01-基石题-test

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严浩
2026-01-09 17:15:50 +08:00
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@@ -0,0 +1,9 @@
← sh(255) → node(264) → node(478) → zsh(pid=50427)
 args: /bin/zsh -i
🔍 找到真实二进制文件: /usr/local/bin/uv
→ exec /usr/local/bin/uv
Critical points (x): [2]
Vertex: (2, 5)
Second derivative: -4
The vertex is a maximum.
Maximum value: 5

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@@ -0,0 +1,46 @@
# /// script
# requires-python = ">=3.11"
# dependencies = ["numpy", "matplotlib"]
# ///
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt
# 设置字体
plt.rcParams['font.sans-serif'] = ['WenQuanYi Micro Hei', 'Noto Sans CJK SC', 'Microsoft YaHei', 'SimHei', 'SimSun', 'DejaVu Sans']
plt.rcParams['axes.unicode_minus'] = False
# 绑定图像尺寸和 DPI
plt.figure(figsize=(8, 6), dpi=150)
# 定义函数
def f(x):
return -2 * x**2 + 8 * x - 3
# 生成 x 值
x = np.linspace(-1, 5, 400)
y = f(x)
# 绘制函数曲线
plt.plot(x, y, label=r'$y = -2x^2 + 8x - 3$', color='blue')
# 标记顶点 (2, 5)
vertex_x = 2
vertex_y = 5
plt.plot(vertex_x, vertex_y, 'ro', label='顶点 (2, 5)')
plt.annotate(f'({vertex_x}, {vertex_y})', xy=(vertex_x, vertex_y), xytext=(vertex_x + 0.5, vertex_y),
arrowprops=dict(facecolor='black', shrink=0.05))
# 添加坐标轴标签和标题
plt.xlabel('x')
plt.ylabel('y')
plt.title('二次函数 $y = -2x^2 + 8x - 3$ 图像')
plt.axhline(0, color='black',linewidth=0.5)
plt.axvline(0, color='black',linewidth=0.5)
plt.grid(True, linestyle='--', alpha=0.7)
plt.legend()
# 保存图像
plt.savefig('figure.png', bbox_inches='tight')
plt.close()
print("图像已保存: figure.png")

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@@ -0,0 +1,5 @@
← sh(255) → node(264) → node(478) → zsh(pid=50427)
 args: /bin/zsh -i
🔍 找到真实二进制文件: /usr/local/bin/uv
→ exec /usr/local/bin/uv
图像已保存: figure.png

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@@ -0,0 +1,72 @@
# 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>

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@@ -0,0 +1,41 @@
# /// script
# requires-python = ">=3.11"
# dependencies = ["sympy"]
# ///
import sympy as sp
def solve():
x = sp.symbols('x', real=True)
y = -2*x**2 + 8*x - 3
# Find derivative to find critical points
dy_dx = sp.diff(y, x)
critical_points = sp.solve(dy_dx, x)
print(f"Critical points (x): {critical_points}")
if not critical_points:
print("No critical points found.")
return
vertex_x = critical_points[0]
vertex_y = y.subs(x, vertex_x)
print(f"Vertex: ({vertex_x}, {vertex_y})")
# Check second derivative to confirm maximum
d2y_dx2 = sp.diff(dy_dx, x)
print(f"Second derivative: {d2y_dx2}")
if d2y_dx2 < 0:
print("The vertex is a maximum.")
max_val = vertex_y
else:
print("The vertex is a minimum.")
max_val = vertex_y
print(f"Maximum value: {max_val}")
if __name__ == "__main__":
solve()