포물선 계산기
수직 포물선의 꼭짓점, 초점, 준선, 대칭축, 초점 거리와 열린 방향을 계산합니다.
포물선 분석
일반형이나 꼭짓점형의 계수를 입력해 포물선의 기하학적 성질을 계산하세요.
y = ax² + bx + c를 사용합니다.
포물선이란?
포물선은 초점이라는 고정된 점과 준선이라는 고정된 직선에서 거리가 같은 평면 위 점들의 집합입니다. 이 기하학적 정의로 이차함수의 익숙한 U자 모양 곡선이 만들어집니다. 모든 수직 포물선에는 꼭짓점을 지나는 수직 대칭축이 있습니다. 최고차항 계수가 양수면 위로 열리고 음수면 아래로 열립니다.
일반형은 함수를 y = ax² + bx + c로 나타내며 a는 0일 수 없습니다. 꼭짓점의 x좌표는 -b를 2a로 나눈 값이고, 이를 방정식에 대입하면 꼭짓점의 y좌표를 얻습니다. 이 계산기는 동치식 k = c - b²/(4a)를 사용합니다. 일반형에서는 y절편이 c임을 바로 알 수 있으며, a의 부호와 크기가 곡선의 방향과 폭을 결정합니다.
꼭짓점형은 같은 함수들을 y = a(x - h)² + k로 나타냅니다. 꼭짓점을 (h, k)로 바로 읽을 수 있고 대칭축은 x = h입니다. 완전제곱식을 만들었거나 y = x²의 그래프를 평행이동한 경우 특히 편리합니다. a의 절댓값이 클수록 그래프는 좁아지고, 절댓값이 0과 1 사이이면 더 넓어집니다. 부호를 바꾸면 꼭짓점을 지나는 수평선을 기준으로 곡선이 대칭이동합니다.
초점과 준선은 초점 매개변수 p에 따라 결정됩니다. 수직 함수형 포물선에서 p는 1을 4a로 나눈 값입니다. 초점은 (h, k + p), 준선은 수평 직선 y = k - p입니다. p의 절댓값은 초점 거리로, 꼭짓점에서 초점 또는 준선까지의 거리입니다. 좁은 포물선은 초점 거리가 짧고 넓은 포물선은 더 깁니다.
포물선은 이차 관계나 반사 성질이 관련된 곳에서 나타납니다. 공기 저항을 무시하면 투사체의 경로는 대략 포물선입니다. 위성 접시 안테나, 전파 안테나, 망원경 거울, 자동차 전조등, 태양광 집광기는 축에 평행한 광선이 초점으로 반사되는 성질을 이용해 포물면 반사기를 사용합니다. 해석기하학에서는 꼭짓점, 축, 초점, 준선을 알면 곡선의 위치와 모양을 완전히 설명할 수 있습니다.
이 계산기는 x의 함수로 표현되는 수직 포물선을 다룹니다. 옆으로 열린 포물선은 x를 y의 함수로 나타내며 수평축, 수직 준선, 다른 위치의 초점이 필요합니다. 지원되는 형태에서는 0이 아닌 a와 나머지 계수를 입력하세요. 결과는 그래프 작성과 확인에 적합하도록 반올림한 소수로 주요 기하학적 성질을 표시합니다.
포물선 예시
| 방정식 | 주요 성질 | 설명 |
|---|---|---|
| y = x² - 4x + 3 | 꼭짓점 (2,-1), 초점 (2,-0.75) | 최고차항 계수가 양수이므로 포물선이 위로 열립니다. |
| y = -0.25(x - 3)² + 2 | 꼭짓점 (3,2), 초점 (3,1) | 여기서는 p = -1이므로 준선은 y = 3입니다. |
| y = 2x² + 8x + 5 | 꼭짓점 (-2,-3), 초점 (-2,-2.875) | 대칭축은 x = -2이고 초점 거리는 0.125입니다. |
포물선 계산기 사용 방법
- y = ax² + bx + c에는 일반형을, y = a(x - h)² + k에는 꼭짓점형을 선택하세요.
- 계수 a와 선택한 형태에 표시된 나머지 두 값을 입력하세요.
- a가 0이 아닌지 확인하세요. 0이면 포물선이 아니라 직선을 나타냅니다.
- 포물선 분석을 클릭해 꼭짓점, 초점, 준선, 축, 초점 거리와 열린 방향을 확인하세요.
포물선 자주 묻는 질문
일반형에서 꼭짓점을 어떻게 구하나요?
-b를 2a로 나누어 h를 구한 뒤, h에서의 함수값으로 k를 구합니다. 꼭짓점은 순서쌍 (h, k)입니다.
포물선이 위나 아래로 열리는 것은 무엇이 결정하나요?
계수 a의 부호가 결정합니다. a가 양수이면 위로, 음수이면 아래로 열립니다.
초점과 준선은 어떻게 계산하나요?
먼저 1을 4a로 나누어 p를 구합니다. 꼭짓점이 (h, k)이면 초점은 (h, k + p)이고 준선은 y = k - p입니다.
계수 a가 0이면 안 되는 이유는 무엇인가요?
a가 0이면 제곱항이 사라져 방정식이 일차 형태가 됩니다. 직선 그래프에는 포물선의 꼭짓점, 초점, 준선이 없습니다.
옆으로 열린 포물선도 지원하나요?
아니요. x에 대한 y의 함수로 나타낸 수직 포물선을 분석합니다. 옆으로 열린 포물선은 x를 종속변수로 하는 형태가 필요하며 대칭축이 수평입니다.