Чтобы построить график функции ( y = -x^2 + 2x + 3 ), начнем с анализа этой квадратичной функции.
1. Построение графика
Функция ( y = -x^2 + 2x + 3 ) является квадратичной функцией в стандартной форме ( y = ax^2 + bx + c ), где ( a = -1 ), ( b = 2 ), и ( c = 3 ).
Графиком такой функции является парабола. Поскольку коэффициент ( a ) отрицательный (( a = -1 )), парабола будет направлена вниз.
Вершина параболы
Координаты вершины параболы можно найти по формулам:
[ x_v = -\frac{b}{2a} = -\frac{2}{2 \times (-1)} = 1 ]
Подставим ( x_v = 1 ) в уравнение функции, чтобы найти координату ( y ) вершины:
[ y_v = -(1)^2 + 2 \times 1 + 3 = -1 + 2 + 3 = 4 ]
Итак, вершина параболы имеет координаты ( (1, 4) ).
Пересечение с осями
Пересечение с осью ( y ): при ( x = 0 ), ( y = -0^2 + 2 \times 0 + 3 = 3 ). Точка пересечения: ( (0, 3) ).
Пересечение с осью ( x ):
Найдем корни уравнения ( -x^2 + 2x + 3 = 0 ) с помощью дискриминанта:
[ D = b^2 - 4ac = 2^2 - 4 \times (-1) \times 3 = 4 + 12 = 16 ]
Корни уравнения:
[ x_{1,2} = \frac{-b \pm \sqrt{D}}{2a} = \frac{-2 \pm 4}{-2} ]
[ x_1 = \frac{-2 + 4}{-2} = -1, \quad x_2 = \frac{-2 - 4}{-2} = 3 ]
Точки пересечения с осью ( x ): ( (-1, 0) ) и ( (3, 0) ).
2. Положительные и отрицательные значения функции
Парабола имеет ветви, направленные вниз, и вершина находится в точке ( x = 1 ). Между корнями (( x = -1 ) и ( x = 3 )) функция принимает положительные значения, так как парабола выше оси ( x ).
- Положительные значения: на интервале ( -1 < x < 3 ).
- Отрицательные значения: на интервалах ( x < -1 ) и ( x > 3 ).
3. Возрастание и убывание функции
Функция возрастает до вершины и убывает после вершины:
- Возрастает: на интервале ( -\infty < x < 1 ).
- Убывает: на интервале ( 1 < x < \infty ).
4. Наибольшее и наименьшее значение функции
Поскольку парабола направлена вниз, функция достигает наибольшего значения в вершине.
- Наибольшее значение: ( y = 4 ) при ( x = 1 ).
- Наименьшее значение: функции нет наименьшего значения, поскольку она убывает до (-\infty) при ( x \to \pm \infty ).
График
График функции ( y = -x^2 + 2x + 3 ) — это парабола с вершиной в точке ( (1, 4) ), проходящая через точки ( (-1, 0) ), ( (3, 0) ), и ( (0, 3) ).