3.3.1 从函数观点看一元二次方程-【学霸笔记·同步精讲】2026-2027学年高中数学必修第一册教师用书word(苏教版)
2026-09-18
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教辅
摘要:
本讲义聚焦二次函数零点概念这一核心知识点,通过类比一次函数与一元一次方程的联系,系统梳理二次函数零点与一元二次方程根、函数图象与x轴交点横坐标的关系,搭建从具体到抽象的学习支架。
特色在于结合课标要求,通过表格对比不同判别式下根、图象、零点的关系,例题涵盖零点求解、个数判断及分布探究,培养学生直观想象和逻辑推理素养。课中辅助教师清晰授课,课后助力学生通过练习查漏补缺,强化知识应用。
内容正文:
3.3 从函数观点看一元二次方程和一元二次不等式
3.3.1 从函数观点看一元二次方程
课标
要求
1.正确理解二次函数零点的概念(数学抽象).
2.会结合一元二次函数的图象,判断一元二次方程实根的存在性及实根的个数,了解二次函数的零点与一元二次方程根的关系(直观想象、逻辑推理).
3.掌握图象法解一元二次方程(直观想象、数学运算).
函数与方程有着一定的联系,如一次函数y=ax+b与一元一次方程ax+b=0之间关系的探究:
a>0
a<0
一次函数y=ax+b的图象
一元一次方程ax+b=0的根
有一个实数根
有一个实数根
通过探究,我们发现一次函数图象与x轴交点的横坐标就是对应方程的解.
【问题】 你能否对二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)图象与x轴交点的横坐标和对应的一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)的解建立联系?
知识点一 二次函数的零点
一般地,一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)的根就是二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)当函数值取 零 时自变量x的值,即二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象与x轴交点的 横坐标 ,也称为二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的零点.
提醒:函数的零点不是点,是函数的图象与x轴交点的横坐标.
知识点二 一元二次方程的根、二次函数的图象、二次函数的零点之间的关系
当a>0时,一元二次方程ax2+bx+c=0的根、二次函数y=ax2+bx+c的图象、二次函数y=ax2+bx+c的零点之间的关系如表所示:
判别式Δ=b2-4ac
Δ>0
Δ=0
Δ<0
方程ax2+bx+c=0的根
有两个相异的实数根
x1,2=
有两个相等的实数根
x1=x2=-
没有实数根
判别式Δ=b2-4ac
Δ>0
Δ=0
Δ<0
二次函数y=ax2+bx+c的图象
二次函数y=ax2+bx+c的零点
有两个零点
x1,2=
有一个零点 x=-
无零点
提醒:二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的零点⇔一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)的实数根⇔二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的图象与x轴交点的横坐标.
1.(2026·扬州月考)函数y=-x2-2x+3的零点为( )
A.1 B.-3
C.1和-3 D.(1,0)和(-3,0)
解析:C 由-x2-2x+3=0,即x2+2x-3=0,解得x1=1,x2=-3.故函数y=-x2-2x+3的零点为1和-3.故选C.
2.〔多选〕以下四个命题正确的是( )
A.二次函数的零点是其图象与x轴的交点
B.二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)一定有零点
C.二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的零点即为对应方程ax2+bx+c=0的根
D.二次函数y=4x2-4x+1有一个零点为
解析:CD 对于A,零点不是点,是图象与x轴交点的横坐标,故A错误;对于B,当Δ=b2-4ac<0时,没有零点,故B错误;对于C,由二次函数的零点与方程根的关系,易知C正确;对于D,由Δ=(-4)2-4×4×1=0,知二次函数y=4x2-4x+1有一个零点为x=-=-=.故D正确.
3.(2026·南京九中月考)设m为实数,若函数y=x2-mx+1有且只有一个零点,则m的值是 ±2 .
解析:因为函数y=x2-mx+1有且只有一个零点,所以Δ=(-m)2-4×1×1=0,解得m=±2.
4.若二次函数y=x2+ax+b的两个零点分别是2和3,则a+b= 1 .
解析:由题意,2+3=-a,2×3=b,解得∴a+b=1.
题型一 二次函数的零点
(链接教科书第64页练习3题)(1)二次函数y=x2-7x+12的零点为 3和4 ;
(2)若函数y1=x2-ax-b的图象如图所示,则函数y2=bx2-ax-1的零点是 -和- .
解析:(1)由x2-7x+12=0得x1=3,x2=4.所以函数y=x2-7x+12的零点为3和4.
(2)由题图可知函数y1=x2-ax-b的零点是2和3,由函数的零点与对应方程根的关系知方程x2-ax-b=0的两根为2和3,再由根与系数的关系得a=2+3=5,-b=2×3=6,即a=5,b=-6.所以y2=-6x2-5x-1,易得y2=-6x2-5x-1的零点为-和-.
通性通法
求解二次函数的零点,即转化为求二次函数所对应一元二次方程的根.
求下列函数的零点:
(1)y=3x2-2x-1;
(2)y=ax2-x-a-1(a∈R);
(3)y=ax2+bx+c,其图象如图所示.
解:(1)由3x2-2x-1=0解得x1=1,x2=-,所以函数y=3x2-2x-1的零点为1和-.
(2)①当a=0时,y=-x-1,由-x-1=0得x=-1,所以函数的零点为-1.
②当a≠0时,由ax2-x-a-1=0得(ax-a-1)·(x+1)=0,解得x1=,x2=-1,
当a=-时,x1=x2=-1,函数有唯一的零点-1.
当a≠-且a≠0时,x1≠x2,
函数有两个零点-1和.
综上:当a=0或-时,函数的零点为-1.
当a≠-且a≠0时,函数有两个零点-1和.
(3)由图象可知,函数有两个零点-1和3.
题型二 二次函数零点个数的判断与证明
(链接教科书第64页例1)求证:函数y=-x2-2x+5有两个零点.
证明:考察一元二次方程-x2-2x+5=0,
因为Δ=(-2)2-4×(-1)×5=24>0,所以方程-x2-2x+5=0有两个不相等的实数根,
因此,二次函数y=-x2-2x+5有两个零点.
通性通法
二次函数y=ax2+bx+c(a≠0)的零点个数的判断
一元二次方程ax2+bx+c=0(a≠0)的根的判别式Δ=b2-4ac.
(1)Δ>0⇔函数y=ax2+bx+c(a≠0)有两个零点;
(2)Δ=0⇔函数y=ax2+bx+c(a≠0)有一个零点;
(3)Δ<0⇔函数y=ax2+bx+c(a≠0)无零点.
1.若a>2,则函数y=(a-2)x2-2(a-2)x-4的零点个数为( )
A.0 B.1
C.2 D.无法确定
解析:C 考察一元二次方程(a-2)x2-2(a-2)x-4=0,因为Δ=4(a-2)2+16(a-2)=4(a-2)·(a+2),又a>2,所以Δ>0,所以函数y=(a-2)x2-2(a-2)x-4有两个零点.
2.求证:函数y=ax2-x-a(a∈R)有零点.
证明:当a=0时,y=-x,该函数有零点0;
当a≠0时,对于一元二次方程ax2-x-a=0,Δ=1+4a2>0,函数y=ax2-x-a有两个零点.
综上,函数y=ax2-x-a(a∈R)有零点.
题型三 二次函数零点的分布探究
(链接教科书第64页例2)(1)判断二次函数y=-x2-2x+1在(-3,-2)上是否存在零点;
(2)若二次函数y=x2-5x+1-m的两个零点均大于2,求实数m的取值范围.
解:(1)由-x2-2x+1=0得x1=-1+,x2=-1-,因为-3<-1-<-2,所以二次函数y=-x2-2x+1在(-3,-2)上存在零点.
(2)设二次函数的两个零点分别为x1,x2,
因为二次函数y=x2-5x+1-m的两个零点均大于2,
所以方程x2-5x+1-m=0有两个不相等的根且两根均大于2,
则x1-2>0,x2-2>0,
所以即
解得-<m<-5,
所以实数m的取值范围是(-,-5).
通性通法
由二次函数的零点分布求参数范围问题,一般要结合对应一元二次方程的根的判别式及根与系数的关系,列出不等式组进行求解;或结合二次函数图象,得出开口方向、对称轴、判别式及端点函数值符号(此端点指的是与方程的根比较大小的数),列出不等式组进行求解.
已知函数y=x2-x-a2+a(a∈R).
(1)若该函数有两个不相等的正零点,求a的取值范围;
(2)若该函数有两个零点,一个大于1,另一个小于1,求a的取值范围.
解:由x2-x-a2+a=0得x1=a,x2=1-a,
(1)因为该函数有两个不相等的正零点,所以解得0<a<或<a<1,
所以a的取值范围是∪.
(2)因为函数有两个零点,一个大于1,另一个小于1,
所以或解得a>1或a<0.
所以a的取值范围是(-∞,0)∪(1,+∞).
1.函数y=2x2-5x+2的零点是( )
A.(2,0),(,0) B.(-2,0),(-,0)
C.2, D.-2,-
解析:C 由2x2-5x+2=0得x1=2,x2=,故函数y=2x2-5x+2的零点为2,.故选C.
2.若函数y=kx2-x+1(k≠0)有零点,则k的取值范围是( )
A.k> B.k<且k≠0
C.k≤且k≠0 D.k<
解析:C 依题意得Δ=1-4k≥0,解得k≤,又k≠0.故k的取值范围为k≤且k≠0.故选C.
3.已知函数y=x2-ax-3a的一个零点是-2,则它的另一个零点是 6 .
解析:由题意知,4+2a-3a=0,解得a=4,故方程为x2-4x-12=0,解出另一个根为6.
4.讨论函数y=(ax-1)(x-2)(a∈R)的零点.
解:当a=0时,函数为y=-x+2,则函数的零点为2;
当a=时,则(x-2)=0,
解得x1=x2=2,则函数的零点为2;
当a≠0且a≠时,
由(ax-1)(x-2)=0,
解得x1=,x2=2,
则函数的零点为和2.
1.(2026·连云港月考)设x1,x2是函数y=6x2-x-2的两个零点,则+的值为( )
A.2 B.-2
C. D.-
解析:D 由题意得,x1,x2是方程6x2-x-2=0的根,则x1+x2=,x1x2=-,+==-.故选D.
2.〔一题多解〕函数y=x2-(a+1)x+a的零点个数为( )
A.1 B.2
C.1或2 D.0
解析:C 法一 由x2-(a+1)x+a=0得x1=a,x2=1,当a=1时函数的零点有1个,当a≠1时,函数的零点有2个,所以该函数的零点个数是1或2.故选C.
法二 Δ=(a+1)2-4a=(a-1)2,当a=1时,Δ=0,函数有1个零点;当a≠1时,Δ>0,函数有2个零点.故选C.
3.函数y1=ax2+bx+c(a≠0)的零点为-2和3,a<0,那么函数y2=cx2-bx+a的零点为( )
A.-和 B.和-
C.-3和2 D.无法确定
解析:A 由题意知,-2+3=-,-2×3=,∴b=-a,c=-6a,由cx2-bx+a=0得-6ax2+ax+a=0,即6x2-x-1=0,解得x1=-,x2=,故选A.
4.关于x的函数y=x2-2ax-8a2(a>0)的两个零点为x1,x2,且x2-x1=15,则a=( )
A. B.
C. D.
解析:A 由条件知x1,x2为方程x2-2ax-8a2=0的两根,则x1+x2=2a,x1x2=-8a2.由(x2-x1)2=(x1+x2)2-4x1x2=(2a)2-4×(-8a2)=36a2=152,解得a=.故选A.
5.〔多选〕(2026·靖江高中月考)已知函数y=m2x2+(m-1)x+1,若该函数恰有一个零点,则实数m的值可以为( )
A.0 B.1
C.-1 D.
解析:ACD 当m=0时,函数为y=-x+1,恰有一个零点,符合题意;当m≠0时,函数y=m2x2+(m-1)x+1是二次函数,由Δ=(m-1)2-4×m2×1=0,化简得3m2+2m-1=0,解得m=或m=-1.综上,m=0或m=或m=-1.故选A、C、D.
6.〔多选〕对于函数y=ax2-x-2a,下列说法中正确的是( )
A.函数一定有两个零点
B.a>0时,函数一定有两个零点
C.a<0时,函数一定有两个零点
D.函数的零点个数是1或2
解析:BCD 当a≠0时,相应方程ax2-x-2a=0中Δ=1+8a2>0,所以函数一定有两个零点,故B、C正确.当a=0时,函数有唯一零点为0,故D正确,A不正确.
7.若函数y=2x2-3x-7的两个零点为a,b,则a2+b2= .
解析:因为函数y=2x2-3x-7,所以由根与系数的关系可知,两个零点a,b满足a+b=,ab=-,所以a2+b2=(a+b)2-2ab=()2-2×(-)=.
8.设实数m>0,若函数y=x2-mx+2有且只有一个零点,则实数m的值为 2 .
解析:函数y=x2-mx+2有且只有一个零点,即一元二次方程x2-mx+2=0有两个相等的实数根,则Δ=(-m)2-4×2=0,又m>0,解得m=2,即实数m的值为2.
9.函数y=x2+x+m的两个零点都是负数,则m的取值范围为 .
解析:因为函数y=x2+x+m的两个零点都是负数,所以解得0<m<.
10.〔一题多解〕求证:函数y=x2-ax-a-2(a∈R)一定有两个零点.
证明:法一 对于一元二次方程x2-ax-a-2=0,Δ=a2+4a+8=(a+2)2+4>0,
所以函数y=x2-ax-a-2(a∈R)一定有两个零点.
法二 因为函数y=x2-ax-a-2(a∈R)的图象为开口向上的抛物线,
无论a为任何实数,当x=-1时,y=(-1)2+a-a-2=-1,即函数的图象始终经过点M(-1,-1).
所以函数y=x2-ax-a-2(a∈R)一定有两个零点.
11.函数y=ax2-2x+1在区间(-1,1)和区间(1,2)上分别有一个零点,则实数a的取值范围是( )
A.(-3,-1) B.(,1)
C.(-3,) D.(-∞,-3)∪(,+∞)
解析:B 当a=-2时,y=-2x2-2x+1,此时函数有两个零点,不符合题意,排除A、C选项.当a=1时,y=x2-2x+1=(x-1)2,此时函数只有一个零点1,不符合题意,排除D选项,故选B.
12.〔多选〕若关于x的一元二次方程(x-2)(x-3)=m有实数根x1,x2,且x1<x2,则下列结论中正确的是( )
A.当m=0时,x1=2,x2=3
B.m>-
C.当m>0时,2<x1<x2<3
D.当m>0时,x1<2<3<x2
解析:ABD 对于A,m=0时,方程为(x-2)·(x-3)=0,解得x1=2,x2=3,所以A正确;对于B,将方程整理可得x2-5x+6-m=0,由于方程有两个不同的实数根,所以Δ=25-4(6-m)>0,解得m>-,所以B正确;对于C和D,当m>0时,x1,2=,则x2=,又m>0,所以x2=>=3,又x1+x2=5,所以x1<2.故选项C不符合题意,选项D符合题意.故选A、B、D.
13.已知y=(x-a)(x-b)-2(a<b),并且α,β是方程y=0的两根(α<β),则实数a,b,α,β的大小关系是 α<a<b<β .(用“<”连接)
解析:设y1=(x-a)(x-b),则a,b是y1=(x-a)·(x-b)的两个零点,函数y=(x-a)(x-b)-2的图象可以看成y1=(x-a)(x-b)的图象向下平移2个单位长度得到,且a<b,α<β,如图所示.∴α<a<b<β.
14.若x1,x2是函数y=x2-2mx+m2-m-1的两个不同零点,且x1+x2=1-x1x2,求实数m的值.
解:因为x1,x2是函数y=x2-2mx+m2-m-1的两个不同零点,
则x1,x2是方程x2-2mx+m2-m-1=0的两个不相等的实数根,所以x1+x2=2m,x1x2=m2-m-1,
Δ=4m2-4(m2-m-1)>0,即m>-1.
因为x1+x2=1-x1x2,所以2m=2-m2+m,
解得m=1或m=-2,
又m>-1,所以m=1.
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