczby przy albo w wyrazie wolnym stoi wyrażenie z literą , na przykład . Pytanie brzmi wtedy: dla jakich wartości funkcja ma określoną własność, czyli jest rosnąca, przechodzi przez dany punkt albo ma zadane miejsce zerowe.
Schemat rozwiązania jest zawsze taki sam:
Krok 1: rozpoznaj, czym jest a i b. W zapisie współczynnik kierunkowy to , a wyraz wolny to .
Krok 2: przetłumacz własność z treści zadania na warunek. Na przykład hasło „funkcja jest rosnąca" oznacza .
Krok 3: rozwiąż warunek względem m. Dostajesz zwykłe równanie albo nierówność liniową z niewiadomą .
Jeśli podstawy masz jeszcze niepoukładane, zajrzyj najpierw do przewodnika po funkcji liniowej, a potem wróć do parametrów.
Kiedy funkcja liniowa jest rosnąca, malejąca, a kiedy stała
O monotoniczności funkcji liniowej decyduje wyłącznie współczynnik kierunkowy : dla funkcja jest rosnąca, dla malejąca, a dla stała. Wyraz wolny nie ma na to żadnego wpływu, przesuwa tylko wykres w górę lub w dół.
Tabela, którą warto mieć w głowie:
| Warunek | Własność funkcji | Wykres |
|---|---|---|
| rosnąca | prosta idzie w górę | |
| malejąca | prosta idzie w dół | |
| stała | prosta pozioma |
Współczynnik odpowiada też za kąt nachylenia prostej do osi OX, ale w zadaniach z parametrem prawie zawsze wystarczy sam jego znak.
Przykład 1: dla jakiej wartości m funkcja jest rosnąca
0/7Zadanie: dla jakich wartości parametru funkcja jest rosnąca?
Pokaż rozwiązanie krok po kroku
- Krok 1
wskaż współczynnik kierunkowy
.
- Krok 2
zapisz warunek na funkcję rosnącą
, czyli .
- Krok 3
rozwiąż nierówność
Funkcja jest rosnąca dla . Analogicznie: malejąca dla , a stała dla , bo wtedy dla każdego .
Przykład 2: dla jakiego m wykres przechodzi przez dany punkt
0/7Zadanie: dla jakiej wartości wykres funkcji przechodzi przez punkt ?
Jeśli punkt leży na wykresie funkcji, to jego współrzędne spełniają równanie funkcji. Podstawiasz i , a potem rozwiązujesz równanie z niewiadomą .
Pokaż rozwiązanie krok po kroku
- Krok 1
podstaw współrzędne punktu
- Krok 2
uprość równanie
- Krok 3
rozwiąż
Sprawdzenie: dla funkcja to , a . Punkt faktycznie leży na wykresie.
Przykład 3: miejsce zerowe z parametrem
0/7Zadanie: dla jakiej wartości miejscem zerowym funkcji jest liczba ?
Miejsce zerowe funkcji to argument, dla którego funkcja przyjmuje wartość zero. Podstawiasz więc i przyrównujesz wynik do zera.
Pokaż rozwiązanie krok po kroku
- Krok 1
zapisz warunek miejsca zerowego
- Krok 2
uprość
- Krok 3
rozwiąż
.
Dla funkcja to i rzeczywiście .
Przykład 4: proste równoległe i prostopadłe z parametrem
0/7Zadanie: dane są proste oraz . Dla jakiej wartości proste są: a) równoległe, b) prostopadłe?
Warunki równoległości i prostopadłości prostych: proste są równoległe, gdy mają równe współczynniki kierunkowe (), a prostopadłe, gdy .
Podpunkt a) równoległość:
Pokaż rozwiązanie krok po kroku
- Krok 1
zapisz warunek
.
- Krok 2
rozwiąż
, czyli . Wyrazy wolne są różne (), więc proste są równoległe i różne, nie pokrywają się.
Podpunkt b) prostopadłość:
- Krok 1
zapisz warunek
.
- Krok 2
rozwiąż
- Krok 3
kontrola
Dla pierwsza prosta ma współczynnik , a . Warunek prostopadłości jest spełniony.
Przykład 5: kiedy funkcja liniowa nie ma miejsca zerowego
0/7Zadanie: dla jakiej wartości funkcja nie ma miejsca zerowego?
Funkcja liniowa nie ma miejsca zerowego tylko w jednej sytuacji: gdy jest stała i różna od zera. Prosta pozioma nigdy nie przetnie osi .
Pokaż rozwiązanie krok po kroku
- Krok 1
warunek na funkcję stałą
, czyli , więc .
- Krok 2
sprawdź wyraz wolny
Dla funkcja to , a , więc funkcja rzeczywiście nie ma miejsca zerowego.
- Krok 3
wniosek
Funkcja nie ma miejsca zerowego dla . Dla każdego funkcja ma dokładnie jedno miejsce zerowe, bo jest rosnąca albo malejąca.
Zapamiętaj trzy przypadki liczby miejsc zerowych funkcji liniowej: dokładnie jedno (), żadnego ( i ), nieskończenie wiele ( i , czyli ).
Przykład 6: przez które ćwiartki przechodzi wykres
0/7Zadanie: dla jakich wartości wykres funkcji przechodzi przez ćwiartki I, II i IV układu współrzędnych?
Prosta przechodzi przez ćwiartki I, II i IV dokładnie wtedy, gdy jest malejąca i przecina oś powyżej zera: i . Najłatwiej zobaczyć to na szkicu: prosta malejąca wchodzi z lewej strony u góry (ćwiartka II), przecina oś nad zerem, przechodzi przez ćwiartkę I i ucieka w dół do ćwiartki IV.
Pokaż rozwiązanie krok po kroku
- Krok 1
warunek na a
- Krok 2
warunek na b
- Krok 3
część wspólna warunków
Oba warunki muszą zachodzić jednocześnie: i , czyli ostatecznie .
Przykład 7: przecięcie z osią OY, czyli parametr w wyrazie wolnym
0/7Zadanie: dla jakich wartości wykres funkcji przecina oś w punkcie ?
Wykres funkcji liniowej przecina oś zawsze w punkcie , bo dla zostaje sam wyraz wolny. Tym razem parametr siedzi w , a nie w , więc warunek układasz dla wyrazu wolnego.
Pokaż rozwiązanie krok po kroku
- Krok 1
zapisz warunek na punkt przecięcia z osią OY
- Krok 2
rozwiąż równanie
- Krok 3
interpretacja
Warunek spełniają dwie wartości parametru. To częsta sytuacja, gdy występuje w kwadracie: zawsze sprawdź, czy równanie nie ma dwóch rozwiązań, i podaj oba. Dla i dla funkcja to , więc oba wyniki są poprawne.
Typowe pułapki w zadaniach z parametrem
- •Nie odwracasz znaku nierówności. Przy dzieleniu lub mnożeniu nierówności przez liczbę ujemną znak się odwraca. To najczęstszy błąd rachunkowy w tych zadaniach (patrz przykład 6).
- •Mylisz parametr ze zmienną. to zmienna funkcji, to liczba, której szukasz. Warunek układasz dla , a albo znika po podstawieniu konkretnego argumentu, albo w ogóle nie występuje w warunku.
- •Piszesz nierówność nieostrą zamiast ostrej. Funkcja malejąca wymaga . Dla funkcja jest stała, a stała nie jest ani rosnąca, ani malejąca.
- •Zapominasz o drugim warunku przy braku miejsc zerowych. Samo nie wystarczy. Jeśli dodatkowo , funkcja ma nieskończenie wiele miejsc zerowych.
- •Przy równoległości nie sprawdzasz wyrazów wolnych. Gdy i , proste się pokrywają. W zadaniu otwartym warto dopisać jedno zdanie kontroli.
Najczęstsze pytania
Kiedy funkcja liniowa jest rosnąca, a kiedy malejąca?
Funkcja liniowa f(x) = ax + b jest rosnąca, gdy współczynnik kierunkowy a jest dodatni, a malejąca, gdy a jest ujemny. Wyraz wolny b nie wpływa na monotoniczność, decyduje tylko o punkcie przecięcia wykresu z osią OY.
Co się dzieje z funkcją liniową, gdy współczynnik kierunkowy wynosi zero?
Gdy a = 0, funkcja przyjmuje postać f(x) = b i jest funkcją stałą. Jej wykres to prosta pozioma przechodząca przez punkt (0, b). Funkcja stała nie jest ani rosnąca, ani malejąca, a miejsca zerowe ma tylko wtedy, gdy b = 0.
Jak sprawdzić, dla jakiej wartości parametru wykres przechodzi przez dany punkt?
Podstaw współrzędne punktu do wzoru funkcji: za x pierwszą współrzędną, za wartość funkcji drugą. Otrzymasz równanie z jedną niewiadomą m, które rozwiązujesz standardowo. Na końcu podstaw wynik z powrotem i sprawdź, czy punkt faktycznie spełnia równanie.
Jaki jest warunek na to, żeby dwie proste były równoległe?
Proste o równaniach kierunkowych są równoległe, gdy mają równe współczynniki kierunkowe. Jeśli dodatkowo mają równe wyrazy wolne, to się pokrywają. Warunkiem prostopadłości jest to, żeby iloczyn współczynników kierunkowych obu prostych wynosił -1.
Kiedy funkcja liniowa nie ma miejsca zerowego?
Funkcja liniowa nie ma miejsca zerowego, gdy jest stała i różna od zera, czyli gdy a = 0 i b jest różne od zera. Dla a różnego od zera funkcja ma zawsze dokładnie jedno miejsce zerowe x = -b/a, a dla a = 0 i b = 0 miejsc zerowych jest nieskończenie wiele.
Czy zmienna x i parametr m to to samo?
Nie. Zmienna x to argument funkcji, który przebiega wszystkie liczby rzeczywiste. Parametr m to konkretna, choć nieznana liczba, od której zależy wzór funkcji. W zadaniu z parametrem szukasz takich wartości m, dla których funkcja ma żądaną własność.
Jak często funkcja liniowa pojawia się na maturze?
Funkcja liniowa jest obecna praktycznie w każdym arkuszu maturalnym, samodzielnie albo w zadaniach z geometrii analitycznej. W naszej bazie zadań CKE kategoria funkcja liniowa liczy 74 zadania, a warianty z parametrem to klasyka części zamkniętej arkusza.
Checklista: co musisz umieć z funkcji liniowej z parametrem
- Wskazać współczynnik kierunkowy i wyraz wolny w funkcji z parametrem.
- Zapisać warunki monotoniczności: (rosnąca), (malejąca), (stała).
- Podstawić współrzędne punktu do wzoru funkcji i rozwiązać równanie względem .
- Ułożyć warunek na miejsce zerowe: .
- Stosować warunki równoległości () i prostopadłości ().
- Pamiętać o odwracaniu znaku nierówności przy dzieleniu przez liczbę ujemną.
Gdy przećwiczysz schematy z tego artykułu, przejdź do bazy zadań CKE z funkcji liniowej i rozwiąż kilka zadań samodzielnie w dziale funkcja liniowa. Analogiczne zadania z parametrem, tylko o poziom trudniejsze, znajdziesz w artykule o funkcji kwadratowej z parametrem. To naturalny następny krok po opanowaniu wersji liniowej.