Давайте разберём задание по порядку и подробно объясним каждую часть.
Задание
Рассматривается график функции ( y = 4x - x^2 ).
Нам нужно определить основные свойства этой функции и нарисовать её график.
1. Форма графика и направление ветвей параболы
Дано: ( y = 4x - x^2 ).
Это квадратичная функция, её график — парабола.
- Коэффициент при ( x^2 ): ( -1 ) (отрицательный).
- Значит, ветви параболы направлены вниз (ветви вверх направлены при положительном коэффициенте).
Почему именно так?
При квадратичной функции ( y = ax^2 + bx + c ):
- Если ( a > 0 ), ветви направлены вверх.
- Если ( a < 0 ), ветви направлены вниз.
Здесь ( a = -1 < 0 ), значит, ветви параболы направлены вниз.
2. Координаты вершины параболы
Формула вершины параболы ( y = ax^2 + bx + c ):
[
x_0 = -\frac{b}{2a}
]
[
y_0 = c - \frac{b^2}{4a}
]
В нашей функции:
- ( a = -1 )
- ( b = 4 )
- ( c = 0 )
Найдём координаты вершины:
[
x_0 = -\frac{b}{2a} = -\frac{4}{2 \times (-1)} = -\frac{4}{-2} = 2
]
Подставим ( x_0 = 2 ) в уравнение для ( y ):
[
y_0 = 4 \times 2 - (2)^2 = 8 - 4 = 4
]
Координаты вершины: ((2, 4)).
Это — самая высокая точка графика, так как ветви направлены вниз.
Проверка вычислений по формуле из задания
В задании есть другой способ найти вершину:
[
x_0 = -\frac{b}{2a} = 2
]
[
y_0 = c - \frac{b^2}{4a} = 0 - \frac{(4)^2}{4 \times (-1)} = 0 - \frac{16}{-4} = 0 + 4 = 4
]
Всё совпадает.
3. Таблица контрольных точек
Чтобы построить график, выберем несколько значений ( x ) и найдём соответствующие ( y ):
| ( x ) |
( y = 4x - x^2 ) |
| -1 |
( 4 \times (-1) - (-1)^2 = -4 - 1 = -5 ) |
| 0 |
( 0 - 0 = 0 ) |
| 1 |
( 4 - 1 = 3 ) |
| 2 |
( 8 - 4 = 4 ) (вершина) |
| 3 |
( 12 - 9 = 3 ) |
| 4 |
( 16 - 16 = 0 ) |
| 5 |
( 20 - 25 = -5 ) |
Эти точки помогут нарисовать график.
4. Свойства функции
Область определений (D): (\mathbb{R}) (все числа)
Область значений (E): от минимуму до вершины (\to y \in [-1; 5]).
Однако, в данном случае — максимум в вершине ( y_0=4 ). Посмотрим по таблице и графику, значения колеблются в диапазоне ([-5; 4]).
Ваша правильная формулировка:
[
D(y) = [-5; 4]
]
Функция возрастает: на интервале ( x \in [-1;2] ), так как до вершины значение ( y ) растёт.
Функция убывает: на интервале ( x \in [2;5] ), после вершины она убывает.
5. График и свойства:
- Вершина в точке ((2; 4)).
- Ветви графика направлены вниз.
- Проходим по графику по выбранным точкам.
Итог
- График функции ( y = 4x - x^2 ) — парабола, ветви которой направлены вниз.
- Вершина в точке ((2; 4)).
- Значения ( y ) варьируются в диапазоне ([-5, 4]).
- График симметричен относительно вертикальной оси, проходящей через вершину, так как это квадратичная парабола.
Если нужно нарисовать график, начертите параболу, отметьте вершину ((2,4)), пройдите через точки: ((-1, -5), (0, 0), (1, 3), (2, 4), (3, 3), (4, 0), (5, -5)).
Если нужен более конкретный график или дополнительные свойства, я с радостью помогу!