NexTutor
Dział MAT.2.1Wykres funkcji kwadratowej — parabola i jej własności

Wykres funkcji kwadratowej — parabola i jej własności

Klasa 2PodstawaParabola i własności funkcji

Funkcja kwadratowa ma wykres w kształcie paraboli, a znak współczynnika a mówi, czy ramiona idą w górę czy w dół. W zadaniach najczęściej trzeba szybko odczytać z wykresu wierzchołek, miejsca zerowe, zbiór wartości i monotoniczność.

⏱ ~26 min
Wykres funkcji kwadratowej — parabola i jej własności

Po co Ci ten temat?

Funkcja kwadratowa wraca w drugiej klasie bardzo często: przy równaniach, nierównościach, zadaniach optymalizacyjnych i na maturze. Jeśli rozumiesz parabolę jako wykres, a nie tylko zbiór wzorów, łatwiej wybierzesz metodę rozwiązania. Uczniowie tracą tu punkty nie dlatego, że nie znają wzorów, tylko dlatego, że nie umieją odczytać sensu wykresu.

Słownictwo

Najważniejsza idea w prostych słowach

Funkcja kwadratowa ma postać (wykresem jest parabola):

f(x)=ax2+bx+c,a0f(x)=ax^2+bx+c,\qquad a\neq 0

Dziedzina funkcji kwadratowej to zawsze Df=RDf=\mathbb{R} — każdą liczbę rzeczywistą można podnieść do kwadratu, więc parabola „istnieje" dla wszystkich xx.

Wierzchołek to najważniejszy punkt paraboli:

xw=b2a,yw=Δ4a,Δ=b24acxw=-\frac{b}{2a},\qquad yw=-\frac{\Delta}{4a},\qquad \Delta=b2-4ac

Oś symetrii to pionowa prosta x=xwx=xw.

ElementZnaczenie
a>0a>0ramiona w górę → wierzchołek to minimum
a<0a<0ramiona w dół → wierzchołek to maksimum
ccf(0)=cf(0)=c, czyli przecięcie z osią OYOY w (0,c)(0,c)nie miejsce zerowe
miejsca zeroweprzecięcia z osią OXOX; ich liczba zależy od Δ\Delta

Liczba miejsc zerowych: Δ>0\Delta>0 → dwa, Δ=0\Delta=0 → jedno, Δ<0\Delta<0 → brak.

Zbiór wartości:

a>0: [yw,),a<0: (,yw]a>0:\ [\,yw,\infty),\qquad a<0:\ (-\infty,\,yw\,]

Monotoniczność (wierzchołek dzieli parabolę na dwie części):

a>0: maleje na (,xw], rosˊnie na [xw,)a>0:\ \text{maleje na }(-\infty,xw],\ \text{rośnie na }[xw,\infty) a<0: rosˊnie na (,xw], maleje na [xw,)a<0:\ \text{rośnie na }(-\infty,xw],\ \text{maleje na }[xw,\infty)

a > 0 vs a < 0

znak a decyduje o kształcie paraboli

a > 0
a < 0
ramiona w górę
1
ramiona w dół
wierzchołek to MINIMUM
2
wierzchołek to MAKSIMUM
zbiór wartości [y_w, ∞)
3
zbiór wartości (−∞, y_w]

Najpierw policz wierzchołek (x_w=−b/2a, y_w=−Δ/4a) — daje oś symetrii, zbiór wartości i monotoniczność.

Algorytm rozwiązywania zadań krok po kroku

  1. Sprawdź, czy funkcja jest kwadratowa (a0a\neq 0).
  2. Znak aa → kierunek ramion (góra/dół).
  3. Przecięcie z OYOY: zawsze (0,c)(0,c).
  4. Wierzchołek xw=b2axw=-\tfrac{b}{2a}, yw=Δ4ayw=-\tfrac{\Delta}{4a} — z niego oś symetrii, zbiór wartości i monotoniczność.
  5. Miejsca zerowe: policz Δ\Delta albo rozłóż na czynniki.
  6. Zbiór wartości i przedziały monotoniczności odczytaj ze znaku aa i wierzchołka.
Infografika

Funkcja kwadratowa — co sprawdzam po kolei?

od wzoru do szkicu wykresu

1

Znak a

a>0 ramiona w górę; a<0 w dół

2

Przecięcie z OY

f(0)=c → punkt (0 • c)

3

Wierzchołek i oś symetrii

x_w=−b/2a • y_w=−Δ/4a • oś x=x_w

4

Miejsca zerowe

policz Δ: Δ>0 dwa • Δ=0 jedno • Δ<0 brak

5

Zbiór wartości i monotoniczność

odczytaj ze znaku a i wierzchołka

Pamiętaj: Najpierw wierzchołek — z niego masz oś symetrii, zbiór wartości i przedziały monotoniczności.

Wizualizacja· Parabola — najważniejsze własności z wykresu
Parabola y=x²−4x+3 w górę z miejscami zerowymi x=1 i x=3, wierzchołkiem W=(2,−1), osią symetrii x=2 i zbiorem wartości [−1,∞)
Z jednego wykresu f(x)=x²−4x+3 odczytasz: miejsca zerowe x=1 i x=3, wierzchołek W=(2,−1), oś symetrii x=2, zbiór wartości [−1,∞) i monotoniczność.

Co zauważyć: Z wykresu czytasz naraz: miejsca zerowe, wierzchołek, oś symetrii, zbiór wartości oraz gdzie funkcja maleje (do wierzchołka) i rośnie (po wierzchołku).

Przykład

Przykład rozwiązany

Przykład 1 ( a 0 ). Zbadaj f(x)=x^2-4x+3 .

🔒 Zaloguj się, aby zobaczyć całość

Typowe pułapki i błędy

- „ c to miejsce zerowe". FAŁSZ — c=f(0) , to przecięcie z osią OY w (0,c) ; miejsca zerowe leżą na osi OX (mają y=0 ).

🔒 Zaloguj się, aby zobaczyć całość

Jak to wygląda na maturze?

Często dostajesz wykres paraboli i odczytujesz własności bez długiego liczenia: zbiór wartości, miejsca zerowe, przedziały monotoniczności albo rozwiązania nierówności f(x) 0 . Jeśli pomylisz oś OX z osią OY , całe zadanie może się rozsypać.

🔒 Zaloguj się, aby zobaczyć całość

Kluczowe pojęcia

Funkcja kwadratowa

Funkcja postaci f(x)=ax²+bx+c, gdzie a jest różne od zera

Parabola

Wykres funkcji kwadratowej; może mieć ramiona skierowane w górę albo w dół

Wierzchołek paraboli

Najniższy albo najwyższy punkt paraboli, zależnie od znaku współczynnika a

Miejsce zerowe

Argument x, dla którego f(x)=0, czyli wykres przecina lub dotyka osi X

Oś symetrii

Pionowa prosta przechodząca przez wierzchołek paraboli

Zbiór wartości

Wszystkie wartości y, które może przyjąć funkcja

Materiały ZPE

4 materiały
Źródła:MEN Podstawa programowa 2018: Matematyka PPCKE Informator maturalny: matematyka PPCKE arkusze maturalne — matematyka PPZPE: Matematyka