Чтобы построить график функции ( y = x^2 - x ) на промежутке от (-1) до (2) с шагом (0.2), нам нужно вычислить значения ( y ) для каждого значения ( x ) в заданном диапазоне. Давайте разберем процесс пошагово.
1. Формула функции
Функция задана как:
[
y = x^2 - x
]
Это квадратичная функция (парабола), где ( x^2 ) является квадратичным членом, а (-x) — линейным.
2. Промежуток и шаг
Диапазон ( x ) задан от (-1) до (2) включительно, с шагом ( 0.2 ). Это значит, что нужно взять значения:
[
x = -1, -0.8, -0.6, -0.4, -0.2, 0, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8, 1, 1.2, 1.4, 1.6, 1.8, 2
]
3. Вычисление значений ( y )
Теперь мы подставляем каждое значение ( x ) в формулу ( y = x^2 - x ) и вычисляем соответствующее значение ( y ):
- Для ( x = -1 ): ( y = (-1)^2 - (-1) = 1 + 1 = 2 )
- Для ( x = -0.8 ): ( y = (-0.8)^2 - (-0.8) = 0.64 + 0.8 = 1.44 )
- Для ( x = -0.6 ): ( y = (-0.6)^2 - (-0.6) = 0.36 + 0.6 = 0.96 )
- Для ( x = -0.4 ): ( y = (-0.4)^2 - (-0.4) = 0.16 + 0.4 = 0.56 )
- Для ( x = -0.2 ): ( y = (-0.2)^2 - (-0.2) = 0.04 + 0.2 = 0.24 )
- Для ( x = 0 ): ( y = 0^2 - 0 = 0 )
- Для ( x = 0.2 ): ( y = (0.2)^2 - 0.2 = 0.04 - 0.2 = -0.16 )
- Для ( x = 0.4 ): ( y = (0.4)^2 - 0.4 = 0.16 - 0.4 = -0.24 )
- Для ( x = 0.6 ): ( y = (0.6)^2 - 0.6 = 0.36 - 0.6 = -0.24 )
- Для ( x = 0.8 ): ( y = (0.8)^2 - 0.8 = 0.64 - 0.8 = -0.16 )
- Для ( x = 1 ): ( y = 1^2 - 1 = 1 - 1 = 0 )
- Для ( x = 1.2 ): ( y = (1.2)^2 - 1.2 = 1.44 - 1.2 = 0.24 )
- Для ( x = 1.4 ): ( y = (1.4)^2 - 1.4 = 1.96 - 1.4 = 0.56 )
- Для ( x = 1.6 ): ( y = (1.6)^2 - 1.6 = 2.56 - 1.6 = 0.96 )
- Для ( x = 1.8 ): ( y = (1.8)^2 - 1.8 = 3.24 - 1.8 = 1.44 )
- Для ( x = 2 ): ( y = (2)^2 - 2 = 4 - 2 = 2 )
Итак, у нас есть таблица значений:
[
\begin{array}{|c|c|}
\hline
x & y \
\hline
-1 & 2 \
-0.8 & 1.44 \
-0.6 & 0.96 \
-0.4 & 0.56 \
-0.2 & 0.24 \
0 & 0 \
0.2 & -0.16 \
0.4 & -0.24 \
0.6 & -0.24 \
0.8 & -0.16 \
1 & 0 \
1.2 & 0.24 \
1.4 & 0.56 \
1.6 & 0.96 \
1.8 & 1.44 \
2 & 2 \
\hline
\end{array}
]
4. Построение графика
Для построения графика можно сделать следующее:
Ручной способ:
- На координатной плоскости нанесите точки ( (x, y) ), соответствующие рассчитанным значениям.
- Соедините точки плавной кривой, так как функция квадратичная и график будет иметь форму параболы.
С помощью программ:
- В Excel: Введите значения ( x ) и ( y ), постройте график типа "Сглаженная кривая".
- В Python: Используйте библиотеку matplotlib. Код может выглядеть так:
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
# Создаем массив значений x
x = np.arange(-1, 2.2, 0.2) # Промежуток от -1 до 2 с шагом 0.2
y = x**2 - x # Вычисляем значения y
# Строим график
plt.plot(x, y, marker='o', label='y = x^2 - x')
# Настройки графика
plt.title('График функции y = x^2 - x')
plt.xlabel('x')
plt.ylabel('y')
plt.axhline(0, color='black',linewidth=0.5) # Линия оси x
plt.axvline(0, color='black',linewidth=0.5) # Линия оси y
plt.grid(color = 'gray', linestyle = '--', linewidth = 0.5) # Сетка
plt.legend()
plt.show()
5. Особенности графика
График функции ( y = x^2 - x ):
- Это парабола, ветви которой направлены вверх (так как коэффициент при ( x^2 ) положительный).
- Вершина параболы находится в точке ( x = 0.5 ), ( y = -0.25 ) (можно найти, если использовать формулу вершины ( x = -b / 2a ), где ( a = 1 ), ( b = -1 )).
- Функция пересекает ось ( x ) в точках ( x = 0 ) и ( x = 1 ) (решения уравнения ( x^2 - x = 0 )).
Таким образом, вы можете построить график функции ( y = x^2 - x ) и увидеть, как она выглядит в заданном диапазоне.