一、基础作图:与坐标轴的交点
画出下列曲线,并标出与坐标轴的交点坐标:
a. \( y = (x - 2)^3 \)
解答:
1. 求根:\( x = 2 \)(三重根),图像在(2,0)处平滑穿过x轴;
2. 分析a:a = 1 > 0,图像右升;
3. y轴交点:(0, -8);
图像:从左下方向右上升,在(2,0)处平滑穿过x轴,继续上升。
b. \( y = (x + 3)(x - 1)(x + 2) \)
解答:
1. 求根:x = -3, 1, -2(皆为单根),图像在三点穿过x轴;
2. 分析a:a = 1 > 0,图像右升;
3. y轴交点:(0, 6);
图像:左下方上升,穿过(-3,0),继续上升到(-2,0),穿过后下降到(1,0),穿过后上升。
c. \( y = (x - 1)^2(x + 3) \)
解答:
1. 求根:x = 1(二重根),x = -3(单根),图像在(-3,0)穿过,在(1,0)处接触后反弹;
2. 分析a:a = 1 > 0,图像右升;
3. y轴交点:(0, 3);
图像:左下方上升,穿过(-3,0),继续上升到(1,0)处接触反弹,继续上升。
二、进阶分析:由图像求系数
已知三次函数 \( y = x^3 + bx^2 + cx + d \) 的图像与x轴交于 (-3, 0)、(-2, 0)、(1, 0):
a. 求 b, c, d 的值
解答:
由于图像与x轴交于(-3,0)、(-2,0)、(1,0),函数有根x = -3, -2, 1。
因此:\( y = (x + 3)(x + 2)(x - 1) = x^3 + (4)x^2 + (-3)x - 6 \)
展开:\( (x + 3)(x + 2)(x - 1) = (x^2 + 5x + 6)(x - 1) = x^3 - x^2 + 5x^2 - 5x + 6x - 6 = x^3 + 4x^2 + x - 6 \)
所以:b = 4, c = 1, d = -6
b. 写出曲线与y轴交点的坐标
解答:
令x = 0:y = d = -6
与y轴交点:(0, -6)
三、综合作图:含不可约二次因式
画出曲线 \( y = (x - 2)(x^2 + x + 1) \) 的大致图像(提示:分析 \( x^2 + x + 1 \) 无实根,结合一次因式影响)。
作图分析与步骤
解答:
1. 求根:x = 2(单根),图像在(2,0)处穿过x轴;
2. 分析二次项:\( x^2 + x + 1 \) 无实根(判别式1-4=-3<0),图像不与x轴相交;
3. 分析a:a = 1 > 0,图像右升;
4. y轴交点:(0, 2);
5. 图像特征:左下方上升到(0,2),继续上升到(2,0)穿过,继续上升(二次项主导时向上)。
关键点:由于含不可约二次因式,图像整体呈上升趋势,只在x=2处穿过x轴一次。
四、综合应用练习
1. 分析函数 \( y = -(x + 1)^2(x - 3) \) 的图像特征
解答:
1. 求根:x = -1(二重根),x = 3(单根);
2. 分析a:a = -1 < 0,图像右降;
3. y轴交点:(0, 3);
图像:从右上方向左下方下降,在(3,0)穿过x轴,继续下降到(-1,0)处接触反弹,继续下降。
2. 比较 \( y = x(x - 1)^2 \) 和 \( y = (x - 1)^2x \) 的图像差异
解答:
两者都是相同函数(交换律),但根的重数不同:
第一种:根x=0(单根),x=1(二重根);
第二种:根x=1(二重根),x=0(单根)。
图像特征完全相同,只是根的标记方式不同。