Объяснение и пошаговое решение
**1)** $y = x^2 - 4$
Для параболы $y = ax^2 + bx + c$ коэффициенты равны: $a = 1$, $b = 0$, $c = -4$.
* **Вершина параболы:**
Координаты вершины $(x_0; y_0)$ найдем по формулам:
$$x_0 = -\frac{b}{2a} = -\frac{0}{2 \cdot 1} = 0$$
$$y_0 = 0^2 - 4 = -4$$
Координаты вершины: $(0; -4)$.
* **Ось параболы:**
Осью симметрии параболы является вертикальная прямая, проходящая через ее вершину:
$$x = 0$$
(совпадает с осью ординат $Oy$).
* **Построение графика:**
Коэффициент $a = 1 > 0$, следовательно, ветви параболы направлены вверх.
Найдем точки пересечения с осями координат и дополнительные точки для построения:
— с осью $Ox$ ($y = 0$): $x^2 - 4 = 0 \implies x_1 = -2$, $x_2 = 2$, точки $(-2; 0)$ и $(2; 0)$;
— с осью $Oy$ ($x = 0$): $y = -4$, точка $(0; -4)$ — вершина.
Составим таблицу значений:
| $x$ | $-3$ | $-2$ | $-1$ | $0$ | $1$ | $2$ | $3$ |
| :---: | :---: | :---: | :---: | :---: | :---: | :---: | :---: |
| $y$ | $5$ | $0$ | $-3$ | $-4$ | $-3$ | $0$ | $5$ |
Для построения графика отметим вершину $(0; -4)$, проведем ось симметрии $x = 0$, нанесем найденные точки и соединим их плавной линией.
---
**2)** $y = (x - 4)^2$
Уравнение задано в виде $y = (x - x_0)^2 + y_0$, что соответствует сдвигу параболы $y = x^2$ вдоль оси абсцисс.
* **Вершина параболы:**
Так как выражение $(x - 4)^2 \ge 0$, наименьшее значение $y = 0$ достигается при $x = 4$:
$$x_0 = 4, \quad y_0 = 0$$
Координаты вершины: $(4; 0)$.
* **Ось параболы:**
Прямая, проходящая через вершину:
$$x = 4$$
* **Построение графика:**
Коэффициент $a = 1 > 0$, ветви направлены вверх. График касается оси $Ox$ в вершине $(4; 0)$.
Пересечение с осью $Oy$ ($x = 0$): $y = (0 - 4)^2 = 16$.
Составим таблицу симметричных относительно оси $x = 4$ значений:
| $x$ | $1$ | $2$ | $3$ | $4$ | $5$ | $6$ | $7$ |
| :---: | :---: | :---: | :---: | :---: | :---: | :---: | :---: |
| $y$ | $9$ | $4$ | $1$ | $0$ | $1$ | $4$ | $9$ |
Для построения графика отметим вершину $(4; 0)$, проведем штриховой линией ось симметрии $x = 4$, нанесем точки из таблицы и проведем через них плавную параболу.
---
**3)** $y = x^2 - 4x + 4$
Выделим полный квадрат двучлена:
$$y = (x - 2)^2$$
Здесь $a = 1$, $b = -4$, $c = 4$.
* **Вершина параболы:**
$$x_0 = -\frac{b}{2a} = -\frac{-4}{2 \cdot 1} = 2$$
$$y_0 = 2^2 - 4 \cdot 2 + 4 = 0$$
Координаты вершины: $(2; 0)$.
* **Ось параболы:**
Вертикальная прямая:
$$x = 2$$
* **Построение графика:**
Коэффициент $a = 1 > 0$, ветви направлены вверх.
Точка пересечения с осью $Oy$ ($x = 0$): $y = 4$, точка $(0; 4)$.
Симметричная ей относительно оси $x = 2$ точка: $(4; 4)$.
Составим таблицу значений:
| $x$ | $0$ | $1$ | $2$ | $3$ | $4$ |
| :---: | :---: | :---: | :---: | :---: | :---: |
| $y$ | $4$ | $1$ | $0$ | $1$ | $4$ |
Для построения графика отметим вершину $(2; 0)$, ось $x = 2$, нанесем точки $(0; 4)$, $(1; 1)$, $(3; 1)$, $(4; 4)$ и соединим их плавной кривой.
---
**4)** $y = 2x^2 + x - 3$
Коэффициенты квадратного трехчлена: $a = 2$, $b = 1$, $c = -3$.
* **Вершина параболы:**
$$x_0 = -\frac{b}{2a} = -\frac{1}{2 \cdot 2} = -\frac{1}{4} = -0{,}25$$
$$y_0 = 2 \cdot \left(-\frac{1}{4}\right)^2 + \left(-\frac{1}{4}\right) - 3 = 2 \cdot \frac{1}{16} - \frac{1}{4} - 3 = \frac{1}{8} - \frac{2}{8} - 3 = -3\frac{1}{8} = -3{,}125$$
Координаты вершины: $(-0{,}25; -3{,}125)$.
* **Ось параболы:**
Вертикальная прямая:
$$x = -0{,}25$$
* **Построение графика:**
Коэффициент $a = 2 > 0$, ветви параболы направлены вверх.
Найдем точки пересечения с осями координат:
— с осью $Ox$ ($y = 0$):
$$2x^2 + x - 3 = 0$$
$$D = 1^2 - 4 \cdot 2 \cdot (-3) = 1 + 24 = 25 = 5^2$$
$$x_1 = \frac{-1 - 5}{2 \cdot 2} = -\frac{6}{4} = -1{,}5, \quad x_2 = \frac{-1 + 5}{2 \cdot 2} = \frac{4}{4} = 1$$
Точки пересечения с осью абсцисс: $(-1{,}5; 0)$ и $(1; 0)$.
— с осью $Oy$ ($x = 0$): $y = -3$, точка $(0; -3)$.
Симметричная ей точка: $(-0{,}5; -3)$.
Составим таблицу значений:
| $x$ | $-2$ | $-1{,}5$ | $-1$ | $-0{,}25$ | $0$ | $0{,}5$ | $1$ |
| :---: | :---: | :---: | :---: | :---: | :---: | :---: | :---: |
| $y$ | $3$ | $0$ | $-2$ | $-3{,}125$ | $-3$ | $-2$ | $0$ |
Для построения графика на координатной плоскости отметим вершину $(-0{,}25; -3{,}125)$, проведем ось симметрии $x = -0{,}25$, нанесем нули функции $(-1{,}5; 0)$, $(1; 0)$ и вспомогательные точки, после чего соединим их плавной линией.