内容正文:
第二十二章 二次函数
22.1 二次函数的图象和性质
22.1.1 二次函数
1.通过学习分析几何问题中所蕴含的数量关系,列出一元二次方程解决几何问题.(重点)
2.在探究过程中,学习在几何问题中可以将图形进行适当变换,使列方程更容易.(重点)
3.通过实际问题的解答,再次让学生认识到对方程的解必须要进行检验,方程的解是否要舍去.(难点)
学习目标
情境引入
1.如图,从喷头喷出的水珠,在空中走过一条曲线后落到池中央,在这条曲线的各个位置上,水珠的竖直高度与它距离喷头的水平距离之间有什么关系?
2.投篮时篮球的路线,悬索桥的钢索等,都是一条曲线,这些曲线能否用函数关系式表示?
获取新知
问题1 正方体六个面是全等的正方形,设正方体棱长为,表面积为,则 关于的关系式为_________.
显然,对于x的每一个值,都有一个对应值,即是的函数,它们的函数关系式为.
问题2 个球队参加比赛,每两队之间进行一场比赛,比赛的场次数与球队数 有什么关系?
解:每个球队要与个球队各比赛一场,甲队对乙队的比赛与乙队对甲队的比赛是同一场比赛,所以比赛的场次数为即.所以对于球队的每一个值,比赛场次 都有一个对应值,即是的函数.
问题3 某种产品现在的年产量是 20 t,计划今后两年增加产量. 如果每年都比上一年的产量增加倍,那么两年后这种产品的产量 将随计划所定的的值而确定,与之间的关系怎样表示?
解:原产量是 20 t,一年后的产量是t,再经过一年后的产量是t,即两年后的产 y =t,即.此式表示了两年后的产量与计划增产的倍数之间的关系,对于的每一个值,都有唯一一个对应值,即是的函数.
思考:问题 13 中函数关系式有什么共同点?
上述三个函数都是用自变量的二次式表示的.一般地,形如 ( 是常数,a≠0) 的函数叫做二次函数.其中是自变量, 分别是函数解析式的二次项系数、一次项系数和常数项.
注意:
(1) 为常数,且 ;
(2) 等号左边是变量,右边是关于自变量的整式;
(3) 等式的右边自变量的最高次数为 2,可以没有一次项和常数项,但不能没有二次项.
例题解析
例1 下列函数中哪些是二次函数? 为什么?(x是自变量)
①; ②; ③;
④; ⑤ ; ⑥ .
解:①不一定是,缺少 是常数,且 的条件.
②③是二次函数,符合二次函数定义.
④不是,等式右边是分式.
⑤不是,𝒙 的最高次数是 𝟑.
⑥ 不是,整理后是.
例2 若函数是二次函数,求m的值.
注意:在解决此类问题时,一定注意二次项系数不为0这一条件!
解:由题意得
所以 = 3.
课堂小结
二次函数
定义
一般形式
形如(是常数,)的函数叫做二次函数.其中是自变量, 分别是函数解析式的二次项系数、一次项系数和常数项
特殊形式
;
;
(, 是常数)
巩固练习
1.下列函数中,y是x的二次函数的是( )
A.y= B.y=2x
C.y= D.y=-3x2
D
2.若y=(m-2)x2+(m-1)x是关于x的二次函数,则m的取值范围是( )
A.m≠2 B.m≠1
C.m≠2且m≠1 D.全体实数
[变式] (2025·重庆八中月考)若y=(m-4)+2x+5是关于x的二次函数,则m的值为_______.
A
2
3.下列说法正确的是( )
A.函数y=ax2+bx+c(a,b,c是常数)是二次函数
B.在函数y=ax2(a>0)中,无论x为何值,y的值总是正数
C.函数y=x2-(x+2)(x-2)是二次函数
D.若y与x2+1成正比例,则y是x的二次函数
D
4.某农机厂四月份生产零件60万个.设该厂第二季度平均每月的增长率为x.如果第二季度共生产零件y万个,那么y与x的关系式是( )
A.y=60(1+x)2
B.y=60+60(1+x)+60(1+x)2
C.y=60(1+x)+60(1+x)2
D.y=60+60(1+x)
B
5.在二次函数y=2x2-4x+1中,当x=0时,y=_______;当x=2时,y=_______.
[变式] 在二次函数y=-3x2+2x+1中,当y=0时,x=___________.
1
1
1或-
6.(教材P29练习T2变式)已知边长为3的正方形,若边长增加x,面积相应地增加了y,则y与x的关系式为_______________.
y=x2+6x
7.(易错)某物体从上午7时至下午4时的温度m(℃)与时间t(时)之间的函数解析式为m=t2-5t+100(其中t=0表示中午12时,t=1表示下午1时),则上午10时此物体的温度为_________℃.
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8.已知函数y=(m2-m)x2+(m-1)x-2(m为常数).
(1)若这个函数是关于x的一次函数,求m的值;
解:由题意,得m2-m=0且m-1≠0,∴m=0.
(2)若这个函数是关于x的二次函数,求m的取值范围.
解:由题意,得m2-m≠0,
∴m≠1且m≠0.
9.如图,利用一面墙(墙的长度为5 m),用长为20 m的篱笆围成一个矩形花圃.设花圃的宽AB为x m,面积为S m2.
(1)求S关于x的函数解析式,并写出x的取值范围.
解:∵AB=x m,
∴BC=(20-2x)m.
由题意,得S=x(20-2x)=-2x2+20x.
∵0<20-2x≤5,
∴≤x<10,
∴S=-2x2+20x(≤x<10).
9.如图,利用一面墙(墙的长度为5 m),用长为20 m的篱笆围成一个矩形花圃.设花圃的宽AB为x m,面积为S m2.
(2)能围成面积为32 m2的花圃吗?如果能,请求出AB的长;如果不能,请说明理由.
解:能围城面积为32 m2的花圃.
由题意,得-2x2+20x=32.
整理,得x2-10x+16=0.解得x1=2,x2=8.
∵≤x<10,∴x=2不合题意,舍去,
∴AB的长为8 m.
10.如图,线段AB=5,动点P以每秒1个单位长度的速度从点B出发,沿线段BA运动至点A.以线段AP为边作正方形APCD,以线段PB的长为半径作圆.设点P的运动时间为t(0≤t≤5),正方形APCD的周长为y,圆B的面积为S,则S与t,y与t满足的函数关系分别是( )
A.一次函数关系、二次函数关系
B.正比例函数关系、二次函数关系
C.二次函数关系、一次函数关系
D.二次函数关系、正比例函数关系
C
11.如图,在四边形ABCD中,AC⊥BD,AC+BD=10,M和N分别是BD和AC的中点,连接AM,MN,DN,BA和CD的延长线交于点P,连接PM,PN.设S△PMN=y,AC=x,则y关于x的函数解析式为________________.(不必写出x的取值范围)
y=-x2+x
12.一家用电器开发公司研制出一种新型的电子产品,每件的生产成本为18元,按定价40元出售,每月可销售20万件.为了增加销售量,公司决定采取降价的办法,经市场调研发现:每降价1元,月销售量可增加2万件.
(1)求出月销售量y(万件)关于销售单价x(元)的函数解析式(不必写出x的取值范围);
解:由题意,得y=20+2(40-x)=-2x+100.
12.一家用电器开发公司研制出一种新型的电子产品,每件的生产成本为18元,按定价40元出售,每月可销售20万件.为了增加销售量,公司决定采取降价的办法,经市场调研发现:每降价1元,月销售量可增加2万件.
(2)求出月销售利润z(万元)关于销售单价x(元)的函数解析式(不必写出x的取值范围);
解:由题意,得z=(x-18)y=(x-18)(-2x+100)=-2x2+136x-1 800.
12.一家用电器开发公司研制出一种新型的电子产品,每件的生产成本为18元,按定价40元出售,每月可销售20万件.为了增加销售量,公司决定采取降价的办法,经市场调研发现:每降价1元,月销售量可增加2万件.
(3)若某月的利润为350万元,则该月的销售量和销售单价分别为多少?
解:当z=350时,则-2x2+136x-1 800=350.
整理,得x2-68x+1 075=0,
解得x1=25,x2=43.
∵18≤x<40,∴x=25,
∴y=-2×25+100=50,
∴该月的销售量为50万件,销售单价为25元.
13.如图,在矩形ABCD中,AB=6 cm,BC=12 cm,边AB上的动点E从点B出发,以1 cm/s的速度向点A运动,到点A停止运动;同时边BC上的动点F从点B出发,以2 cm/s的速度向点C运动,到点C停止运动.设动点运动的时间为t s,△DEF的面积为S cm2.
(1)求S关于t的函数解析式,并求出t的取值范围;
解:由题意,得BE=t cm,BF=2t cm,
AE=(6-t)cm,CF=(12-2t)cm,
∴S=S矩形ABCD-S△AED-S△BEF-S△CDF
=12×6-×12(6-t)-t×2t-×6(12-2t)=-t2+12t.
根据题意,得解得0<t≤6.
13.如图,在矩形ABCD中,AB=6 cm,BC=12 cm,边AB上的动点E从点B出发,以1 cm/s的速度向点A运动,到点A停止运动;同时边BC上的动点F从点B出发,以2 cm/s的速度向点C运动,到点C停止运动.设动点运动的时间为t s,△DEF的面积为S cm2.
(2)当△DEF是直角三角形时,求△DEF的面积.
解:由勾股定理,得EF2=BE2+BF2=5t2,DF2=CD2+CF2=4t2-48t+180,DE2=AD2+AE2=t2-12t+180.
①当∠EDF为直角时,EF2=DE2+DF2,即5t2=t2-12t+180+4t2-48t+180,
解得t=6,
此时S=-62+12×6=36(cm2).
②当∠DEF为直角时,DF2=DE2+EF2,
即4t2-48t+180=t2-12t+180+5t2,
解得t=0或t=-18.
∵0<t≤6,∴t=0或t=-18都不符合题意,舍去.
③当∠DFE为直角时,DE2=EF2+DF2,
即t2-12t+180=5t2+4t2-48t+180,
解得t=0(舍)或t=,
此时S=-()2+12×=(cm2).
综上所述,当△DEF是直角三角形时,△DEF的面积为36 cm2或cm2.
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