二次函数顶点式中的 $k$ 是抛物线顶点的纵坐标,其求解方法主要有以下两种途径:
一、直接根据顶点式求解
二次函数的顶点式为:
$$y = a(x - h)^2 + k$$
其中 $(h, k)$ 即为顶点坐标。因此,$k$ 的值直接由顶点坐标给出。
二、通过一般式推导
对于二次函数的一般式:
$$y = ax^2 + bx + c \quad (a \neq 0)$$
可以通过配方法推导出顶点坐标 $(h, k)$,其中:
$$k = \frac{4ac - b^2}{4a}$$
具体推导过程如下:
1. 提出系数 $a$:
$$y = a \left( x^2 + \frac{b}{a}x \right) + c$$
2. 配方:
$$y = a \left( x^2 + \frac{b}{a}x + \frac{b^2}{4a^2} - \frac{b^2}{4a^2} \right) + c$$
$$y = a \left( \left( x + \frac{b}{2a} \right)^2 - \frac{b^2}{4a^2} \right) + c$$
3. 化简:
$$y = a \left( x + \frac{b}{2a} \right)^2 + \left( c - \frac{b^2}{4a} \right)$$
从而顶点坐标为:
$$h = -\frac{b}{2a}, \quad k = c - \frac{b^2}{4a}$$
三、应用示例
已知二次函数顶点为 $(1, 2)$,且过点 $(3, 10)$,求解析式:
1. 设顶点式:
$$y = a(x - 1)^2 + 2$$
2. 代入已知点 $(3, 10)$:
$$10 = a(3 - 1)^2 + 2$$
$$10 = 4a + 2$$
$$4a = 8$$
$$a = 2$$
3. 最终解析式:
$$y = 2(x - 1)^2 + 2$$
通过以上方法,可以灵活运用顶点式或一般式求解二次函数顶点坐标中的 $k$ 值。