反比例函数

本页解释了什么是反比例函数以及如何绘制它们的图表。此外,您还会发现此类函数的所有特征、如何计算其定义域以及逐步解决练习的几个示例和练习。

什么是反比例函数?

反比例函数是一种将两个反比例量相关联的函数,也就是说,一个量在另一个量减少时增加,反之亦然。一般来说,反比例函数由以下公式定义:

y=\cfrac{k}{x}

金子

k

是一个常数,称为比例比。

因此,反比例函数总是由分母为一次多项式的分数组成。因此,它们是一种有理函数。

反比例函数的示例:

y=\cfrac{5}{x} \qquad y=\cfrac{-4}{x}\qquad y=\cfrac{2}{x+1}

一般来说

x

通常是自变量并且

y

因变量,或者换句话说,变量

y

取决于

x.

另一方面,比例比(分子项)可以是正数或负数,其符号标志着函数的增加或减少:

  • 如果常数

    k

    为负数,函数是递增的。

  • 相反,如果常数

    k

    为正,则函数递减。

增加反比例函数的示例
递减反比例函数的示例

正如您所看到的,反比例函数的图形始终由两条双曲线组成,根据k的符号,它们将位于一个象限或另一个象限中。

反比例函数的域

作为一种有理函数,反比例函数的定义域是除分母中消失的实数之外的所有实数。因为分母永远不可能为零,否则会导致无穷大。

作为示例,我们将确定以下反比例函数的域:

y= \cfrac{4}{x-1}

要知道分母何时为零,我们必须将其表达式等于 0 并求解方程:

x-1=0

x=1

因此,当 x 取值为 1 时,分母将为零,我们将获得不确定性。所以函数的定义域是所有实数减去

x=1.

\text{Dom } f= \mathbb{R}-\{ 1 \}

如何绘制反比例函数的图像

我们将通过示例了解如何绘制反比例函数的图表。

  • 我们将在图中表示以下函数:

y=\cfrac{3}{x-2}

我们需要做的第一件事是找到函数的定义域。作为分数,分母永远不可能为 0,因为那样会导致无穷大。因此,除非分母被取消,否则定义域将全部为 x。

因此,我们将分母设置为 0,以查看哪个 x 不属于该域:

x-2=0

x=2

因此,函数的定义域是除 2 之外的所有数字:

\text{Dom } f = \mathbb{R} - \{2\}

一旦我们知道哪个数字不属于该域,我们就创建一个值表。为了表示反比例函数,需要计算不属于域(2)的数左边的3或4个点和右边的3或4个点:

y=\cfrac{3}{x-2}

\begin{array}{c|c} x & y \\ \hline 3 & 3 \\ 4 & 1,5 \\ 5 & 1 \\ 6 & 0,75 \\ 1 & -3 \\ 0 & -1,5 \\  -1 & -1 \\ -2 & -0,75\end{array}

现在让我们在图表上表示点

如何表示反比例函数

最后我们将这些点连接起来,形成反比例函数的两条双曲线。此外,我们延长双曲线的分支以表明它们继续增长:

反比例函数的图形表示

请注意,该函数近似于

x=2

,在右侧和左侧。然而,它从未完全达到 2,它非常接近但从未达到 2。所以,

x=2

它是一条垂直渐近线。这是因为

x=2

不属于该函数的域,因此该函数在该点不存在。

水平 X 轴也会发生同样的情况。该函数近似为

y=0

但永远不要碰它。然而,

y=0

是一条水平渐近线

这意味着所有反比例函数都是不连续的,因为它们总是有渐近线。

您可以在我们的网站上了解有关渐近线和函数极限的更多信息。

解决了反比例函数的问题

练习1

计算以下反比例函数的域:

y=\cfrac{1}{3x+6}

当分母为 0 时,反比例函数将不存在,因为此时该函数将产生 ∞。因此,我们需要将函数的分母设置为0,才能看到x抵消了分母,因此不属于定义域。

3x+6 = 0

3x = -6

x=\cfrac{-6}{3} = -2

\text{Dom } f = \mathbb{R} - \{-2\}

练习2

绘制以下反比例函数的图像:

y=\cfrac{3}{x}

首先要做的是计算函数的域:

x =0

\text{Dom } f = \mathbb{R} - \{ 0 \}

一旦我们知道哪个数字不属于该域,我们就可以使用以下函数创建一个值数组:

\begin{array}{c|c} x & y \\ \hline 1 & 3 \\ 2 & 1,5 \\ 3 & 1 \\ 4 & 0,75 \\ -1 & -3 \\ -2 & -1,5 \\ -3 & -1 \\ -4 & -0,75 \end{array}

最后,我们将得到的点表示在图上并绘制双曲线,从而形成反比例函数:

反比例函数的逐步求解练习

练习3

绘制以下反比例函数的图像:

y= \cfrac{-1}{x-3}

首先要做的是计算函数的域:

x -3=0

x =3

\text{Dom } f = \mathbb{R} - \{ 3 \}

一旦我们知道了函数的域,我们就构建一个值表:

\begin{array}{c|c} x & y \\ \hline 3,5 & -2 \\ 4 & -1 \\ 5 & -0,5 \\ 6 & -0,33 \\ 2,5 & 2  \\ 2 & 1 \\ 1 & 0,5 \\ 0 & 0,33\end{array}

最后,我们将获得的点表示在图表上并绘制双曲线,从而形成反比例函数:

反比例函数的解答练习

练习4

绘制以下反比例函数的图像:

y= \cfrac{4}{2x-4} +1

首先,我们需要计算函数的定义域:

2x-4=0

2x =4

x =\cfrac{4}{2} =2

\text{Dom } f = \mathbb{R} - \{ 2 \}

一旦我们知道了函数的域,我们就创建一个值数组:

\begin{array}{c|c} x & y \\ \hline 2,5 & 5 \\ 3 & 3 \\ 4 & 2 \\ 6 & 1,5 \\ 1,5 & -3  \\ 1 & -1 \\ 0 & 0 \\ -2 & 0,5\end{array}

最后,我们将获得的点表示在图表上,并绘制双曲线,从而形成反比例函数:

绘制反比例函数图的练习

练习5

画出以下有理函数的图形:

y=\cfrac{2x+3}{2x+6}

首先要做的是计算函数的域:

2x+6=0

2x =-6

x =\cfrac{-6}{2} =-3

\text{Dom } f = \mathbb{R} - \{ -3 \}

一旦我们知道了函数的域,我们就构建一个值表:

\begin{array}{c|c} x & y \\ \hline -2,5 & -2 \\ -2 & -0,5 \\ -1 & 0,25 \\ 1 & 0,63 \\ -3,5 & 4  \\ -4 & 2,5 \\ -5 & 1,75 \\ -7 & 1,38\end{array}

最后,只需在图表上表示获得的点并绘制双曲线,从而形成分数函数:

反比例函数

反比例函数的应用

反比例函数在物理和数学中经常出现。

例如,它用于描述在恒定温度k下的理想气体中压力与体积之间的关系。该函数称为波伊尔-马里奥特定律 (P×V=k),是反比例函数的一个示例。显然,该函数的定义域仅限于正分支,因为不存在负体积或压力。

恒定电势差下的电流强度和电阻之间的关系也受反比例函数控制。该函数称为欧姆定律 (V=I×R)。

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