Функция y= аx2, её график и свойства

Одной из важных функций является квадратичная функция.

Квадратичной функцией называется функция вида игрек равно а икс квадрат плюс бэ икс плюс цэ, где икс – независимая переменная, а, бэ и цэ – некоторые числа, причем а не равно нулю.

Областью определения квадратичной функции является множество всех чисел.

Примером квадратичной функции является зависимость пути от времени при равноускоренном движении. Если тело движется с ускорением а и к началу отсчета времени тэ прошло путь эс нулевое, имея в этот момент скорость вэ нулевое, то зависимость пройденного пути эс от времени тэ выражается формулой эс равно а тэ квадрат деленное на два плюс вэ нулевое тэ.. плюс эс нулевое.

Если, например, а равно восьми, вэ нулевое равно трем, эс нулевое равно восемнадцати, то эс равно четыре тэ квадрат плюс три тэ плюс восемнадцать.

Изучение квадратичной функции начнем с частного случая – функции игрек равно а икс квадрат.

При а равном единице формула игрек равно а икс квадрат принимает вид игрек равно икс квадрат. Ее графиком является парабола.

Построим график функции игрек равно три икс квадрат. Составим таблицу значений этой функции. Отметим данные точки, соединим их плавной линией и получим график функции игрек равно три икс квадрат.

При любом икс не равном нулю значение функции игрек равно три икс квадрат больше соответствующего значения функции игрек равно икс квадрат в три раза. Если переместить каждую точку графика функции игрек равно икс  квадрат вверх так, чтобы расстояние от этой точки до оси иксов увеличилось в три раза, то она перейдет в точку графика функции игрек равно три икс квадрат. Таким образом, график функции игрек равно три икс квадрат можно получить из графика функции игрек равно икс квадрат растяжением от оси икс в три раза.

Построим теперь график функции игрек равно одна третья икс квадрат. Для этого составим таблицу ее значений. Отметив точки по данным координатам и соединив их плавной линией, получим график функции игрек равно одна третья икс квадрат.

При любом значении икс не равном нулю значение функции игрек равно одна третья икс квадрат меньше соответствующего значения функции игрек равно икс квадрат.. в три раза. Если переместить каждую точку графика функции игрек равно икс квадрат вниз так, чтобы расстояние от этой точки до оси икс уменьшилось в три раза, то она перейдет в точку графика функции игрек равно одна третья икс квадрат. Таким образом, график функции игрек равно одна третья икс квадрат можно получить из параболы игрек равно икс квадрат сжатием к оси икс в три раза.

Вообще график функции игрек равно а икс квадрат можно получить из параболы игрек равно икс квадрат растяжением от оси икс в а раз, если а больше единицы,  и сжатием к оси икс в единица деленная на а раз, если а больше нуля и меньше единицы.

Рассмотрим теперь функцию игрек равно а икс квадрат, когда а меньше нуля.

Построим график функции игрек равно минус одна третья икс квадрат. Составим таблицу значений для этого графика и построим график функции.

Сравним графики функций минус одна третья икс квадрат и одна третья икс квадрат. При любом икс значения этих функций являются противоположными числами. Значит, соответствующие точки графиков симметричны относительно оси икс.

Таким образом, графики функций игрек равно а икс квадрат и минус а икс квадрат при а не равном нулю симметричны относительно оси икс.

График функции игрек равно а икс квадрат, где а не равно нулю называется параболой.

Сформулируем свойства функции игрек равно а икс квадрат при а большем нуля.

1. Если икс равен нулю, то игрек равен нулю.  График функции проходит через начало координат.
2. Если икс не равен нулю, то игрек больше нуля. График функции расположен в верхней полуплоскости.
3. Противоположным значениям аргумента соответствуют равные значения функции. График функции симметричен относительно оси игрек.
4. Функция убывает в промежутке от минус бесконечности до нуля включительно и возрастает в промежутке от нуля до плюс бесконечности, включая ноль.
5. Наименьшее значение, равное нулю, функция принимает при икс равном нулю, наибольшего значения функция не имеет. Областью значений функции является промежуток от нуля до плюс бесконечности, включая ноль.

Теперь сформулируем свойства функции игрек равно а икс квадрат при а меньшем нуля.

1. Если икс равен нулю, то игрек равен нулю. График функции проходит через начало координат.
2. Если икс не равен нулю, то игрек меньше нуля. График функции расположен в нижней полуплоскости.
3. Противоположным значениям аргумента соответствуют равные значения функции. График функции симметричен относительно оси игрек.
4. Функция возрастает в промежутке от минус бесконечности до нуля, включая ноль и убывает в промежутке от нуля до плюс бесконечности, включая ноль.
5. Наибольшее значение, равное нулю, функция принимает при икс равном нулю, наименьшего значения функция не имеет. Областью значений функции является промежуток от минус бесконечности до нуля, включая ноль.

Из перечисленных свойств следует, что при а большем нуля ветви параболы направлены вверх, при а меньшем нуля – вниз. Ось игрек является осью симметрии параболы. Точку пересечения параболы с ее осью симметрии называют вершиной параболы. Вершиной параболы игрек равно а икс квадрат является начало координат.

К преобразованиям графика функции игрек равно а икс квадрат относят построение графика, симметричного данному относительно оси икс, растяжение графика от оси икс или сжатие графика к оси икс.

Таким образом, график функции игрек равно минус эф от икс можно получить из графика функции игрек равно эф от икс с помощью симметрии относительно оси икс. График функции игрек равно а эф от икс можно получить из графика функции игрек равно эф от икс с помощью растяжения от оси икс в а раз, если а больше единицы,.. и с помощью сжатия к оси х в единица деленная на а раз, если а больше нуля и меньше единицы.