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二次函数是数学中非常重要的函数类型。它的标准形式是f(x)等于ax²加bx加c,其中a不等于零。这里a是二次项系数,决定抛物线的开口方向和大小;b是一次项系数;c是常数项。例如,最简单的二次函数是f(x)等于x²,还有更复杂的形式如f(x)等于2x²加3x加1。二次函数的图像都是抛物线,具有独特的对称性质。
二次函数的图像具有独特的特征。首先,所有二次函数的图像都是抛物线形状。其次,开口方向由二次项系数a决定:当a大于零时,抛物线开口向上;当a小于零时,抛物线开口向下。第三,抛物线具有对称性,关于对称轴完全对称。最后,a的绝对值越大,抛物线的开口就越窄;a的绝对值越小,开口就越宽。现在我们通过动态演示来观察这些特征。
二次函数的顶点和对称轴是其重要的几何特征。顶点坐标公式为:横坐标是负b除以2a,纵坐标是4ac减b²再除以4a。对称轴方程是x等于负b除以2a。让我们通过一个具体例题来演示:对于函数f(x)等于x²减4x加3,我们有a等于1,b等于负4,c等于3。对称轴的横坐标是负负4除以2乘1,等于2。将x等于2代入原函数,得到顶点坐标为(2, -1)。从图像中可以清楚地看到,抛物线在顶点处达到最小值,并且关于直线x等于2完全对称。
二次函数的平移变换遵循一定的规律。顶点式f(x)等于a乘以x减h的平方加k,其中(h, k)就是抛物线的顶点坐标。当h大于零时,抛物线向右平移h个单位;当h小于零时,向左平移。当k大于零时,抛物线向上平移k个单位;当k小于零时,向下平移。现在我们通过动画演示从基本抛物线y等于x²平移到y等于(x减2)²加1的过程。首先向右平移2个单位,然后向上平移1个单位,最终得到顶点在(2, 1)的抛物线。
二次函数在实际生活中有着广泛的应用。让我们通过一个商品定价问题来看看。某商品成本为10元每件,当售价为x元时,日销量为50减x件。我们要求最大利润及对应的售价。首先建立利润函数:利润等于售价减成本乘以销量,即P(x)等于(x减10)乘以(50减x)。展开后得到P(x)等于负x²加60x减500。这是一个开口向下的抛物线,顶点就是最大值点。顶点的横坐标是负60除以负2等于30,代入得最大利润为400元。因此,当售价定为30元每件时,可获得最大利润400元。