内容正文:
22.2 二次函数与一元二次方程
目录
题型01 判断抛物线与x轴的交点的情况 6
题型02 根据抛物线与x轴交点的个数求字母的值(或范围) 8
题型03 利用二次函数求一元二次方程的近似解 10
建体系
新知廊
知识点1:二次函数与一元二次方程根的关系
1.抛物线与x轴的交点
求二次函数y=ax2+bx+c(a,b,c是常数,a≠0)与x轴的交点坐标,令y=0,即ax2+bx+c=0,解关于x的一元二次方程即可求得交点横坐标.
(1)二次函数y=ax2+bx+c(a,b,c是常数,a≠0)的交点与一元二次方程ax2+bx+c=0根之间的关系.
Δ=b2﹣4ac决定抛物线与x轴的交点个数.
Δ=b2﹣4ac>0时,抛物线与x轴有2个交点;
Δ=b2﹣4ac=0时,抛物线与x轴有1个交点;
Δ=b2﹣4ac<0时,抛物线与x轴没有交点.
(2)二次函数的交点式:y=a(x﹣x1)(x﹣x2)(a,b,c是常数,a≠0),可直接得到抛物线与x轴的交点坐标(x1,0),(x2,0).
2.二次函数图象与x轴的交点情况决定一元二次方程根的情况
求二次函数(a≠0)的图象与x轴的交点坐标,就是令y=0,求中x的值的问题.此时二次函数就转化为一元二次方程,因此一元二次方程根的个数决定了抛物线与x轴的交点的个数,它们的关系如下表:
判别式
Δ=b2﹣4ac
二次函数
一元二次方程
图象
与x轴的交点坐标
根的情况
抛物线与x轴交于,两点,且,
此时称抛物线与x轴相交
一元二次方程
有两个不相等的实数根
抛物线与x轴交切于这一点,此时称抛物线与x轴相切
一元二次方程
有两个相等的实数根
抛物线与x轴无交点,此时称抛物线与x轴相离
一元二次方程
在实数范围内无解(或称无实数根)
【注意】二次函数图象与x轴的交点的个数由的值来确定的.
(1)当二次函数的图象与x轴有两个交点时,,方程有两个不相等的实根;
(2)当二次函数的图象与x轴有且只有一个交点时,,方程有两个相等的实根;
(3)当二次函数的图象与x轴没有交点时,,方程没有实根.
知识点2:图象法求一元二次方程的近似根
利用二次函数图象求一元二次方程的近似根的步骤是:
(1)作出函数的图象,并由图象确定方程的解的个数;
(2)由图象与y=h的交点位置确定交点横坐标的范围;
(3)观察图象求得方程的根(由于作图或观察存在误差,由图象求得的根一般是近似的).
知识点3:二次函数与二次不等式的关系
二次函数(a≠0)与一元二次不等式(a≠0)及(a≠0)之间的关系如下:
判别式
抛物线与x轴的交点
不等式的解集
不等式的解集
或
(或)
无解
全体实数
无解
注:a<0的情况请同学们自己完成.
【注意】抛物线在x轴上方的部分点的纵坐标都为正,所对应的x的所有值就是不等式的解集;在x轴下方的部分点的纵坐标都为负,所对应的x的所有值就是不等式的解集.不等式中如果带有等号,其解集也相应带有等号.
求甚解
1.利用二次函数图象求二次不等式的步骤:
(1)作出二次函数的图象,并由图象确定图象与x轴有无交点,有几个交点;
(2)观察图象,根据y=ax2+bx+c图象位于x轴上方的部分求得不等式ax2+bx+c>0的解;
根据y=ax2+bx+c图象位于x轴下方的部分求得不等式ax2+bx+c<0的解.
若y=ax2+bx+c的图象没有位于x轴上方的部分,则不等式ax2+bx+c>0无解.
若y=ax2+bx+c的图象没有位于x轴下方的部分,则不等式ax2+bx+c<0无解.
2.抛物线与x轴的两个交点之间的距离公式:
当时,设抛物线与x轴的两个交点为A(,0),B(,0),则、是一元二次方程的两个根.由根与系数的关系得,.
∴
即()
3.利用二次函数求一元二次方程的近似解
(1)利用抛物线y=ax2+bx+c与x轴的交点的横坐标求一元二次方程ax2+bx+c=0的根.具体过程如下:
①在平面直角坐标系中画出抛物线y=ax2+bx+c;
②观察图象,确定抛物线与x轴的交点的横坐标;
③交点的横坐标为一元二次方程ax2+bx+c=0的根.
(2)用两点夹逼法估计一元二次方程的根,具体方法如下:在交点(抛物线与x轴的交点)的两侧各取一点,则一元二次方程的根在这两个点的横坐标之间.
(3)通过取平均数求根的近似值,具体的操作过程如下:
①取使函数值异号且绝对值较小的两个自变量的值m,n;
②分别将,n(或,m)作为自变量的值代入函数解析式,判断其函数值是否异号;
③重复执行步骤①②,以提高根的估计值的精确度.
练题型
题型01 判断抛物线与x轴的交点的情况
典型例题
典例
01
(2024秋•黔南州期中)抛物线y=﹣x2+4x﹣5与坐标轴的交点个数为( )
A.0 B.1 C.2 D.3
【答案】B
【分析】当x=0时,计算出y=﹣5,则抛物线与y轴的交点坐标为(0,﹣5),再根据Δ<0得出抛物线y=﹣x2+4x﹣5与x轴没有交点,从而得出结论.
【解答】解:当x=0时,y=﹣x2+4x﹣5=﹣5,
∴抛物线与y轴的交点坐标为(0,﹣5),
当y=0时,﹣x2+4x﹣5=0,
∵Δ=b2﹣4ac=42﹣4×(﹣1)×(﹣5)=16﹣20=﹣4<0,
∴方程﹣x2+4x﹣5=0没有实数解,
∴抛物线y=﹣x2+4x﹣5与x轴没有交点,
∴抛物线y=﹣x2+4x﹣5与坐标轴有1个交点.
故选:B.
即学即练
【变式练1】 (2024秋•拱墅区校级月考)抛物线y=x2﹣3x+5与坐标轴的交点个数为( )
A.无交点 B.1个 C.2个 D.3个
【答案】B
【分析】只需要判断Δ与0的大小关系即可.
【解答】解:△=(﹣3)2﹣4×5=9﹣20=﹣11<0,
∴抛物线与x轴没有交点,
令x=0代入y=x2﹣3x+5,
∴y=5,
即抛物线与x轴无交点,与y轴有一个交点,
故选:B.
【变式练2】 (2025•沈阳模拟)函数y=x2﹣x+1的图象与x轴的交点的情况是( )
A.有两个交点 B.有一个交点
C.没有交点 D.无法判断
【答案】C
【分析】当y=0时,x2﹣x+1=0,再根据一元二次方程根的判别式即可求解.
【解答】解:当y=0时,x2﹣x+1=0,
则Δ=(﹣1)2﹣4×1×1=﹣3<0,
∴无实数根,
∴函数y=x2﹣x+1的图象与x轴无交点,
故选:C.
【变式练3】 (2025春•兴宁区校级期末)二次函数y=2x2﹣3x+1与x轴的交点个数是( )
A.0个 B.1个 C.2个 D.无法确定
【答案】C
【分析】令y=0,则2x2﹣3x+1=0,然后通过根的判别式即可求解.
【解答】解:令y=0,则2x2﹣3x+1=0,
∴Δ=(﹣3)2﹣4×2×1=9﹣8=1>0,
∴抛物线与x轴有2个交点,
故选:C.
题型02 根据抛物线与x轴交点的个数求字母的值(或范围)
典型例题
典例
02
(2025•兴庆区校级四模)若二次函数y=x2+2x﹣2m的图象与x轴有且只有一个交点,则m的值为 .
【答案】.
【分析】由抛物线与x轴只有一个交点,即可得出关于m的一元一次方程,解之即可得出m的值.
【解答】解:∵函数y=x2+2x﹣2m的图象与x轴有且只有一个交点,
∴Δ=22﹣4×1×(﹣2m)=0,
解得:m.
故答案为:.
即学即练
【变式练1】 (2025•中宁县二模)已知二次函数y=kx2﹣7x﹣7的图象和x轴有交点,则k的取值范围 .
【答案】见试题解答内容
【分析】由于二次函数与x轴有交点,故二次函数对应的一元二次方程kx2﹣7x﹣7=0中,△≥0,解不等式即可求出k的取值范围,由二次函数定义可知,k≠0.
【解答】解:∵二次函数y=kx2﹣7x﹣7的图象和x轴有交点,
∴,
∴k且k≠0.
故答案为k且k≠0.
【变式练2】 (2024秋•碑林区校级期末)若二次函数y=(k﹣2)x2+2x+1的图象与x轴有交点,则k的取值范围是 .
【答案】见试题解答内容
【分析】根据二次函数图象与x轴有交点可得出关于x的一元二次方程有解,根据根的判别式结合二次项系数非零即可得出关于k的一元一次不等式组,解不等式组即可得出结论.
【解答】解:∵二次函数y=(k﹣2)x2+2x+1的图象与x轴有交点,
∴一元二次方程(k﹣2)x2+2x+1=0有解,
∴,
解得:k≤3且k≠2.
故答案为:k≤3且k≠2.
【变式练3】 (2024秋•邗江区校级期末)二次函数y=kx2﹣4x+2的图象与x轴有公共点,则k的取值范围是 .
【答案】见试题解答内容
【分析】先根据二次函数的定义得到k≠0,再根据抛物线与x轴的交点问题得到Δ=(﹣4)2﹣4k×2≥0,然后解不等式即可得到k的值.
【解答】解:∵二次函数y=kx2﹣4x+2的图象与x轴有公共点,
∴Δ=(﹣4)2﹣4k×2≥0,解得k≤2,
又∵y=kx2﹣4x+2是二次函数,
∴k≠0,
∴k的取值范围是k≤2且k≠0.
故答案为:k≤2且k≠0.
题型03 利用二次函数求一元二次方程的近似解
典型例题
典例
03
(2023•晋城模拟)根据表格估计方程x2+2x=6其中一个解的近似值.
x
1.63
1.64
1.65
1.66
…
x2+2x
5.9169
5.9696
6.0225
6.0756
…
根据上表,求方程x2+2x=6的一个解大约是 .(精确到0.01)
【答案】1.65.
【分析】先根据表中所给的数,再与6相减,然后所得的值进行比较,差值越小的越接近方程的解.
【解答】解:根据题意得:
6﹣5.9696=0.0304,
6.0225﹣6=0.0225,
0.0304>0.0225,
可见6.0225比5.9696更逼近6,
当精确度为0.01时,方程x2+2x=6的一个解约是1.65;
故答案为:1.65.
即学即练
【变式练1】 (2022秋•天河区校级期中)如表是二次函数y=x2+3x﹣5的自变量x与函数值y的一组对应值,那么方程x2+3x﹣5=0的一个近似根是( )
x
1
1.1
1.2
1.3
1.4
y
﹣1
﹣0.49
0.04
0.59
1.16
A.x=1 B.x=1.1 C.x=1.2 D.x=1.3
【答案】C
【分析】观察表格可得0.04更接近于0,得到所求方程的近似根即可.
【解答】解:观察表格得:方程x2+3x﹣5=0的一个近似根为1.2,
故选:C.
【变式练2】 (2022秋•禹会区校级月考)下表是一组二次函数y=x2+3x﹣5的自变量x与函数值y的对应值:
x
1
1.2
1.3
1.4
y
﹣1
0.04
0.59
1.16
那么方程x2+3x﹣5=0的一个近似根是( )
A.1.4 B.1.1 C.1.2 D.1.3
【答案】C
【分析】观察表格可得0.03更接近于0,得到所求方程的近似根即可.
【解答】解:观察表格得:方程x2+3x﹣5=0的一个近似根为1.2,
故选:C.
【变式练3】 (2024秋•榕城区期末)观察下列表格,一元二次方程x2﹣x﹣1.1=0的最精确的一个近似解是( )
x
1.1
1.2
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
1.8
1.9
x 2﹣x﹣1.1
﹣0.99
﹣0.86
﹣0.71
﹣0.54
﹣0.35
﹣0.14
0.09
0.34
0.61
A.0.09 B.1.1 C.1.6 D.1.7
【答案】D
【分析】根据图表数据找出一元二次方程最接近0的未知数的值,即为最精确的近似解.
【解答】解:∵x=1.7时,x2﹣x﹣1.1的值0.09最小,
∴一元二次方程x2﹣x﹣1.1=0的最精确的一个近似解是1.7.
故选:D.
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