二次函数的顶点式是二次函数的一种特殊形式,它有助于我们清晰地了解抛物线的顶点位置和几何特征。以下是关于顶点式的详细:
1. 顶点式的标准形式
顶点式的一般表达式为 `y = a(x − h)² + k`,其中:
`a` 是决定抛物线的开口方向和宽窄程度的参数。当 `a > 0` 时,抛物线开口向上;当 `a < 0` 时,抛物线开口向下^[2][4]^。
`(h, k)` 是抛物线的顶点坐标^[1][2][3][4]^。
`x = h` 表示抛物线的对称轴^[2][4]^。
2. 几何特征详解
顶点性质:抛物线的顶点是其最高点(当 `a < 0`)或最低点(当 `a > 0`),对应函数的最大值或最小值 `y = k`,这一极值仅在 `x = h` 时取得^[1][2][4]^。
平移规律:顶点式中的 `h` 和 `k` 反映了抛物线相对于标准形式 `y = ax²` 的平移。`h` 决定水平平移方向,`k` 决定垂直平移方向^[4][5]^。
3. 应用实例
假设已知抛物线的顶点为 `(1, 2)`,另有一点 `(3, 10)`,可以设立顶点式 `y = a(x − 1)² + 2`。将点 `(3, 10)` 代入式子,可以求得 `a = 2`,从而得到最终的式子 `y = 2(x − 1)² + 2`^[2]^。
4. 与一般式的转换
顶点式可以通过配方法从一般式 `y = ax² + bx + c` 转化而来。转换后的形式为 `y = a(x + b/(2a))² + (4ac − b²)/(4a)`,对应的顶点坐标为 `(-b/(2a), (4ac − b²)/(4a))`^[2][7]^。
掌握二次函数的顶点式,可以帮助我们更直观地理解抛物线的几何特性,简化图像绘制和极值分析的过程。通过顶点式,我们可以直接读取到抛物线的核心几何属性,如开口方向、顶点位置、对称轴等,为数学学习和应用提供极大的便利。