KURS MATURALNY

kiedy funkcja liniowa przyjmuje wartości dodatnie

Tego się dowiesz!

Kiedy funkcja liniowa przyjmuje wartości dodatnie

Pytanie „kiedy funkcja przyjmuje wartości dodatnie” oznacza: dla jakich argumentów x wynik funkcji jest większy od zera. Na wykresie to te x, dla których prosta leży nad osią x. W tym wpisie pokażę, jak to wyznaczyć rachunkiem i z wykresu, i rozwiążę krok po kroku dużo przykładów, także z ujemnym współczynnikiem a, przy którym najłatwiej o błąd.

1Co to znaczy, że funkcja przyjmuje wartości dodatnie

Wartość funkcji to y, czyli wynik, który wychodzi po wstawieniu x do wzoru. Wartość dodatnia to taka, która jest większa od zera. Szukamy więc wszystkich x, dla których f(x) > 0.

Zapamiętaj
f(x) > 0⟺ax + b > 0

Funkcja liniowa przyjmuje wartości dodatnie dla tych x, które spełniają nierówność ax + b > 0. Na wykresie to część prostej nad osią x.

Podobnie mówimy o innych wartościach. Wartości ujemne to f(x) < 0, czyli część prostej pod osią x. Wartości nieujemne to f(x) ≥ 0, czyli nad osią razem z punktem na osi. Wartości niedodatnie to f(x) ≤ 0.

2Jak to wygląda na wykresie

Na rysunkach w tym wpisie jasnym tłem zaznaczona jest górna połowa układu, gdzie y > 0. Część prostej, w której funkcja jest dodatnia, jest miętowa, a część, w której jest ujemna, jest czerwona. Gruba miętowa kreska na osi x pokazuje odpowiedź, czyli zbiór szukanych argumentów. Granicą jest miejsce zerowe x₀, w którym prosta przecina oś x.

−2246−6−4−2246xyy > 0x₀ = 2

Przy funkcji f(x) = 2x − 4 prosta przecina oś x w punkcie x = 2. Na prawo od niego prosta jest nad osią, więc funkcja jest dodatnia dla x > 2. Kółko w miejscu zerowym jest puste, bo w samym x = 2 wartość wynosi 0, a zero nie jest liczbą dodatnią.

3Przepis krok po kroku

Jak rozwiązać rachunkiem

1. Zapisz nierówność ax + b > 0.

2. Przenieś b na prawą stronę ze zmianą znaku: ax > −b.

3. Podziel obie strony przez a. Jeśli a jest ujemne, odwróć znak nierówności.

4. Zapisz wynik jako przedział i sprawdź go dowolną liczbą z przedziału.

Najważniejsza zasadaGdy mnożysz lub dzielisz nierówność przez liczbę ujemną, znak nierówności zmienia się na przeciwny: > na <, a ≥ na ≤. Przykład z liczbami: 2 < 5, ale po pomnożeniu przez −1 mamy −2 > −5. Bez odwrócenia znaku wyszłaby nieprawda.
Współczynnik aJak wygląda prostaGdzie wartości dodatnie
a > 0rośniena prawo od miejsca zerowego: x > x₀
a < 0malejena lewo od miejsca zerowego: x < x₀
a = 0, b > 0pozioma nad osiądla każdego x
a = 0, b ≤ 0pozioma na osi lub pod niądla żadnego x

4Przykład: f(x) = −3x + 6

Treść zadaniaWyznacz zbiór argumentów, dla których funkcja f(x) = −3x + 6 przyjmuje wartości dodatnie.

Tu współczynnik a jest ujemny, czyli funkcja maleje. To jest przykład, na którym najczęściej pojawia się błąd, więc patrz uważnie na krok 3.

Krok 1. Zapisujemy nierówność

−3x + 6 > 0

Krok 2. Przenosimy wyraz wolny na prawą stronę

6 przenosimy na drugą stronę ze zmianą znaku: plus zmienia się w minus.

−3x > −6

Krok 3. Dzielimy przez a = −3

a = −3 jest ujemne, więc odwracamy znak nierówności: > zmienia się na <.

x < (−6) : (−3)→x < 2

Krok 4. Sprawdzamy i rysujemy

Bierzemy liczbę z otrzymanego przedziału, na przykład x = 0: f(0) = −3 · 0 + 6 = 6. Wyszła liczba dodatnia, więc wynik się zgadza.

−2246−6−4−22468xyy > 0x₀ = 2
Odpowiedźx ∈ (−∞; 2)

5Przykład: f(x) = 12x + 1

Treść zadaniaWyznacz zbiór argumentów, dla których funkcja f(x) = 12x + 1 przyjmuje wartości dodatnie.

Współczynnik a jest ułamkiem. Rachunek wygląda tak samo, tylko w kroku 3 dzielimy przez ułamek.

Krok 1. Zapisujemy nierówność

12x + 1 > 0

Krok 2. Przenosimy wyraz wolny na prawą stronę

1 przenosimy na drugą stronę ze zmianą znaku: plus zmienia się w minus.

12x > −1

Krok 3. Dzielimy przez a = 12

a = 12 jest dodatnie, więc znak nierówności zostaje bez zmian. Dzielenie przez ułamek 12 to mnożenie przez jego odwrotność, czyli przez 2.

x > (−1) : (12)→x > −2

Krok 4. Sprawdzamy i rysujemy

Bierzemy liczbę z otrzymanego przedziału, na przykład x = 0: f(0) = 12 · 0 + 1 = 1. Wyszła liczba dodatnia, więc wynik się zgadza.

−6−4−224−224xyy > 0x₀ = −2
Odpowiedźx ∈ (−2; +∞)

6Przykład: f(x) = −x − 3

Treść zadaniaWyznacz zbiór argumentów, dla których funkcja f(x) = −x − 3 przyjmuje wartości dodatnie.

Dwa minusy: a = −1 i b = −3. Funkcja maleje, więc wartości dodatnie będą na lewo od miejsca zerowego.

Krok 1. Zapisujemy nierówność

−x − 3 > 0

Krok 2. Przenosimy wyraz wolny na prawą stronę

3 przenosimy na drugą stronę ze zmianą znaku: minus zmienia się w plus.

−x > 3

Krok 3. Dzielimy przez a = −1

a = −1 jest ujemne, więc odwracamy znak nierówności: > zmienia się na <.

x < 3 : (−1)→x < −3

Krok 4. Sprawdzamy i rysujemy

Bierzemy liczbę z otrzymanego przedziału, na przykład x = −5: f(−5) = −1 · (−5) − 3 = 2. Wyszła liczba dodatnia, więc wynik się zgadza.

−6−4−22−4−224xyy > 0x₀ = −3
Odpowiedźx ∈ (−∞; −3)

7Przykład: f(x) = −23x + 2

Treść zadaniaWyznacz zbiór argumentów, dla których funkcja f(x) = −23x + 2 przyjmuje wartości dodatnie.

Ujemny ułamek. Odwracamy znak i dzielimy przez ułamek, czyli mnożymy przez odwrotność.

Krok 1. Zapisujemy nierówność

−23x + 2 > 0

Krok 2. Przenosimy wyraz wolny na prawą stronę

2 przenosimy na drugą stronę ze zmianą znaku: plus zmienia się w minus.

−23x > −2

Krok 3. Dzielimy przez a = −23

a = −23 jest ujemne, więc odwracamy znak nierówności: > zmienia się na <. Dzielenie przez −23 to mnożenie przez −32.

x < (−2) : (−23)→x < 3

Krok 4. Sprawdzamy i rysujemy

Bierzemy liczbę z otrzymanego przedziału, na przykład x = 1: f(1) = −23 · 1 + 2 = 43. Wyszła liczba dodatnia, więc wynik się zgadza.

−4−2246−224xyy > 0x₀ = 3
Odpowiedźx ∈ (−∞; 3)

8Przykład: f(x) = 3x

Treść zadaniaWyznacz zbiór argumentów, dla których funkcja f(x) = 3x przyjmuje wartości dodatnie.

Tu b = 0, więc prosta przechodzi przez początek układu. Miejsce zerowe to x = 0.

Krok 1. Zapisujemy nierówność

3x > 0

Krok 2. Przenosimy wyraz wolny na prawą stronę

3x > 0

Krok 3. Dzielimy przez a = 3

a = 3 jest dodatnie, więc znak nierówności zostaje bez zmian.

x > 0 : 3→x > 0

Krok 4. Sprawdzamy i rysujemy

Bierzemy liczbę z otrzymanego przedziału, na przykład x = 2: f(2) = 3 · 2 + 0 = 6. Wyszła liczba dodatnia, więc wynik się zgadza.

−4−224−4−224xyy > 0x₀ = 0
Odpowiedźx ∈ (0; +∞)

9Przykład: f(x) = 4x + 8

Treść zadaniaWyznacz zbiór argumentów, dla których funkcja f(x) = 4x + 8 przyjmuje wartości nieujemne.

Tym razem pytamy o wartości nieujemne, czyli f(x) ≥ 0. Różnica jest tylko jedna: miejsce zerowe też należy do odpowiedzi, bo 0 jest liczbą nieujemną.

Krok 1. Zapisujemy nierówność

4x + 8 ≥ 0

Krok 2. Przenosimy wyraz wolny na prawą stronę

8 przenosimy na drugą stronę ze zmianą znaku: plus zmienia się w minus.

4x ≥ −8

Krok 3. Dzielimy przez a = 4

a = 4 jest dodatnie, więc znak nierówności zostaje bez zmian.

x ≥ (−8) : 4→x ≥ −2

Krok 4. Sprawdzamy i rysujemy

Bierzemy liczbę z otrzymanego przedziału, na przykład x = 0: f(0) = 4 · 0 + 8 = 8. Wyszła liczba dodatnia, więc wynik się zgadza.

−4−22−4−22468xyy > 0x₀ = −2
Odpowiedźx ∈ ⟨−2; +∞)
Nawias okrągły czy ostry?Przy wartościach dodatnich (> 0) miejsce zerowe nie należy do odpowiedzi: nawias okrągły i puste kółko. Przy wartościach nieujemnych (≥ 0) należy: nawias ostry ⟨ ⟩ i pełne kółko.

10Funkcja stała

Gdy a = 0, funkcja ma postać f(x) = b i jej wykres jest poziomy. Nie ma tu czego rozwiązywać: wszystko zależy od znaku b.

Dla f(x) = 5 każda wartość wynosi 5, a 5 > 0, więc funkcja przyjmuje wartości dodatnie dla każdego x: x ∈ ℝ.

−4−224−2246xyy > 0

Dla f(x) = −2 każda wartość wynosi −2, więc funkcja nigdy nie jest dodatnia: zbiór szukanych argumentów jest pusty, x ∈ ∅. Dla f(x) = 0 też nie, bo 0 nie jest liczbą dodatnią.

−4−224−4−224xyy > 0

11Odczytywanie z wykresu

Treść zadaniaNa rysunku przedstawiono wykres funkcji liniowej f. Podaj zbiór argumentów, dla których funkcja przyjmuje wartości dodatnie.
−4−224−6−4−2246xyy > 0x₀ = −1(0, −2)

Gdy masz wykres, nie trzeba nic liczyć. Szukasz miejsca, w którym prosta przecina oś x, i patrzysz, po której stronie tego punktu prosta jest nad osią. Tutaj prosta przecina oś x w punkcie x = −1 i jest nad osią na lewo od niego.

Jeśli chcesz to potwierdzić rachunkiem, odczytaj wzór: prosta przechodzi przez (0, −2), więc b = −2, a schodząc o 1 w prawo spada o 2, więc a = −2. Nierówność −2x − 2 > 0 daje −2x > 2, a po podzieleniu przez −2 i odwróceniu znaku x < −1.

Odpowiedźx ∈ (−∞; −1)

12Zadanie typu maturalnego: wzór z dwóch punktów

Treść zadaniaWykres funkcji liniowej f przechodzi przez punkty A = (1, 3) i B = (3, −1). Wyznacz zbiór argumentów, dla których funkcja przyjmuje wartości dodatnie.

Krok 1. Liczymy współczynnik a

Współczynnik a to zmiana y podzielona przez zmianę x: a = −1 − 33 − 1 = −42 = −2. Gdy x rośnie o 2, y spada o 4.

Krok 2. Liczymy b

Wstawiamy punkt A do wzoru y = −2x + b: 3 = −2 · 1 + b, więc b = 5. Wzór funkcji: f(x) = −2x + 5.

Krok 3. Rozwiązujemy nierówność

−2x + 5 > 0→−2x > −5→x < 52

Dzielimy przez −2, więc znak się odwraca. −5 : (−2) = 52, czyli 2,5.

−2246−22468xyy > 0x₀ = 5/2AB
Odpowiedźx ∈ (−∞; 52)

13Zadanie z życia: kiedy jest zysk

Treść zadaniaMała firma produkuje kubki. Zysk (w złotych) ze sprzedaży x kubków opisuje funkcja Z(x) = 12x − 300. Ile kubków trzeba sprzedać, żeby firma miała zysk?

Zysk oznacza, że Z(x) jest dodatnie. Gdy Z(x) jest ujemne, firma jest na minusie, bo koszty (300 zł) są większe niż przychód.

12x − 300 > 0→12x > 300→x > 25

Przy dokładnie 25 kubkach zysk wynosi 0, czyli firma wychodzi na zero. Ponieważ kubki sprzedaje się w całości, zysk pojawia się od 26. kubka.

Odpowiedźtrzeba sprzedać co najmniej 26 kubków

14Najczęstsze błędy

Najczęstszy błąd to brak odwrócenia znaku przy dzieleniu przez liczbę ujemną. Wtedy wychodzi przedział z niewłaściwej strony miejsca zerowego. Pomaga sprawdzenie jedną liczbą: jeśli po wstawieniu wyjdzie wartość ujemna, coś jest nie tak. Drugi błąd to włączanie miejsca zerowego do odpowiedzi przy wartościach dodatnich: w miejscu zerowym wartość to 0, a 0 nie jest dodatnie. Trzeci to pomylenie pytania o argumenty z pytaniem o wartości. Odpowiedzią jest zbiór x, a nie zbiór y.

15Sprawdź się

Rozwiąż samodzielnie, a potem kliknij, żeby zobaczyć odpowiedź i wykres.

1. Kiedy funkcja f(x) = x − 3 przyjmuje wartości dodatnie?

x ∈ (3; +∞)

−2246−4−224xyy > 0x₀ = 3
2. Kiedy funkcja f(x) = −2x + 8 przyjmuje wartości dodatnie?

x ∈ (−∞; 4)

−2246−4−2246810xyy > 0x₀ = 4
3. Kiedy funkcja f(x) = 13x + 2 przyjmuje wartości dodatnie?

x ∈ (−6; +∞)

−8−6−4−224−224xyy > 0x₀ = −6
4. Kiedy funkcja f(x) = −x przyjmuje wartości dodatnie?

x ∈ (−∞; 0)

−4−224−4−224xyy > 0x₀ = 0
5. Kiedy funkcja f(x) = 5x − 10 przyjmuje wartości dodatnie?

x ∈ (2; +∞)

−224−6−4−22468xyy > 0x₀ = 2
6. Kiedy funkcja f(x) = −12x − 2 przyjmuje wartości dodatnie?

x ∈ (−∞; −4)

−8−6−4−224−4−22xyy > 0x₀ = −4
Facebook
Pinterest
Twitter
LinkedIn

KURS MATURALNY

Uczysz się do matury z matematyki?

Jeśli ten wpis Ci pomógł, ale masz w głowie:

„okej, ten temat ogarniam… ale co z całą resztą?”

to właśnie po to stworzyłam mój kurs maturalny.

Nie musisz skakać po przypadkowych filmach, wpisach i zadaniach ani zastanawiać się, czego uczyć się najpierw.

W kursie przechodzimy przez wszystko krok po kroku:

Najpierw Narzędziownia – czyli podstawy, na których najczęściej wykładają się zadania: ułamki, potęgi, pierwiastki, procenty, logarytmy i inne rzeczy, które „niby były”, ale jakoś nie chcą zostać w głowie.

Potem zadania maturalne – dział po dziale, dokładnie w takim stylu, jaki spotkasz na maturze.

Na końcu arkusze CKE – żebyś nie tylko znał/a teorię, ale umiał/a faktycznie usiąść do arkusza i liczyć.

Ty liczysz. Ja pilnuję, żeby to miało kolejność. 😎

Schemat jest prosty i brutalnie skuteczny:

zrozumienie → praktyka → powtórka → utrwalenie.

Zaczynasz od zera

3–4 miesiące

Masz już podstawy

4–6 tygodni