Для построения графика функции ( y = x^2 + 4x + 2 ) и анализа ее свойств, выполним следующие шаги:
1. Построение графика функции
Функция ( y = x^2 + 4x + 2 ) является квадратичной и имеет вид параболы. В общем виде квадратичная функция записывается как ( y = ax^2 + bx + c ). В нашем случае:
- ( a = 1 )
- ( b = 4 )
- ( c = 2 )
Парабола открывается вверх, так как коэффициент ( a ) положительный.
Вершина параболы
Вершина параболы находится в точке ( x = -\frac{b}{2a} ):
[ x = -\frac{4}{2 \cdot 1} = -2 ]
Подставим ( x = -2 ) в уравнение функции, чтобы найти координату ( y ) вершины:
[ y = (-2)^2 + 4(-2) + 2 = 4 - 8 + 2 = -2 ]
Таким образом, вершина параболы находится в точке ( (-2, -2) ).
Нули функции
Нули функции (корни уравнения) находятся из уравнения ( x^2 + 4x + 2 = 0 ). Для этого воспользуемся формулой для корней квадратного уравнения:
[ x = \frac{-b \pm \sqrt{b^2 - 4ac}}{2a} ]
Подставим наши значения:
[ x = \frac{-4 \pm \sqrt{4^2 - 4 \cdot 1 \cdot 2}}{2 \cdot 1} = \frac{-4 \pm \sqrt{16 - 8}}{2} = \frac{-4 \pm \sqrt{8}}{2} = \frac{-4 \pm 2\sqrt{2}}{2} = -2 \pm \sqrt{2} ]
Таким образом, нули функции:
[ x_1 = -2 + \sqrt{2}, \quad x_2 = -2 - \sqrt{2} ]
2. Промежутки, в которых ( y > 0 ) и ( y < 0 )
- ( y > 0 ) на промежутках ( x \in (-\infty, -2 - \sqrt{2}) \cup (-2 + \sqrt{2}, +\infty) )
- ( y < 0 ) на промежутке ( x \in (-2 - \sqrt{2}, -2 + \sqrt{2}) )
3. Промежутки возрастания и убывания функции
Функция убывает на интервале от ( -\infty ) до вершины и возрастает на интервале от вершины до ( +\infty ):
- Убывает на ( x \in (-\infty, -2) )
- Возрастает на ( x \in (-2, +\infty) )
4. Наименьшее значение функции
Наименьшее значение квадратичной функции ( y = ax^2 + bx + c ), где ( a > 0 ), достигается в вершине параболы. Как мы уже нашли, вершина находится в точке ( (-2, -2) ), следовательно, наименьшее значение функции:
[ y_{\text{min}} = -2 ]
Итог:
- Нули функции: ( x_1 = -2 + \sqrt{2}, x_2 = -2 - \sqrt{2} )
- Промежутки, в которых ( y > 0 ): ( (-\infty, -2 - \sqrt{2}) \cup (-2 + \sqrt{2}, +\infty) )
- Промежутки, в которых ( y < 0 ): ( (-2 - \sqrt{2}, -2 + \sqrt{2}) )
- Промежутки убывания: ( (-\infty, -2) )
- Промежутки возрастания: ( (-2, +\infty) )
- Наименьшее значение функции: ( y_{\text{min}} = -2 )