260109-test

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严浩
2026-01-09 17:01:17 +08:00
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# 二次函数 $y=-2x^2+8x-3$ 求解报告
## 1. 🎯 问题描述
已知二次函数 $y=-2x^2+8x-3$,求:
1. 函数的顶点坐标
2. 函数的最大值
## 2. ✅ 最终结论
该二次函数的顶点坐标为 $(2, 5)$。
由于二次项系数 $-2 < 0$,抛物线开口向下,函数在顶点处取得最大值,最大值为 $5$。
## 3. 📈 可视化
![函数图像](figure.png)
**图表说明**
- 蓝色曲线:二次函数 $y = -2x^2 + 8x - 3$ 的图像
- 红色圆点:函数的顶点 $(2, 5)$,也是函数的最高点
## 4. 🧠 数学建模与解题过程
<details>
<summary><strong>点击展开</strong></summary>
**问题分析**
这是一个标准的二次函数性质分析问题。二次函数的一般形式为 $y = ax^2 + bx + c$。
本题中,$a = -2, b = 8, c = -3$。
**方法选择**
可以通过配方法将一般式转化为顶点式 $y = a(x-h)^2 + k$,从而直接读出顶点 $(h, k)$ 和最值。
也可以利用导数法求极值点。
这里我们使用 SymPy 进行符号计算,通过求导数的方法来确定顶点和最值。
**推导过程**
1. **求导数**
对 $y = -2x^2 + 8x - 3$ 关于 $x$ 求导:
$$ \frac{dy}{dx} = -4x + 8 $$
2. **求驻点**
令导数为 0解方程
$$ -4x + 8 = 0 \implies x = 2 $$
3. **求顶点坐标**
将 $x = 2$ 代入原函数求 $y$
$$ y = -2(2)^2 + 8(2) - 3 = -8 + 16 - 3 = 5 $$
所以顶点坐标为 $(2, 5)$。
4. **判断最值**
计算二阶导数:
$$ \frac{d^2y}{dx^2} = -4 $$
因为二阶导数小于 0说明该驻点是极大值点。
对于二次函数,极大值即为全局最大值。
</details>
## 5. 📊 运行结果
<details>
<summary><strong>点击展开</strong></summary>
```
Critical points (x): [2]
Vertex: (2, 5)
Second derivative: -4
The vertex is a maximum.
Maximum value: 5
```
</details>