הזזות של גרף פונקציה — הזזה אנכית ואופקית
הבנת הזזות של גרף פונקציה מאפשרת לנו לשרטט ולנתח פונקציות מורכבות מתוך פונקציה בסיסית מוכרת, בלי לחשב טבלת ערכים מחדש. בדף זה נלמד את שני סוגי ההזזות — האנכית והאופקית — נבין מדוע ההזזה האופקית מתנהגת 'הפוך' ממה שנדמה, ונתרגל זיהוי ושילוב הזזות.
רקע והגדרות בסיסיות
הזזה (טרנספורמציה) משנה את מיקום הגרף במישור בלי לשנות את צורתו. יש שני סוגים בסיסיים.
הזזה אנכית: \(g(x)=f(x)+k\). הגרף זז מעלה אם \(k \gt 0\) ומטה אם \(k \lt 0\). זה אינטואיטיבי: מוסיפים \(k\) לכל ערך \(y\), ולכן כל נקודה עולה (או יורדת) ב-\(k\).
הזזה אופקית: \(g(x)=f(x-h)\). הגרף זז ימינה ב-\(h\) כאשר \(h \gt 0\), ושמאלה כאשר \(h \lt 0\). זה נראה הפוך, אך ההסבר פשוט: כדי שהפנימי \(x-h\) ייתן את אותו ערך כמו קודם, צריך \(x\) גדול יותר ב-\(h\) — ולכן הגרף 'מחכה' לערך \(x\) מאוחר יותר, כלומר זז ימינה.
| טרנספורמציה | השפעה על הגרף |
|---|---|
| \(f(x)+k,\ k \gt 0\) | הזזה למעלה ב-\(k\) |
| \(f(x)-k,\ k \gt 0\) | הזזה למטה ב-\(k\) |
| \(f(x-h),\ h \gt 0\) | הזזה ימינה ב-\(h\) |
| \(f(x+h),\ h \gt 0\) | הזזה שמאלה ב-\(h\) |
נקודה \((a,b)\) על הגרף המקורי עוברת תחת \(f(x-h)+k\) לנקודה \((a+h,\ b+k)\).
שלבי פתרון
- שלב 1 — זהו את הפונקציה הבסיסית \(f(x)\) שממנה יוצאים (למשל \(x^2\) או \(x\)).
- שלב 2 — אתרו תוספת או חיסור מחוץ ל-\(f\) (כמו \(+k\)) — זו הזזה אנכית, באותו כיוון של הסימן.
- שלב 3 — אתרו שינוי בתוך הסוגריים של המשתנה (כמו \(x-h\)) — זו הזזה אופקית, בכיוון ההפוך לסימן שבביטוי.
- שלב 4 — אם יש כמה תוספות אנכיות, אחדו אותן למספר אחד \(k\) (חיבור פשוט).
- שלב 5 — תרגמו את ההזזה לנקודות: כל נקודה \((a,b)\) הופכת ל-\((a+h,\ b+k)\).
- שלב 6 — בדקו את עצמכם על נקודה אחת מוכרת (כמו הקודקוד או החיתוך עם הצירים).
דוגמאות פתורות
דוגמה 1: הזזה אנכית של פרבולה
השאלה: נתונה \(f(x)=x^2\). תארו את הגרף של \(g(x)=f(x)+4=x^2+4\) וציינו את קודקודו.
פתרון:
- התוספת \(+4\) נמצאת מחוץ ל-\(f\), ולכן זו הזזה אנכית.
- מכיוון ש-\(4 \gt 0\) הגרף זז למעלה ב-\(4\) יחידות.
- הקודקוד של \(x^2\) הוא \((0,0)\), והוא עובר אנכית ל-\((0,4)\).
- צורת הפרבולה נשמרת — רק המיקום השתנה.
תשובה: הגרף הוא \(x^2\) מוזז \(4\) יחידות למעלה; הקודקוד ב-\((0,4)\).
דוגמה 2: הזזה אופקית — הכיוון ה'הפוך'
השאלה: נתונה \(f(x)=x^2\). לאן זז הגרף של \(g(x)=f(x-3)=(x-3)^2\)?
פתרון:
- השינוי \(x-3\) נמצא בתוך הסוגריים, ולכן זו הזזה אופקית.
- למרות סימן המינוס, ההזזה היא ימינה ב-\(3\) יחידות.
- ההסבר: כדי שהביטוי הפנימי יחזיר \(0\) (קודקוד הפרבולה) צריך \(x=3\), ולכן הקודקוד עבר מ-\((0,0)\) ל-\((3,0)\).
- נבדוק נקודה נוספת: בערך המקורי \(x=1\) קיבלנו \(y=1\); כעת אותו ערך מתקבל ב-\(x=4\) — אכן הזזה ימינה.
תשובה: הגרף זז \(3\) יחידות ימינה; הקודקוד ב-\((3,0)\).
דוגמה 3: איחוד מספר הזזות אנכיות
השאלה: נתון \(g(x)=f(x)+5-8\). תארו את ההזזה האנכית הכוללת ביחס ל-\(f(x)\).
פתרון:
- שתי התוספות \(+5\) ו-\(-8\) הן אנכיות, ולכן אפשר לאחד אותן.
- נחבר: \(5-8=-3\).
- מתקבל \(g(x)=f(x)-3\).
- מכיוון שהקבוע שלילי, הגרף זז \(3\) יחידות למטה.
תשובה: הזזה כוללת של \(3\) יחידות למטה (\(g(x)=f(x)-3\)).
דוגמה 4: שילוב הזזה אנכית ואופקית
השאלה: נתונה \(f(x)=x^2\) עם קודקוד \((0,0)\). מצאו את קודקוד הגרף של \(g(x)=(x+2)^2-5\).
פתרון:
- הביטוי הפנימי \(x+2\) הוא \(x-(-2)\), כלומר הזזה אופקית של \(2\) יחידות שמאלה.
- התוספת \(-5\) מחוץ לחזקה היא הזזה אנכית של \(5\) יחידות למטה.
- הקודקוד המקורי \((0,0)\) עובר ל-\((0-2,\ 0-5)\).
- מקבלים את הקודקוד \((-2,-5)\).
תשובה: הקודקוד הוא \((-2,-5)\).
דוגמה 5: מציאת קבוע ההזזה מתוך נקודה
השאלה: ידוע ש-\(f(3)=6\), והגרף של \(g(x)=f(x)+k\) עובר דרך הנקודה \((3,10)\). מצאו את \(k\).
פתרון:
- נציב \(x=3\) ב-\(g\): \(g(3)=f(3)+k\).
- נשתמש בנתון \(f(3)=6\) ובכך ש-\(g(3)=10\): \(10=6+k\).
- נבודד: \(k=10-6=4\).
- כלומר הגרף הוזז \(4\) יחידות למעלה.
תשובה: \(k=4\).
טעויות נפוצות
✗ טעות נפוצה: חושבים ש-\(f(x-h)\) מזיז את הגרף שמאלה (לכיוון המינוס), כי 'מינוס זה שמאלה'.
✓ הדרך הנכונה: הזזה אופקית פועלת הפוך: \(f(x-h)\) עם \(h \gt 0\) מזיז ימינה. בדקו עם הקודקוד: ב-\((x-3)^2\) הקודקוד הוא ב-\(x=3\), כלומר ימינה.
✗ טעות נפוצה: מבלבלים בין הזזה אנכית לאופקית — מתייחסים ל-\(+k\) שמחוץ לפונקציה כאילו הוא מזיז את הגרף הצידה.
✓ הדרך הנכונה: שינוי מחוץ ל-\(f\) (כמו \(+k\)) משפיע על \(y\) — הזזה אנכית. שינוי בתוך הסוגריים של המשתנה משפיע על \(x\) — הזזה אופקית.
✗ טעות נפוצה: כשמשלבים הזזות אנכיות מרובות, סוכמים אותן בטעות עם סימן שגוי, למשל \(+5-8=+3\).
✓ הדרך הנכונה: מאחדים את הקבועים בחיבור רגיל ושמירת סימנים: \(5-8=-3\). תוצאה שלילית פירושה הזזה למטה.
טיפים לתרגול
- טיפ — זכרו את הכלל: 'מחוץ לסוגריים → אנכית ולפי הסימן; בתוך הסוגריים → אופקית והפוך לסימן'.
- טיפ — כדי לזהות כיוון אופקי, שאלו 'איזה \(x\) מאפס את הביטוי הפנימי?' — שם יהיה הקודקוד/נקודת הייחוס.
- טיפ — עקבו אחרי נקודה מאפיינת אחת (קודקוד, חיתוך ציר) במקום אחרי כל הגרף — קל יותר ומהיר יותר.
- טיפ — הצורה הכללית \(g(x)=f(x-h)+k\) מעבירה כל נקודה \((a,b)\) ל-\((a+h,\ b+k)\) — נוסחה אחת לזכור.
סיכום ונוסחאות מפתח
שני סוגי ההזזות:
- הזזה אנכית: \(g(x)=f(x)+k\) — מעלה אם \(k \gt 0\), מטה אם \(k \lt 0\) (לפי הסימן).
- הזזה אופקית: \(g(x)=f(x-h)\) — ימינה אם \(h \gt 0\), שמאלה אם \(h \lt 0\) (הפוך לסימן).
- שילוב: \(g(x)=f(x-h)+k\) מעביר \((a,b)\) אל \((a+h,\ b+k)\).
- הזזות אנכיות מרובות מאחדים בחיבור: \(+5-8=-3\).