Hogyan építsünk parabolát? A másodfokú függvények ábrázolásának többféle módja van. Mindegyiknek megvannak a maga előnyei és hátrányai. Tekintsünk két módot.
Kezdjük egy y=x²+bx+c és y= -x²+bx+c alakú másodfokú függvény ábrázolásával.
Példa.
Ábrázolja az y=x²+2x-3 függvényt.
Megoldás:
y=x²+2x-3 egy másodfokú függvény. A grafikon felfelé ágazó parabola. Parabola csúcskoordináták
A (-1;-4) csúcsból felépítjük az y=x² parabola gráfját (mint a koordináták origójából. (0;0) helyett - csúcs (-1;-4). A (-1; -4) 1 egységgel jobbra és 1 egységgel felfelé, majd 1-gyel balra és 1-gyel felfelé; tovább: 2 - jobbra, 4 - felfelé, 2 - balra, 4 - felfelé; 3 - jobbra, 9 - felfelé, 3 - balra, 9 - felfelé. Ha ez a 7 pont nem elég, akkor 4 jobbra, 16 felfelé stb.).
Az y= -x²+bx+c másodfokú függvény grafikonja egy parabola, melynek ágai lefelé irányulnak. A gráf felépítéséhez meg kell keresni a csúcs koordinátáit, és megszerkeszteni belőle egy y= -x² parabolát.
Példa.
Ábrázolja az y= -x²+2x+8 függvényt.
Megoldás:
y= -x²+2x+8 egy másodfokú függvény. A grafikon lefelé ágazó parabola. Parabola csúcskoordináták
Felülről építünk egy y= -x² parabolát (1 - jobbra, 1 - le; 1 - balra, 1 - le; 2 - jobbra, 4 - le; 2 - balra, 4 - le, stb.):
Ez a módszer lehetővé teszi a parabola gyors felépítését, és nem okoz nehézséget, ha tudja, hogyan kell ábrázolni az y=x² és y= -x² függvényeket. Hátránya: ha a csúcs koordinátái törtszámok, akkor nem túl kényelmes gráfot építeni. Ha tudnia kell a grafikon és az Ox tengellyel való metszéspontjainak pontos értékét, akkor ezenkívül meg kell oldania az x²+bx+c=0 (vagy -x²+bx+c=0) egyenletet, még akkor is, ha ezek a pontok a rajzból közvetlenül meghatározhatók.
Egy másik módszer a parabola megszerkesztésére a pontok alapján, vagyis a grafikonon több pontot megkereshetünk, és azokon keresztül rajzolhatunk egy parabolát (figyelembe véve, hogy az x=xₒ egyenes a szimmetriatengelye). Általában ehhez veszik a parabola csúcsát, a gráf koordinátatengelyekkel való metszéspontjait és 1-2 további pontot.
Rajzolja meg az y=x²+5x+4 függvény grafikonját.
Megoldás:
y=x²+5x+4 egy másodfokú függvény. A grafikon felfelé ágazó parabola. Parabola csúcskoordináták
vagyis a parabola csúcsa a pont (-2,5; -2,25).
Keres . Az Ox tengellyel való metszéspontban y=0: x²+5x+4=0. Az x1=-1, x2=-4 másodfokú egyenlet gyökei, azaz két pontot kaptunk a grafikonon (-1; 0) és (-4; 0).
A gráf Oy tengellyel való metszéspontjában x=0: y=0²+5∙0+4=4. Megkaptuk a pontot (0; 4).
A grafikon tisztázása érdekében további pontot találhat. Vegyük x=1, majd y=1²+5∙1+4=10, vagyis a gráf másik pontja (1; 10). Ezeket a pontokat jelöljük a koordinátasíkon. Figyelembe véve a parabola szimmetriáját a csúcsán áthaladó egyeneshez képest, még két pontot jelölünk ki: (-5; 6) és (-6; 10) és ezeken keresztül rajzolunk egy parabolát:
Ábrázolja az y= -x²-3x függvényt.
Megoldás:
y= -x²-3x egy másodfokú függvény. A grafikon lefelé ágazó parabola. Parabola csúcskoordináták
A csúcs (-1,5; 2,25) a parabola első pontja.
Az x tengelyű gráf metszéspontjaiban y=0, azaz az -x²-3x=0 egyenletet oldjuk meg. Gyöke x=0 és x=-3, azaz (0;0) és (-3;0) - még két pont a grafikonon. Az (o; 0) pont egyben a parabola metszéspontja az ordináta tengellyel.
Az x=1-nél y=-1²-3∙1=-4, azaz (1; -4) egy további pont az ábrázoláshoz.
A pontokból parabola felépítése munkaigényesebb módszer az elsőhöz képest. Ha a parabola nem metszi az Ox tengelyt, több további pontra lesz szükség.
Mielőtt folytatnánk az y=ax²+bx+c formájú másodfokú függvények gráfjainak készítését, nézzük meg a függvények gráfjainak geometriai transzformációkkal történő felépítését. Szintén a legkényelmesebb az y=x²+c formájú függvények gráfjainak elkészítése ezen transzformációk valamelyikével – a párhuzamos fordítással.
Kategória: |- Fókuszban a parabola- ez az a pont, amelytől a parabolán lévő összes pont egyenlő távolságra van.
- A parabola iránya- ez egy egyenes, amelytől a parabolán lévő összes pont egyenlő távolságra van.
- Parabola szimmetriatengelye egy függőleges egyenes, amely átmegy a fókuszon és a parabola csúcsán, merőleges az irányvonalára.
- Parabola csúcsa- a parabola és a szimmetriatengely metszéspontja. Ha a parabola felfelé irányul, akkor a csúcs a parabola legalacsonyabb pontja; ha a parabola lefelé mutat, akkor a csúcs a parabola legmagasabb pontja.
Parabola egyenlet. A parabola egyenlet a következő: y=ax 2 +bx+c. A parabola egyenlete úgy is felírható y = a(x – h)2 + k.
- Ha az „a” együttható pozitív, akkor a parabola felfelé irányul, ha pedig az „a” együttható negatív, akkor a parabola lefelé irányul. Emlékezzünk erre a szabályra: pozitív ( pozitív) együttható a parabola „mosolyog” (felfelé irányítva) és fordítva negatív ( negatív) együttható.
- Például: y = 2x2 -1. Ennek az egyenletnek a parabolája felfelé irányul, mivel a = 2 (pozitív együttható).
- Ha az egyenletben az „y” négyzetes az „x” helyett, akkor a parabola „az oldalán fekszik”, és jobbra vagy balra mutat. Például az y 2 = x + 3 parabola jobbra irányul.
Keresse meg a szimmetriatengelyt! A parabola szimmetriatengelye a parabola csúcsán áthaladó függőleges egyenes. A szimmetriatengelyt az x = n függvény adja meg, ahol n a parabola csúcsának „x” koordinátája. A szimmetriatengely kiszámításához használja a képletet x = -b/2a.
- Példánkban a = 2, b = 0. Illessze be ezeket az értékeket a képletbe: x = -0/(2 x 2) = 0.
- Szimmetriatengely x = 0.
Keresse meg a tetejét. A szimmetriatengely kiszámítása után megtalálta a parabola csúcsának „x” koordinátáját. Illessze be a talált értéket az eredeti egyenletbe, hogy megtalálja az „y”-t. Ez a két koordináta a parabola csúcsának koordinátája. Példánkban az x = 0 helyett y = 2x 2 -1-et kapunk, és y = -1 lesz. A parabola csúcsának koordinátái vannak (0, -1). Ráadásul ez a parabola metszéspontja az Y tengellyel (mivel x = 0).
- Néha egy csúcs koordinátáit (h,k) jelöljük. Példánkban h = 0, k = -1. Ha a másodfokú egyenletet a formában adjuk meg y = a(x – h)2 + k, akkor közvetlenül az egyenletből (számítások nélkül) könnyen megtalálhatja a csúcs koordinátáit.
A matematikában az identitások egész ciklusa létezik, amelyek között a másodfokú egyenletek jelentős helyet foglalnak el. Az ilyen egyenlőségeket külön-külön is meg lehet oldani, és a koordináta-tengelyen gráfokat is lehet készíteni. az egyenletek a parabola és az oh egyenes metszéspontjai.
Általános forma
Általában a következő felépítésű:
Mind az egyes változók, mind a teljes kifejezések „X”-nek tekinthetők. Például:
(x+7) 2 +3(x+7)+2=0.
Abban az esetben, ha x szerepe egy kifejezés, akkor változóként kell ábrázolni és megkeresni, majd a polinomot egyenlővé kell tenni velük, és meg kell keresni x-et.
Tehát, ha (x+7)=a, akkor az egyenlet a 2 +3a+2=0 alakot ölti.
D=3 2 -4*1*2=1;
és 1 =(-3-1)/2*1=-2;
és 2 =(-3+1)/2*1=-1.
Ha a gyökök egyenlő -2 és -1, a következőket kapjuk:
x+7=-2 és x+7=-1;
A gyökök annak a pontnak az x koordinátája, ahol a parabola metszi az x tengelyt. Értékük elvileg nem olyan fontos, ha csak a parabola csúcsának megtalálása a feladat. Ám egy grafikon ábrázolásához a gyökök fontos szerepet játszanak.
Térjünk vissza a kezdeti egyenlethez. A parabola csúcsának megkeresésére vonatkozó kérdés megválaszolásához ismernie kell a következő képletet:
ahol x VP a kívánt pont x-koordináta értéke.
De hogyan találjuk meg a parabola csúcsát az y-koordináta értéke nélkül? A kapott x értéket behelyettesítjük az egyenletbe, és megkeressük a kívánt változót. Például oldjuk meg a következő egyenletet:
Keresse meg a parabola csúcsának x-koordináta értékét:
x VP =-b/2a=-3/2*1;
Keresse meg a parabola csúcsának y-koordináta értékét:
y=2x2 +4x-3=(-1,5) 2 +3*(-1,5)-5;
Ennek eredményeként azt találjuk, hogy a parabola csúcsa a (-1,5;-7,25) koordinátájú pontban található.
A parabola pontok olyan kapcsolata, amelynek van egy függőleges. Emiatt maga a felépítése nem különösebben nehéz. A legnehezebb a pontok koordinátáinak helyes számítása.
Érdemes külön figyelmet fordítani a másodfokú egyenlet együtthatóira.
Az a együttható befolyásolja a parabola irányát. Abban az esetben, ha ennek értéke negatív, az ágak lefelé, pozitív előjel esetén pedig felfelé irányulnak.
A b együttható azt jelzi, hogy milyen széles lesz a parabolakar. Minél magasabb az értéke, annál szélesebb lesz.
A c együttható a parabola elmozdulását jelzi az op tengely mentén az origóhoz képest.
Azt már megtanultuk, hogyan kell megtalálni a parabola csúcsát, és a gyökerek megtalálásához a következő képleteket kell követnünk:
ahol D az a diszkrimináns, amely az egyenlet gyökereinek megtalálásához szükséges.
x 1 =(-b+V - D)/2a
x 2 =(-b-V - D)/2a
A kapott x értékek nulla y értéknek felelnek meg, mert ezek az OX tengellyel való metszéspontok.
Ezt követően a kapott értékeket a parabola tetején jelöljük. A részletesebb grafikonhoz még néhány pontot kell találnia. Ehhez válassza ki a definíciós tartomány által megengedett x tetszőleges értékét, és cserélje be a függvény egyenletébe. A számítások eredménye a pont koordinátája lesz az op-amp tengely mentén.
A grafikus folyamat egyszerűsítése érdekében függőleges vonalat húzhat a parabola tetején és merőlegesen az OX tengelyére. Ennek segítségével egy pont birtokában a húzott egyenestől egyenlő távolságra kijelölhet egy másodikat.
Javaslom, hogy a többi olvasó jelentősen bővítse a parabolákkal és hiperbolákkal kapcsolatos iskolai ismereteit. Hiperbola és parabola – egyszerűek? ...alig várom =)
A hiperbola és kanonikus egyenlete
Az anyag bemutatásának általános felépítése az előző bekezdéshez fog hasonlítani. Kezdjük a hiperbola általános fogalmával és a megalkotásának feladatával.
A hiperbola kanonikus egyenlete alakja , ahol pozitív valós számok. Kérjük, vegye figyelembe, hogy ellentétben ellipszis, a feltétel itt nincs beállítva, vagyis az „a” értéke kisebb lehet, mint a „be” érték.
Meg kell mondanom, egészen váratlanul... az „iskolai” hiperbola egyenlete még csak nem is hasonlít a kanonikus jelölésre. De erre a rejtélyre még várni kell, de egyelőre kapkodjuk a fejünket, és emlékezzünk arra, hogy milyen jellegzetességei vannak a kérdéses görbének? Terítsük szét képzeletünk képernyőjén függvény grafikonja ….
A hiperbolának két szimmetrikus ága van.
Nem rossz előrelépés! Bármely hiperbola rendelkezik ezekkel a tulajdonságokkal, és most őszinte csodálattal nézzük ennek a vonalnak a nyakkivágását:
4. példa
Szerkessze meg az egyenlettel megadott hiperbolát!
Megoldás: első lépésben ezt az egyenletet kanonikus formába hozzuk. Kérjük, ne feledje a szabványos eljárást. A jobb oldalon egy „egyet” kell kapnia, ezért az eredeti egyenlet mindkét oldalát elosztjuk 20-zal:
Itt mindkét frakciót csökkentheti, de optimálisabb mindegyiket elvégezni háromemeletes:
És csak ezután hajtsa végre a csökkentést:
Válassza ki a négyzeteket a nevezőkben:
Miért jobb így végrehajtani az átalakításokat? Hiszen a bal oldali frakciók azonnal csökkenthetők és megszerezhetők. A helyzet az, hogy a vizsgált példában egy kis szerencsénk volt: a 20-as szám osztható 4-gyel és 5-tel is. Általános esetben egy ilyen szám nem működik. Tekintsük például az egyenletet. Itt az oszthatósággal minden szomorúbb és anélkül háromemeletes törtek már nem lehetséges:
Használjuk tehát munkánk gyümölcsét – a kanonikus egyenletet:
Hogyan készítsünk hiperbolát?
Kétféle megközelítés létezik a hiperbola felépítésére: geometriai és algebrai.
Gyakorlati szempontból iránytűvel rajzolni... akár utópisztikusnak is mondanám, így sokkal kifizetődőbb ismét egyszerű számításokkal segíteni.
Célszerű betartani a következő algoritmust, először a kész rajzot, majd a megjegyzéseket:
A gyakorlatban gyakran előfordul a hiperbola tetszőleges szöggel történő elforgatásának és párhuzamos transzlációjának kombinációja. Ezt a helyzetet az órán megbeszélik A 2. rendű egyenes egyenlet visszavezetése kanonikus formára.
Parabola és kanonikus egyenlete
Kész van! Ő az egyetlen. Készen áll arra, hogy felfedjen sok titkot. A parabola kanonikus egyenlete alakja , ahol egy valós szám. Könnyen észrevehető, hogy standard helyzetében a parabola „oldalt fekszik”, csúcsa pedig az origóban van. Ebben az esetben a függvény ennek a sornak a felső ágát adja meg, a függvény pedig az alsó ágat. Nyilvánvaló, hogy a parabola szimmetrikus a tengelyre. Tulajdonképpen miért is zavarna:
6. példa
Szerkessz egy parabolát
Megoldás: a csúcs ismert, keressünk további pontokat. Az egyenlet meghatározza a parabola felső ívét, az egyenlet az alsó ívet.
A számítások rögzítésének lerövidítése érdekében a számításokat „egy ecsettel” végezzük:
A kompakt rögzítésnél az eredményeket táblázatban lehetne összefoglalni.
Az elemi pontonkénti rajz elvégzése előtt fogalmazzunk meg egy szigorút
parabola definíciója:
A parabola a sík azon pontjainak halmaza, amelyek egyenlő távolságra vannak egy adott ponttól és egy adott egyenestől, amely nem megy át a ponton.
A lényeg az ún fókusz parabolák, egyenes - igazgatónő (egy "es"-vel írva) parabolák. A kanonikus egyenlet állandó "pe"-jét nevezzük fókusz paraméter, ami egyenlő a fókusz és a direktix távolságával. Ebben az esetben . Ebben az esetben a fókusznak vannak koordinátái, és a direktrixet az egyenlet adja meg.
Példánkban:
A parabola definícióját még egyszerűbb megérteni, mint az ellipszis és a hiperbola definícióit. A parabola bármely pontja esetén a szakasz hossza (a fókusz és a pont távolsága) egyenlő a merőleges hosszával (a pont és az irányító távolsága):
Gratulálunk! Sokan közületek igazi felfedezést tettek ma. Kiderült, hogy a hiperbola és a parabola egyáltalán nem „hétköznapi” függvények grafikonjai, hanem kifejezett geometriai eredetűek.
Nyilvánvaló, hogy a fókuszparaméter növekedésével a grafikon ágai fel-le „emelkednek”, végtelenül közelítve a tengelyhez. Ahogy a „pe” érték csökken, elkezdenek összenyomódni és nyúlni a tengely mentén
Bármely parabola excentricitása egyenlő az egységgel:
Parabola forgatása és párhuzamos fordítása
A parabola az egyik leggyakoribb vonal a matematikában, és nagyon gyakran kell megépíteni. Ezért kérjük, fordítson különös figyelmet a lecke utolsó bekezdésére, ahol a görbe elhelyezésének tipikus lehetőségeit tárgyalom.
! jegyzet : a korábbi görbékhez hasonlóan helyesebb a koordinátatengelyek elforgatásáról és párhuzamos fordításáról beszélni, de a szerző az előadás egyszerűsített változatára szorítkozik, hogy az olvasó alapvetően megértse ezeket a transzformációkat.
Lecke: Hogyan készítsünk parabolát vagy másodfokú függvényt?
ELMÉLETI RÉSZ
A parabola az ax 2 +bx+c=0 képlettel leírt függvény grafikonja.
A parabola felépítéséhez egy egyszerű algoritmust kell követnie:
1) Parabola képlet y=ax 2 +bx+c,
Ha a>0 akkor a parabola ágai irányulnak fel,
egyébként a parabola ágai irányítottak le-.
Ingyenes tag c ez a pont metszi a parabolát az OY tengellyel;
2), a képlet segítségével találjuk meg x=(-b)/2a, behelyettesítjük a talált x-et a parabola egyenletbe, és megtaláljuk y;
3)Funkció nullák vagy más szóval a parabola OX tengellyel való metszéspontjai, ezeket az egyenlet gyökeinek is nevezik. A gyökök megtalálásához az egyenletet 0-val egyenlővé tesszük ax 2 +bx+c=0;
Az egyenletek típusai:
a) A teljes másodfokú egyenlet alakja ax 2 +bx+c=0és a diszkrimináns oldja meg;
b) A forma hiányos másodfokú egyenlete ax 2 +bx=0. A megoldáshoz ki kell venni x-et a zárójelekből, majd minden tényezőt 0-val egyenlővé kell tenni:
ax 2 +bx=0,
x(ax+b)=0,
x=0 és ax+b=0;
c) A forma hiányos másodfokú egyenlete ax 2 +c=0. A megoldáshoz az ismeretleneket az egyik oldalra, az ismerteket a másik oldalra kell mozgatni. x =±√(c/a);
4) Keressen néhány további pontot a függvény összeállításához.
GYAKORLATI RÉSZ
És most egy példa segítségével mindent lépésről lépésre elemzünk:
1. példa:
y=x 2 +4x+3
c=3 azt jelenti, hogy a parabola OY-t az x=0 y=3 pontban metszi. A parabola ágai felfelé néznek, mivel a=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 csúcs a (-2;-1) pontban van
Keressük meg az x 2 +4x+3=0 egyenlet gyökereit
A diszkrimináns segítségével megtaláljuk a gyökereket
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
Vegyünk több tetszőleges pontot, amelyek az x = -2 csúcs közelében találhatók
x -4 -3 -1 0
y 3 0 0 3
Helyettesítsen be x helyett az y=x 2 +4x+3 egyenletet
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
A függvényértékekből látható, hogy a parabola szimmetrikus az x = -2 egyenesre
2. példa:
y=-x 2 +4x
c=0 azt jelenti, hogy a parabola OY-t az x=0 y=0 pontban metszi. A parabola ágai lefelé néznek, mivel a=-1 -1 Keressük meg a -x 2 +4x=0 egyenlet gyökereit
Hiányos másodfokú egyenlet ax 2 +bx=0 alakú. A megoldáshoz ki kell venni x-et a zárójelekből, majd minden tényezőt 0-val egyenlővé kell tenni.
x(-x+4)=0, x=0 és x=4.
Vegyünk néhány tetszőleges pontot, amelyek az x=2 csúcs közelében találhatók
x 0 1 3 4
y 0 3 3 0
Helyettesíts be x helyett az y=-x egyenletbe 2 +4x értékeket
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
A függvényértékekből látható, hogy a parabola szimmetrikus az x = 2 egyenesre
3. példa
y=x 2-4
c=4 azt jelenti, hogy a parabola OY-t az x=0 y=4 pontban metszi. A parabola ágai felfelé néznek, mivel a=1 1>0.
a=1 b=0 c=-4 x=(-b)/2a=0/(2*(1))=0 y=(0) 2 -4=-4 a csúcs a (0) pontban van;- 4 )
Keressük meg az x 2 -4=0 egyenlet gyökereit
Hiányos másodfokú egyenlet ax 2 +c=0 alakú. A megoldáshoz az ismeretleneket az egyik oldalra, az ismerteket a másik oldalra kell mozgatni. x =±√(c/a)
x 2 =4
x 1 =2
x 2 =-2
Vegyünk néhány tetszőleges pontot, amelyek az x=0 csúcs közelében találhatók
x -2 -1 1 2
y 0 -3 -3 0
Helyettesítse be x helyett az y= x egyenletet 2 -4 értékkel
y=(-2) 2-4=4-4=0
y=(-1) 2 -4=1-4=-3
y=12-4=1-4=-3
y=2 2-4=4-4=0
A függvényértékekből látható, hogy a parabola szimmetrikus az x = 0 egyenesre
Iratkozz fel a YOUTUBE csatornájára hogy lépést tartson az összes új termékkel, és velünk készüljön a vizsgákra.
Hasonló cikkek