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
第2课时 利用二次函数的图象求一元二次方程根的近似值
目
录
1. 学习目标
4. 知识点1 用图象法求一元二次方程的近似根
6. 课堂小结
7. 当堂小练
CONTENTS
9. 拓展与延伸
3. 新课导入
2. 知识回顾
5. 知识点2 二次函数与一元二次不等式的关系
8. 对接中考
1. 进一步掌握二次函数与一元二次方程的双向转化关系,理解利用二次函数图象求一元二次方程近似根的原理与方法.
2. 能通过“观察图象+逐步缩小范围(二分法)”的方式,估算一元二次方程的近似根,深化数形结合与转化的数学思想.
3. 能运用二次函数及其图象、性质确定不等式的解集.
学习目标
知识回顾
二次函数
的图象与x轴的公共点 一元二次方程
的根
有两个公共点 有两个不相等的实数根
有一个公共点 有两个相等的实数根
没有公共点 没有实数根
二次函数 的图象与x轴公共点的坐标与一元二次方程的根的关系
新课导入
根据二次函数与一元二次方程的联系,也可以将一元二次方程问题转化为相应的二次函数问题.不妨来看下面的问题.
新课讲解
知识点1 用图象法求一元二次方程的近似根
解:画出函数y=x2-2x-2的图象,
它与x轴的公共点的横坐标大约是-0.7,2.7.
所以方程的实数根为
由于画图或观察可能存在误差,所以由函数图象求得的相应方程的根,一般是近似的.
y=x2-2x-2
探究
利用函数图象求方程x2-2x-2=0的根的近似值(结果保留小数点后一位).
新课讲解
我们还可以通过不断缩小根所在的范围,估计一元二次方程的根.
观察函数的图象,可以发现:点(2,-2)在x轴的下方,即当自变量为2时的函数值小于0,点(3,1)在x轴的上方,即当自变量为3时的函数值大于0.
因为抛物线y=x2-2x-2是一条连续不断的曲线,所以抛物线y=x2-2x-2在2<x<3这一段经过x轴.也就是说,当自变量取2,3之间的某个值时,函数值为0,即方程x2-2x-2=0在2,3之间有根.
y=x2-2x-2
新课讲解
我们可以通过取平均数的方法不断缩小根所在的范围.
例如,取2,3的平均数2.5,用计算器算得自变量为2.5时的函数值为-0.75,与自变量为3时的函数值异号,所以这个根在2.5,3之间.
再取2.5,3的平均数2.75,用计算器算得自变量为2.75时的函数值为0.0625,与自变量为2.5时的函数值异号,所以这个根在2.5,2.75之间.
y=x2-2x-2
新课讲解
重复上述步骤,我们逐步得到:这个根在2.625,2.75之间,在2.6 875,2.75之间……可以看到:根所在的范围越来越小,根所在范围的两端的值越来越接近根的值,因而可以作为根的近似值.
例如,当要求根的近似值与根的准确值的差的绝对值小于0.1时,由于∣2.6875-2.75∣=0.0 625<0.1,我们可以将2.6 875作为根的近似值.
y=x2-2x-2
新课讲解
y=x2-2x-2
观察函数 y=x2-2x-2 的图象,可以发现:
点(-1,1)在轴的上方,即当自变量为-1时的函数值大于0,点(0,-2)在x轴的下方,即当自变量为0时的函数值小于0.
因为抛物线 y=x2-2x-2 是一条连续不断的曲线,
所以抛物线在 -1<x<0 这一段经过轴.
也就是说,方程x2-2x-2=0在-1和0之间有根.
探究
你能用这种方法得出方程的另一个根的近似值吗(要求根的近似值与根的准确值的差的绝对值小于0.1)?
新课讲解
我们可以通过取平均数的方法不断缩小根所在的范围.
取-1和0的平均数-0.5,用计算器算得自变量为-0.5时的函数值为-0.75<0,与自变量为-1时的函数值异号,所以根在-1与-0.5之间.
y=x2-2x-2
再取-1与-0.5的平均数-0.75,计算自变量为-0.75时的函数值为0.0 625>0,与自变量为-0.5时的函数值异号,所以根在-0.75与-0.5之间.
再取-0.75与-0.5的平均数-0.625,计算自变量为
-0.625时的函数值为-0.359 375<0,与自变量为-0.75时的函数值异号,所以根在-0.75与-0.625之间.
此时区间两端点之差为∣-0.625-(-0.75)∣=0.125>0.1
不满足精度要求,再取一次平均数.
新课讲解
取-0.75与-0.625的平均数-0.6 875,计算自变量为-0.6 875时的函数值为-0.15234375<0,与自变量为-0.75时的函数值异号,所以根在-0.75与-0.6 875之间.
此时区间两端点之差为∣-0.6 875-(-0.75)∣=0.0 625<0.1.
因此,我们可以将-0.75或-0.6 875作为根的近似值.
这种求根的近似值的方法也适用于更高次的一元方程.
y=x2-2x-2
新课讲解
当二次函数图象与 轴有两个公共点,且公共点的横坐标不是整数时,可通过不断缩小根所在的范围估计一元二次方程的根,步骤如下:
1.画图:画出二次函数 y=ax2+bx+c 的图象.
2.定位:观察函数图象,确定函数图象与 轴的一个公共点在两个连续整数 m,n (m<n) 之间.
3.试值:通过取平均数的方法不断缩小根所在的范围,取 和 的平均数 ,计算出当 时的函数值 ,将 与自变量分别为 和 时的函数值 比较,若函数值 异号,说明所求的根在 和 之间,再取 和 的平均数,计算函数值;若函数值 异号,说明所求的根在 和 之间,再取 和 的平均数,计算函数值.重复前面的步骤,直到得出的数达到所需精确的数位为止.
4.定根:按照(2)(3)的方法估计出方程的另一个根.
确定一元二次方程的近似根的步骤
新课讲解
例
1. 如图是二次函数的图象,对称轴为直线 ,则方程的负数解 的取值范围是 ( )
A. B.
C. D.
B
解:令方程的正数解为 ,
由题中图象可知
抛物线关于直线对称,
点, 关于直线的对称点的坐标为,,
.
新课讲解
练一练
… 0 1 2 3 4 5 …
… 1.15 2.45 2.75 2.05 0.35 …
1. 在二次函数中,自变量可以取任意实数,下表是与 的几组对应值:
则关于的一元二次方程 的两个实数根中,其中的一个根约等于__________________(结果保留小数点后一位).
解:从题表中数据可知,当时,;
当 时,,因此方程的一个根在3和4之间,
因为 ,所以根更接近,
所以关于的一元二次方程
的两个实数根中,其中的一个实数根约等于3.1.
3.1(答案不唯一)
新课讲解
练一练
0.25 0.56 0.89
2. 已知二次函数中和 的部分对应值如下表所示,则方程 的一个较大的根的范围是 ( )
C
A. B.
C. D.
新课讲解
知识点2 二次函数与一元二次不等式的关系
1
O
抛物线
一元二次不等式
抛物线在轴上方的点所对应的的值就是不等式的解集
新课讲解
如图是函数 y=x2-x-2 的图象,根据图象回答问题:
(1) 方程 x2-x-2=0 的根是多少?
(2) x 取什么值时,函数值大于 0?
(3) x 取什么值时,函数值小于 0?
y=x2-x-2
解:(1) x1=2,x2=-1.
(2) 当x<-1或x>2时,函数值大于0.
(3) 当-1<x<2时,函数值小于0.
问题
新课讲解
二次函数与一元二次不等式的关系
抛物线 y=ax2+bx+c 在 x 轴上方的点对应的 x 的所有值是不等式 ax2+bx+c>0 的解集;
抛物线 y=ax2+bx+c 在x轴下方的点对应的 x 的所有值是不等式ax2+bx+c<0的解集.
新课讲解
例
2. 已知二次函数 的图象如图所示,观察图象可知关于的不等式 的解集是 ( )
A.或 B.
C. D.或
解:由题中函数图象可知,当或时,函数图象在 轴的上方,
所以关于的不等式的解集是或 .
D
新课讲解
练一练
解:由图可知抛物线 𝑦=��𝑥²+𝑏𝑥+𝑐 的对称轴为直线 𝑥=−1,且经过点 (−3,0),
∴ 抛物线与 𝑥 轴的另一个交点为 (1,0).
∵ 抛物线在 𝑥 轴的上方部分的 𝑦>0,
∴ 当 𝑦>0 时,𝑥 的取值范围是 −3<𝑥<1.
1
1. 已知二次函数 () 的部分图象如图所示,当 时, 的取值范围是 ( )
A. B.
C. 或 D.
B
新课讲解
练一练
2. 如图,直线 与抛物线 交于, 两点,观察图象可知关于的不等式 的解集是____________.
解:观察题中函数图象,知当 时,
直线在抛物线 的下方,
∴不等式的解集为 .
新课讲解
b2-4ac 的取值 b2-4ac >0 b2-4ac =0 b2-4ac <0
a>0 抛物线 y= ax2+bx+c与x轴的公共点情况 有两个公共点 有一个公共点 无公共点
不等式ax2+bx+c >0 的解集 x<x1或x>x2 x≠ x0 全体实数
不等式ax2+bx+c <0 的解集 x1<x<x2 无解 无解
a<0 抛 物 线 y= ax2+bx+c与x轴的公共点情况 有两个公共点 有一个公共点 无公共点
不等式ax2+bx+c >0 的解集 x1<x<x2 无解 无解
不等式ax2+bx+c <0 的解集 x<x1或x>x2 x≠ x0 全体实数
b2-4ac 的取值 b2-4ac >0 b2-4ac =0 b2-4ac <0
课堂小结
估计一元二次方程的近似根
二次函数与一元二次方程
求解一元二次不等式的解集
抛物线 y=ax2+bx+c 在 x 轴上方的点对应的 x 的所有值是不等式 ax2+bx+c>0 的解集;
抛物线 y=ax2+bx+c 在x轴下方的点对应的 x 的所有值是不等式ax2+bx+c<0的解集
1.画图;2.定位;3.试值;4.定根
当堂小练
… 0.7 0.8 0.9 1.0 …
… 0.30 0.05 …
A. 3.0 B. 3.1 C. 3.2 D. 3.3
1. 下表是二次函数的自变量与函数值 的若干组对应值:
则下面是关于的方程 的一个近似根(精确到 )的是 ( )
C
当堂小练
2. 二次函数的图象如图所示,其对称轴为直线 ,且与轴的负半轴交于点,则关于的方程 的正数解的取值范围是 ( )
C
A. B.
C. D.
当堂小练
C
3. 一元二次方程的两个根分别为 和4,若二次函数与轴的交点为,,则对于, 的范围描述正确的是 ( )
A.
B.
C.
D.
当堂小练
4. 如图,抛物线经过点 ,对称轴为直线.当时, 的取值范围是 ( )
A.
B.
C.
D.或
D
当堂小练
A. B. 或
C. D. 或
5. 如图,二次函数 的图象与轴交于点,其对称轴是直线 ,则不等式 的解集是 ( )
D
当堂小练
6. 如图,以(2,5) 为顶点的二次函数y=ax2+ bx+c 的图象与x 轴负半轴交于A 点,则一元二次方程ax2+bx+c=0 的正数解 x 的范围是( )
A.2<x<3 B.1<x<2
C.4<x<5 D.5<x<6
D
当堂小练
7. 如图,一次函数 与二次函数的图象相交于, 两点,则关于的不等式 的解集为 ( )
A
A.
B.
C.
D.或
对接中考
1. 将二次函数的图象在 轴下方的部分以轴为对称轴翻折到 轴上方,得到如图所示的新函数图象,下列对新函数的描述正确的是 ( )
C
A.图象与轴的交点坐标是
B.当 时,函数取得最大值
C.图象与 轴两个交点之间的距离为4
D.当时,的值随 值的增大而增大
对接中考
2. 如图,抛物线y=ax2+bx+c(a ≠ 0) 的对称轴为直线x=1, 与x轴的一个交点坐标为(-1,0),下列结论:
①4ac<b2;
② 方程ax2+bx+c=0 的两个根是x1=-1, x2=3;
③ 3a+c>0;
④当y>0 时,x 的取值范围是-1 ≤ x<3;
⑤当x1<x2<0 时,y1<y2.
其中结论正确的个数是( )
A. 1 个 B. 2 个 C. 3 个 D. 4 个
C
拓展与延伸
1. 已知二次函数的图象与 轴交于,两点(点在点的左侧),与轴交于点,顶点为点 ,与一次函数的图象交于, 两点.
(1) 求点 的坐标;
解:(1) 对于 ,
令,则,解得或 ,
令,则 ,
,, .
把点的坐标代入 ,得,解得 ,
,
令,则 ,
解得或(舍去),当时, ,
点的坐标是 .
拓展与延伸
1. 已知二次函数的图象与 轴交于,两点(点在点的左侧),与轴交于点,顶点为点 ,与一次函数的图象交于, 两点.
(1) 求点 的坐标; 点的坐标是
(2) 求 的面积;
(3) 根据图象,若,则 的取值范围为____________;
(4) 根据图象,若,则 的取值范围为_______________;
(5) 根据图象,当时, 的取值范围为_ ______.
解:(2) ,
顶点的坐标是 .
,, ,
.
(3) 如图,当时,的取值范围为 .
或
(4) 根据图象,当时,的取值范围为或 .
(5) 根据图象,当时,的取值范围为 .
拓展与延伸
2. 现定义:对于一个数,我们把称为 的“邻一数”,若,则;若 ,则.例如: , .已知函数,当直线 与该函数的图象有4个交点时, 的取值范围是 ( )
B
A. B. C. D.
解:由题知
,其图象如图.
当 时,,令,则,
当直线 过点时,与函数 的图象有3个交点.
令 ,即,
当直线 与抛物线 4有一个公共点时,,解得 .
由图象可得当 时,直线 与函数
的图象有4个交点.
$