Dział MAT.2.1Funkcja kwadratowa w zadaniach — optymalizacja i modelowanie

Funkcja kwadratowa w zadaniach — optymalizacja i modelowanie

Klasa 2PodstawaOptymalizacja z wierzchołka

W zadaniach tekstowych funkcja kwadratowa zwykle opisuje coś, co ma maksimum albo minimum: zysk, pole, wysokość, koszt. Klucz to dobrze wybrać zmienną, ułożyć wzór i odczytać wierzchołek z sensownymi jednostkami.

⏱ ~25 min
Funkcja kwadratowa w zadaniach — optymalizacja i modelowanie

Po co Ci ten temat?

To moment, w którym funkcja kwadratowa przestaje być tylko wzorem — w zadaniach opisuje realną sytuację: największe pole, najmniejszy koszt, najwyższy punkt lotu, maksymalny zysk. Na maturze takie zadania sprawdzają nie tylko rachunki, ale i rozumienie wyniku: musi pasować do treści, jednostek i ograniczeń.

Najważniejsza idea w prostych słowach

Jeśli w zadaniu pojawia się „największe", „najmniejsze", „maksymalny", „minimalny" albo „optymalny", to bardzo często szukasz wierzchołka paraboli. Dla f(x)=ax2+bx+cf(x)=ax^2+bx+c (a0a\neq 0):

p=b2a,q=f(p)p=-\frac{b}{2a},\qquad q=f(p)

Jeśli a>0a>0, to qq jest minimum; jeśli a<0a<0, to qq jest maksimum.

Warunek kluczowy: wierzchołek jest odpowiedzią tylko wtedy, gdy pp należy do dziedziny praktycznej zadania (np. długość >0>0, liczba sztuk całkowita). Dziedzinę ustalamy przed liczeniem wierzchołka.

Infografika

Optymalizacja — od treści do wierzchołka

dziedzina PRZED wierzchołkiem

1

Oznacz zmienną

co oznacza x? podaj jednostkę (m • szt. • s)

2

Zapisz dziedzinę praktyczną

np. x>0 i 40−2x>0 → 0<x<20

3

Ułóż funkcję kwadratową

np. P(x)=x(40−2x)=−2x²+40x

4

Policz wierzchołek

p=−b/2a • q=f(p); a<0 max • a>0 min

5

Sprawdź sens i odpowiedz

czy p∈D? odpowiedz zdaniem z jednostką

Pamiętaj: Najpierw dziedzina, potem wierzchołek. Wierzchołek poza dziedziną nie jest odpowiedzią praktyczną.

Algorytm rozwiązywania zadań krok po kroku

1. Ustal, co oznacza x , i zapisz jednostkę.

🔒 Zaloguj się, aby zobaczyć całość

Przykład

Przykład rozwiązany

Przykład 1 (ogrodzenie przy ścianie). Rolnik ma 40 m siatki na trzy boki prostokątnego wybiegu (czwarty to ściana).

🔒 Zaloguj się, aby zobaczyć całość

Przykład

Typowe pułapki i błędy

- Liczenie tylko wierzchołka. Najpierw ustal dziedzinę praktyczną — nie każdy x ma sens w zadaniu tekstowym.

🔒 Zaloguj się, aby zobaczyć całość

Jak to wygląda na maturze?

Zadania optymalizacyjne na PP zwykle sprowadzają się do funkcji kwadratowej i wierzchołka — często geometria, ekonomia albo ruch ciała. Schemat zdobywania punktów: poprawne oznaczenie zmiennej → ułożenie funkcji → wierzchołek → sprawdze…

🔒 Zaloguj się, aby zobaczyć całość

Kluczowe pojęcia

Modelowanie funkcją kwadratową

Zapisanie sytuacji z zadania jako funkcji f(x)=ax²+bx+c

🔒 Zaloguj się, aby zobaczyć całość

Materiały ZPE

3 materiały
Źródła:MEN Podstawa programowa 2018: Matematyka PPCKE Informator maturalny: matematyka PPCKE arkusze maturalne — matematyka PPZPE: Matematyka