跳至內容

函數分析

函數圖形變換:平移、對稱與伸縮

從基本函數出發,可以快速預測複雜函數的形狀。常見形式是:

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

1. 平移

  • \(f(x-h)\) 向右平移 \(h\) 個單位
  • \(f(x)+k\) 向上平移 \(k\) 個單位

2. 對稱

  • \(-f(x)\) 關於 x 軸對稱
  • \(f(-x)\) 關於 y 軸對稱

3. 伸縮和壓縮

外部系數 \(a\) 改變垂直尺度,內部系數 \(b\) 改變水平尺度。若 \(|a|>1\),圖形垂直拉伸;若 \(|b|>1\),圖形水平壓縮。

4. 例子

\(y=x^2\)\(y=2(x-1)^2-3\) 同時繪製。後者向右 1、向下 3,並垂直拉伸 2 倍。

繪圖計算機中使用不同顏色比較。相關內容:截距與交點

變換順序為什麼重要

內部變化作用於自變數,外部變化作用於函數值。分析復合變換時,先觀察括號內部的水平變化,再處理外部的垂直變化。

水平伸縮的系數與直覺相反:把 x 替換為 2x 會使圖形在水平方向壓縮為原來的一半。使用基本圖形對比可以減少符號錯誤。

  • 標出一個或兩個特徵點並跟蹤其移動
  • 同時繪製原函數和變換後函數
  • 檢查負號引起的對稱方向