内容正文:
26.3 二次函数与一元二次方程
第26章 二次函数
第1课时 二次函数与一元二次方程
人教版
九年级(上)
1
1.通过探索,理解二次函数与一元二次方程之间的联
系.(难点)
2.能运用二次函数及其图象、性质确定方程的解.
(重点)
素养目标
函数的观点
对应函数
从函数值角度
从函数图象角度
函数y=ax+b
(a≠0)
函数值为___ 时,求______的值
确定直线y=ax+b与___的交点的_坐标
解关于x
的________ 方程ax+b=0
(a≠0)
一元一次
一次
0
ax+b=0
x 轴
横
已学对象
重新分析
那么,二次函数与一元二次方程是否也有类似的关系呢?
复习导入
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,你能说说方程
x² + x - 2 = 0,x² - 8x + 16 = 0,x² - x + 1 = 0
的根的情况吗?
探究点:二次函数与一元二次方程
新知探究
(2) y = x² - 8x + 16;
(1) y = x² + x - 2;
(3) y = x² - x + 1.
解析式 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-2
y=x²-8x+16
y=x²-x+1
0 个
1 个
2 个
x²-x+1=0,无解
4
x²-8x+16=0,x1=x2=4
-2 和 1
x²+x-2=0,x1=-2,x2=1
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新知探究
由上述问题,你可以得到什么结论呢?
方程角度
一元二次方程ax2+bx+c=0
(a≠0)的解
抛物线y=ax2+b+c (a≠0)与x轴交点的横坐标
形
函数角度
二次函数y=ax2+bx+c (a≠0),当y=0时对应的自变量x的值
数
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新知探究
x
y
O
-2
2
1
3
-1
2
3
1
-3
-1
y = ax2 + bx + c
y = 0
是否有解
ax2 + bx + c = 0
判断 Δ 的情况
思考:当 a<0 时,是否同样存在公共点?动手画一画!
想一想:抛物线 y = ax2 + bx + c (a>0)与 x 轴是否存在公共点取决于什么?
探究点:二次函数与一元二次方程
新知探究
二次函数 y = ax2 + bx + c 的图象与 x 轴的
公共点与一元二次方程 ax2 + bx + c = 0 的根的关系
二次函数 y = ax2 + bx + c 的图象与 x 轴公共点 一元二次方程
ax2 + bx + c = 0 的根 Δ = b2 - 4ac
有两个公共点
有两个不相等的实数根
Δ>0
有一个公共点
有两个相等的实数根
Δ = 0
没有公共点
没有实数根
Δ <0
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新知探究
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 轴总有公共点;
证明:对于一元二次方程 mx2-(m+2)x+2=0(m ≠ 0),
∵ Δ=(m+2)2-4m×2=m2+4m+4-8m=(m-2)2≥0,
∴ 一元二次方程 mx2-(m+2)x+2=0 一定有两个根.
∴ 抛物线 y=mx2-(m+2)x+2 (m ≠ 0) 与 x 轴总有公共点.
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新知探究
解:令 y=0,则 (x-1)(mx-2)=0,
∴ x-1=0 或 mx-2=0,
解得 x1=1,x2= .
当正整数 m = 1 时,x2 为整数且 x1≠x2,即抛物线与 x 轴总有两个公共点,且它们的横坐标都是整数.
∴ 正整数 m 的值为 1.
例1 已知关于 x 的二次函数 y=mx2-(m+2)x+2 (m ≠ 0).
(2) 若此抛物线与 x 轴总有两个公共点,且它们的横坐标都是整数,求正整数 m 的值.
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新知探究
【链接中考】
1. 若二次函数 y = ax2 - 2x - 1 的图象和 x 轴有交点,则 a 的取值范围为_______________.
a≥-1 且 a≠0
分析:二次函数 y = ax2 - 2x - 1 的图象和 x 轴有交点,
Δ = 4 + 4a≥0
a≠0
a≥-1且 a≠0
总结
若抛物线 y=ax2+bx+c与 x 轴有交点,则 b2-4ac≥0.
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新知探究
例1 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?
分析:
二次函数h = 20t - 5t2的函数值能否取20
二次方程 20 = 20t - 5t2的根的问题
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解: 当 h = 20 时,
由函数关系 h = 20t - 5t2,
列得方程 20 = 20t - 5t2,
即 t2 - 4t + 4 = 0,
解方程,得 t1 = t2 = 2.
小球的飞行高度能否达到 20 m?如果能,需要多少飞行时间?
O
h/m
t/s
20
2
这说明,当自变量 t = 2 时,二次函数h = 20t - 5t2 的函数值为 20,即当小球飞行 2 s 时,它的高度为 20 m.
h = 20t - 5t2
探究点:二次函数与一元二次方程
新知探究
关于例1,回答下列问题:
(1) 小球的飞行高度能否达到 15 m?如果能,需要多少飞行时间?
h = 20t - 5t2
O
h/m
t/s
15
1
3
故当小球飞行 1 s 或 3 s 时,它的高度为 15 m.
解:令 15 = 20t - 5t2,
即 t2 - 4t + 3 = 0,
解得 t1 = 1,t2 = 3.
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新知探究
解:令 20.5 = 20t - 5t2,
即 t2 - 4t + 4.1 = 0,
因为 (-4)2 - 4×4.1<0,
所以方程无解.
即小球的飞行高度达不到 20.5 m.
(2)小球的飞行高度能否达到 20.5 m?为什么?
O
h/m
t/s
你能结合图形指出为什么小球不能达到 20.5 m 的高度吗?
20.5
h = 20t - 5t2
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新知探究
(3) 小球从飞出到落地要用多少时间?
O
h/m
t/s
令 0 = 20t - 5t2,
即 t2 - 4t = 0,
解得 t1 = 0,t2 = 4.
故当小球飞行 0 s 和 4 s 时,它的高度为 0 m.
∴ 小球从飞出到落地要用 4 s 时间.
h = 20t - 5t2
解:小球飞出时和落地时的高度都为 0 m,
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新知探究
2.如图,某足球运动员站在点O处练习射门,将足球从离地面0.5 m的A处正对球门踢出(点A在y轴上),足球的飞行高度 y(单位:m)与飞行时间t(单位:s)之间满足函数关系 y=at2+5t+c,已知足球飞行0.8 s时,离地面的高度为3.5 m.
(1)足球的飞行时间是多少?
【练一练】
探究点:二次函数与一元二次方程
新知探究
解:(1) 由题意,得 函数 y = at2 + 5t + c 的图象经过 (0, 0.5),(0.8,3.5),
∴ 解得
∴抛物线的解析式为 ,
故足球的飞行时间为
令
解得
(舍)
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新知探究
(2)足球飞行的时间是多少时,足球离地面最高?最大高度是多少?
解:∵抛物线的解析式为
∴当 t = 时,y最大 = 4.5;
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新知探究
(3)若足球飞行的水平距离 x(单位:m)与飞行时间t(单位:s)之间具有函数关系 x =10 t,已知球门的高度为 2.44 m,如果该运动员正对球门射门时,离球门的水平距离为 28 m,他能否将球直接射入球门?
解:把 x = 28 代入 x = 10t 得 t = 2.8,
∴当 t = 2.8 时,
∴他能将球直接射入球门.
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新知探究
Δ = 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
x2
x1
x
y
O
O
x1= x2
x
y
O
y
x
Δ>0
Δ=0
Δ<0
x1,x2
没有实数根
x1 = x2 =
课堂小结
1. 已知抛物线y=x2-x-1与x轴的一个交点的坐标为(m,0),则代数式m2-m+2026的值为( C )
A. 2024 B. 2026
C. 2027 D. 2029
C
2. 抛物线y=x2-2x-3与x轴的公共点个数是(C )
A. 0 B. 1 C. 2 D. 3
C
当堂反馈
3. 若抛物线y=ax2+bx+c的部分图象如图所示,则下列结论错误的是( D )
A. 2a+b=0
B. b2-4ac>0
C. 方程ax2+bx+c=0的两根为x1=3,
x2=-1
D. a+b+c=0
D
当堂反馈
4. 已知二次函数y=x2-2mx+m2+3(m是常数).
(1)求证:不论m为何值,该函数的图象与x轴没有公
共点;
(1)证明:Δ=b2-4ac=(-2m)2-4(m2+3)=4m2-
4m2-12=-12<0.
∴不论m为何值,该函数的图象与x轴没有公共点.
(1)证明:Δ=b2-4ac=(-2m)2-4(m2+3)
=4m2-4m2-12=-12<0.
∴不论 m 为何值,该函数的图象与 x 轴没有公共点.
当堂反馈
4. 已知二次函数 y=x2-2mx+m2+3 ( m 是常数).
(2)把该函数的图象沿 y 轴向下平移多少个单位长度
后,得到的函数的图象与 x 轴只有一个公共点?
若m>0,画出平移前后草图
草图通关
平移前顶点坐标: ,
平移后顶点坐标: .
(m,3)
(m,0)
当堂反馈
(2)解:∵y=x2-2mx+m2+3=(x-m)2+3,
∴二次函数y=x2-2mx+m2+3的图象的顶点坐标
为(m,3).
∴该函数的图象沿 y 轴向下平移 3 个单位长度后,
得到的图象与 x 轴只有一个公共点 (m,0).
4. 已知二次函数 y=x2-2mx+m2+3 ( m 是常数).
(2)把该函数的图象沿 y 轴向下平移多少个单位长度
后,得到的函数的图象与 x 轴只有一个公共点?
当堂反馈
5.如图,某学生推铅球,铅球出手 (点 A 处) 的高度是0.6 m,出手后的铅球沿一段抛物线运行,当运行到最高 3 m 时,水平距离 x = 4 m.
(1)求这个二次函数的解析式;
(2)该同学把铅球推出去多远?
解:(1)设二次函数的解析式为 y = a(x - 4)2 + 3,把 (0,0.6) 代入得
0.6 = a(0 - 4)2 + 3,解得
当堂反馈
(2)当 y=0时,
答:该男同学把铅球推出去(4+2 )m远.
解得
(舍)
当堂反馈
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声 明
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