函数变换

平移与对称变换 几何变换,我们也可以把函数移动和伸缩

我们先看一个函数,f(x) = x2,但其实我们可以用任何函数:

平方函数

f(x) = x2

这是一些简单的移动和伸缩转换:

可以把 y值与常数相加来上下移动函数:

平移

g(x) = x2 + C

注意:用值的 C 来把线向移动。

 

把 x值与常数相加就是左右移动:

平移

g(x) = (x+C)2

加 C 就是把函数向(负的方向)移。

为什么?想象你将会在年龄=25 时继承一大笔遗产。如果把这个改成 (age+4) = 25你就会在 21岁时得到遗产。加了 4,发生的时间就早了。


但是,一定要把函数里每一个 x 都加上 C (用 x+C 代替 x)。

例子:函数 v(x) = x3 - x2 + 4x

向左移 C 个位,把每一个 x 与 C 相加:

w(x) = (x + C)3 - (x + C)2 + 4(x + C)

 

记住,加常数:

y 就是向
x 就是向

 

我们可以把函数乘以一个常数来把函数沿 y 的方向伸缩。

伸缩

g(x) = 0.35(x2)

 

我们可以把 x 乘以一个常数来把函数沿 x 的方向伸缩。

伸缩

g(x) = (2x)2

注意(与 y 方向不同),常数越压缩也越大。

 

我们可以把函数乘以 −1 来把函数上下翻转:

伸缩

g(x) = −(x2)

这也称为沿 x轴(y=0 的轴)反射

我们可以把负值和伸缩合拼:

例子:乘以 −2 会把函数上下翻转并且沿 y 方向伸展。

 

我们可以把 x 乘以 −1 来把函数左右翻转:

伸缩

g(x) = (−x)2

真的左右翻转了!但你看不到,因为 x2沿 y轴对称的。这是另一个例子,函数是 √(x)

伸缩

g(x) = √(−x)

这也称为沿 y轴(x=0 的轴)反射

总括

y = f(x) + C
  • C > 0 向上移
  • C < 0 向下移
y = f(x + C)
  • C > 0 向左移
  • C < 0 向右移
y = Cf(x)
  • C > 1 沿 y 方向伸展
  • 0 < C < 1 沿 y 方向压缩
y = f(Cx)
  • C > 1 沿 x 方向压缩
  • 0 < C < 1 沿 x 方向伸展
y = −f(x)
  • 沿 x轴反射
y = f(−x)
  • 沿 y轴反射

 

例子

粒子:函数 g(x) = 1/x

这是一些转换:

向上移 2个位:   h(x) = 1/x + 2
向下移 3个位:   h(x) = 1/x − 3
向右移 4个位:   h(x) = 1/(x−4)
向左移 5个位:   h(x) = 1/(x+5)
沿 y 方向伸展 2倍:   h(x) = 2/x
沿 x 方向压缩 3倍:   h(x) = 1/(3x)
上下翻转:   h(x) = −1/x

例子:函数 v(x) = x3 − 4x

这是一些转换:

向上移 2个位:   w(x) = x3 − 4x + 2
向下移 3个位:   w(x) = x3 − 4x − 3
向右移 4个位:   w(x) = (x−4)3 − 4(x−4)
向左移 5个位:   w(x) = (x+5)3 − 4(x+5) 
沿 y 方向伸展 2倍:   w(x) = 2(x3 − 4x) = 2x3 − 8x
沿 x 方向压缩 3倍:   w(x) = (3x)3 − 4(3x) = 27x3 − 12x
上下翻转:   w(x) = −x3 + 4x

一起做 ……!

我们可以把所有的转换一步做好

af( b(x + c) ) + d

a 垂直伸展/压缩

b 是水平伸展/压缩

c 是水平移动

d 是垂直移动

 

例子:2√(x+1)+1

a=2, c=1, d=1

用平方根函数,然后

在这个图上玩玩