Twój postęp zapisuje się tylko w tej przeglądarce. Zaloguj się, żeby nie stracić go po zmianie urządzenia. Zaloguj się
Funkcje

Funkcja odwrotnej proporcjonalnościPodstawa

Poznaj funkcję odwrotnej proporcjonalności y=a/x: jej dziedzinę, wykres, asymptoty i zastosowania. Rozwiązuj zadania o stałym iloczynie.

Matematyka ·2 min czytania ·6 ćwiczeń


Funkcja odwrotnej proporcjonalności ma postać \(y=\frac ax\), gdzie \(a\ne0\) i \(x\ne0\). Jej cechą jest stały iloczyn \(xy=a\): zmiana jednej wielkości wymaga odpowiedniej zmiany drugiej, aby iloczyn pozostał taki sam.

Co oznacza odwrotna proporcjonalność?

Dla \(y=\frac{12}{x}\) argumenty \(2,3,6\) dają odpowiednio wartości \(6,4,2\). Podwojenie dodatniego argumentu dzieli wynik przez \(2\). To nie jest odejmowanie stałej liczby, więc zależność nie jest liniowa.

\[y=\frac ax\quad\Longleftrightarrow\quad xy=a,\qquad a\ne0,\ x\ne0\]

Współczynnik \(a\) jest wspólnym iloczynem współrzędnych każdego punktu wykresu. Z punktu \((x,y)\) obliczamy go jako \(a=xy\).

Z punktu \((3,-2)\) otrzymujemy \(a=-6\), więc wzór to \(y=-\frac6x\). Nie obliczamy \(a\) przez dzielenie współrzędnych, jak w proporcjonalności prostej.

Cztery ćwiartki — najpierw znaki współrzędnych

Osie dzielą płaszczyznę na cztery ćwiartki. W I, prawej górnej, obie współrzędne są dodatnie. W II, lewej górnej, \(x\lt0\), \(y\gt0\). W III obie są ujemne. W IV, prawej dolnej, \(x\gt0\), \(y\lt0\). Punkty na osiach nie należą do żadnej ćwiartki.

Ćwiartki i hiperbola y = 4/xDodatni iloczyn xy = 4: gałęzie leżą w I i III ćwiartce.Ćwiartki i hiperbola y = 4/x−224−4−224xyI: +, +II: −, +III: −, −IV: +, −Dodatni iloczyn xy = 4: gałęzie leżą w I i III ćwiartce.

Gdy \(a\gt0\), iloczyn \(xy\) jest dodatni, więc współrzędne mają ten sam znak: gałęzie leżą w I i III ćwiartce. Przy \(a\lt0\) znaki są przeciwne, więc wykres leży w II i IV.

Dziedzina, wartości i asymptoty

Dziedziną jest \(\mathbb R\setminus\{0\}\), bo nie wolno dzielić przez zero. Zbiór wartości także nie zawiera zera: niezerowy licznik nie daje zerowego ilorazu. Każdą inną wartość \(y\) uzyskamy, wybierając \(x=\frac ay\).

Wykres to hiperbola z dwiema gałęziami. Dla tej funkcji obie osie są asymptotami: gdy \(|x|\) jest bardzo duże, wartości zbliżają się do zera, a gdy \(x\) zbliża się do zera z jednej strony, wartości rosną co do modułu. Wykres nie przecina żadnej osi.

Przykład obliczenia i zastosowania

  1. Dla \(y=\frac{12}{x}\) podstaw argument \(3\).\(y=\frac{12}{3}=4\)
  2. Sprawdź stałość iloczynu.\(3\cdot4=12\)
  3. Podwój argument i oblicz nowy wynik.\(x=6,\qquad y=\frac{12}{6}=2\)
  4. Porównaj wartości.\(2=\frac42\)

W modelu pracy \(6\) osób wykonuje zadanie w \(10\) dni. Jeśli wszyscy pracują z taką samą stałą wydajnością, pracę można podzielić, a zwiększenie zespołu nie powoduje strat organizacyjnych, potrzeba \(60\) osobodni. Dla \(12\) osób czas wynosi \(\frac{60}{12}=5\) dni.

To model z założeniami. W rzeczywistości nie każdą pracę da się przyspieszyć dowolnie przez dodawanie osób. W tym zadaniu liczba osób jest dodatnią liczbą całkowitą, choć sama funkcja matematyczna dopuszcza również inne argumenty.

Monotoniczność osobno na gałęziach

Dla \(a\gt0\) funkcja maleje na każdym z przedziałów \((-\infty;0)\) i \((0;+\infty)\). Nie mówimy jednak, że maleje na całej dziedzinie: dla \(-1\lt1\) i \(a=4\) mamy \(-4\lt4\), co przeczy globalnemu spadkowi.

Przy \(a\lt0\) każda gałąź jest rosnąca. Przerwa w dziedzinie wymaga oddzielnego podawania przedziałów. Funkcja nie ma miejsc zerowych, mimo że wartości po obu stronach zera mają różne znaki.

Typowy błąd

\(\frac40=0\), więc wykres przechodzi przez początek układu.Dzielenie przez zero nie jest działaniem określonym.
\(x=0\) nie należy do dziedziny funkcji \(\frac4x\).

Sprawdź znak iloczynu, dziedzinę i sens jednostek. Przy modelu praktycznym ogranicz dziedzinę do dozwolonych wielkości, zamiast automatycznie przepisywać pełną dziedzinę hiperboli.

Najczęstsze pytania

Co pozostaje stałe w odwrotnej proporcjonalności?
Niezerowy iloczyn \(xy=a\). Przy podwojeniu dodatniego \(x\) wartość \(y\) w dodatnim modelu dzieli się przez dwa.
Czy \(\frac4x\) maleje na całej dziedzinie?
Maleje osobno na \((-\infty;0)\) i \((0;+\infty)\), ale nie na całym zbiorze \(\mathbb R\setminus\{0\}\). Trzeba oddzielić obie gałęzie.

Poćwicz

ABCD

Punkt ma \(x\lt0\) i \(y\gt0\). W której ćwiartce leży?

ABCD

Dla \(xy=20\) i \(x=5\), \(y\) to:

ABCD

Współczynnik \(a\) dla punktu \((3,-2)\) to:

ABCD

Który punkt leży na \(y=8/x\)?

ABCD

Pracę można dowolnie podzielić, a wydajności jednakowych pracowników sumują się. Skoro 6 osób wykonuje ją w 10 dni, 12 osób potrzebuje:

ABCD

Zbiór wartości \(-3/x\) to:

Sprawdź, ile już umiesz

Przećwicz to zagadnienie na fiszkach albo przejdź do zestawu zadań z całego działu.

Ebook PDF 395 zadań maturalnych z matematyki podstawowej z rozwiązaniami krok po kroku w jednym pliku. Zobacz ebook (19,99 zł)