Квадратичная функция

Курс "Функции"

S

S

Формула y = ax2 + bx + c, где a, b и c – заданные числа (a ≠ 0), задает квадратичную функцию[понятие: Квадратичная функция (ruutfunktsioon) – функция, общий вид которой есть 𝑦 = 𝑎𝑥² + 𝑏𝑥 + 𝑐, где 𝑎 ≠ 0, 𝑏 и 𝑐 – действительные числа..].

Графиком квадратичной функции y = ax2 + bx + c является парабола[понятие: Парабола (parabool) – график квадратичной функции, или линия на плоскости, у которой расстояние от любой ее точки 𝑃 до некоторой фиксированной точки 𝐹 (фокуса параболы) равно расстоянию от этой точки до фиксированной прямой 𝑠 (директрисы параболы).]. Для более точного изображения параболы нужно знать координаты вершины параболы и нули квадратичной функции, т. е. абсциссы точек пересечения параболы с осью Ох. Чтобы найти нули функции, нужно решить уравнение ax2 + bx + c = 0.

Как известно, вершина параболы[понятие: Вершина параболы (parabooli haripunkt) – точка пересечения параболы с ее осью симметрии.] расположена на оси симметрии параболы. Пусть абсцисса вершины параболы равна x0.

Вывод формулы

Выведем формулу для нахождения абсциссы х0. Выберем на параболе две точки P1(x0 – ky1) и P2(x0 + ky2), симметричные относительно ее оси (рис. 2.6). Тогда ординаты этих точек равны, т. еy1 = y2.

Рис. 2.6

Так как

y1a(x0 – k)2b(x0 – k) + c
​и
y2a(x0k)2b(x0k) + c,

то получим уравнение

a(x0 – k)2 + b(x0 – k) + c = a(x0 + k)2 + b(x0 + k) + c,

или

ax_0^2-2akx_0+ak^2+bx_0-bk+c = ax_0^2+2akx_0+ak^2+bx_0+bk+c,

или –4akx0 = 2bk, откуда x_0=-\frac{b}{2a}. ♦

Абсцисса вершины параболы xвер=-b2a. Если квадратичная функция имеет нули х1 и х2, то абсциссу вершины параболы можно найти и с их помощью: xвер=x1 + x22.

Как найти ординату вершины параболы у = ах2 + bx + c?

Чтобы найти формулу квадратичной функции у = ах2 + bx + c, нужно найти три различные точки, расположенные на ее графике. Для этого подходят вершина параболы и точки пересечения параболы с осью Ох. Если функция имеет только один нуль или вообще не имеет нулей, то в дополнение к вершине параболы нужно найти еще две другие точки. Координаты трех найденных точек нужно последовательно подставить в уравнение y = ax2 + bx + c и решить полученную систему уравнений.

Упражнения

y=x^2+5x-6

  1. Найдите нули функции.

    Ответ: x_1 =  и x_2 = .
  2. Найдите абсциссу вершины ее графика.

    Ответ: абсцисса вершины графика равна .
  3. Начертите график функции.
  4. При каких значениях x значения y положительны, при каких – отрицательны?
    Ответ: значения y положительны, если  и отрицательны, если .
  5. При каких значениях x значение y равно –10?
    Ответ: y = –10, если x или x.

y=3x^2-x

  1. Найдите нули функции.

    Ответ: x_1 =  и x_2 = .
  2. Найдите абсциссу вершины ее графика.

    Ответ: абсцисса вершины графика равна .
  3. Начертите график функции.
  4. При каких значениях x значения y положительны, при каких – отрицательны?
    Ответ: значения y положительны, если  и отрицательны, если .
  5. При каких значениях x значение y равно 
    –10?
    Ответ: y = –10, если x или x

y=-x^2+7x-12

  1. Найдите нули функции.

    Ответ: x_1 =  и x_2 = .
  2. Найдите абсциссу вершины ее графика.

    Ответ: абсцисса вершины графика равна .
  3. Начертите график функции.
  4. При каких значениях x значения y положительны, при каких – отрицательны?
    Ответ: значения y положительны, если  и отрицательны, если .
  5. При каких значениях x значение y равно –10?
    Ответ: y = –10, если x или x.

1) a = 1;

2) a = –1;

3) a = 5;

4) a = –5.

Ветви каких парабол направлены вверх и каких – вниз?

Ветви направлены вверх:

  • 1)
  • 2)
  • 3)
  • 4)

Ветви направлены вниз:

  • 1)
  • 2)
  • 3)
  • 4)

Ответ: y

Принадлежит ли этой параболе точка A(10; 80)?

Ответ: точка A  этой параболе.

Рис. 2.7

Ответ: y

Ответ: мяч достигнет наибольшей высоты в момент t. Эта наибольшая высота равна  м.

Высота h (м), которой стрела достигнет через t секунд, вычисляется по формуле h=5+50t-\frac{gt^2}{2}g\approx10\ \frac{\mathrm{м}}{\mathrm{с^2}}. Через сколько секунд стрела упадет на землю? Какова наибольшая высота подъема стрелы?

Ответ: стрела упадет на землю через  секунд. Наибольшая высота подъема стрелы равна  м.

y=x^2+2x+m-10

  1. только положительные значения?

    Ответ: если .
  2. как положительные, так и отрицательные значения?

    Ответ: если .

y=x^2+\left(m+3\right)x+6m-2

  1. только положительные значения?

    Ответ: если .
  2. как положительные, так и отрицательные значения?

    Ответ: если .