Ruut­funktsioon y = ax2 + bx + c ja selle graafik

Kõik seni vaadeldud ruut­funktsioonid on eri­juhud üldisemast ruut­funktsioonist y = ax2 + bx + c, kus x ja y on muutujad ning a, b, c antud arvud, a ≠ 0. Uurime nüüd, kuidas joonestada selle funktsiooni graafikut. Teame, kuidas saada ruut­funktsiooni y = ax2 graafikust funktsiooni y = a(x +m)2 + n graafikut. Samuti oskame viia funktsiooni y = a(x + m)2 + n kujule y = ax2 + bx + c. Et joonistada funktsiooni y = ax2 + bx + c graafikut, peaksime aga oskama vastu­pidist – anda funktsioonile y = ax2 + bx + c kuju y = a(x + m)2 + n. Selleks peame teadma valemeid parameetrite m ja n arvutamiseks kordajate a, b ja c kaudu nii, et kehtiks seos.

Pärast õpiku järgmise teema läbi­võtmist oskad Sa näidata, et kehtib seos

Kahe viimase seose võrdlus näitab, et m=b2a ja n=c-b24a.

Seega

ruut­funktsiooni y = ax2 + bx + c graafiku saame ruut­funktsiooni y = ax2 graafikust kahe nihutamise abil.

  1. Nihutame funktsiooni yax2 graafikut piki x-telge |m| ühikut m=b2a paremale, kui m < 0, või vasakule, kui m > 0. Nii saame funktsiooni y=ax+b2a2 graafiku.
  2. Nihutame saadud graafikut y-teljega paralleelselt |n| ühikut n=c-b24a üles, kui n > 0, või alla, kui n < 0.

Veel teame, et sellistel nihutamistel muutub nii parabooli telg kui ka hari­punkt.

Saame, et

ruut­funktsiooni y = ax2 + bx + c graafik on parabool, mille telg on paralleelne y-teljega ja mille hari­punkt on punktis H-b2a; c-b24a.

Võttes valemis y = ax2 + bx + c muutuja x = 0, näeme veel, et ruut­funktsiooni y = ax2 + bx + c graafik lõikab y-telge punktis L(0; c).

Näide

Visandame funktsiooni y = 2x2 – 12x + 10 graafiku. Leiame selleks vajaliku informatsiooni.

Kuna ruut­liikme kordaja a > 0, siis parabool avaneb üles.

Et leida funktsiooni null­kohad, lahendame võrrandi 2x2 – 12x + 10 = 0 ja saame, et

x1 = 1 ja x2 = 5.

Funktsiooni graafiku ja y-telje lõike­punkti leidmiseks arvutame funktsiooni y = 2x2 – 12x + 10 väärtuse, kui x = 0 ja saame, et y = 2 ⋅ 02 – 12 ⋅ 0 + 10 = 10.
​Seega otsitav punkt on L(0; 10).

Lõpuks leiame graafiku hari­punkti koordinaadid –m ja n. Selleks asendame a, b ja c väärtused valemitesse m=b2a  ja  n=c-b24a  ning saame, et m=-122 · 2=-3 ja n=10--1224 · 2=-8.

Seega asub graafiku haripunkt punktis H(3; –8). Kasutades leitud andmeid, visandame ruut­funktsiooni y = 2x2 – 12x + 10 graafiku.

Märkus. Olles leidnud graafiku haripunkti esimese koordinaadi (x = 3), võime teise koordinaadi arvutada ka funktsiooni avaldisest: y = 2 · 32 – 12 · 3 + 10 = –8.

Ruut­funktsiooni y = ax2 + bx + c null­kohtade leidmiseks lahendame ruut­võrrandi ax2 + bx + c = 0. Sellel võrrandil võib olla kaks erinevat, kaks võrdset (ehk üks) või mitte ühtegi lahendit. Seega ka vastaval ruut­funktsioonil võib olla kaks erinevat, kaks võrdset (ehk üks) või mitte ühtegi null­kohta.

Ülesanded A

  1. Kuidas nimetatakse selle valemi paremat poolt?
    Vastus. Valemi paremat poolt nimetatakse .
  2. Milliseid nimesid kannavad valemi parema poole üksikud liikmed?
    Vastus. Liige –3x2 on , 24x on  ja –36 on .
  3. Missugust y-telje punkti läbib selle funktsiooni graafik?
    Vastus. Selle funktsiooni graafik läbib y-telje punkti L;.
  4. Kuhu avaneb antud funktsiooni graafik?
    Vastus. Antud funktsiooni graafik avaneb .
  5. Mis on selle funktsiooni graafiku hari­punkti koordinaadid?
    Vastus. Selle funktsiooni graafiku hari­punkti koordinaadid on H;.
  6. Millise funktsiooni y = ax2 graafikut ja kuidas tuleks nihutada, et saada selle ruut­funktsiooni graafik?
    Vastus. Selle ruut­funktsiooni graafiku saamiseks tuleb funktsiooni  nihutada piki x-telge  ühikut  ja piki y-telge  ühikut .

y = x2 – 2x – 8
x1; x2

y = 4x2 – 4x + 1
x1; x2

y = 4x2 – 15x – 4
x1; x2

y = 2x2 – 6x + 14
x1; x2

y = –3x2 – 11x – 6
x1; x2

y = 4x2 – 16x + 16
x1; x2

Vastus. H;, x1; x2.

Vastus. Nihutamisel saab funktsiooni y graafiku.

Leia selle funktsiooni graafiku hari­punkti ja y-teljega lõike­punkti koordinaadid.

VastusH;L;

Vastus. Saadud graafiku H;. Funktsiooni y = x2 + 2x null­kohad on  ja  ning funktsiooni y = –x2 – 2x + 3 null­kohad on  ja .

Vastus. x1; x2H;L;.

Vastus. H;L;.

Vastus. b.

Vastus. a

Leia ruut­funktsiooni graafiku hari­punkti abstsiss, kui selle funktsiooni null­kohad on antud.

Nullkohad

Haripunkti abstsiss

x1 = –2 ja x2 = 4

xh

x1 = 105 ja x2 = 239

xh

x1 = a ja x2 = b

xh

  1. On teada, et ruut­funktsioonil on kaks erinevat null­kohta. Kirjelda selle ruut­funktsiooni graafiku asendit koordinaat­teljestikus, kui

a) ruut­liikme kordaja a > 0;

b) ruut­liikme kordaja a < 0.

  1. On teada, et ruut­funktsioonil on kaks võrdset null­kohta. Kirjelda selle ruut­funktsiooni graafiku asendit koordinaat­teljestikus, kui

a) ruut­liikme kordaja a > 0;

b) ruut­liikme kordaja a < 0.

  1. On teada, et ruut­funktsioonil puuduvad null­kohad. Kirjelda selle ruut­funktsiooni graafiku asendit koordinaat­teljestikus, kui

a) ruut­liikme kordaja a > 0;

b) ruut­liikme kordaja a < 0.

y = 2x2 + 2x – 4

x1; x2H;L;

y = x2 – 4x + 4

x1; x2H;L;

y = –0,5(x – 2)2

x1; x2H;L;

y = x2 – 6x + 8

x1; x2H;L;

y = 2x2 + 8x + 8

x1; x2H;L;

y = –0,5(x + 2)2 + 2

x1; x2H;L;

Ülesanded B

Vastus. Nullkohad kasvavas järjekorras: x1; x2; parabooli telje ja x-telje lõike­punkt on ;; hari­punkt on ;.

Vastus. b; cH;.

VastusH;.

Vastus. xh.

y

Mis funktsiooniga on tegemist? Joonesta selle funktsiooni graafik. Millist informatsiooni saab sellelt graafikult lugeda?