二次函数顶点坐标的公式及相关性质如下:
一、顶点坐标公式
对于二次函数的标准式 $y = ax^2 + bx + c$(其中 $a \neq 0$),其顶点坐标为:
$$
\left( -\frac{b}{2a}, \frac{4ac - b^2}{4a} \right)
$$
推导过程(配方法):
1. 提取系数 $a$:$y = a \left( x^2 + \frac{b}{a}x \right) + c$
2. 配方:$y = a \left( x + \frac{b}{2a} \right)^2 - \frac{b^2}{4a} + c$
3. 整理得顶点式:$y = a \left( x - \left( -\frac{b}{2a} \right) \right)^2 + \frac{4ac - b^2}{4a}$
从而顶点坐标为 $\left( -\frac{b}{2a}, \frac{4ac - b^2}{4a} \right)$。
二、对称轴
二次函数的对称轴为直线 $x = -\frac{b}{2a}$,该直线通过顶点且垂直于 $x$ 轴。
三、顶点位置特征
开口方向 :
当 $a > 0$ 时,抛物线开口向上,顶点为最小值点;
当 $a < 0$ 时,抛物线开口向下,顶点为最大值点。
最值
顶点的纵坐标 $k = \frac{4ac - b^2}{4a}$ 即为函数的最值。
四、应用示例
对于函数 $y = 2x^2 - 4x + 1$:
$a = 2$,$b = -4$,$c = 1$
顶点坐标:$x = -\frac{-4}{2 \times 2} = 1$,$y = 2 \times 1^2 - 4 \times 1 + 1 = -1$
对称轴:$x = 1$,最小值为 $-1$。
五、其他形式与顶点坐标
顶点式:
$y = a(x - h)^2 + k$,顶点坐标为 $(h, k)$;
交点式:
$y = a(x - x_1)(x - x_2)$,顶点坐标为 $\left( \frac{x_1 + x_2}{2}, a \left( \frac{x_1 - x_2}{2} \right)^2 + c \right)$。
以上内容综合了二次函数的标准式、顶点式及交点式,涵盖顶点坐标的计算、对称轴、开口方向及最值等核心性质。