f
(
x
)
=
1
x
{\displaystyle f(x)={\tfrac {1}{x}}}
- hiperbolė . x ir y ašys yra asimptotės.
Asimptotė – tiesė vadinama kreivės
y
=
f
(
x
)
{\displaystyle y=f(x)}
asimptote , jei kreivės taško M atstumas iki tiesės, judant taškui M kuria nors kreivės šaka į begalybę , artėja prie nulio .
Jei
lim
x
→ → -->
a
+
0
(
a
− − -->
0
)
f
(
x
)
{\displaystyle \lim _{x\to a+0(a-0)}f(x)}
lygi
+
∞ ∞ -->
{\displaystyle +\infty }
ar
− − -->
∞ ∞ -->
{\displaystyle -\infty }
, tai x=a - vertikalioji asimptotė .
Jei
lim
x
→ → -->
+
∞ ∞ -->
(
− − -->
∞ ∞ -->
)
f
(
x
)
=
A
,
{\displaystyle \lim _{x\to +\infty (-\infty )}f(x)=A,}
tai tiesė y=A - horizontalioji asimptotė .
Jei
lim
x
→ → -->
+
∞ ∞ -->
(
− − -->
∞ ∞ -->
)
f
(
x
)
x
=
k
(
≠
0
)
{\displaystyle \lim _{x\to +\infty (-\infty )}{\frac {f(x)}{x}}=k(\not =0)}
,
lim
x
→ → -->
+
∞ ∞ -->
(
− − -->
∞ ∞ -->
)
[
f
(
x
)
− − -->
k
x
]
=
b
,
{\displaystyle \lim _{x\to +\infty (-\infty )}[f(x)-kx]=b,}
tai tiesė y=kx+b - pasviroji asimptotė .
Ne kiekviena kreivė, turinti begalybėn tolstančią šaką, gali turėti asimptotę (pvz., parabolė asimptotės neturi.[ 1]
Pavyzdžiai
Funkcija gali vienu metu turėti vertikalias, horizontalias ir pasvirąsias asimptotes, pvz.,
y
=
x
|
x
|
/
x
+
1
/
x
.
{\displaystyle y=x^{|x|/x}+1/x.}
Kreivė gali kirsti savo asimptotę be galo daug kartų.
Rasime kreivės
y
=
x
2
+
1
x
{\displaystyle y={\frac {x^{2}+1}{x}}}
asimptotes.
Funkcija
x
2
+
1
x
{\displaystyle {\frac {x^{2}+1}{x}}}
neapibrėžta tik kai x=0,
lim
x
→ → -->
0
x
2
+
1
x
=
∞ ∞ -->
,
{\displaystyle \lim _{x\to 0}{\frac {x^{2}+1}{x}}=\infty ,}
taigi jos grafikas turi vertikaliąją asimptotę x=0. Ieškosime pasvirųjų ir horizontaliųjų asimptočių. Kadangi
lim
x
→ → -->
∞ ∞ -->
f
(
x
)
x
=
lim
x
→ → -->
∞ ∞ -->
x
2
+
1
x
2
=
1
(
=
k
≠
0
)
{\displaystyle \lim _{x\to \infty }{\frac {f(x)}{x}}=\lim _{x\to \infty }{\frac {x^{2}+1}{x^{2}}}=1(=k\not =0)}
tai horizontalių asimptočių nėra. Kadangi
lim
x
→ → -->
∞ ∞ -->
[
f
(
x
)
− − -->
k
x
]
=
lim
x
→ → -->
∞ ∞ -->
(
x
2
+
1
x
− − -->
x
)
=
0
=
b
,
{\displaystyle \lim _{x\to \infty }[f(x)-kx]=\lim _{x\to \infty }\left({\frac {x^{2}+1}{x}}-x\right)=0=b,}
tai tiesė y=x yra pasviroji asimptotė abiem kreivės šakoms ir kai
x
→ → -->
+
∞ ∞ -->
,
{\displaystyle x\rightarrow +\infty ,}
ir kai
x
→ → -->
− − -->
∞ ∞ -->
.
{\displaystyle x\rightarrow -\infty .}
Rasime kreivės
y
=
x
3
1
− − -->
x
2
{\displaystyle y={\frac {x^{3}}{1-x^{2}}}}
asimptotes.
Kreivė turi dvi vertikaliasias asimptotes
x
=
± ± -->
1
{\displaystyle x=\pm 1}
, kadangi
lim
x
→ → -->
± ± -->
1
x
3
1
− − -->
x
2
=
∞ ∞ -->
.
{\displaystyle \lim _{x\to \pm 1}{\frac {x^{3}}{1-x^{2}}}=\infty .}
Kadangi
lim
x
→ → -->
± ± -->
∞ ∞ -->
f
(
x
)
x
=
lim
x
→ → -->
± ± -->
∞ ∞ -->
x
3
x
(
1
− − -->
x
2
)
=
− − -->
1
(
=
k
)
,
{\displaystyle \lim _{x\to \pm \infty }{\frac {f(x)}{x}}=\lim _{x\to \pm \infty }{\frac {x^{3}}{x(1-x^{2})}}=-1(=k),}
lim
x
→ → -->
± ± -->
∞ ∞ -->
[
f
(
x
)
− − -->
k
x
]
=
lim
x
→ → -->
± ± -->
∞ ∞ -->
(
x
3
1
− − -->
x
2
+
x
)
=
lim
x
→ → -->
± ± -->
∞ ∞ -->
x
1
− − -->
x
2
=
0
(
=
b
)
,
{\displaystyle \lim _{x\to \pm \infty }[f(x)-kx]=\lim _{x\to \pm \infty }\left({\frac {x^{3}}{1-x^{2}}}+x\right)=\lim _{x\to \pm \infty }{\frac {x}{1-x^{2}}}=0(=b),}
tai tiesė y=-x yra pasviroji asimptotė .
Raskime funkcijos
y
=
− − -->
x
2
− − -->
3
x
+
2
x
+
7
{\displaystyle y={\frac {-x^{2}-3x+2}{x+7}}}
asimptotes.
Vertikalioji asimptotė - tiesė x=-7, nes
lim
x
→ → -->
− − -->
7
± ± -->
0
y
=
± ± -->
∞ ∞ -->
.
{\displaystyle \lim _{x\to -7\pm 0}y=\pm \infty .}
Apskaičiuosime koeficientus:
k
=
lim
x
→ → -->
± ± -->
∞ ∞ -->
− − -->
x
2
− − -->
3
x
+
2
(
x
+
7
)
⋅ ⋅ -->
x
=
lim
x
→ → -->
± ± -->
∞ ∞ -->
x
2
(
− − -->
x
2
/
x
2
− − -->
3
x
/
x
2
+
2
/
x
2
)
x
2
(
x
2
/
x
2
+
7
x
/
x
2
)
=
− − -->
1
− − -->
0
+
0
1
+
0
=
− − -->
1
,
{\displaystyle k=\lim _{x\to \pm \infty }{\frac {-x^{2}-3x+2}{(x+7)\cdot x}}=\lim _{x\to \pm \infty }{\frac {x^{2}(-x^{2}/x^{2}-3x/x^{2}+2/x^{2})}{x^{2}(x^{2}/x^{2}+7x/x^{2})}}={\frac {-1-0+0}{1+0}}=-1,}
b
=
lim
x
→ → -->
± ± -->
∞ ∞ -->
(
− − -->
x
2
− − -->
3
x
+
2
x
+
7
− − -->
(
− − -->
1
)
⋅ ⋅ -->
x
)
=
lim
x
→ → -->
± ± -->
∞ ∞ -->
4
x
+
2
x
+
7
=
lim
x
→ → -->
± ± -->
∞ ∞ -->
x
(
4
x
/
x
+
2
/
x
)
x
(
x
/
x
+
7
/
x
)
=
lim
x
→ → -->
± ± -->
∞ ∞ -->
4
+
2
/
x
1
+
7
/
x
=
4.
{\displaystyle b=\lim _{x\to \pm \infty }\left({\frac {-x^{2}-3x+2}{x+7}}-(-1)\cdot x\right)=\lim _{x\to \pm \infty }{\frac {4x+2}{x+7}}=\lim _{x\to \pm \infty }{\frac {x(4x/x+2/x)}{x(x/x+7/x)}}=\lim _{x\to \pm \infty }{\frac {4+2/x}{1+7/x}}=4.}
Todėl pasvirosios asimptotės lygtis tokia:
y
=
− − -->
x
+
4.
{\displaystyle y=-x+4.}
Raskime kreivės
y
=
5
x
x
− − -->
3
{\displaystyle y={\frac {5x}{x-3}}}
asimptotes.
Kadangi
lim
x
→ → -->
3
5
x
x
− − -->
3
=
∞ ∞ -->
,
{\displaystyle \lim _{x\to 3}{\frac {5x}{x-3}}=\infty ,}
tai tiesė x=3 yra vertikalioji asimptotė . Kadangi
lim
x
→ → -->
∞ ∞ -->
5
x
x
− − -->
3
=
5
,
{\displaystyle \lim _{x\to \infty }{\frac {5x}{x-3}}=5,}
tai tiesė y=5 yra horizontalioji asimptotė . Kadangi
lim
x
→ → -->
∞ ∞ -->
f
(
x
)
x
=
lim
x
→ → -->
∞ ∞ -->
5
x
− − -->
3
=
0
,
{\displaystyle \lim _{x\to \infty }{\frac {f(x)}{x}}=\lim _{x\to \infty }{\frac {5}{x-3}}=0,}
tai pasvirųjų asimptočių nėra.
Rasime kreivės
y
=
x
2
− − -->
6
x
+
3
x
− − -->
3
{\displaystyle y={\frac {x^{2}-6x+3}{x-3}}}
asimptotes.
Kadangi
lim
x
→ → -->
3
x
2
− − -->
6
x
+
3
x
− − -->
3
=
∞ ∞ -->
,
{\displaystyle \lim _{x\to 3}{\frac {x^{2}-6x+3}{x-3}}=\infty ,}
tai x=3 yra vertikalioji asimptotė . Kadangi
lim
x
→ → -->
∞ ∞ -->
x
2
− − -->
6
x
+
3
x
− − -->
3
=
∞ ∞ -->
,
{\displaystyle \lim _{x\to \infty }{\frac {x^{2}-6x+3}{x-3}}=\infty ,}
tai horizontaliųjų asimptočių nėra. Raskime pasvirosios asimptotės koeficientus k ir b :
k
=
lim
x
→ → -->
∞ ∞ -->
x
2
− − -->
6
x
+
3
x
(
x
− − -->
3
)
=
1
,
{\displaystyle k=\lim _{x\to \infty }{\frac {x^{2}-6x+3}{x(x-3)}}=1,}
b
=
lim
x
→ → -->
∞ ∞ -->
x
2
− − -->
6
x
+
3
x
− − -->
3
− − -->
x
=
lim
x
→ → -->
∞ ∞ -->
x
2
− − -->
6
x
+
3
− − -->
x
2
+
3
x
x
− − -->
3
=
lim
x
→ → -->
∞ ∞ -->
− − -->
3
x
+
3
x
− − -->
3
=
− − -->
3.
{\displaystyle b=\lim _{x\to \infty }{\frac {x^{2}-6x+3}{x-3}}-x=\lim _{x\to \infty }{\frac {x^{2}-6x+3-x^{2}+3x}{x-3}}=\lim _{x\to \infty }{\frac {-3x+3}{x-3}}=-3.}
Pasviroji asimptotė yra
y
=
x
− − -->
3.
{\displaystyle y=x-3.}
Raskime funkcijos
y
=
2
x
3
x
2
− − -->
4
{\displaystyle y={\frac {2x^{3}}{x^{2}-4}}}
asimptotes.
Tiesės
x
=
± ± -->
2
{\displaystyle x=\pm 2}
yra vertikaliosios asimptotės , nes
lim
x
→ → -->
± ± -->
2
2
x
3
x
2
− − -->
4
=
∞ ∞ -->
.
{\displaystyle \lim _{x\to \pm 2}{\frac {2x^{3}}{x^{2}-4}}=\infty .}
Kadangi
lim
x
→ → -->
∞ ∞ -->
2
x
3
x
2
− − -->
4
=
∞ ∞ -->
,
{\displaystyle \lim _{x\to \infty }{\frac {2x^{3}}{x^{2}-4}}=\infty ,}
tai horizontaliųjų asimptočių nėra.
Kadangi
k
=
lim
x
→ → -->
± ± -->
∞ ∞ -->
y
x
=
lim
x
→ → -->
± ± -->
∞ ∞ -->
2
x
2
x
2
− − -->
4
=
2
,
b
=
lim
x
→ → -->
± ± -->
∞ ∞ -->
(
y
− − -->
2
x
)
=
lim
x
→ → -->
± ± -->
∞ ∞ -->
8
x
x
2
− − -->
4
=
0
,
{\displaystyle k=\lim _{x\to \pm \infty }{\frac {y}{x}}=\lim _{x\to \pm \infty }{\frac {2x^{2}}{x^{2}-4}}=2,\qquad b=\lim _{x\to \pm \infty }(y-2x)=\lim _{x\to \pm \infty }{\frac {8x}{x^{2}-4}}=0,}
tai tiesė
y
=
2
x
{\displaystyle y=2x}
yra pasviroji asimptotė .
Rasime kreivės
y
=
x
3
2
(
x
+
1
)
2
{\displaystyle y={\frac {x^{3}}{2(x+1)^{2}}}}
asimptotes.
Kadangi
lim
x
→ → -->
− − -->
1
± ± -->
0
y
=
− − -->
∞ ∞ -->
,
{\displaystyle \lim _{x\to -1\pm 0}y=-\infty ,}
tai tiesė
x
=
− − -->
1
{\displaystyle x=-1}
yra vertikalioji asimptotė. Kadangi
lim
x
→ → -->
± ± -->
∞ ∞ -->
y
=
± ± -->
∞ ∞ -->
,
{\displaystyle \lim _{x\to \pm \infty }y=\pm \infty ,}
tai horizontaliųjų asimptočių nėra.
k
=
lim
x
→ → -->
± ± -->
∞ ∞ -->
f
(
x
)
x
=
lim
x
→ → -->
± ± -->
∞ ∞ -->
x
2
2
(
x
+
1
)
2
=
1
2
,
{\displaystyle k=\lim _{x\to \pm \infty }{\frac {f(x)}{x}}=\lim _{x\to \pm \infty }{\frac {x^{2}}{2(x+1)^{2}}}={\frac {1}{2}},}
b
=
lim
x
→ → -->
± ± -->
∞ ∞ -->
[
f
(
x
)
− − -->
k
x
]
=
lim
x
→ → -->
± ± -->
∞ ∞ -->
[
x
3
2
(
x
+
1
)
2
− − -->
1
2
x
]
=
1
2
lim
x
→ → -->
± ± -->
∞ ∞ -->
x
3
− − -->
x
(
x
2
+
2
x
+
1
)
(
x
+
1
)
2
=
{\displaystyle b=\lim _{x\to \pm \infty }[f(x)-kx]=\lim _{x\to \pm \infty }\left[{\frac {x^{3}}{2(x+1)^{2}}}-{\frac {1}{2}}x\right]={\frac {1}{2}}\lim _{x\to \pm \infty }{\frac {x^{3}-x(x^{2}+2x+1)}{(x+1)^{2}}}=}
=
1
2
lim
x
→ → -->
± ± -->
∞ ∞ -->
− − -->
2
x
2
− − -->
x
(
x
+
1
)
2
=
− − -->
1.
{\displaystyle ={\frac {1}{2}}\lim _{x\to \pm \infty }{\frac {-2x^{2}-x}{(x+1)^{2}}}=-1.}
Vadinasi, kreivė turi pasvirąją asimptotę
y
=
1
2
x
− − -->
1.
{\displaystyle y={\frac {1}{2}}x-1.}
Raskime kreivės
y
=
x
2
x
2
− − -->
1
{\displaystyle y={\frac {x^{2}}{\sqrt {x^{2}-1}}}}
asimptotes.
lim
x
→ → -->
± ± -->
1
± ± -->
0
f
(
x
)
=
∞ ∞ -->
,
{\displaystyle \lim _{x\to \pm 1\pm 0}f(x)=\infty ,}
todėl tiesės
x
=
− − -->
1
{\displaystyle x=-1}
ir
x
=
1
{\displaystyle x=1}
yra vertikaliosios asimptotės .
Kadangi
k
=
lim
x
→ → -->
+
∞ ∞ -->
f
(
x
)
x
=
lim
x
→ → -->
+
∞ ∞ -->
x
x
2
− − -->
1
=
1
,
{\displaystyle k=\lim _{x\to +\infty }{\frac {f(x)}{x}}=\lim _{x\to +\infty }{\frac {x}{\sqrt {x^{2}-1}}}=1,}
b
=
lim
x
→ → -->
+
∞ ∞ -->
[
f
(
x
)
− − -->
k
x
]
=
lim
x
→ → -->
+
∞ ∞ -->
(
x
2
x
2
− − -->
1
− − -->
x
)
=
lim
x
→ → -->
+
∞ ∞ -->
x
(
x
− − -->
x
2
− − -->
1
)
x
2
− − -->
1
=
{\displaystyle b=\lim _{x\to +\infty }[f(x)-kx]=\lim _{x\to +\infty }\left({\frac {x^{2}}{\sqrt {x^{2}-1}}}-x\right)=\lim _{x\to +\infty }{\frac {x(x-{\sqrt {x^{2}-1}})}{\sqrt {x^{2}-1}}}=}
=
lim
x
→ → -->
+
∞ ∞ -->
x
(
x
2
− − -->
(
x
2
− − -->
1
)
)
x
2
− − -->
1
(
x
+
x
2
− − -->
1
)
=
lim
x
→ → -->
+
∞ ∞ -->
1
x
2
− − -->
1
(
1
+
1
− − -->
1
/
x
2
)
=
0
,
{\displaystyle =\lim _{x\to +\infty }{\frac {x(x^{2}-(x^{2}-1))}{{\sqrt {x^{2}-1}}(x+{\sqrt {x^{2}-1}})}}=\lim _{x\to +\infty }{\frac {1}{{\sqrt {x^{2}-1}}(1+{\sqrt {1-1/x^{2}}})}}=0,}
tai tiesė
y
=
x
{\displaystyle y=x}
yra pasviroji asimptotė . Be to
k
=
lim
x
→ → -->
− − -->
∞ ∞ -->
f
(
x
)
x
=
lim
x
→ → -->
− − -->
∞ ∞ -->
x
x
2
− − -->
1
=
− − -->
1
;
{\displaystyle k=\lim _{x\to -\infty }{\frac {f(x)}{x}}=\lim _{x\to -\infty }{\frac {x}{\sqrt {x^{2}-1}}}=-1;}
b
=
lim
x
→ → -->
− − -->
∞ ∞ -->
[
f
(
x
)
− − -->
k
x
]
=
lim
x
→ → -->
− − -->
∞ ∞ -->
(
x
2
x
2
− − -->
1
− − -->
(
− − -->
1
)
⋅ ⋅ -->
x
)
=
lim
x
→ → -->
− − -->
∞ ∞ -->
x
(
x
+
x
2
− − -->
1
)
x
2
− − -->
1
=
{\displaystyle b=\lim _{x\to -\infty }[f(x)-kx]=\lim _{x\to -\infty }\left({\frac {x^{2}}{\sqrt {x^{2}-1}}}-(-1)\cdot x\right)=\lim _{x\to -\infty }{\frac {x(x+{\sqrt {x^{2}-1}})}{\sqrt {x^{2}-1}}}=}
=
lim
x
→ → -->
− − -->
∞ ∞ -->
x
x
2
− − -->
1
(
x
− − -->
x
2
− − -->
1
)
=
lim
x
→ → -->
− − -->
∞ ∞ -->
− − -->
|
x
|
x
2
− − -->
1
(
− − -->
|
x
|
− − -->
x
2
− − -->
1
)
=
{\displaystyle =\lim _{x\to -\infty }{\frac {x}{{\sqrt {x^{2}-1}}(x-{\sqrt {x^{2}-1}})}}=\lim _{x\to -\infty }{\frac {-|x|}{{\sqrt {x^{2}-1}}(-|x|-{\sqrt {x^{2}-1}})}}=}
=
lim
x
→ → -->
− − -->
∞ ∞ -->
|
x
|
x
2
− − -->
1
(
|
x
|
+
x
2
− − -->
1
)
=
lim
x
→ → -->
− − -->
∞ ∞ -->
1
x
2
/
x
2
− − -->
1
/
x
2
(
|
x
|
+
x
2
− − -->
1
)
=
0
,
{\displaystyle =\lim _{x\to -\infty }{\frac {|x|}{{\sqrt {x^{2}-1}}(|x|+{\sqrt {x^{2}-1}})}}=\lim _{x\to -\infty }{\frac {1}{{\sqrt {x^{2}/x^{2}-1/x^{2}}}(|x|+{\sqrt {x^{2}-1}})}}=0,}
todėl ir tiesė
y
=
− − -->
x
{\displaystyle y=-x}
yra pasviroji asimptotė .
Šaltiniai