Білий логотип House of Math на різнобарвному квадраті

Навчальні матеріали

Навчальний план

Curriculum

Ігри

Multiplication Master

Multiplication Master

Джуніор-матем

Джуніор-матем

Навчальний план

Увійти

Як обчислити та інтерпретувати точки перетину

Точка перетину двох функцiй — це точка, в якiй графiки функцiй перетинаються один з одним. Щоб знайти точку перетину, потрiбно розв’язати систему рiвнянь, що складається з двох функцiй.

Правило

Точка перетину мiж двома графiками

Щоб знайти точку, в якiй перетинаються графiк f i графiк g, потрiбно розв’язати рiвняння f(x) = g(x).

Приклад 1

Знайди точку перетину мiж функцiями f(x) = −x − 1 i g(x) = 2x + 8

Оскiльки f(x) = y i g(x) = y, то можна задати їх рiвними одна однiй:

− x − 1 = 2x + 8 − 3x = 9| : −3 x = −3

Пiдстав x у f(x) = −x − 1, тому що це найпростiший вираз iз двох. Можна також пiдставити x у g(x).

f(−3) = −(−3) − 1 = 2.

Отримуємо точку перетину мiж f(x) i g(x)

(x,y) = (−3, 2).

Точки перетину двох функцiй

Приклад 2

Знайди точку перетину мiж функцiями f(x) = x2 + 3x − 2 i g(x) = 2x + 3

Оскiльки f(x) = y i g(x) = y, то можна задати їх рiвними одна однiй:

x2 + 3x − 2 = 2x + 3 x2 + x − 5 = 0

Розв’яжи квадратне рiвняння за формулою для коренiв квадратного рiвняння:

x = − 1 ±12 − 4 ⋅ 1 ⋅ (−5) 2 ⋅ 1 = − 1 ±1 + 20 2 = − 1 ±21 2 ,

а отже,

x1 = − 1 −21 2 ≈−2.79, x2 = − 1 + 21 2 ≈ 1.79.

Пiдстав x1 i x2 у g(x) = 2x + 3, тому що це найпростiший вираз. Можна також пiдставити значення у f(x).

y1 = g(−2.79) = 2 ⋅ (−2.79) + 3 = −2.58 y2 = g(1.79) = 2 ⋅ 1.79 + 3 = 6.58

Отримуємо точки перетину мiж f(x) i g(x)

(x1,y1) = (−2.79,−2.58), (x2,y2) = (1.79, 6.58).

Функцiї f(x) i g(x) на графiках у однiй системi координат з точками  перетину

Приклад 3

Для яких значень x функцiї f(x) = sin ⁡ x i g(x) = cos ⁡ x є рiвними?

Знайди точку перетину мiж графiками, задавши їх рiвними один одному:

sin ⁡ x = cos ⁡ x| : cos ⁡ x tan ⁡ x = 1 x = tan ⁡ −1(1) = π 4 + nπ

Важливо переконатися, що ми не пропустили жодного розв’язку, оскiльки дiлили на cos ⁡ x, який може бути рiвним 0. Для перевiрки дивимося, що станеться, якщо cos ⁡ x = 0. Тодi x = π 2, що означає, що sin ⁡ x = 1, або x = 3π 2 , що означає, що sin ⁡ x = −1. В обох випадках sin ⁡ x вiдрiзняється вiд cos ⁡ x, а отже, це не розв’язки.

Iснує нескiнченна кiлькiсть точок перетину, i точки мають значення x, що дорiвнюють x = π 4 + nπ для n ∈ ℤ. Щоб знайти значення y, пiдставляємо їх в одну з функцiй, наприклад у f(x) = sin ⁡ x. У цьому випадку потрiбно розумiти, що навiть якщо tan ⁡ x має перiод π, ми знайшли два рiзних кути на одиничному колi з радiанами π мiж ними. Ось чому отримуємо два рiзних значення, коли знову пiдставляємо в f(x) = sin ⁡ x:

f (π 4 ) = sin ⁡ π 4 = 2 2 f (π 4 + π) = sin ⁡ 5π 4 = −2 2 .

Це два рiзних значення y, y = 2 2 i y = −2 2 , кожне з яких належить вiдповiдному куту на одиничному колi. Цi кути повторюються з перiодом 2π. Разом отримуємо двi рiзнi точки перетину:

(x1,y1) = (π 4 + n ⋅ 2π, 2 2 ) , n ∈ ℤ (x2,y2) = (5π 4 + n ⋅ 2π,−2 2 ) , n ∈ ℤ

(x1,y1) = (π 4 + n ⋅ 2π, 2 2 ) , n ∈ ℤ (x2,y2) = (5π 4 + n ⋅ 2π,−2 2 ) , n ∈ ℤ

Зверни увагу! У задачах цього типу тебе задовольнить вiдповiдь, що мiстить n, оскiльки вiд тебе вимагалося знайти всi точки, тобто загальний розв’язок, а не точки в межах певного iнтервалу.