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利用二次函数的图象求一元二次方程的近似根
上节课我们已经学习了二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象与x轴的交点的横坐标就是一元二次方程ax2+bx+c=0的根,和利用二次函数图象与x轴的交点情况判断一元二次方程根的情况,如下表:
二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象与x轴的交点情况 一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)的根的情况 b2-4ac的符号
有两个交点
有一个交点
没有交点
二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象与x轴的交点情况 一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)的根的情况 b2-4ac的符号
有两个交点 有两个不相等的实数根 b2-4ac>0
有一个交点 有两个相等的实数根 b2-4ac=0
没有交点 没有实数根 b2-4ac<0
(教学内容选自《教材划重点》)
上节课我们学习了二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象与x轴的交点坐标和一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)的根的关系,知道了二次函数图象与x轴交点的横坐标就是对应的一元二次方程的根,于是,我们在不解方程的情况下,只要知道二次函数的图象与x轴交点的横坐标即可.但是在图象上我们很难准确地求出方程的解,所以要进行估算.本节课我们将学习利用二次函数的图象估计一元二次方程的根.
阅读教材第53至54页,完成下列活动内容.
(1)你能利用二次函数的图象估计一元二次方程x2+2x-10=0的根吗?
图(1)
图(2)
图(3)
(2)学生认真阅读教材后回答问题:
①由图象可知二次函数y=x2+2x-10的图象与x轴有 个交点,于是一元二次方程x2+2x-10=0有个 根,
其中一个根在 之间,
另一个根在 之间.
②经过观察分析可估计一元二次方程x2+2x-10=0的两个根分别是
x1= .
x2= .
2
-4.3和-4.4
2.3和2.4
-4.3
2.3
2
做一做
利用二次函数的图象求一元二次方程x2+2x-10=3的近似根.
(1)将一元二次方程变形为x2+2x-13=0,画出函数y=x2+2x-13的图象(如图(1)).
由图可知,图象与x轴的两个交点的横坐标中,一个在-5与-4之间,一个在2与3之间,下面用计算器进行探索.
图(1)
x -4.5 -4.6 -4.7 -4.8 -4.9
y -1.75 -1.04 -0.31 0.44 1.21
因此x=-4.7是方程的一个近似根.
另一个根可以类似地求出:
x 2.5 2.6 2.7 2.8 2.9
y -1.75 -1.04 -0.31 0.44 1.21
因此x=2.7是方程的另一个近似根.
(2)利用图(2)求一元二次方程x2+2x-10=3的近似根.
设y1=x2+2x-10,y2=3,作出图象如图(3)所示,可知抛物线y=x2+2x-10与直线y=3的两个交点的横坐标就是一元二次方程x2+2x-10=3的两个根.由图象可知一元二次方程有两个根,一个根在-5和-4之间,另一个根在2和3之间.仿照(1)即可推断.
图(2)
图(3)
【例1】求抛物线y=2x2-x与直线y=-3x+4的交点坐标.
∴抛物线y=2x2-x与直线y=-3x+4的交点坐标为(1,1),
(-2,10).
变式练1 如图,抛物线y=ax2与直线y=bx+c的两个交点分别为A(-2,4),B(1,1),则方程ax2=bx+c的解是 .
x1=-2,x2=1
【例2】求一元二次方程x2-2x-1=0的近似根(精确到0.1).
【分析】一元二次方程x2-2x-1=0的根就是抛物线 y=x2-2x-1 与x轴的交点的横坐标,因此我们可以先画出这条抛物线,然后从图上找出它与x轴的交点的横坐标.
【解】y=x2-2x-1的图象如图所示.
由图象可知方程的一个根在-1与0之间,另一根在2与3之间.
(1)先求-1与0之间的根.利用计算器进行探索:
x … -0.4 -0.5 …
y … -0.04 0.25 …
观察上表可以发现,当x分别取-0.4和-0.5时,对应的y由负变正,可见在-0.5与-0.4之间肯定有一个x使y=0,即有0=x2-2x-1的一个根,题目只要求精确到0.1,这时取x