Przejdź do treści

Asymptoty pionowe i poziome trzech funkcji wymiernych

Szkoła średnia średnie

Wyznacz równania wszystkich asymptot pionowych i poziomych wykresów funkcji (o ile istnieją):

f(x)=x+3x2−9,g(x)=4x2−12x2+x−1,h(x)=x3+1x2+4.f(x) = \frac{x + 3}{x^2 - 9}, \qquad g(x) = \frac{4x^2 - 1}{2x^2 + x - 1}, \qquad h(x) = \frac{x^3 + 1}{x^2 + 4}.

Wskaż też punkty, w których wykres ma dziurę.

Rozwiązanie

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

Krok 1. Funkcja ff - rozkład i skracanie. x2−9=(x−3)(x+3)x^2 - 9 = (x - 3)(x + 3), więc Df=R∖{−3, 3}D_f = \mathbb{R} \setminus \{-3,\ 3\} i dla x∈Dfx \in D_f:

f(x)=x+3(x−3)(x+3)=1x−3.f(x) = \frac{x + 3}{(x - 3)(x + 3)} = \frac{1}{x - 3}.

Czynnik (x+3)(x + 3) się skrócił - w x=−3x = -3 jest dziura w punkcie (−3, 1−6)=(−3, −16)\left(-3,\ \tfrac{1}{-6}\right) = \left(-3,\ -\tfrac{1}{6}\right). Zero mianownika x=3x = 3 zostało po skróceniu: to asymptota pionowa. Stopień licznika (11) jest mniejszy niż mianownika (22), więc asymptotą poziomą jest y=0y = 0.

Krok 2. Funkcja gg - rozkład mianownika. 2x2+x−12x^2 + x - 1: Δ=1+8=9\Delta = 1 + 8 = 9, x1=−1−34=−1x_1 = \tfrac{-1 - 3}{4} = -1, x2=−1+34=12x_2 = \tfrac{-1 + 3}{4} = \tfrac{1}{2}, więc 2x2+x−1=2(x−12)(x+1)=(2x−1)(x+1)2x^2 + x - 1 = 2\left(x - \tfrac{1}{2}\right)(x + 1) = (2x - 1)(x + 1). Licznik: 4x2−1=(2x−1)(2x+1)4x^2 - 1 = (2x - 1)(2x + 1). Dziedzina Dg=R∖{−1, 12}D_g = \mathbb{R} \setminus \left\{-1,\ \tfrac{1}{2}\right\} i

g(x)=(2x−1)(2x+1)(2x−1)(x+1)=2x+1x+1.g(x) = \frac{(2x - 1)(2x + 1)}{(2x - 1)(x + 1)} = \frac{2x + 1}{x + 1}.

Krok 3. Funkcja gg - asymptoty i dziura. Skrócił się czynnik (2x−1)(2x - 1), więc w x=12x = \tfrac{1}{2} jest dziura: 2⋅12+112+1=23/2=43\tfrac{2 \cdot \frac{1}{2} + 1}{\frac{1}{2} + 1} = \tfrac{2}{3/2} = \tfrac{4}{3}, punkt (12, 43)\left(\tfrac{1}{2},\ \tfrac{4}{3}\right). Asymptota pionowa: x=−1x = -1. Stopnie licznika i mianownika są równe (22), więc asymptota pozioma to iloraz współczynników wiodących: y=42=2y = \tfrac{4}{2} = 2.

Krok 4. Funkcja hh. Mianownik x2+4≥4>0x^2 + 4 \ge 4 > 0 nie ma pierwiastków, więc Dh=RD_h = \mathbb{R} - asymptot pionowych ani dziur nie ma. Stopień licznika (33) jest większy niż mianownika (22), więc asymptoty poziomej też nie ma: dla dużych ∣x∣|x| wartości h(x)h(x) rosną bez ograniczeń (zachowują się jak xx).

Uwaga: w ff i w gg mianownik ma po dwa miejsca zerowe, ale asymptota pionowa jest tylko jedna - drugie zero „zjada” skracanie.

Odpowiedź.

FunkcjaAsymptoty pionoweAsymptota poziomaDziura
fx = 3y = 0(−3, −1/6)
gx = −1y = 2(1/2, 4/3)
hbrakbrakbrak