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

Wartości dodatnie i ujemne funkcjiPodstawa

Naucz się wyznaczać przedziały, w których funkcja jest dodatnia, ujemna lub równa zeru. Korzystaj z wykresu i miejsc zerowych.

Matematyka ·2 min czytania ·6 ćwiczeń


Funkcja ma wartości dodatnie tam, gdzie \(f(x)\gt0\), a ujemne tam, gdzie \(f(x)\lt0\). Na wykresie oznacza to położenie nad lub pod osią poziomą. Odpowiedzią jest zbiór argumentów, dla których zachodzi wskazany warunek.

Znak argumentu nie jest znakiem wyniku

W punkcie \((-2,3)\) argument jest ujemny, lecz wartość dodatnia. W punkcie \((2,-3)\) jest odwrotnie. Pytanie o dodatnie wartości dotyczy drugiej współrzędnej, ale w odpowiedzi zapisujemy pierwsze współrzędne pasujących punktów.

Zero nie jest ani dodatnie, ani ujemne. Warunek „nieujemna” oznacza \(f(x)\ge0\) i dopuszcza zero. „Niedodatnia” oznacza \(f(x)\le0\). Słowo „nie” zmienia więc sposób traktowania miejsc zerowych.

Jak odczytać znak z wykresu?

Najpierw znajdź miejsca zerowe, czyli argumenty punktów na osi \(x\). Następnie zaznacz części wykresu powyżej i poniżej tej osi. Odczytaj odpowiadające im przedziały na osi poziomej. Uwzględnij dziedzinę i puste punkty.

Znak funkcji y = x² − 4Pod osią: −2 < x < 2. Nad osią: x < −2 lub x > 2.Znak funkcji y = x² − 4−2−112−4−224xyPod osią: −2 < x < 2. Nad osią: x < −2 lub x > 2.

Dla \(f(x)=x^2-4\) zera to \(-2\) i \(2\). Między nimi wykres leży pod osią, poza nimi nad nią. To nie jest reguła dla każdej funkcji: przy ramionach paraboli skierowanych w dół znaki są odwrotne.

Przykład algebraiczny krok po kroku

Rozłóżmy \(x^2-4\) jako różnicę kwadratów. Dzięki znakom obu czynników uzasadnimy znak na całych przedziałach, a nie tylko w pojedynczych testowanych punktach.

  1. Wyznacz miejsca zerowe przez rozkład.\(x^2-4=(x-2)(x+2),\qquad x=-2\ \text{lub}\ x=2\)
  2. Na lewo od obu zer oba czynniki są ujemne, więc ich iloczyn dodatni.\(x\lt-2\ \Longrightarrow\ (x-2)(x+2)\gt0\)
  3. Między zerami pierwszy czynnik jest ujemny, drugi dodatni.\(-2\lt x\lt2\ \Longrightarrow\ (x-2)(x+2)\lt0\)
  4. Na prawo od obu zer oba czynniki są dodatnie.\(x\gt2\ \Longrightarrow\ (x-2)(x+2)\gt0\)

Zatem \(f(x)\gt0\) dla \(x\in(-\infty;-2)\cup(2;+\infty)\), a \(f(x)\lt0\) dla \(x\in(-2;2)\). Kontrola pomocnicza: \(f(-3)=5\), \(f(0)=-4\), \(f(3)=5\).

Końce przedziałów i dziedzina

Dla \(f(x)\ge0\) dołączamy zera: \(x\in(-\infty;-2]\cup[2;+\infty)\). Dla \(f(x)\le0\) otrzymujemy \([-2;2]\). Nawias kwadratowy oznacza włączenie skończonej granicy; przy nieskończoności stosujemy okrągły.

Jeśli tę samą funkcję określono tylko na \([0;3]\), ujemne wartości występują dla \(x\in[0;2)\). Punkt \(0\) dołączamy, ponieważ należy do dziedziny i \(f(0)=-4\lt0\). Ostry znak nierówności nie oznacza, że wszystkie końce odpowiedzi muszą być otwarte.

Kiedy znak się nie zmienia?

Dla \(g(x)=(x-1)^2\) mamy \(g(1)=0\), ale po obu stronach tego punktu wartości są dodatnie. Przejście przez miejsce zerowe nie zawsze zmienia znak. Dla \(h(x)=x^2+1\) nie ma zer i wszystkie wartości są dodatnie.

W ułamku trzeba uwzględnić także zera mianownika. Funkcja \(\frac1x\) zmienia znak po obu stronach zera, mimo że nie ma miejsca zerowego. Punkt \(0\) jest wykluczony. Dziedzina oraz miejsca zerowe razem wskazują, gdzie należy rozdzielić analizę.

Typowy błąd

\(x^2-4\gt0\) dla \(x\le-2\) lub \(x\ge2\).Na granicach wartość wynosi zero, a znak ostry wymaga dodatniej wartości.
\(x^2-4\gt0\) dla \(x\lt-2\) lub \(x\gt2\).

Na koniec sprawdź jedną liczbę z każdej wybranej części i osobno granice. Nie myl funkcji dodatniej z rosnącą: dodatnia może maleć, a ujemna może rosnąć.

Najczęstsze pytania

Czy dodatni argument zapewnia dodatni wynik?
Nie. Znak argumentu i znak wartości to różne informacje. Punkt \((2,-3)\) ma dodatni argument, ale ujemną wartość funkcji.
Czy znak zawsze zmienia się po przejściu przez miejsce zerowe?
Nie. Funkcja \((x-1)^2\) jest dodatnia po obu stronach \(1\), a w samym \(1\) wynosi zero.

Poćwicz

ABCD

Punkt \((-2,3)\) należy do wykresu. Co wiemy o \(f(-2)\)?

ABCD

Gdzie \(x+5\gt 0\)?

ABCD

Gdzie \(4-x\lt 0\)?

ABCD

Pełny zbiór argumentów, dla których funkcja \((x-1)^2\) jest dodatnia, to:

ABCD

Gdzie \(x^2-9\lt 0\)?

ABCD

Gdzie \(-x^2-1\) jest ujemna?

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)