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二次函数是数学中的重要函数类型。它的一般形式是f(x)等于ax²加bx加c,其中a不等于零。系数a决定抛物线的开口方向,b影响对称轴位置,c是函数图像与y轴的交点。例如函数f(x)等于x²减2x加1,它的图像是一条开口向上的抛物线。
二次函数是数学中的基本函数类型,其一般形式为 f(x) = ax² + bx + c,其中 a 不等于零。二次函数的图像是一条抛物线,具有优美的对称性质。在物理学中,抛物线描述了物体在重力作用下的运动轨迹;在工程学中,它被用于设计桥梁和拱门;在经济学中,用于描述成本和收益的关系。
二次函数的图像是抛物线,具有独特的几何特征。当a大于零时,抛物线开口向上;当a小于零时,开口向下。对称轴是直线x等于负b除以2a。顶点是抛物线的最高点或最低点。系数a的绝对值决定抛物线的胖瘦:绝对值越大,抛物线越窄;绝对值越小,抛物线越宽。
二次函数的顶点式是 f(x) = a(x - h)² + k,其中 (h, k) 是顶点坐标。要将一般式转化为顶点式,我们使用配方法。首先提取二次项系数,然后在括号内配成完全平方式。配方法的关键是加减同一个数,使得括号内成为完全平方式。这样我们就能直接读出顶点坐标和对称轴方程。
二次方程的根可以通过公式法求得:x 等于负b加减根号下b²减4ac,再除以2a。判别式Delta等于b²减4ac,它决定了方程根的性质。当Delta大于零时,方程有两个不同的实根,抛物线与x轴有两个交点;当Delta等于零时,方程有一个重根,抛物线与x轴相切;当Delta小于零时,方程无实根,抛物线与x轴无交点。
二次函数在现实生活中有广泛的应用。在物理学中,它描述抛物运动的轨迹;在经济学中,用于分析成本和收益的关系;在工程学中,桥梁的拱形设计常采用抛物线形状。例如,一个球被抛出后的高度可以用二次函数 h(t) = -5t² + 20t + 1 来描述,其中t是时间,h是高度。通过分析这个函数,我们可以求出球达到最高点的时间和高度,以及球落地的时间。
二次函数的顶点式是 f(x) = a(x - h)² + k,其中 (h, k) 是顶点坐标。要将一般式转化为顶点式,我们使用配方法。以 f(x) = x² - 4x + 3 为例:首先在 x² - 4x 后面配成完全平方,即加上和减去 4,得到 (x² - 4x + 4) - 4 + 3,然后化简为 (x - 2)² - 1。这样我们就能直接看出顶点坐标是 (2, -1),对称轴是 x = 2。
二次函数具有重要的性质。首先是单调性:在对称轴左侧单调递减,右侧单调递增。其次是最值性:当a大于零时,顶点处取得最小值;当a小于零时,顶点处取得最大值。还有对称性:图像关于对称轴完全对称。以函数f(x)=x²-4x+3为例,对称轴是x=2,顶点是(2,-1),最小值是-1,在区间负无穷到2上递减,在区间2到正无穷上递增。