Как найти вершину параболы квадратного уравнения. Как найти координаты вершины параболы

Парабола – одна из кривых второго порядка, ее точки построены в соответствии с квадратным уравнением. Главное в построении этой кривой – найти вершину параболы . Это можно сделать несколькими способами.

Инструкция

Чтобы найти координаты вершины параболы , воспользуйтесь следующей формулой: х=-b/2а, где а – коэффициент перед х в квадрате, а b – коэффициент перед х. Подставьте ваши значения и рассчитайте его значение. Затем подставьте полученное значение вместо х в уравнение и посчитайте ординату вершины. Например, если вам дано уравнение у=2х^2-4х+5, то абсциссу найдите следующим образом: х=-(-4)/2*2=1. Подставив х=1 в уравнение, рассчитайте значение у для вершины параболы : у=2*1^2-4*1+5=3. Таким образом, вершина параболы имеет координаты (1-3).

Значение ординаты параболы можно найти и без предварительного расчета абсциссы. Для этого воспользуйтесь формулой у=-b^2/4ас+с.

Если вы знакомы с понятием производной, найдите вершину параболы при помощи производных, воспользовавшись следующим свойством любой функции: первая производная функции, приравненная к нулю, указывает на точки экстремума. Так как вершина параболы , независимо от того, направлены ее ветви вверх или вниз, является точкой экстремума, вычислите производную для вашей функции. В общем виде она будет иметь вид f(х)=2ах+b. Приравняйте ее к нулю и получите координаты вершины параболы , соответствующей вашей функции.

Попробуйте найти вершину параболы , воспользовавшись таким ее свойством, как симметричность. Для этого найдите точки пересечения параболы с осью ох, приравняв функцию к нулю (подставив у=0). Решив квадратное уравнение, вы найдете х1 и х2. Так как парабола симметрична относительно директрисы, проходящей через вершину , эти точки будут равноудалены от абсциссы вершины. Чтобы ее найти, разделим расстояние между точками пополам: х=(Iх1-х2I)/2.

Если какой-либо из коэффициентов равен нулю (кроме а), рассчитайте координаты вершины параболы по облегченным формулам. Например, если b=0, то есть уравнение имеет вид у=ах^2+с, то вершина будет лежать на оси оу и ее координаты будут равны (0-с). Если же не только коэффициент b=0, но и с=0, то вершина параболы находится в начале координат, точке (0-0).

Параболой является график квадратичной функции. Данная линия обладает весомым физическим значением. Для того чтобы легче было найти вершину параболы, нужно ее нарисовать. Тогда на графике с легкостью можно будет увидеть ее вершину. Но чтобы построить параболу, необходимо знать, как найти точки параболы и как найти координаты параболы.

Находим точки и вершину параболы

В общем представлении квадратичная функция имеет следующий вид: y = ax 2 + bx + c. Графиком данного уравнения является парабола. При значении а › 0, ее ветви направлены вверх, а при значении а ‹ 0 – вниз. Для построения параболы на графике необходимо знать три точки, если она проходит вдоль оси ординат. В противном случае, должно быть известно четыре точки построения.

При нахождении абсциссы (х) необходимо взять коэффициент при (х) из заданной формулы многочлена, а затем разделить на удвоенный коэффициент при (x 2), после чего умножить на число – 1.

Для того чтобы найти ординату необходимо найти дискриминант, затем умножить его на – 1, после чего разделить на коэффициент при (x 2), предварительно умножив его на 4.

Далее, подставляя численные значения, вычисляется вершина параболы. Для всех расчетов желательно использовать инженерный калькулятор, а при черчении графиков и парабол пользоваться линейкой и люмографом, это позволит значительно повысить точность ваших расчетов.

Рассмотрим следующий пример, который поможет нам понять, как найти вершину параболы.

x 2 -9=0. В данном случае координаты вершины рассчитываются следующим образом: точка 1 (-0/(2*1); точка 2 -(0^2-4*1*(-9))/(4*1)). Таким образом, координатами вершины являются значения (0; 9).

Находим абсциссу вершины

После того, как вы узнали, как найти параболу, и можете рассчитать точки ее пересечения с осью координат (х), можно легко вычислить абсциссу вершины.

Пусть (x 1) и (х 2) являются корнями параболы. Корни параболы – это точки ее пересечения с осью абсцисс. Данные значения обращают в ноль квадратное уравнение следующего вида: ax 2 + bx + c.

При этом |x 2 | > |x 1 |, значит вершина параболы расположена посередине между ними. Таким образом, ее можно найти по следующему выражению: x 0 = ½(|x 2 | - |x 1 |).

Находим площадь фигуры

Для нахождения площади фигуры на координатной плоскости нужно знать интеграл. А чтобы применить его, достаточно знать определенные алгоритмы. Для того чтобы найти площадь, ограниченную параболами, необходимо произвести ее изображение в декартовой системе координат.

Вначале, по описанному выше методу, определяется координата вершины оси (х), затем оси (у), после чего находится вершина параболы. Теперь следует определить пределы интегрирования. Как правило, они указываются в условии задачи при помощи переменных (а) и (b). Данные значения следует поместить в верхнюю и нижнюю части интеграла соответственно. Далее следует вписать в общем виде значение функции и умножить его на (dx). В случае с параболой: (x 2)dx.

Затем нужно вычислить в общем виде первообразное значение функции. Для этого следует воспользоваться специальной таблицей значений. Подставляя туда пределы интегрирования, находится разность. Данная разность и будет являться площадью.

В качестве примера рассмотрим систему уравнений: у = x 2 +1 и х+у=3.

Находятся абсциссы точек пересечения: х 1 =-2 и х 2 =1.

Полагаем, что у 2 =3, а у 1 =x 2 + 1, подставляем значения в вышеприведенную формулу и получаем значение равное 4,5.

Теперь мы узнали как найти параболу, а также, основываясь на этих данных, рассчитать площадь фигуры, которую она ограничивает.

Нагаева Светлана Николаевна, учитель математики МАОУ « Лицей №1» города Березники.

Проект урока по алгебре в 9 классе (гуманитарный профиль).

«Наиболее глубокий след оставляет то, что человек открыл сам».(Д. Пойя.)

Тема урока: «Вывод формул для вычисления координат вершины параболы».

Цели урока : познавательные :

Ожидаемый результат:

- осознание, принятие и разрешение проблемы учащимися;

Формирование способов получения новых знаний через сравнение и сопоставления фактов, способа от частного к общему;

Узнают формулы нахождения координат вершины и оси симметрии параболы для функций вида y = ax 2 +bx+c.

Тип урока: урок постановки учебной задачи. Методы обучения – наглядно-иллюстративный, словесный, обучение в сотрудничестве, проблемный, элементы технологии критического мышления.

Оборудование: компьютер, мультимедийный проектор, демонстрационный экран, слайды презентации по теме: «Формулы для нахождения координат вершины параболы»; листы формата А3; цветные маркеры.

Технология - системно-деятельностный подход.

Этапы урока:

Психологический настрой(мотивация).

Актуализация опорных знаний(создание ситуации успеха).

Постановка проблемы.

Формулирование темы и цели урока.

Решение проблемы.

Анализ хода решения проблемы.

Применение результатов решения проблемы в последующей деятельности.

Подведение итогов урока (итог «глазами» ученика, итог «глазами» учителя.).

Домашнее задание.

Ход урока:

Психологический настрой.

Задача: Учится решать общую задачу и работать в коллективе(работа в группах по 5 чел.).

Ребята, на протяжении последних четырёх уроков мы занимались изучением квадратичной функции, но знания наши пока ещё не совсем полные, поэтому мы продолжаем изучать квадратичную функцию с целью узнать что-то новое об этой функции.

Мотивация учащихся к самостоятельной постановке темы и цели урока.

Таблица заполняется по ходу проведения урока.

Актуализация опорных знаний и умений учащихся. Разминка. 1. Вынести за скобки старший коэффициент: 5x 2 + 25x -5; ax 2 + bx + c. 2.Выделить удвоенное произведение: ab; ax; b/a. 3.Возвести в квадрат: b/2; c 2 /a; 2a/3b. 4.Представить в виде алгебраической суммы: а – в; x –(- b/2a).

Объясните, как, зная вид графика функции y =ƒ( x ) , построить графики функций:

а) y =ƒ(x - a ) , - с помощью параллельного переноса на а единиц вправо вдоль оси х ;

б) y =ƒ(x ) + b , - с помощью параллельного переноса на b единиц вверх вдоль оси y ;

в) y =ƒ(x - а) + b , ↔ на а единиц, ↕ на b единиц;

г) Как построить график функции y = (x - 2) 2 + 3 ? Что является ее графиком?

Назовите вершину параболы.
Графиком является парабола y = x 2 с вершиной в точке (2; 3).

Назовите координаты вершины параболы: y =x- 4x + 5 ( проблема). Почему нельзя определить координаты вершины параболы по виду функции? (другой вид имеет квадратичная функция).

Деятельность учащихся:

Строят речевые конструкции с использованием функциональной терминологии.

Обсуждение ответов. Сравнивают, сопоставляют с ранее изученными функциями, выбирают и записывают на доске знания и умения, которые им могут понадобиться для решения проблемы в столбик «ЗНАЮ»:

2.

3.

4.

В столбик «Хочу узнать»:вершину, ось симметрии параболы
.

Учащиеся могут записывать в столбики «ЗНАЮ» и «ХОЧУ ЗНАТЬ» функции как в общем виде, так и частные случаи. Постановка учебной задачи: найти координаты вершины параболы, если квадратичная функция задана в общем виде y = ax+ bx + c . Учащиеся формулируют и записывают в тетрадь тему и цель урока. (Вывод формул для вычисления координат вершины параболы. Научиться находить координаты вершины параболы новым способом – по формулам).

Решение проблемы.

Деятельность учащихся: Сравнивая «старые» знания с новыми знаниями учащиеся предлагают выделить полный квадрат. На конкретных примерах
;
и получают соответственно
;
. Находят координаты вершины и уравнение оси симметрии, Понимают, что с задачей справились, т.к. привели новую функцию к знакомому виду.

Учащиеся выделяют полный квадрат для функции
; , сравнивают полученный результат, делают вывод по данной функции. Находят координаты вершины и ось симметрии.

Сможете ли вы назвать вершину и ось параболы, если функция задана в общем виде
, не выделяя полного квадрата? Как вы будете действовать в этом случае? И как применить ваш предыдущий опыт по нахождению вершины и оси параболы?

Деятельность учащихся:

Опираясь на уже имеющиеся знания, опыт учащиеся начинают понимать, что нужно идти дальше, от частного к общему, проводят доказательства в общем виде.

Появляются новые затруднения. В группах появляется решение: . Анализ хода решения проблемы. Заслушивается один представитель от каждой группы.

Сравнивают, анализируют записи
и
, записывается в тетрадь одно общее решение поставленной задачи - формулы координат вершины параболы
.

Учащиеся делают вывод: координаты вершины и ось параболы для функции
можно найти рациональным способом.

Применение результатов по решению проблемы в последующей деятельности.

Деятельность учащихся:

Решение заданий из учебника №121; 123. Найдите координаты вершины параболы новым рациональным способом. Запишите уравнение прямой, которая является осью симметрии параболы.

Подведение итогов (рефлексия учебной деятельности на уроке).

Вернемся к таблице и заполним столбик «УЗНАЛ».

Итог урока «глазами» учащихся:

Итог « глазами учителя»:

Цель урока достигнута.

Учащиеся осознали, приняли и разрешили возникшую проблему.

В процессе решения учебно-проблемной задачи учащиеся не только приобрели новые знания: зависимость коэффициентов квадратного трехчлена и координат вершины параболы, уравнения оси симметрии, но самое главное на уроке – формирование обобщенных способов приобретения новых знаний, самостоятельного анализа проблемы и нахождения неизвестного.

Домашнее задание : п.7 №122 ;127(б) ;128.

P.S. Представленный урок проведен 15 октября 2014 года в рамках городского семинара учителей математики по теме «Формирование УУД на уроках математики».

На этапе «Применение результатов…» при решении заданий из учебника некоторые учащиеся начали понимать ценность своего «открытия»: более простого способа нахождения координат вершины и уравнения оси симметрии, а другие не скрывали радости, ведь не надо «мучаться» с выделением полного квадрата. Но самое главное – сделали все сами!

Парабола присутствует в мире математики, физики и других наук. По траектории параболы передвигаются искусственные спутники, которые стремятся покинуть пределы Солнечной системы, мяч при игре в волейбол тоже описывает её траекторию. Нужно уметь строить параболу. А чтобы это не составляло труда, надо знать, как найти вершину параболы.

График функции y = ax 2 + bx + c, где a - первый коэффициент, b — второй коэффициент, c — свободный член, называется параболой. Но обратите внимание на тот факт, что a ≠0.

У каждой точки параболы есть симметричная ей, кроме одной точки, и эта точка называется вершиной. Для того чтобы найти точку, которая является вершиной, нужно определиться, что такое точка на графике. Точка на графике – это определённая координата по оси абсцисс и по оси ординат. Она обозначается как (x; y). Давайте разбираться, как найти заветные числа.

Первый способ

Если вы хотите знать, как необходимо правильно вычислять координаты вершины, то нужно только выучить формулу x0 = -b/2a. Подставляя полученное число в функцию, получим y0 .

Например, y =x 2 –8 x +15;

находим первый, второй коэффициенты и свободный член;

• a =1, b =-8, c =15;

подставляем значения a и b в формулу;

• x0=8/2=4;

вычисляем значения y;

• y0 = 16–32+15 = -1;

Значит, вершина находится в точке (4;-1).

Ветви параболы симметричны относительно оси симметрии, которая идёт через вершину параболы. Зная корни уравнения, можно без особых трудностей посчитать абсциссу вершины параболы. Предположим, что k и n — корни квадратичного уравнения. Тогда точка x0 равноудалена от точек k и n, и её можно вычислить по формуле: x0 = (k + n)/2.

Рассмотрим на примере y =x 2 –6x+5

1) Приравниваем к нулю:

• x 2 –6x+5=0.

2) Находим дискриминант, используя формулу: D = b 2 –4 ac:

• D =36–20=16.

3) Находим корни уравнения по формуле (-b±√ D)/2a:

• 1 — первый корень;
• 5 — второй корень.

4) Вычисляем:

• x0 =(5+1)/2=3

Второй способ

Дополнение до полного квадрата – отличный способ узнать, где располагается вершина. Используя этот способ, вы сможете вычислить точки x и y одновременно, без нужды подставлять x в начальный пример. Рассмотрим этот метод на примере функции: y=x 2 +8 x +10.

1. Сначала нужно приравнять выражение с переменной к 0. Потом перенести c в правую сторону с противоположным знаком, то есть у нас получается выражение x 2 + 8x = -10.

2. Теперь в левой части нужно сделать полный квадрат. Для этого посчитайте (b/2) 2 и увеличьте обе части уравнения результат. В этом случае нужно подставит 8 вместо b.

У нас получается 16. Теперь прибавьте это число к обеим частям уравнения:

x 2 + 8x +16= 6.

3. Видно, что полученное выражение – полный квадрат. Его можно представить в форме: (x + 4) 2 = 6.

4. Используйте это выражение для поиска координат вершины параболы. Чтобы посчитать x, нужно приравнять его к 0. Получаем, x =-4. Координата y равна тому, что находится в правой части, то есть y =6. Вершина параболы этого уравнения (-4, 6).

Третий способ

Если вы знаете, что такое производная, то для вас есть другая формула. Несмотря на то, куда смотрят «рога» параболы, её вершина - точка экстремума. Для этого способа надо применить следующий алгоритм:

1. Нахождение первой производной по формуле f"(x) = (ax² + bx + c)’ = 2ax + b.

2. Приравнивание производной к 0. В итоге вы получите 0 = 2ax + b, отсюда можно найти то, что нас интересует.

Рассмотрим этот способ подробнее.

Дана функция y = 4x²+16x-17;

• Записываем производную и приравниваем к нулю.

f"(x) = (4x²+16x-17)’ = 8x+16 =0

Самое трудное при построении – это верно найти точки функции. Для подробного построения нужно просчитать 5–7 точек (для школьного курса хватит этого). Для этого выбираем какое-либо значение x и подставляем его в данную функцию. Итогом подсчётов будет число точки по оси ординат. После этого ставим на координатную плоскость полученные нами точки. В итоге у нас получается парабола.

Рассмотрим подробнее вопрос о нахождении точек, которые нужно отметить. Для примера возьмём функцию y =-x 2 +11 x -24 с вершиной в точке (5,5;-6,25).

1) Строим таблицу

Правильно находите коэффициенты .

Пишите промежуточные вычисления на бумаге. Это не только облегчит нахождение вершины, но и поможет найти свои ошибки.

Делайте всё поэтапно. Следуйте алгоритму.

Обратите ваше внимание на то, что:

• Нужно проверять правильно ли ваше решение.
• Необходимо успокоиться. Решение любых задач по математике требует опыта. Просто нужно отработать данную тему, и тогда непременно у вас всё получится.

Видео

Это видео поможет вам научиться находить вершину параболы

Не получили ответ на свой вопрос? Предложите авторам тему.

Содержимое:

Вершина параболы – это самая высокая или самая низкая ее точка. Чтобы найти вершину параболы, вы можете воспользоваться специальной формулой или методом дополнения до полного квадрата. Ниже описано, как это сделать.

Шаги

1 Формула для нахождения вершины

1. 1 Найдите величины a, b, и c. В квадратном уравнении коэффициент при x 2 = a, при x = b, постоянная (коэффициент без переменной) = c. Например, возьмем уравнение: y = x 2 + 9x + 18. Здесь a = 1, b = 9, and c = 18.
2. 2 Воспользуйтесь формулой для вычисления значения координаты x вершины. Вершина также является точкой симметрии параболы. Формула для нахождения координаты x параболы: x = -b/2a. Подставьте в нее соответствующие значения для вычисления x .
   • x=-b/2a
   • x=-(9)/(2)(1)
   • x=-9/2
3. 3 Подставьте найденное значение x в исходное уравнение для вычисления значения y. Теперь, когда вам известно значение x, просто подставьте его в исходное уравнение для нахождения y. Таким образом, формулу для нахождения вершины параболы можно записать в виде функции: (x, y) = [(-b/2a), f(-b/2a)] . Это значит, что для нахождения y необходимо сначала найти x по формуле, а затем подставить значение x в исходное уравнение. Вот как это делается:
   • y = x 2 + 9x + 18
   • y = (-9/2) 2 + 9(-9/2) +18
   • y = 81/4 -81/2 + 18
   • y = 81/4 -162/4 + 72/4
   • y = (81 - 162 + 72)/4
   • y = -9/4
4. 4 Запишите значения x и y в виде пары координат. Теперь, когда вам известно, что x = -9/2, а y = -9/4, запишите их как координаты в виде: (-9/2, -9/4). Вершина параболы находится по координатам (-9/2, -9/4). Если вам нужно нарисовать эту параболу, то ее вершина лежит в нижней точке, так как коэффициент при x 2 положительный.

2 Дополнение до полного квадрата

1. 1 Запишите уравнение. Дополнение до полного квадрата – еще один способ найти вершину параболы. Применив этот метод, вы найдете координаты x и y сразу, без необходимости подставлять x в исходное уравнение. Например, дано уравнение: x 2 + 4x + 1 = 0.
2. 2 Разделите каждый коэффициент на коэффициент при x 2 . В нашем случае коэффициент при x 2 равен 1, поэтому мы можем пропустить этот шаг. Деление на 1 ничего не изменит.
3. 3 Перенесите постоянную в правую часть уравнения. Постоянная – коэффициент без переменной. Здесь это "1". Перенесите 1 вправо путем вычитания 1 из обеих частей уравнения. Вот как это сделать:
   • x 2 + 4x + 1 = 0
   • x 2 + 4x + 1 -1 = 0 - 1
   • x 2 + 4x = - 1
4. 4 Дополните до полного квадрата левую часть уравнения. Для этого просто найдите (b/2) 2 и прибавьте результат к обеим частям уравнения. Подставьте "4" вместо b , так как "4x" – это коэффициент b нашего уравнения.
   • (4/2) 2 = 2 2 = 4. Теперь прибавьте 4 к обеим частям уравнения и получите:
     • x 2 + 4x + 4 = -1 + 4
     • x 2 + 4x + 4 = 3
5. 5 Упрощаем левую часть уравнения. Мы видим, что x 2 + 4x + 4 – полный квадрат. Он может быть записан в виде: (x + 2) 2 = 3
6. 6 Используйте его для нахождения координат x и y. Вы можете найти x, просто приравняв (x + 2) 2 к 0. Теперь, когда (x + 2) 2 = 0, вычисляем x: x =-2. Координата y – это постоянная в правой части полного квадрата. Итак, y = 3. Вершина параболы уравнения x 2 + 4x + 1 = (-2, 3)

• Правильно определяйте a, b, и c.
• Записывайте предварительные вычисления. Это не только поможет в процессе работы, но и позволит увидеть, где сделаны ошибки.
• Не нарушайте порядок вычислений.

Предупреждения

• Проверьте ваш ответ!
• Удостоверьтесь, что вы знаете, как определить коэффициента a, b, и c. Если вы не знаете, ответ будет неправильным.
• Не – решение таких задач требует практики.