Twój postęp zapisuje się tylko w tej przeglądarce. Zaloguj się, żeby nie stracić go po zmianie urządzenia. Zaloguj się
Funkcje

Wierzchołek paraboliPodstawa

Naucz się wyznaczać wierzchołek paraboli z postaci kanonicznej i ogólnej. Wykorzystuj go do osi symetrii, ekstremum i zbioru wartości.

Matematyka ·2 min czytania ·6 ćwiczeń


Wierzchołek paraboli to punkt \(W=(p,q)\), w którym funkcja kwadratowa zmienia kierunek monotoniczności i osiąga minimum albo maksimum na \(\mathbb R\). Pierwsza współrzędna wskazuje argument, druga wartość funkcji.

Dwie współrzędne, dwa pytania

Dla wierzchołka \((3,-2)\) oś symetrii ma równanie \(x=3\), a wartość w wierzchołku wynosi \(-2\). Nie jest to punkt \((-2,3)\). Gdy ramiona idą w górę, \(-2\) jest minimum; przy ramionach w dół byłoby maksimum.

Wierzchołek leży na wykresie, dlatego zawsze spełnia \(q=f(p)\). To prosty sposób kontroli nawet wtedy, gdy obie współrzędne odczytano bez obliczeń.

Odczyt z postaci kanonicznej

Ze wzoru \(f(x)=a(x-p)^2+q\) odczytujemy \(W=(p,q)\). Kwadrat jest zerowy dla \(x=p\), więc wtedy zostaje sama wartość \(q\). Dla \(-2(x-3)^2+7\) wierzchołek to \((3,7)\).

Plus w nawiasie wymaga uwagi: \((x+5)^2-1=(x-(-5))^2-1\), więc wierzchołek to \((-5,-1)\). Współczynnik \(a\) nie jest współrzędną punktu; określa kształt i kierunek ramion.

Wzory dla postaci ogólnej

\[p=-\frac b{2a},\qquad q=f(p)=-\frac{\Delta}{4a},\qquad \Delta=b^2-4ac\]

Wzory stosujemy do \(ax^2+bx+c\) przy \(a\ne0\). Pierwszy daje argument; dwa równoważne sposoby na \(q\) dają wysokość.

Jeżeli nie obliczałeś delty, zwykle wygodniej podstawić \(p\) do funkcji. Jeśli delta jest już znana, możesz użyć drugiego wzoru. Nie wstawiaj pierwiastka z delty zamiast samej delty.

Pełne obliczenie wierzchołka

Wyznaczmy wierzchołek \(f(x)=2x^2-8x+3\). Najpierw zapisujemy \(a=2\), \(b=-8\), \(c=3\), zachowując znak wyrazu liniowego.

  1. Oblicz pierwszą współrzędną.\(p=-\frac{-8}{2\cdot2}=\frac84=2\)
  2. Podstaw ją do całego wzoru.\(q=f(2)=2\cdot2^2-8\cdot2+3=8-16+3=-5\)
  3. Zapisz punkt oraz oś symetrii.\(W=(2,-5),\qquad x=2\)
  4. Skontroluj wysokość drugim sposobem.\(\Delta=64-24=40,\qquad -\frac{\Delta}{4a}=-\frac{40}{8}=-5\)

Ponieważ \(a\gt0\), minimum wynosi \(-5\) dla \(x=2\), a zbiór wartości to \([-5;+\infty)\). Funkcja maleje do argumentu \(2\), a potem rośnie.

Wierzchołek z zer i punktów symetrycznych

Jeśli znasz dwa różne miejsca zerowe, argument wierzchołka jest ich średnią: \(p=\frac{x_1+x_2}{2}\). Dla zer \(1\) i \(7\) otrzymujemy \(p=4\). Wysokość trzeba obliczyć ze wzoru lub innych danych.

Również dwa różne argumenty dające tę samą wartość są symetryczne względem osi paraboli. Dla przykładowej funkcji \(2x^2-8x+3\) mamy \(f(1)=f(3)=-3\), a środek argumentów wynosi \(2\).

Same zera nie określają jednej paraboli: \(x^2-4\) i \(2x^2-8\) mają zera \(-2,2\), lecz wierzchołki odpowiednio \((0,-4)\) i \((0,-8)\). Potrzebna jest jeszcze informacja o skali.

Typowy błąd

\(p=\frac b{2a}=\frac{-8}{4}=-2\).Pominięto minus stojący przed całym współczynnikiem \(b\).
\(p=-\frac b{2a}=-\frac{-8}{4}=2\).

Sprawdź oba znaki i obie współrzędne. Jeśli zadanie ogranicza dziedzinę, wierzchołek pełnej paraboli może leżeć poza rozważanym fragmentem i wtedy nie daje osiąganej na nim wartości ekstremalnej.

Najczęstsze pytania

Czy wzór \(-\frac b{2a}\) daje cały wierzchołek?
Nie. Daje tylko argument \(p\). Drugą współrzędną obliczamy jako \(q=f(p)\), a potem zapisujemy punkt \((p,q)\).
Czy dwa zera wyznaczają wysokość wierzchołka?
Nie. Ich średnia daje argument wierzchołka. Do obliczenia wysokości potrzebny jest wzór lub dodatkowa informacja o paraboli.

Poćwicz

ABCD

Znasz \(p=2\) dla \(f(x)=2x^2-8x+3\). Jak znajdziesz \(q\)?

ABCD

Wierzchołek \((x+5)^2-1\) to:

ABCD

Współrzędna \(p\) dla \(2x^2+8x-3\) to:

ABCD

Wierzchołek \(x^2-2x-3\) to:

ABCD

Wierzchołek \(-2(x-3)^2+7\) daje:

ABCD

Oś symetrii \(3x^2-12x+1\) to:

Sprawdź, ile już umiesz

Przećwicz to zagadnienie na fiszkach albo przejdź do zestawu zadań z całego działu.

Ebook PDF 395 zadań maturalnych z matematyki podstawowej z rozwiązaniami krok po kroku w jednym pliku. Zobacz ebook (19,99 zł)