📈 이차함수 그래프 — 직접 조작
$y = ax^2 + bx + c$ 의 $a, b, c$ 를 움직여 포물선이 어떻게 변하는지, 판별식 $D$ 와 x축 교점이 어떻게 연결되는지 보자.
🔑 읽는 법
• $a$ 의 부호: $a>0$ 아래로 볼록(∪), $a<0$ 위로 볼록(∩) · $|a|$ 클수록 폭 좁음
•
꼭짓점 $x = -\dfrac{b}{2a}$ ·
x축 교점 = 이차방정식 $ax^2+bx+c=0$ 의 실근
• 판별식 $D=b^2-4ac$: $D>0$ 두 점, $D=0$ 한 점(접함), $D<0$ 안 만남
📏 범위가 있으면 — 꼭짓점이 안인지 먼저
정의역이 $0 \le x \le 3$ 처럼 제한되면 최대·최소를 이렇게 찾는다.
① 꼭짓점의 $x$ 가
구간 안에 있는지 본다. 있으면 그 값이 최소(아래로 볼록일 때)다.
② 그다음
양 끝점의 함숫값을 구해 비교한다.
예 — $y = x^2 - 4x + 1 = (x-2)^2 - 3$ 을 $0 \le x \le 3$ 에서 보면 꼭짓점 $x = 2$ 가 구간 안이라 최솟값 $-3$, 끝점은 $f(0) = 1$, $f(3) = -2$ 라 최댓값 1.
꼭짓점이
구간 밖이면 최대·최소가 둘 다 끝점에서 나온다.
↔️ 평행이동 = 꼭짓점 옮기기
그래프를 $x$ 축 방향으로 $m$, $y$ 축 방향으로 $n$ 만큼 옮기면
꼭짓점도 그만큼 움직인다.
예 — $y = x^2 - 4x + 7 = (x-2)^2 + 3$ 의 꼭짓점 $(2, 3)$ 을 $x$ 축 방향 $-1$, $y$ 축 방향 $+2$ 만큼 옮기면 $(1, 5)$.
식으로 확인할 때는 $x$ 자리에 $x - m$ 을 넣는다 — 왼쪽으로 1만큼 옮기면 식에서는 $x + 1$ 이 되어
부호가 반대로 보인다. 밖에 더해지는 $n$ 은 방향이 그대로다.
(규칙으로서의 평행이동은 공통수학2 '도형의 이동'에서 다시 다룬다.)
🧷 꼭짓점 꼴로 식 세우기 — 지나는 점으로 a를 정한다
꼭짓점이 $(p, q)$ 이면 $y = a(x-p)^2 + q$ 로 놓는다. 꼭짓점만으로는
폭($a$)이 정해지지 않으므로 지나는 점 하나를 대입해 $a$ 를 구한다.
예 — 꼭짓점 $(1, -4)$ 이고 점 $(3, 4)$ 를 지나면 $a(3-1)^2 - 4 = 4$ → $4a = 8$ → $a = 2$. 식은 $y = 2(x-1)^2 - 4 = 2x^2 - 4x - 2$.
마지막 전개에서 상수항 두 개($a p^2$ 과 $q$)를 함께 더하는 자리, 그리고 $(x - p)$ 의
부호가 실점 지점이다.