Példák másodfokú függvénygráf parabolára. Hogyan ábrázoljunk másodfokú függvényeket (parabolákat)? A harmadik esetben a „c” jelenik meg

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