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Grafici di funzioni composte e immagine geometrica delle equazioni

Un cambiamento dentro la parentesi sposta il grafico a destra o a sinistra; un cambiamento fuori lo sposta in su, in giù o lo ribalta. |f(x)| ribalta verso l'alto la parte sotto l'asse x, mentre f(|x|) copia la metà destra a sinistra. Anche un'equazione in x e y disegna una figura, come una circonferenza o un rombo, ed è il grafico di una funzione solo se ogni retta verticale la taglia una volta sola.

🎬 Storia passo dopo passo

  1. Parti da y = x². Muovi il punto: a ogni x corrisponde una sola y. È questo che rende il grafico quello di una funzione.
  2. Metti x − 2 dentro la parentesi: y = (x − 2)². Il fantasma grigio è il vecchio grafico. Tutta la curva scivola di 2 passi verso destra.
  3. Racchiudi tutto in |·|: y = |x² − 2|. La parte che stava sotto l'asse x si ribalta verso l'alto come una frittella.
  4. Metti |x| dentro: y = (|x| − 1)². La metà destra resta e viene copiata a sinistra come in uno specchio.
  5. Anche le equazioni disegnano figure. |x| + |y| = 2 forma un rombo con i vertici a 2 su ogni asse. Fai scorrere r per ingrandirlo.
  6. Gioco libero. Scegli la circonferenza o la parabola orizzontale. Una retta verticale le taglia due volte, quindi non sono grafici di funzioni.

Suggerimento: trascina la scena 3D per ruotarla. Usa due dita per zoomare.

🤔 Dubbi comuni, chiariti

Cosa significa "una y per ogni x"?

Traccia una retta verticale in una x qualsiasi. Se taglia la curva una volta sola, la curva è il grafico di una funzione. Il punto su y = x² ha sempre una sola y.

Perché (x − 2)² va a destra se c'è un meno?

Il punto più basso richiede x − 2 = 0, quindi x = 2. Il vertice si è spostato in x = 2, che sta a destra.

Perché la parte sotto l'asse si ribalta in su?

Il valore assoluto toglie il segno meno. Un'altezza negativa diventa un'altezza positiva della stessa misura.

Perché f(|x|) è sempre simmetrica?

|x| e |−x| sono lo stesso numero, quindi x e −x danno la stessa y. Il lato sinistro è lo specchio del destro.

Perché |x| + |y| = 2 è un rombo e non una circonferenza?

Nel primo quadrante diventa x + y = 2, una retta. I quattro quadranti danno quattro lati dritti.

Una circonferenza non è proprio una funzione?

L'intera circonferenza non è il grafico di una funzione, ma la sua metà superiore y = √(r² − x²) lo è.

Funzioni composte: dentro e fuori

Una funzione composta f(g(x)) significa: prima si applica g, poi si dà il risultato a f. Se f(x) = x² e g(x) = x − 2, allora f(g(x)) = (x − 2)². Facendo l'ordine inverso si ottiene g(f(x)) = x² − 2, che è un grafico diverso.

Regole veloci per il grafico di y = f(x):

L'insieme completo delle mosse ha una lezione dedicata: Trasformazioni di funzioni.

Valore assoluto in un grafico: |f(x)| e f(|x|)

Il valore assoluto |a| è la grandezza di a senza il segno: |−3| = 3.

|f(x)| (fuori): disegna y = f(x). Tieni le parti sull'asse x o sopra di esso. Ribalta verso l'alto le parti sotto (specchio rispetto all'asse x). Il risultato non scende mai sotto zero.

f(|x|) (dentro): disegna y = f(x) solo per x ≥ 0. Butta via la parte sinistra e sostituiscila con una copia speculare della destra. Il risultato è simmetrico rispetto all'asse y (una funzione pari).

Esempio: y = |x² − 2| ha zeri in ±√2 e un picco di valore 2 in x = 0. y = (|x| − 1)² ha zeri in ±1 e y = 1 in x = 0.

Immagine geometrica di un'equazione

L'immagine geometrica (grafico) di un'equazione in x e y è l'insieme di tutti i punti (x, y) che la rendono vera.

Consiglio: per disegnare |x| + |y| = r, traccia x + y = r solo nel primo quadrante (x, y ≥ 0), poi rifletti la figura negli altri tre quadranti.

Test della retta verticale: se una retta verticale incontra la figura due volte, a una x corrispondono due y, quindi non è il grafico di una funzione. La circonferenza e y² = x non lo superano; y = x² e y = |x| sì.

Un piano per disegnare i grafici

  1. Trova il dominio (quali x sono ammesse).
  2. Segna le intersezioni (dove taglia gli assi).
  3. Controlla la simmetria (pari: specchio rispetto all'asse y).
  4. Segna qualche punto chiave e uniscili con una linea morbida.

I grafici servono anche a contare le soluzioni: il numero di volte in cui y = f(x) incontra y = g(x) è il numero di soluzioni di f(x) = g(x).

Prova tu: prevedi, poi controlla

Nella lavagna 3D scegli y = (x − h)². Indovina dove va il punto più basso quando h = 3, poi porta h a 3. Scegli |x| + |y| = r e indovina l'area per r = 3 (risposta 18). A casa: piega a metà un foglio, disegna metà di un cuore su un lato, ritaglia lungo la linea e aprilo. La piega è il tuo asse y e hai appena costruito f(|x|).

Formule e definizioni chiave

Esempi svolti

1. f(x) = x², g(x) = x − 2. Trova f(g(x)) e g(f(x)).

f(g(x)) = (x − 2)² : la parabola x² spostata di 2 a destra, punto più basso (2, 0). g(f(x)) = x² − 2 : la parabola spostata di 2 in giù, punto più basso (0, −2). Sono diverse.

2. Disegna y = |x² − 2|. Indica gli zeri e l'intersezione con l'asse y.

Disegna prima x² − 2 (punto più basso (0, −2), zeri ±√2 ≈ ±1.41). Ribalta verso l'alto la conca tra gli zeri: il punto (0, −2) diventa (0, 2). Zeri ±√2, intersezione con l'asse y uguale a 2.

3. Disegna y = (|x| − 1)².

Per x ≥ 0 è (x − 1)²: punto più basso (1, 0), e per x = 0 il valore è 1. Riflettila a sinistra: zeri in x = ±1, intersezione con l'asse y uguale a 1, una piccola gobba in (0, 1) come la lettera W.

4. Disegna |x| + |y| = 2 e trova la sua area.

Vertici in (2, 0), (0, 2), (−2, 0), (0, −2). È un quadrato con diagonali lunghe 4. Area = ½ × 4 × 4 = 8 (anche 2r² = 2 × 4 = 8).

5. Sulla circonferenza x² + y² = 9, trova y quando x = 2.

4 + y² = 9, quindi y² = 5, y = ±√5 ≈ ±2.24. Due punti: uno sulla metà superiore, uno su quella inferiore.

6. Il grafico di y² = x è il grafico di una funzione y = f(x)?

No. La retta verticale x = 4 lo taglia in y = 2 e y = −2: una x, due y. Sono due grafici di funzione insieme: y = √x (sopra) e y = −√x (sotto).

7. Quante soluzioni ha (x − 2)² = |x|?

Disegna y = (x − 2)² e y = |x|. Per x ≥ 0: x² − 4x + 4 = x dà x² − 5x + 4 = 0, quindi x = 1 oppure 4. Per x < 0: x² − 3x + 4 = 0 ha D = 9 − 16 < 0, nessuna soluzione. Quindi 2 soluzioni. Il grafico mostra lo stesso: due punti d'incontro a destra.

8. f(x) = √x e g(x) = x² − 4. Trova il dominio di f(g(x)).

f(g(x)) = √(x² − 4). Serve x² − 4 ≥ 0, quindi x ≤ −2 oppure x ≥ 2. Il grafico ha due rami separati: uno parte da (2, 0) e va verso destra, l'altro parte da (−2, 0) e va verso sinistra.

Errori comuni

Quiz di allenamento

1. Il grafico di y = (x − 3)² è y = x² spostata di:
2. |f(x)| fa questo alla parte sotto l'asse x:
3. x² + y² = 25 è una circonferenza di raggio:
4. La forma di |x| + |y| = 3 è un:
5. Il grafico di f(|x|) è sempre simmetrico rispetto a:

Esercizi: rispondi da solo

Scrivi o scegli la risposta, poi premi Controlla. Usa un suggerimento se sei bloccato; la soluzione completa appare dopo la tua risposta.

Domande frequenti

Che cos'è una funzione composta?

Una funzione ottenuta dando il risultato di una funzione a un'altra, scritta f(g(x)).

Come si disegna il grafico di una funzione con valore assoluto?

Disegna prima il grafico semplice. Per |f(x)| ribalta in su la parte negativa. Per f(|x|) copia la metà destra a sinistra.

Che cos'è il test della retta verticale?

Se ogni retta verticale taglia una curva al massimo una volta, la curva è il grafico di una funzione.

Da studiare prima

Da studiare dopo

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