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初中将二次函数的一般式转化为顶点式,主要通过配方法实现。以下是具体步骤和注意事项:
一、配方法步骤
提出二次项系数
将一般式 $y = ax^2 + bx + c$ 转化为 $y = a(x^2 + frac{b}{a}x) + c$。
配方
在括号内添加和减去一次项系数一半的平方,即 $left(frac{b}{2a}right)^2$:
$$
y = aleft(x^2 + frac{b}{a}x + left(frac{b}{2a}right)^2 - left(frac{b}{2a}right)^2right) + c
$$
这一步将括号内转化为完全平方形式:
$$
y = aleft[left(x + frac{b}{2a}right)^2 - frac{b^2}{4a^2}right] + c
$$
化简
展开并合并常数项:
$$
y = aleft(x + frac{b}{2a}right)^2 + c - frac{b^2}{4a}
$$
最终顶点式为:
$$
y = aleft(x - hright)^2 + k
$$
其中顶点坐标为 $(h, k)$,对称轴为 $x = h$。
二、注意事项
系数处理
- 若二次项系数 $a neq 1$,需先提取 $a$,如 $y = 5(x^2 - 10x) + 63$。
- 若 $a$ 为分数,建议通过乘以分母的方式化为整数系数,避免复杂计算。
公式记忆
顶点坐标公式为 $h = -frac{b}{2a}$,$k = frac{4ac - b^2}{4a}$,可辅助快速确定顶点位置。
易错点
- 配方时需确保括号内二次项系数为1,避免漏项或重复。
- 常数项调整要同步,确保等式平衡。
三、示例
将 $y = -2x^2 + 8x - 3$ 转化为顶点式:
1. 提取系数:$y = -2(x^2 - 4x) - 3$
2. 配方:$y = -2(x^2 - 4x + 4 - 4) - 3 = -2[(x - 2)^2 - 4] - 3$
3. 化简:$y = -2(x - 2)^2 + 8 - 3 = -2(x - 2)^2 + 5$
顶点坐标为 $(2, 5)$。
通过以上步骤,可系统地将一般式转化为顶点式,并快速确定抛物线的顶点及对称轴。