数学

二次函数图像(y = ax² + bx + c)

输入系数 a、b、c,绘制二次函数 y = ax² + bx + c 的抛物线图像。自动计算顶点、对称轴、判别式和实数根。

使用技巧

  • 二次系数 a 决定抛物线的开口方向。a > 0 时开口向上,a < 0 时开口向下。|a| 越大,抛物线越窄。
  • 顶点的 x 坐标为 x = −b ÷ (2a)。顶点是 a > 0 时的最小值点或 a < 0 时的最大值点,在图像上以蓝色菱形标出。
  • 判别式 Δ = b² − 4ac 决定实数根的个数。Δ > 0:与 x 轴交于两点(绿点);Δ = 0:与 x 轴相切(重根);Δ < 0:与 x 轴不相交。
  • 将鼠标悬停在图像上可查看任意点的 (x, y) 坐标。在左侧输入 x 值可自动计算对应的 y 值。

常见问题

a = 0 时二次项消失,函数变为 y = bx + c(一次函数或常数)。本工具专用于二次函数可视化,因此不接受 a = 0。如需绘制直线,请使用"一次函数图像"工具。

判别式 Δ = b² − 4ac 用于判断方程 ax² + bx + c = 0 的实数根个数。Δ > 0:两个不等实根;Δ = 0:重根(相同的根重复两次);Δ < 0:无实数根(仅有复数根)。在图像上,Δ > 0 表示抛物线与 x 轴交于两点,Δ = 0 表示相切,Δ < 0 表示不相交。

对 y = ax² + bx + c 进行配方,可得顶点式 y = a(x − p)² + q,其中 p = −b/(2a),q = c − b²/(4a)。本工具接受一般式输入,并自动计算并显示顶点坐标 (p, q)。

适合。改变 a、b、c 的值,图像会实时更新,便于直观理解各系数对图像形状的影响,适用于初中至高中数学的二次函数学习。

闲话 ― "抛物线"名称的由来

"抛物线(parabola)"这一名称由古希腊数学家阿波罗尼乌斯(约公元前 262—前 190 年)在研究圆锥曲线时命名。希腊语"παραβολή"(parabole)意为"并排放置",指的是抛物线上的点到焦点和准线距离相等这一几何性质。

在现实世界中,抛物线最著名的出现是忽略空气阻力时抛体的运动轨迹,由伽利略在 17 世纪通过实验发现。手电筒和汽车前照灯的反射镜采用旋转抛物面,能将焦点处的光源转换为平行光束。