4.7-bo'lim: Simmetriya
Ushbu bo'limda biz parabolalarning grafigini chizganimizda ishlatgan narsani ko'rib chiqamiz. Biroq, biz ushbu bo'limda uning umumiy ko'rinishini ko'rib chiqamiz. Ko'p grafiklar mavjud simmetriya ularga.
Simmetriya tenglamaning grafigini tuzishda foydali bo'lishi mumkin, chunki agar biz grafikning bir qismini bilsak, grafikning qolgan (va simmetrik) qismini ham bilib olamiz. Biz ushbu faktdan ba'zi grafiklarning qo'shimcha nuqtasini olish uchun parabolalarning grafiklarini chizganimizda foydalandik.
Ushbu bo'limda biz simmetriyaning uchta turini ko'rib chiqmoqchimiz.
- Grafik deb aytiladi \(x\) o'qiga nisbatan simmetrik agar har doim \(\left( {a,b} \right)\) grafikda bo'lsa, \(\left( {a, - b} \right)\) ham shunday bo'ladi. Mana \(x\) o'qiga nisbatan simmetrik bo'lgan grafikning eskizi.

- Grafik deb aytiladi \(y\) o'qiga nisbatan simmetrik agar har doim \(\left( {a,b} \right)\) grafikda bo'lsa, \(\left( { - a,b} \right)\) ham shunday bo'ladi. Mana \(y\) o'qiga nisbatan simmetrik bo'lgan grafikning eskizi.

- Grafik deb aytiladi kelib chiqishiga nisbatan simmetrik agar har doim \(\left( {a,b} \right)\) grafikda bo'lsa, \(\left( { - a, - b} \right)\) ham shunday bo'ladi. Bu erda kelib chiqishi bo'yicha simmetrik bo'lgan grafikning eskizi.

E'tibor bering, ko'pgina grafikalar hech qanday simmetriyaga ega emas. Bundan tashqari, grafik simmetriyaning bir nechta turlariga ega bo'lishi mumkin. Masalan, koordinata boshida joylashgan aylananing grafigi barcha uchta simmetriyani ko'rsatadi.
Simmetriya uchun testlar
Bizda simmetriyaning har xil turlari uchun juda oddiy sinovlar mavjud.
- Grafik \(x\) o'qiga nisbatan simmetriyaga ega bo'ladi, agar barcha \(y\) lar -\(y\) bilan almashtirilganda ekvivalent tenglamaga ega bo'lsak.
- Agar barcha \(x\) lar –\(x\) bilan almashtirilganda, ekvivalent tenglamaga ega bo‘lsak, grafik \(y\) o‘qiga nisbatan simmetriyaga ega bo‘ladi.
- Agar barcha \(y\) lar –\(y\) bilan almashtirilsa va barcha \(x\) lar –\(x\) bilan almashtirilsa, ekvivalent tenglamani oladigan bo‘lsak, grafik kelib chiqishi bo‘yicha simmetriyaga ega bo‘ladi.
Biz bunga misol keltirganimizda “ekvivalent tenglama” deganda nimani nazarda tutayotganimizni aniqlaymiz. Biz ko'rib chiqishimiz mumkin bo'lgan ko'pgina misollar uchun bu aynan bir xil tenglama ekanligini anglatadi.
Simmetriya uchun bir nechta tenglamalarni sinab ko'raylik. E'tibor bering, biz ularni grafika bilan ta'minlamaymiz, chunki ularning ko'pchiligini grafik qilish juda qiyin. Ushbu misolning maqsadi faqat har bir tenglamaning simmetriyasini aniqlash uchun testlardan foydalanishdir.
- \(y = {x^2} - 6{x^4} + 2\)
- \(y = 2{x^3} - {x^5}\)
- \({y^4} + {x^3} - 5x = 0\)
- \(y = {x^3} + {x^2} + x + 1\)
- \({x^2} + {y^2} = 1\)
a \(y = {x^2} - 6{x^4} + 2\) Yechim
Biz avval \(x\) o'qida simmetriyani tekshiramiz. Bu shuni anglatadiki, biz barcha \(y\)-larni –\(y\) bilan almashtirishimiz kerak. Buni qilish juda oson, chunki faqat bitta \(y\) mavjud.
\[ - y = {x^2} - 6{x^4} + 2\]Endi bu ekvivalent tenglama emas, chunki o'ngdagi shartlar asl tenglama bilan bir xil, chapdagi atama esa qarama-qarshi belgidir. Shunday qilib, bu tenglama \(x\) o'qiga nisbatan simmetriyaga ega emas.
Keyinchalik, \(y\) o'qi bo'yicha simmetriyani tekshiramiz. Bu erda biz barcha \(x\)-larni –\(x\) bilan almashtiramiz.
\[\begin{align*}y & = {\left( { - x} \right)^2} - 6{\left( { - x} \right)^4} + 2\\ y & = {x^2} - 6{x^4} + 2\end{align*}\]Soddalashtirgandan so'ng, biz aynan bir xil tenglamani qaytarib oldik, bu ikkalasi teng ekanligini anglatadi. Shuning uchun bu tenglama \(y\) o'qiga nisbatan simmetriyaga ega.
Nihoyat, biz kelib chiqishi bo'yicha simmetriyani tekshirishimiz kerak. Bu erda ikkala o'zgaruvchini almashtiramiz.
\[\begin{align*} - y & = {\left( { - x} \right)^2} - 6{\left( { - x} \right)^4} + 2\\ - y & = {x^2} - 6{x^4} + 2\end{align*}\]Shunday qilib, birinchi sinovda bo'lgani kabi, chap tomon asl tenglamadan farq qiladi va o'ng tomon asl tenglama bilan bir xil. Shuning uchun, bu asl tenglamaga teng emas va bizda kelib chiqishi bo'yicha simmetriya yo'q.
b \(y = 2{x^3} - {x^5}\) Yechim
Biz bu erda juda ko'p tafsilotlarni keltirmaymiz. Birinchidan, biz \(x\) o'qi bo'yicha simmetriyani tekshiramiz.
\[ - y = 2{x^3} - {x^5}\]Bu erda bizda simmetriya yo'q, chunki bir tomoni asl tenglama bilan bir xil, ikkinchisi esa yo'q. Shunday qilib, bizda \(x\) o'qida simmetriya yo'q.
Keyin \(y\) o'qining simmetriyasini tekshiring.
\[\begin{align*}y &= 2{\left( { - x} \right)^3} - {\left( { - x} \right)^5}\\ y &= - 2{x^3} + {x^5}\end{align*}\]Esda tutingki, agar biz g'alati kuchga salbiy qabul qilsak, minus belgisi oldinga chiqishi mumkin. Shunday qilib, soddalashtirgandan so'ng, biz chap tomonni asl tenglamaga o'xshash qilib olamiz, lekin o'ng tomon endi asl tenglamaning qarama-qarshi belgisidir va shuning uchun bu asl tenglamaga ekvivalent emas va shuning uchun bizda \(y\) o'qida simmetriya yo'q.
Nihoyat, kelib chiqishi bo'yicha simmetriyani tekshiramiz.
\[\begin{align*} - y &= 2{\left( { - x} \right)^3} - {\left( { - x} \right)^5}\\ - y & = - 2{x^3} + {x^5}\end{align*}\]Endi, bu safar ushbu tenglamadagi barcha belgilar asl tenglamaning mutlaqo teskarisi ekanligiga e'tibor bering. Bu shuni anglatadiki, u asl tenglamaga ekvivalentdir, chunki biz qilishimiz kerak bo'lgan yagona narsa dastlabki tenglamaga qaytish uchun hamma narsani "-1" ga ko'paytirishdir.
Shuning uchun, bu holda biz kelib chiqishi bo'yicha simmetriyaga egamiz.
c \({y^4} + {x^3} - 5x = 0\) Yechim
Birinchidan, \(x\) o'qining simmetriyasini tekshiring.
\[\begin{align*}{\left( { - y} \right)^4} + {x^3} - 5x& = 0\\ {y^4} + {x^3} - 5x &= 0\end{align*}\]Bu asl tenglama bilan bir xil va shuning uchun biz \(x\) o'qida simmetriyaga egamiz.
Endi \(y\) o'qining simmetriyasini tekshiring.
\[\begin{align*}{y^4} + {\left( { - x} \right)^3} - 5\left( { - x} \right) &= 0\\ {y^4} - {x^3} + 5x &= 0\end{align*}\]Shunday qilib, ba'zi atamalar asl tenglama bilan bir xil belgiga ega, boshqalari esa yo'q, shuning uchun \(y\) o'qida simmetriya yo'q.
Nihoyat, kelib chiqishi bo'yicha simmetriyani tekshiring.
\[\begin{align*}{\left( { - y} \right)^4} + {\left( { - x} \right)^3} - 5\left( { - x} \right) &= 0\\ {y^4} - {x^3} + 5x& = 0\end{align*}\]Shunga qaramay, bu asl tenglama bilan bir xil emas va asl tenglamadan mutlaqo teskari belgi emas va shuning uchun kelib chiqishi nosimmetrik emas.
d \(y = {x^3} + {x^2} + x + 1\) Yechim
Birinchidan, \(x\) o'qi bo'yicha simmetriya.
\[ - y = {x^3} + {x^2} + x + 1\]Bu \(x\) o'qida simmetriyaga o'xshamaydi
Keyinchalik, \(y\) o'qi bo'yicha simmetriya.
\[\begin{align*}y &= {\left( { - x} \right)^3} + {\left( { - x} \right)^2} + \left( { - x} \right) + 1\\ y &= - {x^3} + {x^2} - x + 1\end{align*}\]Shunday qilib, bu erda ham simmetriya yo'q.
Nihoyat, kelib chiqishi bo'yicha simmetriya.
\[\begin{align*} - y &= {\left( { - x} \right)^3} + {\left( { - x} \right)^2} + \left( { - x} \right) + 1\\ - y& = - {x^3} + {x^2} - x + 1\end{align*}\]Va yana, bu erda ham simmetriya yo'q.
Bu funksiya hech qanday simmetriyaga ega emas. Bu g'alati emas, chunki ko'pchilik funktsiyalarda bu simmetriyalarning hech biri yo'q.
e \({x^2} + {y^2} = 1\) Yechim
Avval \(x\) o'qi simmetriyasini tekshiring.
\[\begin{align*}{x^2} + {\left( { - y} \right)^2} &= 1\\ {x^2} + {y^2} &= 1\end{align*}\]Shunday qilib, u \(x\) o'qi simmetriyasiga nisbatan simmetriyaga ega.
Keyin \(y\) o'qi simmetriyasini tekshiring.
\[\begin{align*}{\left( { - x} \right)^2} + {y^2} &= 1\\ {x^2} + {y^2} &= 1\end{align*}\]Aftidan, u \(y\) o'qi simmetriyasiga ham ega.
Nihoyat, kelib chiqishi bo'yicha simmetriya.
\[\begin{align*}{\left( { - x} \right)^2} + {\left( { - y} \right)^2} &= 1\\ {x^2} + {y^2} &= 1\end{align*}\]Demak, u kelib chiqishiga nisbatan ham simmetriyaga ega.
E'tibor bering, bu aylananing markazida joylashgan va biz simmetriya haqida birinchi marta gapira boshlaganimizda ta'kidlanganidek, u uchta simmetriyaga ega.