Что такое модуль, как выглядит график $y = |x|$, где у него вершина,
как сдвигать график $y = |x - h| + k$, находить наименьшее значение
и решать уравнение $|x - h| = c$. С примерами и частыми ошибками.
Пройти тему целиком
График y = |x|
Не понял тему в школе или хочешь повторить? Пройди её по шагам:
теория → зачётные тренажёры по навыкам. Задания — по официальным прототипам ОГЭ,
ответы проверяются сразу, а прогресс сохраняется — видно, что уже усвоено.
Модуль числа — это расстояние от нуля до этого числа на координатной прямой.
Он никогда не бывает отрицательным.
Потяните точку по прямой или подвигайте ползунок: синий отрезок — это и есть
модуль, то есть расстояние от нуля до точки.
Модуль на координатной прямой
Числа разные, а расстояние до нуля одинаковое — поэтому
$|-5| = |5| = 5$. Модуль «забывает» знак и оставляет только расстояние.
Теперь то же самое можно записать формулой. Если число неотрицательное,
расстояние равно самому числу. Если отрицательное — надо поменять знак, чтобы
получилось положительное расстояние:
$|x| = \begin{cases} x, & x \ge 0 \\ -x, & x < 0 \end{cases}$
Пример
$|5| = 5$, $|-5| = 5$, $|0| = 0$.
Раздел 2
Как получается график $y = |x|$
График — это все точки вида $(x;\,y)$, где $y = |x|$. Берём разные $x$,
считаем модуль и ставим точку. Двигайте ползунок — точки будут накапливаться,
и форма графика проявится сама.
Ставим точки одну за другой
Получилась «галочка» — латинская буква V. Слева точки поднимаются,
справа тоже: ведь модуль обеих сторон одинаково растёт при удалении от нуля.
Раздел 3
Две части: $y = x$ и $y = -x$
«Галочка» — это не какая-то новая кривая. Это два куска обычных прямых,
которые вы уже умеете строить. Всё дело в определении модуля: при $x \ge 0$ модуль
равен самому числу, при $x < 0$ — числу с противоположным знаком.
Подсветите половину графика
Отсюда и излом в нуле: до нуля работает одна формула, после нуля — другая.
Раздел 4
Вершина, симметрия и $y \ge 0$
Самая низкая точка графика называется вершиной. У $y = |x|$ она находится
в начале координат — в точке $(0;\,0)$. Подвигайте точку по правому лучу: слева
автоматически появится её зеркальный близнец.
Симметрия относительно оси Oy
Может ли график $y = |x|$ попасть в закрашенную область?
Вершина графика — точка $(0;\,0)$.
График симметричен относительно оси $Oy$.
Значения $y$ всегда неотрицательны: $y \ge 0$.
Раздел 5
Сдвиги: двигай график сам
График $y = |x - h| + k$ — та же «галочка», только переехавшая. Её вершина
оказывается в точке $(h;\,k)$. Серым показан исходный график $y = |x|$ — так видно,
куда именно уехала копия.
Два ползунка — и вершина едет куда надо
Раздел 6
Знаки $h$ и $k$ без путаницы
Почему знак у $h$ «противный»
В формуле стоит минус: $y = |x - h|$. Поэтому $|x - 2|$ уезжает вправо,
а $|x + 2|$ — влево, хотя интуиция подсказывает наоборот. Запоминать направления
не нужно, есть надёжный способ: приравняйте выражение под модулем к нулю.
Чтобы найти $x$ вершины, решите «под модулем = 0»:
$x - 2 = 0 \Rightarrow x = 2$; $x + 2 = 0 \Rightarrow x = -2$.
Этот приём работает всегда и не даёт перепутать сторону.
Сдвиг вверх и вниз
С числом за модулем всё честно: $+3$ поднимает график на 3, $-2$ опускает на 2.
Здесь $h = 0$, меняется только $k$.
Раздел 7
Поставь вершину
Теперь наоборот: дана цель, подберите формулу. Настройте $h$ и $k$ так,
чтобы вершина графика попала в отмеченную точку.
Цель
Раздел 8
Наименьшее значение
Модуль не бывает отрицательным, поэтому $|x - h| \ge 0$, и меньше, чем $k$,
функция $y = |x - h| + k$ опуститься не может. Наименьшее значение достигается в вершине
и равно $k$. На графике это видно сразу: проведите горизонтальный уровень через вершину —
ниже него точек графика нет.
y = |x − 1| + 2
Для $y = |x + 3| - 2$ чему равно наименьшее значение?
Раздел 9
Уравнение $|x - h| = c$
Решить уравнение $|x - 2| = 3$ — значит найти, в каких точках график
$y = |x - 2|$ находится на высоте 3. Нарисуем горизонтальную прямую $y = 3$
и посмотрим, где она пересекает «галочку».
|x − 2| = 3 — два взгляда на одно решение
Прямая $y = 3$ пересекает график в двух точках: $(-1;\,3)$ и $(5;\,3)$.
Их $x$-координаты и есть корни.
То же самое алгеброй
$|x - 2| = 3 \Rightarrow x - 2 = 3$ или $x - 2 = -3$, то есть $x = 5$ или $x = -1$.
Сколько корней: 2, 1 или 0
Подвигайте ползунок $c$ — горизонтальная прямая поедет вверх и вниз.
Число корней меняется на глазах.
|x − 1| = c
$c > 0$ — прямая пересекает «галочку» дважды: два корня $x = h \pm c$.
$c = 0$ — прямая проходит ровно через вершину: один корень $x = h$.
$c < 0$ — прямая ниже вершины: корней нет.
Раздел 10
Читаем график
На графике ниже построена функция $y = |x - 2| - 1$. Ответьте по чертежу.
1. Где находится вершина?
2. Чему равно наименьшее значение функции?
3. Какова ось симметрии графика?
4. Куда график сдвинут относительно $y = |x|$?
5. Чему равен $y$ при $x = 5$?
Раздел 11
Угадай формулу
Обратная задача — самая полезная. Посмотрите, где вершина, и выберите формулу.
Какая формула у этого графика?
Раздел 12
Частые ошибки
Пишут $|-3| = -3$. Модуль — это расстояние, оно неотрицательно.
От $-3$ до нуля — три единицы, значит $|-3| = 3$. Ровно столько же,
сколько от $3$ до нуля.
Для $y = |x - 2|$ ставят вершину в точке $(-2;\,0)$ — берут число
из формулы вместе со знаком.
Приравняйте выражение под модулем к нулю: $x - 2 = 0 \Rightarrow x = 2$.
Вершина в $(2;\,0)$, а не в $(-2;\,0)$.
В уравнении $|x - h| = c$ находят только один корень из двух.
Горизонтальная прямая пересекает «галочку» в двух точках — смотрите раздел 9.
Считают, что график $y = |x|$ может опуститься ниже оси $Ox$.
Не может: $|x| \ge 0$ при любом $x$.
Думают, что $|-x| = -x$ — на самом деле $|-x| = |x|$.
Раздел 13
Шпаргалка
Общий вид $y = |x - h| + k$: вершина в $(h;\,k)$, ветви под $\pm45°$,
наименьшее значение равно $k$.
$y = |x|$
форма V, вершина $(0;\,0)$;
симметрия относительно оси $Oy$;
$y \ge 0$ всегда; $|x|$ — расстояние до нуля.
$y = |x - h| + k$
вершина $(h;\,k)$; чтобы найти $h$, решите «под модулем = 0»;