十、二次函数与一元二次方程:
1. 二次函数与一元二次方程的关系(二次函数与x轴交点情况):
一元二次方程ax2?bx?c?0是二次函数y?ax2?bx?c当函数值y?0时的特殊情况. 图象与x轴的交点个数:
0?,B?x2,0?(x1?x2),① 当??b2?4ac?0时,图象与x轴交于两点A?x1,其中的x1,x2是一元二b2?4ac次方程ax?bx?c?0?a?0?的两根.这两点间的距离AB?x2?x1?.
a2② 当??0时,图象与x轴只有一个交点; ③ 当??0时,图象与x轴没有交点.
1' 当a?0时,图象落在x轴的上方,无论x为任何实数,都有y?0;
2'当a?0时,图象落在x轴的下方,无论x为任何实数,都有y?0.
2. 抛物线y?ax2?bx?c的图象与y轴一定相交,交点坐标为(0,c);
3. 二次函数常用解题方法总结:
⑴ 求二次函数的图象与x轴的交点坐标,需转化为一元二次方程;
⑵ 求二次函数的最大(小)值需要利用配方法将二次函数由一般式转化为顶点式;
⑶ 根据图象的位置判断二次函数y?ax2?bx?c中a,b,c的符号,或由二次函数中a,b,c的符号判断图象的位置,要数形结合;
⑷ 二次函数的图象关于对称轴对称,可利用这一性质,求和已知一点对称的点坐标,或已知与x轴的一个交点坐标,可由对称性求出另一个交点坐标. ⑸ 与二次函数有关的还有二次三项式,二次三项式ax2?bx?c(a?0)本身就是所含字母x的二次函数;下面以a?0时为例,揭示二次函数、二次三项式和一元二次方程之间的内在联系:
??0 ??0 ??0 抛物线与x轴有两个交点 抛物线与x轴只有一个交点 抛物线与x轴无交点 二次三项式的值可正、一元二次方程有两个不相等实根 可零、可负 二次三项式的值为非一元二次方程有两个相等的实数根 负 二次三项式的值恒为一元二次方程无实数根. 正
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二次函数考查重点与常见题型
1. 考查二次函数的定义、性质,有关试题常出现在选择题中,如:
已知以x为自变量的二次函数y?(m?2)x2?m2?m?2的图像经过原点, 则m的值是
2. 综合考查正比例、反比例、一次函数、二次函数的图像,习题的特点是在同一直角坐标系内
考查两个函数的图像,试题类型为选择题,如: 如图,如果函数y?kx?b的图像在第一、二、三象限内,那么函数y?kx2?bx?1的图像大致是( )
y y y y 1 1 0 x o-1 x 0 x 0 -1 x A B C D 3. 考查用待定系数法求二次函数的解析式,有关习题出现的频率很高,习题类型有中档解答题
和选拔性的综合题,如: 已知一条抛物线经过(0,3),(4,6)两点,对称轴为x?5,求这条抛物线的解析式。 34. 考查用配方法求抛物线的顶点坐标、对称轴、二次函数的极值,有关试题为解答题,如:
3
已知抛物线y?ax2?bx?c(a≠0)与x轴的两个交点的横坐标是-1、3,与y轴交点的纵坐标是-
2(1)确定抛物线的解析式;(2)用配方法确定抛物线的开口方向、对称轴和顶点坐标. 5.考查代数与几何的综合能力,常见的作为专项压轴题。 【例题经典】
由抛物线的位置确定系数的符号
例1 (1)二次函数y?ax2?bx?c的图像如图1,则点M(b,)在( )
A.第一象限 B.第二象限 C.第三象限 D.第四象限
(2)已知二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象如图2所示,?则下列结论:①a、b同号;②当x=1和x=3时,函数值相等;③4a+b=0;④当y=-2时,x的值只能取0.其中正确的个数是( ) A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
ca
(1) (2)
【点评】弄清抛物线的位置与系数a,b,c之间的关系,是解决问题的关键.
例2.已知二次函数y=ax2+bx+c的图象与x轴交于点(-2,O)、(x1,0),且1 的交点在点(O,2)的下方.下列结论:①aO;③4a+c 第- 7 -页 共31页 A 1个 B. 2个 C. 3个 D.4个 答案:D 会用待定系数法求二次函数解析式 例3.已知:关于x的一元二次方程ax2+bx+c=3的一个根为x=-2,且二次函数y=ax2+bx+c的对称轴是直线x=2,则抛物线的顶点坐标为( ) A(2,-3) B.(2,1) C(2,3) D.(3,2) 答案:C 例4、(2006年烟台市)如图(单位:m),等腰三角形ABC以2米/秒的速度沿直线L向正方形移动,直到AB与CD重合.设x秒时,三角形与正方形重叠部分的面积为ym2. (1)写出y与x的关系式; (2)当x=2,3.5时,y分别是多少? (3)当重叠部分的面积是正方形面积的一半时, 三角形移动了多长时间?求抛物线顶点坐标、 对称轴. 例5、已知抛物线y= 125x+x-. 22 (1)用配方法求它的顶点坐标和对称轴. (2)若该抛物线与x轴的两个交点为A、B,求线段AB的长. 【点评】本题(1)是对二次函数的“基本方法”的考查,第(2)问主要考查二次函数与一元二次方程的关系. 例6.已知:二次函数y=ax2-(b+1)x-3a的图象经过点P(4,10),交x轴于A(x1,0),B(x2,0)两点 (x1?x2),交y轴负半轴于C点,且满足3AO=OB. (1)求二次函数的解析式;(2)在二次函数的图象上是否存在点M,使锐角∠MCO>∠ACO?若存在,请你求出M点的横坐标的取值范围;若不存在,请你说明理由. (1)解:如图∵抛物线交x轴于点A(x1,0),B(x2,O), 则x1·x2=3<0,又∵x1 ∴x2>O,x1 22 ∴x1·x2=-3x1=-3.∴x1=1. x1<0,∴x1=-1.∴.x2=3. ∴点A(-1,O),P(4,10)代入解析式得解得a=2 b=3 2 ∴.二次函数的解析式为y-2x-4x-6. (2)存在点M使∠MC0<∠ACO. (2)解:点A关于y轴的对称点A’(1,O), ∴直线A,C解析式为y=6x-6直线A'C与抛物线交点为(0,-6),(5,24). ∴符合题意的x的范围为-1 当点M的横坐标满足-1 2 求证:这个二次函数图象的对称轴是x=3。”题目中的矩形框部分是一段被墨水污染了无法辨认的文字。 (1)根据已知和结论中现有的信息,你能否求出题中的二次函数解析式?若能,请写出求解过程,并画出二次函数图象;若不能,请说明理由。 (2)请你根据已有的信息,在原题中的矩形框中,填加一个适当的条件,把原题补充完整。 第- 8 -页 共31页 点评: 对于第(1)小题,要根据已知和结论中现有信息求出题中的二次函数解析式,就要把原来的结论“函数图象的对称轴是x=3”当作已知来用,再结合条件“图象经过点A(c,-2)”,就可以列出两个方程了,而解析式中只有两个未知数,所以能够求出题中的二次函数解析式。对于第(2)小题,只要给出的条件能够使求出的二次函数解析式是第(1)小题中的解析式就可以了。而从不同的角度考虑可以添加出不同的条件,可以考虑再给图象上的一个任意点的坐标,可以给出顶点的坐标或与坐标轴的一个交点的坐标等。 [解答] (1)根据y?12,图象的对称轴是x=3,得x?bx?c的图象经过点A(c,-2) 2?12?2c?bc?c??2,? ?b??3,?1?2?2?解得??b??3, c?2.?12x?3x?2.图象如图所示。 2所以所求二次函数解析式为y?(2)在解析式中令y=0,得 12x?3x?2?0,解得x1?3?5,x2?3?5. 2所以可以填“抛物线与x轴的一个交点的坐标是(3+5,0)”或“抛物线与x轴的一个交点的坐标是(3?5,0). 令x=3代入解析式,得y??, 52125x?3x?2的顶点坐标为(3,?), 225所以也可以填抛物线的顶点坐标为(3,?)等等。 2所以抛物线y?函数主要关注:通过不同的途径(图象、解析式等)了解函数的具体特征;借助多种现实背景理解函数;将函数视为“变化过程中变量之间关系”的数学模型;渗透函数的思想;关注函数与相关知识的联系。 用二次函数解决最值问题 例1已知边长为4的正方形截去一个角后成为五边形ABCDE(如图),其中AF=2,BF=1.试在AB上求一点P,使矩形PNDM有最大面积. 【评析】本题是一道代数几何综合题,把相似三角形与二次函数的知识有机的结合在一起,能很好考查学生的综合应用能力.同时,也给学生探索解题思路留下了思维空间. 例2 某产品每件成本10元,试销阶段每件产品的销售价x(元)?与产品的日销售量y(件)之间的关系如下表: x(元) 15 20 30 … y(件) 25 20 10 … 若日销售量y是销售价x的一次函数. 第- 9 -页 共31页 (1)求出日销售量y(件)与销售价x(元)的函数关系式; (2)要使每日的销售利润最大,每件产品的销售价应定为多少元??此时每日销售利润是多少元? 【解析】(1)设此一次函数表达式为y=kx+b.则??15k?b?25, 解得k=-1,b=40,?即一次函数 ?2k?b?20表达式为y=-x+40. (2)设每件产品的销售价应定为x元,所获销售利润为w元 w=(x-10)(40-x)=-x2+50x-400=-(x-25)2+225. 产品的销售价应定为25元,此时每日获得最大销售利润为225元. 【点评】解决最值问题应用题的思路与一般应用题类似,也有区别,主要有两点:(1)设未知数在“当某某为何值时,什么最大(或最小、最省)”的设问中,?“某某”要设为自变量,“什么”要设为函数;(2)?问的求解依靠配方法或最值公式,而不是解方程. 例3.你知道吗?平时我们在跳大绳时,绳甩到最高处的形状可近似地看为抛物线.如图所示,正在 甩绳的甲、乙两名学生拿绳的手间距为4 m,距地面均为1m,学生丙、丁分别站在距甲拿绳的手水平距离1m、2.5 m处.绳子在甩到最高处时刚好通过他们的头顶.已知学生丙的身高是1.5 m,则学生丁的身高为(建立的平面直角坐标系如右图所示) ( ) A.1.5 m B.1.625 m C.1.66 m D.1.67 m 分析:本题考查二次函数的应用 答案:B 第- 10 -页 共31页