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第六冊(九年級下學期) • 數位手帳塗鴉學習單
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任務 01

我的數學塗鴉筆記:微笑還是嘟嘴?開口方向看 a 的正負 🧭

班級:
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【偵探任務情境 01】微笑與嘟嘴模型 🎯
小波獸戴著護目鏡觀察拋物線:二次函數 y = ax² 的圖形是一條對稱的拋物線。開口朝哪裡,完全由最高次項係數「a 的正負符號」決定!當 a > 0(正數)時,拋物線就像開懷大笑的笑臉,開口向上,兩端無限向上延伸;當 a < 0(負數)時,拋物線就像難過哭泣的嘟嘴,開口向下,兩端無限向下延伸!請判斷 y = 3x² 與 y = -2x² 的開口方向。

👀 畫給你看 (100% 繁體中文情境圖解)

微笑還是嘟嘴?開口方向看 a 的正負
💡 小波獸看圖心得:
• 核心公式:a > 0 ⇔ 開口向上 (微笑 ∪);a < 0 ⇔ 開口向下 (嘟嘴 ∩)
• 正能量大笑 a > 0 開口向上,負能量嘟嘴 a < 0 開口向下!直接看 x² 前面的係數正負,一秒判定!

💡 偵探白話筆記 (STAR 鷹架思考步驟) (隨堂動手填填看)

  • S 尋找線索 (Search)
    觀察二次函數中 x² 項係數 a 的正負符號:y = 3x² 的 a = 3 > 0;y = -2x² 的 a = -2 < 0。
  • T 轉譯關係 (Translate)
    將代數符號轉譯為幾何開口方向:正數係數開口朝上,負數係數開口朝下。
  • A 求解運算 (Act & Calculate)
    y = 3x² 的圖形開口向上;y = -2x² 的圖形開口向下。
    【範例計算】函數 y = -14x² 中 a = -14 < 0,故開口向下。
  • R 檢核審查 (Review & Reflect)
    檢驗:無論 x 代正數或負數,3x² 恆為正或零(向上延伸),-2x² 恆為負或零(向下延伸),邏輯吻合。

🎯 換你露一手 (馬上練習) (隨堂動手填填看)

【隨堂練功題】判斷二次函數拋物線開口方向:
1. y = 5x² 的 x² 項係數 a = 5 > 0,圖形開口向 (微笑臉 ∪)。
2. y = -7x² 的 x² 項係數 a = -7 < 0,圖形開口向 (嘟嘴哭 ∩)。
3. y = (2 - √5)x²,因 2 < √5,a = 2 - √5 < 0,圖形開口向 。
偵探自我檢核: [   ] 我能藉由觀察 x² 項係數 a 的正負號快速判定拋物線開口方向。 [   ] 我知道 a 為正數開口向上,a 為負數開口向下,與常數項無關。
💡 破案提示小撇步:口訣:『正笑開口朝青天,負哭開口朝地面!』看係數正負就搞定!
任務 02

我的數學塗鴉筆記:胖瘦寬窄吹泡泡:|a| 絕對值決定開口大小 🧭

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【偵探任務情境 02】吹泡泡胖瘦模型 🎯
樹枝上掛著兩隻倒吊怪獸在吹泡泡糖:拋物線的開口「胖還是瘦」,由係數 a 的「絕對值 |a|」全權掌控!比胖瘦時請先「遮住負號不看」:|a| 數字越大,力量越強,把拋物線拉得越緊繃細長(開口越小越瘦);|a| 數字越小(如分數),力量越溫柔,泡泡吹得又大又圓(開口越大越寬越開闊)!請比較 y = -3x² 與 y = -13x² 誰比較瘦。

👀 畫給你看 (100% 繁體中文情境圖解)

胖瘦寬窄吹泡泡:|a| 絕對值決定開口大小
💡 小波獸看圖心得:
• 核心公式:|a| 越大 ⇔ 開口越小 (越窄越瘦);|a| 越小 ⇔ 開口越大 (越寬越胖)
• 遮住負號比大小!|-3| = 3 > |-1/3| = 1/3,數字 3 大力拉扯細長變瘦,數字 1/3 泡泡圓滾滾變胖!

💡 偵探白話筆記 (STAR 鷹架思考步驟) (隨堂動手填填看)

  • S 尋找線索 (Search)
    欲比較 y = -3x² 與 y = -13x² 的開口大小,先取係數絕對值。
  • T 轉譯關係 (Translate)
    計算絕對值:|-3| = 3,|-13| = 13。因為 3 > 13。
  • A 求解運算 (Act & Calculate)
    因為 |-3| > |-13|,故 y = -3x² 的開口較小(較瘦),y = -13x² 的開口較大(較寬)。
    【範例計算】比較 y = 5x² 與 y = 2x²,因 5 > 2,故 y = 5x² 開口較小。
  • R 檢核審查 (Review & Reflect)
    帶點檢驗:當 x = 1 時,y = -3 比 y = -1/3 降得更劇烈陡峭,圖形必然更窄更瘦。

🎯 換你露一手 (馬上練習) (隨堂動手填填看)

【隨堂練功題】比較拋物線開口大小(胖瘦寬窄):
1. 給定三個二次函數:甲:y = 4x²,乙:y = -6x²,丙:y = 12x²:
   先遮住負號取絕對值:|4| = 4,|-6| = 6,|12| = 0.5。
   開口最窄(最瘦)的函數是: (絕對值 6 最大)。
   開口最寬(最胖)的函數是: (絕對值 0.5 最小)。
2. 開口由小到大(由窄到寬)排序: 。
偵探自我檢核: [   ] 我牢記比開口胖瘦必須先遮住負號,取係數絕對值比較。 [   ] 我知道絕對值越大圖形越瘦窄,絕對值越小圖形越寬胖。
💡 破案提示小撇步:口訣:『負號遮住比數字,數字越大越苗條,數字越小越富態!』
任務 03

我的數學塗鴉筆記:幽浮搬家記:標準式 y = a(x - h)² + k 與頂點 🧭

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【偵探任務情境 03】幽浮搬家模型 🎯
小波獸開著太空幽浮幫拋物線搬新家!最基礎的拋物線 y = ax² 原本住在原點 (0, 0)。當公式變身為標準頂點式 y = a(x - h)² + k 時,代表圖形進行了平移:括號內 (x - h) 使得頂點水平位移到 x = h(注意括號內變號!);括號外 +k 使得頂點鉛直位移到 y = k(外面的 +k 照抄!)。新家頂點坐標就是 (h, k)!請找出 y = 2(x - 3)² + 5 的頂點與對稱軸。

👀 畫給你看 (100% 繁體中文情境圖解)

幽浮搬家記:標準式 y = a(x - h)² + k 與頂點
💡 小波獸看圖心得:
• 核心公式:y = a(x - h)² + k ⇔ 頂點為 (h, k),對稱軸為直線 x = h
• 幽浮水平飛 +h,垂直升 +k!括號內減 h 新頂點 x 坐標是正 h,括號外 +k 照抄!對稱軸就是 x = h!

💡 偵探白話筆記 (STAR 鷹架思考步驟) (隨堂動手填填看)

  • S 尋找線索 (Search)
    對照標準頂點式 y = a(x - h)² + k,已知方程式為 y = 2(x - 3)² + 5。
  • T 轉譯關係 (Translate)
    辨識參數:a = 2,h = 3(括號內是 -3,取相反數 3),k = 5。
  • A 求解運算 (Act & Calculate)
    頂點坐標為 (3, 5),對稱軸方程式為直線 x = 3。
    【範例計算】y = -4(x + 2)² - 7 中,h = -2,k = -7,故頂點為 (-2, -7),對稱軸為 x = -2。
  • R 檢核審查 (Review & Reflect)
    對稱軸必然鉛直穿過頂點,故對稱軸方程式必為 x = 頂點的 X 坐標。

🎯 換你露一手 (馬上練習) (隨堂動手填填看)

【隨堂練功題】求二次函數頂點與對稱軸:
1. y = -3(x - 5)² + 8:
   頂點坐標為 ( )(括號內看相反,括號外照抄)。
   對稱軸方程式為直線  。
2. y = 2(x + 4)² - 9:
   頂點坐標為 ( ),對稱軸為直線  。
偵探自我檢核: [   ] 我能熟練從 y = a(x - h)² + k 讀出頂點坐標 (h, k)。 [   ] 我知道對稱軸方程式就是垂直穿過頂點的鉛直線 x = h。
💡 破案提示小撇步:口訣:『括號內變號為 h,括號外照抄為 k,對稱軸就是 x = h!』
任務 04

我的數學塗鴉筆記:谷底還是山頂?二次函數的最大值與最小值 🧭

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【偵探任務情境 04】山頂與谷底極值模型 🎯
小波獸去爬山探險:拋物線的頂點 (h, k) 隱藏著全宇宙最極致的數值秘密!當 a > 0(開口向上)時,圖形兩端向上無限延伸,唯有頂點是最低沉的「谷底」,此時函數具有「最小值」,當 x = h 時,最小值為 k;當 a < 0(開口向下)時,圖形兩端向下無限延伸,頂點是最高聳的「山頂」,此時函數具有「最大值」,當 x = h 時,最大值為 k!求 y = -3(x - 4)² + 10 的極值。

👀 畫給你看 (100% 繁體中文情境圖解)

谷底還是山頂?二次函數的最大值與最小值
💡 小波獸看圖心得:
• 核心公式:a > 0 ⇔ 當 x = h 時,有最小值 k;a < 0 ⇔ 當 x = h 時,有最大值 k
• 谷底最低是最小值,山頂最高是最大值!最大值與最小值指的都是頂點的「Y 坐標 k」!

💡 偵探白話筆記 (STAR 鷹架思考步驟) (隨堂動手填填看)

  • S 尋找線索 (Search)
    檢視方程式 y = -3(x - 4)² + 10,得知 a = -3,h = 4,k = 10。
  • T 轉譯關係 (Translate)
    判別開口與極值類型:因為 a = -3 < 0,圖形開口向下(山頂),有「最大值」。
  • A 求解運算 (Act & Calculate)
    當 x = 4 時,y 有最大值,最大值為 10。
    【範例計算】y = 2(x + 1)² - 8 中 a = 2 > 0,當 x = -1 時,y 有最小值,最小值為 -8。
  • R 檢核審查 (Review & Reflect)
    因為平方項 -3(x - 4)² 恆 ≤ 0,所以 y 最大只能達到 0 + 10 = 10,完全合理。

🎯 換你露一手 (馬上練習) (隨堂動手填填看)

【隨堂練功題】求二次函數的最大值與最小值:
1. y = 2(x + 3)² - 7:
   因為 a = 2 > 0 開口向上(谷底),當 x =   時,
   y 有最 值,其最小值為  。
2. y = -(x - 6)² + 15:
   因為 a = -1 < 0 開口向下(山頂),當 x =   時,
   y 有最 值,其最大值為  。
偵探自我檢核: [   ] 我能區分開口向上有最小值,開口向下有最大值。 [   ] 我清楚極值指的就是頂點的 Y 坐標 k,發生在 x = h 的位置。
💡 破案提示小撇步:口訣:『開口向上谷底小,開口向下山頂大!極值就是頂點 y!』