3.1 Toisen asteen polynomifunktion kuvaaja
Toisen asteen polynomifunktion kuvaaja
Toisen asteen polynomi on muotoa
[[$$ P(x)=ax^2+bx+c, \quad\text{ jossa } \quad a \neq 0. $$]]
Luvut [[$a,b$]] ja [[$c$]] ovat polynomin kertoimet.
Jos kerroin [[$a=0$]], polynomin asteluku on yksi eikä kyseessä ole toisen asteen polynomi.
Tarkastellaan seuraavassa polynomin kuvaajan muotoa.
Piirretään laskimen avulla perusparaabelin [[$y=x^2$]] kuvaaja.
Termin [[$x^2$]] arvo ei riipu muuttujan [[$x$]] etumerkistä. Näin perusparaabelin kuvaajassa funktio savuttaa saman arvon kahdesti kohtaa [[$x=0$]] lukuun ottamatta. Näin paraabeli on symmetrinen [[$y$]]-akselin suhteen.
Seuraavan sovelman avulla tutkitaan toisen asteen yhtälön [[$y=ax^2+bx+c$]] kertoimien [[$a,b, \textrm{ ja } c$]] vaikutusta kuvaajan kulkuun. Kiinnitä huomiota paraabelin aukeamissuuntaan, leveyteen sekä sijaintiin [[$y$]]-suunnassa.
Tutkimuksen perusteella teemme seuraavat johtopäätökset
Paraabeli
- aukeaa ylös, jos [[$a>0$]]
- aukeaa alas, jos [[$a<0$]]
Kerroin [[$a$]] vaikuttaa paraabelin aukeaman leveyteen. Paraabeli on sitä kapeampi, mitä suurempi on [[$|a|$]].
Kerroin [[$c$]] siirtää paraabelia ylös- tai alaspäin [[$y$]]-akselin suunnassa.
Kuvaajasta nähdään, että paraabeli voi leikata [[$x$]]-akselin kahdessa kohdassa. Nämä ovat toisen asteen polynomifunktion nollakohtia, joissa [[$P(x)=0$]].

Nollakohtien ratkaisemista tarkastellaan kahdessa seuraavassa kappaleessa.
Esimerkki 1
Määritä paraabelien a) [[$y=2x^2-3x^2-4$]] b) [[$y=x-x^2$]] aukeamissuunta.Ratkaisu:
a) Paraabelin toisen asteen termin kerroin 2 on positiivinen, joten paraabeli aukeaa ylöspäin.
b) Paraabelin yhtälön termit pitää järjestää normaalimuotoon. [[$y=-x^2+x$]]. Toisen asteen termin kerroin [[$a=-1$]]. Näin paraabeli aukeaa alaspäin.
Esimerkki 2
Laske funktion [[$y=-x^2+2x+1$]] arvoja välillä [[$x \in [-3,4] $]] ja päättele niiden avulla paraabelin huipun koordinaatit.Ratkaisu:
[[$x$]] | [[$y=-x^2+2x+1$]] |
[[$-2$]] | [[$-7$]] |
[[$-1$]] | [[$-2$]] |
[[$0$]] | [[$1$]] |
[[$1$]] | [[$2$]] |
[[$2$]] | [[$1$]] |
[[$3$]] | [[$-2$]] |

Huippu sijaitsee näin pisteessä (1,2)