二次函数èrcì hánshù
Основное понятие
Квадратичная функция -- это многочлен второй степени:
где , , -- постоянные и .
Три формы записи
| Форма | Выражение | Ключевая особенность |
|---|---|---|
| Общая форма | Показывает точку пересечения с осью y: | |
| Каноническая форма | Показывает вершину | |
| Факторизованная форма | Показывает корни |
Вершина
Вершина -- это наивысшая или наинизшая точка параболы.
Координаты вершины
Или эквивалентно:
Каноническая форма
где -- вершина параболы.
Свойства графика
Направление ветвей
- : Парабола направлена вверх (U-образная), вершина -- минимум
- : Парабола направлена вниз (∩-образная), вершина -- максимум
Ось симметрии
Парабола симметрична относительно этой вертикальной прямой.
Точка пересечения с осью Y
Точка пересечения с осью y находится в , при подстановке .
Нули функции (точки пересечения с осью X)
Находятся решением уравнения . Дискриминант определяет:
- : Два различных корня
- : Один корень (вершина касается оси x)
- : Нет действительных корней
Монотонность
При :
- Убывает на
- Возрастает на
При :
- Возрастает на
- Убывает на
Область значений
При :
При :
Практические задачи CSCA
💡 Примечание: Следующие задачи составлены в соответствии с программой экзамена CSCA.
Пример 1: Базовый уровень (Сложность ★★☆☆☆)
Найдите вершину функции .
Решение:
Способ 1 (Формула):
Способ 2 (Выделение полного квадрата):
Ответ: Вершина --
Пример 2: Средний уровень (Сложность ★★★☆☆)
Найдите область значений на .
Решение:
Выделяем полный квадрат:
Вершина в , парабола направлена вниз.
Так как , максимум в вершине:
Проверяем концы отрезка:
Минимум равен .
Ответ: Область значений
Пример 3: Продвинутый уровень (Сложность ★★★★☆)
Если имеет минимальное значение на , найдите .
Решение:
, вершина в .
Случай 1: (вершина левее отрезка) Минимум при : Проверка: вершина в , но . ✓ Значит, подходит.
Случай 2: (вершина внутри отрезка) Минимум в вершине: или Только принадлежит . Проверка: , минимум при равен . ✗
Случай 3: (вершина правее отрезка) Минимум при : , противоречит . ✗
Ответ:
Пример 4: Продвинутый уровень (Сложность ★★★★☆)
Найдите все значения , при которых для всех .
Решение:
Чтобы для всех , парабола должна быть направлена вверх (✓, ) и не иметь действительных корней.
Для этого необходимо :
Ответ:
Преобразование между формами
Из общей формы в каноническую
Дано :
- Вынесем из первых двух слагаемых:
- Выделим полный квадрат:
- Упростим: , где ,
Из канонической формы в общую
Дано :
Раскроем скобки:
Следовательно, и .
Типичные ошибки
❌ Ошибка 1: Неправильный знак в формуле вершины
Неверно: ✗
Верно: ✓
❌ Ошибка 2: Игнорирование области определения при нахождении области значений
Неверно: Область значений на равна ✗
Верно: На минимум равен , поэтому область значений ✓
❌ Ошибка 3: Неправильное определение положения вершины
При ограниченной области определения вершина может находиться вне этой области. Проверьте, находится ли вершина внутри, левее или правее отрезка.
Советы по подготовке
- ✅ Освойте выделение полного квадрата: Необходимо для нахождения вершины
- ✅ Знайте три случая: Вершина внутри, левее или правее отрезка
- ✅ Используйте дискриминант: Для задач о пересечениях с осью x
- ✅ Рисуйте эскизы: Визуализация параболы помогает избежать ошибок
💡 Совет для экзамена: В задачах с ограниченной областью определения сначала определите положение вершины относительно отрезка, затем проверьте концы. Экстремальные значения достигаются либо в вершине (если она внутри области), либо на концах!