descartesclytie0x/descartes-math-platform
บทที่ 25 กราฟของฟังก์ชันกำลังสองตรงกับหนังสือ ม.3 เล่ม 1 บทที่ 5

25.5 แบบฝึกหัด

ทำในกระดาษก่อน แล้วค่อยใส่คำตอบให้เว็บตรวจ ตอบผิดได้ไม่จำกัดครั้ง ติดจริงๆ ค่อยเปิดคำใบ้ทีละขั้น และเปิดวิธีทำหลังทำเสร็จแล้วเท่านั้น

ข้อ 1 คว่ำลงและแคบกว่า

ระดับง่าย

กราฟของฟังก์ชันใดคว่ำลง และแคบกว่ากราฟของ y=x2y = x^2

คำตอบ

คำใบ้ขั้นที่ 1

กราฟคว่ำลงเมื่อ a<0a < 0 และแคบกว่า y=x2y = x^2 เมื่อ ∣a∣>1|a| > 1

ดูวิธีทำ

คว่ำลงต้องมี a<0a < 0 เหลือ y=−3x2y = -3x^2 กับ y=−12x2y = -\tfrac{1}{2}x^2 ส่วน y=(−2x)2=4x2y = (-2x)^2 = 4x^2 มี a=4a = 4 เปิดขึ้น ในสองตัวที่คว่ำลง ตัวที่แคบกว่า y=x2y = x^2 ต้องมี ∣a∣>1|a| > 1 จึงตอบ y=−3x2y = -3x^2

ข้อ 2 แกนสมมาตร

ระดับง่าย

แกนสมมาตรของกราฟ y=3(x+2)2−5y = 3(x + 2)^2 - 5 คือเส้นใด

คำใบ้ขั้นที่ 1

เขียน x+2x + 2 ให้อยู่ในรูป x−hx - h

ดูวิธีทำ

x+2=x−(−2)x + 2 = x - (-2) จึงได้ h=−2h = -2 แกนสมมาตรคือเส้นตั้งที่ผ่านจุดยอด คือ x=−2x = -2

ข้อ 3 ค่าต่ำสุด

ระดับง่าย

ฟังก์ชัน y=3(x+2)2−5y = 3(x + 2)^2 - 5 มีค่าต่ำสุดเท่าใด

คำใบ้ขั้นที่ 1

a=3a = 3 เป็นบวก กราฟเปิดขึ้น ค่าต่ำสุดคือพิกัด yy ของจุดยอด

ดูวิธีทำ

จุดยอดคือ (−2,−5)(-2, -5) และ a=3>0a = 3 > 0 กราฟเปิดขึ้น ค่าต่ำสุดจึงเท่ากับ −5-5 เกิดเมื่อ x=−2x = -2

ข้อ 4 จัดรูปด้วยกำลังสองสมบูรณ์

ระดับกลาง

เขียน y=x2+6x+5y = x^2 + 6x + 5 ให้อยู่ในรูป y=a(x−h)2+ky = a(x - h)^2 + k

พิมพ์ยกกำลังด้วยปุ่ม ^ ถ้าใช้มือถือ แตะที่ช่องแล้วใช้แป้นพิมพ์คณิตศาสตร์ที่ขึ้นมา

คำใบ้ขั้นที่ 1

ครึ่งหนึ่งของ 66 คือ 33 ต้องเติมอะไรให้ x2+6xx^2 + 6x เป็น (x+3)2(x + 3)^2

คำใบ้ขั้นที่ 2

x2+6x+5=(x2+6x+9)−9+5x^2 + 6x + 5 = (x^2 + 6x + 9) - 9 + 5

ดูวิธีทำ
  1. ครึ่งหนึ่งของ 66 คือ 33 และ (x+3)2=x2+6x+9(x + 3)^2 = x^2 + 6x + 9
  2. y=(x2+6x+9)−9+5y = (x^2 + 6x + 9) - 9 + 5
  3. y=(x+3)2−4y = (x + 3)^2 - 4 จุดยอดคือ (−3,−4)(-3, -4)

ข้อ 5 ลากจุดไปที่จุดยอด

ระดับกลาง

ลากจุดสีส้มไปวางที่จุดยอดของกราฟ y=−x2+2x+3y = -x^2 + 2x + 3 จุดจะติดอยู่บนจุดตัดของเส้นตาราง

คำใบ้ขั้นที่ 1

ใช้ทางลัด h=−b2ah = -\tfrac{b}{2a} โดย a=−1a = -1 และ b=2b = 2

คำใบ้ขั้นที่ 2

ได้ hh แล้ว แทน x=hx = h ในฟังก์ชันเพื่อหา kk

ดูวิธีทำ

a=−1a = -1 b=2b = 2 ได้ h=−22(−1)=1h = -\tfrac{2}{2(-1)} = 1 แทน x=1x = 1 ได้ k=−1+2+3=4k = -1 + 2 + 3 = 4 จุดยอดคือ (1,4)(1, 4)

ตรวจด้วยกำลังสองสมบูรณ์ y=−(x2−2x)+3=−[(x−1)2−1]+3=−(x−1)2+4y = -(x^2 - 2x) + 3 = -\big[(x - 1)^2 - 1\big] + 3 = -(x - 1)^2 + 4

ข้อ 6 จุดตัดแกน x

ระดับกลาง

กราฟของ y=x2−2x−8y = x^2 - 2x - 8 ตัดแกน xx ที่ xx เท่าใดบ้าง ตอบทุกค่า คั่นด้วยจุลภาค

คำใบ้ขั้นที่ 1

กราฟตัดแกน xx ตรงที่ y=0y = 0 จึงต้องแก้สมการ x2−2x−8=0x^2 - 2x - 8 = 0

คำใบ้ขั้นที่ 2

หาสองจำนวนที่คูณกันได้ −8-8 และบวกกันได้ −2-2

ดูวิธีทำ

ให้ y=0y = 0 ได้ x2−2x−8=(x−4)(x+2)=0x^2 - 2x - 8 = (x - 4)(x + 2) = 0 จึงได้ x=4x = 4 หรือ x=−2x = -2

ตรวจด้วยแกนสมมาตร h=−−22(1)=1h = -\tfrac{-2}{2(1)} = 1 จุดตัดแกน xx ทั้งสองต้องห่างจาก x=1x = 1 เท่ากัน ซึ่ง 44 กับ −2-2 ห่าง 33 หน่วยทั้งคู่

ข้อ 7 ลวดดัดเป็นสี่เหลี่ยม

ระดับกลาง

ลวดเส้นหนึ่งยาว 24 เซนติเมตร ดัดเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าโดยใช้ลวดหมดพอดี พื้นที่ของรูปสี่เหลี่ยมนี้มากที่สุดเท่าใด

ตารางเซนติเมตร

คำใบ้ขั้นที่ 1

ความยาวรอบรูป 24 เซนติเมตร ด้านกว้างกับด้านยาวรวมกันได้เท่าไร

คำใบ้ขั้นที่ 2

ถ้าด้านกว้างยาว xx ด้านยาวคือ 12−x12 - x พื้นที่คือ x(12−x)x(12 - x)

ดูวิธีทำ
  1. ด้านกว้าง xx เซนติเมตร ด้านยาว 12−x12 - x เซนติเมตร เพราะ 2x+2(12−x)=242x + 2(12 - x) = 24
  2. พื้นที่ A=x(12−x)=−x2+12x=−(x−6)2+36A = x(12 - x) = -x^2 + 12x = -(x - 6)^2 + 36
  3. a=−1<0a = -1 < 0 จึงมีค่าสูงสุด 3636 ตารางเซนติเมตร เมื่อ x=6x = 6 คือรูปสี่เหลี่ยมจัตุรัสด้านยาว 6 เซนติเมตร

ข้อ 8 ยิงลูกธนูขึ้นฟ้า

ระดับยาก

ยิงลูกธนูขึ้นไปตรงๆ จากความสูง 2 เมตร ความสูงของลูกธนูเมื่อเวลาผ่านไป tt วินาทีคือ h=2+30t−5t2h = 2 + 30t - 5t^2 เมตร ลูกธนูขึ้นไปได้สูงที่สุดกี่เมตร

เมตร

คำใบ้ขั้นที่ 1

เรียงใหม่เป็น h=−5t2+30t+2h = -5t^2 + 30t + 2 แล้วหาจุดยอด

คำใบ้ขั้นที่ 2

ทางลัด t=−302(−5)t = -\tfrac{30}{2(-5)}

ดูวิธีทำ
  1. h=−5t2+30t+2h = -5t^2 + 30t + 2 มี a=−5<0a = -5 < 0 จึงมีค่าสูงสุด
  2. h=−5(t2−6t)+2=−5[(t−3)2−9]+2=−5(t−3)2+47h = -5(t^2 - 6t) + 2 = -5\big[(t - 3)^2 - 9\big] + 2 = -5(t - 3)^2 + 47
  3. สูงที่สุด 47 เมตร เมื่อเวลาผ่านไป 3 วินาที

ข้อ 9 วาดกราฟในกระดาษ

ระดับกลาง

วาดกราฟของ y=−(x−1)2+4y = -(x - 1)^2 + 4 ในกระดาษ ให้กราฟแสดงจุดยอด แกนสมมาตร จุดตัดแกน yy และจุดตัดแกน xx ทุกจุด เสร็จแล้วเปิดเฉลยเทียบตามเกณฑ์

คำใบ้ขั้นที่ 1

เริ่มจากจุดยอดกับแกนสมมาตร แล้วหาจุดตัดแกน yy และจุดสะท้อนของมัน

ดูเฉลยและเกณฑ์ตรวจ

ตรวจกราฟของตัวเองทีละข้อ ได้ครบห้าข้อถือว่าผ่าน

  • กราฟคว่ำลง เพราะ a=−1a = -1
  • จุดยอดอยู่ที่ (1,4)(1, 4) และเป็นจุดสูงสุด
  • แกนสมมาตรเป็นเส้นประ x=1x = 1
  • ตัดแกน yy ที่ (0,3)(0, 3) และมีจุดสะท้อน (2,3)(2, 3)
  • ตัดแกน xx ที่ (−1,0)(-1, 0) และ (3,0)(3, 0) จาก −(x−1)2+4=0-(x - 1)^2 + 4 = 0 ได้ (x−1)2=4(x - 1)^2 = 4 คือ x−1=±2x - 1 = \pm 2