二次函数的一般式为 $y = ax^2 + bx + c$,其中 $a \neq 0$。化为顶点式的步骤如下:
提取二次项系数:
将二次项系数 $a$ 提取出来,得到:
$$
y = a(x^2 + \frac{b}{a}x) + c
$$
配方:
为了将 $x^2 + \frac{b}{a}x$ 配成完全平方,需要加上并减去 $\left(\frac{b}{2a}\right)^2$,即:
$$
y = a(x^2 + \frac{b}{a}x + \left(\frac{b}{2a}\right)^2 - \left(\frac{b}{2a}\right)^2) + c
$$
化简:
将前面的部分写成完全平方的形式,并将常数项合并,得到:
$$
y = a\left(x + \frac{b}{2a}\right)^2 - \frac{b^2}{4a} + c
$$
$$
y = a\left(x + \frac{b}{2a}\right)^2 + \frac{4ac - b^2}{4a}
$$
因此,二次函数 $y = ax^2 + bx + c$ 化为顶点式的结果是:
$$
y = a\left(x + \frac{b}{2a}\right)^2 + \frac{4ac - b^2}{4a}
$$
其中,抛物线的顶点坐标为 $\left(-\frac{b}{2a}, \frac{4ac - b^2}{4a}\right)$。