内容正文:
第三单元 函 数
第13课时 二次函数的图像和性质(二)
二次函数的图像和性质(二)
二次函数的图像和性质(二)
二次函数的图像和性质(二)—二次函数与方程、不等式的关系
考点一 二次函数的各项系数与图像之间的关系
典例1 二次函数y=ax2+bx+c的图像如图所示,有下列结论:① a>0;② b2-4ac>0;③ 4a+b=1;④ 关于x的不等式ax2+(b-1)x+c<0的解集为1<x<3.其中,正确的个数是( C )
C
典例1图
A. 1 B. 2
C. 3 D. 4
典例2 已知二次函数y=ax2+bx+c(a,b,c为常数,且a≠0),函数y与自变量x的部分对应值如下表:
x … -1 1 …
y … -1 3 …
有下列结论:① b=2;② 二次函数的图像与x轴总有两个公共点;③ 若a<0,则二次函数图像顶点的纵坐标的最小值为3;④ 若当自变量x的值满足-1≤x≤1时,与其对应的函数值y随x的增大而增大,则0≤c≤2.其中,正确的是( A )
A
A. ①②③ B. ②③④
C. ①② D. ①③④
考点二 求二次函数的表达式
典例3 (2023·南京三模)已知二次函数的图像经过A(0,-6),B(-1,-5),C(m,m)三点.
(1) 若A为该函数图像的顶点,求二次函数的表达式;
解:(1) 由题意,可设二次函数的表达式为y=ax2-6.把B(-1,-5)代入,得a-6=-5,解得a=1.∴ y=x2-6.
(2) 若该函数图像的对称轴为直线x=-3,求m的值;
解:(2) 由题意,可设二次函数的表达式为y=b(x+3)2+k.把A(0,-6),B(-1,-5)代入,得9b+k=-6,4b+k=-5,解得b=-,k=-.∴ y=-(x+3)2-.把C(m,m)代入,得m=-(m+3)2-,解得m=-5或m=-6.
(3) 若抛物线开口向上,当-1<x<0时,y随x的增大而减小,结合图像,直接写出m的取值范围.
解:(3) 由题意,可得抛物线的对称轴为y轴或在y轴右侧,C(m,m)即为直线y=x与抛物线的交点.当抛物线的对称轴为y轴时,抛物线的顶点为(0,-6),且过点(-1,-5),∴ y=x2-6.当y=x时,x=x2-6,解得x=-2或x=3,∴ 结合图像,m的取值范围是m≤-2或m≥3.
典例4 (2023·苏州姑苏一模)已知抛物线y=ax2+bx+3,抛物线的顶点P的坐标为(m,n).
(1) 若函数图像经过点(1,0),对称轴是过点(-2,0)且垂直于x轴的直线,求a,b的值和顶点P的坐标;
解:(1) ∵ 函数图像经过点(1,0),对称轴是过点(-2,0)且垂直于x轴的直线,∴ a+b+3=0,-=-2,解得a=-,b=-.
∴ 抛物线对应的函数表达式为y=-x2-x+3.∵ y=-x2-x+3=-(x+2)2+,∴ 顶点P的坐标为.
(2) 若a=1,-1<b<2,求n关于m的函数表达式,并直接写出n的取值范围;
解:(2) ∵ a=1,∴ 抛物线对应的函数表达式为y=x2+bx+3.∵ 抛物线的顶点P的坐标为(m,n),∴ m=-,n=.∴ b=-2m,n=-m2+3.∵ -1<b<2,∴ -1<-2m<2,解得-1<m<.∵ 在n=-m2+3中,-1<0,函数图像的对称轴为直线x=0,∴ 易得当-1<m<时,n的取值范围是2<n≤3.
(3) 若b=2,直接写出抛物线的顶点P与原点O的距离的最小值.
解:(3) ∵ b=2,∴ 抛物线对应的函数表达式为y=ax2+2x+3.∴ m=-=-.∴ n=a·-+3=-+3=m+3.∴ P(m,m+3).
∴ OP2=m2+(m+3)2=2+.∴ OP2的最小值为,即顶点P与原点O的距离的最小值为.
[方法归纳] 二次函数表达式的三种形式
一般式:y=ax2+bx+c;顶点式:y=a(x-h)2+k;交点式(与x轴有交点时):y=a(x-x1)(x-x2).用待定系数法求二次函数的表达式时,要注意二次函数表达式的三种形式的联系与区别,根据题意选择合适的二次函数表达式的形式来求解.
考点三 二次函数与一元二次方程的关系
典例5 (2023·南京玄武三模)已知二次函数y=mx2-2(m+1)x+4(m为常数,且m≠0).
(1) 求证:不论m为何值,该函数的图像与x轴总有公共点;
解:(1) 令y=0,则mx2-2(m+1)x+4=0.∵ b2-4ac=[-2(m+1)]2-4m×4=4m2-8m+4=4(m-1)2≥0,∴ 方程总有实数根.
∴ 不论m为何值,该函数的图像与x轴总有公共点.
(2) 不论m为何值,该函数的图像都会经过两个定点,求两个定点的坐标.
解:(2) y=mx2-2(m+1)x+4=(x-2)(mx-