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抛物线顶坐标公式高中

时间:2025-03-29 03:59:35

抛物线顶点坐标公式是二次函数图像的重要特征,用于确定抛物线的最高点或最低点位置。以下是详细说明:

一、标准二次函数形式

对于一般形式的二次函数:

$$y = ax^2 + bx + c \quad (a \neq 0)$$

其顶点坐标公式为:

$$\left( -\frac{b}{2a}, \frac{4ac - b^2}{4a} \right)$$

二、推导过程

顶点横坐标

通过求导数并设导数为零,可得顶点的横坐标为:

$$x = -\frac{b}{2a}$$

这一结果通过配方法也可推导得出。

顶点纵坐标

将横坐标代入原函数,得到顶点的纵坐标:

$$y = a\left(-\frac{b}{2a}\right)^2 + b\left(-\frac{b}{2a}\right) + c = \frac{4ac - b^2}{4a}$$。

三、特殊形式补充

当二次函数为顶点式 $$y = a(x - h)^2 + k$$ 时,顶点坐标直接为 $(h, k)$。

对于形如 $y = ax^2$ 的抛物线,顶点坐标为 $(0, 0)$。

四、应用场景

该公式在数学、物理及工程领域有广泛应用,例如:

求解抛物线对称轴

优化问题(如抛物面镜面设计)

物理学中的抛体运动分析。

五、注意事项

公式仅适用于二次函数,且 $a \neq 0$。

当 $a > 0$ 时,抛物线开口向上;当 $a < 0$ 时,开口向下。

通过掌握该公式,可快速确定抛物线的极值点及对称轴,是解析几何中的核心内容之一。