内容正文:
2.5二次函数与一元二次方程 导学案
第2课时
1.利用二次函数的图象求一元二次方程近似解。
2.经历探索用二次函数图象求解一元二次方程近似解的过程,体会用二次函数图象求一元二次方程解的方法。
学习重点:基于二次函数图象求方程近似解的操作与技巧。
学习难点:利用图象法准确定位近似根并验证其合理性。
第一环节 自主学习
创设情景,引入新课
问题情境:
1.知识回顾
①二次函数y=ax²+bx+c的图象和x轴交点的坐标与一元二次方程ax²+bx+c=0的根有什么关系?
二次函数y=ax²+bx+c的图象和x轴交点
一元二次方程ax²+bx+c=0的根
一元二次方程ax²+bx+c=0根的判别式Δ=-4ac
两个相异的实根
有一个交点
的实根
-4ac = 0
没有实数根
②抛物线y=ax²+bx+c与x轴交点的横坐标就是一元二次方程ax²+bx+c=0的根.
2.课堂引入
思考:一元二次方程x²+2x-10=0的根与二次函数y=x²+2x-10的图象(右图所示)与x轴交点的横坐标有什么关系?能否从图象中直接得到方程的根呢?
一元二次方程x²+2x-10=0的根是二次函数y=x²+2x-10的图象与x轴交点的横坐标.
这样,我们在不解方程的情况下,只要知道二次函数图象与x轴交点的横坐标即可,但是根据图象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求一元二次方程的近似根.
新知自研:自研课本第53--54页的内容.
【学法指导】
自研课本P53-54页的内容,思考:
●探究一:利用图象法求一元二次方程的近似根
◆1.新知探究
右图是二次函数y=x²+2x-10的图象.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?
由图象可知方程x²+2x-10=0有两个根,一个根在-5和-4之间,另一个在2和3之间.
议一议:这只是大概范围,如何确定它们的十分位呢?
(1)先求﹣5和﹣4之间的根.利用计算器进行探索:
x
-4.1
-4.2
-4.3
-4.4
y
因此,x=﹣4.3是方程的一个近似根.
注意:之所以取 x=﹣4.3 作为方程的近似根而不是 x=﹣4.4,是因为当x=﹣4.3时,其函数值更接近0.
(2)另一个根可以类似的求出:
x
2.1
2.2
2.3
2.4
y
因此,x=2.3是方程的另一个近似根.
(3)我们得出的结论是否正确?你能用我们学过的知识进行验证吗?
可以利用一元二次方程的求根公式进行验证.
提醒:用图象法求一元二次方程的近似根时,结果只取到 .
◆2.归纳总结
利用图象法求一元二次方程的近似根
(1)画出 ;
(2)确定抛物线与x轴的交点的 在哪两个数之间;
(3)列表或直接取值代入方程计算,哪一个值能使方程 成立,则这个值就是方程的近似根.
◆3.做一做
(1)请利用图1求一元二次方程x²+2x-10=3的近似根.
(2)你还能利用图2求一元二次方程x²+2x-10=3的近似根吗?
◆4.练一练
(1)根据下列表格的对应值:
x
3.23
3.24
3.25
3.26
y=ax²+bx+c
-0.06
-0.02
0.03
0.09
判断方程 ax²+bx+c =0 (a≠0,a,b,c为常数)一个解x的范围是( )
A. 3< x < 3.23 B. 3.23 < x < 3.24
C. 3.24 <x< 3.25 D. 3.25 <x< 3.26
(2)已知二次函数y=ax²+bx+c的图象如图所示,则一元二次方程ax²+bx+c=0的近似根为( )
A.≈-2.1,≈0.1 B.≈-2.5,≈0.5
C.≈-2.9,≈0.9 D.≈-3,≈1
【例题导析】
自研下面典例的内容,回答问题:
典例分析
例1 利用二次函数的图象估计一元二次方程x²-2x-1=0的近似根(结果精确到0.1).
例2 利用二次函数的图象求一元二次方程-x²+2x-3=-8的近似根.
第二环节 合作探究
小组群学
在小组长的带领下:
A.讨论如何用二次函数图象求解一元二次方程近似解;
B.交流例题的解题思路,总结方法和易错点.
C.相互检查导学内容的完成书写情况并给出等级评定.
1.下表是满足二次函数y=ax²+bx+c的五组数据,是方程ax²+bx+c=0的一个解,则下列选项中正确的是( )
x
1.6
1.8
2.0
2.2
2.4
y
-0.80
-0.54
-0.20
0.22
0.72
A.1.6<<1.8 B.1.8<<2.0
C.2.0<<2.2 D.2.2<<2.4
2.小颖用计算器探索方程ax²+bx+c=0的根,作出如图所示的图象,并求得一个近似根x=-3.4,则方程的另一个近似根(精确到0.1)为( )
A.4.4 B.3.4 C.2.4 D.1.4
3.观察下表:
x
2.3
2.4
2.5
2.6
2.7
2.8
2.9
y=-2x-2
-1.31
-1.04
-0.75
-0.44
-0.11
0.24
0.61
则一元二次方程-2x-2=0在精确到0.1时的一个近似根是_____,利用抛物线的对称性,可推知该方程的另一个近似根是_____.
4.已知二次函数y=a+bx+c(a≠0)的部分图象如图所示,顶点坐标为(-1,-3.2),由图象可知关于x的一元二次方程a+bx+c=0的两个根分别是=1.3,=________.
5.下表是一组二次函数 y=+3x-5的自变量x 与函数值y 的对应值:
x
1
1.1
1.2
1.3
1.4
y
-1
-0.49
0.04
0.59
1.16
那么方程+3x-5=0的一个近似根是_______.
6.二次函数y=ax²+bx+c的图象如图所示,则方程ax²+bx+c=0的两个根是____________,若函数y<0,则对应x的取值范围是___________.
7.用图象法求一元二次方程x²+x-1=0的近似根(精确到0.1).
8.求一元二次方程x²-2x-1=3的近似根(精确到0.1).
题型一: 利用二次函数的图象求一元二次方程的近似根
1.如表是部分二次函数y=ax2+bx﹣5的自变量x与函数值y的对应值:
x
1
1.1
1.2
1.3
1.4
y
﹣1
﹣0.49
0.04
0.59
1.16
那么方程ax2+bx﹣5=0的一个根在( )范围之间.
A.1~1.1 B.1.1~1.2 C.1.2~1.3 D.1.3~1.4
2.已知二次函数中部分和的值如下表所示:
则方程的一个较大的根的范围是( )
A. B.
C. D.
3.如下表,是二次函数的自变量与函数值的几组对应值.那么方程的一个近似解是( )
A. B. C. D.
4.根据下列表格的对应值,判断方程(为常数)的一个解的范围是( )
x
3.23
3.24
3.25
3.26
0.03
0.09
A. B.
C. D.
5.已知二次函数中部分x和y的值如下表所示:
x
y
0.25
0.56
0.89
则方程的一个较大的根的范围是( )
A. B.
C. D.
题型二 利用二次函数的图象解不等式
6.(24-25九年级上·浙江温州·期中)若点在抛物线上,其中,则不等式的解为( )
A.或 B.
C.或 D.
7.抛物线的部分图象如图所示,其与x轴时的一个交点为,对称轴为直线,将抛物线沿着x轴的正方向平移2个单位长度得到新的抛物线,则当时,的取值范围是( )
A. B.
C. D.
8.如图,抛物线y=ax2+c与直线y=mx+n交于A(﹣1,p),B(3,q)两点,则不等式ax2﹣mx+c<n的解集为( )
A.x>﹣1 B.x<3 C.﹣1<x<3 D.x<﹣3或x>1
9.已知抛物线的部分图象如图所示,若,则的取值范围是 .
【答案】
10.二次函数y=ax2+bx+c的图象如图所示,根据图象直接回答下列问题:
(1)直接写出该二次函数的解析式为 ;
(2)不等式ax2+bx+c≤0的解集是 ;
(3)y随x的增大而减小的自变量x的取值范围是 ;
(4)若关于x的方程ax2+bx+c=k有两个不相等的实根,则k的取值范围是 .
题型三 二次函数与一元二次方程的综合应用
11.已知二次函数y=﹣x2﹣4x+m.
(1)若该二次函数的最大值为2m,求m的值;
(2)若该二次函数向右平移2个单位长度,向下平移4个单位长度后得新二次函数图象与x轴有2个交点,求m的取值范围.
12.已知函数y=2(x﹣m)(x﹣m﹣3)(m为常数).
(1)求证:不论m取何值,该函数图象与x轴总有两个公共点;
(2)若该函数图象与x轴交于点A、B,与y轴交于点C,若△ABC的面积为12,求m的值.
13.在平面直角坐标系中,抛物线y=x2+bx+c交x轴于A(﹣1,0),B(3,0)两点,交y轴于点C,点P(m,n)在抛物线上.
(1)求抛物线的表达式及顶点坐标;
(2)若此抛物线点P右侧的部分(不含点P)上恰好有三个点到x轴的距离均为2,请直接写出m的取值范围.
利用图象法求一元二次方程的近似根
(1)画出 ;
(2)确定抛物线与x轴的交点的 在哪两个数之间;
(3)列表或直接取值代入方程计算,哪一个值能使方 成立,则这个值就是方程的近似根.
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2.5二次函数与一元二次方程 导学案
第2课时
1.利用二次函数的图象求一元二次方程近似解。
2.经历探索用二次函数图象求解一元二次方程近似解的过程,体会用二次函数图象求一元二次方程解的方法。
学习重点:基于二次函数图象求方程近似解的操作与技巧。
学习难点:利用图象法准确定位近似根并验证其合理性。
第一环节 自主学习
创设情景,引入新课
问题情境:
1.知识回顾
①二次函数y=ax²+bx+c的图象和x轴交点的坐标与一元二次方程ax²+bx+c=0的根有什么关系?
二次函数y=ax²+bx+c的图象和x轴交点
一元二次方程ax²+bx+c=0的根
一元二次方程ax²+bx+c=0根的判别式Δ=-4ac
有两个交点
两个相异的实根
-4ac > 0
有一个交点
两个相等的实根
-4ac = 0
没有交点
没有实数根
-4ac < 0
②抛物线y=ax²+bx+c与x轴交点的横坐标就是一元二次方程ax²+bx+c=0的根.
2.课堂引入
思考:一元二次方程x²+2x-10=0的根与二次函数y=x²+2x-10的图象(右图所示)与x轴交点的横坐标有什么关系?能否从图象中直接得到方程的根呢?
一元二次方程x²+2x-10=0的根是二次函数y=x²+2x-10的图象与x轴交点的横坐标.
这样,我们在不解方程的情况下,只要知道二次函数图象与x轴交点的横坐标即可,但是根据图象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求一元二次方程的近似根.
新知自研:自研课本第53--54页的内容.
【学法指导】
自研课本P53-54页的内容,思考:
●探究一:利用图象法求一元二次方程的近似根
◆1.新知探究
右图是二次函数y=x²+2x-10的图象.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?
由图象可知方程x²+2x-10=0有两个根,一个根在-5和-4之间,另一个在2和3之间.
议一议:这只是大概范围,如何确定它们的十分位呢?
(1)先求﹣5和﹣4之间的根.利用计算器进行探索:
x
-4.1
-4.2
-4.3
-4.4
y
-1.39
-0.76
-0.11
0.56
因此,x=﹣4.3是方程的一个近似根.
注意:之所以取 x=﹣4.3 作为方程的近似根而不是 x=﹣4.4,是因为当x=﹣4.3时,其函数值更接近0.
(2)另一个根可以类似的求出:
x
2.1
2.2
2.3
2.4
y
-1.39
-0.76
-0.11
0.56
因此,x=2.3是方程的另一个近似根.
(3)我们得出的结论是否正确?你能用我们学过的知识进行验证吗?
可以利用一元二次方程的求根公式进行验证.
x===−1±.
∴=−1+≈2.3,=−1−≈−4.3.
提醒:用图象法求一元二次方程的近似根时,结果只取到十分位.
◆2.归纳总结
利用图象法求一元二次方程的近似根
(1)画出二次函数的图象;
(2)确定抛物线与x轴的交点的横坐标在哪两个数之间;
(3)列表或直接取值代入方程计算,哪一个值能使方程近似成立,则这个值就是方程的近似根.
◆3.做一做
(1)请利用图1求一元二次方程x²+2x-10=3的近似根.
解: 求一元二次方程x²+2x-10=3的近似根,即求方程x²+2x-13=0的近似根.
也就是估计抛物线y=x²+2x-13和x轴的交点的横坐标;
由图象可知,它们有两个交点,其横坐标一个在-5与-4之间,另一个在2与3之间,分别约为-4.7和2.7.
∴方程x²+2x-10=3的近似根为:≈-4.7,≈2.7.
(2)你还能利用图2求一元二次方程x²+2x-10=3的近似根吗?
解:①作直线y=3;
②观察估计抛物线y=x²+2x-10和直线y=3的交点的横坐标;
由图象可知,它们有两个交点,其横坐标一个在-5与-4之间,另一个在2与3之间,分别约为-4.7和2.7(可将单位长再十等分,借助计算器确定其近似值).
∴方程x²+2x-10=3的近似根为:≈-4.7,≈2.7.
◆4.练一练
(1)根据下列表格的对应值:
x
3.23
3.24
3.25
3.26
y=ax²+bx+c
-0.06
-0.02
0.03
0.09
判断方程 ax²+bx+c =0 (a≠0,a,b,c为常数)一个解x的范围是( )
A. 3< x < 3.23 B. 3.23 < x < 3.24
C. 3.24 <x< 3.25 D. 3.25 <x< 3.26
解:C
(2)已知二次函数y=ax²+bx+c的图象如图所示,则一元二次方程ax²+bx+c=0的近似根为( )
A.≈-2.1,≈0.1 B.≈-2.5,≈0.5
C.≈-2.9,≈0.9 D.≈-3,≈1
解:B
解析:由图象可得二次函数y=ax²+bx+c图象的对称轴为x=-1,而对称轴右侧图象与x轴交点到原点的距离约为0.5,
∴≈0.5;又∵对称轴为x=-1,则=-1,
∴=2×(-1)-0.5=-2.5.故≈-2.5,≈0.5.故选B.
【例题导析】
自研下面典例的内容,回答问题:
典例分析
例1 利用二次函数的图象估计一元二次方程x²-2x-1=0的近似根(结果精确到0.1).
解:方程x²-2x-1=0的根是函数y=x²-2x-1的图象与x轴交点的横坐标.
作出二次函数y=x²-2x-1的图象,如图所示.
由图象可知方程有两个根,一个在-1和0之间,另一个在2和3之间.
先求-1和0之间的根,当x=-0.4时,y=-0.04;当x=-0.5时,y=0.25.
因此,x≈-0.4是方程的一个近似根,
同理,x≈2.4是方程的另一个近似根.
即方程x²-2x-1=0的近似根为≈-0.4,≈2.4.
例2 利用二次函数的图象求一元二次方程-x²+2x-3=-8的近似根.
分析:当 y=-x²+2x-3的函数值为-8时,对应点的横坐标即为一元二次方程-x²+2x-3=-8的根,如图所示.
解:在平面直角坐标系内作函数 y=-x²+2x-3的图象,如图,由图象可知方程-x²+2x-3=-8的根是抛物线y=-x²+2x-3与直线y=-8的公共点的横坐标,左边的公共点横坐标在-1与-2之间,右边的公共点横坐标在3和4之间.
(1)先求在-1和-2之间的根,利用计算器进行探索:
x
-1.1
-1.2
-1.3
-1.4
-1.5
y
-6.41
-6.84
-7.29
-7.76
-8.25
∴x=-1.4是方程-x²+2x-3=-8的一个近似根.
(2)另一根可以类似地求出:
x
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
y
-6.41
-6.84
-7.29
-7.76
-8.25
∴x=3.4是方程-x²+2x-3=-8的另一个近似根.
一元二次方程-x²+2x-3=-8的近似根为:≈-1.4,≈3.4.
第二环节 合作探究
小组群学
在小组长的带领下:
A.讨论如何用二次函数图象求解一元二次方程近似解;
B.交流例题的解题思路,总结方法和易错点.
C.相互检查导学内容的完成书写情况并给出等级评定.
1.下表是满足二次函数y=ax²+bx+c的五组数据,是方程ax²+bx+c=0的一个解,则下列选项中正确的是( )
x
1.6
1.8
2.0
2.2
2.4
y
-0.80
-0.54
-0.20
0.22
0.72
A.1.6<<1.8 B.1.8<<2.0
C.2.0<<2.2 D.2.2<<2.4
解:C.
2.小颖用计算器探索方程ax²+bx+c=0的根,作出如图所示的图象,并求得一个近似根x=-3.4,则方程的另一个近似根(精确到0.1)为( )
A.4.4 B.3.4 C.2.4 D.1.4
解:D.
3.观察下表:
x
2.3
2.4
2.5
2.6
2.7
2.8
2.9
y=-2x-2
-1.31
-1.04
-0.75
-0.44
-0.11
0.24
0.61
则一元二次方程-2x-2=0在精确到0.1时的一个近似根是_____,利用抛物线的对称性,可推知该方程的另一个近似根是_____.
解:2.7,-0.7.
4.已知二次函数y=a+bx+c(a≠0)的部分图象如图所示,顶点坐标为(-1,-3.2),由图象可知关于x的一元二次方程a+bx+c=0的两个根分别是=1.3,=________.
解:-3.3.
5.下表是一组二次函数 y=+3x-5的自变量x 与函数值y 的对应值:
x
1
1.1
1.2
1.3
1.4
y
-1
-0.49
0.04
0.59
1.16
那么方程+3x-5=0的一个近似根是_______.
解:1.2.
6.二次函数y=ax²+bx+c的图象如图所示,则方程ax²+bx+c=0的两个根是____________,若函数y<0,则对应x的取值范围是___________.
解:=1, =3;1<x<3
7.用图象法求一元二次方程x²+x-1=0的近似根(精确到0.1).
解:画出+x-1=0的图象,如图所示,由图象知,方程有两个根,一个在-2和-1之间,另一个在0到1之间.通过计算器估算,可得到抛物线与x轴交点的横坐标大约为-1.6和0.6.
即一元二次方程的实数根为≈-1.6,≈0.6.
8.求一元二次方程x²-2x-1=3的近似根(精确到0.1).
解:y=x²-2x-4的图象如图所示.
由图象可知方程的一根在3到4之间,另一根在-1到-2之间.
(1)先求3到4之间的根.利用计算器进行探索:
x
…
3.2
3.3
…
y
…
-0.16
0.29
…
因此,x=3.2是方程的一个近似根.
(2)可类似地求出另一个根为x=-1.2.
题型一: 利用二次函数的图象求一元二次方程的近似根
1.如表是部分二次函数y=ax2+bx﹣5的自变量x与函数值y的对应值:
x
1
1.1
1.2
1.3
1.4
y
﹣1
﹣0.49
0.04
0.59
1.16
那么方程ax2+bx﹣5=0的一个根在( )范围之间.
A.1~1.1 B.1.1~1.2 C.1.2~1.3 D.1.3~1.4
【答案】B.
【分析】利用二次函数和一元二次方程的关系.
【详解】解:观察表格可知:当x=1.1时,y=﹣0.49;当x=1.2时,y=0.04,
∴方程ax2+bx﹣5=0的一个根在范围是1.1<x<1.2.
故选:B.
【点睛】本题考查了用图象法求一元二次方程的近似根,解题的关键是找到y由正变为负时,自变量的取值即可.
2.已知二次函数中部分和的值如下表所示:
则方程的一个较大的根的范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】本题主要考查了二次函数的性质、图象法确定一元二次方程的近似根,掌握数形结合思想成为解题的关键.
先求得对称轴为直线,再根据表格数据得的较小的根的范围为,再根据对称轴计算较大根的范围.
【详解】解:二次函数的对称轴为,
由表可知,当时,;当时,,
方程的一个较小根满足。
根关于对称轴对称,设较大根为,则 ,
。
当时,;
当时,;
,
故选:C.
3.如下表,是二次函数的自变量与函数值的几组对应值.那么方程的一个近似解是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【分析】本题考查了二次函数与一元二次方程,通过观察二次函数对应值表中值的符号变化,确定方程根的范围,再根据值接近的程度选择近似解即可,掌握知识点的应用是解题的关键.
【详解】解:∵当时,, 当时,,
∴的一个根在和之间,
∵ 时的值比时更接近,
∴方程的一个近似根为,
故选:.
4.根据下列表格的对应值,判断方程(为常数)的一个解的范围是( )
x
3.23
3.24
3.25
3.26
0.03
0.09
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】本题考查了二次函数与一元二次方程,令,由二次函数的图像与轴的交点横坐标是对应方程的解,判断当时,的图像与轴有一个交点,即可求解.
【详解】解:令,
当时,,
当时,,
当时,的图像与轴有一个交点,
方程有一个解的范围是.
故选:C.
5.已知二次函数中部分x和y的值如下表所示:
x
y
0.25
0.56
0.89
则方程的一个较大的根的范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】本题主要考查了二次函数的性质、图象法确定一元二次方程的近似根等知识点,掌握数形结合思想成为解题的关键.
先求得对称轴为直线,再根据表格数据得的较小的根的范围为,最后根据二次函数图象的对称性即可解答.
【详解】解:依题意,函数的对称轴为直线,
由表格数据可得:
当时,;当时,;
∴的较小的根的范围为,
则,
∴的较大的根的范围是.
故选:C.
题型二 利用二次函数的图象解不等式
6.(24-25九年级上·浙江温州·期中)若点在抛物线上,其中,则不等式的解为( )
A.或 B.
C.或 D.
【答案】A
【分析】本题考查了二次函数的性质,以及解不等式,先由点在抛物线上得,再将其代入不等式,再根据,得出解集即可.
【详解】解:∵点在抛物线上,
∴,
∵,
∴,
∵,
∴,
又∵,
∴或,
∴或,
故选:A.
7.抛物线的部分图象如图所示,其与x轴时的一个交点为,对称轴为直线,将抛物线沿着x轴的正方向平移2个单位长度得到新的抛物线,则当时,的取值范围是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【分析】本题考查了抛物线与x轴的交点,二次函数的性质,二次函数的平移,关键是得到抛物线与x轴的另一个交点.
首先根据二次函数的对称性得到抛物线与x轴的另一个交点为,然后根据平移的性质得到抛物线与x轴的两个交点坐标为和,再根据抛物线的开口方向即可求得当时的x的取值范围.
【详解】解:∵抛物线与x轴的一个交点坐标为,对称轴为直线,
∴抛物线与x轴的另一个交点为,
∵抛物线沿着x轴的正方向平移2个单位长度得到新的抛物线,
∴抛物线与x轴的两个交点坐标为和
∴当时,x的取值范围是.
故选:C.
8.如图,抛物线y=ax2+c与直线y=mx+n交于A(﹣1,p),B(3,q)两点,则不等式ax2﹣mx+c<n的解集为( )
A.x>﹣1 B.x<3 C.﹣1<x<3 D.x<﹣3或x>1
【答案】C.
【分析】由抛物线与直线交点横坐标确定直线在抛物线上方时x的取值范围.
【详解】解:∵A(﹣1,p),B(3,q),
∴﹣1<x<3时,直线在抛物线上方,即﹣1<x<3时,ax2+c<mx+n,
∴不等式ax2﹣mx+c<n的解集为﹣1<x<3.
故选:C.
【点睛】本题考查二次函数与不等式的关系,解题关键是掌握二次函数与方程及不等式的关系,通过图象求解.
9.已知抛物线的部分图象如图所示,若,则的取值范围是 .
【答案】
【分析】本题考查了二次函数图象的性质与一元二次不等式的关系,解题的关键是利用抛物线的对称性求出与轴的另一个交点,再结合开口方向确定时的取值范围.
已知抛物线对称轴为,且与轴的一个交点为,根据抛物线关于对称轴对称的性质,计算两交点到对称轴的距离,进而求出另一个交点坐标;再由抛物线开口向下,可知图象在两交点之间及交点处的函数值,从而确定的取值范围.
【详解】解:∵抛物线对称轴为,且与轴的一个交点为,
∴该交点到对称轴的距离为,
∴抛物线与轴的另一个交点为,即,
又∵抛物线开口向下,
∴当时,的取值范围是.
故答案为:.
10.二次函数y=ax2+bx+c的图象如图所示,根据图象直接回答下列问题:
(1)直接写出该二次函数的解析式为 ;
(2)不等式ax2+bx+c≤0的解集是 ;
(3)y随x的增大而减小的自变量x的取值范围是 ;
(4)若关于x的方程ax2+bx+c=k有两个不相等的实根,则k的取值范围是 .
【分析】(1)设抛物线交点式y=a(x+2)(x﹣4),将(0,4)代入解析式求解.
(2)根据抛物线与x轴交点坐标及开口方向判断.
(3)由抛物线与x轴交点坐标可得抛物线对称轴为直线x=1,然后根据开口方向进行判断.
(4)将抛物线解析式化为顶点式求解.
【详解】解:(1)设抛物线解析式为y=a(x+2)(x﹣4),
将(0,4)代入y=a(x+2)(x﹣4)得4=﹣8a,
解得a,
∴y(x+2)(x﹣4)x2+x+4,
故答案为:yx2+x+4.
(2)由图象可得x≤﹣2或x≥4时,y≤0,
故答案为:x≤﹣2或x≥4.
(3)∵图象经过(﹣2,0),(4,0),
∴抛物线对称轴为直线x=1,
∵抛物线开口向下,
∴x>1时,y随x的增大而减小,
故答案为:x>1.
(4)∵yx2+x+4(x﹣1)2,
∴y,
∴y时,ax2+bx+c=k有两个不相等的实根,
故答案为:k.
【点睛】本题考查二次函数的性质,解题关键是熟练掌握二次函数图象的性质,掌握二次函数与方程及不等式的关系.
题型三 二次函数与一元二次方程的综合应用
11.已知二次函数y=﹣x2﹣4x+m.
(1)若该二次函数的最大值为2m,求m的值;
(2)若该二次函数向右平移2个单位长度,向下平移4个单位长度后得新二次函数图象与x轴有2个交点,求m的取值范围.
【分析】(1)把抛物线解析式化为顶点式得到当x=﹣2时,二次函数有最大值m+4,则m+4=2m,解之即可;
(2)求出平移后的解析式为y=﹣x2+m,根据题意结合二次函数图象的性质可得平移后的抛物线顶点一定在x轴上方,则m>0.
【解答】解(1)∵二次函数解析式为y=﹣x2﹣4x+m=﹣(x+2)2+m+4,
∴当x=﹣2时,二次函数有最大值m+4,
∵该二次函数的最大值为2m,
∴m+4=2m,
∴m=4;
(2)把二次函数y=﹣(x+2)2+m+4向右平移2个单位长度,向下平移4个单位长度后得新二次函数解析式为y=﹣(x+2﹣2)2+m+4﹣4=﹣x2+m,
∵平移后的抛物线解析式与x轴有2个交点,且抛物线开口向下,
∴平移后的抛物线顶点一定在x轴上方,
∴m>0.
【点评】本题主要考查了抛物线与x轴的交点,二次函数的性质.二次函数图象与几何变换,二次函数的最值,解题的关键是掌握相关知识的灵活运用.
12.已知函数y=2(x﹣m)(x﹣m﹣3)(m为常数).
(1)求证:不论m取何值,该函数图象与x轴总有两个公共点;
(2)若该函数图象与x轴交于点A、B,与y轴交于点C,若△ABC的面积为12,求m的值.
【分析】(1)令y=0,可得关于x的一元二次方程,解方程可证得结论;
(2)令y=0,可得关于x的一元二次方程,表示出方程的根,即可得到A、B两点的坐标,然后令x=0,得到点C的坐标,最后利用三角形面积公式列方程求解即可.
【解答】解:(1)∵y=2(x﹣m)(x﹣m﹣3)即y=2x2﹣2(2m+3)x+2m2+6m,
∴当y=0时,即2x2﹣2(2m+3)x+2m2+6m=0,
∴Δ=b2﹣4ac=[﹣2(2m+3)]2﹣4×2×(2m2+6m)=36>0,
∴该函数图象与x轴总有两个公共点;
(2)∵y=2(x﹣m)(x﹣m﹣3)即y=2x2﹣2(2m+3)x+2m2+6m,
∴当y=0时,即2(x﹣m)(x﹣m﹣3)=0,
∴x=m或x=m+3,
当x=0时,y=2m2+6m,
∴设A(m,0),B(m+3,0),C(0,2m2+6m),
∴AB=3,
∵△ABC的面积等于12,
∴,即,
∴m2+3m=4①或m2+3m=﹣4②,
∴解①得m=﹣4或m=1,方程②无解.
【点评】本题考查了一元二次方程根的判别式,一元二次方程的解法,二次函数性质,正确记忆相关知识点是解题关键.
13.在平面直角坐标系中,抛物线y=x2+bx+c交x轴于A(﹣1,0),B(3,0)两点,交y轴于点C,点P(m,n)在抛物线上.
(1)求抛物线的表达式及顶点坐标;
(2)若此抛物线点P右侧的部分(不含点P)上恰好有三个点到x轴的距离均为2,请直接写出m的取值范围.
【分析】(1)依据题意,由抛物线y=x2+bx+c交x轴于A(﹣1,0),B(3,0)两点,可得方程组,计算后可得函数解析式,再化成顶点式可得顶点坐标,进而得解;
(2)依据题意,在y=x2﹣2x﹣3中,令y=2得2=x2﹣2x﹣3,解得x=1或x=1,可得K(1,2),T(1,2),又在y=x2﹣2x﹣3中,令y=﹣2得﹣2=x2﹣2x﹣3,解得x=1或x=1,可得R(1,﹣2),S(1,﹣2),再结合抛物线在点P右侧的部分(不含点P)上,恰好有三个点到x轴的距离为2,进而可以判断得解.
【解答】解:(1)由题意,∵抛物线y=x2+bx+c交x轴于A(﹣1,0),B(3,0)两点,
∴.
∴.
∴抛物线为y=x2﹣2x﹣3=(x﹣1)2﹣4.
∴抛物线的顶点坐标为(1,﹣4).
(2)由题意,如图:
在y=x2﹣2x﹣3中,令y=2得2=x2﹣2x﹣3,解得x=1或x=1,
∴K(1,2),T(1,2)
在y=x2﹣2x﹣3中,令y=﹣2得﹣2=x2﹣2x﹣3,解得x=1或x=1,
∴R(1,﹣2),S(1,﹣2),
∵抛物线在点P右侧的部分(不含点P)上,恰好有三个点到x轴的距离为2,
∴P在点K和R之间的抛物线上(包含K,不包含R),
∴1m<1.
【点评】本题主要考查二次函数的图象与性质,涉及待定系数法,解题的关键是掌握二次函数的相关性质并能灵活应用.
利用图象法求一元二次方程的近似根
(1)画出二次函数的图象;
(2)确定抛物线与x轴的交点的横坐标在哪两个数之间;
(3)列表或直接取值代入方程计算,哪一个值能使方程近似成立,则这个值就是方程的近似根.
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