3. Függvények

3.1. A függvény fogalma

Ha az halmaz minden eleméhez hozzárendelünk egy elemet a halmazból, akkor függvényről beszélünk. Az halmaz a függvény értelmezési tartománya. A függvény értékkészlete a halmaz azon részhalmaza, amelynek elemeit hozzárendeltük az halmaz elemeihez.
Ha és a valós számok részhalmazai, akkor valós függvényről beszélünk. A továbbiakban csak valós függvényekkel foglalkozunk.
Fontos: Az értelmezési tartomány minden eleméhez , azaz EGY elemet rendelünk hozzá. Az értékkészlet bármelyik elemét viszont több elemhez is hozzárendelhetjük.
Jelölés:
  • Az függvény értelmezési tartományát -fel vagy -fel jelöljük.
  • Az függvény értékkészletét -fel vagy -fel jelöljük.
  • Azt, hogy az függvény értelmezési tartománya az halmaz, értékei pedig a halmazban vannak, így jelöljük: .
Példák:
Értelmezési tartomány:
Értékkészlet: a nemnegatív valós számok halmaza.

Értelmezési tartomány:
Értékkészlet: a pozitív valós számok halmaza.

Értelmezési tartomány:
Értékkészlet: a négyzetszámok halmaza.
Ha nem jelöljük a függvény értelmezési tartományát, például csak annyit írunk, hogy vagy , akkor az értelmezési tartomány a valós számoknak az a legbővebb részhalmaza, ahol a függvényt megadó képlet értelmes. Tehát értelmezési tartománya a valós számok halmaza, értelmezési tartománya a valós számok halmaza kivéve a -t.
Az értelmezési tartomány egy elemét pontnak vagy helynek is hívjuk, az értékkészlet elemei pedig a függvényértékek vagy helyettesítési értékek vagy értékek.
Példa: Az függvény helyhez tartozó helyettesítési értéke .
Definíció:A függvény grafikonja.
Az függvény grafikonja a halmaz.
A függvények grafikonját ábrázolhatjuk is. Ilyenkor a Descartes-féle koordinátarendszerben az értelmezési tartomány elemeit az tengelyen, a függvényértékeket pedig az tengelyen ábrázoljuk: .
Néhány függvényt ábrázoltunk a következő rajzokon:
bevaFigs/zfig/j_graf1.svg -- not found

bevaFigs/zfig/j_graf2.svg -- not found

bevaFigs/zfig/j_graf3.svg -- not found

Definíció: Két függvény egyenlő, ha értelmezési tartományuk megegyezik, és minden pontban ugyanazt az értéket veszik fel.
Példa: Az
és a
függvények nem egyenlők egymással, mert az értelmezési tartományuk nem egyezik meg.

3.2. Függvények tulajdonságai

Definíció: A valós számok bizonyos részhalmazait intervallumoknak nevezzük.
A következő intervallumokat értelmezzük ():
 •zárt intervallum
 •nyílt intervallum
 •balról nyílt, jobbról zárt intervallum
 •balról zárt, jobbról nyílt intervallum
 •balról zárt félegyenes
 •balról nyílt félegyenes
 •jobbról zárt félegyenes
 •jobbról nyílt félegyenes
 •számegyenes
Megjegyzés:Az intervallumok jelölésében a középiskolás tankönyvekben szokásos kifele szögletes zárójel helyett kerek zárójelet használunk.
Definíció: Azokat a helyeket, ahol a függvény -t vesz fel, zérushelyeknek nevezzük.
Példák:
  • Az függvény zérushelye .
  • A függvénynek nincs zérushelye.
Definíció:
A függvények monotonitási szakaszai azok az intervallumok, amelyeken a függvény végig monoton nő, és azok az intervallumok, amelyeken a függvény végig monoton csökken.
  • Ha az függvény értelmezve van az intervallumon, és az intervallum bármely két elemére teljesül, hogy ha , akkor , akkor monoton nő az intervallumon.
  • Ha az függvény értelmezve van az intervallumon, és az intervallum bármely két elemére teljesül, hogy ha , akkor , akkor szigorúan monoton nő az intervallumon.
  • Ha az függvény értelmezve van az intervallumon, és az intervallum bármely két elemére teljesül, hogy ha , akkor , akkor monoton csökken az intervallumon.
  • Ha az függvény értelmezve van az intervallumon, és az intervallum bármely két elemére teljesül, hogy ha , akkor , akkor szigorúan monoton csökken az intervallumon.
Példák:
  • Az függvény szigorúan monoton csökken a intervallumon, szigorúan monoton nő a intervallumon, de nem monoton az egész számegyenesen.
  • A függvény monoton nő az egész számegyenesen, és monoton csökken az egész számegyenesen.
Ábrázoltunk néhány függvényt, pirossal jelölve a monoton növő, kékkel pedig a monoton csökkenő szakaszait.
bevaFigs/a1/a1_graf1.svg -- not found

bevaFigs/a1/a1_graf2.svg -- not found

bevaFigs/a1/a1_graf3.svg -- not found

Megjegyzés: Van olyan függvény, amelyik semmilyen intervallumban sem monoton.
Definíció:Szélsőértékek
  • Az értéket az függvény maximumának vagy abszolút maximumának vagy maximum értékének nevezzük, ha értelmezési tartományában van olyan hely, amelyre , és sehol nem vesz fel -nél nagyobb értéket.
  • Azokat a helyeket, ahol helyettesítési értéke az maximum érték, maximumhelyeknek nevezzük.
  • Az értéket az függvény minimumának vagy abszolút minimumának vagy minimum értékének nevezzük, ha értelmezési tartományában van olyan hely, amelyre , és sehol nem vesz fel -nél kisebb értéket.
  • Azokat a helyeket, ahol helyettesítési értéke az minimum érték, minimumhelyeknek nevezzük.
A maximum- és minimumhelyek közös neve: szélsőértékhelyek, a maximum és minimum értékek közös neve: szélsőértékek.
Példák:
  • A függvény maximuma , maximumhelyei: .
  • A függvény minimuma , minimumhelyei: .
  • Az függvény minimuma , minimumhelye . Az függvénynek nincs maximuma.
  • Az függvénynek nincs se minimuma, se maximuma.
  • A (törtrész vagy törtrésze) függvény minimuma , minimumhelyei az egész számok. A függvénynek nincs maximuma.
bevaFigs/zfig/j_graf5.svg -- not found

bevaFigs/zfig/j_graf6.svg -- not found

bevaFigs/zfig/j_graf1.svg -- not found

bevaFigs/zfig/j_graf4.svg -- not found

Definíció:Periodikus függvények
Az függvényt periodikusnak nevezzük, ha van olyan szám, hogy értelmezési tartományának minden elemére teljesül a következő két állítás:
 (i) és is eleme értelmezési tartományának,
 (ii).
A definícióban levő számot a függvény periódusának nevezzük.
Ha periódusa az függvénynek, akkor minden esetén is periódusa -nek.
Példák:
  • A függvény periodikus, periódusai . A függvény legkisebb pozitív periódusa .
  • Az függvény nem periodikus.
bevaFigs/zfig/j_graf5.svg -- not found

bevaFigs/zfig/j_graf7.svg -- not found

bevaFigs/zfig/j_graf6.svg -- not found

Megjegyzés:Van olyan periodikus függvény, amelyiknek nincs legkisebb pozitív periódusa.
Definíció:Páros és páratlan függvények
  • Az függvényt párosnak nevezzük, ha az értelmezési tartomány minden elemére teljesül a következő két állítás:
     (i) is benne van az értelmezési tartományban,
     (ii).
    A páros függvények grafikonja szimmetrikus az tengelyre.
  • Az függvényt páratlannak nevezzük, ha az értelmezési tartomány minden elemére teljesül a következő két állítás:
     (i) is benne van az értelmezési tartományban,
     (ii).
    A páratlan függvények grafikonja szimmetrikus az origóra.
Példák:
  • Az függvény páros.
  • Az függvény páratlan.
  • Az függvény se nem páros, se nem páratlan.
bevaFigs/zfig/j_graf8.svg -- not found

bevaFigs/zfig/j_graf9.svg -- not found

bevaFigs/zfig/j_graf10.svg -- not found

3.3. Műveletek a függvények körében

Definíció:Algebrai műveletek.
  • Függvények összege: Ha az és függvények értelmezési tartománya megegyezik, jelöljük a közös értelmezési tartományt -vel, akkor a értelmezési tartománya szintén , és minden esetén .
  • Konstanssal való szorzás: Ha az függvény értelmezési tartománya , és egy valós szám, akkor a függvény értelmezési tartománya szintén , és minden esetén .
  • Függvények szorzata: Ha az és függvények értelmezési tartománya megegyezik, jelöljük a közös értelmezési tartományt -vel, akkor a értelmezési tartománya szintén , és minden esetén .
  • Függvények hányadosa: Ha az és függvények értelmezési tartománya megegyezik, jelöljük a közös értelmezési tartományt -vel, és -nek nincs zérushelye, akkor a értelmezési tartománya szintén , és minden esetén .
Példák:}
A függvények összegének és szorzatának grafikonja az alábbi ábrákon látható:
bevaFigs/bfig/fgadd.svg -- not found

Két függvény összege

bevaFigs/bfig/fgmul.svg -- not found

Két függvény szorzata

A függvények körében az algebrai műveleteken kívül van még egy művelet: az összetétel vagy kompozíció.
Definíció:Kompozíció.
Ha és két valós függvény, akkor a összetett függvény értelmezési tartománya
és minden esetén
Ha , akkor az az összetett függvény külső függvénye, és a belső függvénye.
Megjegyzés: Előfordulhat, hogy a fenti definíció esetén olyan függvényt kapunk, amelyre , azaz a függvény sehol sincs értelmezve. A továbbiakban ezt az üres függvényt (azonosítható az üres halmazzal) nem tekintjük függvénynek.
Példák:
Legyen , és .\\ Ekkor , és
A függvények kompozíciójánál lényeges a sorrend, nem mindegy, hogy melyik a külső, és melyik a belső függvény.
bevaFigs/bfig/fgkomp.svg -- not found

Két függvény kompozíciója

Megjegyzés:Vannak többszörösen összetett függvények is. Például, ha , és , akkor

3.4. Függvénytranszformációk

A függvények ábrázolása sokat segíthet a feladatok megoldásában. A grafikonokról hasznos adatokat tudunk leolvasni. Ha ismerjük a fontosabb elemi függvények grafikonját, akkor a függvénytranszformációkkal újabb függvényeket tudunk ábrázolni.
Legyen az egy olyan függvény, amelyiknek ismerjük a grafikonját, és legyen , ahol és rögzített valós számok.
  • Külső függvénytranszformációról a ábrázolásakor beszélünk, ekkor .
  • Belső függvénytranszformációról a ábrázolásakor beszélünk, ekkor .
  • Összetett függvénytranszformáció esetén külső és belső transzformáció is előfordul.
Példák:
  • Legyen , valamint .
    ábrázolásához az függvény grafikonját -vel toljuk felfele, ha , illetve -vel lefele, ha .
    ábrázolásához az függvény grafikonját az tengely irányában -szorosára nyújtjuk, ha , illetve -ad részére zsugorítjuk, ha . Ha , akkor a nyújtás vagy zsugorítás mellett a grafikont tükrözzük is az tengelyre.
    ábrázolásához az függvény grafikonját az tengely irányában -szorosára nyújtjuk, ha , illetve -ad részére zsugorítjuk, ha . Ha , akkor a nyújtás vagy zsugorítás mellett a grafikont tükrözzük is az tengelyre, majd a kapott grafikont -vel toljuk felfele, ha , illetve -vel lefele, ha .
    Ha és , akkor a grafikonok képei:
    bevaFigs/zfig/j_graf11.svg -- not found


  • Legyen , valamint .
    ábrázolásához az függvény grafikonját -vel toljuk balra, ha , és -vel toljuk jobbra, ha .
    ábrázolásához az függvény grafikonját az tengely irányában -szorosára nyújtjuk, ha , illetve -ad részére zsugorítjuk, ha . Ha , akkor a nyújtás vagy zsugorítás mellett a grafikont tükrözzük is az tengelyre.
    ábrázolásához az függvény grafikonját először -vel toljuk balra, ha , és -vel toljuk jobbra, ha , majd a kapott grafikont az tengely irányában -szorosára nyújtjuk, ha , illetve -ad részére zsugorítjuk, ha . Ha , akkor a nyújtás vagy zsugorítás mellett a grafikont tükrözzük is az tengelyre.
    Ha és , akkor a grafikonok képei:
    bevaFigs/zfig/j_graf12.svg -- not found


  • Legyen , valamint .
    Ekkor ábrázolásának lépései: .
    Ha és , akkor a grafikonok képei:
    bevaFigs/zfig/j_graf13.svg -- not found

A függvénytraszformációkat a transzformációk szerint is lehet csoportosítani.
  • Függőleges eltolás:
    Az kifejezés az grafikonját felfelé tolja -vel, ha és lefelé -vel, ha .
    Példa:
    bevaFigs/bfig/fgtrnud.svg -- not found


  • Vízszintes eltolás:
    Az kifejezés az grafikonját balra tolja -vel, ha és jobbra -vel, ha .
    Példa:
    bevaFigs/bfig/fgtrnlr.svg -- not found


  • Függőleges nyújtás:
    Az kifejezés az grafikonját az tengely irányában -szere\-sére változtatja. Ha , akkor nyújtja, ha , akkor zsugorítja. Ha pedig , akkor tükrözi az tengelyre.
    Példa:
    bevaFigs/bfig/fgscaley.svg -- not found


  • Vízszintes nyújtás:
    Az kifejezés az grafikonját az tengely irányában -szeresére változtatja. Ha , akkor nyújtja, ha , akkor zsugorítja. Ha pedig , akkor tükrözi az tengelyre.
    Példa:
    bevaFigs/bfig/fgscalex.svg -- not found

3.5. Fontosabb elemi függvények: grafikonok, tulajdonságok

Lineáris függvények:
Az vagy alakú függvényeket lineáris függvényeknek nevezzük. Itt és állandó. Az elnevezést az indokolja, hogy grafikonjuk a síkban egyenes. Itt az egyenes meredeksége, pedig az tengellyel való metszéspontja az egyenesnek.
Abban a speciális esetben, amikor , azaz a függvény grafikonja egy vízszintes egyenes, konstans függvényről beszélünk.
bevaFigs/bfig/egyenesek.svg -- not found

Hatványfüggvények:
Az vagy alakú függvényeket hatványfüggvényeknek nevezzük. Itt egy állandó, a hatvány kitevője. Egyelőre csak olyan hatványfüggvényekkel foglalkozunk, amelyeknek a kitevője egy nem egész szám. Ha ez a kitevő egy pozitív egész szám, akkor a függvény értelmezési tartománya az egész számegyenes. Ha a kitevő negatív, akkor a függvény nincs értelmezve -ban.
A pozitív kitevős hatványfüggvényekből és konstansokból az összeadás és szorzás segítségével előállítható függvényeket polinomoknak nevezzük. Minden polinom felírható
alakban, ahol valós számok, a polinom együtthatói. Azt a legnagyobb indexet, amelyre , a polinom fokának nevezzük. Emiatt szokás a konstans függvényeket -ad fokú polinomoknak is nevezni.
bevaFigs/bfig/hatvanyok.svg -- not found

bevaFigs/bfig/xadm1.svg -- not found

bevaFigs/bfig/xadm2.svg -- not found

A törtkitevőjű hatványfüggvények közül különösen fontos az négyzetgyökfüggvény és az
köbgyökfüggvény. A négyzetgyökfüggvény értelmezési tartománya és értékkészlete a félegyenes, azaz a nemnegatív valós számok. A köbgyökfüggvény értelmezési tartománya és értékkészlete a egyenes, azaz az összes valós szám.
bevaFigs/bfig/gyokok.svg -- not found

Exponenciális függvények:
Az alakú függvényeket -alapú exponenciális függvényeknek nevezzük. Itt az alap csak pozitív, -től különböző szám lehet: és . Az exponenciális függvények értelmezési tartománya , értékkészlete pedig .
bevaFigs/bfig/exponential.svg -- not found

Logaritmusfüggvények:
Az alakú függvényeket -alapú logaritmusfüggvényeknek nevezzük. Ezek az exponenciális függvények inverzei. Az alap itt is csak pozitív, -től különböző szám lehet: és . A logaritmusfüggvények értelmezési tartománya , értékkészlete pedig .
bevaFigs/bfig/logaritmus.svg -- not found

Trigonometrikus függvények:
Az alábbi ábrákon a négy legismertebb trigonometrikus függvény grafikonja látható. Közülük a és a mindenütt értelmezve van, értékkészlete a zárt intervallum és szerint periodikus.
A függvény nincs értelmezve ott, ahol a függvény értéke , azaz az helyeken, ahol tetszőleges egész szám.
A függvény nincs értelmezve ott, ahol a függvény értéke , azaz az helyeken, ahol tetszőleges egész szám.
A és a függvény értékkészlete és szerint periodikus.
bevaFigs/bfig/sinus.svg -- not found

bevaFigs/bfig/cosinus.svg -- not found

bevaFigs/bfig/tangens.svg -- not found

bevaFigs/bfig/cotangens.svg -- not found

3.6. Szakaszonként megadott függvények

Függvényeket többféle módon lehet megadni. Legtöbbször valamilyen képlettel fogjuk megadni a hozzárendelést.
Ugyanakkor egy függvényt nem feltétlenül egyetlen képlettel adunk meg az egész értelmezési tartományon. Vannak olyan függvények, amelyeket különböző intervallumokon más-más képlet definiál.
Példák:
bevaFigs/zfig/j_graf14.svg -- not found

bevaFigs/zfig/j_graf15.svg -- not found

bevaFigs/zfig/j_graf16.svg -- not found

Nem adható meg egyetlen képlettel az ( egész része vagy egész rész ) és a ( törtrésze vagy törtrész ) függvény sem.
Definíció:
  • Az valós szám egész része, jele , olyan egész szám, amelyre teljesül, hogy .
    Példák:
  • Az függvény minden valós számhoz a szám egész részét rendeli.
    bevaFigs/zfig/j_graf17.svg -- not found


  • Az valós szám törtrészét, jele , úgy kapjuk, hogy a számból kivonjuk az egész részét: .
    Példák:
  • Az függvény minden valós számhoz a szám törtrészét rendeli.
    bevaFigs/zfig/j_graf18.svg -- not found

Megjegyzés:Egy függvényt nemcsak szakaszonként határozhat meg egy képlet, hanem tetszőleges ponthalmazokon is meg lehet adni értékeket.
Példák:
  • áá
Az első példában szereplő függvény grafikonját könnyű lerajzolni, a második példában szereplő függvény grafikonját pedig nem lehet lerajzolni.
bevaFigs/zfig/j_graf19.svg -- not found

3.7. Egyenlőtlenségek grafikus megoldása

A függvénygrafikonok ábrázolása hasznos módszer az egyenlőtlenségek megoldásakor. Nem feltétlenül helyettesíti a pontos értékek kiszámolásában az algebrai megoldást, de kiegészíti azt, és segít a hibák elkerülésében.
Mindig érdemes vázolni a grafikonokat, ha az egyenlőtlenségben másodfokú függvény szerepel. Akkor is érdemes vázolni a grafikonokat, ha az egyenlőtlenségben egyszerűbb trigonometrikus, logaritmus vagy exponenciális függvények szerepelnek.
Példák:
  • Oldjuk meg az egyenlőtlenséget!
  • Oldjuk meg az egyenlőtlenséget!
  • Oldjuk meg az egyenlőtlenséget!
  • Oldjuk meg a egyenlőtlenséget!
  • Oldjuk meg az egyenlőtlenséget!
  • Oldjuk meg az egyenlőtlenséget!
  • Oldjuk meg a egyenlőtlenséget!
  • Oldjuk meg a egyenlőtlenséget!
  • Oldjuk meg a egyenlőtlenséget!
  • Oldjuk meg a egyenlőtlenséget!
bevaFigs/zfig/j_grafeq1.svg -- not found

bevaFigs/zfig/j_grafeq2.svg -- not found

bevaFigs/zfig/j_grafeq3.svg -- not found

bevaFigs/zfig/j_grafeq4.svg -- not found

bevaFigs/zfig/j_grafeq5.svg -- not found

bevaFigs/zfig/j_grafeq6.svg -- not found

bevaFigs/zfig/j_grafeq7.svg -- not found

bevaFigs/zfig/j_grafeq10.svg -- not found

bevaFigs/zfig/j_grafeq8.svg -- not found

bevaFigs/zfig/j_grafeq9.svg -- not found

3.8. Szélsőérték-feladatok megoldása másodfokú függvény segítségével

Bizonyos szélsőértékeket könnyen meghatározhatunk a másodfokú függvény segítségével. A legegyszerűbb ilyen feladat valamilyen konkrét másodfokú függvény szélsőértékének a meghatározása. A megoldás során érdemes ábrázolni a függvény grafikonját.
Példák:
  • Határozzuk meg az függvény minimumát!
    Megoldás: . A függvény minimumhelye -ben van, és a minimumérték .
    bevaFigs/zfig/j_grafmin1.svg -- not found


  • Határozzuk meg az függvény maximumát!
    Megoldás: A függvény maximumhelye -ban van, és a maximumérték .
    bevaFigs/zfig/j_grafmax1.svg -- not found


  • Mennyi a hosszúságegység kerületű téglalapok területének a maximuma? Határozzuk meg a maximális területtel rendelkező téglalap oldalait!
    Megoldás: Legyen a téglalap két oldala és . Ekkor , amiből . A téglalap területe az oldal függvényében .
    A téglalap területe maximális, ha hosszúságegység. Ekkor , tehát a téglalap négyzet, és a maximális terület területegység. (Ld. még Megoldás nevezetes közepekkel.)

3.9. Függvények inverze

Definíció: Azt mondjuk, hogy az valós függvény egy-egyértelmű vagy kölcsönösen egyértelmű, illetve invertálható, ha az függvény különböző -beli pontokhoz különböző értékeket rendel.
Példák egy-egyértelmű függvényekre: .
Nem minden függvény egy-egyértelmű, példák nem egy-egyértelmű függvényekre: .
Definíció:Inverz függvény. Kölcsönösen egyértelmű függvények esetében a hozzárendelés irányát meg lehet fordítani. Ekkor az eredeti függvény értékkészletéből lesz az új függvény értelmezési tartománya, és az eredeti függvény értelmezési tartományából lesz az új függvény értékkészlete. A hozzárendelés megfordításával invertáljuk a függvényt. Az előbbi módon kapott új függvény az eredeti függvény inverze, illetve az eredeti és az új függvény egymás inverzei.
Az függvény inverzét -gyel jelöljük. Ne keverjük össze az inverz függvényt a függvény reciprokával.
Ha és egymás inverzei, akkor értelmezési tartománya megegyezik értékkészletével, értékkészlete megegyezik értelmezési tartományával, továbbá, ha értelmezve van az helyen, és , akkor .
Példák: Az függvény inverze , a inverze , és inverze .
Fontos: Csak egy-egyértelmű függvénynek van inverze.
Mivel az inverz függvényt a leképezés irányának megfordításával kapjuk, a grafikon ábrázolásakor ez az és tengelyek szerepének felcserélését jelenti. Ezért az inverz függvények grafikonjai szimmetrikusak az egyenesre.
bevaFigs/zfig/j_grafinv1.svg -- not found

bevaFigs/zfig/j_grafinv2.svg -- not found

bevaFigs/zfig/j_grafinv5.svg -- not found

Nincs inverze például az egész számegyenesen értelmezett függvénynek, mert nem kölcsönösen egyértelmű. Az függvény grafikonját lehet tükrözni az egyenesre, de az így kapott görbe már nem függvénygrafikon, mert függvények esetében egy helyhez pontosan egy értéket rendelünk.
Van viszont inverze az függvénynek, ha például csak a intervallumon értelmezzük, mert itt egy-egyértelmű.
bevaFigs/zfig/j_grafinv3.svg -- not found

bevaFigs/zfig/j_grafinv4.svg -- not found

Az inverz függvény jelölését a zsebszámológépeken is láthatjuk. Például a gomb felett van a felirat. Az egész számegyenesen a szinusz függvény sem egy-egyértelmű, tehát az egész számegyenesen nincs inverze. Ha viszont csak a intervallumon értelmezzük, ott már egy-egyértelmű, és van inverze. Ennek a intervallumra megszorított szinusz függvénynek az inverzét jelöljük -gyel vagy -szal.
Példa:
Határozzuk meg az függvény inverzét, továbbá adjuk meg az inverz értelmezési tartományát és értékkészletét!
Ha , és a hozzárendelést megfordítjuk, vagyis és szerepét felcseréljük, akkor az egyenlethez jutunk. Ezt -ra megoldva:
é
eredményeket kapjuk. A két eredmény közül egy konkrét értékpár segítségével tudjuk kiválasztani az eredeti függvény inverzét. Válasszuk az helyet, és itt . Tehát az inverz függvényre igaz, hogy . Az értéke -ben , tehát az függvény inverze
( értéke -ben , tehát nem lehet inverze.) Az inverz értelmezési tartománya (és nem ), értékkészlete pedig .
bevaFigs/zfig/j_grafinv6.svg -- not found

3.10. Feladatok

Igazak-e a következő állítások?
Minden polinom esetén vannak olyan számok, amelyekre teljesül, hogy .
Vannak olyan számok, amelyekre minden polinom esetén teljesül, hogy .
Van-e olyan függvény, amelyre a

Minden -hez van olyan , amelyikre .
Van olyan , hogy minden esetén .

állítások közül pontosan
teljesül?
Fogalmazzuk meg, hogy mit jelent az, hogy egy függvény az intervallumban monoton nő! Fogalmazzuk meg, hogy mit jelent az, hogy egy függvénynek az abszolút minimuma 4.
Fogalmazzuk meg, hogy mit jelent az, hogy egy függvény a intervallumban monoton csökken! Fogalmazzuk meg, hogy mit jelent az, hogy egy függvénynek abszolút minimuma van az pontban!
Indokoljuk az alábbi kérdésekre adott válaszokat!
Lehet-e két szigorúan monoton növő függvény összege szigorúan monoton csökkenő?
Lehet-e két szigorúan monoton növő függvény szorzata szigorúan monoton csökkenő?
Igaz-e, hogy ha az függvény szigorúan monoton növő, akkor is és is szigorúan monoton növő függvények?
Adjunk példát olyan szigorúan monoton növő és függvényekre, ha vannak ilyenek, amelyeknek az összege
szigorúan monoton növő.
szigorúan monoton csökkenő.
Adjunk példát olyan szigorúan monoton növő és függvényekre, ha vannak ilyenek, amelyeknek a szorzata
szigorúan monoton növő.
szigorúan monoton csökkenő.
Van-e olyan mindenütt értelmezett függvény, amelyiknek
nincs abszolút minimuma?
nincs sem abszolút minimuma, sem abszolút maximuma?
nem monoton az egész számegyenesen, de nincs sem abszolút minimuma, sem abszolút maximuma?
minden pontban az abszolút minimummal egyezik meg a helyettesítési értéke?
Van-e olyan minden valós számon értelmezett függvény, amelyik szigorúan monoton csökken a intervallumon, szigorúan monoton nő a intervallumon, és -ban nincs minimuma?
Van-e olyan minden valós számon értelmezett függvény, amelyik nem vesz fel -nél nagyobb értéket, de nincs maximuma?
Van-e maximuma a függvénynek?
Van-e minimuma, illetve van-e maximuma a következő, mindenütt értelmezett függvényeknek?
Van-e minimuma, illetve van-e maximuma a következő, mindenütt értelmezett függvényeknek?
Keressük meg a következő függvények szélsőértékhelyeit, és adjuk meg a szélsőértéket is!
Keressük meg a következő függvények szélsőértékhelyeit a megadott intervallumokon, és adjuk meg a szélsőértéket is!
Határozzuk meg a paramétert úgy, ha lehet, hogy az függvény
grafikonja érintse az -tengelyt!
minimuma legyen!
csak negatív értéket vegyen fel!
Határozzuk meg a paramétert úgy, ha lehet, hogy az függvény
grafikonja érintse az egyenest!
maximuma legyen!
csak pozitív értéket vegyen fel!
Keressük meg a következő függvények szélsőértékhelyeit, és szélsőértékeit!
Van-e olyan függvény, amelyiknek a grafikonja szimmetrikus az
tengelyre?
tengelyre?
egyenesre?
egyenesre?
egyenesre?
origóra?
pontra?
pontra?
Fogalmazzuk meg, hogy mit jelent az, hogy egy függvény páros!
Fogalmazzuk meg, hogy mit jelent az, hogy egy függvény nem páros!
Fogalmazzuk meg, hogy mit jelent az, hogy egy függvény páratlan!
Fogalmazzuk meg, hogy mit jelent az, hogy egy függvény nem páratlan!
Melyik függvény páros, melyik páratlan, melyik se nem páros, se nem páratlan, melyik páros is, és páratlan is?
Adjunk példát olyan páros, és olyan páratlan függvényekre, amelyek összege
páratlan.
se nem páros, se nem páratlan.
Legyen . Tudjuk, hogy . Következik-e ebből, hogy páros függvény?
Legyen . Tudjuk, hogy . Következik-e ebből, hogy nem páros függvény?
Melyik függvény páros, melyik páratlan, melyik se nem páros, se nem páratlan, melyik páros is, és páratlan is?
Adjunk példát olyan páros, és olyan páratlan függvényekre, amelyek összege
páros.
páros is, és páratlan is.
Legyen egy mindenütt értelmezett függvény, amelyre teljesül, hogy . Következik-e ebből, hogy páratlan függvény?
Legyen egy mindenütt értelmezett függvény, amelyre teljesül, hogy . Lehet-e páros?
Legyen egy mindenütt értelmezett függvény, amelyre teljesül, hogy . Következik-e ebből, hogy nem páratlan függvény?
Igaz-e, hogy egy páros és egy páratlan függvény összege
páros?
páratlan?
se nem páros, se nem páratlan?
páros is és páratlan is?
Lehet-e egy páros és egy páratlan függvény összege
páros?
páratlan?
se nem páros, se nem páratlan?
páros is és páratlan is?
Bizonyítsuk be, hogy minden függvény felbontható egy páros és egy páratlan függvény összegére!
Van-e olyan függvénygrafikon, amelynek végtelen sok
szimmetriatengelye
szimmetria-középpontja
van?
Van-e olyan függvénygrafikon, amelynek pontosan
szimmetriatengelye
szimmetria-középpontja
van?
Van-e olyan függvény, amelyikre a

Minden -hez van olyan szám, hogy .}
Van olyan szám, hogy minden esetén .

állítások közül pontosan
teljesül?
Fogalmazzuk meg, mit jelent az, hogy egy függvény periodikus!
Fogalmazzuk meg, mit jelent az, hogy egy függvény nem periodikus!
Fogalmazzuk meg, mit jelent az, hogy a periódusa egy függvénynek!
Fogalmazzuk meg, mit jelent az, hogy a nem periódusa egy függvénynek!
Van-e olyan függvény, amelyiknek pontosan
periódusa van?
Adjuk meg a függvény legkisebb pozitív periódusát!
Periodikusak-e a következő függvények? Ha igen, adjunk meg egy periódust!
Periódusa-e a függvénynek
az ,
a ,
a ?
Van-e -nek -nél kisebb pozitív periódusa?
Bizonyítsuk be, hogy a függvény periodikus, és minden nem racionális szám a periódusa. Van-e a pozitív periódusok között legkisebb?
Legyen és . Írjuk fel az alábbi összetett függvényeket:
Legyen és . Írjuk fel az alábbi összetett függvényeket:
Írjuk fel egyszerű alakban a következő függvényeket, és ábrázoljuk is őket!
Adjunk meg olyan függvényt, ha van ilyen, amelyre igaz, hogy .
Van-e inverzük a következő függvényeknek? Ha igen, adjuk meg az inverz függvényeket!
Keressünk inverz párokat a függvények között!
Adjunk meg olyan függvényeket, amelyek saját maguk inverzei!
Igaz-e, hogy ha egy tetszőleges, mindenütt értelmezett függvény grafikonját tükrözzük az egyenesre, akkor megkapjuk az inverz függvény grafikonját?
Legyen .
Van-e olyan intervallum, ahol monoton? Van-e -nek inverze?
Adjunk meg olyan intervallumokat, amelyeken az függvénynek van inverze! Adjuk meg az inverzeket ezeken az intervallumokon! Adjuk meg az inverzek értelmezési tartományát és értékkészletét!
Adjuk meg inverzét a intervallumon, és bizonyítsuk be, hogy az inverz függvény monoton! Adjuk meg az inverz értelmezési tartományát és értékkészletét!
Van-e olyan függvény, amelyiknek a grafikonja a sík összes egyenesét metszi?
Van-e olyan függvény, amelyik a sík összes egyenesét végtelen sok pontban metszi?
Van-e olyan függvény, amelyik végtelen sokszor felvesz minden valós értéket?
Lehet-e valamilyen függvény grafikonja
egy kör?
egy álló parabola?
egy fekvő parabola?
egy vízszintes egyenes?
Lehetnek-e a következő egyenesek valamilyen lineáris függvény grafikonjai? Ha igen, határozzuk meg a lineáris függvények meredekségét!
Lehetnek-e a következő egyenesek valamilyen lineáris függvény grafikonjai? Ha igen, határozzuk meg a lineáris függvények meredekségét!
Írjuk fel az annak az elsőfokú függvénynek a hozzárendelési szabályát alakban, amelyre igaz, hogy átmegy a ponton és a meredeksége .
Írjuk fel az annak az elsőfokú függvénynek – ha van ilyen függvény – a hozzárendelési szabályát alakban, amelyre igaz, hogy
átmegy a ponton és a meredeksége !
átmegy a és pontokon!
átmegy a ponton és a meredeksége 5!
átmegy a és pontokon!
Van-e olyan elsőfokú polinom, amelyre igaz, hogy minden esetén
?
?
?
Határozzuk meg a következő függvények lehető legbővebb értelmezési tartományát, majd ábrázoljuk őket! Határozzuk meg az értékkészletüket! Színezzük pirosra az tengelyen azokat a szakaszokat, ahol a függvény monoton növő, és kékre azokat, ahol monoton csökkenő! Határozzuk meg a minimum- és maximumhelyeket, ha vannak, és a minimum és maximum értékeket is!
Számoljuk ki a következő számok egész részét és törtrészét!
Határozzuk meg a következő függvények lehető legbővebb értelmezési tartományát, majd ábrázoljuk őket! Határozzuk meg az értékkészletüket! Színezzük pirosra az tengelyen azokat a szakaszokat, ahol a függvény monoton növő, és kékre azokat, ahol monoton csökkenő! Határozzuk meg a szélsőértékhelyeket, ha vannak, és a szélsőértékeket is!
Határozzuk meg a következő függvények lehető legbővebb értelmezési tartományát, majd ábrázoljuk őket! Határozzuk meg az értékkészletüket! Színezzük pirosra az tengelyen azokat a szakaszokat, ahol a függvény monoton növő, és kékre azokat, ahol monoton csökkenő! Határozzuk meg a szélsőértékhelyeket, ha vannak, és a szélsőértékeket is!
Határozzuk meg a következő függvények lehető legbővebb értelmezési tartományát, majd ábrázoljuk őket! Határozzuk meg az értékkészletüket! Színezzük pirosra az tengelyen azokat a szakaszokat, ahol a függvény monoton növő, és kékre azokat, ahol monoton csökkenő! Határozzuk meg a szélsőértékhelyeket, ha vannak, és a szélsőértékeket is!
Határozzuk meg a következő függvények lehető legbővebb értelmezési tartományát, majd ábrázoljuk őket! Határozzuk meg a függvények legkisebb pozitív periódusát is!
Határozzuk meg a következő függvények lehető legbővebb értelmezési tartományát, majd ábrázoljuk őket! Határozzuk meg a függvények legkisebb pozitív periódusát is!
Bizonyítsuk be, hogy az és a függvények egyenlők!
Felhasználva az előző egyenlőséget, adjuk meg a következő kifejezések értékét trigonometrikus függvények használata nélkül!
Bizonyítsuk be, hogy az és a függvények egyenlők!
Felhasználva az előző egyenlőséget, adjuk meg a következő kifejezések értékét trigonometrikus függvények használata nélkül!
Számítsuk ki és értékét, ha .
Adjuk meg a következő számok értékét minél egyszerűbb, logaritmust nem használó alakban!
Adjuk meg a következő számok értékét minél egyszerűbb alakban logaritmus használata nélkül!
Határozzuk meg a következő függvények lehető legbővebb értelmezési tartományát, majd ábrázoljuk őket! Határozzuk meg az értékkészletüket! Színezzük pirosra az tengelyen azokat a szakaszokat, ahol a függvény monoton növő, és kékre azokat, ahol monoton csökkenő! Határozzuk meg a szélsőértékhelyeket, ha vannak, és a szélsőértékeket is!
Határozzuk meg a következő függvények lehető legbővebb értelmezési tartományát! Vannak-e a függvények között egyenlők?
Hol van a hiba a következő levezetésben?
, ezért
A logaritmus azonosságát felhasználva:
Tehát:
azaz
Ábrázoljuk a következő függvényeket!
Ábrázoljuk a következő függvényeket!
Ábrázoljuk a következő függvényeket! Határozzuk meg az értékkészletüket! Színezzük pirosra az tengelyen azokat a szakaszokat, ahol a függvény monoton növő, és kékre azokat, ahol monoton csökkenő! Határozzuk meg a szélsőértékhelyeket, ha vannak, és a szélsőértékeket is!
Határozzuk meg a következő függvények értelmezési tartományát, majd ábrázoljuk őket! Határozzuk meg az értékkészletüket! Színezzük pirosra az tengelyen azokat a szakaszokat, ahol a függvény monoton növő, és kékre azokat, ahol monoton csökkenő! Határozzuk meg a szélsőértékhelyeket, ha vannak, és a szélsőértékeket is! Vannak-e a függvények között párosak, páratlanok, periodikusak?
Legyen , és egy mindenütt értelmezett függvény. Milyen függvénytranszformációval tudjuk ábrázolni az és a függvényeket grafikonjából kiindulva?
Oldjuk meg grafikusan a következő egyenlőtlenségeket!
Oldjuk meg grafikusan a következő egyenlőtlenségeket!
Oldjuk meg algebrailag is, és grafikusan is a következő egyenlőtlenségeket!
Oldjuk meg algebrailag is, és grafikusan is a következő egyenlőtlenségeket!
Oldjuk meg a következő egyenlőtlenségeket algebrai úton is, és grafikusan is!
Ábrázoljuk a számegyenesen a következő egyenlőtlenségek megoldáshalmazát!
Ábrázoljuk a számegyenesen a következő egyenlőtlenségek megoldáshalmazát!
Írjuk fel a kör területét a kör kerületének függvényében! (Például a kör területe a sugár függvényeben .) Határozzuk meg a függvény értelmezési tartományát!
Írjuk fel a kör területét egy feleakkora sugarú kör területének, illetve kerületének a függvényében! Jelöljük a függő és a független változót! Határozzuk meg a függvény értelmezési tartományát!
Írjuk fel a gömb felszínét a gömb térfogatának függvényében! Határozzuk meg a függvény értelmezési tartományát! Jelöljük a függő és a független változót!
Adjuk meg a kocka térfogatát és felszínét a testátló függvényeben! Jelöljük a függő és a független változót! Határozzuk meg a függvények értelmezési tartományát!
Adjuk meg a kocka testátlóját a kocka térfogatának függvényeben! Jelöljük a függő és a független változót! Határozzuk meg a függvény értelmezési tartományát!
Egy kerékpáros egy sugarú, kör alakú pályán megy körbe-körbe állandó kerületi sebességgel. Az elfordulás szögét a kör középpontját az induló kerékpárossal összekötő sugártól mérjük pozitív irányban. Adjuk meg a kerékpáros által megtett utat függvényében!
Írjuk fel az sugarú körcikk területét a középponti szög függvényében!
Egy téglatest alakú, alapterületű medencébe egy csapból liter/perc sebességgel folyik be a víz. Adjuk meg a víz magasságát az idő függvényében, ha a medence kezdetben üres volt, és a csapot délben nyitották ki! Mikor telik meg a medence a részéig, ha a mélysége méter?
Egy élű kocka csúcsai egy gömbön vannak. Adjuk meg a gömb sugarát az élhosszúság függvényeben!
Egy élű kocka éleit érinti az sugarú gömb. Adjuk meg az kocka élét az sugár függvényében!
Egy magasságból leeső kő sebessége az idő függvényében , ahol a állandó a gravitációs gyorsulás. A kő által megtett út az idő függvényében . Adjuk meg a kő által megtett utat a sebesség függvényében!
Egy ablak egy szélességű téglalap, és a téglalapon nyugvó félkör. Készítsünk rajzot, írjuk be az ábrába a jelöléseket! Adjuk meg az ablak kerületét és területét a téglalap magasságának a függvényében! Jelöljük a függő és a független változót!
Írjuk fel a gömb felszínét egy kétszer akkora sugarú gömb térfogatának a függvényében! Jelöljük a függő és a független változót!
Egy téglatest alakú tartály alapterülete , magassága . A tartály órakor tele van, pont ekkor kezd a vízszint egyenletes sebességgel csökkenni. Adjuk meg a tartályban levő víz térfogatát az idő függvényében, ha az időt órakor kezdjük mérni!
Adjunk meg olyan mindenütt értelmezett függvényt, amelyikre teljesül, hogy minden\\ esetén .
Van-e olyan mindenütt értelmezett függvény, amelyikre minden esetén igaz, hogy
;
;
;
?
Ábrázoljuk a derékszögű koordinátarendszerben azokat a pontokat, amelyek koordinátáira teljesül, hogy .