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配方法是求二次函数极值的重要方法。通过将二次函数的一般形式转化为顶点式,我们可以直接读出函数的极值点和极值。例如,函数f(x)等于x平方减2x加1,通过配方可以写成(x减1)的平方,从而看出最小值为0,在x等于1处取得。
配方法有四个基本步骤。首先写出二次函数的一般形式。然后提取二次项系数a。接着在括号内配成完全平方式,这是关键步骤。最后化简得到顶点式,从中可以直接读出极值。整个过程就是将一般形式转化为顶点式的过程。
让我们通过一个具体例子来演示配方过程。对于函数f(x)等于2x平方减8x加5,首先提取二次项系数2,得到2倍括号x平方减4x加5。然后在括号内配方,x平方减4x需要加上4来构成完全平方,同时减去4保持等式成立。这样得到2倍括号x减2的平方减4加5,化简后得到2倍x减2的平方减3。因此最小值为负3,在x等于2处取得。
现在我们通过图像来验证配方的结果。绘制函数f(x)等于2x平方减8x加5的图像,可以看到这是一个开口向上的抛物线。通过配方得到的顶点式f(x)等于2倍x减2的平方减3,清楚地显示顶点坐标为(2, -3)。图像证实了我们的计算结果:函数的最小值确实是负3,并且在x等于2处取得。
总结一下,配方法是求二次函数极值的重要方法。对于一般形式ax平方加bx加c,通过配方可以得到顶点式,从而确定极值点x等于负b除以2a,极值为4ac减b平方除以4a。当a大于0时函数有最小值,当a小于0时函数有最大值。配方法不仅适用于所有二次函数,还广泛应用于求函数最值、优化问题和物理学中的极值问题。掌握配方法对解决实际问题具有重要意义。