Анализ квадратичных функций
Я рассматриваю свойства квадратичной функции на основе коэффициентов. Если \(a > 0\), её ветви направлены вверх, и она имеет минимальное значение, а если \(a < 0\), ветви направлены вниз, и она имеет максимальное значение. Я вычисляю вершину при \(a = 1/3\), \(b = -4\) и \(c = 4\). Вершина получается в точке (6, -8), что подтверждает, что ветви направлены вверх. Область определения — все действительные числа, а область значений — \(y \geq -8\).
Рассмотрение интервальной записи и объяснений
Мне нужно внимательно использовать интервальную запись и указывать концы интервалов при обсуждении возрастающих и убывающих функций. Я помню, что в стандартных формулировках используют \((-\infty, 6]\) для убывания и \([6, +\infty)\) для возрастания. В школе могут сказать примерно так: «убывает на промежутке \((-\infty; 6]\), возрастает \([6; +\infty)\)». Аналогичные рассуждения применимы и к другим интервалам. Я должен объяснить метод выделения полного квадрата и рассмотреть проверку с помощью канонического вида и точек, но не переусложнять объяснение. Я прослежу, чтобы включить естественные следующие вопросы на русском языке.
Краткий ответ
Во всех пунктах график — парабола.
| Пункт | Вершина | Ось симметрии | Ветви | Область значений |
|---|---|---|---|---|
| а) | \((6;-8)\) | \(x=6\) | вверх | \(y\ge -8\) |
| б) | \((2;0)\) | \(x=2\) | вниз | \(y\le 0\) |
| в) | \(\left(-\frac32;-\frac94\right)\) | \(x=-\frac32\) | вверх | \(y\ge-\frac94\) |
Как находить вершину
Для функции \(y=ax^2+bx+c\):
\[ x_0=-\frac{b}{2a}, \qquad y_0=f(x_0). \]
Затем удобно представить функцию в виде:
\[ y=a(x-x_0)^2+y_0. \]
По знаку \(a\) определяем направление ветвей:
- \(a>0\) — ветви вверх;
- \(a<0\) — ветви вниз.
а) \(y=\frac13x^2-4x+4\)
Выделим полный квадрат:
\[ y=\frac13(x^2-12x+12) =\frac13(x-6)^2-8. \]
Значит:
- вершина: \((6;-8)\);
- ось симметрии: \(x=6\);
- ветви направлены вверх;
- наименьшее значение: \(-8\);
- функция убывает на \((-\infty;6]\);
- функция возрастает на \([6;+\infty)\);
- область значений: \([-8;+\infty)\).
Для построения можно отметить точки:
\[ \begin{array}{c|ccccc} x&0&3&6&9&12\\ \hline y&4&-5&-8&-5&4 \end{array} \]
Нули функции:
\[ \frac13x^2-4x+4=0, \]
\[ x^2-12x+12=0, \]
\[ x=6\pm2\sqrt6. \]
б) \(y=-\frac14x^2+x-1\)
Представим в виде квадрата:
\[ y=-\frac14(x^2-4x+4) =-\frac14(x-2)^2. \]
Значит:
- вершина: \((2;0)\);
- ось симметрии: \(x=2\);
- ветви направлены вниз;
- наибольшее значение: \(0\);
- функция возрастает на \((-\infty;2]\);
- функция убывает на \([2;+\infty)\);
- область значений: \((-\infty;0]\).
Точки для построения:
\[ \begin{array}{c|ccccc} x&0&1&2&3&4\\ \hline y&-1&-\frac14&0&-\frac14&-1 \end{array} \]
Нуль функции:
\[ -\frac14(x-2)^2=0 \quad\Rightarrow\quad x=2. \]
Парабола касается оси \(Ox\) в точке \((2;0)\).
в) \(y=x^2+3x\)
Выделим полный квадрат:
\[ y=x^2+3x =\left(x+\frac32\right)^2-\frac94. \]
Значит:
- вершина: \(\left(-\frac32;-\frac94\right)\);
- ось симметрии: \(x=-\frac32\);
- ветви направлены вверх;
- наименьшее значение: \(-\frac94\);
- функция убывает на \(\left(-\infty;-\frac32\right]\);
- функция возрастает на \(\left[-\frac32;+\infty\right)\);
- область значений: \(\left[-\frac94;+\infty\right)\).
Точки для построения:
\[ \begin{array}{c|ccccccc} x&-4&-3&-2&-\frac32&-1&0&1\\ \hline y&4&0&-2&-\frac94&-2&0&4 \end{array} \]
Нули функции:
\[ x^2+3x=x(x+3)=0, \]
\[ x_1=-3,\qquad x_2=0. \]
Главное
Чтобы построить любую параболу:
- Найди вершину.
- Проведи ось симметрии.
- Определи направление ветвей по знаку \(a\).
- Отметь несколько симметричных точек.
- По вершине определи промежутки возрастания, убывания и область значений.