Квадратичная функция график парабола примеры. Как строить графики квадратичных функций (Парабол)? Iii случай, появляется «с»

Как построить параболу? Существует несколько способов построения графика квадратичной функции. Каждый из них имеет свои плюсы и минусы. Рассмотрим два способа.

Начнём с построения графика квадратичной функции вида y=x²+bx+c и y= -x²+bx+c.

Пример.

Построить график функции y=x²+2x-3.

Решение:

y=x²+2x-3 — квадратичная функция. График — парабола ветвями вверх. Координаты вершины параболы

От вершины (-1;-4) строим график параболы y=x²(как от начала координат. Вместо (0;0) — вершина (-1;-4). От (-1;-4) идём вправо на 1 единицу и вверх на 1 единицу, затем влево на 1 и вверх на 1; далее: 2 — вправо, 4 — вверх, 2- влево, 4 — вверх; 3 — вправо, 9 — вверх, 3 — влево, 9 — вверх. Если этих 7 точек недостаточно, далее — 4 вправо, 16 — вверх и т. д.).

График квадратичной функции y= -x²+bx+c — парабола, ветви которой направлены вниз. Для построения графика ищем координаты вершины и от неё строим параболу y= -x².

Пример.

Построить график функции y= -x²+2x+8.

Решение:

y= -x²+2x+8 — квадратичная функция. График — парабола ветвями вниз. Координаты вершины параболы

От вершины строим параболу y= -x² (1 — вправо, 1- вниз; 1 — влево, 1 — вниз; 2 — вправо, 4 — вниз; 2 — влево, 4 — вниз и т. д.):

Этот способ позволяет построить параболу быстро и не вызывает затруднений, если вы умеете строить графики функций y=x² и y= -x². Недостаток: если координаты вершины — дробные числа, строить график не очень удобно. Если требуется знать точные значения точек пересечения графика с осью Ох, придется дополнительно решить уравнение x²+bx+c=0 (или —x²+bx+c=0), даже если эти точки непосредственно можно определить по рисунку.

Другой способ построения параболы — по точкам, то есть можно найти несколько точек графика и через них провести параболу (с учетом того, что прямая x=хₒ является её осью симметрии). Обычно для этого берут вершину параболы, точки пересечения графика с осями координат и 1-2 дополнительные точки.

Построить график функции y=x²+5x+4.

Решение:

y=x²+5x+4 — квадратичная функция. График — парабола ветвями вверх. Координаты вершины параболы

то есть вершина параболы — точка (-2,5; -2,25).

Ищем . В точке пересечения с осью Ох y=0: x²+5x+4=0. Корни квадратного уравнения х1=-1, х2=-4, то есть получили две точки графике (-1; 0) и (-4; 0).

В точке пересечения графика с осью Оy х=0: y=0²+5∙0+4=4. Получили точку (0; 4).

Для уточнения графика можно найти дополнительную точку. Возьмем х=1, тогда y=1²+5∙1+4=10, то есть еще одна точка графика — (1; 10). Отмечаем эти точки на координатной плоскости. С учетом симметрии параболы относительно прямой, проходящей через её вершину, отметим еще две точки: (-5; 6) и (-6; 10) и проведем через них параболу:

Построить график функции y= -x²-3x.

Решение:

y= -x²-3x — квадратичная функция. График — парабола ветвями вниз. Координаты вершины параболы

Вершина (-1,5; 2,25) — первая точка параболы.

В точках пересечения графика с осью абсцисс y=0, то есть решаем уравнение -x²-3x=0. Его корни — х=0 и х=-3, то есть (0;0) и (-3; 0) — еще две точки графика. Точка (о; 0) является также точкой пересечения параболы с осью ординат.

При х=1 y=-1²-3∙1=-4, то есть (1; -4) — дополнительная точка для построения графика.

Построение параболы по точкам — более трудоёмкий, по сравнению с первым, способ. Если парабола не пересекает ось Oх, дополнительных точек потребуется больше.

Прежде чем продолжить построение графиков квадратичных функций вида y=ax²+bx+c, рассмотрим построение графиков функций с помощью геометрических преобразований. Графики функций вида y=x²+c также удобнее всего строить, используя одно из таких преобразований — параллельный перенос.

Рубрика: |
  • Фокус параболы - это точка, от которой равноудалены все точки, лежащие на параболе.
  • Директриса параболы - это прямая, от которой равноудалены все точки, лежащие на параболе.
  • Ось симметрии параболы - это вертикальная линия, проходящая через фокус и вершину параболы перпендикулярно ее директрисе.
  • Вершина параболы - точка пересечения параболы и оси симметрии. Если парабола направлена вверх, то вершина является самой низкой точкой параболы; если парабола направлена вниз, то вершина является самой верхней точкой параболы.

Уравнение параболы. Уравнение параболы имеет вид: y=ax 2 +bx+c . Уравнение параболы также можно записать в виде y = a(x – h)2 + k .

  • Если коэффициент «а» положительный, то парабола направлена вверх, а если коэффициент «а» отрицательный, то парабола направлена вниз. Для запоминания этого правила: при положительном (позитивном ) коэффициенте парабола «улыбается» (направлена вверх) и наоборот при отрицательном (негативном ) коэффициенте.
  • Например: y = 2x 2 -1 . Парабола этого уравнения направлена вверх, так как а = 2 (положительный коэффициент).
  • Если в уравнении в квадрат возводится «у», а не «х», то парабола «лежит на боку» и направлена вправо или влево. Например, парабола y 2 = x + 3 направлена вправо.
  • Найдите ось симметрии. Ось симметрии параболы - это вертикальная линия, проходящая через вершину параболы. Ось симметрии задается функцией х = n, где n – координата «х» вершины параболы. Для вычисления оси симметрии воспользуйтесь формулой x = -b/2a .

    • В нашем примере а = 2 , b = 0 . Подставьте эти значения в формулу: х = -0/(2 х 2) = 0 .
    • Ось симметрии х = 0.
  • Найдите вершину. Вычислив ось симметрии, вы нашли координату «х» вершины параболы. Подставьте найденное значение в исходное уравнение, чтобы найти «у». Эти две координаты и есть координаты вершины параболы. В нашем примере подставьте х = 0 в у = 2x 2 -1 и получите у = -1. Вершина параболы имеет координаты (0, -1). Более того, это точка пересечения параболы с осью Y (так как х = 0).

    • Иногда координаты вершины обозначаются как (h,k). В нашем примере h = 0, k = -1. Если квадратное уравнение дано в виде y = a(x – h)2 + k , то можно с легкостью найти координаты вершины непосредственно из уравнения (без вычислений).
  • В математике есть целый цикл тождеств, среди которых значимое место занимают квадратичные уравнения. Подобные равенства могут решаться как отдельно, так и для построения графиков на оси координат. уравнений являются точками пересечения параболы и прямой ох.

    Общий вид

    В общем виде имеет следующую структуру:

    В роли "икса" могут рассматриваться как отдельные переменные, так и целые выражения. Например:

    (x+7) 2 +3(x+7)+2=0.

    В том случае, когда в роли х выступает выражение, необходимо представить его как переменную и найти После этого к ним приравнять многочлен и найти х.

    Так, если (х+7)=а, то уравнение принимает вид а 2 +3а+2=0.

    Д=3 2 -4*1*2=1;

    а 1 =(-3-1)/2*1=-2;

    а 2 =(-3+1)/2*1=-1.

    При корнях, равных -2 и -1, получим следующее:

    x+7=-2 и x+7=-1;

    Корни являются значением х-координаты точки пересечения параболы с осью абсцисс. В принципе, их значение не так уж и важно, если поставлена задача лишь найти вершину параболы. Но для построения графика корни играют важную роль.

    Вернемся к начальному уравнению. Для ответа на вопрос о том, как найти вершину параболы, необходимо знать следующую формулу:

    где х вп - это значение х-координаты искомой точки.

    Но как найти вершину параболы без значения у-координаты? Подставляем полученное значение х в уравнение и находим искомую переменную. Например, решим следующее уравнение:

    Находим значение х-координаты для вершины параболы:

    х вп =-b/2a=-3/2*1;

    Находим значение у-координаты для вершины параболы:

    у=2х 2 +4х-3=(-1,5) 2 +3*(-1,5)-5;

    В результате получаем, что вершина параболы находится в точке с координатами (-1,5;-7,25).

    Парабола представляет собой соединение точек, имеющее вертикальную По этой причине само ее построение не представляет особого труда. Самое сложное - это произвести правильные расчеты координат точек.

    Стоит обратить особое внимание на коэффициенты квадратного уравнения.

    Коэффициент а влияет на направление параболы. В том случае, когда он имеет отрицательное значение, ветви будут направлены вниз, а при положительном знаке - вверх.

    Коэффициент b показывает, насколько широк будет рукав параболы. Чем больше его значение, тем он будет шире.

    Коэффициент с указывает на смещение параболы по оси ОУ относительно начала координат.

    Как найти вершину параболы, мы уже узнали, а чтобы найти корни, следует руководствоваться следующими формулами:

    где Д - это дискриминант, который необходим для нахождения корней уравнения.

    x 1 =(-b+V - Д)/2a

    x 2 =(-b-V - Д)/2a

    Полученные значения х будут соответствовать нулевым значениям у, т.к. они являются точками пересечения с осью ОХ.

    После этого отмечаем на вершину параболы и полученные значения. Для более детального графика необходимо найти еще несколько точек. Для этого выбираем любое значение х, допустимое областью определения, и подставляем его в уравнение функции. Результатом вычислений будет координата точки по оси ОУ.

    Чтобы упростить процесс построения графика, можно провести вертикальную линию через вершину параболы и перпендикулярно оси ОХ. Это будет при помощи которой, имея одну точку, можно обозначить и вторую, равноудаленную от проведенной линии.

    Остальным же читателям предлагаю существенно пополнить свои школьные знания о параболе и гиперболе. Гипербола и парабола – это просто? …Не дождётесь =)

    Гипербола и её каноническое уравнение

    Общая структура изложения материала будет напоминать предыдущий параграф. Начнём с общего понятия гиперболы и задачи на её построение.

    Каноническое уравнение гиперболы имеет вид , где – положительные действительные числа. Обратите внимание, что в отличие от эллипса , здесь не накладывается условие , то есть, значение «а» может быть и меньше значения «бэ».

    Надо сказать, довольно неожиданно… уравнение «школьной» гиперболы и близко не напоминает каноническую запись. Но эта загадка нас ещё подождёт, а пока почешем затылок и вспомним, какими характерными особенностями обладает рассматриваемая кривая? Раскинем на экране своего воображения график функции ….

    У гиперболы две симметричные ветви.

    Неплохой прогресс! Данными свойствами обладает любая гипербола, и сейчас мы с неподдельным восхищением заглянем в декольте этой линии:

    Пример 4

    Построить гиперболу, заданную уравнением

    Решение : на первом шаге приведём данное уравнение к каноническому виду . Пожалуйста, запомните типовой порядок действий. Справа необходимо получить «единицу», поэтому обе части исходного уравнения делим на 20:

    Здесь можно сократить обе дроби, но оптимальнее сделать каждую из них трёхэтажной :

    И только после этого провести сокращение:

    Выделяем квадраты в знаменателях:

    Почему преобразования лучше проводить именно так? Ведь дроби левой части можно сразу сократить и получить . Дело в том, что в рассматриваемом примере немного повезло: число 20 делится и на 4 и на 5. В общем случае такой номер не проходит. Рассмотрим, например, уравнение . Здесь с делимостью всё печальнее и без трёхэтажных дробей уже не обойтись:

    Итак, воспользуемся плодом наших трудов – каноническим уравнением :

    Как построить гиперболу?

    Существует два подхода к построению гиперболы – геометрический и алгебраический.
    С практической точки зрения вычерчивание с помощью циркуля... я бы даже сказал утопично, поэтому гораздо выгоднее вновь привлечь на помощь нехитрые расчёты.

    Целесообразно придерживаться следующего алгоритма, сначала готовый чертёж, потом комментарии:

    На практике часто встречается комбинация поворота на произвольный угол и параллельного переноса гиперболы. Данная ситуация рассматривается на уроке Приведение уравнения линии 2-го порядка к каноническому виду .

    Парабола и её каноническое уравнение

    Свершилось! Она самая. Готовая раскрыть немало тайн. Каноническое уравнение параболы имеет вид , где – действительное число. Нетрудно заметить, что в своём стандартном положении парабола «лежит на боку» и её вершина находится в начале координат. При этом функция задаёт верхнюю ветвь данной линии, а функция – нижнюю ветвь. Очевидно, что парабола симметрична относительно оси . Собственно, чего париться:

    Пример 6

    Построить параболу

    Решение : вершина известна, найдём дополнительные точки. Уравнение определяет верхнюю дугу параболы, уравнение – нижнюю дугу.

    В целях сократить запись вычисления проведём «под одной гребёнкой» :

    Для компактной записи результаты можно было свести в таблицу.

    Перед тем, как выполнить элементарный поточечный чертёж, сформулируем строгое

    определение параболы:

    Параболой называется множество всех точек плоскости, равноудалённых от данной точки и данной прямой , не проходящей через точку .

    Точка называется фокусом параболы, прямая – директрисой (пишется с одной «эс») параболы. Константа «пэ» канонического уравнения называется фокальным параметром , который равен расстоянию от фокуса до директрисы. В данном случае . При этом фокус имеет координаты , а директриса задаётся уравнением .
    В нашем примере :

    Определение параболы понимается ещё проще, чем определения эллипса и гиперболы. Для любой точки параболы длина отрезка (расстояние от фокуса до точки) равна длине перпендикуляра (расстоянию от точки до директрисы):

    Поздравляю! Многие из вас сегодня сделали самое настоящие открытие. Оказывается, гипербола и парабола вовсе не являются графиками «рядовых» функций, а имеют ярко выраженное геометрическое происхождение.

    Очевидно, что при увеличении фокального параметра ветви графика будут «раздаваться» вверх и вниз, бесконечно близко приближаясь к оси . При уменьшении же значения «пэ» они начнут сжиматься и вытягиваться вдоль оси

    Эксцентриситет любой параболы равен единице:

    Поворот и параллельный перенос параболы

    Парабола – одна из самых распространённых линий в математике, и строить её придётся действительно часто. Поэтому, пожалуйста, особенно внимательно отнестись к заключительному параграфу урока, где я разберу типовые варианты расположения данной кривой.

    ! Примечание : как и в случаях с предыдущими кривыми, корректнее говорить о повороте и параллельном переносе координатных осей, но автор ограничится упрощённым вариантом изложения, чтобы у читателя сложились элементарные представления о данных преобразованиях.

    Урок: как построить параболу или квадратичную функцию?

    ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

    Парабола — это график функции описанный формулой ax 2 +bx+c=0.
    Чтобы построить параболу нужно следовать простому алгоритму действий:

    1) Формула параболы y=ax 2 +bx+c ,
    если а>0 то ветви параболы направленны вверх ,
    а то ветви параболы направлены вниз .
    Свободный член c эта точке пересекается параболы с осью OY;

    2) , ее находят по формуле x=(-b)/2a , найденный x подставляем в уравнение параболы и находим y ;

    3) Нули функции или по другому точки пересечения параболы с осью OX они еще называются корнями уравнения. Чтобы найти корни мы уравнение приравниваем к 0 ax 2 +bx+c=0 ;

    Виды уравнений:

    a) Полное квадратное уравнение имеет вид ax 2 +bx+c=0 и решается по дискриминанту;
    b) Неполное квадратное уравнение вида ax 2 +bx=0. Чтобы его решить нужно вынести х за скобки, потом каждый множитель приравнять к 0:
    ax 2 +bx=0,
    х(ax+b)=0,
    х=0 и ax+b=0;
    c)Неполное квадратное уравнение вида ax 2 +c=0. Чтобы его решить нужно неизвестные перенести в одну сторону, а известные в другую. x =±√(c/a);

    4) Найти несколько дополнительных точек для построения функции.

    ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

    И так теперь на примере разберем все по действиям:
    Пример №1:
    y=x 2 +4x+3
    c=3 значит парабола пересекает OY в точке х=0 у=3. Ветви параболы смотрят вверх так как а=1 1>0.
    a=1 b=4 c=3 x=(-b)/2a=(-4)/(2*1)=-2 y= (-2) 2 +4*(-2)+3=4-8+3=-1 вершина находится в точке (-2;-1)
    Найдем корни уравнения x 2 +4x+3=0
    По дискриминанту находим корни
    a=1 b=4 c=3
    D=b 2 -4ac=16-12=4
    x=(-b±√(D))/2a
    x 1 =(-4+2)/2=-1
    x 2 =(-4-2)/2=-3

    Возьмем несколько произвольных точек, которые находятся рядом с вершиной х=-2

    х -4 -3 -1 0
    у 3 0 0 3

    Подставляем вместо х в уравнение y=x 2 +4x+3 значения
    y=(-4) 2 +4*(-4)+3=16-16+3=3
    y=(-3) 2 +4*(-3)+3=9-12+3=0
    y=(-1) 2 +4*(-1)+3=1-4+3=0
    y=(0) 2 +4*(0)+3=0-0+3=3
    Видно по значениям функции,что парабола симметрична относительно прямой х=-2

    Пример №2:
    y=-x 2 +4x
    c=0 значит парабола пересекает OY в точке х=0 у=0. Ветви параболы смотрят вниз так как а=-1 -1 Найдем корни уравнения -x 2 +4x=0
    Неполное квадратное уравнение вида ax 2 +bx=0. Чтобы его решить нужно вынести х за скобки, потом каждый множитель приравнять к 0.
    х(-x+4)=0, х=0 и x=4.

    Возьмем несколько произвольных точек, которые находятся рядом с вершиной х=2
    х 0 1 3 4
    у 0 3 3 0
    Подставляем вместо х в уравнение y=-x 2 +4x значения
    y=0 2 +4*0=0
    y=-(1) 2 +4*1=-1+4=3
    y=-(3) 2 +4*3=-9+13=3
    y=-(4) 2 +4*4=-16+16=0
    Видно по значениям функции,что парабола симметрична относительно прямой х=2

    Пример №3
    y=x 2 -4
    c=4 значит парабола пересекает OY в точке х=0 у=4. Ветви параболы смотрят вверх так как а=1 1>0.
    a=1 b=0 c=-4 x=(-b)/2a=0/(2*(1))=0 y=(0) 2 -4=-4 вершина находится в точке (0;-4)
    Найдем корни уравнения x 2 -4=0
    Неполное квадратное уравнение вида ax 2 +c=0. Чтобы его решить нужно неизвестные перенести в одну сторону, а известные в другую. x =±√(c/a)
    x 2 =4
    x 1 =2
    x 2 =-2

    Возьмем несколько произвольных точек, которые находятся рядом с вершиной х=0
    х -2 -1 1 2
    у 0 -3 -3 0
    Подставляем вместо х в уравнение y= x 2 -4 значения
    y=(-2) 2 -4=4-4=0
    y=(-1) 2 -4=1-4=-3
    y=1 2 -4=1-4=-3
    y=2 2 -4=4-4=0
    Видно по значениям функции,что парабола симметрична относительно прямой х=0

    Подписывайтесь на канал на YOUTUBE , чтобы быть в курсе всех новинок и готовится с нами к экзаменам.



    Похожие статьи