已知4个点求过原点的三次函数解析式
没问题,我来一步步带你推导这个三次函数的解析式,过程很清晰的~
1. 设定函数表达式
因为是过原点的三次函数,三次函数的一般形式是 y = ax³ + bx² + cx + d,当x=0时y=0,代入后直接得出d=0,所以我们可以把函数简化为:y = ax³ + bx² + cx
这里的a、b、c就是我们需要求解的未知系数。
2. 代入已知点得到方程组
现在把三个已知点分别代入上面的表达式,得到三个方程:
- 代入点$(1, 3)$:
当x=1,y=3时,代入得:a(1)³ + b(1)² + c(1) = 3,简化后为:a + b + c = 3--- 方程(1) - 代入点$(2, 6)$:
当x=2,y=6时,代入得:a(2)³ + b(2)² + c(2) = 6,计算后两边除以2简化为:4a + 2b + c = 3--- 方程(2) - 代入点$(-1, 10)$:
当x=-1,y=10时,代入得:a(-1)³ + b(-1)² + c(-1) = 10,计算后简化为:-a + b - c = 10--- 方程(3)
3. 解三元一次方程组
现在我们有三个方程,接下来通过消元法逐步求解:
首先,把方程(1)和方程(3)相加,可以直接消去a和c:
$(a + b + c) + (-a + b - c) = 3 + 10$
计算得:$2b = 13$,所以 $b = \frac{13}{2} = 6.5$
接下来,把b的值代入方程(1),得到:$a + c = 3 - b = 3 - \frac{13}{2} = -\frac{7}{2}$ --- 方程(4)
再把b的值代入方程(2),得到:$4a + 2\times\frac{13}{2} + c = 3$,计算后简化为:$4a + c = -10$ --- 方程(5)
然后用方程(5)减去方程(4),消去c:
$(4a + c) - (a + c) = -10 - (-\frac{7}{2})$
计算得:$3a = -\frac{13}{2}$,所以 $a = -\frac{13}{6}$
最后把a的值代入方程(4),求出c:
$c = -\frac{7}{2} - a = -\frac{7}{2} - (-\frac{13}{6}) = -\frac{4}{3}$
4. 写出最终的函数解析式
把求得的a、b、c代入简化后的函数式,得到:y = -\frac{13}{6}x³ + \frac{13}{2}x² - \frac{4}{3}x
如果觉得分数不太直观,也可以两边乘以6消去分母,写成整数形式:6y = -13x³ + 39x² - 8x,或者整理为 y = \frac{-13x³ + 39x² - 8x}{6}
你可以把三个点代回去验证一下,确保结果是正确的~
内容的提问来源于stack exchange,提问作者Haotian H.

