171S1.2q  Functions and Graphs

January 10, 2013

MAT 171 Dr. Claude Moore, CFCC

CHAPTER 1: Graphs,  Functions, and Models 1.1  Introduction to Graphing 1.2  Functions and Graphs 1.3  Linear Functions, Slope, and Applications 1.4  Equations of Lines and Modeling 1.5  Linear Equations, Functions, Zeros and Applications 1.6  Solving Linear Inequalities

Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Jan 5­1:47 PM

Jan 10­3:33 PM

Mathematica Interactive Figures  are available through Tools for  Success, Activities and Projects in  CourseCompass. You may access  these through CourseCompass or  from the Important Links  webpage. You must Login to  MML to use this link.

Section 1.2 Finding Function Values 

Interactive Figures  Demonstration Video

Section 1.2 Domain and Range of a Function

Jan 10­8:04 AM

Aug 22­9:34 PM

1.2 Functions and Graphs • Determine whether a correspondence or a  relation is a function. • Find function values, or outputs, using a  formula or a graph. • Graph functions. • Determine whether a graph is that of a  function. • Find the domain and the range of a  function. • Solve applied problems using functions. Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Jan 10­8:14 AM

Jan 5­1:47 PM

1

171S1.2q  Functions and Graphs

January 10, 2013

Example

Function A function is a correspondence between a first set,  called the domain, and a second set, called the range,  such that each member of the domain corresponds to  exactly one member of the range.

Determine whether each of the following  correspondences is a function. This correspondence is a function because each  member of the domain corresponds to exactly one  member of the range. The definition allows more  than one member of the domain to correspond to the  same member of the range.

b. Helen Mirren Jennifer Hudson Leonardo DiCaprio Jamie Foxx

It is important to note that not every correspondence  between two sets is a function.

The Queen Blood Diamond Dreamgirls The Departed

This correspondence is not a function because there is one member of the domain  (Leonardo DiCaprio) that is paired with more than one member of the range (Blood  Diamond and The Departed). Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Jan 5­1:47 PM

Jan 5­1:47 PM

Example

Relation A relation is a correspondence between the first  set, called the domain, and a second set, called  the range, such that each member of the domain  corresponds to at least one member of the range.

Determine whether each of the following relations  is a function. Identify the domain and range. a.  {(9, ­5), (9, 5), (2, 4)} Not a function. Ordered pairs  (9, –5) and (9, 5) have the  same first coordinate and  different second coordinates. Domain is the set of first coordinates: {9, 2}.  Range is the set of second coordinates: {–5, 5, 4}.

Determine whether each of the following relations  is a function. Identify the domain and range. b.  {(–2, 5), (5, 7), (0, 1), (4, –2)} Is a function. No two ordered pairs  have the same first coordinate and  different second coordinates. Domain is the set of first coordinates: {–2, 5, 0, 4}.  Range is the set of second coordinates: {5, 7, 1, –2}. Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Jan 5­1:47 PM

Jan 5­1:47 PM

Notation for Functions

Example (continued) Determine whether each of the following relations  is a function. Identify the domain and range. c.  {(–5, 3), (0, 3), (6, 3)} Is a function. No two ordered pairs  have the same first coordinate and  different second coordinates. Domain is the set of first coordinates: {–5, 0, 6}.  Range is the set of second coordinates: {3}. Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

The inputs (members of the domain) are values of x  substituted into the equation. The outputs (members of  the range) are the resulting values of y.  f (x) is read “f of x,” or “f at x,” or “the value of f at x.”

Example A function is given by f(x) = 2x2 ­ x + 3. Find each  of the following. a.   f (0)     b.   f (–7)     c.   f (5a)     d.   f (a – 4)

a.  f (0) f (0) = 2(0)2 − 0 + 3 = 0 – 0 + 3 = 3 b.  f (–7) f (–7) = 2(–7)2 − (–7) + 3 = 2 • 49 + 7 + 3 = 108

Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Jan 5­1:47 PM

Jan 5­1:47 PM

2

171S1.2q  Functions and Graphs

January 10, 2013 Graphs of Functions

Example (continued) A function is given by f(x) = 2x2 ­ x + 3. Find each of  the following. a.   f (0)     b.   f (–7)     c.   f (5a)     d.   f (a – 4)

c.  f (5a) f (5a) = 2(5a)2 − 5a + 3 = 2 • 25a2 – 5a + 3    = 50a2 – 5a + 3 d.  f (a – 4) f (a – 4) = 2(a – 4)2 − (a – 4) + 3          = 2(a2 – 8a + 32) – a + 4 + 3          = 2a2 – 16a + 64 – a + 4 + 3          = 2a2 – 17a + 71

We graph functions the same way we graph equations.  We find ordered pairs (x, y), or  (x,  f (x)), plot the points  and complete the graph.

Example Graph f (x) = x2 – 5 . Make a table of values.

Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Jan 5­1:47 PM

Jan 5­1:47 PM

Example (continued) Graph  f (x) = x3 – x .

Graph

Vertical­Line Test If it is possible for a vertical line to cross a graph  more than once, then the graph is not the graph  of a function. Which of graphs (a) ­ (c) (in red) are graphs of functions?

Example For the function  f (x) = x2 – 5, use the graph to find  each of the following function values. a.   f (3)                b.   f (–2) a.  Locate the input 3 on the  horizontal axis, move vertically (up)  to the graph of the function, then  move horizontally (left) to find the  output on the vertical axis.             f (3) = 4

Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

b.  Locate the input –2 on the  horizontal axis, move vertically  (down) to the graph, then move  horizontally (right) to find the output  on the vertical axis.               f (–2) = –1

Yes

No

No

Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Jan 5­1:47 PM

Jan 5­1:47 PM

Finding Domains of Functions When a function  f  whose inputs and outputs are real  numbers is given by a formula, the domain is  understood to be the set of all inputs (x­values) for  which the expression is defined as a real number.  When an input results in an expression that is not defined  as a real number, we say that the function value does not  exist and that the number being substituted is not in the  domain of the function.

Example Find the indicated function values and determine whether  the given values are in the domain of the function.

a.  f (1)  Since  f (1) is defined, 1 is in the domain of  f.

Example Find the domain of the function

Solution:  We can substitute any real number in the numerator, but  we must avoid inputs that make the denominator 0.  Solve x2 + 2x ­ 3 = 0.   (x + 3)(x – 1) = 0 x + 3 = 0     or   x – 1 = 0       x = –3     or         x = 1 The domain consists of the set of all real numbers except  ­3 and 1, or {x|x ≠ ­3 and x ≠ 1}. 

b.  f (3)  Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Since division by 0 is not defined,  f (3) does  not exist and, 3 is in not in the domain of  f. Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Jan 5­1:47 PM

Jan 5­1:47 PM

3

171S1.2q  Functions and Graphs Visualizing Domain and Range Keep the following in mind regarding  the graph of a function:

January 10, 2013 85/10. Determine whether the correspondence is a function.          Domain                         Correspondence              Range A set of people in a town      A doctor a person uses      A set of doctors

Domain = the set of a function’s inputs, found on  the horizontal axis;   Range = the set of a function’s outputs, found on  the vertical axis.

Example Graph the function. Then estimate the domain and range. 85/12. Determine whether the correspondence is a function.          Domain              Correspondence           Range

Domain = [–4, ∞)

A set of members        An instrument each        A set of  of a rock band                      person plays             instruments       

Range = [0, ∞)

Copyright © 2009 Pearson Education, Inc.

Jan 5­1:47 PM

85/13. Determine whether the correspondence is a function.          Domain                         Correspondence              Range

Jan 5­8:14 PM

86/26 (a), (e). 

A set of students in a class      A student sitting in         A set of students                                                  a neighboring seat      

86/26 (c), (d). 

85/14. Determine whether the correspondence is a function.          Domain                              Correspondence            Range A set of bags of chips on a shelf   Each bag's weight      A set of weights     

Jan 5­8:14 PM

86/24 (a), (c). Given that f(x) = 2|x| + 3x, find each of the  following. (a) f(1) (c)  f(­x)

Jan 5­8:22 PM

86/37. A graph of a function is shown. Using the graph,  find the indicated function values; that is, given the  inputs, find the outputs.  h(1), h(3), and h(4)

86/24 (b), (d). Given that f(x) = 2|x| + 3x, find each of the  following. (b) f(­2) (d)  f(2y)

86/39. A graph of a function is shown. Using the graph,  find the indicated function values; that is, given the  inputs, find the outputs.  s(­4), s(­2), and s(0)

Jan 5­8:22 PM

Jan 5­8:22 PM

4

171S1.2q  Functions and Graphs 87/40. A graph of a function is shown. Using the graph,  find the indicated function values; that is, given the  inputs, find the outputs.  g(­4), g(­1), and g(0)

January 10, 2013 87/54. Find the domain of the function. Do not use a  graphing calculator.

87/58. Find the domain of the function. Do not use a  graphing calculator.

87/42. A graph of a function is shown. Using the graph,  find the indicated function values; that is, given the  inputs, find the outputs.  g(­2), g(0), and g(2.4)

Jan 5­8:22 PM

88/63. Find the domain of the function. Do not use a  graphing calculator.

Jan 5­8:26 PM

88/80. Graph the function with a graphing calculator. Then  visually estimate the domain and the range.

88/64. Find the domain of the function. Do not use a  graphing calculator.

88/82. Graph the function with a graphing calculator. Then  visually estimate the domain and the range.

Jan 5­8:26 PM

Jan 5­8:30 PM

88/83. Graph the function with a graphing calculator. Then  visually estimate the domain and the range.

88/84. Graph the function with a graphing calculator. Then  visually estimate the domain and the range.

Jan 5­8:30 PM

Jan 10­4:22 PM

5