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抛

二次函数入门:抛物线的弧线

Quadratic Function · y=ax²+bx+c
上章学反比例,这章学二次函数入门——抛物线。为啥?它是高中函数全家桶的预习,顶点、对称轴、开口方向都是高中硬通货。学完你就会配方找顶点;下一章学相似三角形。
①
图像

开口向上/向下的碗

②
顶点

最值在顶点

③
配方

化成顶点式

④
判别式

碰不碰x轴

开场场景:你扔出去的篮球,走的是一条抛物线。这条弧线就是二次函数的图像。它有个最高点(或最低点),求最值、求零点、求对称轴——全是初中二次函数的活儿。

卡必背公式 / 记忆口诀
顶点式 y=a(x−h)²+k
对称轴 x=h
a>0 开口向上
口诀:配方法找顶点,一眼知最值

义是什么:一条抛物线

标准式:y = ax² + bx + c。顶点式:y = a(x−h)² + k,顶点 (h, k)。a 开口:a>0 开口向上(有最低点),a<0 开口向下(有最高点)。对称轴:x = −b/(2a)。

路怎么想到的:配方找顶点

心法:看到二次函数求最值,先配方成顶点式。y = x²−4x+3 = (x−2)²−1,顶点 (2, −1),最小值 −1。零点:令 y=0 解一元二次方程。

完整解法:三道例题

例1:y = x² − 4x + 3 的顶点?

用途与案例

电商:定价最大化利润

苹果进价 5 元/斤,卖 10 元时每天卖 100 斤。每降价 0.5 元,多卖 20 斤。设降价 x 次,利润 = (10−0.5x−5)(100+20x) = (5−0.5x)(100+20x) = −10x² + 50x + 500。这是开口向下的抛物线,顶点 x = 50/(2×10) = 2.5,即降价 1.25 元卖 8.75 元时利润最大。

物理:抛体运动

从地面以 v₀ 初速度向上抛,高度 h(t) = v₀t − ½gt²——这是开口向下的抛物线。最高点 t = v₀/g,h_max = v₀²/(2g)。为什么?因为重力加速度 g 是常数,位移是速度对时间的二次函数。

审题:配方。
逐步:y = (x²−4x+4)−1 = (x−2)²−1,顶点 (2, −1)。
例2:y = x² − 4x + 3 的零点?
审题:令 y=0。
逐步:(x−1)(x−3)=0 → x=1 或 3。
例3:y = −x² + 4x,最大值?
审题:a<0 有最高点。
逐步:y = −(x²−4x) = −(x−2)²+4,顶点 (2,4),最大值 4。

展往哪儿长

初中:二次函数图像与性质。高中:二次函数与一元二次不等式、导数求最值。大学:抛物线是圆锥曲线,物理抛体运动轨迹。

防坑警示

a 的符号决定开口:a>0 开口向上有最小值,a<0 开口向下有最大值。求最值先看 a 的正负,别一律说"最小值"。

练习

基础:y = x² − 6x + 5 的顶点?

查看解答y=(x−3)²−4,顶点 (3, −4)。
做对了?很好,下一题/下一章走起。
错了或卡壳?回到本章「a 的正负决定开口方向」那一段,把例题再顺一遍。

进阶:y = x² − 6x + 5 的零点?

查看解答(x−1)(x−5)=0 → x=1 或 5。
做对了?很好,下一题/下一章走起。
错了或卡壳?回到本章「a 的正负决定开口方向」那一段,把例题再顺一遍。

证二次函数的顶点公式怎么来的

标准式 y = ax² + bx + c 的顶点:x = −b/(2a),y = (4ac−b²)/(4a)。配方式 y = a(x−h)² + k 的顶点:(h, k)。

推导(配方法):y = ax² + bx + c = a(x² + bx/a + c/a) = a[(x + b/(2a))² + c/a − b²/(4a²)] = a(x + b/(2a))² + (4ac − b²)/(4a)。所以顶点 x = −b/(2a),代入得 y = (4ac−b²)/(4a)。一句话:配方法是一切二次问题的万能钥匙。

记
小结卡

① y=ax²+bx+c 画出来是抛物线。

② 配方找顶点,a 定开口方向。

③ 零点令 y=0,解一元二次方程。

费曼学习法:讲给别人听
合上书本,假装对面坐着一个初一的小孩,把这三件事说清楚——说不清楚的地方,就是你没真懂。
  1. 用自己的话讲:本章核心是「图像 / 配方」,合上书用自己的话讲一遍,不许照抄。
  2. 举个反例 / 什么时候最容易错:"a<0 时为什么说"最大值"不说"最小值"?"开口向下像倒扣的碗,顶点是最高点。
  3. 哪里还卡壳(标记你的薄弱点):哪一句你要翻书才说得顺?那个地方就是你的薄弱点,拿笔圈出来。