Potwierdzone sprawdzone punkt po punkcie · 2026-11-04
Pomiń nawigację
Matematyka · liceum

PRZEKSZTAŁCENIA WYKRESÓW · MODUŁ 06

Wykres y = |f(x)| oraz y = f(|x|)

Wartość bezwzględna potrafi odbić dół wykresu do góry.

Wprowadzenie

W poprzednich modułach zmienialiśmy wykres przez odbicia, przesunięcia i mnożenie. Teraz poznasz dwa przekształcenia, które wyglądają podobnie, ale robią zupełnie co innego: y = |f(x)| oraz y = f(|x|). Różnią się miejscem, w którym stoją kreski wartości bezwzględnej.

Pierwszy zapis, y = |f(x)|, bierze gotowy wynik funkcji i zamienia go na nieujemny. Mówiąc obrazowo: wszystko, co znalazło się pod osią OX, odbija się do góry. To, co było nad osią, zostaje bez zmian.

Drugi zapis, y = f(|x|), działa na argument. Najpierw zamieniamy x na |x|, a dopiero potem liczymy funkcję. Dla x ≥ 0 nic się nie zmienia, bo |x| = x. Dla x < 0 bierzemy wartość dodatnią, więc lewa strona wykresu staje się lustrzanym odbiciem prawej.

Dwie różne operacje

y = |f(x)| — zmieniamy wynik funkcji, czyli y.

y = f(|x|) — zmieniamy argument, czyli x.

Pierwsze odbija dół do góry. Drugie odbija prawą stronę na lewo.

Najprostsza różnica

W y = |f(x)| kreski obejmują całą funkcję: |f(x)|. W y = f(|x|) kreski obejmują tylko x: f(|x|). Ta różnica w zapisie decyduje o wszystkim.

1. Co robi y = |f(x)| z częścią wykresu leżącą pod osią OX?
1. Co robi y = |f(x)| z częścią wykresu leżącą pod osią OX?
2. Co robi y = f(|x|) z prawą stroną wykresu, czyli dla x ≥ 0?
2. Co robi y = f(|x|) z prawą stroną wykresu, czyli dla x ≥ 0?
3. Wykres y = f(|x|) jest zawsze symetryczny:
3. Wykres y = f(|x|) jest zawsze symetryczny:

Najważniejsza własność

Wykres y = |f(x)|. Rysujemy najpierw zwykły wykres f. Następnie każde miejsce, w którym wykres leży pod osią OX, odbijamy symetrycznie do góry. Miejsca nad osią i na osi zostają. Dlatego nowy wykres nigdy nie schodzi pod oś OX.

Wykres y = f(|x|). Rysujemy część wykresu f dla x ≥ 0, czyli prawą stronę. Tę część zostawiamy, a następnie odbijamy ją lustrzanie względem osi OY na lewą stronę. Lewa strona wykresu f nie jest w ogóle używana. Nowy wykres jest zawsze symetryczny względem osi OY.

Przepis krok po kroku

y = |f(x)|: części pod osią OX → odbicie do góry.

y = f(|x|): część dla x ≥ 0 → odbicie na lewą stronę.

W obu przypadkach punkty na osi OX zostają na miejscu.

y = |f(x)| część pod osią OX odbijamy do góry y = f(|x|) prawą stronę odbijamy na lewo −2 2 −2 2 4 −4 x y x y
Po lewej: y = |x² − 4|. Część paraboli leżąca pod osią OX, czyli między −2 i 2, została odbita do góry. Wierzchołek (0, −4) przeszedł na (0, 4). Po prawej: y = (|x|)² − 4. Prawa strona została odbita na lewo, ale parabola x² − 4 jest już symetryczna względem osi OY, więc wykres wygląda tak samo jak wyjściowy. Dla f(x) = x − 2 różnica byłaby widoczna: |x − 2| to litera V z wierzchołkiem (2, 0), a |x| − 2 to litera V z wierzchołkiem (0, −2).

Na rysunku po lewej mamy y = |x² − 4|. Parabola x² − 4 ma wierzchołek (0, −4) i przecina oś OX w punktach (−2, 0) oraz (2, 0). Część pod osią, czyli między −2 i 2, została odbita do góry. Wierzchołek (0, −4) przeszedł na (0, 4).

Po prawej mamy y = (|x|)² − 4. Ponieważ |x|² = x², ten wzór to po prostu x² − 4. Wykres jest identyczny z wyjściowym, bo parabola x² − 4 jest już symetryczna względem osi OY. To nie błąd: dla funkcji parzystych f(|x|) = f(x). Funkcję, której wykres jest symetryczny względem osi OY, nazywamy parzystą.

x−3−2−10123
f(x) = x − 2−5−4−3−2−101
|f(x)| = |x − 2|5432101
f(|x|) = |x| − 210−1−2−101

Tabela bierze prostą f(x) = x − 2, bo nie jest ona symetryczna i różnica jest od razu widoczna. Wiersz |x − 2| nigdy nie jest ujemny — dół został odbity do góry. Wiersz |x| − 2 jest symetryczny względem x = 0 i nadal ma wartości ujemne, bo odbicie dotyczyło argumentu, a nie wyniku.

Pułapka: „przecież to to samo”

Dla f(x) = x² albo f(x) = |x| oba wykresy mogą wyglądać identycznie, bo te funkcje są już symetryczne względem OY. Nie wyciągaj z tego wniosku, że |f(x)| = f(|x|) zawsze. Dla f(x) = x − 2 otrzymujemy dwa różne wykresy: |x − 2| to litera V z wierzchołkiem (2, 0), a |x| − 2 to litera V z wierzchołkiem (0, −2).

Uważaj na znak przy x

W y = f(|x|) nie wolno opuszczać kresek „po cichu”. |−3| = 3, więc f(|−3|) = f(3), a nie f(−3). To właśnie dlatego lewa strona wykresu powstaje z prawej, a nie z lewej.

4. Dla x < 0 wykres y = f(|x|) powstaje przez:
4. Dla x < 0 wykres y = f(|x|) powstaje przez:
5. Którą część wykresu odbija y = |f(x)|?
5. Którą część wykresu odbija y = |f(x)|?
6. Jeśli f(x) = x² − 4, to f(|x|) jest równe:
6. Jeśli f(x) = x² − 4, to f(|x|) jest równe:

Przykłady

Przykład 1 — y = |x² − 4|

Opisz wykres y = x² − 4, a następnie wykres y = |x² − 4|. Podaj miejsca zerowe i najwyższy punkt środkowej części nowego wykresu.

−5 −4 −3 −2 −1 1 2 3 4 5 8 6 4 2 −2 −4 x y (−2, 0) (2, 0) (0, 4) (0, −4) y = x² − 4 y = |x² − 4|
Parabola y = x² − 4 (przerywana) i wykres y = |x² − 4| (ciągły). Część między miejscami zerowymi −2 i 2 zostaje odbita do góry, a wierzchołek (0, −4) przechodzi na (0, 4).
  1. Zaczynamy od f(x) = x² − 4. To parabola z wierzchołkiem (0, −4), przecinająca oś OX w x = −2 i x = 2.
  2. Między −2 i 2 parabola leży pod osią OX, bo wtedy x² < 4.
  3. Odbijamy tę część do góry. Punkty (−2, 0) i (2, 0) zostają, a wierzchołek (0, −4) przechodzi na (0, 4).
  4. Na zewnątrz przedziału od −2 do 2 wykres był nad osią, więc zostaje bez zmian.

Odpowiedź: y = |x² − 4| ma miejsca zerowe −2 i 2 oraz najwyższy punkt (0, 4). Kształt przypomina literę W: dwa ramiona w górę i środkowe wzniesienie do 4.

Przykład 2 — y = f(|x|) dla f(x) = x² − 4

Zapisz wzór y = f(|x|) dla f(x) = x² − 4 i opisz, jak wygląda wykres. Czy różni się od wykresu y = x² − 4?

−5 −4 −3 −2 −1 1 2 3 4 5 8 6 4 2 −2 −4 x y (3, 5) (−3, 5) (0, −4) y = x² − 4 y = f(|x|) = x² − 4
Wykresy y = x² − 4 i y = f(|x|) = x² − 4 pokrywają się, bo x² jest parzyste. Lewa strona jest lustrzanym odbiciem prawej względem osi OY.
  1. W miejsce x wstawiamy |x|: y = (|x|)² − 4.
  2. Korzystamy z własności |x|² = x².
  3. Otrzymujemy y = x² − 4, czyli dokładnie wyjściową funkcję.
  4. Sprawdzenie: dla x = −3 mamy f(|−3|) = f(3) = 9 − 4 = 5. Wyjściowa funkcja też daje f(−3) = 9 − 4 = 5.

Odpowiedź: y = x² − 4. Wykres się nie zmienia, bo parabola jest symetryczna względem osi OY. Odbicie prawej strony na lewo trafia dokładnie na lewą stronę, która już tam była.

Przykład 3 — y = |x − 2|

Opisz wykres y = x − 2, a następnie y = |x − 2|. Podaj wierzchołek i miejsca zerowe.

−4 −3 −2 −1 1 2 3 4 5 6 4 2 −2 −4 x y (2, 0) (0, 2) (4, 2) (0, −2) y = |x − 2| y = x − 2 y = x − 2 y = |x − 2|
Prosta y = x − 2 (przerywana) i wykres y = |x − 2| (ciągły). Część prostej pod osią OX zostaje odbita do góry, dlatego powstaje litera V z wierzchołkiem (2, 0). Jedyne miejsce zerowe to x = 2.
  1. Prosta y = x − 2 przecina oś OX w punkcie (2, 0).
  2. Dla x < 2 wartości są ujemne, więc ta część leży pod osią OX.
  3. Odbijamy ją do góry. Punkt (0, −2) przechodzi na (0, 2), a punkt (−1, −3) na (−1, 3).
  4. Dla x ≥ 2 wykres zostaje bez zmian, np. punkt (3, 1) nadal leży na wykresie.

Odpowiedź: y = |x − 2| to litera V z wierzchołkiem (2, 0) i ramionami w górę. Miejsce zerowe jest tylko jedno: x = 2.

|x − 2| czy |x| − 2?

To dwa różne wykresy. |x − 2| najpierw przesuwa x o 2 w prawo, a potem bierze wartość bezwzględną — wierzchołek jest w (2, 0). |x| − 2 najpierw zamienia x na |x|, czyli odbija prawą stronę na lewo, a potem obniża całość o 2 — wierzchołek jest w (0, −2). Kolejność działań ma znaczenie.

7. f(x) = x² − 4. Ile wynosi |f(0)|?
7. f(x) = x² − 4. Ile wynosi |f(0)|?
8. f(x) = x² − 4. Ile wynosi f(|−3|)?
8. f(x) = x² − 4. Ile wynosi f(|−3|)?
9. f(x) = x − 2. Wykres y = |f(x)| to:
9. f(x) = x − 2. Wykres y = |f(x)| to:

Spróbuj samodzielnie

  1. Funkcja f(x) = x² − 1. Podaj wzór y = |f(x)|, miejsca zerowe i najwyższy punkt środkowej części nowego wykresu.

    Pokaż rozwiązanie
    y = |x² − 1|. Parabola x² − 1 ma miejsca zerowe −1 i 1 oraz wierzchołek (0, −1). Część między −1 i 1 leży pod osią OX, więc odbijamy ją do góry: punkt (0, −1) przechodzi na (0, 1). Miejsca zerowe −1 i 1 zostają, bo leżą na osi. Nowy wykres nigdy nie jest ujemny.
  2. Funkcja f(x) = x − 3. Podaj wzór y = f(|x|) i opisz wykres. Porównaj go z wykresem y = |x − 3|.

    Pokaż rozwiązanie
    y = f(|x|) = |x| − 3. To litera V z wierzchołkiem (0, −3), symetryczna względem osi OY; miejsca zerowe to −3 i 3. Natomiast y = |x − 3| to litera V z wierzchołkiem (3, 0) i jednym miejscem zerowym x = 3. To różne wykresy — w pierwszym odbicie dotyczy argumentu, w drugim całego wyniku.
  3. Uczeń oblicza f(|−3|) dla f(x) = x − 2 i pisze: f(|−3|) = f(−3) = −5. Wskaż błąd i podaj poprawny wynik.

    Pokaż rozwiązanie
    |−3| = 3, więc f(|−3|) = f(3) = 3 − 2 = 1, a nie f(−3). Uczeń opuścił kreski wartości bezwzględnej i wstawił −3 zamiast 3. Poprawny wynik to 1.
  4. Wyjaśnij, dlaczego dla f(x) = x² − 4 wykresy y = |f(x)| i y = f(|x|) są różne, mimo że f(|x|) = f(x). Podaj funkcję, dla której oba wykresy są identyczne.

    Pokaż rozwiązanie
    Dla f(x) = x² − 4 mamy f(|x|) = |x|² − 4 = x² − 4 = f(x), bo funkcja jest parzysta. Wykres f(|x|) jest więc taki sam jak wyjściowy. Ale |f(x)| = |x² − 4| odbija do góry część leżącą pod osią OX, więc daje literę W. To różne wykresy. Identyczne są np. dla f(x) = x², bo |x²| = x² = (|x|)².
Podsumowanie modułu

y = |f(x)| odbija do góry części wykresu leżące pod osią OX — zmienia wynik funkcji. y = f(|x|) zostawia prawą stronę i odbija ją na lewo względem osi OY — zmienia argument. Po |f(x)| wykres nigdy nie schodzi pod oś OX, a po f(|x|) jest zawsze symetryczny względem osi OY.

10. f(x) = x − 2. Ile wynosi f(|−3|)?
10. f(x) = x − 2. Ile wynosi f(|−3|)?
11. Który wzór opisuje y = f(|x|) dla f(x) = x − 2?
11. Który wzór opisuje y = f(|x|) dla f(x) = x − 2?
12. Uczeń twierdzi: y = |f(x)| i y = f(|x|) to zawsze to samo. Który przykład to obala?
12. Uczeń twierdzi: y = |f(x)| i y = f(|x|) to zawsze to samo. Który przykład to obala?