内容正文:
4.3 二次函数的表达式的求法
1. 一次函数 y = kx + b (k ≠ 0) 有几个待定系数?通常需要已知几个点的坐标求出它的表达式?
2. 求一次函数表达式的方法是什么?一般步骤有哪些?
2 个(k和b)
2 个
待定系数法
(1) 设:表达式
(2) 代:坐标代入
(3) 解:方程(组)
(4) 还原:写表达式
思考:如何才能确定一个二次函数的表达式呢?
探究1 顶点式法求二次函数的表达式
能,因为把顶点坐标代入顶点式,就只剩a一个待定系数,代入另外一点刚好可以求出a的值.
活动:已知二次函数图象的顶点坐标是(-1,-6),并且图象经过点(2,3).思考并回答下列问题.
问题1:二次函数y=ax²+bx+c如何变为顶点式?顶点坐标是什么?
通过配方可化成y=a(x-h)²+k,顶点坐标是(h,k).
问题2:已知顶点坐标和图象上另一点的坐标,能确定函数表达式吗?为什么?
问题3:求这个二次函数的表达式.
解:因为二次函数图象的顶点坐标是(-1,-6),
所以可设该二次函数的表达式为y=a(x+1)2-6(a为常数,a≠0).
又因为图象经过点(2,3),将该点的坐标代入上式,得
3=a(2+1)2 – 6,
解得a=1.
因此,所求二次函数的表达式是y=(x+1)2 −6.
这种已知抛物线的顶点坐标和另一点,求表达式的方法叫做顶点法.
顶点法求二次函数表达式的一般步骤:
①设函数表达式是 y = a(x - h)2 + k;
②先代入顶点坐标,得到关于 a 的一元一次方程;
③将另一点的坐标代入原方程求出 a 值;
④ a 用数值换掉,写出函数表达式.
一个二次函数的图象经点 ( 0, 1),它的顶点坐标为( 8,9),求这个二次函数的表达式.
解: 因为这个二次函数的图象的顶点坐标为( 8,9),
因此,可以设函数表达式为 y = a(x - 8)2 + 9.
又由于它的图象经过点(0 ,1),可得 1 = a(0 -8)2 + 9,解得
故所求的二次函数的表达式是
探究2 一般式法求二次函数的表达式
活动:我们知道一次函数需要两个点利用待定系数法就能求出函数表达式,那么二次函数图象上的三个点能否求出表达式,完成下列题目并尝试归纳其解题步骤.
问题:一个二次函数的图象经过 (0, 1)、( 2,4)、( 3,10) 三点,求这个二次函数的表达式.
解: 设这个二次函数的表达式是 y = ax2 + bx + c,
由于这个函数经过点 ( 0, 1),可得 c =1.
又由于其图象经过 ( 2,4)、( 3,10) 两点,可得
4a+2b+1=4,
9a+3b+1=10,
解得
∴所求的二次函数的表达式是
这种已知三点求二次函数表达式的方法叫做一般式法.
一般式法求二次函数表达式的一般步骤:
① 设函数表达式为 y = ax2 + bx + c;
② 代入三点的坐标后得到一个三元一次方程组;
③ 解方程组得到 a,b,c 的值;
④ 把待定系数用求得的值换掉,写出函数表达式.
已知三个点的坐标,是否有一个二次函数,它的图象经过这三个点?
(1) P(1,-5), Q(-1,3), R(2,-3);
解:(1)设二次函数 y = ax2+bx+c(a,b,c为常数,a ≠ 0)的图象经过 P,Q,R三点,则得到关于a,b,c的三元一次方程组:
a + b + c= -5,
a - b+ c = 3,
4a + 2b+c = -3,
解得 a = 2,b = -4,c = -3.
因此,二次函数 y = 2x2-4x-3的图象经过P,Q,R 三点.
(2) P(1,-5), Q(-1,3), M(2,-9).
(2) 设二次函数 y = ax2+bx+c 的图象经过点P,Q,M 三点,则得到关于 a,b,c 的三元一次方程组:
a + b + c = -5,
a - b + c = 3,
4a + 2b + c = -9,
解得 a =0,b = -4,c = -1.
由于a =0,因而不存在一个二次函数,其图象能经过 P,Q,M 三点.
思考:通过这两个问题,你能得到什么结论?
①若给定不共线三点的坐标,且它们的横坐标两两不等,则可以确定唯一的一个二次函数,它的图象经过这三点.
②二次函数 y = ax2+bx+c 的图象上任意三个不同的点都不在一条直线上.
探究3 交点法求二次函数的表达式
活动:选取二次函数图象上的三点 (-3,0),(-1,0),(0,-3),试求出这个二次函数的表达式.
解:∵ (-3,0),(-1,0) 是抛物线与 x 轴的交点,
∴可设其表达式为
y = a(x + 3)(x + 1).
代入点 (0,-3),得
a(0 + 3)(0 + 1) = -3,
解得 a = -1.
∴ 所求表达式为 y = -(x + 3)(x + 1),即 y = -x2 - 4x - 3.
x
y
O
1
2
-1
-2
-3
-4
-2
-4
-3
1
这种已知抛物线与 x 轴的交点坐标,求表达式的方法叫做交点法.
交点法求二次函数表达式的一般步骤:
① 设其表达式是 y = a(x - x1)(x - x2) (其中 x1,x2 分别是两交点的横坐标);
② 将抛物线经过的第三点的坐标代入表达式,得到关于 a 的一元一次方程;
③ 解方程得出 a 值;
④ 写出表达式,并化为一般式.
已知抛物线与 x 轴相交于点 A (-1,0),B (1,0),且过点 M (0,1),求此抛物线的表达式.
解:由于点 A(-1,0),B (1,0) 是抛物线与 x 轴的交点,
故可设该抛物线的表达式为 y=a(x+1)(x-1).
又因为抛物线过点 M (0,1),
∴ 1=a(0+1)(0-1),解得 a=-1.
∴所求抛物线的表达式为 y=-(x+1)(x-1),
即 y=-x2+1.
③已知三点坐标
①已知顶点坐标或对称轴或最值
②已知抛物线与x 轴的两个交点
已知条件
所选方法
用一般式法:y = ax2 + bx + c
用顶点法:y = a(x - h)2 + k
用交点法:y = a(x - x1)(x - x2) (x1,x2 为交点的横坐标)
待定系数法
求二次函数解析式
1. 已知二次函数的图象过 ,, 三点,
那么它的对称轴是直线( )
A. B. C. D.
D
B
2.有一个二次函数,已知其图象过(2,0),(5,0)两点,且与y=2x2的形状
一致,那么该二次函数的表达式为( )
A.y=x2+14x+10 B.y=2x2-14x+20
C.y=2x2+14x+20 D.y=x2-14x+10
随堂小练
3.已知某二次函数的部分图象如图所示,若,则 的取值范围
为____________,其函数表达式为________________.
4. 已知二次函数的图象经过点 (-1,-5),(0,-4)和 (1,1),求这个二次函数的表达式.
解:设这个二次函数的表达式为 y=ax2+bx+c.
依题意得
∴ 这个二次函数的表达式为 y=2x2+3x-4.
a+b+c=1,
c=-4,
a-b+c=-5,
解得
b=3,
c=-4.
a=2,
5. 如图,抛物线 y=x2+bx+c 过点 A (-4,-3),与 y轴交于点 B,对称轴是 x=-3,请解答下列问题:
(1) 求抛物线的表达式;
解:把点 A (-4,-3) 代入 y=x2+bx+c
得 16-4b+c=-3,即 c=4b-19.
∵ 对称轴是 x=-3,∴ =-3.
∴ b=6. ∴ c=4b-19=5.
∴ 该抛物线的表达式为 y=x2+6x+5.
(2) 若与 x 轴平行的直线和抛物线交于 C,D 两点,点 C 在对称轴左侧,且 CD=8,求△BCD 的面积.
解:∵ CD∥x 轴,∴ 点 C 与点 D 关于 x=-3 对称.
∵ 点 C 在对称轴左侧,且CD=8,
∴ 点 C 的横坐标为-7.
∴ 点 C 的纵坐标为 (-7)2+6×(-7)+5=12.
易得点 B 的坐标为 (0,5),
∴ △BCD 中 CD 边上的高为12-5=7.
∴ △BCD 的面积为 ×8×7=28.
$