二次函数最小值怎么求:代入顶点公式直接算出最值

二次函数最小值怎么求:代入顶点公式直接算出最值

刚学二次函数的时候,最头疼的就是做题卡壳,每次碰到求最值的题型都要愣半天,反复翻笔记也记不住步骤,后来刷题刷多了,才慢慢摸透二次函数最小值怎么求,根本不用死记复杂逻辑,一套固定操作就能搞定大部分题型。

很多人刚开始都会犯一个通病,不管题目给的是一般式、顶点式还是交点式,上来就乱配方,越算越乱,最后符号出错,算出来的数值完全不对。我之前就是这样,总觉得配方是万能方法,哪怕简单的题目也硬凑配方步骤,浪费时间不说,考试的时候一紧张,常数项移项出错,整道题直接失分。

其实根本不用每道题都配方。题目给出标准的一般式\(y=ax²+bx+c\),只要先看二次项系数a,只要a大于0,抛物线开口朝上,图像最低点就是顶点,这个函数就一定有最小值,这是最基础的判断前提,也是我之前经常忽略的一步,总瞎算不先判断开口方向,白白做无用功。

真正好用的实操方法特别简单,不用复杂变形。先套用顶点横坐标公式\(x=-\frac{b}{2a}\),算出取得最小值时对应的x数值,再把这个x值代回原函数式子,算出来的y值,就是二次函数的最小值。我当初刷题的时候,死死抓住这一个方法,放弃了盲目配方,正确率瞬间提上来。

上次月考有道真题,式子是\(y=2x²-8x+3\),我一开始还习惯性动笔配方,写了两行就嫌麻烦停了手。转而用公式计算,先确定a=2,b=-8,a大于0,确定有最小值。接着算x的值,负的负八除以二乘二,算出来x=2。把x=2代回原式,2乘4减去8乘2再加3,最终算出y=-5,这就是这道题的最小值。全程不到三十秒,比配方快太多。

很多人不知道,配方的方法其实很容易出错,尤其正负号的转换,是绝大多数人的失分点。我之前练习配方时,十道题能错六道,要么是提取系数时漏除常数项,要么是凑完全平方的时候多加或者少加数字,折腾好久最后答案还是错的。

只有一种情况我会用配方求最小值,就是题目明确要求写出顶点式、写出配方过程的时候。平时做题、选择题填空题,直接套公式就是最优解。把一般式化成\(y=a(x-h)²+k\)的形式后,顶点坐标是(h,k),a>0时,k就是最小值,这个方法只适合题目有格式要求的情况,普通计算题完全没必要浪费时间。

还有个很容易被忽略的细节,定义域。之前做题一直默认x可以取任意实数,直到一次错题才发现问题。如果题目限定了x的取值范围,哪怕开口向上,顶点不在取值区间里,最小值就不是顶点的y值,而是区间端点对应的函数值。那次题目限定x大于等于3,函数还是刚才的\(y=2x²-8x+3\),顶点x=2不在区间内,函数在区间里单调递增,最小值就是x=3时的y值,根本不是之前算的-5。

那次错题之后,我做题就多了一步下意识的检查,先看有没有x的取值限制,再算最值,再也没在这个细节上栽过跟头。

后来晚自习刷题,连着十几道求二次函数最小值的题,全部用公式法快速求解,不用纠结步骤,不用反复配方验算,速度和正确率都稳了很多。原本觉得晦涩的知识点,拆解开来就是简单的两步判断和计算,之前的为难,纯粹是自己把问题想复杂了。

晚自习结束收拾书包的时候,草稿纸上密密麻麻全是二次函数的计算过程,最显眼的那行,是我反复写了很多遍的顶点公式。

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