Kvadratna funkcija

Kvadratna funkcija je funkcija, ki jo lahko zapišemo z enačbo oblike f (x) = ax2 + bx + c, kjer so koeficienti ab in c poljubna realna števila in je vodilni koeficient a različen od 0.
Enačbo oblike f (x) = ax2 + bx + c imenujemo splošna oblika enačbe kvadratne funkcije.

Vsako kvadratno funkcijo lahko zapišemo tudi v temenski oblikif (x) = a(x − p)2 + q.
Števili p in q, ki nastopata v tej obliki, sta koordinati temena kvadratne funkcije. Teme je točka T(pq), v kateri kvadratna funkcija doseže ekstremno vrednost. Temensko obliko lahko dobimo iz splošne po metodi dopolnjevanja do popolnega kvadrata, lahko pa p in q izračunamo naslednjih formulah:
Teme

Kvadratno funkcijo lahko zapišemo tudi v ničelni oblikif (x) = a(x − x1)(x − x2).
Števili x1 in x2 sta ničli kvadratne funkcije. V splošnem sta to kompleksni števili. Ničelno obliko lahko dobimo iz splošne z razcepom, lahko pa x1 in x2 izračunamo po naslednji formuli:
Ničli

Število, ki v zgornji formuli nastopa pod korenom, imenujemo diskriminanta kvadratne funkcije: D = b2 − 4ac. Diskriminanta nam pove, koliko realnih ničel ima kvadratna funkcija:

  • Če je D > 0, sta obe ničli kvadratne funkcije realni (x1x2 ∈ R).
  • Če je D = 0, sta števili x1 in x2 enaki – kvadratna funkcija ima samo eno realno ničlo (x1 = x2 ∈ R).
  • Če je D < 0, sta obe ničli kvadratne funkcije nerealni (x1x2 ni element R) – graf funkcije ne seka abscisne osi (v realnem koordinatnem sistemu.)

Za ničli kvadratne funkcije f (x) = ax2 + bx + c veljata Viètovi formuli:

  • Viètova formula za vsoto ničel:     x1 + x2 = − b/a
  • Viètova formula za produkt ničel:     x1 ∙ x2 = c/a

Graf kvadratne funkcije

Graf kvadratne funkcije lahko narišemo postopoma:

Zgled:
Funkcijo f (x) = 2x2 − 12x + 16 najprej preoblikujemo v temensko obliko:
f (x) = 2(x − 3)2 − 2 in potem narišemo:

Kvadratna funkcija

Iz zgornjega postopka vidimo, da vodilni koeficient a odloča o tem, kako je obrnjena kvadratna funkcija:
Pomen a

Pri risanju grafa kvadratne funkcije si lahko pomagamo tudi s koeficientom c, ki pomeni presečišče grafa z ordinatno osjo (f (0) = c) in z ničlama x1 in x2.

Zgled:
Dana je funkcija f (x) = x2 − 2x − 3.
Iz te oblike razberemo odsek na navpični osi: f (0) = −3.
Z dopolnjevanjem do popolnega kvadrata enačbo funkcije preoblikujemo v temensko obliko:
f (x) = x2 − 2x − 3
f (x) =(x2 − 2x + 1− 1 − 3
f (x) = (x − 1)2 − 4
Iz te oblike razberemo teme: T(1, −4).
Potem enačbo funkcije f še razcepimo, da dobimo ničelno obliko:
f (x) = x2 − 2x − 3
f (x) =(x + 1)(x − 3)
Iz te oblike razberemo ničli: x1 = −1, x2 = 3 in narišemo graf:
Kvadratna funkcija

Kvadratna enačba

Kvadratna enačba je vsaka enačba, ki jo lahko zapišemo v obliki ax2 + bx + c = 0, kjer so koeficienti ab in c poljubna realna števila in je vodilni koeficient a različen od 0.

Postopek iskanja rešitev kvadratne enačbe je enak postopku iskanja ničel kvadratne funkcije. Torej lahko kvadratno enačbo rešimo z razcepom, ali pa rešitvi x1 in x2 izračunamo po že omenjeni formuli:
Rešitvi kvadratne enačbe

V obsegu kompleksnih števil je kvadratna enačba vedno rešljiva.

Diskriminanta kvadratne enačbe (D = b2 − 4ac) nam pove, kako je z rešljivostjo v množici realnih števil:

  • Če je D > 0, ima kvadratna enačba dve realni rešitvi (x1x2 ∈ R).
  • Če je D = 0, ima kvadratna enačba samo eno realno rešitev (x1 = x2 ∈ R).
  • Če je D < 0, kvadratna enačba v realnem ni rešljiva (x1x2 ni element R).

Kvadratna neenačba

Kvadratna neenačba je vsaka neenačba, ki jo lahko zapišemo v obliki ax2 + bx + c > 0, kjer so koeficienti ab in c poljubna realna števila in je vodilni koeficient a različen od 0.
Namesto znaka > lahko nastopa tudi katerikoli od ostalih znakov neenakosti: < ali .

Kvadratno neenačbo najlažje rešimo s pomočo grafa ustrezne kvadratne funkcije.