内容正文:
第二十六章
26.3 实践与探索 第2课时 二次函数与一元二次方程(不等式)的关系
第二十六章 二次函数
课堂环节导航
新知导入
知识探究
课堂小结
学习目标
课堂检测
课后作业
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第二十六章 二次函数
情境引入
问题 如图,以40m/s的速度将小球沿与地面成30°角的方向击出时,球的飞行路线将是一条抛物线,如果不考虑空气的阻力,球的飞行高度h(单位:m)与飞行时间t(单位:s)之间具有关系:
h=20t-5t2,
考虑以下问题:
新知导入
第二十六章 二次函数
学习目标
1.通过探索,理解二次函数与一元二次方程(不等式)之间的联系.(难点)
2.能运用二次函数及其图象、性质确定方程的解或不等式的解集.(重点)
3.了解用图象法求一元二次方程的近似根.
学习目标
第二十六章 二次函数
二次函数与一元二次方程的关系
一
(1)球的飞行高度能否达到15m?如果能,需要多少飞行时间?
O
h
t
15
1
3
∴当球飞行1s或3s时,它的高度为15m.
解:解方程 15=20t-5t2,
t2-4t+3=0,
t1=1,t2=3.
你能结合上图,指出为什么在两个时间求的高度为15m吗?
h=20t-5t2
知识探究
第二十六章 二次函数
(2)球的飞行高度能否达到20m?如果能,需要多少飞行时间?
你能结合图形指出为什么只在一个时间球的高度为20m?
O
h
t
20
4
解方程:
20=20t-5t2,
t2-4t+4=0,
t1=t2=2.
当球飞行2秒时,它的高度为20米.
h=20t-5t2
知识探究
第二十六章 二次函数
(3)球的飞行高度能否达到20.5m?如果能,需要多少飞行时间?
O
h
t
你能结合图形指出为什么球不能达到20.5m的高度?
20.5
解方程:
20.5=20t-5t2,
t2-4t+4.1=0,
因为(-4)2-4 ×4.1<0,
所以方程无解.
即球的飞行高度达不到20.5米.
h=20t-5t2
知识探究
第二十六章 二次函数
7
(4)球从飞出到落地要用多少时间?
O
h
t
0=20t-5t2,
t2-4t=0,
t1=0,t2=4.
当球飞行0秒和4秒时,它的高度为0米.
即0秒时球地面飞出,4秒时球落回地面.
h=20t-5t2
知识探究
第二十六章 二次函数
从上面发现,二次函数y=ax2+bx+c何时为一元二次方程?
一般地,当y取定值且a≠0时,二次函数为一元二次方程.
如:y=5时,则5=ax2+bx+c就是一个一元二次方程.
为一个常数
(定值)
知识探究
第二十六章 二次函数
9
所以二次函数与一元二次方程关系密切.
例如,已知二次函数y = -x2+4x的值为3,求自变量x的值,可以解一元二次方程-x2+4x=3(即x2-4x+3=0).
反过来,解方程x2-4x+3=0 又可以看作已知二次函数 y = x2-4x+3 的值为0,求自变量x的值.
知识探究
第二十六章 二次函数
利用二次函数深入讨论一元二次方程
二
思考
观察思考下列二次函数的图象与x轴有公共点吗?如果有,公共点的横坐标是多少?当x取公共点的横坐标时,函数的值是多少?由此你能得出相应的一元二次方程的根吗?
(1)y=x2+x-2;
(2)y=x2-6x+9;
(3)y=x2-x+1.
知识探究
第二十六章 二次函数
11
1
x
y
O
y = x2-6x+9
y = x2-x+1
y = x2+x-2
观察图象,完成下表:
抛物线与x轴公共点个数 公共点
横坐标 相应的一元二次
方程的根
y = x2-x+1
y = x2-6x+9
y = x2+x-2
0个
1个
2个
x2-x+1=0无解
0
x2-6x+9=0,x1=x2=3
-2, 1
x2+x-2=0,x1=-2,x2=1
知识探究
第二十六章 二次函数
12
知识要点
二次函数y=ax2+bx+c的图象与x轴交点 一元二次方程ax2+bx+c=0的根 b2-4ac
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
二次函数y=ax2+bx+c的图象与x轴交点的坐标与一元二次
方程ax2+bx+c=0根的关系
知识探究
第二十六章 二次函数
13
例1:已知关于x的二次函数y=mx2-(m+2)x+2(m≠0).
(1)求证:此抛物线与x轴总有两个交点;
(2)若此抛物线与x轴总有两个交点,且它们的横坐标都是整数,求正整数m的值.
(1)证明:∵m≠0,
∴Δ=(m+2)2-4m×2=m2+4m+4-8m=(m-2)2.
∵(m-2)2≥0,
∴Δ≥0,
∴此抛物线与x轴总有两个交点;
知识探究
第二十六章 二次函数
(2)解:令y=0,则(x-1)(mx-2)=0,
所以 x-1=0或mx-2=0,
解得 x1=1,x2= .
当m为正整数1或2时,x2为整数,即抛物线与x轴总有两个交点,且它们的横坐标都是整数.
所以正整数m的值为1或2.
例1:已知关于x的二次函数y=mx2-(m+2)x+2(m≠0).
(1)求证:此抛物线与x轴总有两个交点;
(2)若此抛物线与x轴总有两个交点,且它们的横坐标都是整数,求正整数m的值.
知识探究
第二十六章 二次函数
变式:已知:抛物线y=x2+ax+a-2.
(1)求证:不论a取何值时,抛物线y=x2+ax+a-2与x轴都有两个不同的交点;
(2)设这个二次函数的图象与x轴相交于A(x1,0),B(x2,0),且x1、x2的平方和为3,求a的值.
(1)证明:∵Δ=a2-4(a-2)=(a-2)2+4>0,
∴不论a取何值时,抛物线y=x2+ax+a-2与x轴都有两个不同的交点;
(2)解:∵x1+x2=-a,x1·x2=a-2,
∴x1(2)+x2(2)=(x1+x2)2-2x1·x2=a2-2a+4=3,
∴a=1.
知识探究
第二十六章 二次函数
例2:求一元二次方程 的根的近似值(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,这种解一元二次方程的方法叫作图象法.
利用二次函数求一元二次方程的近似解
三
知识探究
第二十六章 二次函数
解:画出函数 y=x²-2x-1 的图象(如下图),由图象可知,方程有两个实数根,一个在-1与0之间,另一个在2与3之间.
知识探究
第二十六章 二次函数
先求位于-1到0之间的根,由图象可估计这个根是-0.4或-0.5,利用计算器进行探索,见下表:
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y=x2-2x-1的一个根,题目只要求精确到0.1,这时取x=-0.4或x=-0.5都符合要求.但当x=-0.4时更为接近0.故x1≈-0.4.
同理可得另一近似值为x2≈2.4.
知识探究
第二十六章 二次函数
一元二次方程的图象解法
利用二次函数的图象求一元二次方程2x2+x-15=0的近似根.
(1)用描点法作二次函数 y=2x2+x-15的图象;
(2)观察估计二次函数 y=2x2+x-15的图象与x轴的交点的横坐标;
由图象可知,图象与x轴有两个交点,其横坐标一个是-3,另一个在2与3之间,分别约为-3和2.5(可将单位长再十等分,借助计算器确定其近似值);
(3)确定方程2x2+x-15=0的解;
由此可知,方程2x2+x-15=0的近似根为:x1≈-3,x2≈2.5.
方法归纳
知识探究
第二十六章 二次函数
例3: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.x1≈-2.1,x2≈0.1
B.x1≈-2.5,x2≈0.5
C.x1≈-2.9,x2≈0.9
D.x1≈-3,x2≈1
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,∴x2≈0.5;又∵对称轴为x=-1,则
=-1,∴x1=2×(-1)-0.5=-2.5.故x1≈-2.5,x2≈0.5.故选B.
B
知识探究
第二十六章 二次函数
解答本题首先需要根据图象估计出一个根,再根据对称性计算出另一个根,估计值的精确程度,直接关系到计算的准确性,故估计尽量要准确.
方法总结
知识探究
第二十六章 二次函数
利用函数图象求方程x2-2x-2=0的实数根(精确到0.1).
x
y
O
-2
2
2
4
6
4
-4
8
-2
-4
y = x2-2x-2
解:作y=x2-2x-2的图象(如右图所示),它与x轴的公共点的横坐标大约是-0.7,2.7.
所以方程x2-2x-2=0的实数根为
x1≈-0.7,x2≈2.7.
练一练
知识探究
第二十六章 二次函数
23
一元二次方程ax2+bx+c=m的根就是二次函数y=ax2+bx+c 与直线y=m(m是实数)图象交点的横坐标 .
既可以用求根公式求二次方程的根,也可以通过画二次函数图象来估计一元二次方程的根.
说一说
知识探究
第二十六章 二次函数
二次函数与一元二次不等式的关系
四
问题1 函数y=ax2+bx+c的图象如图,那么
方程ax2+bx+c=0的根是 ;
不等式ax2+bx+c>0的解集 是___________;
不等式ax2+bx+c<0的解集 是_________.
3
-1
O
x
y
x1=-1, x2=3
x<-1或x>3
-1<x<3
合作探究
知识探究
第二十六章 二次函数
拓广探索:
函数y=ax2+bx+c的图象如图,那么
方程ax2+bx+c=2的根是 ______________;
不等式ax2+bx+c>2的解集是___________;
不等式ax2+bx+c<2的解集是_________.
3
-1
O
x
2
(4,2)
(-2,2)
x1=-2, x2=4
x<-2或x>4
-2<x<4
y
知识探究
第二十六章 二次函数
问题2:如果不等式ax2+bx+c>0(a≠0)的解集是x≠2 的一切实数,那么函数y=ax2+bx+c的图象与 x轴有____ 个交点,坐标是______.方程ax2+bx+c=0的根是______.
1
(2,0)
x=2
2
O
x
知识探究
第二十六章 二次函数
问题3:如果方程ax2+bx+c=0 (a≠0)没有实数根,那么函数y=ax2+bx+c的图象与 x轴有______个交点;
不等式ax2+bx+c<0的解集是多少?
0
解:(1)当a>0时, ax2+bx+c<0无解;
(2)当a<0时, ax2+bx+c<0的解集是一切实数.
3
-1
O
x
知识探究
第二十六章 二次函数
试一试:利用函数图象解下列方程和不等式:
(1) ①-x2+x+2=0;
②-x2+x+2>0;
③-x2+x+2<0.
(2) ①x2-4x+4=0;
②x2-4x+4>0;
③x2-4x+4<0.
(3) ①-x2+x-2=0;
②-x2+x-2>0;
③-x2+x-2<0.
x
y
0
2
0
x
y
-1
2
x
y
0
y= -x2+x+2
x1=-1 , x2=2
1 < x<2
x1<-1 , x2>2
x2-4x+4=0
x=2
x≠2的一切实数
x无解
-x2+x-2=0
x无解
x无解
x为全体实数
知识探究
第二十六章 二次函数
知识要点
二次函数y=ax2+bx+c的图象与x轴交点 a>0 a<0
有两个交点x1,x2
(x1<x2)
有一个交点x0
没有交点
二次函数y=ax2+bx+c的图象与x轴交点的坐标与一元二次不等式的关系
y<0,x1<x<x2.
y>0,x2<x或x<x2 .
y>0,x1<x<x2.
y<0,x2<x或x<x2.
y>0.x0之外的所有实数;y<0,无解
y<0.x0之外的所有实数;y>0,无解.
y>0,所有实数;y<0,无解
y<0,所有实数;y>0,无解
知识探究
第二十六章 二次函数
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
x 3.23 3.24 3.25 3.26
y=ax2+bx+c -0.06 -0.02 0.03 0.09
C
1.根据下列表格的对应值:
课堂检测
第二十六章 二次函数
31
2.若二次函数y=-x2+2x+k的部分图象如图所示,且关于x的一元二次方程-x2+2x+k=0的一个解x1=3,则另一个解x2= ;
-1
y
O
x
1
3
3.一元二次方程 3 x2+x-10=0的两个根是x1=-2 ,x2= ,那么二次函数 y= 3 x2+x-10与x轴的交点坐标是 .
(-2,0) ( ,0)
课堂检测
第二十六章 二次函数
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4.若一元二次方程 无实根,
则抛物线 的图象位于( )
A.x轴上方 B.第一、二、三象限
C.x轴下方 D.第二、三、四象限
A
课堂检测
第二十六章 二次函数
33
5.已知函数y=(k-3)x2+2x+1的图象与x轴有交点,求k的取值范围.
解:当k=3时,函数y=2x+1是一次函数.
∵一次函数y=2x+1与x轴有一个交点,
∴k=3;
当k≠3时,y=(k-3)x2+2x+1是二次函数.
∵二次函数y=(k-3)x2+2x+1的图象与x轴有交点,
∴Δ=b2-4ac≥0.
∵b2-4ac=22-4(k-3)=-4k+16,
∴-4k+16≥0.∴k≤4且k≠3.
综上所述,k的取值范围是k≤4.
课堂检测
第二十六章 二次函数
能力提升
已知二次函数 的图象,利用图象回答问题:
(1)方程 的解是什么?
(2)x取什么值时,y>0 ?
(3)x取什么值时,y<0 ?
x
y
O
2
4
8
解:(1)x1=2,x2=4;
(2)x<2或x>4;
(3)2<x<4.
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第二十六章 二次函数
35
判别式△=b2-4ac
二次函数y=ax2+bx+c (a>0)
的图象
一元二次方程ax2+bx+c=0 (a≠0)的根
不等式ax2+bx+c>0(a>0)的解集
不等式ax2+bx+c<0(a>0)的解集
x2
x1
x
y
O
O
x1= x2
x
y
x
O
y
△>0
△=0
△<0
x1 ; x2
x1 =x2
=-b/2a
没有实数根
x<x1或x>x2
x ≠ x1的一切实数
所有实数
x1<x<x2
无解
无解
课堂小结
第二十六章 二次函数
1.教材作业
2.课后习题作业
课后作业
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