Math Problem Statement

Comment déterminer la forme fondamentale de f, une fonction quadratique dont le graphe est une parabole ayant la droite x=-1 comme axe de symétrie et passant par les points A(1;0) et B(-2;3)?

Solution

Pour déterminer la forme fondamentale d'une fonction quadratique f(x)f(x), il faut utiliser les informations données. La forme générale d'une fonction quadratique est :

f(x)=a(xh)2+kf(x) = a(x - h)^2 + k

(h,k)(h, k) est le sommet de la parabole, et aa est un coefficient à déterminer. Comme on sait que la parabole a pour axe de symétrie x=1x = -1, cela signifie que h=1h = -1. Ainsi, la fonction prend la forme :

f(x)=a(x+1)2+kf(x) = a(x + 1)^2 + k

Étape 1 : Utilisation des points A(1,0)A(1, 0) et B(2,3)B(-2, 3)

Nous avons deux points par lesquels la parabole passe : A(1,0)A(1, 0) et B(2,3)B(-2, 3). En remplaçant les coordonnées de ces points dans l'équation de la fonction, nous allons obtenir un système d'équations pour déterminer aa et kk.

  1. Pour A(1,0)A(1, 0) :

f(1)=a(1+1)2+k=0f(1) = a(1 + 1)^2 + k = 0 4a+k=0(1)4a + k = 0 \quad \text{(1)}

  1. Pour B(2,3)B(-2, 3) :

f(2)=a(2+1)2+k=3f(-2) = a(-2 + 1)^2 + k = 3 a(1)2+k=3a(1)^2 + k = 3 a+k=3(2)a + k = 3 \quad \text{(2)}

Étape 2 : Résolution du système d'équations

Nous avons maintenant le système suivant :

4a+k=0(1)4a + k = 0 \quad \text{(1)} a+k=3(2)a + k = 3 \quad \text{(2)}

Résolvons ce système.

  • De la première équation 4a+k=04a + k = 0, on obtient k=4ak = -4a.
  • Substituons cette valeur de kk dans la deuxième équation :

a4a=3a - 4a = 3 3a=3-3a = 3 a=1a = -1

  • Maintenant, remplaçons a=1a = -1 dans k=4ak = -4a :

k=4(1)=4k = -4(-1) = 4

Étape 3 : Forme finale

En remplaçant a=1a = -1 et k=4k = 4 dans l'équation de la fonction, on obtient la forme quadratique de la fonction :

f(x)=(x+1)2+4f(x) = -(x + 1)^2 + 4

Conclusion

La forme fondamentale de la fonction quadratique est donc :

f(x)=(x+1)2+4f(x) = -(x + 1)^2 + 4

Cela correspond à une parabole concave (car a=1a = -1) ayant pour sommet le point (1,4)(-1, 4) et pour axe de symétrie la droite x=1x = -1.


Voulez-vous des détails supplémentaires ou avez-vous des questions ?

Voici 5 questions pour approfondir :

  1. Comment utiliser le sommet d'une parabole pour déterminer sa forme ?
  2. Pourquoi l'axe de symétrie de la parabole détermine la valeur de hh ?
  3. Comment savoir si la parabole est concave ou convexe en fonction du signe de aa ?
  4. Comment utiliser un autre point pour vérifier que la fonction quadratique est correcte ?
  5. Comment résoudre un système d'équations linéaires avec substitution ?

Tip : Si une parabole a un axe de symétrie donné, le sommet est toujours sur cet axe, ce qui simplifie le calcul de la forme quadratique.

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Math Problem Analysis

Mathematical Concepts

Quadratic Functions
Parabolas
Symmetry in Parabolas

Formulas

f(x) = a(x - h)^2 + k

Theorems

Symmetry of Parabolas
System of Linear Equations

Suitable Grade Level

Grades 9-12