1.4二次函数与一元二次方程的关系作业 2026-2027学年数学浙教版九年级上册
2026-06-19
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 数学 |
| 教材版本 | 初中数学浙教版九年级上册 |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | 1.4 二次函数与一元二次方程的关系 |
| 类型 | 作业-同步练 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 564 KB |
| 发布时间 | 2026-06-19 |
| 更新时间 | 2026-06-19 |
| 作者 | xkw_083526871 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-06-19 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58414911.html |
| 价格 | 2.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
初中数学新授课同步练,聚焦“二次函数与一元二次方程的关系”,通过基础巩固、能力提升、综合应用三层设计,实现从概念理解到实际建模的递进,培养抽象能力、推理意识与模型意识。
**分层设计**
|层次|知识覆盖|设计特色|
|----|----------|----------|
|基础层|二次函数与x轴交点、方程根的直接对应|以选择填空为主,如直接求交点横坐标(第1题)、表格数据判根(第2题),夯实概念理解|
|提升层|对称轴应用、根的判别式、简单实际问题|结合图象求另一个根(第4题)、小球飞行高度计算(第7题),培养推理与运算能力|
|综合层|复杂实际建模、方程与不等式综合|斜坡小球飞行轨迹分析(第13题)、抛绣球得分策略研究(第12题),发展模型意识与应用能力|
内容正文:
1.4 二次函数与一元二次方程的关系
第1课时 二次函数与一元二次方程的关系
选择题每小题3分
1.二次函数y=x2-2x-3的图象与x轴交点的横坐标是( )
A.x1=1,x2=3 B.x1=-1,x2=3
C.x1=-1,x2=-3 D.x1=1,x2=-3
2.已知代数式x2+kx-20的值如表,则关于x的一元二次方程x2+kx-20=0的根为( )
x
-3
-2
-1
…
9
10
11
x2+kx-20
13
0
-11
…
-11
0
13
A.-2 B.10
C.-2或10 D.-3或11
3.若关于x的二次函数y=-x2+mx+n的图象与x轴的交点坐标是(-1,0)和(3,0),则关于x的一元二次方程-x2+mx+n=0的解为( )
A.x1=x2=0 B.x1=1,x2=-3
C.x1=1,x2=0 D.x1=-1,x2=3
4.(3分)若二次函数y=x2+bx+c的部分图象如图所示,关于x的一元二次方程x2+bx+c=0的一个根为x1=3,则另一个根为x2= 。
5.(3分)关于x的方程ax2+bx+c=0(a≠0)的一个解为x=5,函数y=ax2+bx+c+1的图象的对称轴为直线x=3,则方程ax2+bx+c=0的另一个解为x= 。
6.(9分)下列各函数的图象与x轴是否有公共点?如果有,求出公共点的坐标。
(1)(3分)y=2x2-3x+1;
(2)(3分)y=5x2+4x+2;
(3)(3分)y=x2-4x+4。
7.(8分)如图,以60米/秒的速度将小球沿与地面成30°角的方向击出时,小球的飞行路线将是一条抛物线。若不考虑空气阻力,小球的飞行高度h(单位:米)与飞行时间t(单位:秒)之间有下列函数关系:h=30t-5t2。依据所给信息,解决下列问题:
(1)(3分)小球的飞行高度是否能达到25米?如果能,需要飞行的时间是多少?
(2)(3分)小球的飞行高度是否能达到45米?如果能,需要飞行的时间是多少?
(3)(2分)小球从飞出到落地要用多少时间(设地面是水平的)?
8.如图,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)与x轴相交于点A(1,0),B(3,0),与y轴相交于点C,点D在抛物线上,当CD∥x轴时,CD等于( )
A.3 B.4 C.5 D.6
9.(10分)已知二次函数y=ax2+bx+c的图象如图所示,利用图象解答下列各题:
(1)(2分)方程ax2+bx+c=0的根是 。
(2)(2分)方程ax2+bx+c=-3的根是 。
(3)(2分)方程ax2+bx+c=5的根是 。
(4)(2分)方程ax2+bx+c=-4的根是 。
(5)(2分)方程ax2+bx+c=-6的根的情况怎样? 。
10.(3分)已知二次函数y=x2+2x+m与x轴有两个公共点,则实数m的取值范围是 。
11.(8分)如果关于x的函数y=ax2+(a+2)x+a+1的图象与x轴只有一个公共点,求实数a的值。
12.(10分)已知二次函数y=x2-2kx-(2k+1)。
(1)(4分)求证:无论k为何值时,该二次函数的图象与x轴都有交点。
(2)(6分)若该二次函数图象的对称轴为直线x=1,求它与x轴的交点坐标。
13.(10分)[应用意识]如图,一小球从斜坡点O以一定的方向弹出,球的飞行路线可以用二次函数y=ax2+bx(a<0)的图象刻画,斜坡可以用一次函数y=x的图象刻画,小球飞行的水平距离x(米)与小球飞行的高度y(米)的变化规律如下表:
x
0
1
2
m
4
5
6
7
…
y
0
6
8
n
…
(1)(7分)①(2分)m= ,n= 。
②(2分)小球飞行的最大高度为 米。
③(3分)若小球的落点是A,求点A的坐标。
(2)(3分)已知小球飞行高度y(米)与飞行时间t(秒)满足关系:y=-5t2+vt,求v的值。
第2课时 利用二次函数图象求一元二次方程根的近似值
选择题每小题3分
1.二次函数y=ax2+bx+c(a>0)的自变量与函数的部分对应值表如下,则关于x的方程ax2+bx+c=0的一个根的取值范围为( )
x
2.01
2.02
2.03
2.04
y
-0.03
-0.01
0.02
0.06
A.2.01<x<2.02
B.2.02<x<2.03
C.2.03<x<2.04
D.x>2.04
2.如图,点A(2.26,-0.32),B(2.56,0.41)在二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象上,则方程ax2+bx+c=0的一个根的近似值可能是( )
第2题图
A.2.67 B.2.56
C.2.39 D.2.26
3.如图是二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的部分图象,由图象可知不等式ax2+bx+c<0的解集为( )
第3题图
A.-1<x<5 B.x>5
C.x<-2或x>5 D.x<-1或x>5
4.二次函数y=ax2-2ax+c的图象及局部细节如图所示,则关于x的方程ax2-2ax+c=0的较大的根的取值范围是( )
A.0.4<x<0.5 B.0.5<x<0.6
C.2.4<x<2.5 D.2.5<x<2.6
5.(3分)已知方程x2-2x-5=0的一个近似解是-1.45,则这个方程的另一个近似解是 。(精确到0.01)
6.(3分)如图,二次函数y1=ax2+c(a≠0)与一次函数y2=mx+n(m≠0)的图象相交于点 A(-3,p),B(2,q),若ax2+c<-mx+n,则x的取值范围是 。
7.(8分)利用二次函数的图象求下列一元二次方程的根(精确到0.1)。
(1)(2分)4x2-8x+1=0;
(2)(2分)x2-2x-5=0;
(3)(2分)2x2-6x+3=0;
(4)(2分)x2-x-1=0。
8.(8分)已知二次函数y=x2+x的图象如图所示。
(1)(4分)根据方程的根和函数图象与x轴交点横坐标之间的关系,将方程x2+x=1的根在图上近似地表示出来(描点),并观察图象,写出方程x2+x=1的根: (精确到0.1)。
(2)(4分)在同一坐标系中画出一次函数y=x+的图象,并写出一次函数的值小于二次函数的值时自变量x的取值范围: 。
9.如图所示,二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)图象的对称轴是直线x=-1,与y轴的交点纵坐标是2,与x轴的一个交点横坐标在1和2之间。有下列结论:①2a-b=0;②方程ax2+bx+c=0一定有一根在-3和-4之间;③方程ax2+bx+c-1=0一定有两个不等实根;④a+b>-2。其中正确的结论有( )
A.1个 B.2个
C.3个 D.4个
10.(3分)已知二次函数y=-x2+2x+m的图象如图所示,则关于x的一元二次方程-x2+2x+m=0的根为 ;不等式-x2+2x+m>0的解集是 ;当x 时,y随x的增大而减小。
11.(8分)阅读材料,解答问题。
例:用图象法解一元二次不等式:x2-2x-3>0。
解:设y=x2-2x-3,则y是x的二次函数。
∵a=1>0,∴抛物线开口向上。
又∵当y=0时,x2-2x-3=0,解得x1=-1,x2=3。
∴由此得抛物线y=x2-2x-3的大致图象如图所示。
观察函数图象可知:当x<-1或x>3时,y>0,
∴x2-2x-3>0的解集是:x<-1或x>3。
(1)(3分)观察图象,直接写出一元二次不等式:x2-2x-3<0的解集是 ;
(2)(5分)仿照上例,用图象法解一元二次不等式:x2-1>0。
12.(12分)[应用意识]综合与实践
【研究主题】抛绣球得分策略研究
【场地介绍】如图1,绣球训练场地中,高杆底部B到两边抛球线的距离OB和BQ均为6 m,高杆BC高度为5 m,球圈的半径是0.5 m。
【测试方法】测试员在抛球线后将球抛出,绣球穿过高杆上方的球圈算成功一次,绣球抛出后快跑捡回,至对面抛球线后继续抛出,规定时间内穿过次数越多,得分越高。
【实践建模】如图2,测试过程中,球从O点正上方1.5 m的A处飞出,穿过球圈后,落到点E(点O,B,E在同一条直线上)。绣球大小和球圈厚度忽略不计,在不考虑空气阻力的情况下,绣球的飞行路线是抛物线。以O为原点,OB所在直线为x轴,OA所在直线为y轴,建立平面直角坐标系。
(1)(6分)当绣球飞行的水平距离为4 m时,达到最大高度6.3 m。
①(2分)求y关于x的函数表达式。
②(4分)请判断此次抛出的绣球是否能穿过球圈,并说明理由。
【方案优化】实践发现,绣球落点E的位置影响得分效率,当10≤OE≤12时,落点E位于最佳区域。
(2)(2分)请判断(1)中绣球的落点E是否位于最佳区域,并说明理由。
(3)(4分)调整绣球的轨迹,使其穿过球圈的圆心后,落点E在最佳区域。设此时飞行路线的表达式为y=ax2+bx+1.5,请写出a的取值范围。
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1.4 二次函数与一元二次方程的关系
第1课时 二次函数与一元二次方程的关系
分值:76分
选择题每小题3分
1.二次函数y=x2-2x-3的图象与x轴交点的横坐标是( B )
A.x1=1,x2=3 B.x1=-1,x2=3
C.x1=-1,x2=-3 D.x1=1,x2=-3
【解析】 ∵y=x2-2x-3与x轴交点的横坐标,即y=0时x的值,
∴解方程x2-2x-3=0,
因式分解得:(x-3)(x+1)=0,
∴x-3=0或x+1=0,
∴x=3或x=-1,
∴交点的横坐标为x1=-1,x2=3。
2.已知代数式x2+kx-20的值如表,则关于x的一元二次方程x2+kx-20=0的根为( C )
x
-3
-2
-1
…
9
10
11
x2+kx-20
13
0
-11
…
-11
0
13
A.-2 B.10
C.-2或10 D.-3或11
3.若关于x的二次函数y=-x2+mx+n的图象与x轴的交点坐标是(-1,0)和(3,0),则关于x的一元二次方程-x2+mx+n=0的解为( D )
A.x1=x2=0 B.x1=1,x2=-3
C.x1=1,x2=0 D.x1=-1,x2=3
4.(3分)若二次函数y=x2+bx+c的部分图象如图所示,关于x的一元二次方程x2+bx+c=0的一个根为x1=3,则另一个根为x2= -1 。
【解析】 由二次函数y=x2+bx+c的部分图象可知,对称轴为直线x=1,关于x的一元二次方程x2+bx+c=0的一个根为x1=3,
∴该二次函数图象与x轴的另一个交点为(-1,0),
∴关于x的一元二次方程x2+bx+c=0的一个根为x1=3,则另一个根为x2=-1。
5.(3分)关于x的方程ax2+bx+c=0(a≠0)的一个解为x=5,函数y=ax2+bx+c+1的图象的对称轴为直线x=3,则方程ax2+bx+c=0的另一个解为x= 1 。
【解析】 函数y=ax2+bx+c+1的对称轴为直线x=3,
∴函数y=ax2+bx+c的对称轴也为直线x=3。
∵方程ax2+bx+c=0的两个根关于对称轴对称,已知一个根为x=5,
∴设另一个根为x2,则=3,
解得x2=1。
6.(9分)下列各函数的图象与x轴是否有公共点?如果有,求出公共点的坐标。
(1)(3分)y=2x2-3x+1;
(2)(3分)y=5x2+4x+2;
(3)(3分)y=x2-4x+4。
解:(1)令y=0,得2x2-3x+1=0,
Δ=b2-4ac=9-8=1>0,∴此函数的图象与x轴有两个公共点,
解方程得x=,
∴x1=1,x2=,
∴抛物线与x轴的交点坐标为(1,0),。
(2)令y=0,得5x2+4x+2=0,
Δ=b2-4ac=16-40=-24<0,∴此函数的图象与x轴没有公共点。
(3)令y=0,得x2-4x+4=0,
Δ=b2-4ac=16-16=0,∴此函数的图象与x轴有一个公共点,
解方程得x1=x2=2,
∴抛物线与x轴的交点坐标为(2,0)。
7.(8分)如图,以60米/秒的速度将小球沿与地面成30°角的方向击出时,小球的飞行路线将是一条抛物线。若不考虑空气阻力,小球的飞行高度h(单位:米)与飞行时间t(单位:秒)之间有下列函数关系:h=30t-5t2。依据所给信息,解决下列问题:
(1)(3分)小球的飞行高度是否能达到25米?如果能,需要飞行的时间是多少?
(2)(3分)小球的飞行高度是否能达到45米?如果能,需要飞行的时间是多少?
(3)(2分)小球从飞出到落地要用多少时间(设地面是水平的)?
解:(1)小球的飞行高度能达到25米,
当h=25米时,得25=30t-5t2,
解得t1=1,t2=5,
∴当飞行1秒或5秒时,它的飞行高度为25米。
(2)小球的飞行高度能达到45米,
当h=45米时,得45=30t-5t2,
解得t1=t2=3,
∴当飞行3秒时,它的飞行高度为45米。
(3)当h=0时,0=30t-5t2,
解得t1=0,t2=6,
∴小球从飞出到落地需要6秒。
8.如图,抛物线y=ax2+bx+c(a≠0)与x轴相交于点A(1,0),B(3,0),与y轴相交于点C,点D在抛物线上,当CD∥x轴时,CD等于( B )
A.3 B.4 C.5 D.6
9.(10分)已知二次函数y=ax2+bx+c的图象如图所示,利用图象解答下列各题:
(1)(2分)方程ax2+bx+c=0的根是 -1或3 。
(2)(2分)方程ax2+bx+c=-3的根是 0或2 。
(3)(2分)方程ax2+bx+c=5的根是 4或-2 。
(4)(2分)方程ax2+bx+c=-4的根是 1 。
(5)(2分)方程ax2+bx+c=-6的根的情况怎样? 无实数根 。
10.(3分)已知二次函数y=x2+2x+m与x轴有两个公共点,则实数m的取值范围是 m<1 。
【解析】 当y=0时,x2+2x+m=0。
∵方程x2+2x+m=0有两个不相等的实数解时,二次函数y=x2+2x+m与x轴有两个公共点,
∴Δ=22-4m>0,
解得m<1,
即实数m的取值范围是m<1。
11.(8分)如果关于x的函数y=ax2+(a+2)x+a+1的图象与x轴只有一个公共点,求实数a的值。
解:当a=0时,函数表达式化为y=2x+1,此一次函数与x轴只有一个公共点;
当a≠0时,函数y=ax2+(a+2)x+a+1为二次函数,当Δ=(a+2)2-4a(a+1)=0时,它的图象与x轴只有一个公共点,
整理得3a2-4=0,解得a=±。
综上所述,实数a的值为0或±。
12.(10分)已知二次函数y=x2-2kx-(2k+1)。
(1)(4分)求证:无论k为何值时,该二次函数的图象与x轴都有交点。
(2)(6分)若该二次函数图象的对称轴为直线x=1,求它与x轴的交点坐标。
解:(1)∵y=x2-2kx-(2k+1),
∴Δ=(-2k)2-4×1×[-(2k+1)]
=4k2+8k+4
=4(k2+2k+1)
=4(k+1)2,
∴Δ=4(k+1)2≥0,
即无论k为何值时,该二次函数的图象与x轴都有交点。
(2)∵y=x2-2kx-(2k+1),
∴对称轴为直线x=-=k。
∵该二次函数y=x2-2kx-(2k+1)图象的对称轴为直线x=1,
∴k=1,
即y=x2-2×1×x-(2×1+1)=x2-2x-3,依题意,令y=0,则x2-2x-3=0,
∴(x-3)(x+1)=0,
解得x1=3,x2=-1,
∴它与x轴的交点坐标分别为(3,0),(-1,0)。
13.(10分)[应用意识]如图,一小球从斜坡点O以一定的方向弹出,球的飞行路线可以用二次函数y=ax2+bx(a<0)的图象刻画,斜坡可以用一次函数y=x的图象刻画,小球飞行的水平距离x(米)与小球飞行的高度y(米)的变化规律如下表:
x
0
1
2
m
4
5
6
7
…
y
0
6
8
n
…
(1)(7分)①(2分)m= 3 ,n= 6 。
②(2分)小球飞行的最大高度为 8 米。
③(3分)若小球的落点是A,求点A的坐标。
(2)(3分)已知小球飞行高度y(米)与飞行时间t(秒)满足关系:y=-5t2+vt,求v的值。
解:(1)①根据小球飞行的水平距离x(米)与小球飞行的高度y(米)的变化规律表可知,抛物线顶点坐标为(4,8),
∴解得
∴二次函数表达式为y=-x2+4x。
当y=时,-x2+4x=,
解得x1=3,x2=5,∴m=3。
当x=6时,n=y=-×62+4×6=6。
②由抛物线的顶点坐标知小球飞行的最大高度为8米。
③联立,得
解得
∴点A的坐标是。
(2)y=-5t2+vt=-5,
由(1)知=8,
解得v=4(负值舍去)。
第2课时 利用二次函数图象求一元二次方程根的近似值
分值:60分
选择题每小题3分
1.二次函数y=ax2+bx+c(a>0)的自变量与函数的部分对应值表如下,则关于x的方程ax2+bx+c=0的一个根的取值范围为( B )
x
2.01
2.02
2.03
2.04
y
-0.03
-0.01
0.02
0.06
A.2.01<x<2.02
B.2.02<x<2.03
C.2.03<x<2.04
D.x>2.04
2.如图,点A(2.26,-0.32),B(2.56,0.41)在二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象上,则方程ax2+bx+c=0的一个根的近似值可能是( C )
第2题图
A.2.67 B.2.56
C.2.39 D.2.26
3.如图是二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的部分图象,由图象可知不等式ax2+bx+c<0的解集为( D )
第3题图
A.-1<x<5 B.x>5
C.x<-2或x>5 D.x<-1或x>5
4.二次函数y=ax2-2ax+c的图象及局部细节如图所示,则关于x的方程ax2-2ax+c=0的较大的根的取值范围是( C )
A.0.4<x<0.5 B.0.5<x<0.6
C.2.4<x<2.5 D.2.5<x<2.6
5.(3分)已知方程x2-2x-5=0的一个近似解是-1.45,则这个方程的另一个近似解是 3.45 。(精确到0.01)
【解析】 由题知,方程x2-2x-5=0的解可看成抛物线y=x2-2x-5与x轴交点的横坐标。
∵该方程的一个近似解是-1.45,且抛物线y=x2-2x-5的对称轴为直线x=1,
则1-(-1.45)=2.45,1+2.45=3.45,∴抛物线y=x2-2x-5与x轴另一个交点的横坐标为3.45,
∴这个方程的另一个近似解是3.45。
6.(3分)如图,二次函数y1=ax2+c(a≠0)与一次函数y2=mx+n(m≠0)的图象相交于点 A(-3,p),B(2,q),若ax2+c<-mx+n,则x的取值范围是 -2<x<3 。
7.(8分)利用二次函数的图象求下列一元二次方程的根(精确到0.1)。
(1)(2分)4x2-8x+1=0;
(2)(2分)x2-2x-5=0;
(3)(2分)2x2-6x+3=0;
(4)(2分)x2-x-1=0。
解:(1)画函数y=4x2-8x+1的图象,如答图1。
第7题答图1
由图象可知x1≈1.9,x2≈0.1。
(2)画函数y=x2-2x-5的图象,如答图2。
第7题答图2
由图象可知x1≈3.4,x2≈-1.4。
(3)画函数y=2x2-6x+3的图象,如答图3。
第7题答图3
由图象可知x1≈2.4,x2≈0.6。
(4)画函数y=x2-x-1的图象,如答图4。
第7题答图4
由图象可知x1≈1.6,x2≈-0.6。
8.(8分)已知二次函数y=x2+x的图象如图所示。
(1)(4分)根据方程的根和函数图象与x轴交点横坐标之间的关系,将方程x2+x=1的根在图上近似地表示出来(描点),并观察图象,写出方程x2+x=1的根: x1≈-1.6,x2≈0.6 (精确到0.1)。
(2)(4分)在同一坐标系中画出一次函数y=x+的图象,并写出一次函数的值小于二次函数的值时自变量x的取值范围: x<-1.5或x>1 。
解:(1)画图如答图。
(2)画图如答图。
第8题答图
9.如图所示,二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)图象的对称轴是直线x=-1,与y轴的交点纵坐标是2,与x轴的一个交点横坐标在1和2之间。有下列结论:①2a-b=0;②方程ax2+bx+c=0一定有一根在-3和-4之间;③方程ax2+bx+c-1=0一定有两个不等实根;④a+b>-2。其中正确的结论有( D )
A.1个 B.2个
C.3个 D.4个
【解析】 ∵二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的对称轴是直线x=-1,
∴-=-1,
∴2a-b=0,故①正确;
∵二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的对称轴是直线x=-1,与x轴的一个交点横坐标在1和2之间,
∴另一个交点横坐标在-4和-3之间,
∴方程ax2+bx+c=0一定有一根在-3和-4之间,故②正确;
∵抛物线与y轴的交点纵坐标是2,
∴抛物线与直线y=1一定有两个交点,
∴方程ax2+bx+c-1=0一定有两个不等实根,故③正确;
∵抛物线开口向下,与y轴的交点纵坐标是2,与x轴的一个交点横坐标在1和2之间,
∴当x=1时,y>0,
∴a+b+2>0,
∴a+b>-2,故④正确。
10.(3分)已知二次函数y=-x2+2x+m的图象如图所示,则关于x的一元二次方程-x2+2x+m=0的根为 x1=-1,x2=3 ;不等式-x2+2x+m>0的解集是 -1<x<3 ;当x >1 时,y随x的增大而减小。
11.(8分)阅读材料,解答问题。
例:用图象法解一元二次不等式:x2-2x-3>0。
解:设y=x2-2x-3,则y是x的二次函数。
∵a=1>0,∴抛物线开口向上。
又∵当y=0时,x2-2x-3=0,解得x1=-1,x2=3。
∴由此得抛物线y=x2-2x-3的大致图象如图所示。
观察函数图象可知:当x<-1或x>3时,y>0,
∴x2-2x-3>0的解集是:x<-1或x>3。
(1)(3分)观察图象,直接写出一元二次不等式:x2-2x-3<0的解集是 -1<x<3 ;
(2)(5分)仿照上例,用图象法解一元二次不等式:x2-1>0。
第11题图 第11题答图
解:(2)设y=x2-1,则y是x的二次函数,
∵a=1>0,
∴抛物线开口向上。
又∵当y=0时,x2-1=0,
解得x1=-1,x2=1,
∴由此得抛物线y=x2-1的大致图象如答图所示。
观察函数图象可知:当x<-1或x>1时,y>0,
∴x2-1>0的解集是:x<-1或x>1。
12.(12分)[应用意识]综合与实践
【研究主题】抛绣球得分策略研究
【场地介绍】如图1,绣球训练场地中,高杆底部B到两边抛球线的距离OB和BQ均为6 m,高杆BC高度为5 m,球圈的半径是0.5 m。
【测试方法】测试员在抛球线后将球抛出,绣球穿过高杆上方的球圈算成功一次,绣球抛出后快跑捡回,至对面抛球线后继续抛出,规定时间内穿过次数越多,得分越高。
【实践建模】如图2,测试过程中,球从O点正上方1.5 m的A处飞出,穿过球圈后,落到点E(点O,B,E在同一条直线上)。绣球大小和球圈厚度忽略不计,在不考虑空气阻力的情况下,绣球的飞行路线是抛物线。以O为原点,OB所在直线为x轴,OA所在直线为y轴,建立平面直角坐标系。
(1)(6分)当绣球飞行的水平距离为4 m时,达到最大高度6.3 m。
①(2分)求y关于x的函数表达式。
②(4分)请判断此次抛出的绣球是否能穿过球圈,并说明理由。
【方案优化】实践发现,绣球落点E的位置影响得分效率,当10≤OE≤12时,落点E位于最佳区域。
(2)(2分)请判断(1)中绣球的落点E是否位于最佳区域,并说明理由。
(3)(4分)调整绣球的轨迹,使其穿过球圈的圆心后,落点E在最佳区域。设此时飞行路线的表达式为y=ax2+bx+1.5,请写出a的取值范围。
解:(1)①由题意可设抛物线表达式为y=a(x-4)2+6.3,代入A(0,1.5)得:
1.5=a(0-4)2+6.3,
解得a=-0.3,
∴抛物线表达式为y=-0.3(x-4)2+6.3。
②本次抛出的绣球能穿过球圈。
理由:当x=6时,代入抛物线表达式得y=-0.3×(6-4)2+6.3=5.1,
由题意,C点高度为5 m,球圈的半径是0.5 m,绣球大小忽略不计,
球圈顶端高度为5+0.5×2=6(m)。
∵5<5.1<6,
∴绣球能穿过球圈。
(2)绣球没有落在最佳区域。
理由:令抛物线中y=0,
-0.3(x-4)2+6.3=0,
解得x=4+(负值舍去)。
∵x=4+<10,
∴绣球没有落在最佳区域。
(3)根据题意绣球的轨迹穿过球圈圆心,故抛物线过(6,5.5),代入y=ax2+bx+1.5,
得36a+6b+1.5=5.5,
解得b=-6a,
代入抛物线表达式得y=ax2+x+1.5,
抛物线过(6,5.5)和(0,1.5),由图象知,抛物线开口越大,OE越大,
∴当OE=10时抛物线开口最小,当OE=12时抛物线开口最大,
由条件可得100a+10+1.5=0,
解得a=-,
由条件可得144a+12+1.5=0,
解得a=-,∴-≤a≤-。
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