Skip to content

要通过已知的几个点(坐标)来求解抛物线的方程 y=ax2+bx+cy = ax^2 + bx + c,可以利用这些点代入方程得到方程组,然后解方程组求出 aabbcc。以下是具体的求解步骤和案例:

步骤

  1. 代入已知点:将每个已知点的坐标 (x,y)(x, y) 代入 y=ax2+bx+cy = ax^2 + bx + c,得到若干个方程。
  2. 求解方程组:使用这些方程组成的方程组来解出 aabbcc

案例

假设我们有三个已知点:(1,2)(1, 2)(2,3)(2, 3)(3,6)(3, 6)。我们可以按照如下步骤求解抛物线方程。

1. 代入已知点

将点 (1,2)(1, 2) 代入 y=ax2+bx+cy = ax^2 + bx + c,得到:

2=a(1)2+b(1)+ca+b+c=2(1)2 = a(1)^2 + b(1) + c \quad \Rightarrow \quad a + b + c = 2 \quad \text{(1)}

将点 (2,3)(2, 3) 代入 y=ax2+bx+cy = ax^2 + bx + c,得到:

3=a(2)2+b(2)+c4a+2b+c=3(2)3 = a(2)^2 + b(2) + c \quad \Rightarrow \quad 4a + 2b + c = 3 \quad \text{(2)}

将点 (3,6)(3, 6) 代入 y=ax2+bx+cy = ax^2 + bx + c,得到:

6=a(3)2+b(3)+c9a+3b+c=6(3)6 = a(3)^2 + b(3) + c \quad \Rightarrow \quad 9a + 3b + c = 6 \quad \text{(3)}

2. 求解方程组

我们得到以下方程组:

{a+b+c=24a+2b+c=39a+3b+c=6\begin{cases} a + b + c = 2 \\ 4a + 2b + c = 3 \\ 9a + 3b + c = 6 \end{cases}

使用矩阵法或代入法求解这个方程组。这里用矩阵法:

将方程组写成矩阵形式:

(111421931)(abc)=(236)\begin{pmatrix} 1 & 1 & 1 \\ 4 & 2 & 1 \\ 9 & 3 & 1 \end{pmatrix} \begin{pmatrix} a \\ b \\ c \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} 2 \\ 3 \\ 6 \end{pmatrix}

使用高斯消元法解这个线性方程组:

第一步,用第二行减去第一行的4倍:

(111023931)(abc)=(256)\begin{pmatrix} 1 & 1 & 1 \\ 0 & -2 & -3 \\ 9 & 3 & 1 \end{pmatrix} \begin{pmatrix} a \\ b \\ c \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} 2 \\ -5 \\ 6 \end{pmatrix}

第二步,用第三行减去第一行的9倍:

(111023068)(abc)=(2512)\begin{pmatrix} 1 & 1 & 1 \\ 0 & -2 & -3 \\ 0 & -6 & -8 \end{pmatrix} \begin{pmatrix} a \\ b \\ c \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} 2 \\ -5 \\ -12 \end{pmatrix}

第三步,用第三行减去第二行的3倍:

(111023001)(abc)=(253)\begin{pmatrix} 1 & 1 & 1 \\ 0 & -2 & -3 \\ 0 & 0 & 1 \end{pmatrix} \begin{pmatrix} a \\ b \\ c \end{pmatrix} = \begin{pmatrix} 2 \\ -5 \\ 3 \end{pmatrix}

通过回代求出 c=3c = 3,将 cc 代入第二个方程 2b3=5-2b - 3 = -5,解得 b=1b = -1,将 bbcc 代入第一个方程 a1+3=2a - 1 + 3 = 2,解得 a=0a = 0

因此,抛物线的方程为:

y=0x2x+3y=x+3y = 0x^2 - x + 3 \quad \Rightarrow \quad y = -x + 3

结论

这个例子中,通过已知点 (1,2)(1, 2)(2,3)(2, 3)(3,6)(3, 6),我们求得了抛物线的表达式为 y=x+3y = -x + 3