Построение графика зависимости y = x2

Рассмотрим зависимость между x и y, выражающуюся формулой:

y = x2.     (1)

В такой зависимости находятся длина (x) стороны квадрата и его площадь (y).

Для построения графика мы будем поступать так же, как поступали раньше при построении графиков линейной зависимости (см. § 74 и 75) и обратной пропорциональности (§ 76).

Составим, например, такую таблицу значений x и соответствующих значений y:


Построим по таблице точки (черт. 50) на координатной плоскости. Если будем давать x значения, промежуточные между уже взятыми, то точки расположатся на плоскости плотнее. При всевозможных значениях x все точки расположатся на некоторой линии (кривой) называемой параболой (черт. 51).

Из чертежа 51 видно, что весь график расположится в верхней полуплоскости (т. е. выше оси абсцисс) и лишь одна его точка O (0, 0) лежит на оси абсцисс.

Это и понятно: y есть квадрат числа x, поэтому y не может иметь отрицательных значений; запишем это так: (читают: y – неотрицательное число).

Мы видим далее, что все точки графика расположены попарно симметрично относительно оси ординат. Это и понятно. Так как (–3)2 = 32; (–5)2 = 52 и вообще (–a)2 = a2, то точки, имеющие абсциссы, одинаковые по абсолютной величине, но противоположные по знаку, имеют одинаковые ординаты. Значит, каждой точке A (x; y) графика соответствует точка B (–x; y) того же графика, расположенная по другую сторону оси ординат на том же расстоянии от этой оси. Таким образом, ось ординат является осью симметрии графика зависимости y = x2.

Аккуратно построенный график (например, на миллиметровой бумаге) можно использовать для приближенного возведения чисел в квадрат, если не требуется большая точность вычислений.

Пусть, например, требуется найти квадрат числа 3,2. На оси абсцисс находим точку 3,2 (точка A) и из нее проводим перпендикуляр к оси абсцисс до пересечения с графиком в точке M. Ордината этой точки, приблизительно равная 10,2, и даст приближенное значение квадрата числа 3,2 (точное значение 10,24). Ординату можно найти или измерив длину перпендикуляра AM, или опустив из точки M перпендикуляр на ось ординат. Полученная точка на оси ординат покажет величину квадрата данного числа.

Примечание. Ввиду симметрии графика для практических вычислений достаточно начертить только ту его часть, которая расположена в первой четверти координатной плоскости. В самом деле, квадрат положительного числа находится непосредственно по графику; если же нужно найти квадрат отрицательного числа, например –3,6, то ищем по графику квадрат числа 3,6, противоположного данному.