内容正文:
教学课件
2026 湘教版 · 九年级上册 · 新教材
4.4 二次函数与一元二次方程的关系
第4章 二次函数 / 4.4 二次函数与一元二次方程的关系
数学
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4.4 二次函数与一元二次方程的关系
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第4章 二次函数
4.4 二次函数与一元二次方程的关系
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新课导入
讲
讲授新课
练
当堂练习
结
课堂小结
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4.4 二次函数与一元二次方程的关系
3
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.能运用二次函数的图象求一元二次方程的根的近似值.(重点)
3.能在实际问题中理解二次函数与一元二次方程之间的联系.(重点)
学习目标
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新课导入
教学目标
教学重点
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4.4 二次函数与一元二次方程的关系
一元二次方程根的判别式:
式子b²-4ac叫作方程ax2+bx+c=0(a≠0)根的判别式,通常用希腊字母Δ表示.
(1)当Δ>0时,方程ax2+bx+c=0(a≠0)有两个不相等的实数根.
(2)当Δ=0时,方程ax2+bx+c=0(a≠0)有两个相等的实数根.
(3)当Δ<0时,方程ax2+bx+c=0(a≠0)无实数根.
复习引入
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讲
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典例精讲 · 归纳总结
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7
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,函数的值是多少?由此你能得出相应的一元二次方程的根吗?
(1)y=x2+x-2;
(2)y=x2-6x+9;
(3)y=x2-x+1.
观察与思考
1
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1
x
y
O
y = x2-6x+9
y = x2-x+1
y = x2+x-2
观察图象,完成下表:
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+1
y = x2-6x+9
y = x2+x-2
0个
1个
2个
x2-x+1=0无解
3
x2-6x+9=0,x1=x2=3
-2, 1
x2+x-2=0,x1=-2,x2=1
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4.4 二次函数与一元二次方程的关系
二次函数y=ax2+bx+c的图象与x轴交点 一元二次方程ax2+bx+c=0的根 b2-4ac
有两个交点
有两个不相等的实数根,为交点的横坐标
b2-4ac > 0
有一个交点
有两个相等的实数根,为交点的横坐标
b2-4ac = 0
没有交点
没有实数根
b2-4ac < 0
二次函数y=ax2+bx+c的图象与x轴交点的坐标与一元二次方程ax2+bx+c=0根的关系
知识要点
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4.4 二次函数与一元二次方程的关系
已知函数y=(k-3)x2+2x+1的图象与x轴有交点,求k的取值范围.
解:当k=3时,函数y=2x+1是一次函数.
因为一次函数y=2x+1与x轴有一个交点,
所以k=3;
当k≠3时,y=(k-3)x2+2x+1是二次函数.
因为二次函数y=(k-3)x2+2x+1的图象与x轴有交点,
所以Δ=b2-4ac≥0.
因为b2-4ac=22-4(k-3)=-4k+16,
所以-4k+16≥0.所以k≤4且k≠3.
综上所述,k的取值范围是k≤4.
例1
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4.4 二次函数与一元二次方程的关系
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轴总有交点;
因为m≠0,
所以Δ=(m+2)2-4m×2=m2+4m+4-8m=(m-2)2.
因为(m-2)2≥0,
所以Δ≥0,
所以此抛物线与x轴总有交点;
例2
证明:
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4.4 二次函数与一元二次方程的关系
令y=0,则(x-1)(mx-2)=0,
所以 x-1=0或mx-2=0,
解得 x1=1,x2= .
当m为正整数1时,x2为整数且x1≠x2,
即抛物线与x轴总有两个交点,且它们的横坐标都是整数.
所以正整数m的值为1.
(2)若此抛物线与x轴总有两个交点,且它们的横坐标都是整数,
求正整数m的值.
解:
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练一练
1.抛物线 y=x2+bx+1与x轴只有一个公共点,则b等于( )
A.2 B.-2 C.±2 D.0
C
2.已知:抛物线y=x2+ax+a-2.
(1)求证:不论a取何值时,抛物线y=x2+ax+a-2与x轴都有两个不同的交点;
(2)设这个二次函数的图象与x轴相交于A(x1,0),B(x2,0),且x1、x2的平方和为3,
求a的值.
(1)证明:因为Δ=a2-4(a-2)=(a-2)2+4>0,
所以不论a取何值时,抛物线y=x2+ax+a-2与x轴都有两个不同的交点;
(2)解:因为x1+x2=-a,x1·x2=a-2,
所以x12+x22=(x1+x2)2-2x1·x2=a2-2a+4=3,∴a=1.
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4.4 二次函数与一元二次方程的关系
2
利用二次函数的图象求一元二次方程根的近似值
求一元二次方程 的根的近似值(精确到0.1).
方程 x²-2x-1=0 的根就是抛物线 y=x²-2x-1与x轴的交点的横坐标,因此我们可以先画出这条抛物线,然后从图上找出它与x轴的交点的横坐标,这种解一元二次方程的方法叫作图象法.
例1
典例精析
分析:
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4.4 二次函数与一元二次方程的关系
解:设二次函数y=x²-2x-1.
如图所示,画出函数 y=x²-2x-1 的图象.
由图象可知,抛物线与x轴的一个交点在-1与0之间,另一个交点在2与3之间.
通过观察或测量,可得抛物线与x轴的交点的横坐标约为-0.4或2.4,即一元二次方程x²-2x-1=0 的实数根约为x1≈-0.4,x2≈2.4.
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4.4 二次函数与一元二次方程的关系
我们还可以借助计算器分析所求方程的实数根.将二次函数y=x2-2x-1在-1至0范围内的部分x值所对应的y值列表如下:
x -1 -0.9 -0.8 -0.7 -0.6 -0.5 -0.4 -0.3 -0.2 -0.1 0
y 2 1.61 1.24 0.89 0.56 0.25 -0.04 -0.31 -0.56 -0.79 -1
结合图象可以看出,使y=0的一个x值在-0.5与-0.4之间,即-0.5<x<-0.4.题目只要求精确到0.1,这时取x=-0.4或x=-0.5作为所求的根均满足要求.但当x=-0.4时,y=-0.04;当x=-0.5时,y=0.25.前者的函数值更接近于0.因此选x=-0.4.同样,我们可以确定一元二次方程的另一个实数根为x=2.4.
可以发现,当x=-0.5时,y=0.25>0;而当x=-0.4时,y=-0.04<0.
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4.4 二次函数与一元二次方程的关系
已知二次函数y=ax2+bx+c的图象如图所示,则一元二次方程ax2+bx+c=0的近似根为( )
A.x1≈-2.1,x2≈0.1
B.x1≈-2.5,x2≈0.5
C.x1≈-2.9,x2≈0.9
D.x1≈-3,x2≈1
解析:由图象可得二次函数y=ax2+bx+c图象的对称轴为x=-1,而对称轴右侧图象与x轴交点到原点的距离约为0.5,所以x2≈0.5;又因为对称轴为x=-1,则 =-1,所以x1=2×(-1)-0.5=-2.5.故x1≈-2.5,x2≈0.5.故选B.
B
练一练
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4.4 二次函数与一元二次方程的关系
如图, 小李在扔铅球时,若将铅球看作一个点,则铅球贝扔出后其运行轨迹可函数用 的图象来刻画,其中 x(m)是铅球离初始位置的水平距离, y(m)是铅球离地面的高度.
例3
3
二次函数与一元二次方程的联系的实际应用
典例精析
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4.4 二次函数与一元二次方程的关系
(1)当铅球离地面的高度为2.1m时,它离初始位置的水平距离是多少?
2.1
1
5
即当铅球离地面的高度为2.1m时,它离初始位置的
水平距离是1m或5m.
由抛物线的表达式得
即x²-6x+5=0,解得x1=1,x2=5.
你能结合上图,指出为什么在不同的水平距离,铅球的高度均为2.1m吗?
解:
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4.4 二次函数与一元二次方程的关系
(2)铅球离地面的高度能否达到2.5m?若能达到,求此时铅球离初始位置的水平距离.
2.5
3
由抛物线的表达式得
即x²-6x+9=0,解得x1=x2=3.
解:
即当铅球离地面的高度为2.5m时,它离初始位置的
水平距离是3m.
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4.4 二次函数与一元二次方程的关系
(3)铅球离地面的高度能否达到3m?为什么?
3
因为 (-6)2-4 ×1×14=-20<0,
所以方程无实数根.
所以铅球离地面的高度不能达到3m.
由抛物线的表达式得 即x²-6x+14=0.
解:
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4.4 二次函数与一元二次方程的关系
从上面发现,二次函数y=ax2+bx+c何时为一元二次方程?
一般地,当y取定值且a≠0时,二次函数为一元二次方程.
如:y=5时,则5=ax2+bx+c就是一个一元二次方程.
为一个常数
(定值)
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4.4 二次函数与一元二次方程的关系
所以二次函数与一元二次方程关系密切.
例如,已知二次函数y = -x2+4x的值为3,求自变量x的值,可以解一元二次方程-x2+4x=3(即x2-4x+3=0).
反过来,解方程x2-4x+3=0 又可以看作已知二次函数 y = x2-4x+3 的值为0,求自变量x的值.
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4.4 二次函数与一元二次方程的关系
练一练
3.一个足球被从地面向上踢出,它距地面的高度h (m)可以用公式h =-4.9t2 +19.6t来表示,其中t(s)表示足球被踢出后经过的时间.
(1)画出函数h = -4.9t2 +19.6t的图象;
(2)当t=1, t=2时,足球距地面的高度分别是多少?
(3)方程-4.9t2 +19.6t = 0, -4.9t2 +19.6t = 14.7的根的实际意义分别是什么? 你能在图象上表示出来吗?
解:(1)函数h=-4.9t2+19.6t 的图象如图.
(2)当t=1时,h=-4.9+19.6=14.7;
当t=2时,h=-4.9×4+19.6×2=19.6.
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4.4 二次函数与一元二次方程的关系
解:方程-4.9t2+19.6t=0 的根的实际意义是当足球距地面的高度为0 m 时经过的时间;
方程-4.9t2+19.6t=14.7 的根的实际意义是当足球距地面的高度为14.7 m 时经过的时间.
方程-4.9t2+19.6t=0 的根在图象上表示出来如图中O,A两点;
方程-4.9t2+19.6t=14.7的根在图象上表示出来如图中M,N两点.
(3)方程-4.9t2 +19.6t = 0, -4.9t2 +19.6t = 14.7的根的实际意义分别是什么? 你能在图象上表示出来吗?
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练
当堂练习
当堂反馈 · 即学即用
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当堂练习
知识点1 二次函数与一元二次方程的关系
答案 D
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当堂练习
知识点2 利用二次函数的图象求一元二次方程的根的近似值
6.(教材习题变式)利用二次函数的图象求一元二次方程
根的近似值.
解:图略,方程根的近似值是, .
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4.4 二次函数与一元二次方程的关系
当堂练习
知识点3 二次函数与一元二次方程的联系的实际应用
7.自由落体运动是物体只在重力作用下由静止开始下落的运动,地球
上物体自由下落的距离与下落的时间 之间的函数关系式是
.我们知道,同一物体,在月球上所受的重力大约是在地球
上所受重力的,因此,月球上物体自由下落的距离 与下落的时
间之间的函数表达式大约是.求物体下落 时,在地
球上和月球上分别所需要的时间(结果保留根号).
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4.4 二次函数与一元二次方程的关系
解:在中,当时,,解得
(负值舍去).在中,当时, ,解得
(负值舍去).答:在地球上需要的时间约为 ,月球上需要
的时间约为 .
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结
课堂小结
构建脉络 · 归纳总结
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y=0
解方程
图象
由“数”到“形”
由“形”到“数”
一元二次方程
二次函数
一元二次方程的根
与x轴交点情况
由图象与x轴的交点位置,
判断方程根的近似值
课堂小结
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第4章 二次函数 / 4.4 二次函数与一元二次方程的关系
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