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Algebra · real student question

畫出 f(x) = −|x + 5| − 4 的圖形,並指出頂點、開口方向、截距與值域。

Question

畫出 f(x)=−∣x+5∣−4f(x)=-|x+5|-4 的圖形。指出頂點、圖形開口的方向、截距,以及值域。

Step-by-step solution

  1. 把方程式對應到頂點式。 與 f(x)=a∣x−h∣+kf(x)=a\left|x-h\right|+k 比較:

    a=−1,h=−5  (因為 x+5=x−(−5)),k=−4a=-1,\qquad h=-5\ \ (\text{因為 }x+5=x-(-5)),\qquad k=-4

    所以頂點是 (−5,−4)(-5,-4)。讀 hh 之前先把 x+5x+5 改寫成 x−(−5)x-(-5),可以避免常見的正負號錯誤。

  2. 由 aa 決定開口方向與陡峭程度。 因為 a=−1<0a=-1<0,圖形開口向下 —— 是倒過來的 V 形;又因為 ∣a∣=1|a|=1,兩臂的斜率分別是 +1+1(頂點左側)與 −1-1(頂點右側),陡峭程度與母函數 ∣x∣|x| 相同。

  3. 把圖形看成一連串的變換。 從 y=∣x∣y=|x| 出發:左移 55(因為 x+5x+5 在 x=−5x=-5 時為零)、對 xx 軸翻轉,再下移 44:

    ∣x∣  →  ∣x+5∣  →  −∣x+5∣  →  −∣x+5∣−4|x|\;\to\;|x+5|\;\to\;-|x+5|\;\to\;-|x+5|-4

  4. 在頂點兩側各取幾個點描點。 從 (−5,−4)(-5,-4) 出發,用斜率 ±1\pm 1:

    f(−7)=−2−4=−6,f(−6)=−1−4=−5,f(−5)=−4,f(−4)=−5,f(−3)=−6f(-7)=-2-4=-6,\quad f(-6)=-1-4=-5,\quad f(-5)=-4,\quad f(-4)=-5,\quad f(-3)=-6

    這些值看得出對鉛直線 x=−5x=-5 的對稱性,正好可以檢查左右平移有沒有做對。

  5. 讀出截距與值域。 yy 截距是 f(0)=−∣5∣−4=−9f(0)=-|5|-4=-9,也就是點 (0,−9)(0,-9)。若要有 xx 截距,就得 −∣x+5∣−4=0-|x+5|-4=0,即 ∣x+5∣=−4|x+5|=-4,但絕對值永遠不會是負的,所以這樣的截距不存在。函數值的最大值是頂點處的 −4-4,因此值域為

    (−∞,−4](-\infty,-4]

Answer

頂點 (−5,−4);開口向下;y 截距 (0,−9);沒有 x 截距;值域 (−∞,−4]\text{頂點 }(-5,-4)\text{;開口向下;}y\text{ 截距 }(0,-9)\text{;沒有 }x\text{ 截距;值域 }(-\infty,-4]

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