函數(shù)與方程是初中數(shù)學(xué)中兩個最基本的概念,它們的形式雖然不同,但本質(zhì)上是相互連接的,有密切關(guān)系.
一、一元二次方程與二次函數(shù)的比較
1.相同
(1)表達(dá)它們的都是式子:函數(shù)式、方程式、不等式;
(2)它們都含有類似的代數(shù)式:ax+bx+c;
(3)它們的代數(shù)式都只含有一個未知數(shù)(一元);
(4)它們的代數(shù)式中的未知數(shù)的最高次數(shù)都是二次.
2.區(qū)別
(1)二次函數(shù)、一元二次方程、一元二次不等式的概念范疇分別是函數(shù)、方程、不等式;
(2)二次函數(shù)中,代數(shù)式ax+bx+c等于因變量y;一元二次方程中,代數(shù)式ax+bx+c等于零;一元二次不等式中,代數(shù)式ax+bx+c大于或小于零;
(3)圖像:二次函數(shù)的圖像是一條曲線,即拋物線;一元二次方程的解是點(diǎn):兩個點(diǎn)或一個點(diǎn)或無點(diǎn);一元二次不等式的解集是線段或射線.
3.聯(lián)系
(1)一元二次方程的知識是研究二次函數(shù)和一元二次不等式的基礎(chǔ)知識.
(2)令二次函數(shù)y=ax+bx+c的y=0,則原式變?yōu)橐辉畏匠蘟x+bx+c=0,令一元二次不等式ax+bx+c>0的不等號變?yōu)榈忍?,則原式變?yōu)橐辉畏匠蘟x+bx+c=0.
(3)二次函數(shù)y=ax+bx+c拋物線與x軸的兩交點(diǎn)的橫坐標(biāo)x、x(x (拋物線與x軸有一個交點(diǎn),即方程有兩個相同的根;沒有交點(diǎn),即方程無解.)一元二次不等式ax+bx+c>0,解集是:x 二、一元二次方程與二次函數(shù)的結(jié)合應(yīng)用 1.配方法解方程與二次函數(shù)的應(yīng)用關(guān)系 解方程的四種方法中有一種是用配方法來解的.而在二次函數(shù)中,我們經(jīng)常要將一般形式y(tǒng)=ax+bx+c(a,b,c為常數(shù),且a≠0)轉(zhuǎn)化成y=a(x-h)+k(a≠0)的樣式,這個轉(zhuǎn)化過程實(shí)際上就是對其進(jìn)行配方,與方程配方相同. 例1:求二次函數(shù)y=-x+x+2的對稱軸和頂點(diǎn)坐標(biāo). 解析:可先將二次函數(shù)經(jīng)過配方,化為頂點(diǎn)坐標(biāo)式,則可直接寫出對稱軸和頂點(diǎn)坐標(biāo). 經(jīng)配方得:y=-(x-4x+4-4)+2=-(x-2)+3. ∴圖像的對稱軸是直線x=2,頂點(diǎn)坐標(biāo)為(2,3). 2.一元二次方程根的判別式與二次函數(shù)的結(jié)合應(yīng)用 在二次函數(shù)中,當(dāng)函數(shù)與x軸分別有兩個交點(diǎn)、一個交點(diǎn)和無交點(diǎn)時,該函數(shù)所對應(yīng)的一元二次方程根的判別式分別是:△>0、△=0和△<0.而在一元二次方程中有以下結(jié)論:當(dāng)△>0時,方程有兩個不相等的實(shí)數(shù)根;當(dāng)△=0時,方程有兩個相等的實(shí)數(shù)根;當(dāng)△<0時,方程無實(shí)數(shù)根. 例4:試說明函數(shù)y=x-4x+5,無論x取何值,y>0. 分析:第一種方法:用配方法將其化成y=(x-2)+1的形式來說明(但如果系數(shù)取值不好,該方法就比較麻煩). 第二種方法:用△來說明,因?yàn)椤?-4<0,所以函數(shù)與x軸無交點(diǎn),又因?yàn)樵摵瘮?shù)的二次項(xiàng)系數(shù)a=1>0,所以圖像開口向上.于是,圖像在x軸上方,因此無論x取何值,y>0. 3.一元二次方程中根與系數(shù)的關(guān)系在函數(shù)中的應(yīng)用 例2:已知二次函數(shù)y=x+4x+k-1, (1)若拋物線與x軸有兩個不同的交點(diǎn),求k的取值范圍; (2)若拋物線的頂點(diǎn)在x軸上,求k的取值. [分析]此題的關(guān)鍵是利用二次函數(shù)與一元二次方程的關(guān)系來解,當(dāng)拋物線與x軸有兩個不同的交點(diǎn),可利用b-4ac>0來確定k的取值范圍.當(dāng)拋物線的頂點(diǎn)在x軸上,說明拋物線與x軸只有一個交點(diǎn),可利用b-4ac=0來確定k的取值. 解:在一元二次方程x+4x+k-1=0中, (1)△=4-4(k-1)=16-4k+4=20-4k>0 ∴當(dāng)k<5時,拋物線與x軸有兩個不同的交點(diǎn). (2)△=20-4k=0 ∴k=5時,拋物線的頂點(diǎn)在x軸上. 4.一元二次方程兩根與二次函數(shù)與x軸交點(diǎn)關(guān)系 例4:若關(guān)于x的二次方程a(x-3)+b=0(a≠0)的一個根是1,求另一個根. 分析:該題按常規(guī)解法把x=1代入方程無法求出a、b值,感覺進(jìn)入胡同,只有化簡利用根與系數(shù)關(guān)系求另一根,但把二次函數(shù)與一元二次方程相結(jié)合可以使問題更為簡化. 解:設(shè)y=a(x-3)+b,則直線x=3是拋物線的對稱軸. ∵點(diǎn)(1,0)是拋物線與x軸的一個交點(diǎn),由對稱性可知(5,0)是拋物線與x軸的另一個交點(diǎn). ∴方程a(x-3)+b=0(a≠0)的另一個根是x=5.