Дробно-рациональная функция

Формула у = k/ x , графиком является гипербола. В Части 1 ГИА данная функция предлагается без смещений вдоль осей. Поэтому у нее только один параметр k . Самое большое различие во внешнем облике графика зависит от знака k .

Труднее увидеть отличия в графиках, если k одного знака:

Как мы видим, чем больше k , тем выше проходит гипербола.

На рисунке приведены функции, у которых параметр k отличается существенно. Если же отличие не столь велико, то на глаз определить его достаточно сложно.

В этом плане просто «шедевром» является следующее задание, обнаруженное мною в неплохом в целом пособии по подготовке к ГИА:

Мало того, что на довольно мелкой картинке близко расположенные графики просто сливаются. Так еще и гиперболы с положительными и отрицательными kизображены в одной координатной плоскости. Что полностью дезориентирует любого, кто взглянет на этот рисунок. В глаза бросается просто «прикольная звездочка».

Слава Богу, это просто тренировочная задача. В реальных вариантах предлагались более корректные формулировки и очевидные рисунки.

Разберемся, как же определить коэффициент k по графику функции.

Из формулы: у = k / x следует, что k = у·х . То есть мы можем взять любую целочисленную точку с удобными координатами и перемножить их - получим k .

k = 1·(- 3) = - 3.

Следовательно формула этой функции: у = - 3/х .

Интересно рассмотреть ситуацию с дробным k. В этом случае формула может быть записана несколькими способами. Это не должно вводить в заблуждение.

Например,

На данном графике невозможно найти ни одной целочисленной точки. Поэтому значение k можно определить весьма приближенно.

k = 1·0,7≈0,7. Однако можно понять, что 0 < k < 1. Если среди предложенных вариантов есть такое значение, то можно считать, что оно и является ответом.

Итак, обобщим.

k > 0 гипербола располагается в 1-й и 3-ем координатных углах (квадрантах),

k < 0 - во 2-м и 4-ом.

Если k по модулю больше 1 (k = 2 или k = - 2), то график располагается выше 1 (ниже - 1) по оси у, выглядит более широким.

Если k по модулю меньше 1 (k = 1/2 или k = - 1/2), то график располагается ниже 1 (выше - 1) по оси у и выглядит более узким, «прижатым» к нулю:

“СУБАШСКАЯ ОСНОВНАЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА” БАЛТАСИНСКОГО МУНИЦИПАЛЬНОГО РАЙОНА

РЕСПУБЛИКИ ТАТАРСТАН

Разработка урока - 9 класса

Тема: Дробно – линейная функ ция

квалификационной категории

Гарифуллин а Раил я Рифкатовна

201 4

Тема урока: Дробно – линейная функция.

Цель урока:

Образовательная: Познакомить учащихся с понятиями дробно – линейная функция и уравнение асимптот;

Развивающая: Формирование приемов логического мышления, развитие интереса к предмету; развить нахождение области определеиия, области значения дробно – линейной функции и формирование навыков построения её графика;

- мотивационная цель: воспитание математической культуры учащихся, внимательности, сохранение и развитие интереса к изучению предмета через применение различных форм овладения знаниями.

Оборудование и литература: Ноутбук, проектор, интерактивная доска, координатная полскость и график функции у= , карта рефлексии, мультимедийная презентация, Алгебра: учебник для 9 класса основной общеобразовательной школы/ Ю.Н. Макарычев, Н.Г.Мендюк, К.И.Нешков, С.Б.Суворова; под редакции С.А.Теляковского / М: “Просвещение”, 2004 с дополнениями.

Тип урока:

    урок совершенствования знаний, умений, навыков .

Ход урока.

I организационный момент:

Цель: - развитие устных вычислительных навыков;

    повторение теоретических материалов и определений необходимых для изучения новой темы.

Добрый день! Начинаем урок с проверки домашнего задания:

Внимание на экран (слайд 1-4):


Задание - 1.

Отвечайте, пожалуйста, по графику данной функции на 3 вопрос (найти наибольшее значение функции, ...)

( 24 )

Задание -2. Вычислите значение выражения:

- =

Задание -3: Найдите утроенную сумму корней квадратного уравнения:

Х 2 -671∙Х + 670= 0.

Сумма коэффициентов квадратного уравнения равна нулю:

1+(-671)+670 = 0. Значит, х 1 =1 и х 2 = Следовательно,

3∙(х 1 +х 2 )=3∙671=2013

А теперь запишем последовательно ответы на все 3 задания через точки. (24.12.2013.)


Результат: Да, все верно! И так, тема сегоднешнего урока:

Дробно – линейная функция.

Прежде чем выезжать на дорогу, водитель должен знать правила дорожного движения: запрещающие и разрешающие знаки. Нам с вами сегодня тоже нужно вспомнить некоторые запрещающие и разрешающие знаки. Внимание на экран! (Слайд-6 )

Вывод:

Выражение не имеет смысла;

Верное выражение, ответ: -2;

    верное выражение, ответ: -0;

    нельзя разделить на ноль 0!

Обратите внимание, все ли верно записано? (слайд – 7)

1) ; 2) = ; 3) = a .

(1) верное равенство, 2) = - ; 3) = - a )

II. Изучение новой темы: (cлайд – 8).

Цель: Научить навыкам нахождения области определеиия и области значения дробно – линейной функции, построение её графика с использованием параллельного переноса графика функции по оси абсцисс и ординат.

Определите, график какой функции задан на координатной плоскости?

Задан график функции на координатной плоскости.

Вопрос

Ожидаемый ответ

Найти область определения функции, (D ( y )=?)

Х ≠0, или (-∞;0]UUU

    Перемещаем график функции с использованием параллельного переноса по оси Ох (абцисс) на 1 единицу направо;

График какой функции построили?

    Перемещаем график функции с использованием параллельного переноса по оси Оу (ординат) на 2 единицы вверх;

А теперь, график какой функции построили?

    Проводим прямые х=1 и у=2

Как вы думаете? Какие прямые мы с вами получили?

Это те прямые , к которой приближаются точки кривой графика функции по мере их удаления в бесконечность .

И они называются – асимптотами.

То есть одна асимптота гиперболы проходит параллельно оси y на расстоянии 2 единиц справа от нее, а вторая асимптота проходит параллельно оси x на расстоянии 1 единицы выше ее.

Молодцы! А теперь сделаем вывод:

Графиком дробно-линейной функции является гипербола, которую можно получить из гиперболы y = с помощью параллельных переносов вдоль координатных осей. Для этого формулу дробно-линейной функции надо представить в следующем виде: у=

где n – количество единиц, на которое гипербола смещается вправо или влево, m – количество единиц, на которое гипербола смещается вверх или вниз. При этом асимптоты гиперболы сдвигаются в прямые x = m, y = n.

Приведём примеры дробно – линейной функции:

; .

Дробно-линейная функция – это функция вида y = , где x – переменная, a, b, c, d – некоторые числа, причем c ≠ 0, ad – bc ≠ 0.

с≠0 и ad - bc ≠0, так как при с=0 функция превращается в линейную функцию.

Если ad - bc =0, получается сократимая дробь значение, которое приравняется (т.е. константа).

Свойства дробно-линейной функции:

1. При возрастании положительных значений аргумента значения функции убывают и стремятся к нулю, но остаются положительными.

2. При возрастании положительных значений функции значения аргумента убывают и стремятся к нулю, но остаются положительными.

III – закрепление пройденного материала.

Цель: - развивать навыки и умения представления формул дробно-линейной функции к виду:

    Закрепить умений составления уравнений асимптота и построения графика дробно – линейной функции.

Пример -1:

Решение: Используя преобразования данную функцию представляем в виде .

= (слайд-10)

Физкультминутка:

(разминку ведет - дежурный)

Цель: - снятие умственной нагрузки и укрепление состояние здоровья учащихся.

Работа с учебником: №184.

Решение: Используя преобразования данную функцию представляем в виде у=k/(х-m)+n .

= де х≠0.

Запишем уравнение асимптота: х=2 и у=3.

Значит, график функции перемещается по оси Ох на расстоянии 2 единиц справа от нее и по оси Оу на расстоянии 3 единицы выше ее.

Групповая работа:

Цель: - формирование умений выслушать других и в то же время конкретно высказать свое мнение;

    воспитание личности, способной лидерству;

    воспитание у учащихся культуры математичекой речи.

Вариант № 1

Дана функция:

.

.

Вариант № 2

Дана функция

1. Приведите дробно-линейную функцию к стандартному виду и запишите уравнение асимптот.

2. Найдите область определения функции

3. Найдите множество значений функции

1. Приведите дробно-линейную функцию к стандартному виду и запишите уравнение асимптот.

2. Найдите область определения функции.

3. Найдите множество значений функции.

(Та группа, которая закончила работу первым, готовится для защиты групповой работы у доски. Проводится анализ работ.)

IV. Подведение итогов урока.

Цель: - анализ теоретической и практической деятельности на уроке;

Формирование навыков самооценки у учащихся;

Рефлексия, самооценка активности и сознательности учащихся.

И так, дорогие мои ученики! Урок подходит к концу. Вам предстоит заполнить карту рефлекции. Аккуратно и разборчиво пишите свои мнения

Фамилия и имя ________________________________________

Этапы урока

Определение уровня слож-ности этапов урока

Ваше нас-троение

Оценка вашей деятельности на уроке, 1-5 балл

легкий

ср.тяж.

трудный

Организационный этап

Изучение нового материала

Формирование навы-ков умения построе-ния графика дробно – линейной функции

Работа в группах

Общее мнение об уроке

Домашнее задание:

Цель: - поверка уровня освоения данной темы.

[п.10* , №180(а), 181(б).]

Подготовка к ГИА: (Работа на “ Виртуальном факультативе” )

Задание из серии ГИА (№23 -максимальный балл):

Постройте график функции У= и определите, при каких значениях с прямая у=с имеет с графиком ровно одну общую точку.

Вопросы и задания опубликуется с 14.00 до 14.30 ч.

Функция у = и её график.

ЦЕЛИ:

1) ввести определение функции у = ;

2) научить строить график функции у = , используя программу Agrapher;

3) сформировать умение строить эскизы графиков функции у = , используя свойства преобразования графиков функций;

I. Новый материал – развёрнутая беседа.

У: Рассмотрим функции, заданные формулами у = ; у = ; у = .

Что представляют собой выражения, записанные в правых частях этих формул?

Д: Правые части этих формул имеют вид рациональной дроби, у которой числитель-двучлен первой степени или число, отличное от нуля, а знаменатель-двучлен первой степени.

У: Такие функции принято задавать формулой вида

Рассмотрите случаи когда а) с = 0 или в) = .

(Если во втором случае учащиеся будут испытывать затруднения, то нужно попросить их выра зить с из заданной пропорции и затем подставить полученное выражение в формулу (1)).

Д1: Если с = 0, то у = х + в – линейная функция.

Д2: Если = , то с = . Подставив значение с в формулу (1) получим:

То есть у = - линейная функция.

У: Функция, которую можно задать формулой вида у =, где буквой х обозначена незави-

симая переменная, а буквами а, в, с и d – произвольные числа, причём с0 и аd – вс 0, называется дробно-линейной функцией.

Покажем, что графиком дробно-линейной функции является гипербола.

Пример 1. Построим график функции у = . Выделим из дроби целую часть.

Имеем: = = = 1 + .

График функции у = +1 можно получить из графика функции у = с помощью двух параллельных переносов: сдвига на 2 единицы вправо вдоль оси Х и сдвига на 1 единицу вверх в направлении оси У. При этих сдвигах переместятся асимптоты гиперболы у = : прямая х = 0 (т. е. ось У) – на 2 единицы вправо, а прямая у = 0 (т. е. ось Х) – на одну единицу вверх. Прежде чем строить график, проведём на координатной плоскости пунктиром асимптоты: прямые х = 2 и у = 1 (рис. 1а). Учитывая, что гипербола состоит из двух ветвей, для построения каждой из них составим, используя программу Agrapher, две таблицы: одну для х>2, а другую для х<2.

х 1 0 -1 -2 -4 -10
у -5 -2 -1 -0,5 0 0,5
х 3 4 5 6 8 12
у 7 4 3 2,5 2 1,6

Отметим (с помощью программы Agrapher) в координатной плоскости точки, координаты которых записаны в первой таблице, и соединим их плавной непрерывной линией. Получим одну ветвь гиперболы. Аналогично, воспользовавшись второй таблицей, получим вторую ветвь гиперболы (рис. 1б).

Пример 2. Построим график функции у = -.Выделим из дроби целую часть, разделив двучлен 2х + 10 на двучлен х + 3. Получим = 2 + . Следовательно, у = --2.

График функции у = --2 можно получить из графика функции у = - с помощью двух параллельных переносов: сдвига на 3 единицы влево и сдвига на 2 единицы вниз. Асимптоты гиперболы – прямые х = -3 и у = -2. Составим (с помощью программы Agrapher) таблицы для х<-3 и для х>-3.

х -2 -1 1 2 7
у -6 -4 -3 -2,8 -2,4
х -4 -5 -7 -8 -11
у 2 0 -1 -1,2 -1,5

Построив (с помощью программы Agrapher) точки в координатной плоскости и проведя через них ветви гиперболы, получим график функции у = - (рис. 2).

У: Что является графиком дробно-линейной функции?

Д: Графиком любой дробно-линейной функции является гипербола.

У: Как построить график дробно-линейной функции?

Д: График дробно-линейной функции получается из графика функции у = с помощью параллельных переносов вдоль осей координат, ветви гиперболы дробно-линейной функции симметричны относительно точки (-. Прямая х = - называется вертикальной асимптотой гиперболы. Прямая у = называется горизонтальной асимптотой.

У: Какова область определения дробно-линейной функции?

У: Какова область значений дробно-линейной функции?

Д: Е(у) = .

У: Есть ли у функции нули?

Д: Если х = 0, то f(0) = , d. То есть у функции есть нули – точка А.

У: Есть ли у графика дробно-линейной функции точки пересечения с осью Х?

Д: Если у = 0, то х = -. Значит, если а , то точка пересечения с осью Х имеет координаты . Если же а = 0, в , то точек пересечения с осью абсцисс график дробно-линейной функции не имеет.

У: Функция убывает на промежутках всей области определения, если bc-ad > 0 и возрастает на промежутках всей области определения, если bc-ad < 0. Но это немонотонная функция.

У: Можно ли указать наибольшее и наименьшее значения функции?

Д: Наибольшего и наименьшего значений функция не имеет.

У: Какие прямые являются асимптотами графика дробно-линейной функции?

Д: Вертикальной асимптотой является прямая х = -; а горизонтальной асимптотой – прямая y = .

(Все обобщающие выводы-определения и свойства дробно-линейной функции учащиеся записывают в тетрадь)

II. Закрепление.

При построении и “чтении” графиков дробно-линейных функций применяются свойства программы Agrapher

III. Обучающая самостоятельная работа.
  1. Найдите центр гиперболы, асимптоты и постройте график функции:

а) у = б) у = в) у = ; г) у = ; д) у = ; е) у = ;

ж) у = з) у = -

Каждый учащийся работает в своём темпе. При необходимости учитель оказывает помощь, задавая вопросы, ответы на которые помогут ученику правильно выполнить задание.

Лабораторно-практическая работа по исследованию свойств функций у = и у = и особенностей графиков этих функций.

ЦЕЛИ: 1) продолжить формирование умений строить графики функций у = и у = , используя программу Agrapher;

2) закрепить навыки “чтения графиков” функций и способностей “предсказывать” изменения графиков при различных преобразованиях дробно – линейных функций.

I. Дифференцированное повторение свойств дробно–линейной функции.

Каждому учащемуся выдаётся карточка – распечатка c заданиями. Все построения выполняются с помощью программы Agrapher. Результаты выполнения каждого задания обсуждаются сразу же.

Каждый ученик с помощью самоконтроля может скорректировать результаты, полученные при выполнении задания и попросить помощи у учителя или ученика – консультанта.

Найдите значение аргумента Х, при котором f(x) =6 ; f(x) =-2.5.

3. Постройте график функции у = Определите, принадлежит ли графику данной функции точка: а) А(20;0.5); б) В(-30;-); в) С(-4;2.5); г) Д(25;0,4)?

4. Постройте график функции у = Найдите промежутки в которых у>0 и в которых у<0.

5. Постройте график функции у = . Найдите область определения и область значений функции.

6. Укажите асимптоты гиперболы – графика функции у = -. Выполните построение графика.

7. Постройте график функции у = . Найдите нули функции.

II.Лабораторно-практическая работа.

Каждому ученику выдаются 2 карточки: карточка №1 “Инструкция” с планом, по которому выполняется работа, и текстом с заданием и карточка №2 “Результаты исследования функции ”.

  1. Постройте график указанной функции.
  2. Найдите область определения функции.
  3. Найдите область значения функции.
  4. Укажите асимптоты гиперболы.
  5. Найдите нули функции (f(x) = 0).
  6. Найдите точку пересечения гиперболы с осью Х (у = 0).

7. Найдите промежутки в которых: а) у<0; б) y>0.

8. Укажите промежутки возрастания (убывания) функции.

I вариант.

Постройте, используя программу Agrapher, график функции и исследуйте ей свойства:

а) у = б) у = - в) у = г) у = д) у = е) у = . -5-

ax + b
Дробно-линейная функция – это функция вида y = --- ,
cx + d

где x – переменная, a, b, c, d – некоторые числа, причем c ≠ 0, ad – bc ≠ 0.

Свойства дробно-линейной функции:

Графиком дробно-линейной функции является гипербола, которую можно получить из гиперболы y = k/x с помощью параллельных переносов вдоль координатных осей. Для этого формулу дробно-линейной функции надо представить в следующем виде:

k
y = n + ---
x – m

где n – количество единиц, на которое гипербола смещается вправо или влево, m – количество единиц, на которое гипербола смещается вверх или вниз. При этом асимптоты гиперболы сдвигаются в прямые x = m, y = n.

Асимптота – это прямая, к которой приближаются точки кривой по мере их удаления в бесконечность (см.рисунок ниже).

Что касается параллельных переносов – см.предыдущие разделы.

Пример 1. Найдем асимптоты гиперболы и построим график функции:

x + 8
y = ---
x – 2

Решение:

k
Представим дробь в виде n + ---
x – m

Для этого x + 8 запишем в следующем виде: x – 2 + 10 (т.е. 8 представили в виде –2 + 10).

x + 8 x – 2 + 10 1(x – 2) + 10 10
--- = ----- = ------ = 1 + ---
x – 2 x – 2 x – 2 x – 2

Почему выражение приняло такой вид? Ответ простой: произведите сложение (приведя оба слагаемых к общему знаменателю), и вы вернетесь к предыдущему выражению. То есть это результат преобразования заданного выражения.

Итак, мы получили все необходимые значения:

k = 10, m = 2, n = 1.

Таким образом, мы нашли асимптоты нашей гиперболы (исходя из того, что x = m, y = n):

То есть одна асимптота гиперболы проходит параллельно оси y на расстоянии 2 единиц справа от нее, а вторая асимптота проходит параллельно оси x на расстоянии 1 единицы выше ее.

Построим график данной функции. Для этого сделаем следующее:

1) проведем в координатной плоскости пунктиром асимптоты – прямую x = 2 и прямую y = 1.

2) так как гипербола состоит из двух ветвей, то для построения этих ветвей составим две таблицы: одну для x<2, другую для x>2.

Сначала подберем значения x для первого варианта (x<2). Если x = –3, то:

10
y = 1 + --- = 1 – 2 = –1
–3 – 2

Выбираем произвольно другие значения x (например, -2, -1, 0 и 1). Вычисляем соответствующие значения y . Результаты всех полученных вычислений вписываем в таблицу:

Теперь составим таблицу для варианта x>2: