Kvadratna funkcija - teorija

Kvadratna funkcija - teorija

Avtor: Skupina NAUK

Učni cilji: Zapis kvadratne funkcije, risanje grafov kvadratne funkcije, reševanje kvadratne enačbe in neenačbe, branje matematičnega besedila ter prevod v kvadratno enačbo

Definicija kvadratne funkcije

Kvadratna funkcija je definirana s predpisom .

Realna števila in imenujemo koeficienti. Število , ki ni enako 0, imenujemo vodilni koeficient, število pa konstantni člen. Grafu kvadratne funkcije pravimo parabola.

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

Geogebra datoteka

PREMISLITE

S premikanjem vodilnega koeficienta ugotovite, kje leži graf za različne .

Odgovor

S premikanjem konstantnega člena ugotovite, kje leži graf za različne .

Odgovor

Zakaj v definiciji vodilni koeficient ne sme biti enak 0?

Odgovor

Koeficient a

Če sta in enaka nič, lahko funkcijo zapišemo kot . Tedaj leži za graf funkcije pod abscisno osjo, za pa nad abscisno osjo.

Koeficient c

Graf kvadratne funkcije se v smeri osi vzporedno premakne za . Če je , se funkcija premakne v navzgor, če je pa navzdol.

Koeficient je 0

Če je vodilni koeficient enak 0, je graf kar linearna funkcija. Preizkusite sami.

Oblike zapisa kvadratne funkcije

Kvadratno funkcijo lahko zapišemo v treh oblikah:

  • SPLOŠNA OBLIKA
  • TEMENSKA OBLIKA
    , kjer je teme parabole v točki .
  • NIČELNA OBLIKA
    , kjer sta in ničli kvadratne funkcije.

Presečišče parabole in njene simetrale imenujemo teme parabole , kjer sta

Funkcija v temenu doseže ekstremno vrednost. Če je , doseže funkcija v temenu najmanjšo vrednost oziroma minimum, če je pa največjo vrednost oziroma maksimum.

PREMISLITE

Kako graf kvadratne funkcije vzporedno premaknemo, da bo teme v točki ?

Odgovor

Zakaj se in v ničelni obliki kvadratne funkcije imenujeta ničli?

Odgovor

Teme

Če želimo kvadratno funkcijo s temenom v točki spremeniti tako, da bo imela teme v točki jo moramo premakniti najprej za vektor v vodoravni smeri ter za vektor v navpični smeri. Tako dobimo funkcijo , ki ima teme v točki .

(teme.png)
Premik funkcije v funkcijo .

Ničli kvadratne funkcije

V ničelni obliki kvadratno funkcijo zapišemo kot , zato tedaj, ko je enak ali , funkcija doseže vrednost 0. Povedano drugače, ter , zato pravimo, da sta in ničli funkcije.

Pretvorbe iz splošne oblike

Če pretvarjamo kvadratno funkcijo iz splošne v temensko obliko, si nam ni potrebno zapomniti obrazca za izračun koordinat temena na pamet, ampak jo lahko izpeljemo. Poglejmo, kako to storimo za funkcijo

  1. izpostavimo vodilni koeficient
  2. dopolnimo do popolnega kvadrata
  3. poenostavimo

V ničelno obliko pretvorimo kvadratno enačbo tako, da ugotovimo ničli s pomočjo reševanja kvadratne enačbe, kar si bomo pogledali v nadaljevanju.

PREMISLITE

Kako iz temenske ali ničelne oblike kvadratne funkcije dobimo splošno obliko?

Odgovor

Splošna oblika

Iz temenske ali ničelne oblike kvadratne funkcije dobimo splošno obliko kar s poenostavitvijo izraza. Na primer:

  • iz temenske oblike: ,
  • iz ničelne oblike: .

Graf kvadratne funkcije

Graf kvadratne funkcije narišemo tako, da:

  • Poiščemo ničle funkcije , tako da rešimo enačbo .
  • Izračunamo teme kvadratne funkcije, pri tem pa uporabimo znana obrazca za izračun temena .
  • Izračunamo . V vrednosti, ki jo dobimo, funkcija seka ordinatno os.
  • Če je vodilni koeficient pozitiven, je funkcija odprta navzgor, če pa je negativen, je funkcija odprta navzdol.

Prikaži zgled

PREMISLITE

Kaj storiti, če se ne spomnite obrazcev za izračun temena?

Odgovor

Zgled: Narišimo graf kvadratne funkcije .

Prikaži graf

Graf funkcije

(zgled2.png)
Graf kvadratne funkcije , ki ima ničli in , teme v točki , ordinatno os pa seka v točki .

Načini izračuna temena

Če ne veste obrazca za izračun koordinat temena, si lahko pomagate na dva načina:

  • Funkcijo pretvorite v temensko obliko, koordinati temena pa dobite iz temenske oblike enačbe kot .
    Če ste pozabili postopek, se vrnite nazaj na razlago oblik zapisa kvadratne funkcije in ga ponovite.

    Ponovi

  • Upoštevate dejstvo, da je abscisa temena ravno aritmetična sredina ničel.

Zgled: Poiščimo teme kvadratne funkcije s pomočjo drugega postopka.
Funkcija ima ničli in , zato je abscisa temena enaka . Ordinata temena je tako .

Presečišče parabole in premice

Presečišče parabole in premice dobimo tako, da rešimo sistem dveh enačb. Tako dobimo eno enačbo, iz te enačbe pa koren/a. Z vstavljanjem korenov v eno izmed enačb izračunamo še drugo koordinato in tako dobimo presečišče/i.

Zgled: Poiščimo presečišča parabole in premice .

  1. Izenačimo enačbi parabole in premice ter dobimo .
  2. Rešimo enačbo .
  3. Diskriminanta je enaka .
  4. Rešitvi sta :
    ,
    .
  5. V enačbo premice (ali v enačbo parabole) vstavimo vrednosti in :
    ,
    .
  6. Presečišči sta tako ter .

Grafični prikaz rešitve

Grafični prikaz rešitve

(zgled_presecisca1.png)
Presečišči kvadratne funkcije s premico .

Presečišče dveh parabol

Presečišče dveh parabol dobimo tako, da rešimo sistem dveh enačb, s tem dobimo eno koordinato, drugo pa tako, da vstavimo koordinato v eno izmed parabol.

Zgled: Poiščimo presečišča parabol in .

  1. Izenačimo enačbi parabol .
  2. Rešimo enačbo .
  3. Diskriminanta je enaka .
  4. Rešitvi sta :
    ,
    .
  5. V eno od enačb parabol vstavimo vrednosti in :
    ,
    .
  6. Presečišči sta tako ter .

Grafični prikaz rešitve

Grafični prikaz rešitve

(zgled_presecisca2.png)
Presečišči kvadratnih funkcij in .
0%
0%