初等代数示例

$s = - 16 t^{2} + 32 t$

解题步骤 1

确定给定抛物线的性质。

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解题步骤 1.1

将方程重写为顶点式。

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解题步骤 1.1.1

对 $- 16 x^{2} + 32 x$ 进行配方。

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解题步骤 1.1.1.1

使用 $a x^{2} + b x + c$ 的形式求 $a$ 、 $b$ 和 $c$ 的值。

$a = - 16$

$b = 32$

$c = 0$

解题步骤 1.1.1.2

思考一下抛物线的顶点形式。

$a {(x + d)}^{2} + e$

解题步骤 1.1.1.3

使用公式 $d = \frac{b}{2 a}$ 求 $d$ 的值。

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解题步骤 1.1.1.3.1

将 $a$ 和 $b$ 的值代入公式 $d = \frac{b}{2 a}$ 。

$d = \frac{32}{2 \cdot - 16}$

解题步骤 1.1.1.3.2

化简右边。

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解题步骤 1.1.1.3.2.1

约去 $32$ 和 $2$ 的公因数。

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解题步骤 1.1.1.3.2.1.1

从 $32$ 中分解出因数 $2$ 。

$d = \frac{2 \cdot 16}{2 \cdot - 16}$

解题步骤 1.1.1.3.2.1.2

约去公因数。

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解题步骤 1.1.1.3.2.1.2.1

从 $2 \cdot - 16$ 中分解出因数 $2$ 。

$d = \frac{2 \cdot 16}{2 (- 16)}$

解题步骤 1.1.1.3.2.1.2.2

约去公因数。

$d = \frac{2 \cdot 16}{2 \cdot - 16}$

解题步骤 1.1.1.3.2.1.2.3

重写表达式。

$d = \frac{16}{- 16}$

解题步骤 1.1.1.3.2.2

约去 $16$ 和 $- 16$ 的公因数。

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解题步骤 1.1.1.3.2.2.1

从 $16$ 中分解出因数 $16$ 。

$d = \frac{16 (1)}{- 16}$

解题步骤 1.1.1.3.2.2.2

移动 $\frac{1}{- 1}$ 中分母的负号。

$d = - 1 \cdot 1$

解题步骤 1.1.1.3.2.3

将 $- 1$ 乘以 $1$ 。

$d = - 1$

解题步骤 1.1.1.4

使用公式 $e = c - \frac{b^{2}}{4 a}$ 求 $e$ 的值。

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解题步骤 1.1.1.4.1

将 $c$ 、 $b$ 和 $a$ 的值代入公式 $e = c - \frac{b^{2}}{4 a}$ 。

$e = 0 - \frac{32^{2}}{4 \cdot - 16}$

解题步骤 1.1.1.4.2

化简右边。

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解题步骤 1.1.1.4.2.1

化简每一项。

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解题步骤 1.1.1.4.2.1.1

对 $32$ 进行 $2$ 次方运算。

$e = 0 - \frac{1024}{4 \cdot - 16}$

解题步骤 1.1.1.4.2.1.2

将 $4$ 乘以 $- 16$ 。

$e = 0 - \frac{1024}{- 64}$

解题步骤 1.1.1.4.2.1.3

用 $1024$ 除以 $- 64$ 。

$e = 0 - - 16$

解题步骤 1.1.1.4.2.1.4

将 $- 1$ 乘以 $- 16$ 。

$e = 0 + 16$

解题步骤 1.1.1.4.2.2

将 $0$ 和 $16$ 相加。

$e = 16$

解题步骤 1.1.1.5

将 $a$ 、 $d$ 和 $e$ 的值代入顶点式 $- 16 {(x - 1)}^{2} + 16$ 。

$- 16 {(x - 1)}^{2} + 16$

解题步骤 1.1.2

将 $y$ 设为等于右边新的值。

$y = - 16 {(x - 1)}^{2} + 16$

解题步骤 1.2

使用顶点式 $y = a {(x - h)}^{2} + k$ 求 $a$ 、 $h$ 和 $k$ 的值。

$a = - 16$

$h = 1$

$k = 16$

解题步骤 1.3

因为 $a$ 的值是负数，所以该抛物线开口向下。

开口向下

解题步骤 1.4

求顶点 $(h, k)$ 。

$(1, 16)$

解题步骤 1.5

求 $p$ ，即从顶点到焦点的距离。

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解题步骤 1.5.1

使用以下公式求从抛物线顶点到焦点的距离。

$\frac{1}{4 a}$

解题步骤 1.5.2

将 $a$ 的值代入公式中。

$\frac{1}{4 \cdot - 16}$

解题步骤 1.5.3

化简。

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解题步骤 1.5.3.1

将 $4$ 乘以 $- 16$ 。

$\frac{1}{- 64}$

解题步骤 1.5.3.2

将负号移到分数的前面。

$- \frac{1}{64}$

解题步骤 1.6

求焦点。

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解题步骤 1.6.1

如果抛物线开口向上或向下，则可通过让 $p$ 加上 y 轴坐标 $k$ 求得抛物线的焦点。

$(h, k + p)$

解题步骤 1.6.2

将 $h$ 、 $p$ 和 $k$ 的已知值代入公式并化简。

$(1, \frac{1023}{64})$

解题步骤 1.7

通过找出经过顶点和焦点的直线，确定对称轴。

$x = 1$

解题步骤 1.8

求准线。

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解题步骤 1.8.1

如果抛物线开口向上或向下，那么抛物线的准线为通过从顶点的 y 坐标 $k$ 减去 $p$ 求得的水平线。

$y = k - p$

解题步骤 1.8.2

将 $p$ 和 $k$ 的已知值代入公式并化简。

$y = \frac{1025}{64}$

解题步骤 1.9

使用抛物线的性质分析抛物线并画出其图像。

方向：开口向下

顶点： $(1, 16)$

焦点： $(1, \frac{1023}{64})$

对称轴： $x = 1$

准线： $y = \frac{1025}{64}$

方向：开口向下

顶点： $(1, 16)$

焦点： $(1, \frac{1023}{64})$

对称轴： $x = 1$

准线： $y = \frac{1025}{64}$

解题步骤 2

选取几个 $x$ 的值，将其代入方程以求对应的 $y$ 值，所选取的 $x$ 值应在顶点附近。

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解题步骤 2.1

使用表达式中的 $0$ 替换变量 $x$ 。

$f (0) = - 16 {(0)}^{2} + 32 (0)$

解题步骤 2.2

化简结果。

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解题步骤 2.2.1

化简每一项。

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解题步骤 2.2.1.1

对 $0$ 进行任意正数次方的运算均得到 $0$ 。

$f (0) = - 16 \cdot 0 + 32 (0)$

解题步骤 2.2.1.2

将 $- 16$ 乘以 $0$ 。

$f (0) = 0 + 32 (0)$

解题步骤 2.2.1.3

将 $32$ 乘以 $0$ 。

$f (0) = 0 + 0$

解题步骤 2.2.2

将 $0$ 和 $0$ 相加。

$f (0) = 0$

解题步骤 2.2.3

最终答案为 $0$ 。

$0$

解题步骤 2.3

$y$ 在 $x = 0$ 处的值为 $0$ 。

$y = 0$

解题步骤 2.4

使用表达式中的 $2$ 替换变量 $x$ 。

$f (2) = - 16 {(2)}^{2} + 32 (2)$

解题步骤 2.5

化简结果。

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解题步骤 2.5.1

化简每一项。

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解题步骤 2.5.1.1

对 $2$ 进行 $2$ 次方运算。

$f (2) = - 16 \cdot 4 + 32 (2)$

解题步骤 2.5.1.2

将 $- 16$ 乘以 $4$ 。

$f (2) = - 64 + 32 (2)$

解题步骤 2.5.1.3

将 $32$ 乘以 $2$ 。

$f (2) = - 64 + 64$

解题步骤 2.5.2

将 $- 64$ 和 $64$ 相加。

$f (2) = 0$

解题步骤 2.5.3

最终答案为 $0$ 。

$0$

解题步骤 2.6

$y$ 在 $x = 2$ 处的值为 $0$ 。

$y = 0$

解题步骤 2.7

利用抛物线的性质和特定点画出其图像。

$\begin{array}{c} x & y \\ 0 & 0 \\ 1 & 16 \\ 2 & 0 \end{array}$

解题步骤 3

利用抛物线的性质和特定点画出其图像。

方向：开口向下

顶点： $(1, 16)$

焦点： $(1, \frac{1023}{64})$

对称轴： $x = 1$

准线： $y = \frac{1025}{64}$

$\begin{array}{c} x & y \\ 0 & 0 \\ 1 & 16 \\ 2 & 0 \end{array}$

解题步骤 4

初等代数 示例

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