功能图


指示: 使用这个函数图表计算器来生成你提供的函数图表。请在下面的表格中输入任何你想要绘制的有效函数。

输入你想要绘制的函数(例如:f(x)=2/3 x^2 + 4/5 x - 2/3,等等)。

(可选)最小x
(可选)最大x

功能图

这个函数图形计算器将允许你生成你所提供的任何函数的图形。你需要提供一个有效的x的函数。

它可以是已经简化的函数,如f(x) = sin(2x),也可以是更复杂的东西,如'f(x) = sin((1/3 x +1/4 x^2)(1/5 x +1/6))',这个计算器会做 功能简化 为你。

一旦你在相应的表格中输入了一个有效的函数,你只需要点击 "计算",就可以得到生成的图形。

携手共进 函数的图形 可以帮助你了解其主要属性。事实上,拥有 功能图 可以最终告诉你所有你需要的关于函数的行为:它是增加的吗?它是否在减少?它是否与X轴交叉?它有任何形式的对称性吗?

功能图

什么是函数图?

一个给定的函数f(x)的函数图是点的集合(x,f(x))。当绘制在x-y轴上时,它看起来像一条从左到右流动的 "曲线"(可以是一条线)。

现在,这种从左到右的流动有一个非常具体的属性:它通过了垂直线检验,这表明函数的图形与任何垂直线相交时,最多只有一个交点。例如,下面的图形对应于一个函数图,因为它通过了垂直线检验。

功能图

另一方面,下图并不符合函数的图形,因为我们可以看到一条垂直线在两点上与曲线相交。

不是一个函数图

寻找函数图形的步骤是什么?

  • 第1步:确定你要绘制的函数。通过检查,评估该函数是否有效
  • 第二步:如果函数是一个有效的表达式,找到函数不能被评估的潜在点(除以0或负数的平方根)。
  • 第3步:尽可能地简化,以便于 以最简单的形式表达该函数
  • 第四步:尝试识别已知的模式。该函数的最简单形式是多项式吗?多项式有一个特定的形状。该函数是一个三角函数吗?它们也有很好的已知和特征形状
  • 第5步:如果你没有任何简单的,可识别的模式或已知的函数,请创建一个点的表格(x,f(x)),有多少个点都可以。
  • 第6步:在XY平面上画出表格中的那些点。通过这些点描出一条曲线,感受一下函数图的模样。

简化函数 最简单的形式将帮助你以更容易的方式识别出现的任何已知函数,并且可以很容易地绘制图表。

如何绘制已知函数的图形?

简化一个函数 ,不要指望直接有非常简单的东西,如\(f(x) = x^2\)(一个简单的抛物线)或\(f(x) = x\)(一个简单的直线),但你可能有那些基本的缩放版本的翻译。事实上,举例来说,任何 二次函数 可以投入到 顶点形式 ,这可以帮助你确定该曲线是一个被平移的简单抛物线。

做函数图形变换的步骤是什么?

  • 第1步:确定你要绘制的函数
  • 第2步:尽可能简化,避免陷入 除以零 并取负值的平方根
  • 第3步:用最简单的函数版本,看看是否可以识别任何基本函数
  • 第4步:如果没有,看看是否有常见函数(多项式,线段)的转化。 三角函数 等)可以被识别出来,因为这些也很容易被绘制成图。
  • 第5步:如果上面的一切都失败了,就用数值(x,f(x))构建一个表格,并手动追踪图形的形状。

当然,你不必手动画图,你可以使用这个 函数图在线 工具,以获得一个准确和整洁的图表。

为什么你想了解函数图类型?

一个函数的图形基本上可以告诉你关于这个函数的一切。在某种程度上,函数的图形就是 功能 ,或者至少是它的一个代表。

在函数和图形之间存在着一种对应关系,这就表明,图形基本上告诉了你关于函数的一切。

功能计算器

例子。寻找函数图形

计算以下的函数图。\(f(x) = \frac{1}{4}(x-3)^2 + \frac{5}{4} x - \frac{5}{6}\)的函数图

解决方案: 提供了以下函数\(\displaystyle f(x) = \frac{1}{4}\left(x-3\right)^2+\frac{5}{4}x-\frac{5}{6}\),我们需要构建其图。

第0步。 在这种情况下,我们首先需要简化给定的函数\(\displaystyle f(x) = \frac{1}{4}\left(x-3\right)^2+\frac{5}{4}x-\frac{5}{6} \),为了做到这一点,我们进行以下简化步骤。

\( \displaystyle \frac{1}{4}\left(x-3\right)^2+\frac{5}{4}x-\frac{5}{6}\)
By distributing the terms inside of the parentheses
\( = \,\,\)
\(\displaystyle \frac{1}{4}\left(x^2-3x-3x+3^2\right)+\frac{5}{4}x-\frac{5}{6}\)
Evaluating the exponential: \(3^2 = 9\)
\( = \,\,\)
\(\displaystyle \frac{1}{4}\left(x^2-3x-3x+9\right)+\frac{5}{4}x-\frac{5}{6}\)
Putting together the terms with \(x\)
\( = \,\,\)
\(\displaystyle \frac{1}{4}\left(x^2+\left(-3-3\right)x+9\right)+\frac{5}{4}x-\frac{5}{6}\)
Putting together numerical values and fractions and operating the terms that were grouped with \(x\)
\( = \,\,\)
\(\displaystyle \frac{1}{4}\left(x^2-6x+9\right)+\frac{5}{4}x-\frac{5}{6}\)
We distribute the terms inside of the parentheses
\( = \,\,\)
\(\displaystyle \frac{1}{4}x^2-\frac{1}{4}\cdot 6x+9\cdot \frac{1}{4}+\frac{5}{4}x-\frac{5}{6}\)
Grouping and operating all the integer terms and fractions: \(\displaystyle 9 \times \frac{ 1}{ 4}=\frac{ 9}{ 4}\)
\( = \,\,\)
\(\displaystyle \frac{1}{4}x^2+6-\frac{ 1}{ 4}x+\frac{9}{4}+\frac{5}{4}x-\frac{5}{6}\)
Grouping and operating all the integer terms and fractions: \(\displaystyle \frac{ 9}{ 4}-\frac{ 5}{ 6}=\frac{ 9}{ 4} \times \frac{ 3}{ 3}-\frac{ 5}{ 6} \times \frac{ 2}{ 2}=\frac{ 9 \times 3-5 \times 2}{ 12}=\frac{ 27-10}{ 12}=\frac{ 17}{ 12}\)
\( = \,\,\)
\(\displaystyle \frac{1}{4}x^2-\frac{1}{4}x+\frac{17}{12}\)

下面是简化函数\(\displaystyle f(x)=\frac{1}{4}x^2-\frac{1}{4}x+\frac{17}{12}\)在区间\([-5, 5]\)上的图。

功能计算器

例子。函数图谱规则

计算函数\(f(x) = \frac{1}{3}(x-4)^2 - \frac{5}{6}\)的图形。这个函数是一个基本的,众所周知的函数的图形变换吗?

解决方案: 扩大和简化函数。

\( \displaystyle \frac{1}{3}\left(x-4\right)^2-\frac{5}{6}\)
We distribute the terms inside of the parentheses
\( = \,\,\)
\(\displaystyle \frac{1}{3}\left(x^2-4x-4x+4^2\right)-\frac{5}{6}\)
Evaluating the exponential: \(4^2 = 16\)
\( = \,\,\)
\(\displaystyle \frac{1}{3}\left(x^2-4x-4x+16\right)-\frac{5}{6}\)
Aggregating those terms with \(x\)
\( = \,\,\)
\(\displaystyle \frac{1}{3}\left(x^2+\left(-4-4\right)x+16\right)-\frac{5}{6}\)
Putting the integers together and operating the terms that were grouped with \(x\)
\( = \,\,\)
\(\displaystyle \frac{1}{3}\left(x^2-8x+16\right)-\frac{5}{6}\)
We need to distribute the terms inside of the parentheses
\( = \,\,\)
\(\displaystyle \frac{1}{3}x^2-\frac{1}{3}\cdot 8x+16\cdot \frac{1}{3}-\frac{5}{6}\)
Grouping and operating all the integer terms and fractions: \(\displaystyle 16 \times \frac{ 1}{ 3}=\frac{ 16}{ 3}\)
\( = \,\,\)
\(\displaystyle \frac{1}{3}x^2+8-\frac{ 1}{ 3}x+\frac{16}{3}-\frac{5}{6}\)
Grouping and operating all the integer terms and fractions: \(\displaystyle \frac{ 16}{ 3}-\frac{ 5}{ 6}=\frac{ 16}{ 3} \times \frac{ 2}{ 2}-\frac{ 5}{ 6}=\frac{ 16 \times 2-5}{ 6}=\frac{ 32-5}{ 6}=\frac{ 27}{ 6}=\frac{ 3 \times 9}{ 3 \times 2}=\frac{ \cancel{ 3} \times 9}{ \cancel{ 3} \times 2}=\frac{ 9}{ 2}\)
\( = \,\,\)
\(\displaystyle \frac{1}{3}x^2-\frac{8}{3}x+\frac{9}{2}\)

以下是\(\displaystyle f(x)=\frac{1}{3}x^2-\frac{8}{3}x+\frac{9}{2}\)在\([-10, 10]\)区间的图。

功能计算器

在这种情况下,图形是\(f(x) = \frac{1}{3}(x-4)^2 - \frac{5}{6}\),实际上是简单的\(g(x) = x^2\)的转换,它已经向左移动了4个单位,向下移动了\(\frac{5}{6}\)并重新缩放。

例子。另一个函数图例

计算\( f(x) = \displaystyle \frac{\sin(x)}{x}\)的图形。

解决方案: 已经提供了以下函数。\(\displaystyle f(x) = \frac{\sin\left(x\right)}{x}\),那么就可以得到下面的图,区间\([-10, 10]\)。

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其他功能计算器

给定一个函数,你将希望能够 简化函数 ,把它放在最简单的形式中。我们已经看到,以一种更简单的方式确定潜在的函数图象转换,是有益的,因为基本的函数可以存在。

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