Аналитическое задание функции подразумевает представление функции в виде одной формулы, которая описывает зависимость одной переменной от другой. Например, рассмотрим функцию, описывающую параболу:
[ f(x) = ax^2 + bx + c ]
где ( a ), ( b ) и ( c ) — это коэффициенты, которые определяют форму и положение параболы на координатной плоскости.
Расширенный ответ:
Коэффициенты:
- ( a ) определяет направление и ширину параболы. Если ( a > 0 ), ветви параболы направлены вверх; если ( a < 0 ), ветви направлены вниз. Чем больше по абсолютной величине ( a ), тем "уже" парабола.
- ( b ) влияет на наклон параболы и положение вершины вдоль оси ( x ).
- ( c ) является свободным членом и определяет точку пересечения параболы с осью ( y ).
Вершина параболы:
- Координаты вершины ( (x_v, y_v) ) можно найти по формулам:
[
x_v = -\frac{b}{2a}, \quad y_v = f(x_v) = a\left(-\frac{b}{2a}\right)^2 + b\left(-\frac{b}{2a}\right) + c
]
- Вершина является точкой максимума или минимума функции в зависимости от знака ( a ).
Осевые симметрии:
- Парабола симметрична относительно вертикальной прямой ( x = x_v ), которая проходит через вершину.
Корни уравнения:
- Корни или нули функции ( f(x) ) можно найти, решив квадратное уравнение ( ax^2 + bx + c = 0 ). Решения находятся по формуле:
[
x_{1,2} = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a}
]
- Дискриминант ( D = b^2 - 4ac ) определяет число корней: если ( D > 0 ), уравнение имеет два различных корня; если ( D = 0 ), один корень; если ( D < 0 ), корней нет в области действительных чисел.
Пример:
- Рассмотрим конкретный пример функции: ( f(x) = 2x^2 - 4x + 1 ).
- Здесь ( a = 2 ), ( b = -4 ), ( c = 1 ).
- Вершина параболы: ( x_v = 1 ), ( y_v = -1 ).
- Корни уравнения: ( x_{1,2} = \frac{4 \pm \sqrt{(-4)^2 - 4 \cdot 2 \cdot 1}}{4} = \frac{4 \pm \sqrt{8}}{4} = \frac{4 \pm 2\sqrt{2}}{4} = 1 \pm \frac{\sqrt{2}}{2} ).
Таким образом, аналитическое задание функции с помощью одной формулы позволяет не только определить график функции, но и получить много информации о её свойствах и поведении.