เตรียมทหาร
› คณิตศาสตร์
กราฟของฟังก์ชันกำลังสอง — แนวข้อสอบเตรียมทหาร พร้อมเฉลย
โจทย์ตัวอย่าง 3 ข้อ แนวละ 1 ข้อ เรียงจากง่ายไปยาก
· ในคลังของเรามีหัวข้อนี้ 20 ข้อ จาก 7 แนว
· ลองคิดคำตอบในใจก่อน แล้วค่อยกดดูเฉลย
สิ่งที่ต้องรู้เรื่องกราฟของฟังก์ชันกำลังสอง
รูปร่างของกราฟ y = ax² + bx + c
a > 0 กราฟหงาย (มีค่าต่ำสุด ) · a < 0 กราฟคว่ำ (มีค่าสูงสุด )
จุดยอดอยู่ที่ x = −b ÷ (2a) แล้วแทนค่ากลับหา y
รูปจุดยอด y = a(x − h)² + k: จุดยอด (h, k) · แกนสมมาตร x = h · ค่าสูงสุดหรือต่ำสุดคือ k
จุดตัดแกน y = (0, c) · จุดตัดแกน x = คำตอบของ ax² + bx + c = 0
จุดตัดแกน x สองจุดสมมาตรกันรอบแกนสมมาตร ⇒ h = ค่าเฉลี่ยของจุดตัดแกน x ทั้งสอง
การเลื่อนและสะท้อนกราฟ
y = a(x − h)² + k คือกราฟ y = ax² ที่เลื่อนไปทางขวา h หน่วยและขึ้น k หน่วย
สะท้อนกับแกน x: เปลี่ยน y เป็น −y (กราฟหงายกลายเป็นคว่ำ) · จุดยอด (h, k) กลายเป็น (h, −k)
โจทย์ค่าสูงสุด/ต่ำสุด
เขียนสิ่งที่ถามให้เป็นฟังก์ชันกำลังสองของตัวแปรเดียว แล้วหาจุดยอด
รายรับ = ราคาต่อหน่วย × จำนวนที่ขายได้ — ขึ้นราคาทีละขั้นแล้วลูกค้าลดทีละขั้น ให้ตั้งตัวแปรเป็นจำนวนขั้น
มีเงื่อนไขเชิงเส้นมาด้วย (เช่น x + y = 10) ให้แทนตัวแปรหนึ่งออกก่อน ให้เหลือตัวแปรเดียว
โจทย์สายไฟหรือสะพานโค้ง: วางจุดยอดไว้ที่ (0, k) สมการเป็น y = ax² + k แล้วแทนจุดที่รู้ (เช่น ยอดเสา) เพื่อหา a
พื้นที่สามเหลี่ยมจากจุดตัดกราฟ: หาพิกัดจุดตัดให้ครบก่อน แล้วใช้ ½ × ฐาน × สูง
โจทย์ตัวอย่าง
ข้อ 1
เมื่อ x เป็นจำนวนจริง ฟังก์ชัน f(x) = −x² + 6x + 9 มีค่าสูงสุดเท่าใด
ดูเฉลยและวิธีคิด
ตอบ ค 18
1
ตั้งสมการจากข้อมูล
จัดรูป f(x) = −(x − 3)² + 18
= จัดรูป f(x) = −(x − 3)² + 18
2
คำนวณและตรวจเงื่อนไข
กำลังสองมีค่าไม่ติดลบ และสัมประสิทธิ์ของ x² เป็นลบ จึงได้ f(x) ≤ 18
3
สรุปคำตอบ
เท่ากันเมื่อ x = 3 ซึ่งเป็นจำนวนจริง ดังนั้นค่าสูงสุดเท่ากับ 18
= ดังนั้นค่าสูงสุดเท่ากับ 18
ถ้าตอบข้ออื่น คุณพลาดตรงไหน
ก · ลืมเครื่องหมายลบที่ตำแหน่งจุดยอด
หาตำแหน่งจุดยอดโดยลืมเครื่องหมายลบ แล้วแทนค่าผิดจุด จึงได้ −18 ซึ่งไม่ถูกต้อง แนวแก้คือใช้ตำแหน่งจุดยอดเท่ากับลบของสัมประสิทธิ์กำลังหนึ่ง หารด้วยสองเท่าของสัมประสิทธิ์กำลังสอง
ข · ชดเชยกำลังสองสมบูรณ์ผิดเครื่องหมาย
ตอนจัดรูปกำลังสองสมบูรณ์ บวกค่าชดเชยแทนที่จะลบ จึงได้ 0 ซึ่งไม่ถูกต้อง แนวแก้คือกระจายรูปกำลังสองสมบูรณ์กลับแล้วเทียบพจน์ค่าคงที่กับโจทย์
ง · ตอบตำแหน่งจุดยอดแทนค่าฟังก์ชัน
หยุดที่ตำแหน่งของจุดยอดบนแกนนอน ทั้งที่โจทย์ถามค่าของฟังก์ชัน จึงได้ 3 ซึ่งไม่ถูกต้อง แนวแก้คือแทนตำแหน่งจุดยอดกลับเข้าไปในฟังก์ชันเพื่อหาค่าสุดขีด
จ · ใช้พจน์ค่าคงที่เป็นค่าสุดขีด
ถือว่าพจน์ค่าคงที่ของฟังก์ชันเป็นค่าสุดขีดทันที จึงได้ 9 ซึ่งไม่ถูกต้อง แนวแก้คือจำว่าพจน์ค่าคงที่คือค่าของฟังก์ชันเมื่อตัวแปรเป็นศูนย์ ต้องจัดรูปกำลังสองสมบูรณ์หาจุดยอดก่อน
ข้อ 2
นำกราฟ y = −x² + 6x − 4 เลื่อนขนานด้วยเวกเตอร์ (2, 4) แล้วสะท้อนกราฟที่ได้ในเส้นตรง x = −3 จุดสูงสุดของกราฟสุดท้ายมีพิกัดตรงกับข้อใด
ก
(−11, 9)
ข
(−7, 1)
ค
(5, −15)
ง
(−5, −27)
จ
(−5, 9)
ดูเฉลยและวิธีคิด
ตอบ ก (−11, 9)
1
ตั้งสมการจากข้อมูล
กราฟเดิมคือ y = −(x − 3)² + 5 มีจุดสูงสุด (3, 5)
2
คำนวณและตรวจเงื่อนไข
เลื่อนด้วยเวกเตอร์ (2, 4) ได้จุดสูงสุดใหม่ (5, 9)
3
สรุปคำตอบ
สะท้อนในเส้น x = −3 ได้พิกัด x ใหม่ = 2×(−3) − 5 = −11 ส่วนพิกัด y คงเดิม กราฟยังคว่ำ จุดสูงสุดของกราฟสุดท้ายจึงเป็น (−11, 9)
ถ้าตอบข้ออื่น คุณพลาดตรงไหน
ข · เลื่อนสวนทิศเวกเตอร์
ลบองค์ประกอบของเวกเตอร์ออกจากพิกัดแทนการบวก จากจุดยอด (3, 5) เลื่อนสวนทิศได้ (1, 1) แล้วสะท้อน จึงได้ (−7, 1) ซึ่งไม่ถูกต้อง แนวแก้คือบวกองค์ประกอบของเวกเตอร์เข้ากับพิกัด และถ้าเวกเตอร์มาจากสองจุดให้ใช้จุดปลายลบจุดต้น
ค · สับสนเส้นแนวตั้งกับแนวนอน
เปลี่ยนพิกัด y ทั้งที่เส้นสะท้อนเป็นเส้นแนวตั้ง จากจุดหลังเลื่อน (5, 9) จึงได้ (5, −15) ซึ่งไม่ถูกต้อง แนวแก้คือจำว่าการสะท้อนในเส้นแนวตั้งเปลี่ยนเฉพาะพิกัด x
ง · เริ่มจากจุดยอดผิดเครื่องหมาย
หาพิกัด x ของจุดยอดเดิมโดยลืมเครื่องหมายลบ จึงเริ่มแปลงจากจุดผิด ใช้จุดเริ่ม (−3, −31) เลื่อนได้ (−1, −27) แล้วสะท้อน จึงได้ (−5, −27) ซึ่งไม่ถูกต้อง แนวแก้คือจัดรูปกำลังสองสมบูรณ์เพื่อหาจุดยอดเดิมก่อนแปลง
จ · สะท้อนในแกน y แทนเส้นที่กำหนด
เปลี่ยนพิกัด x เป็นจำนวนตรงข้าม เหมือนสะท้อนในแกน y จากจุดหลังเลื่อน (5, 9) จึงได้ (−5, 9) ซึ่งไม่ถูกต้อง แนวแก้คือใช้ว่าเส้นสะท้อนอยู่กึ่งกลางระหว่างจุดกับภาพ พิกัด x ใหม่จึงเท่ากับสองเท่าของตำแหน่งเส้นลบพิกัด x เดิม
ข้อ 3
ให้ x และ y เป็นจำนวนจริงที่สอดคล้องกับ x − y² = 4 ค่าต่ำสุดของ xy² + 4y² + 5 เท่ากับเท่าใด
ดูเฉลยและวิธีคิด
ตอบ ก 5
1
ตั้งสมการจากข้อมูล
ให้ u = y² จึงได้ u ≥ 0 และจากเงื่อนไขได้ x = u + 4
2
คำนวณและตรวจเงื่อนไข
แทนแล้วนิพจน์เท่ากับ u² + 8u + 5
= แทนแล้วนิพจน์เท่ากับ u² + 8u + 5
3
สรุปคำตอบ
เมื่อ u ≥ 0 ทั้ง u² และ 8u ไม่ติดลบ นิพจน์จึงมีค่าอย่างน้อย 5 และเท่ากันเมื่อ y = 0, x = 4 จุดยอดของพาราโบลาอยู่ที่ u = −4 ซึ่งติดลบ จึงใช้ค่าที่จุดยอดนั้นไม่ได้
ถ้าตอบข้ออื่น คุณพลาดตรงไหน
ข · ใช้จุดยอดผิดเครื่องหมาย
หาจุดยอดโดยลืมเครื่องหมายลบ จึงได้ค่า y² เป็นบวกที่ดูเหมือนใช้ได้ จึงได้ 53 ซึ่งไม่ถูกต้อง แนวแก้คือหาจุดยอดให้ถูกก่อน แล้วตรวจว่าอยู่ในช่วงที่ y² ไม่ติดลบหรือไม่
ค · ถือว่า y² มีค่าน้อยสุดเป็นหนึ่ง
ตัดกรณี y เป็นศูนย์ออก คิดว่า y² น้อยสุดคือ 1 จึงได้ 14 ซึ่งไม่ถูกต้อง แนวแก้คือจำว่า y เป็นจำนวนจริงจึงเป็นศูนย์ได้ y² จึงมีค่าน้อยสุดเป็นศูนย์
ง · ลืมค่าคงที่หลังหาค่าต่ำสุด
ตอบเฉพาะค่าต่ำสุดของพจน์ที่มีตัวแปร จึงได้ 0 ซึ่งไม่ถูกต้อง แนวแก้คือบวกค่าคงที่กลับเข้าไปเพราะค่าคงที่เลื่อนค่าทุกจุดเท่ากัน
จ · คิดว่ากำลังสองของจำนวนลบยังติดลบ
คิดว่า y² เป็น −1 ได้เมื่อ y เป็น −1 จึงได้ −2 ซึ่งไม่ถูกต้อง แนวแก้คือจำว่ากำลังสองของจำนวนจริงไม่ติดลบ เช่น (−1)² เท่ากับ 1
หลุมที่คนพลาดบ่อยในเรื่องกราฟของฟังก์ชันกำลังสอง
ชดเชยกำลังสองสมบูรณ์ผิดเครื่องหมาย
กระจายรูปกำลังสองสมบูรณ์กลับแล้วเทียบพจน์ค่าคงที่กับโจทย์
ใช้พจน์ค่าคงที่เป็นค่าสุดขีด
จำว่าพจน์ค่าคงที่คือค่าของฟังก์ชันเมื่อตัวแปรเป็นศูนย์ ต้องจัดรูปกำลังสองสมบูรณ์หาจุดยอดก่อน
หารด้วยสี่เท่าตอนหาตำแหน่งจุดยอด
ตำแหน่งจุดยอดหารด้วยสองเท่าของสัมประสิทธิ์กำลังสอง ส่วนตัวหารสี่เท่าใช้กับค่าชดเชยเท่านั้น
วัดความสูงจากแกนนอน
วัดความสูงจากจุดยอด V ตั้งฉากลงถึงเส้นตัด
ใช้ระยะถึงจุด P เป็นครึ่งฐาน
แก้สมการหาจุดตัดกับเส้นที่กำหนดจริง แล้ววัดระยะระหว่าง B กับ C
ใช้ความสูงซ้ำเป็นฐาน
แยกฐานจากผลต่างพิกัดแนวนอน และสูงจากผลต่างพิกัด y
เจอข้อไหนเฉลยผิดหรือโจทย์กำกวม บอกเราได้ที่นี่
แนวข้อสอบหัวข้ออื่น
คณิตศาสตร์
สมการและอสมการเชิงเส้น · จำนวนและเลขยกกำลัง · เรขาคณิต (พีทาโกรัส · ความคล้าย · วงกลม · มุม) · พหุนามและการแยกตัวประกอบ · สมการกำลังสอง · อัตราส่วน ร้อยละ และโจทย์ปัญหา · สถิติ · พื้นที่ผิวและปริมาตร · ระบบสมการเชิงเส้น · อัตราส่วนตรีโกณมิติ · เรขาคณิตวิเคราะห์ · หลักการนับเบื้องต้น · ฟังก์ชันเอกซ์โพเนนเชียลและลอการิทึม · ตรรกศาสตร์ · ความน่าจะเป็น · จำนวนจริง (อสมการ · ค่าสัมบูรณ์ · กรณฑ์) · ความสัมพันธ์และฟังก์ชัน · เซต · ลำดับและแบบรูป
วิทยาศาสตร์
พันธะเคมี (สภาพขั้ว · รูปร่างโมเลกุล · ไอออนิก) · แรงและกฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน (รวมความโน้มถ่วงสากล)