内容正文:
第二十六章 二次函数
26.1二次函数的概念
学 习 目 标
1
2
3
理解二次函数的定义,熟记二次函数一般形式及自变量取值要求;能准确判断一个函数是否为二次函数,精准区分各项系数;能根据实际问题列出简单的二次函数解析式.
经历从实际问题中提炼函数关系式、归纳二次函数特征的全过程,提升抽象概括、数学建模和类比推理能力,掌握研究新函数的基本方法.
感受二次函数与生活的紧密联系,体会数学的实用性和逻辑性,培养主动探究、合作交流的学习习惯,增强用函数思想解决实际问题的意识.
在现实世界中,变量之间的关系多种多样.作为描述变量之间关系的函数,其种类也很丰富.
用长为 40 m 的细绳围成一个矩形区域,矩形区域的面积 y(单位:m²)会随矩形一边长 x(单位:m)的变化而变化,y 与 x 之间有什么关系?
解:矩形的一边长 x 和面积 y 都是变量. 而且对于 x 的每一个确定的值,y 都有唯一确定的值与其对应,即 y 是 x 的函数.
根据矩形面积公式,它们之间的关系可以表示为 y=x(20-x),即
20x. ①
这是一个不同于一次函数的新函数.
探究与应用
(1)用长为40 m的细绳围成一个矩形区域,矩形区域的面积y(单位:m2)会随矩形一边长x(单位:m)的变化而变化,y与x之间有什么关系?
活动1 理解二次函数的概念
问题情境
解:(1)y是x的函数,它们的具体关系可以表示为y=-x2+20x.
(2)n支球队参加比赛,每两队之间进行1场比赛.比赛的场次数m与球队数n之间有什么关系?
解: (2)m是n的函数,它们的具体关系可以表示为m=n2-n.
(3)y是x的函数,它们的具体关系可以表示为y=20x2+40x+20.
(3)某种产品现在的年产量是20 t,计划今后两年增加产量.如果每年都比上一年的产量增加x倍,那么两年后这种产品的产量y(单位:t)将由x的值确定,y与x之间的关系应怎样表示?
新知探究
探究点1
对比观察,归纳特征
活 动 1
观察归纳二次函数特征
(1)式子① y=10x是我们学过的什么函数?
(2)式子②③与一次函数有什么不同?最高次数是多少?
(3)三个式子均为整式关系式,变量之间都是函数关系,②③的共同特征是什么?
两个变量的关系式是整式,自变量的最高次数是2.
一次函数
自变量的最高次数不同,式子②③最高次数是2
① y=10x ② y = x² ③ y= - x² +120x-2000
——二次函数
新知探究
探究点2
生成定义,细化要点
活动2
归纳二次函数完整定义
【分析】每支球队与其他_____支球队各比赛一场,
由于甲队对乙队的比赛与乙队对甲队的比赛是同一场比赛,
所以比赛的场次数 ,即 ………①
n-1
n支球队参加比赛,每两队之间进行1场比赛.
(1)比赛的场次数m与球队数n之间有什么关系?
问题1
①式表示比赛的场次数m与球队数n之间的关系,其中m和n都是变量,而且对于n的每一个确定的值,m都有唯一确定的值与其对应,即m是n的函数.
(2)m是n的函数有什么特征?
是用n的二次三项式表示
两个变量的关系式是整式,且自变量n的最高次数是2
思考:观察函数①②③,它们有什么共同点?
y=-x2+20x. ①
m ②
y=20x2+40x+20. ③
共同点:
(1)含有自变量的代数式是整式;
(2)化简后自变量的最高次数是2;
(3)二次项系数不为0.
一般地,形如y=ax2+bx+c (a,b,c是常数,a≠0)的函数,叫作二次函数.其中x是自变量,a,b,c分别是函数解析式的二次项系数、一次项系数和常数项.
观察(1)~(3)中所得到的函数解析式,从含有自变量式子的最高次数上找找这些函数有什么共同特点.
解:函数都是用自变量的二次式表示的.
引发思考
二次函数的定义:一般地,形如 (a,b,c是常数,a≠0)的函数,叫作二次函数.其中x是自变量,a,b,c分别是函数解析式的
、 和 .
y=ax2+bx+c
概括新知
二次项系数
一次项系数
常数项
y与x之间的关系: ;
新知探究
探究点1
对比观察,归纳特征
某种产品现在的年产量是20t,计划今后两年增加产量. 如果每年都比上一年的产量增加x倍,那么两年后这种产品的年产量y(单位:t)将由x的值确定,(1)y与x之间的关系应怎样表示?
问题2
【分析】这种产品的原产量是20t,
一年后的产量: ;
20(1+x) 吨
再经过一年后的产量是 ;
20(1+x)(1+x) 吨
y=20(1+x)2
即两年后的产量: ;
(2)y是x的函数有什么特征?
②式表示了两年后的产量y与每年的计划增产倍数x之间的关系,其中x和y都是变量,而且对于x的每一个确定的值,y都有唯一确定的值与其对应,即y是x的函数.
y =20x2+40x+20……②
两个变量的关系式是整式,自变量的最高次数是2
注意
二次函数解析式必须同时满足的三个条件:
一般地,若两个自变量x,y之间的对应关系可以表示成y=ax²+bx+c(a,b,c是常数,a≠ 0)的形式,则称y是x的二次函数.
新知探究
探究点2
生成定义,细化要点
归一归
(1)二次函数的定义
3. a,b,c为常数,且二次项系数不为0,即a≠0.
1.函数解析式是整式;
2.自变量的最高次数是2.
称:a为二次项系数,ax2叫做二次项,
b为一次项系数,bx叫做一次项,
c为常数项。
归一归
(2)二次函数的一般形式:
新知探究
探究点2
生成定义,细化要点
y= ax² + bx + c (a,b,c为常数,a≠0)
(3)二次函数的特殊形式:
当b=0,c=0时, y=ax2(a≠0)
当c=0时, y=ax2+bx(a≠0)
当b=0时, y=ax2+c(a≠0)
一次项系数、常数项可以为0.
例1
下列函数中,一定是二次函数的有( )
① ;
② ;
③ ;
④ ;
⑤ .
A. 1个 B. 2个 C. 3个 D. 4个
① ,是二次函数;
② ,由于 不是整式,所以不是二次函数;
③ ,不是二次函数;
④ , 的最高次数是 3,不是二次函数;
⑤ y=ax2+bx+c,当 a=0 时,y=bx+c不是二次函数.
A
判断二次函数的步骤
一化:将函数解析式化为y=ax2+bx+c的形式;
二看:含自变量的代数式是否为整式,二次项系数是否为0;
三判:判断所给函数是否为二次函数.
(1)等号左边是变量y,右边是关于自变量x的整式;
(2)a,b,c是常数,且a≠0;
(3)等号右边的整式的最高次数为2.
记 关键
(教材补充例题)下列函数中,属于二次函数的是 ( )
A.y=x2+ B.y=(x+1)2-x2
C.y=2x2-7x D.y=ax2+bx+c
理解应用
C
例 1
典例分析
例1.判断下列函数中,哪些是二次函数?若是,分别说出二次项系数、一次项系数和常数项.
① y=3x² ② y=2x+1 ③ y=-x²+4x-1 ④ ⑤ y=x²-x(2+x)
√
解:(1)二次项系数:3,一次项系数:0,常数项:0
(4)∵不是整式,∴不是二次函数
(3)二次项系数:-1,一次项系数:4,常数项:-1
(5)先整理化简 y= - 2x,
自变量最高次数为1,是一次函数,不是二次函数.
(2)自变量最高次数为1,是一次函数,不是二次函数.
√
×
×
×
解题关键是紧扣三个判定条件:
关系式为整式;
2. 自变量最高次数为2;
3. 二次项系数a≠0;
对于复杂式子需先化简,再逐一判定.
(1) 一个圆柱的高等于底面半径,写出它的表面积 S 关于半径 r 的函数解析式.
(2) 一种产品某年的销售量为 8 万件,由于其他新产品的出现,后两年的年销售量有所下降,年平均下降率是 .写出两年后该产品的年销售量 y(单位:万件)关于 x 的函数解析式.
解:(1) 圆柱表面积是其底面积与侧面积的和,所以 ,即
(2) 一年后该产品的年销售量为 8(1-x) 万件,两年后该产品的年销售量为8(1-x)(1-x)万件,所以y=8(1-x)2.即
y=8x2-16x+8.
例2
利用二次函数的定义求参数的关键
(1)利用最高次数是2列出方程;
(2)不能忽视二次项系数不为0.
抓 关键
(教材补充例题)写出下列二次函数的二次项系数、一次项系数和常数项:
(1)y=3-2x2; (2)y=5x2+4x-9; (3)y=x(x-1)+1; (4)y=(x+3)(3-x).
解:(1)y=3-2x2的二次项系数为-2,一次项系数为0,常数项为3.
(2)y=5x2+4x-9的二次项系数为5,一次项系数为4,常数项为-9.
(3)y=x(x-1)+1可以化成y=x2-x+1,其二次项系数为1,一次项系数为-1,常数项为1.
(4)y=(x+3)(3-x)可以化成y=-x2+9,其二次项系数为-1,一次项系数为0,常数项为9.
例 2
典例分析
例3.用一根长为40cm的铁丝围成一个矩形,设矩形的一边长为xcm,矩形的面积为y cm²,求y与x之间的函数关系式,并写出自变量x的取值范围.
【分析】
矩形的周长为40
长+宽=20
另一边=20-x
解:∵矩形的周长为40且矩形一边长为xcm,
∴另一边长为 =(20-x)cm
∴y=x(20-x)= -x²+20x
由题意可得: ,解得:0<x<20.
∴函数关系式为 y= -x²+20x (0<x<20)
写出下列二次函数的二次项系数、一次项系数和常数项:
(1) ; (2) ;
(3) ; (4) .
函数解析式 二次项系数 一次项系数 常数项
y=8x2−16x+8
y=x2
y=−x2+5x
y=2(x−1)2−5=2x2−4x−3
8
1
-
2
-16
0
5
-4
8
0
0
-3
解:
如图,矩形绿地的两边长各增加 x m,扩充后的绿地面积为 y m2. 写出 y 关于 x 的函数解析式.
解:由图形知,扩充后绿地的长为(30+x) m,宽为(20+x) m,
则y=(30+x)(20+x),
即y=x2+50x+600.
30 m
x m
20 m
x m
(1)已知正方体的棱长为x cm,它的表面积为S cm2,则S关于x的函数解析式为 ;
(2)2025年的“苏超足球联赛”燃遍全网,由于本年度比赛激烈程度和网上关注度超乎想象,2026年要增加参赛球队数,进行主客场双循环比赛(每两队之间都进行两场比赛).设共有x支球队参加比赛,比赛总场数为y,则y关于x的函数解析式为 .
S=6x2
变式
y=x2-x
知识与技能
(1)掌握二次函数的定义及一般形式:
y=ax²+bx+c(a,b,c为常数,a≠0);
(2)能准确辨析二次函数,
区分二次项、一次项、常数项及对应系数;
(3)能根据实际问题列二次函数解析式,
并结合实际意义确定自变量取值范围.
课堂小结
定义
应用
二次函数的概念
系数
一般地,形如y=ax2+bx+c (a,b,c是常数,a≠0)的函数,叫作二次函数
其中x是自变量,a,b,c分别是函数解析式的二次项系数、一次项系数和常数项
根据实际问题的数量关系,构建二次函数模型
$