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고1 · 공통수학102 방정식과 부등식
고1 공통수학1 · 방정식과 부등식

이차함수의 최대·최소와 이차방정식의 근

포물선의 꼭짓점을 알면 가장 큰 값과 가장 작은 값이 보이고, 포물선이 x축·직선과 만나는 점을 세면 방정식의 근이 보입니다. 이차함수의 그래프로 최대·최소와 방정식의 근을 함께 다룹니다.

↩ 이전 자료: 이차함수의 그래프, 평행이동에서 일반형까지

01이차함수 총정리

일반형을 표준형으로 고치면 꼭짓점·축·그래프의 개형이 한눈에 보입니다.

표준형과 일반형

이차함수 y=ax2+bx+c(a0)y = ax^{2} + bx + c (a \ne 0)의 그래프는 포물선입니다. 일반형 y=ax2+bx+cy = ax^{2} + bx + c를 완전제곱하여 표준형 y=a(xp)2+qy = a(x - p)^{2} + q로 고치면 꼭짓점 (p, q)와 축 x = p를 바로 읽을 수 있습니다.(xp)20. (x - p)^{2} \ge 0이므로 a > 0이면 x = p에서 y가 가장 작고, a < 0이면 가장 큽니다.

y=a(xp)2+qy = a(x - p)^{2} + q \to 꼭짓점 (p,q)(p, q), 축 x=px = p
a의 부호그래프의 개형꼭짓점의 의미
a > 0아래로 볼록 (위로 열린 U자)가장 낮은 점
a < 0위로 볼록 (아래로 열린 ∩자)가장 높은 점

일반형에서 완전제곱을 하지 않고도 꼭짓점의 x좌표는 x = −b/2a로 구할 수 있습니다. 이 값을 함수에 대입하면 y좌표가 나옵니다.

예제

y=x24x+1y = x^{2} - 4x + 1의 꼭짓점과 축을 구해 봅시다.

  1. 1
    x24xx^{2} - 4x(4/2)2=4(-4/2)^{2} = 4를 더하고 빼기:y=(x24x+4)4+1: y = (x^{2} - 4x + 4) - 4 + 1
  2. 2
    y=(x2)23y = (x - 2)^{2} - 3
  3. 3
    꼭짓점 (2, −3), 축 x = 2, a = 1 > 0이므로 아래로 볼록