Oblike enačbe

Oblike enačbe

Avtor: E-um (vsebinsko), Skupina NAUK (tehnično)

Učni cilji: Spoznali bomo tri oblike enačbe kvadratne funkcije in vsaka nam bo poudarila kakšno posebno lastnost kvadratne funkcije.

Uvod

»Obleka naredi človeka,« pravi ljudski pregovor. Mali Princ pa dodaja: »Bistvo je očem nevidno.« Obleka zagotovo ne pove veliko o človeku, lahko pa razkrije kakšno njegovo osebnostno lastnost. Podobno kot ljudje se tudi funkcije "oblačijo" v različne oblike funkcijskih predpisov; spomnimo se na primer treh oblik enačbe premice: eksplicitne, implicitne in odsekovne (segmentne). Vsaka od teh oblik nam razkrije kakšno posebno lastnost funkcije, nekatere pa morda tudi prikrije. uporabniki Če želiš, se lahko s spodnjim kvizom dopolnjevanja preizkusiš v poznavanju pomena treh oblik enačbe premice, v nasprotnem primeru pa ponovitev kar preskoči

Ali se spomniš?

Preberi spodnje povedi in jih dopolni.

Graf linearne funkcije imenujemo . Presečišče premice z ordinatno osjo in njeno strmino (smerni koeficient) najlažje razberemo iz oblike. Presečišči premice z obema koordinatnima osema takoj odčitamo iz oblike. Pri reševanju sistema linearnih enačb z metodo nasprotnih koeficientov in z Gaussovo eliminacijsko metodo pa nam pride najbolj prav oblika. Premice, ki so vzporedne z abscisno osjo, nimajo oblike.

Preveri

Prikaži odgovore

Odgovor 1: "" je napačen.

Odgovor 2: "" je napačen.

Odgovor 3: "" je napačen.

Odgovor 4: "" je napačen.

Odgovor 5: "" je napačen.

Vsi odgovori so pravilni!

Graf linearne funkcije imenujemo premica . Presečišče premice z ordinatno osjo in njeno strmino (smerni koeficient) najlažje razberemo iz eksplicitne oblike. Presečišči premice z obema koordinatnima osema takoj odčitamo iz odsekovne oblike. Pri reševanju sistema linearnih enačb z metodo nasprotnih koeficientov in z Gaussovo eliminacijsko metodo pa nam pride najbolj prav implicitna oblika. Premice, ki so vzporedne z abscisno osjo, nimajo odsekovne oblike.

Splošna oblika

Splošno obliko enačbe kvadratne funkcije smo že spoznali:

K njej sodi še določilni pogoj (v primeru, ko je , dobimo namreč predpis linearne funkcije).

Prednosti spošne oblike bomo ponovili z naslednjim kvizom.

Kviz—prednosti splošne oblike

Preberi spodnje povedi in jih dopolni.

Strmino naraščanja ali padanja kvadratne funkcije nam v zgornji splošni obliki pove koeficient . Ordinata presečišča parabole z ordinatno osjo je enaka kar koeficientu . Obliko parabole nam določa koeficient , in sicer velja: če je ta koeficient negativen, je teme /najvišja, najnižja/ točka parabole, če pa je pozitiven, je teme točka parabole. Vzporedni premik parabole iz središčne lege (to je lega, v kateri je teme v točki ) tudi vzdolž abscisne osi nam povzroči neničelni koeficient . Če je koeficient , nam vzporedni premik parabole iz središčne lege vzdolž ordinatne osi določa koeficient . Iz splošne oblike tudi takoj razberemo vsa števila, ki so potrebna za izračun , ki jo označimo z .

Preveri

Prikaži odgovore

Odgovor 1: "" je napačen.

Odgovor 2: "" je napačen.

Odgovor 3: "" je napačen.

Odgovor 4: "" je napačen.

Odgovor 5: "" je napačen.

Odgovor 6: "" je napačen.

Odgovor 7: "" je napačen.

Vsi odgovori so pravilni!

Strmino naraščanja ali padanja kvadratne funkcije nam v zgornji splošni obliki pove koeficient a . Ordinata presečišča parabole z ordinatno osjo je enaka kar koeficientu c . Obliko parabole nam določa koeficient a , in sicer velja: če je ta koeficient negativen, je teme najvišja/najvišja, najnižja/ točka parabole, če pa je pozitiven, je teme najnižja točka parabole. Vzporedni premik parabole iz središčne lege (to je lega, v kateri je teme v točki ) tudi vzdolž abscisne osi nam povzroči neničelni koeficient b . Če je koeficient , nam vzporedni premik parabole iz središčne lege vzdolž ordinatne osi določa koeficient c . Iz splošne oblike tudi takoj razberemo vsa števila, ki so potrebna za izračun diskriminante , ki jo označimo z .

Pomen , in

Z drsniki na spodnji sliki lahko ponoviš še pomen koeficientov in . Ker je pomen koeficienta težje določiti, ga lahko najradovednejši kot neobvezen izziv obravnavate pri zadnjem vprašanju.

Aplikacija RiŠ se ni mogla zagnati. Prosim preverite, ali imate v brskalniku namescen program Java 1.4.2 (ali novejsi) (Kliknite tu za namestitev Jave)
Riš datoteka

Premisli in odgovori

Z zgornjo konstrukcijo odgovori na naslednja vprašanja:

  1. V apletu postavi drsnika na vrednosti in . Kakšen je funkcijski predpis kvadratne funkcije v tem primeru? Premikaj drsnik za : kakšen je pomen vodilnega koeficienta ? Svojo domnevo o pomenu a preveri še pri drugih vrednostih koeficientov in .

    Poglej odgovor

  2. Postavi drsnike na vrednosti in . Premikaj drsnik za . Kakšen pomen ima svobodni člen ? Svojo domnevo o pomenu c preveri še pri drugih vrednostih koeficientov in .

    Preveri svoj odgovor

  3. Pri katerih vrednostih parametrov in teme in točka začetne vrednosti sovpadata?

    Rešitev

  4. Pri katerih vrednostih parametrov in leži teme nad točko začetne vrednosti ?

    Rešitev

  5. Zahtevnejše za radovedne. Ponovno postavi drsnika na vrednosti in . Premikaj drsnik za . Ali lahko kaj poveš o pomenu koeficienta ? Ali vpliva na premik parabole zgolj vzdolž osi oziroma vzdolž osi , ali je njegov vpliv bolj zapleten?

    Rešitev

Dobimo najpreprostejši primer kvadratne funkcije . Smerni koeficient nam določa obliko in strmino parabole: za je parabola izbočena in teme je najnižja točka parabole, za pa je vbočena in teme je najvišja točka parabole; večji kot je po absolutni vrednosti, strmejša je parabola in obratno.

Svobodni člen nam določa ordinato presečišča parabole z ordinatno osjo.

Teme in začetna vrednost sovpadata, ko je , in sta poljubna in .

Teme leži nad začetno vrednostjo za , in pa sta lahko poljubna in .

Pomen koeficienta je težje opredeliti kot pomen koeficientov in , saj vpliva tako na premik parabole levo ali desno glede na -os kot tudi na premik navzgor ali navzdol glede na os . Še najlažje vidimo njegov prispevek k obliki parabole iz postopka dopolnjevanja do popolnega kvadrata (preoblikovanje v temensko obliko), kjer lahko opazimo, da b vpliva tako na absciso kot tudi na ordinato temena:

torej vpliva na premik parabole iz središčne lege tako vzdolž abscisne kot tudi vzdolž ordinatne osi.

Temenska oblika

Tudi temensko obliko enačbe kvadratne funkcije smo že srečali:

kjer je zopet in sta

,

koordinati temena .

Kviz—prednosti temenske oblike

Preberi spodnje povedi in jih dopolni. Iz temenske oblike kvadratne funkcije lahko takoj odčitamo koordinate ekstremne (najvišje ali najnižje) točke na paraboli, ki jo imenujemo . Pri tem nam absciso temena določa koeficient , ordinato temena pa koeficient . Ali nam koeficient določa presečišče parabole z ordinatno osjo? . Števili in sta tudi komponenti vektorja v ravnini, ki nam določa , s katerim smo dobili našo parabolo iz parabole . V temenski obliki lahko takoj odčitamo tudi enačbo simetrijske osi parabole, ki se glasi .

Preveri

Prikaži odgovore

Odgovor 1: "" je napačen.

Odgovor 2: "" je napačen.

Odgovor 3: "" je napačen.

Odgovor 4: "" je napačen.

Odgovor 5: "" je napačen.

Odgovor 6: "" je napačen.

Odgovor 7: "" je napačen.

Vsi odgovori so pravilni!

Iz temenske oblike kvadratne funkcije lahko takoj odčitamo koordinate ekstremne (najvišje ali najnižje) točke na paraboli, ki jo imenujemo teme. Pri tem nam absciso temena določa koeficient , ordinato temena pa koeficient . Ali nam koeficient določa presečišče parabole z ordinatno osjo? Ne . Števili in sta tudi komponenti vektorja v ravnini, ki nam določa vzporedni premik , s katerim smo dobili našo parabolo iz parabole . V temenski obliki lahko takoj odčitamo tudi enačbo simetrijske osi parabole, ki se glasi .

Pomen , in

Z drsniki na spodnji sliki lahko ponoviš pomen parametrov , in .

Aplikacija RiŠ se ni mogla zagnati. Prosim preverite, ali imate v brskalniku namescen program Java 1.4.2 (ali novejsi) (Kliknite tu za namestitev Jave)
Riš datoteka

Premisli in odgovori

  1. Kako vpliva parameter na lego parabole?

    Odgovor najdeš tukaj

  2. Kako vpliva parameter na lego parabole?

    Preveri rešitev

  3. Pri katerih vrednostih parametrov , in parabola seka abscisno os v natanko dveh točkah?

    Odgovor

Parameter je enak abscisi temena in za je parabola premaknjena desno od ordinatne osi, za levo od ordinatne osi, za pa leži teme na ordinatni osi.

Parameter je enak ordinati temena in za leži teme parabole nad abscisno osjo, za pod abscisno osjo, za pa na abscisni osi.

Parabola seka abscisno os v natanko dveh točkah, ko sta in različno predznačena ( pa je poljuben).

Oblika z ničlama - faktorizirana oblika

Ko smo v prejšnji enoti risali graf funkcije, sta nas zanimali tudi ničli kvadratne funkcije. Recimo v primeru funkcije sta to in , ki smo ju odčitali iz razcepa . V resnici torej že poznamo tudi tretjo obliko enačbe kvadratne funkcije.

Oblika z ničlama ali faktorizirana oblika ali razcepna oblika enačbe kvadratne funkcije je:

kjer sta in ničli kvadratne funkcije in .

Prednost faktorizirane oblike je seveda v tem, da iz nje takoj odčitamo ničli kvadratne funkcije.

Zgledi uporabe posameznih oblik

V nadaljevanju si bomo ogledali nekaj zgledov uporabe posameznih oblik in ob vsakem poskusili premisliti, katera oblika enačbe kvadratne funkcije bo za reševanje najprimernejša.

Zgled 1

Napiši enačbo kvadratne funkcije, katere graf poteka skozi točke , in . Katero izmed treh oblik je najsmotrneje uporabiti?

Preveri svoj odgovor

Zgled 2

Zapiši enačbo kvadratne funkcije, ki ima ničli in ter njen graf poteka skozi točko .

Preveri svoj odgovor

Zgledi uporabe posameznih oblik

Zgled 3

Določi enačbo parabole na sliki.

(Zgled 3.png)



Preveri svoj odgovor

Ker nista podani ničli ali pa teme kvadratne funkcije, bomo poskusili s splošno obliko: . Točke , in ležijo na paraboli, zato morajo zadoščati funkcijskemu predpisu.

Ta sistem linearnih enačb rešimo po eni od metod iz 1. letnika in dobimo rešitve: , in . Naša kvadratna funkcija se torej glasi .

Podane so dve ničli in točka na paraboli, zato bomo uporabili faktorizirano obliko . Po vstavitvi podatkov dobimo enačbo . Neznan je še vodilni koeficient , ki pa ga bomo poiskali s tretjim danim podatkom—točka leži na paraboli, zato zadošča tej enačbi:

Torej se naša enačba glasi , kar nam da po odpravi oklepajev splošno obliko .

Naloga zahteva kratek premislek. Ali je slika v matematiki vedno dober pripomoček pri reševanju nalog in lahko služi kot dokaz? Odgovor je največkrat "ne", razen v posebnih primerih, ko so tipični elementi dovolj izrazito poudarjeni, kot je v primeru naše naloge.

Ali lahko iz grafa razberemo kakšne točke? Ničel ne moremo, lahko pa teme in začetno vrednost . Od tod se nam kar ponuja ustrezna oblika. V temensko obliko najprej vstavimo koordinati temena: ,

nato pa še začetno vrednost:

Po krajšem računanju dobimo izraz in

.

Zato se enačba naše parabole glasi

,

oziroma

.

Naloge

Naloga 1

Zapiši predpis kvadratne funkcije v temenski obliki in obliki z ničlama ter nariši njen graf.

Preveri svoj odgovor

Naloga 2

Določi predpis kvadratne funkcije, če njen graf vsebuje točke:

a), in ,

Preveri svoj odgovor

b) in .

Preveri svoj odgovor

Naloge

Naloga 3

Parabola s temenom poteka skozi točko . Zapiši njeno enačbo v temenski obliki in določi presečišče z ordinatno osjo.

Preveri svoj odgovor

Naloga 4

Nariši graf funkcije

Preveri svoj odgovor

Naloge

Naloga 5

Enačbo parabole v nekaterih primerih zapišemo tudi v obliki , kjer imenujemo parameter parabole, in pa sta koordinati temena . Naj bo v nadaljevanju teme v točki , torej imamo enačbo .

a) Zapiši prejšnjo enačbo v splošni obliki in določi koeficiente , in .

Preveri svoj odgovor

b) Paraboli določi parameter in jo nariši.

Preveri svoj odgovor

c) Premico imenujemo vodnica parabole, točko pa gorišče parabole. Določi enačbo vodnice in koordinati gorišča parabole iz primera (b) ter oboje nariši v isti koordinatni sistem kot prej.

Preveri svoj odgovor

d) Izberi si poljubno točko na paraboli iz primera (b) in (z ravnilom) primerjaj razdalji od točke do gorišča in od točke do vodnice. Kaj opaziš? Svojo ugotovitev preveri še na nekaj poljubnih točkah parabole.

Preveri svoj odgovor

, njen graf je:

(1.png)

Parabola

Graf funkcije je:

(2.png)

Graf funkcije

, glej sliko spodaj.

(3.png)

Vodnica je , gorišče , glej sliko spodaj.

(3.png)

Poljubna točka na paraboli je enako oddaljena od gorišča in od vodnice parabole. Ta lastnost je v resnici geometrijska definicija parabole.

0%
0%