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二次函数是形如 f(x) = ax² + bx + c 的函数,其中 a 不等于零。二次函数的图像是一条抛物线,它的极值出现在顶点处。当系数 a 大于零时,抛物线开口向上,顶点是最低点,函数有最小值。当 a 小于零时,抛物线开口向下,顶点是最高点,函数有最大值。
要找到二次函数的极值,我们需要确定顶点的坐标。对于二次函数 f(x) = ax² + bx + c,顶点的横坐标公式是 x = -b/(2a)。将这个 x 值代入原函数,就能得到顶点的纵坐标,也就是函数的极值。我们也可以直接使用公式 y = c - b²/(4a) 来计算极值。
让我们通过一个具体例子来演示如何求二次函数的极值。对于函数 f(x) = 2x² - 8x + 6,我们首先确定系数:a = 2,b = -8,c = 6。由于 a = 2 大于零,这个函数有最小值。使用顶点公式,x = -(-8)/(2×2) = 2。将 x = 2 代入原函数得到 y = -2。因此,函数的最小值是 -2,在 x = 2 处取得。
现在我们来看开口向下的二次函数。对于函数 f(x) = -x² + 4x - 1,系数 a = -1 小于零,所以抛物线开口向下,函数有最大值。使用顶点公式计算:x = -4/(2×(-1)) = 2。将 x = 2 代入原函数得到 y = 3。因此,函数的最大值是 3,在 x = 2 处取得。这与开口向上的情况正好相反。
总结一下二次函数求极值的方法:首先确定二次函数的系数 a、b、c;然后判断系数 a 的正负,如果 a 大于零则有最小值,如果 a 小于零则有最大值;接着使用公式 x = -b/(2a) 计算顶点的横坐标;最后使用公式 y = c - b²/(4a) 直接计算出函数的极值。掌握这个方法,就能快速求出任意二次函数的极值。