Чтобы доказать, что функция \( y = |x| \) не является линейной (или однородной), рассмотрим определения и свойства линейных функций.
Функция называется линейной, если выполняются два условия:
- Аддитивность: \( f(x_1 + x_2) = f(x_1) + f(x_2) \)
- Однородность: \( f(kx) = kf(x) \) для любого числа \( k \).
Рассмотрим функцию \( y = |x| \):
Проверим аддитивность. Возьмем два любых числа \( x_1 \) и \( x_2 \).
- Если оба \( x_1 \) и \( x_2 \) положительные, то: \[ f(x_1 + x_2) = |x_1 + x_2| = x_1 + x_2 = |x_1| + |x_2| = f(x_1) + f(x_2) \]
- Если оба \( x_1 \) и \( x_2 \) отрицательные, то: \[ f(x_1 + x_2) = |x_1 + x_2| = |-(|x_1| + |x_2|)| = |x_1| + |x_2| = f(x_1) + f(x_2) \]
- Если один из них положительный, а другой отрицательный, например, \( x_1 > 0 \), \( x_2 < 0 \):
- Если \( |x_1| > |x_2| \): \[ f(x_1 + x_2) = |x_1 + x_2| = |(x_1 - |x_2|)| = |x_1| - |x_2| \neq |x_1| + |x_2| = f(x_1) + f(x_2) \]
- Если \( |x_1| < |x_2| \): \[ f(x_1 + x_2) = |x_1 + x_2| = |(|x_2| - x_1)| \neq |x_1| + |x_2| = f(x_1) + f(x_2) \]
В общем случае, аддитивность нарушается, поэтому \( |x| \) не является аддитивной.
Проверим однородность. Пусть \( k \) — произвольное число.
- Для \( k > 0 \): \[ f(kx) = |kx| = k|x| = kf(x) \]
- Для \( k < 0 \): \[ f(kx) = |kx| = -k|x| = -kf(x) \neq kf(x) \]
Таким образом, функция \( y = |x| \) не удовлетворяет условиям линейности, поскольку не выполняется аддитивность и однородность для всех значений \( x \).
В итоге, мы можем заключить, что функция \( y = |x| \) не является линейной.
