【二次函数最大值公式是什么】在数学中,二次函数是一种常见的函数形式,其一般表达式为:
y = ax² + bx + c
其中,a、b、c 是常数,且 a ≠ 0。根据 a 的正负,二次函数的图像是开口向上或向下的抛物线。
当 a < 0 时,抛物线开口向下,此时函数存在最大值;当 a > 0 时,抛物线开口向上,此时函数存在最小值。
因此,我们通常关注的是当 a < 0 时的最大值问题。
一、二次函数的最大值公式
对于二次函数 y = ax² + bx + c,当 a < 0 时,该函数有最大值。最大值出现在顶点处,顶点的横坐标为:
$$
x = -\frac{b}{2a}
$$
将这个 x 值代入原函数,即可得到最大值:
$$
y_{\text{max}} = a\left(-\frac{b}{2a}\right)^2 + b\left(-\frac{b}{2a}\right) + c
$$
简化后可得:
$$
y_{\text{max}} = \frac{4ac - b^2}{4a}
$$
这就是二次函数的最大值公式。
二、总结与对比
公式名称 | 公式表达式 | 适用条件 |
顶点横坐标 | $ x = -\frac{b}{2a} $ | 适用于所有二次函数 |
最大值公式 | $ y_{\text{max}} = \frac{4ac - b^2}{4a} $ | 当 a < 0 时成立 |
最小值公式 | $ y_{\text{min}} = \frac{4ac - b^2}{4a} $ | 当 a > 0 时成立 |
三、实际应用举例
假设有一个二次函数:
y = -2x² + 4x + 3
这里,a = -2,b = 4,c = 3。因为 a < 0,所以该函数有最大值。
1. 求顶点横坐标:
$ x = -\frac{4}{2 \times (-2)} = 1 $
2. 代入求最大值:
$ y_{\text{max}} = \frac{4 \times (-2) \times 3 - 4^2}{4 \times (-2)} = \frac{-24 - 16}{-8} = \frac{-40}{-8} = 5 $
因此,该函数的最大值是 5,出现在 x = 1 处。
四、注意事项
- 如果题目只问“最大值公式”,请确保先判断 a 的符号。
- 在考试或实际应用中,建议先计算顶点横坐标,再代入求最大值。
- 公式中的分子部分(4ac - b²)也被称为判别式的一部分,用于判断根的情况。
通过以上内容,我们可以清晰地理解二次函数最大值的来源和计算方法,帮助我们在学习和应用中更加准确地使用这一公式。