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在二次函数的学习中,"焦点式"实际上不是一个标准的数学名称。二次函数通常有三种标准表达形式:一般式、顶点式和交点式。其中,与焦点相关的信息主要通过顶点式来推导和表达。二次函数的图像是抛物线,而抛物线确实有焦点和准线的概念。
顶点式是理解抛物线焦点的关键。在顶点式 y = a(x - h)² + k 中,(h, k) 表示顶点坐标,a 决定抛物线的开口方向和大小。抛物线的定义是:到焦点距离等于到准线距离的所有点的轨迹。通过顶点式,我们可以计算出焦点位置和准线方程。
现在我们来学习如何从顶点式计算焦点和准线。对于顶点式 y = a(x - h)² + k,我们将其与标准抛物线方程 (x - h)² = 4p(y - k) 对比,可得 4p = 1/a,即 p = 1/(4a)。因此,焦点坐标为 (h, k + 1/(4a)),准线方程为 y = k - 1/(4a)。这些公式是表达焦点信息的关键。
让我们通过一个具体例子来演示如何计算焦点和准线。对于二次函数 y = 2x² - 8x + 10,首先将其化为顶点式。通过配方得到 y = 2(x - 2)² + 2,确定 a = 2,顶点为 (2, 2)。然后计算 p = 1/(4a) = 1/8,得到焦点坐标 (2, 2.125) 和准线方程 y = 1.875。图中紫色线段验证了抛物线上任意点到焦点和准线的距离相等。
总结一下学习焦点相关信息的表达方法:首先将二次函数化为顶点式,识别参数a、h、k,然后应用公式p等于四分之一a计算焦点和准线,最后验证抛物线定义。虽然没有标准的"焦点式",但通过顶点式我们可以完美表达焦点相关的所有信息。这就是学习二次函数焦点表达的正确方法。