二次函数顶点公式(二次函数顶点坐标公式初中)
高中数学闭区间二次函数的最大值
二次函数是最简单的非线性函数之一,常被用作其他函数的载体。二次函数在一定区间内的最大值问题,随着区间的确定或改变,系数中加入参数。
1.确定区间上确定二次函数的最大值
给出了二次函数,给定的域区间也是固定的。我们把这种情况称为“固定区间内二次函数的最大值”。
例1。区间内函数的最大值是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。
解:函数是定义在区间上的二次函数。它的对称轴方程是顶点坐标为(2,2),图像开口向下。显然,它的顶点横坐标在[0,3]上,如图1所示。函数的最大值为,最小值为。
图1
例2。知道了,求函数的最大值。
解:已知可用,即函数是定义在区间上的二次函数。二次函数用对称轴方程和顶点坐标公式化,图像开口朝上。显然,它顶点的横坐标不在区间内,如图2所示。函数的最小值为,最大值为。
图2
解后反射:已知二次函数,它的像是一个有顶点,对称轴,向上开口的抛物线。上的最大值或最小值可以通过数字和形状的组合获得:
(1)当时,的最小值为,最大值为的较大值。
(2)何时
如果,从顶部增加功能
的最小值为,最大值为
如果,从上往下是递减函数。
的最大值为,最小值为
2.固定区间上动态二次函数的最大值
二次函数随参数A的变化而变化,即其图像是运动的,但域区间是固定的。我们把这种情况称为“固定区间内动态二次函数的最大值”。
例三。知道了,求函数的最大值。
解:从已知的存在性出发,函数是定义在区间上的二次函数,得到公式如下:
二次函数的对称轴方程是
顶点坐标为,图像开口向上
很明显,它顶点的横坐标在区间的左端或左端。
函数的最小值为,最大值为。
图3
例4。已知区间内二次函数的最大值为5,是实数a的值。
求解:用二次函数公式化,对称轴方程为,顶点坐标为,图像开口方向由a决定,显然其顶点横坐标位于区间上。
如果函数图像的开口向下,如图4所示,则函数此时取最大值5
也就是
解决它
因此
图4
如果是,函数图像的开口向上,如图5所示,如果是,函数得到最大值5
也就是
解决它
因此
图5
综上所述,当函数在区间内达到最大值5时,
解后反射:例3中,二次函数的对称轴随参数a变化,但图像的开口方向是固定的;在示例4中,二次函数的对称轴是固定的,但是图像的打开方向随着参数A而改变.
3.确定移动区间上二次函数的最大值
二次函数是定的,但其定义域区间随参数t而变化,我们称之为“定函数在移动区间内的最大值”。
例5。如果函数是在区间上定义的,求最小值。
解:函数,其对称轴方程为,顶点坐标为(1,1),图像开口朝上。
如图6所示,如果顶点的横坐标在区间的左侧,则有。当为时,函数获取最小值
图6
如图7所示,如果顶点的横坐标在区间上,是,即。当为时,函数获取最小值
图7
如图8所示,如果顶点的横坐标在区间的右侧,是,即。当为时,函数获取最小值
总结一下讨论,
图8
例6。设函数的定义域为任意一个求函数最小值的解析公式。
解:公式二次函数得到:
对称轴方程为,顶点坐标为,图像开口朝上
如果顶点的横坐标在区间的右边,那么。当为时,函数获取最小值
为了总结讨论,我们必须
4.动态区间上动态二次函数的最大值
二次函数是带参数的函数,定义域区间也是变化的。我们把这种情况称为“动态区间内动态二次函数的最大值”。
例7。如果已知,当的最小值为4时,计算参数a的值。
解:将被代入S,得到
那么s是x的二次函数,它的定义域是,对称轴方程是,顶点坐标是,图像开口向上。
如果,那就是
然后当,
此时,或
如果,那就是
然后当,
这时,还是(因为放弃)
总而言之,参数a的值是、或、或
例8。如果已知,当的最小值为1时,计算参数a的值。
解决方法:代入P,得到
那么p是x的二次函数,它的定义域是,对称轴方程是,顶点坐标是,图像开口向上。
如果,那就是
然后当,
这时,
如果,那就是
然后当,
这时,还是(因为放弃)
总结一下讨论,
解后反射:例7中,二次函数对称轴变化;在例8中,二次函数的对称轴是固定的。
另外,如果函数图像的开口方向和对称轴不确定,且动态区间中包含的参数与确定的函数一致,可以采用先作用的方法。封闭区间内二次函数的最大值只能在区间的端点和顶点处得到,因此可以作为最大值来验证参数的合格性和进行取舍。