内容正文:
第二十六章 二次函数
26.3二次函数与一元二次方程 课时1
1.理解二次函数的图象与 x 轴的交点个数和对应的一元二次方程根的情况之间的对应关系,能利用二次函数的图象判断一元二次方程根的情况.
2.能将二次函数问题转化为一元二次方程问题来解决,体会数形结合与转化的数学思想.
学习目标
2
以前我们从一次函数的角度看一元一次方程,认识了一次函数与一元一次方程的联系. 类似地,可以从二次函数的角度看一元二次方程,认识二次函数与一元二次方程的联系.
复习 一次函数 y=kx+b(k,b为常数,k≠0)的图象如图所示,根据图象信息可求得关于 x 的方程 kx+b=3的解为________.
1
3
O
x
y
2
y=kx+b
x=2
课堂导入
思考:如图,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,函数值是多少?
(1) y=x2+x−2;
(2) y=x2−8x+16;
(3) y=x2−x+1.
由此,你能说方程 x2+x−2=0,x2−8x+16=0,x2−x+1=0 根的情况吗?
y=x2−8x+16
y=x2+x−2
y=x2−x+1
新知讲解
知识点 二次函数与一元二次方程的关系
通过图中的函数图象可以看出:
(1) 抛物线 y=x2+x−2 与 x 轴有两个公共点,它们的横坐标分别是−2,1.
当 x 取公共点的横坐标时,函数值是 0.
由此可知,方程 x2+x−2=0 有两个不相等的实数根 −2,1.
y=x2−8x+16
y=x2+x−2
y=x2−x+1
新知讲解
知识点 二次函数与一元二次方程的关系
通过图中的函数图象可以看出:
(2) 抛物线y=x²−8x+16 与 x 轴只有一个公共点,这个点的横坐标是 4.
当 x=4 时,函数值是 0.
由此可知,方程x2−8x+16=0 有两个相等的实数根 4.
y=x2−8x+16
y=x2+x−2
y=x2−x+1
新知讲解
知识点 二次函数与一元二次方程的关系
通过图中的函数图象可以看出:
(3) 抛物线 y=x2−x+1 与 x 轴没有公共点.
由此可知,方程 x2−x+1=0 没有实数根.
y=x2−8x+16
y=x2+x−2
y=x2−x+1
反过来,由一元二次方程的根的情况,也可以确定相应二次函数的图象与 x 轴的公共点的情况.
新知讲解
知识点 二次函数与一元二次方程的关系
一般地,从二次函数 y=ax2+bx+c 的图象,可得如下结论:
(1) 如果抛物线 y=ax2+bx+c 与 轴有公共点,公共点的横坐标是 ,那么当 时,函数值是 0,因此 是一元二次方程 ax2+bx+c=0 的一个根.
(2) 二次函数 y=ax2+bx+c 的图象与 轴的公共点的情况有三种:没有公共点,有一个公共点,有两个公共点.它们分别对应着一元二次方程 ax2+bx+c=0 的根的三种情况:没有实数根,有两个相等的实数根,有两个不相等的实数根.
新知讲解
知识点 二次函数与一元二次方程的关系
已知二次函数 的图象与x轴的一个交点为(3,0),则该函数的图象与x轴的另一个交点的坐标为 .
解析:方法一
∵二次函数 的图象与x轴的一个交点为(3,0),
∴x=3是一元二次方程 的一个根,
∴,解得m=3,
∴
解得
∴该函数的图象与x轴的另一个交点的坐标为(-1,0).
例1
新知讲解
知识点 二次函数与一元二次方程的关系
已知二次函数 的图象与x轴的一个交点为(3,0),则该函数的图象与x轴的另一个交点的坐标为 .
例1
解析:方法二 ∵二次函数y=-x2+2x+m的图象的对称轴是直线x=
且与x轴的一个交点为(3,0),
∴该函数的图象与x轴的另一个交点的坐标为(-1,0).
方法三 ∵二次函数 的图象与x轴的一个交点为(3,0),
∴x=3是一元二次方程 的一个根.
设方程的另一个根为x₁,则
解得
∴该函数的图象与x轴的另一个交点的坐标为(-1,0).
(-1,0)
新知讲解
知识点 二次函数与一元二次方程的关系
求抛物线与 x 轴的交点的坐标的方法
(1) 已知抛物线的解析式时,转化为解一元二次方程的问题;
(2) 已知抛物线与x轴的一个交点坐标和对称轴时,一般利用抛物线的对称性求解;
(3) 已知抛物线与x轴的一个交点坐标,可利用根与系数的关系求解.
新知讲解
知识点 二次函数与一元二次方程的关系
(1) 若抛物线 与 轴没有公共点,则 的取值范围是___________;
(2) 若抛物线与 轴有公共点,则 的取值范围是____________;
(3) 若抛物线与 轴的两个公共点为 (x1,0),(x2,0),且 ,则该抛物线与 轴的公共点的坐标为__________________.
跟踪训练
解析:由题意得,方程 的根的判别式=22-4×(-1)×m=4+4m.
(1) 若该抛物线与 轴没有公共点,则 ,解得 .
(2) 若该抛物线与 轴有公共点,则 ,解得 .
新知讲解
知识点 二次函数与一元二次方程的关系
(1) 若抛物线 与 轴没有公共点,则 的取值范围是___________;
(2) 若抛物线与 轴有公共点,则 的取值范围是____________;
(3) 若抛物线与 轴的两个公共点为 (x1,0),(x2,0),且 ,则该抛物线与 轴的公共点的坐标为__________________.
跟踪训练
解析:(3)该抛物线与 轴的两个公共点为,
是方程的两根,
.
又,,
该抛物线与轴的公共点的坐标为(,0),(,0).
(,0),(,0)
新知讲解
知识点 二次函数与一元二次方程的关系
如图,以40 m/s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. 小球的飞行高度h(单位:m)与飞行时间t(单位:s)的关系近似为 h=20t-5t2,小球的飞行高度能否达到20 m? 如果能,需要多长时间?
例2
分析:问题“小球的飞行高度能否达到20m”即“二次函数h=20t-5t2的函数值能否取20”,由二次函数与一元二次方程的关系,可转化为讨论一元二次方程20=20t-5t2的根的问题.
新知讲解
知识点 二次函数与一元二次方程的关系
如图,以40 m/s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. 小球的飞行高度h(单位:m)与飞行时间t(单位:s)的关系近似为 h=20t-5t2,小球的飞行高度能否达到20 m? 如果能,需要多长时间?
例2
解:当 时,由函数关系 ,
列得方程
即
解方程,得
这说明,当自变量 时,二次函数 的函数值为 20,即当小球飞行 2 s 时,它的飞行高度为 20 m.
新知讲解
知识点 二次函数与一元二次方程的关系
如图,以40 m/s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. 小球的飞行高度h(单位:m)与飞行时间t(单位:s)的关系近似为 h=20t-5t2.
关于例题,回答下列问题:
(1)小球的飞行高度能否达到15 m?如果能,需要多长时间?
解:(1)小球的飞行高度能达到15 m.
当 时,由函数关系 ,
列得方程 ,
即 .
解方程,得 .
∴当小球飞行1s和3s时,它的飞行高度为15 m.
跟踪训练
新知讲解
知识点 二次函数与一元二次方程的关系
如图,以40 m/s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. 小球的飞行高度h(单位:m)与飞行时间t(单位:s)的关系近似为 h=20t-5t2.
关于例题,回答下列问题:
(2)小球的飞行高度能否达到20.5 m?如果能,需要多长时间?
跟踪训练
解:(2)当 时,由函数关系 ,
列得方程 ,
即 .
∵ ,
∴方程无实数根,
∴小球的飞行高度不能达到20.5 m.
新知讲解
知识点 二次函数与一元二次方程的关系
如图,以40 m/s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. 小球的飞行高度h(单位:m)与飞行时间t(单位:s)的关系近似为 h=20t-5t2.
关于例题,回答下列问题:
(3)小球从飞出到落地,需要多长时间?
跟踪训练
解:(3)小球飞出和落地时的高度都为0 m,
当 时,由函数关系 ,
列得方程 ,
即 .
解方程,得 .
∴小球从飞出到落地需要4s.
新知讲解
知识点 二次函数与一元二次方程的关系
1. 一辆汽车在一段时间内加速行驶,测得行驶路程 l (单位:m)关于行驶时间 t (单位:s) 的函数解析式是 l=9t+t2,经过 10s 汽车行驶了多远?行驶180 m 需要多长时间?
解:当 时,.
当 时,,
整理得 ,
解得 (舍去).
答:经过 10 s 汽车行驶了 140 m,行驶 180 m 需要 12 s.
随堂练习
2.下列选项中,不与x轴相交的抛物线是( )
A.y =2x2-3 B.y=-2x2+3
C.y=-x2-3x D.y=-2(x+1)2-3
D
随堂练习
3.当a>0,c<0时,抛物线y=ax2+bx+c与x轴的交点情况是 ( )
A.无交点 B.只有一个交点
C.有两个交点 D.不能确定
C
随堂练习
4.已知抛物线y=ax2+bx+c与x轴有两个不同的交点,则关于x的一元二次方程ax2+bx+c=0的根的情况是( )
A.有两个不相等的实数根 B.有两个相等的实数根
C.无实数根 D.无法确定
A
随堂练习
二次函数与
一元二次方程
二次函数y=ax2+bx+c
一元二次方程ax2+bx+c=0
b2-4ac>0
与x轴有两个公共点
b2-4ac=0
与x轴有一个公共点
b2-4ac<0
与x轴无公共点
课堂小结
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