Любая прямая на координатной плоскости (кроме вертикальной) — это график линейной функции. Записывается она в виде . Два числа и задают всю прямую: отвечает за наклон, — за вертикальный сдвиг. Ниже всё, что нужно для ЕГЭ.
Определение и формула
Линейная функция — функция вида:
где и — числа (константы), — независимая переменная, — зависимая.
Числа и называются параметрами линейной функции:
- — угловой коэффициент (или коэффициент наклона);
- — свободный член (или сдвиг).
Числа и могут быть любыми. При получаем — постоянную функцию (горизонтальная прямая на уровне ). При формула упрощается до — это прямая пропорциональность, частный случай линейной функции, проходящий через начало координат. Дальше, где не оговорено иное, считаем .
Что значат k и b геометрически
Свободный член . Если подставить в формулу, получим . Это значит: точка всегда лежит на прямой. То есть — это -координата точки пересечения графика с осью .
Угловой коэффициент . Возьмём две точки графика: и . Тогда
То есть — это отношение приращения к приращению . Если увеличить на 1, то увеличится на . Поэтому ещё называют «скорость изменения» функции.
Геометрически — это тангенс угла наклона прямой к оси Ox:
где — угол между прямой и положительным направлением оси (отсчёт против часовой стрелки).
График линейной функции при разных k
График линейной функции — прямая. Чтобы её построить, достаточно двух точек.
Поведение зависит от знака :
- . Прямая идёт «вверх» слева направо. Функция возрастает на всей числовой прямой. Чем больше , тем круче подъём.
- . Прямая идёт «вниз» слева направо. Функция убывает на всей числовой прямой. Чем меньше (по модулю больше), тем круче спуск.
- . Прямая горизонтальная, . Функция постоянная.
Параметр только сдвигает прямую вверх () или вниз (), не меняя её наклон. При фиксированном все прямые при разных — параллельны.
Точки пересечения с осями
С осью . Подставляем :
Точка пересечения: .
С осью . Приравниваем и решаем относительно :
Точка пересечения: . Это работает только при . Если и , прямая параллельна оси и не пересекает её.
Свойства линейной функции
| Свойство | Значение |
|---|---|
| Область определения | (вся числовая прямая) |
| Область значений | при ; при |
| Монотонность | возрастает при ; убывает при ; постоянна при |
| Чётность | нечётная при и (т.е. ); чётная при ; при и ни чётная, ни нечётная |
| Нули функции | при |
| Знак | при (если ) и наоборот при |
Как построить график
Алгоритм для любой линейной функции :
- Точка 1. — пересечение с . Сразу её отмечаешь.
- Точка 2. — пересечение с . Отмечаешь.
- Через две точки проводишь прямую.
Если , обе точки совпадают в начале координат — берёшь вторую точку с любым , например , и считаешь .
Пример. Построить . Точка с : . Точка с : , , точка . Проводим прямую через и .
Где линейная функция нужна на ЕГЭ
Номера даны по проекту документов ЕГЭ-2027 (ФИПИ), итоговые документы могут отличаться.
- №9, производная по графику. Касательная — прямая , и равен значению производной в точке касания. Если касательная проходит через точки и , то . Подробнее: производная в точке и уравнение касательной.
- №12, графики функций. В демоверсии ЕГЭ-2027 в одном из вариантов графики параболы и прямой пересекаются в двух точках, и по рисунку нужно найти абсциссу второй. Коэффициент прямой читается по двум точкам, как выше.
Уравнение прямой по двум точкам
Иногда нужно записать формулу прямой, проходящей через две заданные точки и . Алгоритм:
- Найти .
- Подставить любую из двух точек в и найти .
Пример. Прямая через и . Считаем: . Подставляем : , . Ответ: .
Параллельность и перпендикулярность
Две прямые и :
- Параллельны, если и . Если же , прямые совпадают.
- Перпендикулярны, если , то есть .
Если , то у перпендикулярной прямой .
Почему так: — тангенс угла наклона, а у перпендикулярных прямых углы наклона отличаются на . На практике: перевернуть дробь и поменять знак. Было — стало ; было — стало . Для горизонтальной и вертикальной прямых это правило не работает: вертикальная не задаётся формулой .
Распространённые ошибки
1. Путать угол наклона с самим коэффициентом. — это тангенс угла, а не сам угол. Если , угол . Если , угол . Если , угол (тангенс отрицательный).
2. Считать, что функция (при ) не является функцией. Является. Это постоянная функция, для каждого возвращает одно и то же значение . График — горизонтальная прямая.
3. Считать, что вертикальная прямая — это график линейной функции. Нет. Вертикальная прямая не является графиком функции вообще, потому что одному значению соответствуют все возможные . Вертикальные прямые — это графики уравнений, не функций.
4. Терять знак в задаче на касательную. Когда касательная идёт «вниз» (убывает), . Часто пишут только модуль и забывают поставить минус.
5. Путать параметры с переменными. и — переменные, они меняются. и — параметры, они фиксированы для конкретной функции. В задаче «найти , если…» — неизвестное число, его нужно вычислить.
Разбор примеров
Три примера с нарастающей сложностью. Первый разобран целиком, во втором ты делаешь один шаг сам, в третьем за тобой почти весь костяк.
Пример 1 (уровень А, полный разбор). Касательная к графику функции проходит через точки и . Найди значение производной в точке касания и построй эту касательную.
Решение. Касательная — это прямая . Значение производной в точке касания равно её угловому коэффициенту .
Находим по двум точкам:
Значит, .
Построим прямую. Свободный член — это -координата при , у нас точка уже даёт . Получаем .
Для построения нужны две точки. Одну знаем: . Вторую возьмём на оси : , , точка . Проводим прямую через и .
Ответ. .
Типичная ошибка. Перепутать порядок в формуле . В числителе разность игреков, в знаменателе разность иксов в том же порядке: сверху, снизу. Какую точку считать первой, неважно, лишь бы порядок совпадал.
Пример 2 (уровень Б, один шаг — сам). Запиши уравнение прямой, проходящей через точки и .
Решение. Сначала угловой коэффициент:
Теперь нужно найти . Подставь любую из двух точек в уравнение и попробуй сам выразить .
Типичная ошибка. Потерять минус при подстановке отрицательной координаты. , а не . Минус на минус даёт плюс.
Пример 3 (уровень В, костяк — сам). Прямая перпендикулярна прямой и проходит через точку . Запиши её уравнение.
Решение (skeleton).
Шаг 1. Найди угловой коэффициент перпендикулярной прямой. Для перпендикулярных прямых . У исходной , значит найдёшь из этого условия.
Шаг 2. Найди . Подставь точку в уравнение и вырази свободный член.
Шаг 3. Собери уравнение и проверь по точке.
Типичная ошибка. Взять для перпендикулярной тот же или просто поменять знак (). Перпендикулярность — это не смена знака, а «минус обратное»: .
Проверь себя
Что запомнить
- Формула: .
- — где график пересекает (точка ).
- — насколько растёт при увеличении на 1; геометрически тангенс угла наклона.
- — возрастает; — убывает; — постоянна.
- График — прямая. Строится по двум точкам.
- Параллельные прямые — одинаковые . Перпендикулярные — .
Связь с другими темами
- Квадратичная функция — следующий шаг сложности после линейной.
- Обратная пропорциональность y=k/x — другой базовый тип функции.
- Монотонность функции — линейная функция всегда строго монотонна (при ).
- Производная в точке — применение знаний о для касательной.
Проверено: 2026-10-08.