Як обчислити та інтерпретувати точки перетину

Точка перетину двох функцiй — це точка, в якiй графiки функцiй перетинаються один з одним. Щоб знайти точку перетину, потрiбно розв’язати систему рiвнянь, що складається з двох функцiй.

Правило

Точка перетину мiж двома графiками

Щоб знайти точку, в якiй перетинаються графiк f i графiк g, потрiбно розв’язати рiвняння f(x) = g(x).

Приклад 1

Знайди точку перетину мiж функцiями f(x) = x 1 i g(x) = 2x + 8

Оскiльки f(x) = y i g(x) = y, то можна задати їх рiвними одна однiй:

x 1 = 2x + 8 3x = 9| : 3 x = 3

Пiдстав x у f(x) = x 1, тому що це найпростiший вираз iз двох. Можна також пiдставити x у g(x).

f(3) = (3) 1 = 2.

Отримуємо точку перетину мiж f(x) i g(x)

(x,y) = (3, 2).

Точки перетину двох функцiй

Приклад 2

Знайди точку перетину мiж функцiями f(x) = x2 + 3x 2 i g(x) = 2x + 3

Оскiльки f(x) = y i g(x) = y, то можна задати їх рiвними одна однiй:

x2 + 3x 2 = 2x + 3 x2 + x 5 = 0

Розв’яжи квадратне рiвняння за формулою для коренiв квадратного рiвняння:

x = 1 ±12 4 1 (5) 2 1 = 1 ±1 + 20 2 = 1 ±21 2 ,

а отже,

x1 = 1 21 2 2.79, x2 = 1 + 21 2 1.79.

Пiдстав x1 i x2 у g(x) = 2x + 3, тому що це найпростiший вираз. Можна також пiдставити значення у f(x).

y1 = g(2.79) = 2 (2.79) + 3 = 2.58 y2 = g(1.79) = 2 1.79 + 3 = 6.58

Отримуємо точки перетину мiж f(x) i g(x)

(x1,y1) = (2.79,2.58), (x2,y2) = (1.79, 6.58).

Функцiї f(x) i g(x) на графiках у однiй системi координат з точками  перетину

Приклад 3

Для яких значень x функцiї f(x) = sin x i g(x) = cos x є рiвними?

Знайди точку перетину мiж графiками, задавши їх рiвними один одному:

sin x = cos x| : cos x tan x = 1 x = tan 1(1) = π 4 + nπ

Важливо переконатися, що ми не пропустили жодного розв’язку, оскiльки дiлили на cos x, який може бути рiвним 0. Для перевiрки дивимося, що станеться, якщо cos x = 0. Тодi x = π 2, що означає, що sin x = 1, або x = 3π 2 , що означає, що sin x = 1. В обох випадках sin x вiдрiзняється вiд cos x, а отже, це не розв’язки.

Iснує нескiнченна кiлькiсть точок перетину, i точки мають значення x, що дорiвнюють x = π 4 + nπ для n . Щоб знайти значення y, пiдставляємо їх в одну з функцiй, наприклад у f(x) = sin x. У цьому випадку потрiбно розумiти, що навiть якщо tan x має перiод π, ми знайшли два рiзних кути на одиничному колi з радiанами π мiж ними. Ось чому отримуємо два рiзних значення, коли знову пiдставляємо в f(x) = sin x:

f (π 4 ) = sin π 4 = 2 2 f (π 4 + π) = sin 5π 4 = 2 2 .

Це два рiзних значення y, y = 2 2 i y = 2 2 , кожне з яких належить вiдповiдному куту на одиничному колi. Цi кути повторюються з перiодом 2π. Разом отримуємо двi рiзнi точки перетину:

(x1,y1) = (π 4 + n 2π, 2 2 ) , n (x2,y2) = (5π 4 + n 2π,2 2 ) , n

(x1,y1) = (π 4 + n 2π, 2 2 ) , n (x2,y2) = (5π 4 + n 2π,2 2 ) , n

Зверни увагу! У задачах цього типу тебе задовольнить вiдповiдь, що мiстить n, оскiльки вiд тебе вимагалося знайти всi точки, тобто загальний розв’язок, а не точки в межах певного iнтервалу.

Бажаєш дізнатися більше?ЗареєструйсяЦе безплатно!