Чтобы изобразить график функции ( y = 4x^2 ), следует выполнить несколько шагов, в том числе понять свойства параболы, которая описывается данной квадратичной функцией. Давайте рассмотрим этот процесс подробно.
1. Общий вид функции
Функция ( y = 4x^2 ) представляет собой квадратичную функцию. Квадратичная функция ( y = ax^2 + bx + c ) имеет график, который называется параболой. В данном случае:
- ( a = 4 )
- ( b = 0 )
- ( c = 0 )
2. Вершина параболы
Парабола ( y = ax^2 ) с ( b = 0 ) и ( c = 0 ) всегда имеет вершину в точке (0, 0). Это означает, что вершина параболы находится в начале координат.
3. Форма и направление параболы
Коэффициент ( a ) определяет, насколько круто или полого открывается парабола и в каком направлении (вверх или вниз):
- Если ( a > 0 ), парабола открывается вверх.
- Если ( a < 0 ), парабола открывается вниз.
В нашем случае ( a = 4 ), что значит, что парабола открывается вверх и она будет более "узкой" по сравнению с ( y = x^2 ), так как ( 4 ) – это число больше единицы.
4. Построение таблицы значений
Для построения графика полезно составить таблицу значений, в которой мы подставляем различные значения ( x ) и вычисляем соответствующие значения ( y ):
[
\begin{array}{|c|c|}
\hline
x & y = 4x^2 \
\hline
-2 & 16 \
-1.5 & 9 \
-1 & 4 \
-0.5 & 1 \
0 & 0 \
0.5 & 1 \
1 & 4 \
1.5 & 9 \
2 & 16 \
\hline
\end{array}
]
5. Построение графика на координатной плоскости
Теперь можно использовать таблицу значений для построения графика:
- Нарисуйте систему координат с осями ( x ) и ( y ).
- Отметьте точки, соответствующие значениям из таблицы. Например, точки (-2, 16), (-1, 4), (0, 0), (1, 4), (2, 16) и так далее.
- Соедините эти точки плавной кривой, которая будет симметрична относительно оси ( y ).
6. Проверка симметрии
Парабола ( y = 4x^2 ) симметрична относительно оси ( y ). Это означает, что для каждой точки ((x, y)) существует точка ((-x, y)).
Итоговый график
После выполнения всех вышеописанных шагов, вы получите график функции ( y = 4x^2 ). Это будет парабола, вершина которой находится в точке (0, 0), и она открывается вверх. Парабола будет узкой, так как коэффициент при ( x^2 ) равен 4, что делает ее более крутой по сравнению с параболой ( y = x^2 ).
Вот как может выглядеть график:
[
\begin{tikzpicture}
\begin{axis}[
axis lines = middle,
xlabel = $x$,
ylabel = {$y$},
ymin=-1, ymax=20,
xmin=-2, xmax=2,
domain=-2:2,
samples=100,
grid=both,
minor tick num=1,
major grid style={line width=.2pt,draw=gray!50},
minor grid style={line width=.2pt,draw=gray!20},
]
\addplot [blue, thick] {4*x^2};
\end{axis}
\end{tikzpicture}
]
Таким образом, график функции ( y = 4x^2 ) покажет нам параболу, которая симметрична относительно оси ( y ), и имеет вершину в начале координат.