如何绘制方程$$|x|+x=|y|+y$$的图像?能否不借助绘图计算器完成?
如何手绘方程 $|x| + x = |y| + y$ 的图像
没问题,咱们完全不用绘图计算器,靠分情况拆解就能轻松画出这个方程的图像,一步步来:
首先,咱们先单独分析方程左右两边的表达式——因为绝对值的特性,不同区间的取值会让表达式大幅简化:
第一步:拆解左边 $|x| + x$
- 当 $x \geq 0$ 时,$|x| = x$,所以左边简化为 $x + x = 2x$
- 当 $x < 0$ 时,$|x| = -x$,所以左边简化为 $-x + x = 0$
第二步:拆解右边 $|y| + y$
- 当 $y \geq 0$ 时,$|y| = y$,所以右边简化为 $y + y = 2y$
- 当 $y < 0$ 时,$|y| = -y$,所以右边简化为 $-y + y = 0$
第三步:分四种组合情况讨论方程
现在把x和y的正负区间组合起来,逐一分析方程的解:
情况1:$x \geq 0$ 且 $y \geq 0$
方程变为 $2x = 2y$,也就是 $x = y$。这对应第一象限内,从原点出发向右上方延伸的射线(包含原点)。情况2:$x \geq 0$ 且 $y < 0$
左边是 $2x$,右边是 $0$,方程变为 $2x = 0$ → $x = 0$。结合条件 $y < 0$,这对应y轴的负半轴(从原点向下延伸的射线,仅包含y<0的部分)。情况3:$x < 0$ 且 $y \geq 0$
左边是 $0$,右边是 $2y$,方程变为 $0 = 2y$ → $y = 0$。结合条件 $x < 0$,这对应x轴的负半轴(从原点向左延伸的射线,仅包含x<0的部分)。情况4:$x < 0$ 且 $y < 0$
左边是 $0$,右边是 $0$,等式 $0=0$ 恒成立。这意味着整个第三象限的所有点都满足这个方程。
第四步:组合所有解得到图像
把上面四个情况的结果组合起来,图像就是:
- 整个第三象限区域(所有x<0、y<0的点)
- x轴负半轴(x<0,y=0的射线)
- y轴负半轴(x=0,y<0的射线)
- 第一象限内的射线 $x=y$(x≥0、y≥0且x=y的点)
画的时候可以先标好坐标轴,先涂黑第三象限区域,再画出那三条射线,就搞定啦!
内容的提问来源于stack exchange,提问作者user499760
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