Lý thuyết hàm bậc nhất và hàm bậc hai

Học Lớp

Administrator
Thành viên BQT
I. HÀM SỐ
1. TẬP XÁC ĐỊNH CỦA HÀM SỐ

Với một hàm số y = f(x), ta có: D = {x∈$\mathbb{R}$| y tồn tại}, khi đó D gọi là tập xác định của hàm số.

2. SỰ BIẾN THIÊN CỦA HÀM SỐ
Định nghĩa:
Cho hàm số y = f(x) xác định trên khoảng (a, b).
1. Một hàm số y = f(x) gọi là tăng hay đồng biến trong khoảng (a, b) nếu với x1, x2 bất kỳ thuộc khoảng đó ta có: x1 < x2 => f(x1) < f(x2).
2. Một hàm số y = f(x) gọi là giảm hay nghịch biến trong khoảng (a, b) nếu với x1, x2 bất kỳ thuộc khoảng đó ta có x1 < x2 => f(x1) > f(x2).

3. TÍNH CHẴN, LẺ CỦA HÀM SỐ
Định nghĩa: Cho hàm số y = f(x) xác định trên tập D.
Hàm số y = f(x) được gọi là hàm chẵn nếu với mọi x∈D ta có: $\left\{ \begin{array}{l} - x \in D\\f( - x) = f(x)\end{array} \right.$.
Hàm số y = f(x) được gọi là hàm lẻ nếu với mọi x∈D ta có: $\left\{ \begin{array}{l} - x \in D\\f( - x) = - f(x)\end{array} \right.$.
Nhận xét
  • Hàm số chẵn nhận trục tung làm trục đối xứng.
  • àm số lẻ nhận gốc toạ độ O làm tâm đối xứng.
4. TRỤC ĐỐI XỨNG CỦA ĐỒ THỊ HÀM SỐ
Định nghĩa 1: Đường thẳng x = a là trục đối xứng của đồ thị y = f(x) <=> với phép biến đổi toạ độ: $\left\{ \begin{array}{l}X = x - a\\Y = y\end{array} \right.$ <=> $\left\{ \begin{array}{l}x = X + a\\y = Y\end{array} \right.$
hàm số Y = F(X) là hàm số chẵn.

5. TÂM ĐỐI XỨNG CỦA ĐỒ THỊ HÀM SỐ
Định nghĩa: Điểm I(a; b) là tâm đối xứng của đồ thị y = f(x) <=> với phép biến đổi toạ độ: $\left\{ \begin{array}{l}X = x - a\\Y = y - b\end{array} \right.$<=> $\left\{ \begin{array}{l}x = X + a\\y = Y + b\end{array} \right.$ hàm số Y = F(X) - b là hàm số lẻ.

II. HÀM SỐ BẬC NHẤT
Định nghĩa: Hàm số bậc nhất là hàm số có dạng y = ax + b, trong đó a, b là các hằng số và a ≠ 0.
Cho hàm số: y = ax + b, với a ≠ 0.
Miền xác định D = $\mathbb{R}$.
Sự biến thiên: là hàm số đơn điệu.
Cụ thể:
  • Với a > 0, hàm số đồng biến.
  • Với a < 0, hàm số nghịch biến.
hàm bậc nhất.png

Đồ thị: đồ thị của hàm bậc nhất là một đường thẳng (d), do đó chỉ cần xác định hai điểm bất kỳ thuộc (d) ta sẽ có được đồ thị của (d).
  • Nếu b = 0, đồ thị của (d) đi qua gốc toạ độ O và điểm A(1, a).
  • Nếu b ≠ 0, đồ thị của (d) đi qua hai điểm B(0, b) và C(-$\frac{b}{a}$, 0).
hàm bậc nhất_2.png

Hệ số góc: hệ số a được gọi là hệ số góc của đường thẳng (d).
* Chú ý: Cho hai đường thẳng (d1) và (d2): (d1): y = a$_1$x + b1 với a1 ≠ 0, (d2): y = a$_2$x + b2 với a2 ≠ 0.
  • (d1) // (d2) <=> a1 = a2 và b1 ≠ b2.
  • (d1) cắt (d2) <=> a1 ≠ a2.
III. HÀM SỐ BẬC HAI
Định nghĩa:
Hàm số bậc hai là hàm số có dạng y = ax$^2$ + bx + c, trong đó a, b, c là các hằng số và a ≠ 0.
Nhận xét rằng:
ax$^2$ + bx + c = a$\left( {{x^2} + 2x.\frac{b}{{2a}} + \frac{{{b^2}}}{{4{a^2}}}} \right)$-$\frac{{{b^2}}}{{4a}}$+ c =${\left( {x + \frac{b}{{2a}}} \right)^2}$-$\frac{{{b^2} - 4ac}}{{4a}}$.
Từ đó, nếu đặt: Δ = b$^2$ - 4ac, p = -$\frac{b}{{2a}}$ và q = - $\frac{\Delta }{{4a}}$ thì hàm số y = ax$^2$ + bx + c có dạng y = a(x - p)$^2$ + q.
Như vậy, nếu gọi (P$_0$): y = ax$^2$ thì để có được đồ thị của parabol y = ax$^2$ + bx + c ta tịnh tiến hai lần như sau:
  1. Tịnh tiến (P$_0$) sang phải p đơn vị nếu p > 0, sang trái |p| đơn vị nếu p < 0, ta nhận được đồ thị hàm số y = a(x - p)$^2$ gọi là (P1).
  2. Tịnh tiến (P1) lên trên q đơn vị nếu q > 0, xuống dưới |q| đơn vị nếu q < 0, ta nhận được đồ thị hàm số y = ax$^2$ + bx + c.
Đồ thị hàm số bậc hai: đồ thị của hàm số là một Parabol (P) có đỉnh S(-$\frac{b}{{2a}}$, -$\frac{\Delta }{{4a}}$) và nhận đường thẳng x = -$\frac{b}{{2a}}$ làm trục đối xứng và:
  • Hướng bề lõm lên trên nếu a > 0.
  • Hướng bề lõm xuống dưới nếu a < 0.
Từ đồ thị hàm số bậc hai, ta suy ra bảng biến thiên:
hàm bậc nhất_3.png

Vậy, ta có kết luận:
  • Hàm số nghịch biến trên khoảng (-∞; -$\frac{b}{{2a}}$).
  • Hàm số đồng biến trên khoảng (-$\frac{b}{{2a}}$; +∞).
  • Khi x= $ - \frac{b}{{2a}}$ hàm số đạt cực tiểu y$_{min}$=f(-$\frac{b}{{2a}}$)=-$\frac{\Delta }{{4a}}$ Vậy, ta có kết luận:
o Hàm số đồng biến trên khoảng (-∞;-$\frac{b}{{2a}}$).
o Hàm số nghịch biến trên khoảng (-$\frac{b}{{2a}}$; +∞).
o Khi x= $ - \frac{b}{{2a}}$ hàm số đạt cực đại y$_{max}$==f(-$\frac{b}{{2a}}$)=-$\frac{\Delta }{{4a}}$

Để vẽ đồ thị hàm số bậc hai chúng ta không thực hiện các phép tịnh tiến từ đồ thị hàm số y = ax$^2$ mà thực hiện như sau:
  • Lấy ba điểm chủ đạo, gồm đỉnh S và hai điểm A, B đối xứng với nhau qua S.
  • Nối ASB để được một góc rồi thực hiện vẽ đường cong parabol lựon theo đường góc này.
Ta có các trường hợp:
hàm bậc nhất_4.png

*Nhận xét chung:
  • Δ > 0 Parabol cắt trục hoành tại hai điểm phân biệt.
  • Δ = 0 Parabol tiếp xúc với trục hoành.
  • Δ < 0 Parabol không cắt trục hoành.