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专题08 二次函数与幂函数、函数与方程
【名师预测】
江苏高考对幂函数的要求比较低,近几年在江苏高考中没有涉及,在平时的复习中可以适当的关注,函数与方程的思想是数学四大思想之一,也体现了数形结合的思想,是近几年江苏高考的热点,也是江苏高考的重点,经常体现在填空题的11-14题,或者是函数压轴解答题。高考对函数与方程,函数的零点及函数的性质等是函数重点考查的内容,在平时复习中需重点关注。
【知识精讲】
一、二次函数
1.二次函数的概念:形如的函数叫做二次函数.
2.表示形式
(1)一般式:f(x)=ax2+bx+c(a≠0).
(2)顶点式:f(x)=a(x−h)2+k(a≠0),其中(h,k)为抛物线的顶点坐标.
(3)两根式:f(x)=a(x−x1)(x−x2)(a≠0),其中x1,x2是抛物线与x轴交点的横坐标.
3.二次函数的图象与性质
函数解析式
图象(抛物线)
定义域
R
值域
对称性
函数图象关于直线对称
顶点坐标
奇偶性
当b=0时是偶函数,当b≠0时是非奇非偶函数
单调性
在上是减函数;
在上是增函数.
在上是增函数;
在上是减函数.
最值
当时,
当时,
4.常用结论
(1)函数f(x)=ax2+bx+c(a≠0)的图象与x轴交点的横坐标是方程ax2+bx+c=0的实根.
(2)若x1,x2为f(x)=0的实根,则f(x)在x轴上截得的线段长应为|x1−x2|=.
(3)当且()时,恒有f(x)>0();当且()时,恒有f(x)<0().
三、幂函数
1.幂函数的概念:一般地,形如y=xα(α∈R)的函数称为幂函数,其中底数x为自变量,α为常数.
2.几个常见幂函数的图象与性质
函数特征性质
图象
定义域
R
{x|x≥0}
{x|x≠0}
值域
{y|y≥0}
{y|y≥0}
{y|y≠0}
奇偶性
奇
非奇非偶
单调性
(-∞,0)减,(0,+∞)增
增
(-∞,0)和(0,+∞)减
公共点
(1,1)
3.常用结论
(1)幂函数在上都有定义.
(2)幂函数的图象均过定点.
(3)当时,幂函数的图象均过定点,且在上单调递增.
(4)当时,幂函数的图象均过定点,且在上单调递减.
(5)幂函数在第四象限无图象.
四、函数的零点
1.函数零点的概念:对于函数,我们把使成立的实数x叫做函数的零点.
2.几个等价关系
函数的零点就是方程的实数根,也就是函数的图象与x轴的交点的横坐标即方程有实数根⇔函数的图象与x轴有交点⇔函数有零点.
【注】并非所有的函数都有零点,例如,函数f(x)=x2+1,由于方程x2+1=0无实数根,故该函数无零点.
3.零点存在性定理
如果函数在区间[a,b]上的图象是连续不断的一条曲线,并且有,那么,函数在区间内有零点,即存在c∈(a,b),使得,这个也就是方程的根.
【注】上述定理只能判断出零点存在,不能确定零点个数.
4.二次函数的零点
二次函数的图象
与x轴的交点
(x1,0),(x2,0)
(x1,0)
无交点
零点个数
2
1
0
5.常用结论
(1)若连续不断的函数是定义域上的单调函数,则至多有一个零点;
(2)连续不断的函数,其相邻两个零点之间的所有函数值保持同号;
(3)函数有零点方程有实数根函数与的图象有交点;
(4)函数有零点方程有实数根函数与的图象有交点,其中为常数.
五、二分法
1.二分法的概念
对于在区间[a,b]上连续不断且的函数,通过不断地把函数的零点所在的区间一分为二,使区间的两个端点逐步逼近零点,进而得到零点近似值的方法叫做二分法.
2.用二分法求函数零点近似值的步骤
给定精确度ε,用二分法求函数零点近似值的步骤如下:
①确定区间[a,b],验证,给定精确度ε;
②求区间(a,b)的中点c;
③计算f(c);
a.若f(c)=0,则c就是函数的零点;
b.若f(a)·f(c)<0,则令b=c(此时零点x0∈(a,c));
c.若f(c)·f(b)<0,则令a=c(此时零点x0∈(c,b)).
④判断是否达到精确度ε:即若|a−b|<ε,则得到零点近似值a(或b);否则重复②③④.
【典例精练】
考点一 求二次函数、幂函数的解析式
例1.已知二次函数f(x)的图象的顶点坐标是(-2,-1),且图象经过点(1,0),则函数的解析式为f(x)=________.
例2.已知二次函数f(x)的图象经过点(4,3),它在x轴上截得的线段长为2,并且对任意x∈R,都有f(2-x)=f(2+x