Для построения графика квадратичной функции y=(x−2)(x+4) и описания ее свойств, начнем с упрощения уравнения. Раскроем скобки:
y=x2+4x−2x−8
y=x2+2x−8
Теперь у нас есть квадратичная функция в стандартной форме y=ax2+bx+c, где a=1, b=2, и c=−8.
Свойства квадратичной функции:
Вершина графика: Вершина квадратичной функции находится в точке (h,k), где h=−2ab и k=y(h). Подставим значения:
- h=−2⋅12=−1
- k=(−1)2+2(−1)−8=1−2−8=−9
Таким образом, вершина находится в точке (−1,−9).
Ось симметрии: Ось симметрии графика проходит через вершину и имеет уравнение x=h, то есть x=−1.
Направление ветвей параболы: Так как коэффициент a=1 положителен, ветви параболы направлены вверх.
Точки пересечения с осями координат:
- С осью Y: При x=0, y=−8, значит точка пересечения (0, -8).
- С осью X: Найдем корни уравнения x2+2x−8=0, которые уже даны в исходной факторизованной форме уравнения: x=2 и x=−4. Точки пересечения с осью X: (2, 0) и (-4, 0).
Интервалы возрастания и убывания:
- Убывает от −∞ до −1 (ось симметрии).
- Возрастает от −1 до +∞.
Теперь построим график с использованием этих свойств.
import matplotlib.pyplot as plt
import numpy as np
def f(x):
return x**2 + 2*x - 8
x = np.linspace(-10, 5, 400)
y = f(x)
plt.figure(figsize=(8, 6))
plt.plot(x, y, label='y = x^2 + 2x - 8')
plt.scatter([-1], [-9], color='red')
plt.scatter([0], [-8], color='green')
plt.scatter([2, -4], [0, 0], color='blue')
plt.axhline(0, color='black',linewidth=0.5)
plt.axvline(0, color='black',linewidth=0.5)
plt.axvline(-1, color='gray', linestyle='--')
plt.title('График квадратичной функции')
plt.xlabel('x')
plt.ylabel('y')
plt.legend()
plt.grid(True)
plt.show()
Этот код построит график квадратичной функции, выделит вершину, ось симметрии, точки пересечения с осями и покажет направление ветвей параболы.