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二次函數極值

高中 10 年級 · 函數

觀念

xy對稱軸 x = 2頂點 (2, −5) 最小值y = 2(x − 2)² − 51234-6-4-2246O

y=ax2+bx+cy=ax^2+bx+c 配方成 a(x−h)2+ka(x-h)^2+k 後,頂點 (h,k)(h,k) 就是最大或最小值所在(a>0a>0 開口向上取最小)。應用題常見「周長固定求最大面積」「售價與銷量的利潤最大化」。

例:y=2x2−8x+3=2(x−2)2−5y=2x^2-8x+3=2(x-2)^2-5,最小值 −5-5 在 x=2x=2。

這是最佳化問題的入門,微積分會把它推廣到任意函數。

例題

xyy = −2x² + 12x − 12O

如圖為 y=−2x2+12x−12y = -2x^{2}+12x-12 的圖形。求頂點坐標(依序填 xx、yy,用逗號分開)。

看解法與答案

提出 x2x^2 係數 −2-2:y=−2(x2−6x)−12y = -2(x^2 -6x) - 12;括號內配方 x2−6x=(x−3)2−9x^2 -6x = (x - 3)^2 - 9。

乘回去(分配律,(−2)×(−9)=18(-2) \times (-9) = 18):y=−2[(x−3)2−9]−12=−2(x−3)2+18−12=−2(x−3)2+6y = -2[(x - 3)^2 - 9] - 12 = -2(x - 3)^2 + 18 - 12 = -2(x - 3)^2 + 6。

頂點 (3, 6)(3,\ 6)。驗算:x=−b2a=−122⋅(−2)=3x = -\dfrac{b}{2a} = -\dfrac{12}{2 \cdot (-2)} = 3,代回得 y=−2(3)2+12(3)−12=−18+36−12=6y = -2(3)^{2} + 12(3) - 12 = -18 + 36 - 12 = 6。

答案: (3,6)(3, 6)

用在哪裡

插畫

二次函數極值:情境插畫二次函數極值:例題插畫

學習路徑

先學會

互動練習在本機版

這個網站是觀念與例題的閱讀版。互動練習(每次出不同數字的新題、自動判對錯、錯題本、熟練度與複習排程)在「數學學院」本機版,目前還沒對外開放。