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绘图计算器

函数图像变换:平移、对称、伸缩

从基本函数出发,可以快速预测复杂函数的形状。常见形式是:

\[y=a\,f\bigl(b(x-h)\bigr)+k\]

1. 平移

  • \(f(x-h)\) 向右平移 \(h\) 个单位
  • \(f(x)+k\) 向上平移 \(k\) 个单位

2. 对称

  • \(-f(x)\) 关于 x 轴对称
  • \(f(-x)\) 关于 y 轴对称

3. 伸缩和压缩

外部系数 \(a\) 改变竖直尺度,内部系数 \(b\) 改变水平尺度。若 \(|a|>1\),图像竖直拉伸;若 \(|b|>1\),图像水平压缩。

4. 例子

\(y=x^2\)\(y=2(x-1)^2-3\) 同时绘制。后者向右 1、向下 3,并竖直拉伸 2 倍。

绘图计算器中使用不同颜色比较。相关内容:截距与交点

变换顺序为什么重要

内部变化作用于自变量,外部变化作用于函数值。分析复合变换时,先观察括号内部的水平变化,再处理外部的竖直变化。

水平伸缩的系数与直觉相反:把 x 替换为 2x 会使图像在水平方向压缩为原来的一半。使用基本图像对比可以减少符号错误。

  • 标出一个或两个特征点并跟踪其移动
  • 同时绘制原函数和变换后函数
  • 检查负号引起的对称方向