กราฟของฟังก์ชันกำลังสอง
เรียนกราฟของฟังก์ชันกำลังสองหรือพาราโบลา y = ax² + bx + c ตรวจว่าสมการเป็นฟังก์ชันกำลังสองหรือไม่ จุดยอดและแกนสมมาตร รูปสมการ 5 แบบ ax², ax² + k, a(x − h)², a(x − h)² + k และรูปทั่วไป ความหมายของ a, h, k การหาจุดตัดแกน X และแกน Y พร้อมห้องทดลองปรับค่าดูกราฟและฝึกโจทย์สุ่ม

พาราโบลาคืออะไร: กราฟของฟังก์ชันกำลังสอง
กราฟของฟังก์ชันกำลังสองเรียกว่าพาราโบลา เป็นเส้นโค้งรูปตัว U ที่สมมาตรซ้ายขวา มีจุดเปลี่ยนทิศหนึ่งจุดเรียกว่าจุดยอด และมีเส้นตรงแนวตั้งผ่านจุดยอดเรียกว่าแกนสมมาตร ฟังก์ชันกำลังสองเขียนในรูปทั่วไปได้เป็น y = ax² + bx + c เมื่อ a, b, c เป็นจำนวนจริงและ a ≠ 0 พาราโบลาพบได้ในชีวิตจริง เช่น เส้นทางของลูกบอลที่ถูกโยน สายเคเบิลสะพาน และจานรับสัญญาณ
กราฟ y = x² ได้ x = −2, −1, 0, 1, 2 ตรงกับ y = 4, 1, 0, 1, 4 จุดยอดอยู่ที่ (0, 0) แกนสมมาตรคือ x = 0 และค่า y ของ x = 1 กับ x = −1 เท่ากัน เพราะกราฟสมมาตรรอบแกนสมมาตร

เป็นฟังก์ชันกำลังสองของ x หรือไม่
การตรวจว่าสมการเป็นฟังก์ชันกำลังสองของ x หรือไม่ ให้จัดสมการให้อยู่ในรูป y = ax² + bx + c แล้วดูว่า y เขียนเป็นพหุนามดีกรีสอง และ a ≠ 0 หรือไม่ ถ้า x มีกำลังสูงสุดเป็น 2 และไม่อยู่ในตัวส่วน จึงเป็นฟังก์ชันกำลังสอง แต่ถ้า x อยู่ในตัวส่วน หรือ y มีกำลังสองแทนที่จะเป็น x ก็ไม่ใช่
x² + y = 9 จัดรูปได้ y = −x² + 9 เป็นฟังก์ชันกำลังสอง (a = −1, b = 0, c = 9) และ y = (x + 2)(x − 1) กระจายได้ y = x² + x − 2 เป็นฟังก์ชันกำลังสอง ส่วน y = ไม่เป็น เพราะ x อยู่ในตัวส่วน และ x = y² + y ไม่เป็น เพราะที่ x = 0 ได้ y = 0 หรือ −1 สองค่า จึงไม่ใช่ฟังก์ชันของ x

ส่วนประกอบของกราฟพาราโบลา: จุดยอดและแกนสมมาตร
จุดยอด (h, k) คือจุดที่กราฟเปลี่ยนทิศ ถ้า a > 0 กราฟเปิดขึ้นและจุดยอดเป็นจุดต่ำสุด ถ้า a < 0 กราฟเปิดลงและจุดยอดเป็นจุดสูงสุด ส่วนแกนสมมาตรคือเส้นตรง x = h ที่ผ่านจุดยอดและแบ่งกราฟเป็นสองข้างเท่ากันพอดี การหาจุดยอดและแกนสมมาตรให้ได้ก่อนจึงเป็นขั้นแรกของการวาดกราฟทุกครั้ง
y = x² + 1 มี a = 1 > 0 จึงเปิดขึ้น จุดยอดคือ (0, 1) เป็นจุดต่ำสุด ส่วน y = −x² + 4 มี a = −1 < 0 จึงเปิดลง จุดยอดคือ (0, 4) เป็นจุดสูงสุด ทั้งสองกราฟมีแกนสมมาตรคือ x = 0

รูปสมการพาราโบลา 4 แบบและรูปทั่วไป
สมการพาราโบลาที่ใช้บ่อยมี 4 แบบ แบบที่ 1 y = ax² จุดยอด (0, 0) แกนสมมาตร x = 0 แบบที่ 2 y = ax² + k จุดยอด (0, k) แกนสมมาตร x = 0 แบบที่ 3 y = a(x − h)² จุดยอด (h, 0) แกนสมมาตร x = h และแบบที่ 4 y = a(x − h)² + k จุดยอด (h, k) แกนสมมาตร x = h ซึ่งเรียกว่ารูปจุดยอด ทั้ง 4 แบบถ้า a > 0 เปิดขึ้น ถ้า a < 0 เปิดลง นอกจากนี้ยังมีรูปทั่วไป y = ax² + bx + c เป็นแบบที่ 5 ซึ่งแปลงเป็นรูปจุดยอดได้ ระวังเครื่องหมายของ h เพราะ (x + 1)² คือ h = −1
y = 2(x − 3)² + 1 มี a = 2, h = 3, k = 1 จุดยอดคือ (3, 1) แกนสมมาตร x = 3 เปิดขึ้น y = −(x + 1)² มี h = −1, k = 0 จุดยอดคือ (−1, 0) เปิดลง และ y = x² − 5 มี k = −5 จุดยอดคือ (0, −5)

ค่า a, h, k บอกอะไรเกี่ยวกับกราฟ
ค่า a บอกทิศและความกว้างของกราฟ |a| ยิ่งมากกราฟยิ่งแคบและชัน |a| ยิ่งน้อยกราฟยิ่งกว้างและแบน ส่วนค่า h เลื่อนกราฟตามแนวนอน ถ้า h > 0 เลื่อนไปทางขวา ถ้า h < 0 เลื่อนไปทางซ้าย และค่า k เลื่อนกราฟตามแนวตั้ง ถ้า k > 0 เลื่อนขึ้น ถ้า k < 0 เลื่อนลง
ที่ x = 2 กราฟ y = 2x² ได้ y = 8 กราฟ y = x² ได้ y = 4 และกราฟ y = x² ได้ y = 2 กราฟที่ a มากกว่าจึงสูงชันกว่า ส่วน y = (x − 2)² + 1 คือกราฟ y = x² ที่เลื่อนไปทางขวา 2 หน่วยและขึ้น 1 หน่วย จุดยอดจึงอยู่ที่ (2, 1)

หาจุดยอดและจุดตัดแกนจากรูป ax² + bx + c
ถ้าสมการอยู่ในรูป y = ax² + bx + c หาจุดยอดได้สองวิธี วิธีที่ 1 จัดกำลังสองสมบูรณ์ให้อยู่ในรูป a(x − h)² + k วิธีที่ 2 ใช้สูตร h = และ k = f(h) หรือ k = จุดตัดแกน Y หาโดยแทน x = 0 ได้ y = c เสมอ ส่วนจุดตัดแกน X หาโดยให้ y = 0 แล้วคำนวณ D = b² − 4ac ถ้า D > 0 ตัดแกน X สองจุด ถ้า D = 0 แตะแกน X หนึ่งจุดที่จุดยอด ถ้า D < 0 ไม่ตัดแกน X โดยคำตอบหาจาก x =
y = x² − 2x + 4 จัดกำลังสองสมบูรณ์ได้ y = (x − 1)² + 3 จุดยอดคือ (1, 3) ตรวจด้วยสูตร h = = 1 และ k = 1 − 2 + 4 = 3 ตรงกัน แกนสมมาตร x = 1 และตัดแกน Y ที่ (0, 4) ส่วน y = x² − 6x + 5 มี D = 36 − 20 = 16 ได้ x = คือ x = 5 หรือ x = 1 ตัดแกน X ที่ (1, 0) และ (5, 0)

ห้องทดลองฟังก์ชันกำลังสอง
กราฟพาราโบลา · จุดสำคัญ · สำรวจและฝึกโจทย์ลากพื้นหลังเพื่อเลื่อน · ล้อเมาส์เพื่อซูม · ลากจุดสีส้มเพื่อย้ายจุดยอด ลากสี่เหลี่ยมเพื่อเปลี่ยน a


