5 homework of Math 1001

profilefantuana
MATH1001_Unit_2.pdf

Faculty of Science

Unit 2: Functions and Graphs

MATH 1001 Pre-Calculus Mathematics

Copyright & Credits Copyright © 2019 (Revised), 2014, 2008. Thompson Rivers University. All rights

reserved.

The content of this course material is the property of Thompson Rivers University

(TRU) and is protected by copyright law worldwide. This material may be used by

students enrolled at TRU for personal study purposes only. No part of this work

may be forwarded or reproduced in any form by any means without permission in

writing from the Intellectual Property Office, Thompson Rivers

University, [email protected].

TRU seeks to ensure that any course content that is owned by others has been

appropriately cleared for use in this course. Anyone wishing to make additional use

of such third party material must obtain clearance from the copyright holder.

Select questions associated with the following course textbook are used with

permission from Cengage Learning:

Swokowski, E. W., & Cole, J. A. (2012). Precalculus: Functions and graphs

(12th ed.). Belmont, CA: Brooks/Cole, Cengage Learning

Course Revision Team (2019) Course Reviser: Saeed Rahmati, PhD

Course Editor: Courtney Charlton, MA

Associate Dean, Science: Dennis Acreman, PhD

Course Development Team Course Writer: Alan Cooper, PhD

Consultant: Bernadette Harris, PhD

Course Reviser (2014): Bernadette Harris, PhD

Course Revisions/Writing (2008): Fae Debeck, MS, and Adriana Stefan, MMath

Instructional Designer: Ted Keating, MEd

Course Reference: MATH 1001_SW3

Thompson Rivers University

805 TRU Way

Kamloops, BC

V2C 0C8

Table of Contents Unit 2: Functions and Graphs 

Introduction ................................................................................................................. U2‐1 

Learning Outcomes ..................................................................................................... U2‐1 

2.1: Rectangular Coordinate Systems ...................................................................... U2‐2 

Introduction .............................................................................................................. U2‐2 

Section Learning Outcomes .................................................................................... U2‐2 

Study Plan ................................................................................................................. U2‐2 

Sample Question from Section 2.1 ......................................................................... U2‐3 

Further Practice Section 2.1 ..................................................................................... U2‐4 

2.2: Graphs of Equations ............................................................................................ U2‐5 

Introduction .............................................................................................................. U2‐5 

Section Learning Outcomes .................................................................................... U2‐5 

Study Plan ................................................................................................................. U2‐5 

Sample Questions for Section 2.2 ........................................................................... U2‐6 

Further Practice Section 2.2 ..................................................................................... U2‐8 

2.3: Lines ........................................................................................................................ U2‐9 

Introduction .............................................................................................................. U2‐9 

Section Learning Outcomes .................................................................................... U2‐9 

Study Plan ................................................................................................................. U2‐9 

Sample Questions for Section 2.3 ......................................................................... U2‐10 

Further Practice Section 2.3 ................................................................................... U2‐14 

2.4: Definition of Function ...................................................................................... U2‐15 

Introduction ............................................................................................................ U2‐15 

Section Learning Outcomes .................................................................................. U2‐15 

Study Plan ............................................................................................................... U2‐15 

Section 2.4: Definition of Function ....................................................................... U2‐16 

Further Practice Section 2.4 ................................................................................... U2‐17 

2.5: Graphs of Functions .......................................................................................... U2‐19 

Introduction ............................................................................................................ U2‐19 

Section Learning Outcomes .................................................................................. U2‐19 

Study Plan ............................................................................................................... U2‐19 

Sample Questions from Section 2.5 ..................................................................... U2‐20 

Further Practice for Section 2.5 ............................................................................. U2‐22 

2.6: Quadratic Functions .......................................................................................... U2‐23 

Introduction ............................................................................................................ U2‐23 

Section Learning Outcomes .................................................................................. U2‐23 

Study Plan ............................................................................................................... U2‐23 

Sample Questions for Section 2.6 ......................................................................... U2‐24 

Further Practice Section 2.6 ................................................................................... U2‐26 

2.7: Operations on Functions................................................................................... U2‐27 

Introduction ............................................................................................................ U2‐27 

Section Learning Outcomes .................................................................................. U2‐27 

Study Plan ............................................................................................................... U2‐27 

Sample Questions from Section 2.7 ..................................................................... U2‐28 

Further Practice Section 2.7 ................................................................................... U2‐30 

MATH 1001: Pre-Calculus Mathematics U2-1

TRU Open Learning

Unit 2: Functions and Graphs This unit corresponds to Chapter 2 of the textbook. In Unit 2 you will be covering  the following sections in your textbook: 

 2.1: Rectangular Coordinate Systems 

 2.2: Graphs of Equations 

 2.3: Lines 

 2.4: Definition of Function 

 2.5: Graphs of Functions 

 2.6: Quadratic Functions 

 2.7: Operations on Functions 

Introduction In many situations of practical interest we see cases in which two variables are  related in such a way that the value of one is completely determined by that of the  other. For example, since a particle cannot be in two places at the same time the  history of a particle’s motion determines a unique position for each time. 

Relationships of this sort are called functions. They are particularly important as  they are the basis for virtually all of the predictive power of the sciences. Even in the  absence of specific formulas the language of functions can be used to describe what  depends on what and this is often at least as important as the details of exactly how  the dependence works. And when one does want to talk about how strongly one  quantity depends on another (as studied in calculus) then it must in fact be  dependent and so be determined by a function. In fact, the language of functions is  used to express most of the ideas of calculus and in all of its areas of application. 

Learning Outcomes This unit is where you will develop and confirm your understanding of the  mathematical notion of a function and of the notation and language used to describe  functions. Specific learning outcomes are listed at the beginning of each section in  the unit. 

U2-2 Unit 2: Functions and Graphs

TRU Open Learning

2.1: Rectangular Coordinate Systems

Introduction The use of Cartesian coordinates allows us to bring together algebra and geometry  in a way that works to our advantage in both. By expressing geometric ideas in  terms of coordinates we can use algebraic techniques to prove geometric theorems  and calculate properties of geometric objects. 

Section Learning Outcomes After completing this section you should be able to: 

 Use a Cartesian coordinate system to plot and identify points in a plane. 

 Express distance and slope between two points in terms of their Cartesian  coordinates. 

Study Plan 1. Read section 2.1 of the textbook. You should already know most of what is in this 

section of the textbook. But graphing is so important for the rest of this course,  and for calculus, that you should read it very carefully and make sure to remind  yourself of any parts you have forgotten. Keep a pencil and paper at hand, and  be sure to check your understanding by working through the examples as you  go. 

2. Read the following “Study Notes and Sample Questions” section to prepare for  the practice exercises. 

3.  Follow the instructions regarding “Further Practice.” 

Study Notes and Sample Questions Not all of the material presented in each section of the textbook is required for this  course and some topics are more important than others. To master the required  material in this section, review the following topics and examples and the  supplemental “Sample Questions from Section 2.1”. 

 

 

 

 

MATH 1001: Pre-Calculus Mathematics U2-3

TRU Open Learning

Section 2.1: Rectangular Coordinate Systems

Topic Page, Example Number

Distances Between Points  Pages 82, 83 

Page 83—Example 1 

Page 83—Example 2 

Midpoint Formula  Page 85 

Page 85—Example 5 

Sample Question from Section 2.1

Page 88—q. 18 Show that  ( 4, 1) , (0, 2) , (6,1)A B C      and  (2, 2)D   are vertices of a  parallelogram. 

Solution: 

Show that opposite sides have equal lengths.  

     

   

2 2

2 2

,

4 2 1 2

36 9

45

A D A dd A D x x y y   

     

 

 

 

 

             

2 2 2 2, 0 6 2 1 45

, , B C B Cd B C x x y y

d A D d B C

         

   

     2 2, 4 0 1 2 17d A B          and 

     2 2, 6 2 1 2 17d C D            , ,d A B d C D  

Since opposite sides have equal lengths, ABCD is a parallelogram. 

U2-4 Unit 2: Functions and Graphs

TRU Open Learning

Further Practice Section 2.1 Check your understanding, and improve your speed, by working through some of  the exercises on pages 88–89 of the textbook. 

Do enough of the odd‐numbered questions of each type to convince yourself that  you can get the right answers. Note that, the answers are at the back of the textbook  and complete worked‐out solutions are in the Student Solutions Manual––but try to  avoid looking at answers or solutions until you have made your own best effort. 

As a minimum, start with questions 1, 3, 5, 7, 9, 15 and 17 from Section 2.1. When  done, compare your solutions to those in the Student Solutions Manual. 

MATH 1001: Pre-Calculus Mathematics U2-5

TRU Open Learning

2.2: Graphs of Equations

Introduction The use of Cartesian coordinates allows us to bring together algebra and geometry  in a way that works to our advantage in both. By expressing geometric ideas in  terms of coordinates, we can use algebraic techniques to prove geometric theorems  and calculate properties of geometric objects, and by graphing equations and  inequalities we can use our physical and geometric intuition to understand their  algebraic properties. 

Section Learning Outcomes After completing this section you should be able to: 

 Find the equation of a straight line specified in various ways. 

 Plot graphs of linear and quadratic equations and identify the equations from  given or specified graphs. 

 Find equations of circles with specified centre and radius. 

 Find intersection points of pairs of lines and circles. 

 Apply these skills in a wide variety of practical situations. 

Study Plan 1. Read section 2.2 of the textbook. Most of what is in this section of the textbook 

should already be known to you. But graphing is so important for the rest of this  course and for calculus that you should read it very carefully and make sure to  remind yourself of any parts you have forgotten. Keep a pencil and paper at  hand, and check your understanding by working through the examples as you  go. 

2. Read the following “Study Notes and Sample Questions” section to prepare for  the practice exercises. 

3. Follow the instructions regarding “Further Practice.” 

Study Notes and Sample Questions Not all of the material presented in each section of the textbook is required for this  course and some topics are more important than others. To master the required  material in this section, review the following topics and examples and the  supplemental “Sample Questions from Section 2.2”. 

U2-6 Unit 2: Functions and Graphs

TRU Open Learning

Section 2.2: Graphs of Equations

Topic Page, Example Number

Graphing by Plotting Points  Pages 89–92 

Page 90—Example 1 

Page 91—Example 2 

Finding  x  and  y  Intercepts  Page 92—Example 3 

Symmetry of Graphs  Pages 94, 95 

Page 95—Example 5 

Page 95—Example 6 

Standard Equation of a Circle  Page 96 

Page 96—Example 7 

Completing the Square Technique  Page 97 

Page 97—Example 8 

Page 97—Example 9 

Sample Questions for Section 2.2 Sketch the graph of the equation and label the  x  and  y  intercepts. 

3 2y x   

Solution: 

x ‐intercept:  20 3 2 0 3

y x x        

y ‐intercept:  0 3(0) 2 2x y y       

So the intercepts are  2: , 0 3

x     

 and   : 0, 2y  

MATH 1001: Pre-Calculus Mathematics U2-7

TRU Open Learning

 

NOTE: From the slope‐intercept form,  y mx b  , the slope is  3m  , which  is positive. So the line rises as we move from the left to the right on the  x axis. 

Page 102—q. 10 Sketch the graph and label the  xand  y  intercepts.  

22x y   

Solution: 

x ‐intercept:  0 2(0) 0 0y x x        

y ‐intercept:  20 0 2 0x y y       

So the graph passes through the origin  (0, 0) . The graph is symmetric with respect  to  xaxis . 

   

U2-8 Unit 2: Functions and Graphs

TRU Open Learning

Page 103—q. 58 Find the centre and the radius of the circle with the given equation. 

2 2 4 6 16 0x y x y      

Solution: 

Group the terms in  x  and the terms in  y  and subtract 16 from both sides: 

   2 24 6 16x x y y       Complete the perfect square in each parenthesis on the LHS and add the same  amount s to the RHS: 

   2 24 4 6 9 16 4 9x x y y              2 22 3 3x y      

This is not a circle since  2r  cannot equal  3 . 

Further Practice Section 2.2 Check your understanding, and improve your speed, by working through some of  the exercises on pages 102–103 of the textbook. 

Do enough of the odd‐numbered questions of each type to convince yourself that  you can get the right answers. Note that, the answers are at the back of the textbook  and complete worked‐out solutions are in the Student Solutions Manual––but try to  avoid looking at answers or solutions until you have made your own best effort. 

As a minimum, you should do questions 1, 3, 5, 7, 15, 17, 21, 35, 37, 45, 47, 51, 57 and  67 from Section 2.2. When done, compare your solutions to those in the Student  Solutions Manual.  

MATH 1001: Pre-Calculus Mathematics U2-9

TRU Open Learning

2.3: Lines

Introduction The topic of linear equations gets a whole section of the textbook to itself. This is  partly because of the significance of straight lines in geometry and partly because of  the convenience of linear models for approximating more general relationships. In  fact, one of the main ideas of calculus is to use linear approximations to examine  small parts of more complicated graphs. A recent survey of post‐secondary math  instructors in British Columbia identified an understanding of the concept of slope  of a straight line as the single most important prerequisite skill for subjects as  diverse as calculus and statistics.  

Section Learning Outcomes After completing this section you should be able to: 

 Find the equation of a straight line specified in various ways. 

 Apply these skills in a wide variety of practical situations. 

Study Plan 1. Read section 2.3 of the textbook. You should already know most of what is in this 

section of the textbook. But graphing linear equations is so important for the rest  of this course and for calculus that you should read it very carefully and make  sure to remind yourself of any parts you have forgotten. Keep a pencil and paper  at hand and check your understanding by working through the examples as you  go. 

2. Read the following “Study Notes and Sample Questions” section to prepare for  the practice exercises. 

3. Follow the instructions regarding “Further Practice.” 

Study Notes and Sample Questions Not all of the material presented in each section of the textbook is required for this  course and some topics are more important than others. To master the required  material in this section, review the following topics and examples and the  supplemental “Sample Questions from Section 2.3”.  

 

 

U2-10 Unit 2: Functions and Graphs

TRU Open Learning

Section 2.3: Lines

Topic Page, Example Number

Slope  Page 105 

Page 106—Example 1 

Horizontal and Vertical Lines  Page 108 

Page 108—Example 3 

Point‐Slope Form  Page 108 

Page 109—Example 4 

Slope‐Intercept Form  Page 109 

Page 109—Example 5 

General Form  Page 110 

Page 110—Example 6 

Parallel and Perpendicular Lines  Pages 111–113 

Page 111—Example 7 

Page 112—Example 8 

Pages 113, 114—Example 10 

Sample Questions for Section 2.3 Use slopes to show that the points are vertices of the specified trapezoid. 

(2, 3), (5, 1), (0, 6), ( 6, 2)A B C D        

 

MATH 1001: Pre-Calculus Mathematics U2-11

TRU Open Learning

Solution: 

Show that the slopes of one pair of opposite sides are equal. 

1 3 4 5 2 3AB

m     

    2 ( 6) 8 4 6 0 6 3CD

m        

 

Page 117—q. 22, 28 Find a general form of an equation of the line through the point  A  that satisfies the  given condition. 

q. 22 

  ( 4, 2)A   and the line is 

(a)  parallel to the  xaxis 

(b)  perpendicular to the  xaxis 

Solution: 

(a)  A line parallel to the  x ‐axis is horizontal, so it has the form  y c .  Since it  passes through  ( 4, 2) , it must be  2y  . 

(b)  A line perpendicular to the y‐axis is vertical, so it has the form  x c . Since it  passes through  ( 4, 2) , it must be  4x   . 

 

Page 117, q. 28 ( 1, 6)A       x intercept = 5 

Solution: 

The coordinates of the  x ‐intercept are  (5, 0)  and so the slope of the line containing  this point and A is 

1 2

1 2

6 0 1 1 5

y ym x x  

      

 

U2-12 Unit 2: Functions and Graphs

TRU Open Learning

We write the equation of the line through  ( 1, 6)A    and the  x intercept =  5,0   using the point‐slope form of a line: 

 1 1y y m x x    

 6 1 ( 1) 6 1( 1)y x y x             which can also be written as 

5y x     (slope‐intercept form)      OR      5x y    (general form) 

 

Page 118—q. 50

Find an equation of the line that is tangent to the circle  2 2 25x y   at the point   3, 4P  . 

Solution: 

The line through the origin  (0, 0)O   and  (3, 4)P   is perpendicular to the desired  line. 

  4 0 4 3 0 3

P O OP

P O

y ym x x

    

   

  slope of desired line:  1 3 4OP

m m

     

MATH 1001: Pre-Calculus Mathematics U2-13

TRU Open Learning

The equation of the desired line, in point‐slope form is 

 34 3 4

y x      or   3 25 4 4

y x    

Page 118—q. 58 Loan Repayment 

A college student receives an interest‐free loan of $8,250 from a relative.  

The student will repay $125 per month until the loan is paid off. 

a)  Express the amount P  (in dollars) remaining to be paid in terms of time  t  (in  months). 

b)  After how many months will the student owe $5,000? 

c)  Sketch on the  tP  plane, a graph that shows the relationship between P  and  t  for the duration of the loan. 

Solution: 

a)  Using the slope‐intercept form: P mt b   

At the beginning  ( 0)t  , the amount remaining is $8,250 so  8,250b   

 8,250P mt   for any  t  

After one payment, i.e. for  1t  , the amount remaining decreases by $125  and so  $8,125P  . 

8,125 8,250 125 125 8,250m m P t          

b)  $5,000 ?P t    

5,000 125 8,250 125 3,250 26 monthst t t          

c)  To sketch the graph of the line  125 8,250,P t    we need the intercepts with  the axes: 

t—intercept: 

8,2500 125 8,250 0 66 125

P t t        

P—intercept: 

0 8,250t P    

So the intercepts are  (66, 0) and (0, 8,250) . 

U2-14 Unit 2: Functions and Graphs

TRU Open Learning

 

Further Practice Section 2.3 Check your understanding, and improve your speed, by working through some of  the exercises on pages 116–120 of the textbook. 

Do enough of the odd‐numbered questions of each type to convince yourself that  you can get the right answers. Note that, the answers are at the back of the textbook  and complete worked‐out solutions are in the Student Solutions Manual––but try to  avoid looking at answers or solutions until you have made your own best effort. 

As a minimum, you should do questions 1, 3, 9, 11, 15, 17, 19, 21, 23, 29, 31, 33, 41, 43,  45, 49, 57, and 59 from Section 2.3. When done, compare your solutions to those in  the Student Solutions Manual.  

MATH 1001: Pre-Calculus Mathematics U2-15

TRU Open Learning

2.4: Definition of Function

Introduction As mentioned in the “Introduction” to this unit, a function is a particular kind of  relationship. In fact, the basic idea can be illustrated in terms of human relationships. 

Every person has a unique birth mother. So, if we have a particular person, p, in  mind then there is only one person that we can mean by “the birth mother of p.”  This person, who we’ll call  ( )M p , is completely determined once we know p, but  the reverse is not true. If we identify a mother, she may have several children, so the  phrase “child of m” does not always determine a unique person. 

Note that in this mathematical sense the mother “depends on” and “is a function of”  the child. 

Section Learning Outcomes After completing this section you should be able to: 

 Define the term “function” and identify whether or not a given relationship is a  function. 

 Define the domain, range, and graph of a function and identify them for specific  examples. 

 Interpret expressions written in terms of function notation. 

Study Plan 1.  Read section 2.4 of the textbook.  

2.  Read the following “Study Notes and Sample Questions” section to prepare for  the practice exercises. 

3.  Follow the instructions regarding “Further Practice.” 

Study Notes and Sample Questions Not all of the material presented in each section of the textbook is required for this  course and some topics are more important than others. To master the required  material in this section, review the following topics and examples and the  supplemental “Sample Questions from Section 2.4”. 

 

 

U2-16 Unit 2: Functions and Graphs

TRU Open Learning

Section 2.4: Definition of Function

Topic Page, Example Number

Definition of Function  Page 120, 121 

Page 122—Example 1 

Page 122—Example 2 

Vertical Line Test  Page 124 

Increasing, Decreasing and Constant  Functions 

Page 125 

Domain and Range  Page 126—Example 4 

The Difference Quotient  Page 127 

Page 127—Example 5 

Linear Functions  Pages 127–129 

Page 128—Example 6 

Page 128—Example 7 

Sample Questions for Section 2.4 If a  and h  are real numbers, find: 

(a)   f a   (b)   f a  

(c)   f a   (d)   f a h  

(e)     f a f h   (f)      0if  f a h f a h

h  

  

 

where    3 4f x x   for any  x . 

Solution: 

(a)  If  x a   then      3 4f a a   

(b)  If  x a    then      3 4 3 4f a a a       

MATH 1001: Pre-Calculus Mathematics U2-17

TRU Open Learning

(c)     3 4 4 3f x x x        if  x a   then     4 3f a a    

(d)  If  x a h    then      3 4 3 4 4f a h a h a h        

(e)         3 4 3 4 6 4 4f a f h a h a h         

(f)         3 4 4 3 4 4 4f a h f a a h a h h h h

            

Page 132—q. 28

Find the domain of  f  where    2 4 3

4 xf x

x 

 

 

Solution: 

34 3 0 4

x x      and  2 4 0 2x x      

So the domain is all real numbers that satisfy both conditions. 

 3 , 2 2, 4     

 

Section 2.4 example

Simplify the difference quotient      2 2 0iff h f h h

    

for the function    22 3f x x    

Solution: 

     

     

2 2 2

2

2

2 2 2 3 2 4 4 3 8 8 2 3

2 8 5

2 2 2 3 2 4 3 8 3 5

f h h h h h h

h h

f

              

   

          

 

     22 2 2 8 5 5 2 8f h f h h h h h

            

Further Practice Section 2.4 Check your understanding, and improve your speed, by working through some of  the exercises on pages 131–135 of the textbook. Do enough of the odd numbered  questions of each type to convince yourself that you can get the right answers. Note  that the answers are at the back of the textbook and complete worked‐out solutions 

U2-18 Unit 2: Functions and Graphs

TRU Open Learning

are in the Student Solutions Manual––but try to avoid looking at answers or solutions  until you have made your own best effort. 

As a minimum, you should do questions 1, 3, 5, 7, 11, 13, 15, 17, 19, 21, 23, 25, 27, 33,  35, 37, 39, 47, 49, 51, 53, and 67 from Section 2.4. When done, compare your solutions  with those in the Student Solutions Manual. 

MATH 1001: Pre-Calculus Mathematics U2-19

TRU Open Learning

2.5: Graphs of Functions

Introduction We have already seen that having the graph of a function allows us to quickly  estimate its values and behaviours such as whether its output will increase or  decrease when the input is changed. In this section we look at some techniques that  will help you to sketch and understand the graphs of functions. These include the  use of symmetry, and recognizing how the graph of a given function might be  related to a simpler or better known one. 

Section Learning Outcomes After completing this section you should be able to: 

 Identify and use the symmetry properties of even and odd functions. 

 Determine the graphs of equations written in terms of functions and write  equations for graphs obtained by transformations of a given graph. 

Study Plan 1.  Read section 2.5 of the textbook.  

2.  Read the following “Study Notes and Sample Questions” section to prepare for  the practice exercises. 

3.  Follow the instructions regarding “Further Practice.” 

Study Notes and Sample Questions Not all of the material presented in each section of the textbook is required for this  course and some topics are more important than others. To master the required  material in this section, review the following topics and examples and the  supplemental “Sample Questions from Section 2.5”. 

 

 

 

 

 

 

U2-20 Unit 2: Functions and Graphs

TRU Open Learning

Section 2.5: Graphs of Functions

Topic Page, Example Number

Even and Odd Functions  Page 136 

The Absolute Value Function  Page 137—Example 2 

Transformations  Pages 138–142 

Vertical Shifts  Pages 138, 139 

Page 138—Example 3 

Horizontal Shifts  Pages 139, 140 

Page 139—Example 4 

Vertical Stretches and Compressions  Page 140 

Page 140—Example 5 

Horizontal Stretches and  Compressions 

Pages 141, 142 

Page 141—Example 7 

Reflections  Pages 140, 141 

Page 140—Example 6 

Piecewise‐Defined Functions   Page 142 

Page 142—Example 8 

Page 145—Example 11 

Sample Questions from Section 2.5

Page 147—q. 18 Sketch, on the same coordinate plane, the graphs of  f for the given values of  c   (make use of symmetry, shifting, sketching, compressing or reflecting). 

  29 3,0,2f x x c c      

 

 

MATH 1001: Pre-Calculus Mathematics U2-21

TRU Open Learning

Solution: 

When  0c  ,  2( ) 9f x x   which is the equation of the upper half of a circle of 

radius 3 centred at the origin. For  3, 2c    shift  29y x   down 3, up 2,  respectively. 

 

Page 148—q. 34

Explain how the graph of the function  3 ( 1)y f x     3 1y f x  compares to the  graph of   y f x . For example, for the equation   2 3y f x  , the graph of  f  is  shifted 3 units to the left and stretched vertically by a factor of 2. 

Solution: 

The graph of  f  is shifted 1 unit to the right and stretched vertically by a factor of 3. 

Page 149—q. 51 Sketch the graph of  f  

  3 2 1

1 ( 1 1) 3 1

     if      if i.e. 

if

x x f x x x x

x x

           

 

Solution: 

This is a piecewise‐defined function. So the graph is a combination of the graphs of  the line  2y x   for values of  1x   , the power function  3y x  for values of x  between –1 and 1, and the line  3y x    for values of  1x  . 

U2-22 Unit 2: Functions and Graphs

TRU Open Learning

 

Further Practice for Section 2.5 Check your understanding and improve your speed by working through some of  the exercises on pages 147–150 of the textbook. Do enough of the odd‐numbered  questions of each type to convince yourself that you can get the right answers. Note  that the answers are at the back of the textbook book and complete worked‐out  solutions are in the Student Solutions Manual—but try to avoid looking at the answers  or solutions until you have made your own best effort. 

As a minimum, you should do questions 1, 3, 9, 13, 15, 17, 27, 29, 33, 35, 39, 41 (a),  (e), 43, 47, 49, 51, 55, 57, 59, 65 (a), (c), and 67 from Section 2.5. When done, compare  your answers to those in the student solutions guide. 

MATH 1001: Pre-Calculus Mathematics U2-23

TRU Open Learning

2.6: Quadratic Functions

Introduction A shoe retailer finds that she can sell (on average) 50 pairs per week of a certain style  when the price is $50 per pair, but that for each $5 she raises the price she loses 4  sales. 

The store owner’s weekly revenue is obtained by multiplying the price she charges  by the number of pairs she sells and one goes down as the other goes up so the  combined effect is not particularly obvious. 

One of the things you will learn in this section is how to use a quadratic function to  model the above situation so that you can tell the retailer what price to charge in  order to maximize her weekly revenue. 

Section Learning Outcomes After completing this section you should be able to: 

 Solve quadratic equations. 

 Graph quadratic functions and determine the vertex and the  x  and  y  intercepts  from the general form. 

 Use the “Completing the Square” technique (page 46 and page 97) to convert a  quadratic equation to standard form. 

 Use the standard form of a quadratic function to locate the vertex and to find the  maximum or minimum value of the function. 

 Recognize applied situations involving these functions and use the above skills  to solve problems arising from such situations. 

Study Plan 1.  Read section 2.6 of the textbook. 

2. Read the following “Study Notes and Sample Questions” section to prepare for  the practice exercises. 

3. Follow the instructions regarding “Further Practice.” 

Study Notes and Sample Questions Not all of the material presented in each section of the textbook is required for this  course and some topics are more important than others. To master the required  material in this section, review the following topics and examples and the  supplemental “Sample Questions from Section 2.6”.  

U2-24 Unit 2: Functions and Graphs

TRU Open Learning

Section 2.6: Quadratic Functions

Topic Page, Example Number

Definition and Graph  Pages 151, 152 

Page 152—Example 1 

Standard Equation  Page 153 

Page 152—Example 2 

Page 153—Example 3 

Page 154—Example 4 

Vertex Formula  Page 155 

Page 155—Example 6 

Maximum and Minimum Values  Page 156 

Page 158—Examples 8, 9 

Sample Questions for Section 2.6 For    2 6f x x x    do the following: 

(a)  Use the quadratic formula to find the zeros of  f . 

(b)  Find the maximum or minimum value of   f x . 

(c)  Sketch the graph of  f . 

Solution: 

Generally:    2f x ax bx c    

a)    2 6 1 6 0f x x x a b c          

To find the zeros of  f  solve    20 6 0f x x x       

6 36 0 6;0 2

x     

 

b)  The coefficient of  2x  in this case is  1a   . Since  0a  , the graph is a  parabola that opens downward. Therefore the highest point on the parabola 

is at the vertex  , 2 2 b bV f a a

          

MATH 1001: Pre-Calculus Mathematics U2-25

TRU Open Learning

6 3 2 2( 1) b a

     

  and  2( 3) ( 3) 6( 3) 9f          

So  ( 3, 9)V    and the maximum value of f is  9MAXy   

c)  The x—intercepts are  ( 6, 0)  and  (0, 0)  and the vertex is  ( 3, 9) . 

 

 

Page 162—q. 42

Flight of a Projectile 

An object is projected vertically upward with an initial velocity of  0v  ft/sec, and its  distance   s t  in feet above the ground after  t  seconds is given by the formula    216 os t t v t     

a)  If the object hits the ground after 12 seconds, find its initial velocity  0v . 

b)  Find its maximum distance above the ground. 

Solution: 

a)  When the object hits the ground,  ( ) 0s t    2

0 016(12) (12) 0 192v v      

So the initial velocity is 192 ft / sec . 

b)    216 192s t t t     16 192a b    

Since  0a   the graph opens downward and  ( )s t  has a maximum value 

when  192 6 2( 16)

t    

 and  2(6) 16(6) 192(6) 576s     . 

So, the maximum distance is 576 ft . 

U2-26 Unit 2: Functions and Graphs

TRU Open Learning

Further Practice Section 2.6 Check your understanding, and improve your speed, by working through some of  the exercises on pages 160–163 of the textbook. 

Do enough of the odd‐numbered questions of each type to convince yourself that  you can get the right answers. Note that the answers are at the back of the textbook  and complete worked‐out solutions are in the Student Solutions Manual––but try to  avoid looking at answers or solutions until you have made your own best effort. 

As a minimum, you should try questions 1, 5, 9, 13, 19, 23, 43, and 45 from  Section 2.6. When done, compare your solutions with those in the Student Solutions  Manual. 

MATH 1001: Pre-Calculus Mathematics U2-27

TRU Open Learning

2.7: Operations on Functions

Introduction If two branches of a business each generate revenue at an earnings rate that varies  over time then the total earnings rate at any given time will be obtained by adding  the values of these two functions. If the number of customers and their average  monthly expenditure at a certain business are given functions of time the monthly  revenue of the business will be a function of time, the value of which is obtained by  multiplying the values of those two given functions. If the air temperature depends  on altitude according to a given function and a balloon is rising so that its altitude is  given by another function, then the function giving air temperature outside the  balloon as a function of time is obtained by combining these two—but in a different  way from either the addition of revenues or multiplication of price times number in  the first two examples.  

Section Learning Outcomes After completing this section you should be able to: 

 Understand and use the language and notation used to describe algebraic  combinations of functions. 

 Evaluate, graph, and identify domains of algebraic combinations of functions  identified in various ways (by formulas, tables, graphs, etc.). 

 Understand and use the language and notation used to describe composition of  functions. 

 Evaluate, graph and identify domains of composite functions using information  about the components that is given in various ways (formulas, tables, graphs,  etc.). 

 Recognize a function description as equivalent to a composition of simpler  functions. 

Study Plan 1.  Read section 2.7 of the textbook.  

2.  Read the following “Study Notes and Sample Questions” section to prepare for  the practice exercises. 

3.  Follow the instructions regarding “Further Practice.” 

U2-28 Unit 2: Functions and Graphs

TRU Open Learning

Study Notes and Sample Questions Not all of the material in each section of the textbook is required for this course and  some topics are more important than others. To master the required material in this  section, review the following topics and examples and the supplemental “Sample  Questions from Section 2.7”. 

Section 2.7: Operations on Functions

Topic Page, Example Number

Operations with Functions  Page 165 

Page 165—Example 1 

Page 166—Example 2 

Composite Function  Page 166 

Page 167—Example 3 

Page 168—Example 4 

Page 168—Example 5 

Composite Function Form  Page 169—Example 7 

Sample Questions from Section 2.7

Page 172—q. 16

For      25 7 3 2f x x g x x x      find the following: 

(a)    ( ) ( ( ))f g x f g x     (b)    ( ) ( ( ))g f x g f x    

(c)   ( 2)f g      (d)   (3)g f    

Solution: 

(a)       2 2 2( ) 3 2 5 3 2 7 15 5 3f g x f x x x x x x           

(b)         2 2( ) 5 7 3 5 7 5 7 2 75 215 156g f x g x x x x x           

(c)  Using (a)    2( ) 15 5 3f g x x x     

For       22 ( 2) 15 2 5 2 3 73x f g           

MATH 1001: Pre-Calculus Mathematics U2-29

TRU Open Learning

(d)  Using (b)     2( ) 75 215 156g f x x x     

For        23 (3) 75 3 215 3 156 186x g f       

Page 172—q. 32

For      3 2

xf x g x x x

  

 find the following: 

(a)    ( )f g x  and the domain of  f g . 

(b)    ( )g f x  and the domain of  g f . 

Solution: 

(a)   3 3

3 3 3( ) ( ( )) 3 3 2 3 2 3 22

xx xf g x f g x f xx x x x x x

                

The domain of g is all 0x   and the domain of f is all  2x  .  

The domain of  f g  is all x such that  0x   and  ( ) 2g x  .  3 3( ) 2 2

2 g x x

x       

So the domain of  f g  is all  30, 2

x  . 

(b)   

 

   

3 3 2( ) ( ( )) 2 1

2 3 2 3 2 3 6

x xg f x g f x g xx x x

x x x x x x

        

     

 

The domain of  g f  is all x such that  2x   and  ( ) 0f x  .  

( ) 0 0f x x   . So the domain of  g f  is all 0, 2x  . 

Page 172—q. 35

Solve the equation    ( ) 0f g x   for the functions 

   2 2 3f x x g x x     

 

U2-30 Unit 2: Functions and Graphs

TRU Open Learning

Solution: 

  ( ) 0 ( ( )) 0 ( 3) 0f g x f g x f x      2 2( 3) 2 0 ( 3) 2 3 2

3 2

x x x

x

         

   

Page 174—q. 56 Find a composite function form for  y . 

24 1y x  

Solution: 

Let  2 1 4u x y u    

Further Practice Section 2.7 Check your understanding and improve your speed by working through some of  the exercises on pages 171–174 of the textbook. 

Do enough of the odd‐numbered questions of each type to convince yourself that  you can get the right answers. Note that, as usual, the answers are at the back of the  textbook and complete worked‐out solutions are in the Student Solutions Manual–– but try to avoid looking at answers or solutions until you have made your own best  effort. 

As a minimum, you should do questions 1, 3, 7, 9, 11, 13, 21, 23, 29, 31, 33, 35, 37, 53,  55, and 57 from Section 2.7. When done, compare your solutions with those in the  Student Solutions Manual.