Кусочно-непрерывные функции
Содержание
Кусочно-непрерывные функции (Задание 22)
Третий сюжет задания 22 — функция, склеенная из нескольких кусков. Тебе дают либо готовую фигурную скобку
либо одну формулу с модулем вроде — и тогда куски ты делаешь сам, раскрывая модуль.
Хорошая новость: ничего нового строить не надо. Каждый кусок — это знакомый график (прямая, парабола, гипербола), просто взятый не целиком, а на своём промежутке. Вся работа — аккуратно определить, какая часть каждого графика попала в дело, что происходит на стыках, и потом посчитать пересечения с прямой по кускам отдельно.
И ещё одна особенность именно этой подтемы: ответ здесь часто промежуток, а не набор отдельных чисел. Если график склеен без разрывов (так бывает, когда куски получены раскрытием модуля), ответ обычно набирается из отдельных значений — например, «; ». А вот если у графика есть скачок или выколотая точка, то целый промежуток значений даёт одно и то же число общих точек, и в ответ идёт неравенство: «; ». Не пугайся, если получилось неравенство — так и должно быть.
Как устроен кусочный график
Модуль — это тоже кусочная запись
Так, при превращается в , а при — в : две параболы, склеенные в начале координат.
Главный приём: считаем по кускам
Прямая горизонтальная, поэтому вопрос «сколько общих точек» — это вопрос «сколько раз функция принимает значение ». А раз функция собрана из кусков, считаем отдельно по каждому и складываем.
Примеры
Постройте график функции
Определите, при каких значениях прямая имеет с графиком ровно две общие точки.
Разбираем куски
Кусок 1 (): — возрастающая прямая. При слева значение стремится к , но сама точка этому куску не принадлежит. Значения куска: , каждое ровно один раз.
Кусок 2 (): — убывающий отрезок с концами и , оба закрашены. Значения: отрезок , каждое ровно один раз. В точке обе формулы дают — склейка непрерывна.
Кусок 3 (): — возрастающая прямая, при справа значение стремится к , сама точка выколота. Значения: . В точке разрыв: слева график на высоте , справа стартует от .
Переводим условия на кусок в условия на
- кусок 1: , условие равносильно ;
- кусок 2: , условие равносильно ;
- кусок 3: , условие равносильно .
Складываем в таблицу
| кусок 1 | кусок 2 | кусок 3 | всего | |
|---|---|---|---|---|
| 2 | ||||
| 2 | ||||
Ровно две точки — в строке (кусок 1 уже «отвалился», работают второй и третий) и на всём промежутке разрыва .
Ответ: ; .
Постройте график функции
Определите, при каких значениях прямая имеет с графиком ровно две общие точки.
Правый кусок: парабола
При имеем — парабола ветвями вверх с вершиной . Конец куска: при значение , точка закрашена. На функция убывает от до , дальше возрастает.
Решаем при : корни . Левый корень годится, только если , то есть , то есть . Значит:
- — точек;
- — точка (вершина);
- — точки;
- — точка.
Левый кусок: луч
При имеем — возрастающая прямая, при слева значение стремится к , точка выколота. Значит кусок принимает все значения ровно по одному разу: точка при и точек при .
Складываем
| парабола | луч | всего | |
|---|---|---|---|
| 2 | |||
| 2 | |||
Обрати внимание на границу : луч её уже не даёт (точка выколота), поэтому промежуток в ответе строгий справа.
Ответ: ; .
Постройте график функции
Определите, при каких значениях прямая имеет с графиком ровно две общие точки.
Раскрываем модуль
При : , поэтому — дуга параболы ветвями вверх, вершина , нули и .
При : , поэтому — дуга параболы ветвями вниз, вершина , нули и .
В точке обе формулы дают — дуги склеены без разрыва.
Правая дуга ()
.
- — корней нет;
- — один корень (вершина);
- — оба корня неотрицательны, значит точки;
- — корень не годится, остаётся точка.
Левая дуга ()
.
- — корней нет;
- — один корень (вершина);
- — оба корня отрицательны, значит точки;
- — корень не годится, остаётся точка.
Складываем
| левая дуга | правая дуга | всего | |
|---|---|---|---|
| 2 | |||
| 2 | |||
Ровно две точки — только когда прямая проходит через вершину одной из дуг.
Ответ: ; .
Постройте график функции
Определите, при каких значениях прямая не имеет с графиком ни одной общей точки.
Упрощаем
Область определения: , то есть . В числителе , поэтому при
Раскрываем модуль
Справа — дуга параболы ветвями вверх, слева — дуга ветвями вниз, склейка в начале координат. Функция строго возрастает на всей числовой прямой, поэтому каждое своё значение принимает ровно один раз.
Учитываем выколотую точку
Точка исключена. Если бы она была, её ордината равнялась бы . Значит, на графике выколота точка .
Считаем общие точки
Из-за строгого возрастания прямая пересекает график ровно в одной точке при любом — кроме единственного значения : оно достигалось бы только при , а этой точки на графике нет.
Ответ: .
Отработка
Закрепи приём «разбери по кускам — сложи в таблицу» на банке задач:
- Все задачи типа: Задание 22 ОГЭ
- Подборка по теме: Кусочно-непрерывные функции