能否这样做:设半圆y=a(x+1)(x-3) 带入点c,解得a=-根3/3 则y=(-根3/3)x方+(2根3/3)x+根3 一次函数为y=kx+根3 联立两式的(-根3/3)x方+(k-2根3/3)x=0 有b方-4ac=0时只有一个解得 k=2根3/3
本讲的重点、难点和关键
重点:二次函数的性质及其应用。
难点:二次函数的应用。
关键:掌握准二次函数的性质,利用坐标系建立起数与形的统一观点。 知识要点及讲解
1、我们知道:将抛物线y=2x2向左平移3个单位长度,再向下平移5个单位长度,就得到y=2(x+3)2-5的图象。那么,通过平移函数y=ax2的图象也可得到y=ax2+bx+c的图象。
先将y=ax2+bx+c用配方法化为:y=a(x+h)2+k的形式,即:
y=ax2+bx+c=
=
=
=
可见,函数y=ax2+bx+c的图象是由函数y=ax2的图象向左 或向右 平移 个单位,再向上 或向下 平移 个单位而得到。这其中h= ,k= ,所以顶点坐标是 ,对称轴是平行于y轴的直线x=- 。
当a>0时,抛物线的开口向上,它们的顶点是最低点,这时函数y有最小值;当a<0时,抛物线开口向下,它们的顶点是最高点,这时函数y有最大值。还应指出顶点横坐标即x等于什么数时,函数产生最值,对应的顶点纵坐标就是函数y最值的大小,而函数有最大值还是最小值取决于a的正负。所以,
二次函数y=ax2+bx+c有如下性质:
(1)顶点坐标是 。
(2)对称轴是直线x=- 。
(3)开口方向:当a>0时,抛物线开口向上;当a<0时,抛物线开口向下。
(4)最值:如果a>0,函数有最小值,当x=- 时, ;如果a<0,函数有最大值,当x=- 时, 。
(5)增减性(函数值y随自变量x的变化规律):
①a>0时,当x<- (在对称轴左侧),y随x的增大而减小;当x>- (在对称轴右侧),y随x的增大而增大。
②a<0时,当x<- (在对称轴左侧),y随x的增大而增大,当x>- (在对称轴右侧),y随x的增大而减小。
2、二次函数解析式y=ax2+bx+c中,如果y=0,那么就有ax2+bx+c=0(a≠0)是关于x的一元二次方程。
当Δ>0时,方程有两个不相等的实数根;Δ=0时,方程有两个相等的实数根;当Δ<0时,方程无实根。
这里Δ>0,Δ=0说明在实数范围内存在这样的x的值使ax2+bx+c=0成立;Δ<0说明在实数范围内不存在这样的x的值使ax2+bx+c=0成立,即ax2+bx+c≠0。
其实,这里ax2+bx+c=0中的两实根x1,x2,就是抛物线y=ax2+bx+c与x轴两交点的横坐标。也就是说,二次函数y=ax2+bx+c的图象和x轴交点的横坐标就是一元二次方程ax2+bx+c=0的解。
因此,我们可总结出以下几点:
(1)用二次函数y=ax2+bx+c的图象求一元二次方程ax2+bx+c=0的近似解。
(2)用ax2+bx+c=0根的判别式判断抛物线y=ax2+bx+c与x轴交点情况:
①当Δ>0 时,抛物线与 x 轴有两个交点(x1,0),(x2,0)。
②当Δ=0时,抛物线与x轴有一个交点 ,也可以说成是抛物线与x轴相切。
③当Δ<0时,抛物线与x轴无交点。此时,若a>0,图象全在x轴上方,即开口向上,与x轴无交点;a<0,图象全在x轴下方,即开口向下,与x轴无交点。
(3)a,b,c符号与抛物线y=ax2+bx+c的位置关系。
如:若a>0,b<0,c>0,
反过来,若:
则有a<0,b<0,c<0。
例题分析
例1:已知二次函数y=3x2-12x+1;
(1)当x为何值时,y随x增大而增大?x为何值时,y随x的增大而减小?
(2)这个二次函数有最大值还是最小值?当x为何值时,函数取得最大值或最小值?并求出最大或最小值。
解:(1)因为y=3x2-12x+1=3(x2-4x+4-4)+1=3(x-2)2-11
所以,该抛物线顶点坐标为(2,-11),对称轴为直线x=2,
因a=3>0,抛物线开口向上,
所以,当x>2时,y随x增大而增大,
当x<2时,y随x的增大而减小,
(2)因为a=3>0,所以y有最小值,
当x=2时,y最小=-11。
例2:已知y=x2-2(m+1)x+2(m-1);
(1)当m=1时,写出抛物线的解析式并指出开口方向、顶点坐标、对称轴与x轴交点坐标。
(2)求证:不论m为何值抛物线必与x轴交于两点。
(3)m为何值时,这两点分布在原点左右两旁?
(4)m为何值时,抛物线的对称轴是y轴?
解:(1)∵m=1,
∴抛物线解析式为y=x2-4x,
∵a=1,b=-4,c=0,
∴- =2, =-4,
∵a=1>0,
∴该抛物线开口向上,顶点坐标为(2,-4),对称轴为直线x=2,
当y=0即x2-4x=0时,则x=0或x=4,
∴此抛物线与x轴交点坐标为(0,0),(4,0)。
(2)证明:∵Δ=b2-4ac=[-2(m+1)]2-4×1×2(m-1)
=4m2+8m+4-8m+8=4m2+12=4(m2+3)>0
∴无论m取何值抛物线必与x轴相交于两点。
(3)不妨设该抛物线与x轴两交点为(x1,0),(x2,0),
根据题意,则有x1·x2<0,
∵x1·x2=2(m-1)
∴2(m-1)<0
∴m<1
故,当m<1时,这两点分布在原点左右两旁。
(4)∵该抛物线的对称轴为:x=- 即x=m+1,
依题意,应有x=m+1=0
∴m=-1,
∴当m=-1时,抛物线的对称轴是y轴。
例3:二次函数y=ax2+bx+c的图象,如图所示:
(1)确定a,b,c和b2-4ac的符号。
(2)求OA·OB的值。
(3)求ΔABD的面积。
解:(1) 由图象可知,开口向下,所以,a<0,
图象与y轴交点在x轴上方,所以,c>0,
对称轴x=- 在y轴右侧,所以,- >0,
∴b>0,
图象与x轴有两个交点,所以,b2-4ac>0。
(2)设A,B两点坐标为A(x1,0),B(x2,0),
∴OA=-x1(因x1<0), OB=x2,
∴OA·OB=-x1x2=- 。
(3)AB=OA+OB=-x1+x2
=
=
=
=
∵a<0
∴AB=- ,OD=c,
∴ 。
例4:利用函数图象求一元二次方程x2+2x-4=0的近似解。(精确到01)
解:设有二次函数y=x2+2x-4,列表并作出它的图象,
如图所示:
观察图象和x轴交点的位置,估计出交点的横坐标分别约为-32和12,得此方程的精确到01的近似解为:x1≈-32,x2≈12
例5:如图,矩形ABCD的边AB=6cm,BC=8cm,在BC边上取一点P(P与B、C点不重合),在CD边上取一点Q,使∠APQ成直角;
(1)设BP=xcm,CQ=ycm,试以x为自变量,写出y与x之间的函数关系式。
(2)当P点在什么位置时,CQ取得最大值?
(3)求CQ的最大值。
解:(1)∵∠B=∠C=90°,∠APQ=90°,
∴根据同角的余角相等得:∠BAP=∠CPQ,
∴ΔABP∽ΔPCQ,
∴ ,
∵AB=6cm,BP=x,
∴PC=8-x
∴ ,
∴y=- ,
∵P与B、C不重合,
∴0<x<8,
(2)因为a=- <0,
所以,当x=- =4时,y有最大值即当点P为BC中点时,CQ取得最大值。
(3)CQ的最大值为: ,
所以,CQ的最大值为 cm。 巩固练习
1、填空。
(1)抛物线y=3(x-1)2+2的开口向 ,顶点坐标是 ,对称轴是 ;当x= 时,函数有最 值,最值y= 。
(2)抛物线y=2-3x2+ 6x的开口向 ,顶点坐标是 ,对称轴是 ;当x= 时,函数有最 值,最值y= 。
(3)已知二次函数y=x2-7x+12,当 x 时,y随x增大而减小;当y>0时,x的取值范围是 ;当3<x<4时,y的取值范围是 。
(4)已知二次函数y=x2+5x+4,则二次函数图象与y轴交点A的坐标为 ,与x轴两个交点坐标B为 ,C为 ,ΔABC的面积为 。
2、已知二次函数y=- ;
(1)当自变量x在什么范围内取值时,y随x增大而增大?x在什么范围内取值时,y随x的增大而减小?
(2)此二次函数有没有最值?若有,当x取何值时,函数取得最值?并求出最值。
3、求证:不论a是什么实数,二次函数y=x2+ax+a-2的图象都与x轴相交于不同的两点,且求这两点间距离最小时二次函数的解析式。
4、二次函数y=-x2+(m-2)x+3(m+1)的图象与x轴交于A、B两点(A在B左侧),与y轴交于点C,线段OA与OB的长的乘积等于6(O是原点);
(1)求m的值。
(2)写出二次函数解析式。
(3)求ΔABC的面积。
5、如图,在边长为8cm的正方形ABCD的边BC上任取一点M(M不与B、C重合),在CD上取一点N,使∠AMN=90°,设BM=x,CN=y,求:
(1)y与x之间函数关系,指出自变量取值范围。
(2)点M在什么位置时,CN取得最大值并求出此最大值。
(3)画出这个函数的大致图象。
6、周长为6米的日窗框,如何设计边长才能使射入的阳光最充足?
7、一名运动员投铅球,铅球刚出手时离地面 米,铅球到达最高点时距地面3米,恰距该运动员的水平距离为4米,铅球轨迹是抛物线,求此运动员投铅球的成绩是多少米?
巩固练习答案与提示
1、
(1)上;(1,2);x=1;1;小;2。
(2)下;(1,5);x=1;1;大;5。
(3)x< ;x<3或x>4;y<0。
(4)(0,4);(-4,0),(-1,0);6。
2、(1)x<3时,y随x增大而增大;x>3时,y随x增大而减小。
(2)∵a=- <0,
∴此函数有最大值,
当x=- =3时, 。
3、证明:∵Δ=a2-4(a-2)=a2-4a+8=(a-2)2+4>0,
∴不论a取何值,该二次函数图象都与x轴交于不同的两点,
设两交点坐标为A(x1,0),B(x2,0),
∴AB=|x1-x2|= ,
由于a2-4a+8是a的二次函数,不妨设m=a2-4a+8,AB最小即m最小,
∴当a=- =2时,m有最小值即AB最小,
∴二次函数解析式为y=x2+2x。
4、解:(1)不妨设A、B两点的坐标为A(x1,0),B(x2,0),
∴OA=|x1|,OB=|x2|,
∴OA·OB=|x1x2|=6,
∵x1x2=3(m+1),
∴3(m+1)=±6
∴m=-3或m=1。
(2)当m=-3时,y=-x2-5x-6,
当m=1时,y=-x2-x+6。
(3)当m=-3时,C(0,-6),A(-3,0),B(-2,0),
∴ AB·OC= ×1×6=3,
当m=1时,C(0,6),A(-3,0),B(2,0),
∴ AB·OC= ×5×6=15。
5、(1) (0<x<8)。
(2)M在BC中点时,CN最大,最大值为2。
(3)
6、解:依题意,设“日”字形的窗宽为x米,则长为 (6-3x),设窗的面积为y,
∴ ,
当窗的面积最大时,才能使射入光线最充足,
∴当x=- =1,y有最大值,此时, (6-3x)=15,
∴当窗的长和宽分别为15米和1米时,射入的光线最充足。
7、解:建立直角坐标系,如图所示:
依题意,A点坐标为 ,顶点B的坐标为(4,3),
所以,设此二次函数解析式为:y=a(x-4)2+3,
把 代入解之得:a=- ,
∴y=- ,
由于当铅球落地时,y=0,设C(x0,0),
∴- =0 解之得:x0=-2或x0=10,x0=-2不合题意,舍去,
∴x0=10,
故铅球运动员成绩为10米。
二次函数用y表示x用未知数的输入与输出。根据查询相关公开信息显示,在二次函数中,变量x是函数的自变量,它表示函数的输入,变量y是函数的因变量,表示函数的输出,二次函数中用y表示x用未知数表示函数输入与输出。
二次函数图像画法:一般地,二次函数的图像用五点法画出。
当x=0时,y的值(一个点)。
这个点关于二次函数对称轴的对称点(一个点)。
当y=0时,x的值(两个点)。
二次函数的顶点[一b/2a,(4ac一b^2)/4a]。
二次函数
(quadratic function)的基本表示形式为y=ax²+bx+c(a≠0)。二次函数最高次必须为二次, 二次函数的图像是一条对称轴与y轴平行或重合于y轴的抛物线。二次函数表达式为y=ax²+bx+c(且a≠0),它的定义是一个二次多项式(或单项式)。
解:抛物线方程:y=x²
将P(2,m)代入
m=4
所以点P(2,4)
设过点P直线y-4=k(x-2)
y=kx-2k+4代入y=x²
x²-kx+2k-4=0
判别式=k²-4(2k-4)=0
k²-8k+16=0
(k-4)²=0
k=4
当k不存在时,即x=2,直线l也和抛物线有一个交点
所以所求直线为x=2或y=4x-4
{(x,y)|y=x^2+1}。
主要信息:
二次函数(quadratic function)的基本表示形式为y=ax²+bx+c(a≠0)。二次函数最高次必须为二次, 二次函数的图像是一条对称轴与y轴平行或重合于y轴的抛物线。
二次函数表达式为y=ax²+bx+c(且a≠0),它的定义是一个二次多项式(或单项式)。
如果令y值等于零,则可得一个二次方程。该方程的解称为方程的根或函数的零点。
“变量”不同于“未知数”,不能说“二次函数是指未知数的最高次数为二次的多项式函数”。“未知数”只是一个数(具体值未知,但是只取一个值),“变量”可在一定范围内任意取值。
在方程中适用“未知数”的概念(函数方程、微分方程中是未知函数,但不论是未知数还是未知函数,一般都表示一个数或函数——也会遇到特殊情况),但是函数中的字母表示的是变量,意义已经有所不同。从函数的定义也可看出二者的差别。
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